3 无线通信常用形式

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3 无线通信常用形式

3.1 Wi-fi

3.1 ,1Wi-Fi技术简介

Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线保真技术)

是IEEE 802.11的简称,是一种可支持数据,

图像,语音和多媒体且输出速率高达54Mb/s

的短程无线传输技术,在几百米的范围内可让

互联网接入者接收到无线电信号。外语缩写

WI-FI,关于"Wi-Fi”这个缩写词的发音,根据

英文标准韦伯斯特词典的读音注释,标准发音

为/ˈwaɪ.faɪ/因为Wi-Fi这个单词是两个单词组成的,所以书写形式最好为WI-FI。由澳洲政府的研究机构CSIRO在90年代发明并于1996年在美国成功申请了无线网技术专利,是IEEE定义的无线网链接技术。

Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如pad、手机)等终端以无线方式互相连接的技术,事实上它是一个高频无线电信号。可以简单的理解为无线上网,几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持无线保真上网,是当今使用最广的一种无线网络传输技术。

Wi-Fi的形态

图描述了一个Wi-Fi能量场的大小,以及信号的传播方式Wi-Fi是一种以波的形式传输的能量场。信号波具有一定高度,彼此间存在距离,以一定的速度传输。Wi-Fi信号波之间的距离介于无线电波短和微波之间,使得Wi-Fi具有特殊的传输频带,可以免受其他信号干扰。Wi-Fi波波长约3至5英寸。波峰代表1,波谷代表0。用0和1两个数码来表示的二进制数据生成网站、邮件和其他网络内容上的字母,数字和代码。典型的Wi-Fi波从波源向外传输时振幅逐渐减弱,所以图中右边部分信号波大于左边部分。可以想象出波源在图片右侧。此图片显示出在一个频带上传输的理想化Wi-Fi数据,该频带分为不同的子信道,呈现出红色、黄色、绿色和其他不同颜色。

Wi-Fi波以编码了数据的快速脉冲或者波的形式传输。图中定格的脉冲显示彼此间距离约为6英寸。Wi-Fi路由器可以同时以多个频率发送数据。不同频率

显示为蓝色、绿色、黄色和红色,弥漫在广场周围。这些频率的数据形成图中所示的漩涡状,使用可为无线设备识别的普通标签系统可以将其转换。

Wi-Fi在电磁频谱中的无线电频段介于实际无线电波和微波之间(无线电波用于收听比赛,而微波用于做晚餐)。图中所示的Wi-Fi脉冲五彩斑斓,从波源处辐射开来。Wi-Fi传输设备是配有传输协议的天线,传输协议将频段分成若干部分,简称为信道。数据可以在单一信道上传输,也可以以更快的速率发送和接收更多数据。我们使用红色、橙色、黄色等显示看不见的、形成整个Wi-Fi信号的wifi信道。Wi-Fi场通常呈球形或椭圆形,向外延伸约20-30米。

Wi-Fi的技术原理

组成结构

Wi-Fi 组织结构图

一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,配合既有的有线架构来分享网络资源。AP为Access Point简称,一般翻译为“无线访问接入点”,或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP,就像一般有线网络的Hub一般,无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用,无线保真更显优势,有线宽带网络(ADSL、小区LAN等)到户后,连接到一个AP,然后在电脑中安装一块无线网卡即可。

一个无线网卡主要包括网卡(NIC)单元、扩频通信机和天线三个组成功能块。NIC单元属于数据链路层,由它负责建立主机与物理层之间的连接。扩频通信机与物理层建立了对应关系,实现无线电信号的接收与发射。当计算机要接收信息时,扩频通信机通过网络天线接收信息,并对该信息进行处理,判断是否要发给NIC单元,如是则将信息帧上交给NIC单元,否则丢弃。如果扩频通信机发现接收到的信息有错,则通过天线发送给对方一个出错信息,通知发送端重新发送此信息帧。当计算机要发送信息时,主机先将待发送的信息传送给NIC单元,

由NIC单元首先监测信道是否空闲,若空闲立即发送,否则暂不发送,并继续监测。

IEEE802.11b

现在我们普遍使用的WiFi基本都工作在2.4G无线频段,使用的是IEEE 802.11b/g协议。IEEE802.11b是无线局域网的一个标准。其载波的频率为

2.4GHz,传送速度为11Mbit/s。IEEE802.11b是所有无线局域网标准中最著名,也是普及最广的标准。它有时也被错误地标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是无线局域网联盟(WLANA)的一个商标,该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作,与标准本身实际上没有关系。在2.4-GHz-ISM频段共有14个频宽为

22MHz的频道可供使用。不过随着2.4G频段的设备越来越多,在2.4-2.485GHz 内信道显得十分拥挤,因为包括如无线键盘、无线鼠标、蓝牙等各类电子设备都工作在此频段。

主要无线协议的频宽和最大传输速率。

WiFi技术特点

1. 传输范围广

Wi-Fi的电波覆盖范围半径高达100m,甚至连整栋大楼都可以覆盖,相对于半径只有15m蓝牙,优势相当明显。

2. 传输速度快

高达54Mb/s的传输速率使得Wi-Fi的用户可以随时随地接收网络,并可快速地享受到类似于网络游戏、视频点播(VOD)、远程教育、网上证券、远程医疗、视频会议等一系列宽带信息增值服务。在这飞速发展的信息时代,速度还在不断提升的Wi-Fi必能满足社会与个人信息化发展的需求。

3. 健康安全

Wi-Fi设备在IEEE 802.11的规定下发射功率不能超过100 mW,而实际的发射功率可能也就在60~70 mW。与类似的通信设备相比,手机发射功率约在200 mW~1 W,而手持式对讲机更是高达5 W。相对于这两者Wi-Fi产品的辐射更小。

4. 普及应用度高

现今配置Wi-Fi的电子设备越来越多,手机、笔记本电脑、平板电脑、MP4几乎都将Wi-Fi列入了他们的主流标准配置。