无线网络技术

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(一)无线通信技术有以下几种:
  1、当前流行的无线通信技术有Bluetooth、CDMA2000、GSM、Infrared(IR)、ISM、RFID、UMTS/3GPPw/HSDPA、UWB、WiMAX Wi-Fi和ZigBee。各种无线通信技术的适用频段、调制方式、最大作用距离、数据率和应用领域。这些无线通信技术的作用距离与数据率的关系,数据率越高,作用距离就越短。可用网络技术扩展作用距离而仍然保持数据率。
  2、现在大多数蜂窝电话开发都采用2.5G技术,如CDMA2000、GSM/GPRS/EDGE和它们的变异。UMTS/3GPP 3G蜂窝电话和系统正在不断地涌现出来,但仍然是总市场份额的一部分。3G将要增长并在将来逐步大转换。VoIP over Wi-Fi和WiMAX会调整这种增长趋势。另外,多模手机将覆盖标准蜂窝电话和VoIP。
  3、802.11(或Wi-Fi)可能没有什么新鲜的,但无论如何它正在蓬勃发展。标准继续工作在改善安全性和服务质量,网络选项也在计划中。高速802.11n将采用多输入/多输出技术,在可观的距离提高速率到100Mbits。
  4、ZigBee/802.15.4协议
Zigbee被正式提出来是在2003年,它的出现是为了弥补蓝牙通信协议的高复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等缺陷。名称取自于蜜蜂,蜜蜂 (bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。
5、Thread /IEEE 802.15.4协议
Thread和ZigBee同属802.15.4,但是针对802.15.4做了很大的改进。Thread是建立在IPv6的基础之上的一个协议,无论在传输安全,还是系统可靠性上都做了非常棒的优化。它既可以承载高通海尔数十企业组物联网盟AllSeen,也可以支持苹果的Homekit智能家居平台。
6、Z-Wave协议
Z-Wave无线组网规格于2004年提出,由丹麦的芯片与软件开发商Zensys主导,Z-wave联盟推广其应用。
Z-Wave工作频率美国 908.42MHz、欧洲868.42MHz,采用无线网状网络技术,因此任何节点都能直接或间接地和通信范围内的其它临近节点通信

(二)无线局域网
无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲,无线局域网是通过无线信道来实现网络设备之间的通信,并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲,无线局域网是在不采用网线的情况下,提供以太网互联功能。
无线局域网WLAN(Wireless Local Area Network)广义上是指以无线电波、激光、红外线等来代替有线局域网中的部分或全部传输介质所构成的网络。
WLAN技术是基于802.11标准系列的,即利用高频信号(例如2.4GHz或5GHz)作为传输介质的无线局域网。802.11是IEEE在1997年为WLAN定义的一个无线网络通信的工业标准。此后这一标准又不断得到补充和完善,形成802.11的标准系列,例如802.11、802.11a、802.11b、802.11e、802.11g、802.11i、802.11n等。

(三)Wi-Fi
无线局域网使用中还常遇到一个名词“Wi-Fi”,它是由“wireless(无线电)”和“fidelity(保真度)”组成,Wi-Fi是一个无线网络通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网络产品之间的互通性,不能把Wi-Fi与IEEE 802.11混为一谈,也不能等同于无线局域网。但是目前,WLAN的推广和认证工作主要由Wi-Fi联盟完成,所以WLAN技术常常被称之为Wi-Fi。

(四)Wi-Fi与无线局域网络(WLAN)之间的关系
  1、wifi包含于无线局域网中,发射信号的功率不同,覆盖范围不同
  事实上WIFI就是WLANA(无线局域网联盟)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,但因为WIFI主要采用802.11b协议,因此人们逐渐习惯用WIFI来称呼802.11b协议。从包含关系上来说,WIFI是WLAN的一个标准,WIFI包含于WLAN中,属于采用WLAN协议中的一项新技术。WiFi的覆盖范围则可达300英尺左右(约合90米),WLAN最大(加天线)可以到5KM。
  2、覆盖的无线信号范围不同
  WIFI(WirelessFidelity),又称802.11b标准,它的最大优点就是传输速度较高,可以达到11Mbps,另外它的有效距离也很长,同时也与已有的各种802.11DSSS设备兼容。无线上网已经成为现实。无线电波的覆盖范围广,基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小,半径大约只有50英尺左右约合15米,而Wi-Fi的半径则可达300英尺左右约合90米。不过随着wifi技术的发展,wifi信号未来覆盖的范围将更宽。

(五)2.4GHz和5GHz
2.4GHz是最常用的WiFi频段,包括802.11 b/g/n四个子集;5Ghz是大家常说的双频WiFi的另一个频段,有802.11 ac。
–传输速率
2.4GHz:最高速率300Mbps,也就是在802.11 n下最常见的无线路由,两根天线的。有些会宣称有600Mbps,是因为加了频率带宽,从20MHz升级到40MHz。
5GHz:最高速率867Mbps,像TP、腾达家的双频路由就有不少,一般它们会宣传有1167Mbps,这是把2.4GHz的300Mbps也加上了。
–传输距离
2.4GHz:室内70米,室外250米
5GHz:室内35米

(六)无线网络标准
局域网(LAN)的结构主要有三种类型:以太网(Ethernet)、令牌环(Token Ring)、令牌总线(Token Bus)以及作为这三种网的骨干网光纤分布数据接口(FDDI)。它们所遵循的都是IEEE(美国电子电气工程师协会)制定的以802开头的标准,目前共有11个与局域网有关的标准,它们分别是:
IEEE 802.1── 通用网络概念及网桥等
IEEE 802.2── 逻辑链路控制等
IEEE 802.3──CSMA/CD访问方法及物理层规定
IEEE 802.4──ARCnet总线结构及访问方法,物理层规定
IEEE 802.5──Token Ring访问方法及物理层规定等
IEEE 802.6── 城域网的访问方法及物理层规定
IEEE 802.7── 宽带局域网
IEEE 802.8── 光纤局域网(FDDI)
IEEE 802.9── ISDN局域网
IEEE 802.10── 网络的安全
IEEE 802.11── 无线局域网

IEEE 802.11常见的技术标准

标准 工作频段 理想速率 信道带宽
802.11b 2.4 GHz 11Mbps 20MHz
802.11a 5GHz 54Mbps 20MHz
802.11g 2.4 GHz 54Mbps 20MHz
802.11n 2.4 GHz或5 GHz 72Mbps(1×1, 20MHz) 150Mbps(1×1, 40MHz) 288Mbps(4×4,20MHz) 600Mbps(4×4, 40MHz) 20MHz/40MHz(信道绑定)
802.11ac 5 GHz 433Mbps(1×1, 80MHz) 867Mbps(1×1,160MHz) 6.77Gbps(8×8,160MHz) 40MHz/80MHz/160MHz

备注:
①从802.11n开始引入了MIMO多入多出技术,基站和终端同时使用多重天线收发信号,以此增加数据传输速率和准确性。4×4表示无线网络的基站有4根天线发射数据,用户终端有4根天线接收数据。
②802.11ac虽然只是5G标准,但大主流802.11ac设备都采用双频设计,能同时发送两个信号,5G频段支持802.11ac,2.4G频段向下兼容802.11b/g/n。

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