WiFi技術(shù)的原理及未來發(fā)展趨勢(shì)VIP

WiFi技術(shù)的原理及未來發(fā)展趨勢(shì)文章出處： 作者：張春飛 WiFiWireless Fidelity，無線保真技術(shù)與藍(lán)牙技術(shù)一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)。該技術(shù)使用的是2.4GHz附近的頻段。其目前可使用的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，分別是IEEE802.11a和IEEE802.11b。該技術(shù)由于有著自身的優(yōu)點(diǎn)，因此受到廠商的青睞。 什么是WiFi？WiFi全稱Wireless Fidelity，又稱802.11b標(biāo)準(zhǔn)，它的最大優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速度較高，可以達(dá)到11Mbps，另外它的有效距離也很長，同時(shí)也與已有的各種802.11 DSSS設(shè)備兼容。IEEE 802.11b無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范是IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的變種，最高帶寬為11Mbps，在信號(hào)較弱或有干擾的情況下，帶寬可調(diào)整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps，帶寬的自動(dòng)調(diào)整，有效地保障了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。其主要特性為：速度快、可靠性高。在開放性區(qū)域，通訊距離可達(dá)305米；在封閉性區(qū)域，通訊距離為76米到122米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合，組網(wǎng)的成本更低。WiFiWireless Fidelity，無線保真技術(shù)與藍(lán)牙技術(shù)一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)。該技術(shù)使用的是2.4GHz附近的頻段。其目前可使用的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，分別是IEEE802.11a和IEEE802.11b。該技術(shù)由于有著自身的優(yōu)點(diǎn)，因此受到廠商的青睞。 WiFi技術(shù)突出的優(yōu)勢(shì)其一，無線電波的覆蓋范圍廣，基于藍(lán)牙技術(shù)的電波覆蓋范圍非常小，半徑大約只有50英尺左右，約合15米，而WiFi的半徑則可達(dá)300英尺左右，約合100米，辦公室自不用說，就是在整棟大樓中也可使用。據(jù)悉，由Vivato公司推出的一款新型交換機(jī)。該款產(chǎn)品能夠把WiFi無線網(wǎng)絡(luò)300英尺接近100米的通信距離擴(kuò)大到4英里約6.5公里。 其二，雖然由WiFi技術(shù)傳輸?shù)臒o線通信質(zhì)量不是很好，數(shù)據(jù)安全性能比藍(lán)牙差一些，傳輸質(zhì)量也有待改進(jìn)，但傳輸速度非?？?，可以達(dá)到11Mbps，符合個(gè)人和社會(huì)信息化的需求。 其三，廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻比較低。廠商只要在機(jī)場(chǎng)、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過高速線路將因特網(wǎng)接入上述場(chǎng)所。這樣，由于“熱點(diǎn)”所發(fā)射出的電波可以達(dá)到距接入點(diǎn)半徑數(shù)十米至100米的地方，用戶只要將支持無線LAN的筆記本電腦或PDA拿到該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入因特網(wǎng)。也就是說，廠商不用耗費(fèi)資金來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線接入，從而節(jié)省了大量的成本。根據(jù)無線網(wǎng)卡使用的標(biāo)準(zhǔn)不同，WiFi的速度也有所不同。其中IEEE802.11b最高為11Mbps，部分廠商在設(shè)備配套的情況下可以達(dá)到22Mbps，IEEE802.11a為54Mbps、IEEE802.11g也是54Mbps。WiFi是由AP(Access Point)和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡(luò)。AP一般稱為網(wǎng)絡(luò)橋接器或無線訪問節(jié)點(diǎn)，它是當(dāng)作傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)絡(luò)與無線局域網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁，因此任何一臺(tái)裝有無線網(wǎng)卡的PC均可透過AP去分享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源，其工作原理相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)置無線發(fā)射器的HUB或者是路由，而無線網(wǎng)卡則是負(fù)責(zé)接收由AP所發(fā)射信號(hào)的CLIENT端設(shè)備。而wireless b/g表示網(wǎng)卡的型號(hào)，按照其速度與技術(shù)的新舊可分為802.11a、802.11b、802.11g。講起無線網(wǎng)，大家都有一種似是而非的感覺，無線是否簡單地兩臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)？否！這已經(jīng)是上個(gè)世紀(jì)的無線概念，新一代的無線網(wǎng)絡(luò)，將以無須布線和使用相對(duì)自由，建立起人們對(duì)無線局域網(wǎng)的全新感受。需求決定了市場(chǎng)的發(fā)展，很少見到哪種IT技術(shù)或是產(chǎn)品能夠像它那樣有如此迅猛的增長勢(shì)頭，不受任何約束隨時(shí)隨地訪問互聯(lián)網(wǎng)不再是夢(mèng)想，其中，WiFi發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。WiFi代表了“無線保真”，指具有完全兼容性的802.11標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11b子集，它使用開放的2.4GHz直接序列擴(kuò)頻，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為11Mbps，也可根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱把傳輸率調(diào)整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps帶寬。無需直線傳播，傳輸范圍為室外最大300米，室內(nèi)有障礙的情況下最大100米，是現(xiàn)在使用的最多的傳輸協(xié)議。它與有線網(wǎng)絡(luò)相較之下，有許多優(yōu)點(diǎn)： 無須布線 WiFi最主要的優(yōu)勢(shì)在于不需要布線，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動(dòng)辦公用戶的需要，具有廣闊市場(chǎng)前景。目前它已經(jīng)從傳統(tǒng)的醫(yī)療保健、庫存控制和管理服務(wù)等特殊行業(yè)向更多行業(yè)拓展開去，甚至開始進(jìn)入家庭以及教育機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域。 健康安全 IEEE802.11規(guī)定的發(fā)射功率不可超過100毫瓦，實(shí)際發(fā)射功率約60-70毫瓦，這是一個(gè)什么樣的概念呢？手機(jī)的發(fā)射功率約200毫瓦至1瓦間，手持式對(duì)講機(jī)高達(dá)5瓦，而且無線網(wǎng)絡(luò)使用方式并非像手機(jī)直接接觸人體，應(yīng)該是絕對(duì)安全的。 簡單的組建方法一般架設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)的基本配備就是無線網(wǎng)卡及一臺(tái)AP，如此便能以無線的模式，配合既有的有線架構(gòu)來分享網(wǎng)絡(luò)資源，架設(shè)費(fèi)用和復(fù)雜程序遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)。如果只是幾臺(tái)電腦的對(duì)等網(wǎng)，也可不要AP，只需要每臺(tái)電腦配備無線網(wǎng)卡。它主要在媒體存取控制層MAC中扮演無線工作站及有線局域網(wǎng)絡(luò)的橋梁。有了AP，就像一般有線網(wǎng)絡(luò)的Hub一般，無線工作站可以快速且輕易地與網(wǎng)絡(luò)相連。特別是對(duì)于寬帶的使用，WiFi更顯優(yōu)勢(shì)。有線寬帶網(wǎng)絡(luò)ADSL、小區(qū)LAN等到戶后，連接到一個(gè)AP，然后在電腦中安裝一塊無線網(wǎng)卡即可。普通的家庭有一個(gè)AP已經(jīng)足夠，甚至用戶的鄰里得到授權(quán)后，則無需增加端口，也能以共享的方式上網(wǎng)。 長距離工作 別看無線WiFi的工作距離不大，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完備的情況下，802.11b的真實(shí)工作距離可以達(dá)到100米以上，而且解決了高速移動(dòng)時(shí)數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)問題、誤碼問題，WiFi設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與基站之間的切換和安全認(rèn)證都得到了很好的解決。 WiFi的發(fā)展和未來這幾年內(nèi)，無線AP的數(shù)量呈迅猛的增長，無線網(wǎng)絡(luò)的方便與高效使其能夠得到迅速的普及。除了在目前的一些公共地方有AP之外，國外已經(jīng)有先例以無線標(biāo)準(zhǔn)來建設(shè)城域網(wǎng)，因此，WiFi的無線地位將會(huì)日益牢固。 WiFi是目前無線接入的主流標(biāo)準(zhǔn)，但是，WiFi會(huì)走多遠(yuǎn)呢？在Intel的強(qiáng)力支持下，WiFi已經(jīng)有了接班人。它就是全面兼容現(xiàn)有WiFi的WiMAX，對(duì)比于WiFi的802.11X標(biāo)準(zhǔn)，WiMAX就是802.16x。與前者相比，WiMAX具有更遠(yuǎn)的傳輸距離、更寬的頻段選擇以及更高的接入速度等等，預(yù)計(jì)會(huì)在未來幾年間成為無線網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)主流標(biāo)準(zhǔn)，Intel計(jì)劃將來采用該標(biāo)準(zhǔn)來建設(shè)無線廣域網(wǎng)絡(luò)。這相比于現(xiàn)時(shí)的無線局域網(wǎng)或城域網(wǎng)，是質(zhì)的變革，而且現(xiàn)有設(shè)備仍能得到支持，保護(hù)人們的每一分錢投資。 總而言之，家庭和小型辦公網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)移動(dòng)連接的需求是無線局域網(wǎng)市場(chǎng)增長的動(dòng)力，雖然到目前為止，美國、日本等發(fā)達(dá)國家仍然是目前WiFi用戶最多的地區(qū)，但隨著電子商務(wù)和移動(dòng)辦公的進(jìn)一步普及，廉價(jià)的WiFi，必將成為那些隨時(shí)需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接用戶的必然之選。 最近，業(yè)界紛紛傳出WiFi已出現(xiàn)生存危機(jī)的消息。據(jù)國外媒體報(bào)道，日前很多企業(yè)仍然在WiFi這方面投入巨資，但從中贏利的企業(yè)幾乎沒有。據(jù)悉很多企業(yè)因WiFi而破產(chǎn)，那么WiFi的盈利情況是否真的出現(xiàn)危機(jī)了？不可否認(rèn)，WiFi技術(shù)的商用碰到了許多困難。一方面是受制于WiFi技術(shù)自身的限制，比如其漫游性、安全性和如何計(jì)費(fèi)等都還沒有得到妥善的解決。另一方面，由于WiFi的贏利模式不明確，如果將WiFi作為單一網(wǎng)絡(luò)來經(jīng)營，商業(yè)用戶的不足會(huì)使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資收益比較低，因此也影響了電信運(yùn)營商的積極性。但從WiFi技術(shù)定位看，對(duì)于電信運(yùn)營商而言，WiFi技術(shù)的定位主要是作為高速有線接入技術(shù)的補(bǔ)充，將來逐漸也會(huì)成為蜂窩移動(dòng)通信的補(bǔ)充。 雖然WiFi技術(shù)的商用在目前碰到了一些困難，但這種先進(jìn)的技術(shù)也不可能包辦所有功能的通信系統(tǒng)?？梢哉f只有各種接入手段相互補(bǔ)充使用才能帶來經(jīng)濟(jì)性、可靠性和有效性。因而，它可以在特定的區(qū)域和范圍內(nèi)發(fā)揮對(duì)3G的重要補(bǔ)充作用，WiFi技術(shù)與3G技術(shù)相結(jié)合將具有廣闊的發(fā)展前景。 WiFi是高速有線接入技術(shù)的補(bǔ)充目前，有線接入技術(shù)主要包括以太網(wǎng)、XDSL等。WiFi技術(shù)作為高速有線接入技術(shù)的補(bǔ)充，具有可移動(dòng)性、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，WiFi技術(shù)廣泛應(yīng)用于有線接入需無線延伸的領(lǐng)域，如臨時(shí)會(huì)場(chǎng)等。由于數(shù)據(jù)速率、覆蓋范圍和可靠性的差異，WiFi技術(shù)在寬帶應(yīng)用上將作為高速有線接入技術(shù)的補(bǔ)充。而關(guān)鍵技術(shù)無疑決定著WiFi的補(bǔ)充力度?，F(xiàn)在OFDM、MIMO（多入多出）、智能天線和軟件無線電等，都開始應(yīng)用到無線局域網(wǎng)中以提升WiFi性能，比如說802.11n計(jì)劃采用MIMO與OFDM相結(jié)合，使數(shù)據(jù)速率成倍提高。另外，天線及傳輸技術(shù)的改進(jìn)使得無線局域網(wǎng)的傳輸距離大大增加，可以達(dá)到幾公里。WiFi是蜂窩移動(dòng)通信的補(bǔ)充WiFi技術(shù)的次要定位蜂窩移動(dòng)通信的補(bǔ)充。蜂窩移動(dòng)通信可以提供廣覆蓋、高移動(dòng)性和中低等數(shù)據(jù)傳輸速率，它可以利用WiFi高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)彌補(bǔ)自己數(shù)據(jù)傳輸速率受限的不足。而WiFi不僅可利用蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)完善的鑒權(quán)與計(jì)費(fèi)機(jī)制，而且可結(jié)合蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋的特點(diǎn)進(jìn)行多接入切換功能。這樣就可實(shí)現(xiàn)WiFi與蜂窩移動(dòng)通信的融合，使蜂窩移動(dòng)通信的運(yùn)營錦上添花，進(jìn)一步擴(kuò)大其業(yè)務(wù)量。 WiFi是現(xiàn)有通信系統(tǒng)的補(bǔ)充無線接入技術(shù)則主要包括IEEE的80211、80215、80216和80220標(biāo)準(zhǔn)，分別指WLAN、無線個(gè)域網(wǎng)WPAN：藍(lán)牙與UWB、無線城域網(wǎng)WMAN：WIMAX和寬帶移動(dòng)接入WBMA等。一般地說WPAN提供超近距離無線高數(shù)據(jù)傳輸速率連接；WMAN提供城域覆蓋和高數(shù)據(jù)傳輸速率；WBMA提供廣覆蓋、高移動(dòng)性和高數(shù)據(jù)傳輸速率；WiFi則可以提供熱點(diǎn)覆蓋、低移動(dòng)性和高數(shù)據(jù)傳輸速率。 對(duì)于電信運(yùn)營商來說，WiFi技術(shù)的定位主要是作為高速有線接入技術(shù)的補(bǔ)充，逐漸也會(huì)成為蜂窩移動(dòng)通信的補(bǔ)充。當(dāng)然WiFi與蜂窩移動(dòng)通信也存在少量競爭。一方面，用于WiFi的IP話音終端已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)，這對(duì)蜂窩移動(dòng)通信有一部分替代作用；另一方面，隨著蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，熱點(diǎn)地區(qū)的WiFi公共應(yīng)用也可能被蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)部分取代。但是總的來說，他們是共存的關(guān)系，比如一些特殊場(chǎng)合的高速數(shù)據(jù)傳輸必須借助于WiFi，像波音公司提出的飛機(jī)內(nèi)部無線局域網(wǎng)；而在另外一些場(chǎng)合使用WiFi可以較為經(jīng)濟(jì)，像實(shí)現(xiàn)高速列車內(nèi)部的無線局域網(wǎng)。 此外，從當(dāng)前WiFi技術(shù)的應(yīng)用看，其中熱點(diǎn)公共接入在運(yùn)營商的推動(dòng)下發(fā)展較快，但用戶數(shù)少并缺乏有效的盈利模式，使WiFi呈現(xiàn)虛熱現(xiàn)象。所以，WiFi雖然是通信業(yè)中發(fā)展的新亮點(diǎn)，但是主要應(yīng)定位于現(xiàn)有通信系統(tǒng)的補(bǔ)充。如果炒作過熱，面對(duì)相對(duì)狹小的市場(chǎng)可能出現(xiàn)投資過度和資源閑置的狀況。據(jù)報(bào)道，在美國T-Mobile移動(dòng)通訊公司經(jīng)營的遍布2000多家星巴克咖啡廳的“熱點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)，平均每天只有不到兩個(gè)人使用，而運(yùn)營商為此每個(gè)月就要花費(fèi)數(shù)百美元。 另外目前公共接入服務(wù)的應(yīng)用，除了上網(wǎng)、接收Email等既有應(yīng)用之外，并未