WiFi综述

WiFi技术综述周晨(通信0904U200913881)摘要：随着网络和通信技术的发展，家庭用户对无线通信的需求与日俱增，WiFi凭借其独特的优势得到了普遍认可，显示出极大的应用前景。简单地介绍了WiFi的含义和发展历程，详细说明了WiFi的特点及技术优势，并将其与有线网络作了比较。最后对WiFi的应用和未来进行讨论。关键词:WiFi;无线网络;优势;发展;协议OverviewofWiFiTechnologyZHOUChen（CE0904U200913881）Abstract:Asthedevelopmentofnetworkandcommunicationtechnologythedemandofwirelesscommunicationfromhomeusersgrowswitheachpassingday．WiFiwithitsuniqueadvantagesisuniversalrecognitionandshowsitsgreatpotentialapplications．ThisarticlesimpleintroducedthemeaningofWiFianditshistoty，itshowsthedetailsofWiFifromitscharacteristicsandtechnologicaladvantages，comparedWiFiwithcablenetwork．AtlastitdiscussedonthefutureofWiFi．Keywords:WiFi;wirelessnetwork;advantage;development;protocol1前言20世纪90年代，无线通信技术与计算机网络相结合产生了无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork，WLAN)技术。WLAN是指采用无线介质传输的计算机局域网，采用的标准是IEEE802．11系列。WEAN可以为移动或半移动的用户提供高效、优质、低成本的宽带接人服务。1999年，IEEE通过了802．11a和802．1lb标准。WiFi全称wile—lessFidelity，又称802．1lb标准。802．1lb定义了使用直接序列扩频(DirectSequenceSpreadSpectrum，DSSS)调制技术在2．4GHz频带实现11Mbit／s速率的无线传输，在信号较弱或有干扰的情况下，带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps。由于DSSS技术实现相对容易，802．1lb标准的发展比802．1la快很多，在1999年末首先出现了支持802。lib标准的产品，随后得到广泛商用，并通过互通性测试。802．1lb已成为当今WLAN的主流标准。近些年，随着宽带和光线的普及，互联网与人们的生活越来越紧密的联系在一起。出于各种目的人们几乎每天都要上网冲浪。现在很多家庭都配有一台以上的个人电脑，除了传统的台式机和笔记本电脑之外，以“苹果”iPad为标志的平板电脑得到了大众的认可，迅速地进入了寻常百姓家。如何使这些不同的设备简单方便的接入互联网，WiFi技术凭借自身特点脱颖而出，成为了大多数家庭多台设备接入互联网的首选方法。2WiFi技术的特点WiFi与有线接入技术相比，其特点和优势主要体现在：用户移动性在有线接入网络中，用户只能在具有信息点的位置上网，限制了终端用户的活动范围。而WiFi建成后，能提供漫游服务，在无线网信号覆盖区域内的任何位置都可以接入网络，使用户真正实现随时、随地、随意的接入宽带网络。2.1WiFi的技术优势(1)建设便捷。因为WiFi是无线技术，所以组建网络时免去了布线工作，只需一个或多个无线AP，就可以满足一定范围的上网需求。节省了安装成本，缩短了安装时间。ADSL、光纤等有线网络到户后，只需连接到无线AP，再在电脑中安装一块无线网卡即可。一般家庭只需一个AP，如果用户的邻居得到授权，也可以通过同一个无线AP上网。(2)无线电波覆盖范围广。最新的WiFi半径可达900英尺左右，约合300米，而蓝牙的电波半径只有50英尺左右，约合15米，差距非常大。(3)投资经济。缺乏灵活性是有线网络的固有缺点。在规划有线网络的时候，需要提前考虑到后的发展需求，这就会导致大量的超前投资，进而出现线路利用率低的情况。而WiFi网络可以随着用户数的增加而逐步扩展。一旦用户数量增加，只需增加无线AP，不需要重新布线，与有线网络相比节约了很多网络建设成本。(4)传输速度快。可达到37．5Mbit/s，能够满足绝大多数个人和社会信息化的需求。(5)业务可集成。WiFi技术在OSI参考模型的数据链路层上与以太网完全一致，所以可以利用已有的有线接入资源，迅速部署无线网络，形成无缝覆盖。(6)较低的厂商进入门槛。在机场、长途客运站、酒店、图书馆等人员较密集的地方设置无线网络“热点”，并与高速互联网连接。只要用户的无线上网设备处于“热点”所覆盖的区域内，即可高速接入因特网。也就是说厂商因不用耗费资金来进行网络布线而节省了大量的成本。根据无线网卡使用的标准不同，网络接入速度也有所不同。其中IEEE802．11b最高为11Mbps，在设备配套的情况下可以达到22Mbps，IEEE802．11a/g为54Mbps，最新的IEEE802．11n为300Mbps。2.2较有线网络相比的优势(1)无须布线。作为无线网络WiFi最主要的优势就是无须布线从而摆脱了布线的烦恼，因此非常适合移动办公用户，市场前景非常广阔。目前WiFi已经从医疗保健、管理等特殊行业拓展进了家庭、公共服务、办公等领域。(2)健康安全。IEEE802．11规定的发射功率在100毫瓦以内，实际发射功率约60～70毫瓦。而蜂窝电话的发射功率在200毫瓦至1瓦之间，手持式对讲机的发射功率高达5瓦，另外无线网络在使用时不会直接接触人体，更加健康安全。(3)简单的组建方法。组建无线网络只需要无线网卡、无线AP和有线架构，费用和复杂度远远低于有线网络。如果要用几台电脑组建对等网，也可不要无线AP，只需要为每台电脑配备一个无线网卡。它的作用主要是在媒体存取控制层中扮演无线工作站和有线局域网的桥梁。无线AP就像有线网络的Hub，无线工作站可以快速且容易地与网络相连。(4)长距离工作。在网络建设完备的情况下，最新的802．11n标准的真实工作距离可以达到300米以上，得益于将MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术相结合而应用的MIMOOFDM技术，提高了无线传输质量，也使传输速率得到极大提升。2.3WiFi技术的缺陷和不足WiFi技术相对于有线接人方式仍有一定的缺陷：(1)传输速率局限性：虽然WiFi技术最高数据传输速率标称可达11Mbps一54Mbps，但系统开销会使应用层速率减少50％左右。同时频率干扰会使数据传输速率明显降低。(2)质量的不稳定性空间的无线电波间存在相互影响，特别是同频段同技术设备之间将存在明显影响。不仅如此，无线电渡传播中根据障碍物不同将发生折射、反射、衍射、信号无法穿透等情况，其质量和信号的稳定性都不如有线接^方式。(3)需要提高的安全性WiFi采用了基于用户的认证加密体系来提高其安全性，但其安全性和数据的保密性都不如有线接人方式。3WiFi是高速有线接入技术的补充目前，有线接入技术主要包括以太网、XDSL等。WiFi技术作为高速有线接入技术的补充，具有可移动性、价格低廉的优点，WiFi技术广泛应用于有线接入需无线延伸的领域，如临时会场等。由于数据速率、覆盖范围和可靠性的差异，WiFi技术在宽带应用上将作为高速有线接入技术的补充。而关键技术无疑决定着WiFi的补充力度。现在OFDM、MIMO（多入多出）、智能天线和软件无线电等，都开始应用到无线局域网中以提升WiFi性能，比如说802.11n计划采用MIMO与OFDM相结合，使数据速率成倍提高。另外，天线及传输技术的改进使得无线局域网的传输距离大大增加，可以达到几公里。3.1WiFi是蜂窝移动通信的补充WiFi技术的次要定位——蜂窝移动通信的补充。蜂窝移动通信可以提供广覆盖、高移动性和中低等数据传输速率，它可以利用WiFi高速数据传输的特点弥补自己数据传输速率受限的不足。而WiFi不仅可利用蜂窝移动通信网络完善的鉴权与计费机制，而且可结合蜂窝移动通信网络广覆盖的特点进行多接入切换功能。这样就可实现WiFi与蜂窝移动通信的融合，使蜂窝移动通信的运营锦上添花，进一步扩大其业务量。3.2WiFi是现有通信系统的补充无线接入技术则主要包括IEEE的802．11、802．15、802．16和802．20标准，分别指WLAN、无线个域网WPAN：蓝牙与UWB、无线城域网WMAN：WIMAX和宽带移动接入WBMA等。一般地说WPAN提供超近距离无线高数据传输速率连接；WMAN提供城域覆盖和高数据传输速率；WBMA提供广覆盖、高移动性和高数据传输速率；WiFi则可以提供热点覆盖、低移动性和高数据传输速率。4WiFi的应用由于WiFi的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的免费频段，因此WLAN无线设备提供了一个世界范围内可以使用的，费用极其低廉且数据带宽极高的无线空中接口。用户可以在WiFi覆盖区域内快速浏览网页，随时随地接听拨打电话。而其它一些基于WLAN的宽带数据应用，如流媒体、网络游戏等功能更是值得用户期待。有了WiFi功能我们打长途电话（包括国际长途）、浏览网页、收发电子邮件、音乐下载、数码照片传递等，再无需担心速度慢和花费高的问题。WiFi在掌上设备上应用越来越广泛，而智能手机就是其中一份子。与早前应用于手机上的蓝牙技术不同，WiFi具有更大的覆盖范围和更高的传输速率，因此WiFi手机成为了目前移动通信业界的时尚潮流。现在WiFi的覆盖范围在国内越来越广泛了，高级宾馆，豪华住宅区，飞机场以及咖啡厅之类的区域都有WiFi接口。当我们去旅游，办公时，就可以在这些场所使用我们的掌上设备尽情网上冲浪了。随着3G时代的来临越来越多的电信运营商也将目光投向了WiFi技术，WiFi覆盖小带宽高，3G覆盖大带宽低，两种技术有着相互对立的优缺点，取长补短相得益彰。WiFi技术低成本、无线、高速的特征非常符合3G时代的应用要求。在手机的3G业务方面，目前支持WIFI的智能手机可以轻松的通过AP实现对互联网的浏览。随着VOIP软件的发展，以Skype为代表的VOIP软件已经可以支持多种操作系统。在装有WIFI模块的智能手机上装上相应的VOIP软件后就可以通过WiFi网络来实现语音通话。所以3G与WiFi是不矛盾的，而WiFi可以作为3G的高效有利的补充。5WiFi的发展趋势这几年内，无线AP的数量呈迅猛的增长，无线网络的方便与高效使其能够得到迅速的普及。除了在目前的一些公共地方有AP之外，国外已经有先例以无线标准来建设城域网，因此，WiFi的无线地位将会日益牢固。WiFi是目前无线接入的主流标准，但是，WiFi会走多远呢？在Intel的强力支持下，WiFi已经有了接班人。它就是全面兼容现有WiFi的WiMAX，对比于WiFi的802.11X标准，WiMAX就是802.16x。与前者相比，WiMAX具有更远的传输距离、更宽的频段选择以及更高的接入速度等等，预计会在未来几年间成为无线网络的一个主流标准，Intel计划将来采用该标准来建设无线广域网络。这相比于现时的无线局域网或城域网，是质的变革，而且现有设备仍能得到支持，保护人们的每一分钱投资。总而言之，家庭和小型办公网络用户对移动连接的需求是无线局域网市场增长的动力，虽然到目前为止，美国、日本等发达国家仍然是目前WiFi用户最多的地区，但随着电子商务和移动办公的进一步普及，廉价的WiFi，必将成为那些随时需要进行网络连接用户的必然之选。最近，业界纷纷传出WiFi已出现生存危机的消息。据国外媒体报道，日前很多企业仍然在WiFi这方面投入巨资，但从中赢利的企业几乎没有。据悉很多企业因WiFi而破产，那么WiFi的盈利情况是否真的出现危机了？不可否认，WiFi技术的商用碰到了许多困难