WiFi技术概述.pdf

《WiFi技术概述.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《WiFi技术概述.pdf（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 1 部署方案的比较部署方案的比较 多媒体业务经过 DOCSIS 网络下发到用户家里的网关后 可以通过以下几种技术分发到 各个播放终端 1 有线以太网络技术 采用双绞线实现物理网络部署 2 无线网络技术 采用 ISM 频段 2 4G 和 5G 频段实现物理网络部署 3 电力线网络技术 利用室内已有的电力线网络实现网络覆盖 4 MOCA 网络技术 利用 CATV 同轴网络实现网络覆盖 在组建家庭网络时 选择一种合适的网络连接方式是首先要做的事情也是关键的一步 因为整个组网方案是围绕不同的连接方式而设计的 家庭网络的网络连接可以选择有线 有 线以太网 电力线网络 同轴网络 或无线的方式 可以采用一

2、种技术 也可以采用多种技 术混合使用 有线接入方式与无线接入方式各有千秋 彼此都有着无可替代的优点与无可避 免的不足 到底应该采用那种连接方式呢 这主要取决于用户实际需要的业务 愿意支付的 组网成本以及各种技术的成熟程度等 虽然无线的灵活性比较大 但有线网络有着无线网络无可比拟的优点 下面就有线以太 网接入与无线接入在家庭组网中各方面的优劣展开详尽的比较 1 1 1 组网成本组网成本 组建家庭网络 一些网络设备如路由器 交换机 网卡之类的是必不可少的 不同的组 网方式在产品购买上有所不同 因而其组网成本也是有所差异的 有线接入方式的硬件设备 成本相对于无线接入方式的来说比较便宜 就拿路由器来说

3、 无线路由器就明显比同档次的 一般路由器贵 有些产品差价还相当大 一般家用的路由器在 100 200 元的价格就可以买 到比较好的了 而无线路由器的价格一般都是有线路由器的翻倍 还有 如果走无线网络路 线的话 则每部计算机都要装一个无线网卡 无线网卡跟普通网卡的价钱一般都相差十倍以 上 虽然无线网络省却了布线的费用 但是总体比较起来 其组网成本还是比较高的 从组 网成本的早期投入来看 对于需要构建一个经济实惠型网络的家庭用户来说 有线接入方式 是一个比较合适的选择 1 1 2 稳定性稳定性 有线网络有一个最大的优点是目前的无线网络所无法比拟的 这就是快且稳定 就我国 的网络环境来说 由于房屋基

4、本都是钢筋混凝土结构 并且格局复杂多样 环境对无线信号 的衰减严重 因而无线网络的不稳定性是不可避免的 对于一个网络来说 无论是企业网络 还是家庭网络 稳定性是最重要的 因为时断时续的网络 是没有人可以忍受的 当然 也 并不是说 无线网络的稳定性一点保障都没有 只是有线网络胜它一筹而已 虽然家庭用户 对网络的稳定性没有企业要求的高 不过对于一些急性子用户来说 这点就相当重要了 1 1 3 速度速度 根据相关资料显示 有线网络的传输速率较快 而且也比较稳定 一般为 100M 1000M 而无线的速率相对来说就稍微慢一些 衰减现象还比较严重 一般为 11M 54M 108M 由此可见 有线技术在速

5、度上提供了目前无线技术所不能支持的专用的网络带宽 尤其是对 于那些数据密集型的应用或者是大量数据的同时传输来说 无线网络的表现与有线网络相比 起来确实是有点逊色 虽然说一般的家庭用户对网络速度的要求不会太苛刻 然而 更快更 爽的网上冲浪是每一位网络用户的想要的 从这个角度上来看 孰优孰次就有自有分晓了 1 1 4 安全性安全性 家庭网络组网的一个重要问题就是网络安全的保障 特别是当你使用宽带连接时这点尤 为重要 虽然无线技术有很多的优点 但是无线网络的安全性永远也没有办法和有线网络的 安全性相提并论 除非你部署了端到端的加密技术 否则都无法保障无线网络所谓的真正的 安全通信 有线网络可以处理非

6、常高速的带宽 并且可以提供较好的安全性 因为有线网络 不需要在网络中广播信息的 只要硬件在控制中就可以保障网络的安全 而无线网络是通过 特定的无线电波传送的 所以在这个发射频率的有效范围内 任何具有合适的接收设备的人 都可以捕获该频率的信号 这必然会影响到一个局域网络中的安全 因而 无线网络用户对 于重要数据需要特别加密以增加安全性 1 1 5 维护费用维护费用 有线网络的布线成本高 劳动强度高 虽然设备成本较低 但网络本身组建 维护和升 级的费用都比较高 无线网络组建容易 设置和维护都比较简单 只需一次投入就可解决所 有的问题 其零布线费用是有线网络所不能比拟的 1 1 6 灵活性灵活性 传

7、统的有线网络布局要受到布线格局的限制 如果建筑物中没有预留的线路 布线以及 调试的工程量比较大 如果使用无线网络的话可以解决了上述的麻烦 因为无线网卡体积小 重量轻 携带方便 带上它就可以随时随地组建网络而不用再拉着一根长长的网线 不必受 空间的限制和网络安装时间的困扰 组建了无线网络 家里的每一个人在家里的每一个角落 都可以使用 PC 笔记本电脑甚至 PDA 手持电脑 接入互联网 实现随时随地同时上网 还有的就是 在搬家或更换上网地点时也不会损失布线费用 只需要把无线接入器拆走 就 带走了所有网络部件 相当简单方便 1 1 7 扩展性扩展性 有线网络的扩展性比较弱 如果要增加新用户 而原有布

8、线所预留的端口又不够用的话 那就要进行重新布置线缆等工作 虽然电缆本身并不贵 比较麻烦 而且 一旦网络建成 其功能上也比较固定 而无线网络的扩展性就比较强 一台 AP 可以支持 2048 个用户 为保证高性能 建议 接入 30 台计算机 但这足以满足家庭用户的需要了 如果需要新增加用户 网络不需作 任何更改 只要在计算机上安装一张无线网卡就可以了 对于一些究竟是选择有线还是无线网络还拿不定主意的用户来说 选择有线路由器会更 好 因为现在的 KFS 基本上以经为大家考虑到了网络共享问题 即每个房间都有预留好的 管道或线路 也就是每个屋子都可以简单连接起来的 因为上网区域相对固定 即使改动 工程也

9、是非常的小 同时还可以实现电话的共享一举多得 如果你还是念念不忘无线的自由自在和无拘无束 您可以选择有线和无线混合路由器 在保证稳定网络接点的同时还可以连接无线网卡作为扩展 如果以后添加笔记本或者 PDA 的话 这个无线功能就发挥得更爽了 1 1 8 美观性美观性 家里的网络布线由于大多数装饰公司和水电改造人员不懂 是让不少人头痛不已 不仅 布线不专业 本来预留好好管路严重浪费 虽然有个面板接口但总的说并不太影响美观 这 种情况下 无线网络在家庭宽带中就比较方便了 不用打孔也不用布线 实现家庭组网连接 1 1 9 简便性简便性 有线网络安装过程和维护过程懂简洁明了 但是安装工序比较繁琐 而且需

10、要一定的技 术 无线网络的安装过程简单 一般只需 5 分钟就可以安装完成了 只要给无线路由器接 上电源 然后进行简单设置 有的需要进行手工配置 对于特殊的配置 需要在计算机和网 卡上分别进行设置 才可以实现互联网的连接了 1 1 10 总评总评 无线网络技术在不断的发展与改善 其发展前景是良好的 但是在很多场合下 有线接 入技术并真的比无线网络有更多的优势 无线网络是对有线网络的一种补充 而不是一种替 代 对于家庭组网是选用无线接入方式还是有线接入方式 看起来似乎难以选择的 其实也 很简单 上面已经从九个方面详尽地亮出了两种接入方式各自的优势 用户根据自身网络环 境的需要 权衡利弊 就可以选择

11、出适合自己的网络接入方式 从总体上去分析的话 追求 实惠且不需要考虑网络布线对家居布局的影响的用户就选择有线网络 要随处移动上网 追 求上网灵活性而且又不希望布线的用户就选择无线接入方式 有线接入方式可以为用户提供 稳定高速的安全网络 无线网络可以为用户带来便利与潜在利用价值 不能说哪种方式好与 不好 只能说适合不适合 智能手机与电视的出现 使得无线网络得到井喷式的发展 使得无线网络成为家庭网络 里的必需品 可以毫不夸张地说 只要有智能手机 电视进入室内 无线网络就必须存在 结合有线与无线的优势与劣势对比 信号覆盖必然是用有线网络实现室内 骨干 网络连接 用无线成为作为最后 1 米 接入 2

12、WiFi 协议栈里协议栈里 STA 访问无线信道的方式访问无线信道的方式 WiFi 协议栈里 STA 访问无线信道采用 CSMA CA 的方式 即载波侦听多路复用 冲突避免 的方式 开始退避过程时 STA 将初始化它的退避计时器为一个随机的退避等待时间 STA 在退 避结束后用载波监听机制判断无线信道是否可用 如果不可用 退避过程将采用一种算法来 减少它的退避等待时间 再次进入退避过程 这种退避过程的效果是 当多个 STA 进入随机 退避状态 具有最短退避时间的 STA 将在竞争中获胜 占用无线信道发送数据 STA 访问信道的方式分为 PCF 和 DCF 两种 DCF 是 distribute

13、d coordinationfunction 的缩写 翻译为中文后的意思是分布式协调 功能 DCF 是 IEEE802 11 MAC 的基本接入方法 通过 CSMA CA 来完成无线信道的 访问 DCF 在所有的 STA 中实现 用在 IBSS 和 ESS 网络中 PCF 是 PointCoordinationFunction 的缩写 翻译为中文的意思是轮询式协调功能 PCF 是 IEEE802 11 MAC 的可选接入方法 只用在 ESS 网络中 采用轮询的方式决定 哪个 STA 有权利使用无线信道发送数据 2 1 DCF 方式方式 不同类型的报文可以采用不同时长的 IFS 来区分访问无线信

14、道的优先级 SIFS 用于优先级最高的时间敏感的控制报文 例如 CTS RTS ACK 等报文 PIFS 用于 AP 发送报文 DIFS 用于一般的 STA 发送报文 如果发生了对无线信道的竞争情况 那么控制报文比数据报文优先获得无线信道的发送 权 AP 比 STA 优先获得无线信道的发送权 每个 STA 在发送数据前都要检测信道的状态 以判定是否有其它 STA 在占用信道发送数 据 如果空闲就可以占用无线信道发送数据 CSMA CA 定义的分布式算法要求在相邻的 2 个发送帧之间必须有一个最小的间隔 意欲占用信道发送数据帧的 STA 在这个间隔内判定该 信道确实处于空闲状态后 才真正发送数据

15、 如果判定信道为忙状态 这个 STA 将延期到当 前发送结束 延期结束后 或者在成功发送数据后再次发送前 这个 STA 选择一个随机的后 退时间 启动倒计时器 用于在信道处于空闲状态期间倒计时 如何判定发送数据是成功的呢 有 2 个条件可以判定 成功地收到了发送数据帧里 RA 字段所标识的 STA 回发的 ACK 帧 发送数据帧里 RA 字段所标识的组地址帧发送完整 为了在变化的环境里进一步减少碰撞 还可以对 CSMA CA 进行精细的微调 比如在发 送数据前 判定信道为空闲并在退让或者延期后发送 STA 和接收 STA 之间交换 RTS 和 CTS 短 控制帧 Figure 9 11 Bas

16、ic access method Figure 9 12 Backoff procedure Figure 9 13 Transmission of a multiple fragment MSDU using SIFS Figure 9 14 DCF timing relationships 2 2 PCF 方式方式 2 3 HCF 方式方式 2 4 MCF 方式方式 3 WiFi 网络里的网络里的 MCS 参数一览表参数一览表 符号解释 NSS空间流的个数 即天线的个数 R编码率 NBPSC每个单载波符号的编码用比特个数 NBPSCS iSS 每个空间流里每个单载波符号的编码用比特个数 NSD每个OFDM符号每个空间流的复数个数 NSP每个OFDM符号前的pilot个数 NCBPS每个OFDM符号里传输的PHY数据比特个数 NDBPS每个OFDM符号里传输的MAC数据比特个数 NES数据域里BCC编码器的个数 NTBPS每个子载波发送的比特个数 3 1 20MHz NSS 1 NES 1 1 个空间流 800ns GI 400ns GI 0BPSK1 2152452266 57 2