802.11a 802.1a 802.11G:无线局域网三大标准。

802.11a

IEEE无线网络标准,规定最大数据传输速率为54Mbps,工作频段为5GHz。

802.11a标准是802.11b无线组网标准的后续标准,已广泛应用于办公室、家庭、酒店、机场等多种场合。工作在5 GHz-NII频段,物理层速率可达54Mb/s,传输层可达25Mbps。可提供25Mbps无线ATM接口和10Mbps以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA空中接口;支持语音、数据和图像服务;一个扇区可以接入多个用户,每个用户可以带多个用户终端。

802.11的第二个分支被指定为802.11a。铤而走险,802.11被带入了一个不同的频段——5.2 GHz——NII频段,并被分配了高达54Mbps的数据速率。与单载波系统802.11b不同,802.11a采用正交频分复用(OFDM)多载波调制技术,提高了频率信道利用率。由于802.11a使用的是5.2GHz的射频频谱,因此无法与802.11b或原802.11WLAN标准互操作。

IEEE 802.11b

IEEE 802.11b WLAN的带宽最高可达11Mbps,比两年前刚刚批准的IEEE 802.11标准快5倍,拓展了WLAN的应用领域。此外,根据实际情况还可以使用5.5Mbps、2 Mbps、1 Mbps的带宽,实际工作速度约为5Mb/s,与10Base-T规格的普通有线局域网几乎处于同一水平。作为公司内部设施,基本可以满足使用要求。IEEE 802.11b使用开放的2.4GB频段,无需应用即可使用。既可以作为有线网络的补充,也可以作为独立的网络使用,让网络用户摆脱网线的束缚,实现真正的移动应用。

IEEE 802.11b无线局域网的原理和大家熟悉的IEEE 802.3以太网非常相似,都是利用载波侦听来控制信息在网络中的传输。不同的是,以太网采用CSMA/CD(载波侦听/冲突检测)技术。网络上的所有工作站监听网络中是否有信息发送,发现网络空闲时发送自己的信息。就像抢答一样,只有一个工作站可以抢楼,其余工作站都需要等待。如果两个或两个以上的工作站同时发送消息,网络中就会产生冲突,而这些冲突的消息在冲突后会丢失,各个工作站会继续抢夺话语权。802.11b无线局域网引入了CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免)技术和RTS/CTS(请求发送/清除发送)技术,避免了网络中冲突的发生,大大提高了网络效率。这里的CSMA/CA技术的原理不同于正常情况下的CSMA/CD技术。原理是该站在发送消息后等待来自接入点AP(基本模式)或另一个站(对等模式)的确认帧(ACK)。如果在一定时间内没有收到确认帧,则认为发生了冲突,数据将被传输。如果站点注意到信道上的活动,它将不会发送数据。RTS/CTS的工作原理类似于调制解调器。在发送数据之前,站点向目的站点发送请求帧。如果信道上没有活动,目标站会向源站发回一个清晰的帧。这个过程成为“预热”其他网站,从而防止不必要的冲突。RTS/CTS仅用于非常大的数据包,以及在重新传输数据时可能出现严重带宽问题的情况。

功能和优势

速度:2.4ghz直接序列扩频电台提供最大数据传输速率11mbps,无线性传播。

动态速率转换:当射频情况变得更糟时,将数据传输速率降低到5.5mbps、2mbps和1mbps。

使用范围:802.11b支持100米范围(室外300米;在办公环境下,最长100m)。

可靠性:类似于以太网的连接协议和数据包确认提供了可靠的数据传输和网络带宽的有效利用。

互操作性:与之前的标准不同,802.438+01b只允许一种标准的信号传输技术。Weca将认证产品的互操作性。

电源管理:802.11b网卡可以进入睡眠模式,接入点缓冲信息给客户,从而延长笔记本电脑的电池寿命。漫游支持:当用户在建筑物或公司部门之间移动时,允许接入点之间的无缝连接。

负载均衡:802.11b网卡通过改变与之相连的接入点来提高性能(例如当当前接入点拥塞或发出低质量信号时)。

可扩展性:有效使用范围内最多可以同时定位三个接入点,支持数百个用户同时进行语音和数据支持。

安全性:内置认证和加密

基本操作模式:

802.11b操作模式基本分为两种:ad-hoc模式和基础设施模式,如图1所示。点对点模式是指站点(如无线网卡)与站点之间的通信模式。只要一台PC插上无线网卡,就可以用无线网卡连接到另一台PC。对于小型无线网络,这是一种方便的连接方式,最多可连接256台PC。基本模式是指无线网络规模扩大或无线与有线网络并存时的通信模式,是最常用的802+0438+0b模式。此时,插有无线网卡的PC需要通过接入点(AP)连接到另一台PC。接入点负责频段管理和漫游的命令,一个接入点最多可以连接1024块PC(无线网卡)。当无线网络节点数量增加时,网络访问速度会随着范围的扩大和节点的增加而变慢。这时候增加接入点可以有效的控制和管理带宽和频段。当无线网络需要与有线网络互联时,或者当无线网络节点需要连接和访问有线网络的资源和服务器时,接入点可以作为无线网络和有线网络之间的桥梁。

app应用

功能优势

布线困难区域在布线困难或布线昂贵的区域(如历史建筑、有石棉的建筑和教室)提供网络服务。灵活的工作组降低了经常更改网络配置的工作场所的总拥有成本。联网会议室用户在从一个会议室移动到另一个会议室时,可以连接到网络以获取最新信息,并且可以

在决策中互相沟通

专门的网络站点顾问和小型工作组的快速安装和兼容软件可以提高工作效率。

子公司网络为远程办公室或销售办公室提供易于安装、使用和维护的网络。

全部门网络移动漫游功能使企业建立一个易于使用的无线网络,可以覆盖所有部门。

一般来说,802.11b允许使用有线网络上运行的任何现有应用程序或网络服务。

多接入点解决方案

当网络规模大于单个接入点的覆盖半径时,可以使用多个接入点分别与有线网络连接,从而形成以有线网络为骨干的多接入点无线网络。所有无线终端都可以通过最近的接入点接入网络,访问全网的资源,突破了无线网络覆盖半径的限制。

无线中继解决方案

无线接入设备还有一个用途,就是充当有线网络的延伸。比如一个工厂车间,车间有网络接口连接有线网络,但是车间很多信息点因为距离远,网络布线成本高,有些信息点因为周围环境恶劣,无法布线。由于这些信息点的分布超过了单个接入点的覆盖半径,我们可以用两个接入点实现无线中继来扩大无线网络的覆盖范围。

无线冗余解决方案

对于网络可靠性要求较高的应用环境,如金融、证券等,一旦接入点出现故障,整个无线网络将陷入瘫痪,会带来很大的损失。因此,两个接入点可以放在同一位置,从而实现无线冗余备份的方案。

多小区漫游工作模式

在建筑物内或大平面内部署无线网络时,可以安排多个接入点组成微蜂窝系统,这与手机的微蜂窝系统非常相似。微蜂窝系统允许用户在不同的接入点覆盖区域内自由漫游。随着位置的变化,信号会自动从一个接入点切换到另一个接入点。整个漫游过程对用户是透明的。虽然提供连接服务的接入点已经切换,但是对用户的服务不会中断。

802.11g

近年来,IEEE802.11工作组开始定义新的物理层标准IEEE802.11g。与之前的IEEE802.11协议标准相比,IEEE802.11g草案有以下两个特点:在2.4GHz频段使用正交频分复用(OFDM)调制技术,使数据传输速率提高到20Mbit/s以上;可以和IEEE802.11b的Wi-Fi系统互联,可以存储在同一个AP网络中,保证了向后兼容。这样,原有的WLAN系统可以平滑过渡到高速WLAN,延长了IEEE802.11b+0B产品的使用寿命,减少了用户的投资。2003年7月,IEEE802.11工作组批准了IEEE802.11g草案,成为人们关注的新焦点。

IEEE 802.11无线局域网实现的关键技术

随着无线局域网技术的广泛应用,用户对数据传输速率的要求越来越高。然而,在室内复杂的电磁环境中,多径效应、频率选择性衰落等干扰源使得无线信道比有线信道更难实现高速数据传输,因此WLAN需要采用合适的调制技术。

IEEE 802.11WLAN是一种能支持高数据传输速率(1 ~ 54 Mbit/s),采用微蜂窝和微微蜂窝结构,自管理的计算机局域网。有三种关键技术:直接序列扩频调制(DSSS)和补码键控(CCK),分组二进制卷积码(PBCC)和正交频分复用(OFDM)。每种技术都有自己的特点。目前,扩频调制技术正在成为主流,而OFDM技术由于其优越的传输性能成为新的焦点。

1.DSSS调制技术

有三种基于DSSS的调制技术。最初,IEEE802.11+0标准在1 mbit/s的数据速率下采用了差分二进制相移键控(DBPSK),如果要提供2 Mbit/s的数据速率,可以使用DQPSK(差分正交相移键控),它一次处理两个比特,变成了双比特。第三种是基于CCK的QPSK,这是IEEE802.11b标准采用的基本数据调制方式。它采用补码序列和直接序列扩频技术,这是一种单载波调制技术。它通过相移键控(PSK)传输数据,传输速率分为1、2、5.5和11 Mbit/s,CCK通过与接收端的Pake接收机配合,在高效传输数据的同时有效克服多径效应。IEEE802.11b采用CCK调制技术提高了数据传输速率,最高可达11mbit/s..但当传输速率超过11 Mbit/s时,CCK需要更复杂的均衡和调制来对抗多径干扰,实现起来非常困难。因此,IEEE802.11工作组推出了新的调制技术来推动WLAN的发展。

2.PBCC调制技术

PBCC调制技术是由德州仪器(TI)公司提出的,已经作为IEEE802.11g的一个选项被采用。PBCC也是单载波调制,但与CCK不同,它使用更复杂的信号星座。PBCC用8PSK,CCK用BPSK/QPSK;;此外,PBCC使用卷积码,而CCK使用分组码。因此,它们的解调过程非常不同。PBCC可以完成更高的数据传输速率,其传输速率为11,22,33 mbit/s

3.OFDM技术

OFDM技术实际上是多载波调制(MCM)的一种。主要思想是将信道分成许多正交的子信道,在每个子信道上进行窄带调制和传输,从而减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,所以每个子信道上的频率选择性衰落是平坦的,大大消除了符号间干扰。

由于OFDM系统中各子信道的载波相互正交,它们的频谱相互重叠,这不仅减少了子载波间的相互干扰,而且提高了频谱利用率。每个子信道中的正交调制和解调可以通过逆快速傅立叶变换(IFFT)和快速傅立叶变换(FFT)来实现。随着大规模集成电路技术和DSP技术的发展,IFFT和FFT变得非常容易实现。FFT的引入大大降低了OFDM实现的复杂度,提高了系统的性能。

无线数据业务一般具有不对称性,即下行传输的数据量远大于上行。因此,无论是用户高速数据传输业务的需求,还是无线通信本身的需求,都希望物理层支持非对称高速数据传输,而OFDM通过使用不同数量的子信道,可以很容易地在上行和下行实现不同的传输速率。

由于无线信道的频率选择性,所有子信道不会同时处于深度衰落,因此可以通过动态比特分配和动态子信道分配,充分利用信噪比高的子信道,从而提高系统性能。由于窄带干扰只能影响少量子载波,OFDM系统可以在一定程度上抵抗这种干扰。

OFDM技术具有非常广阔的发展前景,已经成为第四代移动通信的核心技术。为了支持高速数据传输,IEEE802.11a/g+0A/G标准都采用了OFDM调制技术。目前,OFDM结合了空时编码、分集、干扰抑制(包括符号间干扰(ISI)和信道间干扰(ICI))和智能天线技术,以最大限度地提高物理层的可靠性。如果结合自适应调制、自适应编码、动态子载波分配和动态比特分配算法,其性能可以进一步优化。

4.4的帧结构和技术细节。IEEE802.11g+0G协议。

从网络的逻辑结构来看,IEEE 802.5438+05438+0只定义了物理层和MAC子层。MAC层提供无线媒体的竞争和非竞争使用,具有无线媒体接入、网络连接、数据验证和保密的功能。

物理层为数据链路层提供物理连接,实现比特流的透明传输,传输的数据单位是比特。物理层定义了通信设备和接口硬件的机械和电气功能以及过程特性,用于建立、维护和释放物理连接。物理层由三部分组成:物理层管理层、物理层汇聚协议(PLCP)和物理介质相关子层(PMD)。

IEEE802.11g的物理帧结构分为前导码、报头和有效载荷。前导码主要用于确定何时在移动站和接入点之间发送和接收数据,在传输期间通知其他移动站以避免冲突,以及传输同步信号和帧间隔。前同步码完成,接收器开始接收数据。报头用于在前导码之后传输一些重要的数据,如负载长度、传输速率、服务等。由于数据速率和要传输的字节数不同,有效载荷的数据包长度变化很大,可以很短,也可以很长。

在帧信号的传输过程中,前导和报头占用的传输时间越多,净荷占用的传输时间就越少,传输效率就越低。

结合以上三种调制技术的特点,IEEE802.11g采用OFDM等关键技术保证其优越的性能,分别对前导、报头和净荷进行调制。这种帧结构称为OFDM/OFDM模式。

此外,IEEE802.11g标准草案规定了可选和强制项目。为了保证与IEEE802.11b兼容,还可以采用CCK/OFDM和CCK/PBCC可选调制方式。因此,OFDM调制是保证传输速率达到54 Mbit/s的必要选项;CCK调制作为向后兼容的必要保证;CCK/PBCC和CCK/OFDM是可选的。IEEE802.11g的帧结构对比见表1。

(1)OFDM/OFDM

前导、报头和有效载荷都使用OFDM进行调制传输,其传输速率可以达到54 Mbit/s,OFDM的一个很好的特点就是前导短。CCK调制信号的帧头为72μs,而OFDM调制信号的帧头仅为16 μ s..帧头是信号的重要组成部分,帧头占用时间的减少提高了信号传输数据的能力。OFDM允许较短的报头为数据传输提供更多的时间,具有更高的传输效率。因此,对于11Mbit/s的传输速率,CCK调制是一个很好的选择,但必须使用OFDM调制技术来不断提高速率。其最高传输速率可达54 mbit/s,IEEE802.11g协议中的OFDM OFDM也可以与Wi-Fi***,但需要RTS/CTS协议解决冲突问题。

(2)CCK/OFDM

它是一种混合调制方式,是IEEE802.11g的一个选项。其报头和前导通过CCK调制传输,负载通过OFDM技术传输。因为OFDM技术和CCK技术是分开的,所以前导和有效载荷之间应该有CCK和OFDM之间的转换。

IEEE802.11g采用CCK/OFDM技术,保证与IEEE 802.11b * *的存储。IEEE802.11b无法解调OFDM格式的数据,因此不可避免地会出现数据传输冲突。IEEE802.11g通过使用CCK技术发送报头和前导码,可以使IEEE 802.11b兼容,从而可以接收IEEE 802.168。这确保了与IEEE802.11bWi-Fi设备的向后兼容,但是因为前导/报头使用CCK调制,所以开销增加,并且传输速率低于OFDM OFDM。

(3)PBCC CCK公司

与CCK/OFDM一样,CCK/PBCC也是一种混合波形。头端采用CCK调制,负载采用PBCC调制,所以可以高速工作,兼容IEEE802.11b。PBCC调制技术的最高数据传输速率为33Mbit/s,低于OFDM或CCK/OFDM。

IEEE802.11g的性能分析

尚未正式标准化的IEEE802.11g草案因其不同的特点成为关注的焦点。IEEE802.11g与IEEE802.11b的兼容性、同频设备的* * *存储容量以及OFDM技术本身的问题将成为研究热点。

1.IEEE 802.11g的兼容性

IEEE802.11g兼容性是指IEEE802.11g设备可以与同一AP节点网络中的IEEE802.11b设备互联。IEEE802.11g最大的一个特点就是保证兼容IEEE802.11bWi-Fi系统。IEEE802.11g可以接收OFDM和CCK数据,而传统的Wi-Fi系统只能接收CCK信息,这就产生了一个问题,即在两者都存在的环境下,如何解决IEEE802.11b无法解调OFDM格式信息的头带来的冲突问题。为了解决上述问题,IEEE802.11g采用了RTS/CTS技术。

最初,IEEE802.11引入了RTS/CTS机制来解决隐藏站的问题,即发送站无法检测到另一个站正在发送数据,因此在接收站存在冲突。

IEEE802.11b和IEEE802.11g的混合工作,很像隐藏站的问题。IEEE802.11b设备无法接收OFDM格式的IEEE802.11g的信息帧头,因此采用RTS/CTS。

IEEE 802.11n

IEEE 802.11n:使用2.4GHz频段和5GHz频段,传输速度300Mbps,最高600Mbps,但向后兼容802.11b,802.11g,目前不是正式标准。

19年10月19,博通公司推出全新无线局域网(WLAN)芯片组Intensity-Fi系列,这是首款兼容IEEE 802.11n标准(草案)的解决方案。Intensity-Fi技术在家庭或办公室中提供了出色的性能和强大的无线连接,成为下一代Wi-Fi。

Intensi-fi-Fi技术集成了IEEE 802.11n标准(草案)的所有强制组件,标准一完成软件就可以升级。忠于标准是博通的工作重点,因为它不需要考虑让用户烦恼的非标准产品的兼容性和性能问题。Broadcom与业内其他一流制造商密切合作。当草案802.11n产品成为现实,真正的互联互通将在分公司进行演示。博通还向Wi-Fi联盟提供技术资源,以加速802.11n互联测试计划。

Intensi-fi-Fi技术支持在多个发射和接收天线上同时传输多个数据(或“空间”)流,提供高达300Mbps的数据速率,比之前的802.11产品(它使用一个发射器和一个接收器来支持单个数据流)更宽。它提供了足够的带宽、范围和可靠性。为家庭中的每个房间提供高清视频。为了提供完美的多媒体体验,Intensi-fi-Fi技术将传统的PC和网络设备扩展到消费电子和娱乐设备,并在有线/DSL/卫星机顶盒、个人录像机、DVD播放器、游戏系统、音频设备摄像头、移动电话和其他手持设备中提供发送电影、照片、音乐、语音通话和数据的基本设备。

Intensi-fi-Fi解决方案包括MAC/基带芯片和无线电芯片,可针对各种高速无线应用进行配置。Broadcom还提供两种网络处理器,使用户能够优化无线路由器设计的性价比。完整的产品系列包括以下所有CMOS器件:

BCM4321:业界首款兼容802.11n标准(草案)的MAC和基带,提供超过300Mbps的PHY速率,可与PCI、Cardbus和主机PCI-Express接口。

BCM2055:博通第五代802.11无线电集成了多个2.4GHz和5GHz无线电,支持802.11n产品的同步空间数据流,并具有2x2、3x3或4x4天线配置。BCM2055是性能最好的802.11无线电,具有更小的芯片尺寸、更低的功耗、更低的相位噪声和误差矢量幅度(EVM)。这些对于高通量的802.11n (draft)系统都是非常重要的。

BCM 4704:第五代无线网络处理器验证BCM4704:Broadcom,提供高级路由/桥接功能,可满足802.11n(草案)芯片组的目标性能,用于路由器和网关的设计。

BCM4705:Broadcom的第6代无线网络处理器,支持2.4GHz和5GHz无线电。集成的千兆以太网MAC使得802.11n(草案)和以太网之间的吞吐量超过200Mbps。

现在,我们可以提供Intensi-fi-Fi芯片组和参考设计的样品。

美国Atheros公司于06年2月16日在日本召开发布会,推出了其符合IEEE 802.11n规范的无线网络芯片组“AR5008”。这款芯片组于65438年2月24日在美国上市。

Atheros公司将其面向IEEE 802.11n的产品组称为“XSPAN”。这款AR5008保持了其原有产品对应IEEE 802.11a/b/g的连续性,无线传输最高速度达到300Mbps。然而,这只是理论上的最大速度。在实际通信过程中,加载TCP等协议后,实际速度应该是这个速度的60%左右。即便如此,802.11n的效率也远高于目前最快的802.11g。802.11n的实际速度预计比802.11g高8-9倍。

据Atheros Communications报道,AR5008芯片组是第一款基于国际电气和电子工程师协会(IEEE)10月20日确认的802.11n草案规范的产品。这些下一代WLAN解决方案将充分利用MIMO技术的潜力,发挥突破性的性能和与业界的互操作性。AR5008解决方案将具有更大的覆盖范围和更好的可靠性,达到802.11g和802.11a/g产品的6倍数据传输能力。由于802.11n的规范草案已经制定,消费者终于可以在家中、办公室和移动中享受MIMO在各种设备和应用中的互通技术。

Atheros的创新XSPAN引入了信号持续技术(SST),大大增强了信号可靠性和覆盖范围内的数据传输,充分释放了MIMO的潜力。这一切都是通过全球首创的单芯片三射频设计实现的。AR5008的物理数据速率为300 Mbps(兆比特每秒),而实际终端用户数据传输可达150至180 Mbps,比2x2 MIMO系统的覆盖范围多50%。

信号持续技术通过不同的空间信号路径同时传输,在接收方处理信号时同时合并来自三个接收方的信息,从而大大增加连接强度和数据传输能力。如果发射机只是同时在附加天线之间切换,就不可能达到这样的强度。Atheros将三套完整的RF发射机和接收机链集成到单个芯片中,通过内置的SST基带处理,它以接近无竞争力的2x2 MIMO方案的价格实现了无与伦比的覆盖范围和强度,而后者的强度很差。