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无线知识——Wi-Fi的发展史

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广义而言,无线局域网络可归类为光束,高频无线电波两大种。经光作为传输媒介的无线网络时,两个端点必须在可以互相看得到的一直线,也就是所谓的LOS,中间若有阻隔则通讯就会停摆,相信拥有笔记本电脑的读者大多都能了解,毕竟IRDA红外线传输已大量内建于商用笔记本电脑及PDA等,有鉴于光束难以穿透大多障碍物,无线网络的应用开始朝着高频无线电波的方向走,包括窄带微波。由于源自军事应用的展频通讯具备高可靠性,高保密性而且不易受到干扰的特性。现在已蔚为主流。而wi-fi展频技术主要又分为直接序列展频DSSS,跳频展频两类。 

  802.11n是属于现在和未来的事物,今天,我们只谈历史。 

  1999年 802.11a定义了一个在5GHz ISM频段上的数据传输速率可达54Mbit/s的物理层,802.11b定义了一个在2.4GHz的ISM频段上但数据传输速率高达11Mbit/s的物理层。 2.4GHz的ISM频段为世界上绝大多数国家通用,因此802.11b得到了最为广泛的应用。苹果公司把自己开发的802.11标准起名叫AirPort。1999年工业界成立了Wi-Fi联盟,致力解决符合802.11标准的产品的生产和设备兼容性问题。 802.11标准和补充。 

  802.11 ,1997年,原始标准(2Mbit/s 工作在2.4GHz)。 

  802.11a,1999年,物理层补充(54Mbit/s工作在5GHz) 。 

  802.11b,1999年,物理层补充(11Mbit/s工作在2.4GHz) 。 

  802.11c,符合802.1D的媒体接入控制层(MAC) 桥接(MAC Layer Bridging) 。 

  802.11d,根据各国无线电规定做的调整。 

  802.11e ,对服务等级(Quality of Service, QS) 的支持。 

  802.11f,基站的互连性(Interoperability) 。 

  802.11g,物理层补充(54Mbit/s工作在2.4GHz) 。 

  802.11h,无线覆盖半径的调整,室内(indoor) 和室外(outdoor) 信道(5GHz频段) 。 

  802.11i,安全和鉴权(Authentification)方面的补充。 

  802.11n,导入多重输入输出 (MIMO) 技术,基本上是802.11a的延伸版。 

  除了上面的IEEE标准,另外有一个被称为IEEE802.11b+的技术,通过PBCC技术(Packet Binary Convolutional Code) 在IEEE802.11b(2.4GHz频段) 基础上提供22Mbit/s的数据传输速率。但这事实上并不是一个IEEE的公开标准,而是一项产权私有的技术(产权属于美国德州仪器,Texas Instruments)。也有一些被称为802.11g+的技术,在IEEE802.11g的基础上提供108Mbit/s的传输速率,跟802.11b+一样,同样是非标准技术,由无线网络芯片生产商Atheros所提倡的则为SuperG。 

   IEEE wi-fi 802.11b 
   
  当今使用最广泛的莫过于操作于wi-fi IEEE802.B,这个协定于1999年被定案,以CCK通讯调变及IEEE802.11相容。其中DBPSK被用于1MBS的组态,而效率加倍的则用于2MPS。此外,有种当初为了与IEEE 802.11FHSS产品兼容所开发的PBCC,某些号称可达到的802.11B产品,即由此而来。 

  Wi-Fi的全称是Wireless Fidelity,又叫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,同时与已有的各种802.11DSSS设备兼容。伴随着Intel公司提出的笔记本电脑芯片组—“迅驰”被越来越多的人认可,这一技术也逐渐成为了大家关注的话题。不过自2005年底开始,很多手机厂商,特别是以生产智能手机为主的品牌便开始将WiFi引入自己的产品当中。 

  各国对于2.4GHZ频段开放程度的不同,也因此为何在美国的WLAN信道选择的是从1到11,而欧州大多地区的信道选择可以人1到13。由于同一地区内使用的信道最好不要重迭,以相隔25MHZ以上避干扰,一般两个信道的数字差别在5以上,都可以视为没有互相干扰的频道。我们可以清楚地看到第1,6,11三个重迭的信道可同时同地使用。这就是为何最大带宽容量是用三去乘以11MBPS来计算。这对布建网络而言,是个非常重要的观念与技巧。 

  由于802.11B技术已相当成熟,在芯片设计业者与无线网络设备制造厂竞争下,价钱已经相当低廉,尽管数据实际吞吐量仅达3-5MBPS,但已足够一般人无线上网的基本需求,加上CPU大厂极力推展其迅驰的助益下,802.11B网卡已成大多新出厂的笔记本电脑或PDA内建选购的配备。 

  IEEE 802.11A 

  其实wi-fi IEEE 802.11A是与802.11B于1999年九月十六日同时推出的标准,该标准使用正交频分复用OFDM调变技术,理论上可达54MBPS高速设备传输。在实测上对数据的真正吐吞量可达到27MBPS上下,某些无线通讯芯片厂商运用其独家技术。可以将理论传输速率推至72MBPS,甚至用合并信道的方式,达到108MBPS。但在标准中,802.11A支持以下速率模式:6,9,12,18,24,36,48,54MBPS。 

  此外,802.11在UNII频段上通讯受到其它装置的干扰较小,加上非重迭信道的数量较多,每一阶段的UNII频段都可有各别四个非重迭信道可供增加带宽容量,困此802.11A不仅传输速率高而且稳定,对高密度负荷的使用环境,也是较为适当的。同一定点可建立高达八个非重迭信道的通讯,最大载容量高达432MBPS,相当适合企业内部办公室WLAN应用。 

  可惜的是wi-fi 802.11A的成本较为高昂,与使用2。4GHZ频段的802.11B互不兼容,且802.11A的PCMCIA网卡只能接受32BIT的数据接口带宽,支持5GHZ外接可拆换天线机种也较少见,在业界缺乏关爱的眼神下,单纯802.11A产品已多销声匿迹。现在市面上几乎只有2.4和5GHZ的双频机。当然,5GHZ产品最让人诟病的无非还是其较短通讯距离,与一般802.11B室内100至150英尺的通讯距离比起来,802.11A可能只有25至75英尺的通讯距离,而且wi-fi 5GHZ的无线电波对障碍物的穿透性较差,比起2.4GHZ的无线电波衰减来得快,只适合小区域的高速无线通讯,然而,对于想要局限无线电波涵盖范围的办公室应用而言,有些人认为802.11A的特点还有助于网络安全,不易受到建筑物外黑客的监听与侵入,至于这点看法就见仁见智了。 

  IEEE wi-fi 802.11G 

   

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