WiFi-无处不在的无线通信方式
发布者: 管理员 发布时间:2013年05月23日 阅读次数:17100
Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路。
简介:
Wi-Fi,是由一个名为“无线以太网相容联盟”(Wireless Ethernet Compatibility Alliance,WECA)的组织所发布的业界术语,中文译为“无线相容认证”。它是一种短程无线传输技术,能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。随着技术的发展,以及IEEE 802.11a 及IEEE 802.11g等标准的出现,现在IEEE 802.11 这个标准已被统称作Wi-Fi。从应用层面来说,要使用Wi-Fi,用户首先要有Wi-Fi 兼容的用户端装置。
Wi-Fi是一种帮助用户访问电子邮件、Web和流式媒体的互联网技术,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。同时,它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、便捷的途径。能够访问Wi-Fi 网络的地方被称为热点。Wi-Fi或802.11G在2.4Ghz频段工作,所支持的速度最高达54Mbps(802.11N工作在2.4Ghz或者5.0Ghz,最高速度600Mbps)。另外还有两种802.11空间的协议,包括(a)和(b)。它们也是公开使用的,但802.11G/N在世界上最为常用。 Wi-Fi 热点是通过在互联网连接上安装访问点来创建的。这个访问点将无线信号通过短程进行传输, 一般覆盖300英尺。当一台支持Wi-Fi 的设备(例如Pocket PC)遇到一个热点时,这个设备可以用无线方式连接到那个网络。大部分网点都位于供大众访问的地方,例如机场、咖啡店、旅馆、书店以及校园等等。许多家庭和办公室也拥有Wi-Fi 网络。虽然有些热点是免费的,但是大部分稳定的公共Wi-Fi 网络是由私人互联网服务提供商(ISP)提供的,因此会在用户连接到互联网时收取一定费用。
全称Wireless Fidelity。802.11b有时也被错误地标为Wi-Fi,实际上Wi-Fi是无线局域网联盟(WLANA)的一个商标,该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作,与标准本身实际上没有关系。但是后来人们逐渐习惯用WIFI来称呼802.11b协议。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,同时也与已有的各种802.11 DSSS设备兼容。笔记本电脑技术——迅驰技术就是基于该标准的。
IEEE([美国]电子和电气工程师协会)802.11b无线网络规范是IEEE 802.11网络规范的扩展,最高带宽为11 Mbps,在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps,带宽的自动调整,有效地保障了网络的稳定性和可靠性。其主要特性为:速度快,可靠性高,在开放性区域,通讯距离可达305米,在封闭性区域,通讯距离为76米到122米,方便与现有的有线以太网络 整合,组网的成本更低。
Wi-Fi(WirelessFidelity,无线相容性认证)的正式名称是“IEEE802.11b”,与蓝牙一样,同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。虽然在数据安全性方面,该技术比蓝牙技术要差一些,但是在电波的覆盖范围方面则要略胜一筹。Wi-Fi的覆盖范围则可达300英尺左右(约合90米),办公室自不用说,就是在小一点的整栋大楼中也可使用。
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。Wi-Fi?WirelessFidelity,无线保真?技术与蓝牙技术一样,同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。
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。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”,并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样,由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方,用户只要将支持wifi的笔记本电脑或PDA或手机或psp或ipodtouch等~~~拿到该区域内,即可高速接入因特网。
在家也可以买无线路由器设置局域网然后就可以痛快的无线上网了~
wifi和3G技术的区别就是3G在高速移动时传输质量较好,但静态的时候用wifi上网足够了。
特性
无限风行,Wi-Fi也成了“巨星”。Wi-Fi可谓是“金盔铁甲”,从八个方面全面包装自己。下文分别从带宽,信号,功耗,安全,融网,个人服务,移动特性,客户端全方位为您剖析Wi-Fi的独到之处。[1]
更宽的带宽
虽然IEEE启动了两个项目打算将802.11标准数据速率提高到千兆或几千兆,但至今也还没有形成初稿。
更实际一点的是802.11n标准将数据速率提高了一个等级,可以适应不同的功能和设备,目前,所有11n无线收发装置支持两个空间数据流,发送和接收数据可以使用两个或三个天线组合,苹果最新的Wi-Fi iPod Touch就含有一颗博通(Broadcom)的无线芯片,支持11n标准。
很快将会有芯片支持三、四个数据流,数据速率可以分别达到450Mbps和600Mbps。2009年初,Quantenna通信表示它已经研制成功4x4芯片,可以承载高清数字电视信号流。
Wi-Fi设备供应商Ruckus无线的共同创始人及CTO William Kish说:“虽然不会有很多客户端设备支持4个空间流,只要正确设计访问点,将可以利用600Mbps物理层数据速率,实现高速无线骨干网。”
你可以通过802.11s标准将这些高端节点连接起来,形成类似互联网的具有冗余能力的Wi-Fi网络。
更强的射频信号
11n中更多可选的性能特性将会出现在无线芯片中,无线客户端和无线访问点利用这些芯片可以使射频(RF)信号更具弹性,稳定和可靠,换句话说更象一个电线。
无线芯片制造商Atheros公司的CTO William McFarland说:“新的11n物理层技术将使Wi-Fi功能更强大,在给定范围内数据传输速率更高,传输距离更长”。
这些性能特性包括:低密度奇偶校验码,提高纠错能力;发射波束形成,它使用来自Wi-Fi客户端的反馈,让一个访问点集中处理客户端的射频信号;空间时分组编码(STBC),它利用多重天线提高信号可靠性。
McFarland说:“如今你带着一个有Wi-Fi功能的笔记本绕建筑物一周,你会发现数据速率下降或消失,但使用STBC后,连接将会继续工作”。
Wi-Fi功耗更低
802.11n在功耗和管理方面进行了重大创新,不仅能够延长Wi-Fi智能手机的电池寿命,还可以嵌入到其它设备中,如医疗监控设备,楼宇控制系统,实时定位跟踪标签和消费电子产品。可以不断地监测和收集数据,可基于用户的身份和位置进行个性化。
网络世界(Network World)博主Craig Mathias 写道“其它现代射频技术不能做到的,现在Wi-Fi都能做到了”。
Atheros的McFarland说:“随着企业无线局域网的建设,这些基础设施已经到位,现在只需要添加低功耗传感器就可以了”。
嵌入式Wi-Fi无线数据通信厂商首脑会议最近宣布的802.11a无线通信以各种插件形式提供,让设备使用不拥挤的5GHz波段,Gainspan提供的11b/g无线设备带有一个IP软件堆栈,电力消耗非常低,一块标准电池可以运行几年,Redpine Signals提供了一个单流嵌入到11n无线通信中。
改进的安全性
互联网最具破坏性的影响是通过盗窃身份证明,拒绝服务攻击,侵犯隐私,刺探以及缺乏相应的信任手段对用户造成的伤害,移动网络使这一情况变得更糟,如果用户信任当前打开的Wi-Fi连接,有可能使他们遭受毁灭性的风险。
IEEE最近批准了802.11w标准,它保护无线管理帧,使无线链路更好地工作,Networks公司首席分析师Matthew Gast说:“Wi-Fi客户端现在可以接收和采用‘落地网络’信息,在此之前这个信息可能是由攻破访问点的黑客利用MAC地址伪造的,11w标准切断了这种攻击”。
Aruba Network公司战略营销主管Michael Tennefoss说:“Wi-Fi将会使用基于身份的安全,在Wi-Fi网络中,安全策略与用户关联,而不是与端口关联的,这样的好处是用户可以在家,办公场所,酒店,分支机构和公共场所移动,安全性不会受到影响”。
与非Wi-Fi网络的协作
如果你是T-Mobile Wi-Fi用户,但你现在处于另一个运营商提供的热点范围内,那你是不能使用Wi-Fi的。在未来,你的Wi-Fi设备能够查询到“外网(其它运营商的无线网络)”服务,并可以安全地接入,你的用户身份将和你一起漫游,使你能够使用各种不同的Wi-Fi服务。
802.11u标准出台后用户将会更灵活地使用无线网络,未来的 Wi-Fi为了会对外广告它们的服务,只要你服从它的条款就可以链接到它们,根据你的身份,你可以访问其它网络中所有或部分服务的子集,在紧急情况下,你可以获得最基本的连接和功能,802.11u标准计划在2010年6月最后审批。
自我管理的客户端
Wi-Fi设备厂家已经想了许多办法使它们的设备与无线访问点更智能地结合工作,目前无线访问点自身的管理已经相当成熟,但无线客户端的管理还是空白。
如果你在访问点和客户端同时采用新的Wi-Fi管理协议,它们之间的协作会更有趣。
想象一下你的上网本Wi-Fi适配器,或Wi-Fi VoIP电话在未发送和接收无线信号,或仅共享位置数据时,可以节省电力,访问点可以将Wi-Fi语音会议重定向到一个更理想的相邻访问点上,或者重定向到一个负载较低的访问点上。Wi-Fi网络可以定位一个客户端的位置,例如,在建筑物外,或在大街上,可以基于这些数据授予客户端连接操作。
802.11v标准可能会在2010年7月底完成,在Wi-Fi管理方面将会有许多增强特性,它将为统计收集增加一个计数器阵列,增加电源管理,提高电池寿命,并改善位置数据支持。
Wi-Fi联盟的Wi-Fi多媒体接纳控制规范也正在处理客户端协调问题,目前该规范正在开发中,它可以让无线网络协商和管理流媒体会话,因此高清晰视频不会切断相同访问点上的Wi-Fi语音会话,Wi-Fi联盟正在考虑具体的Wi-Fi为了管理规范,主要是借用几个相关的IEEE标准,然后再增加额外的无线管理功能。
改善移动性
在以前的标准中缺乏RF管理,因为访问点和客户端之间,以及与相邻无线设备之间通常彼此不了解,它们只了解自己的无线电波频率,这种局限性使得想管理RF也很困难。
例如,当一个Wi-Fi手机进入某个访问点范围时,它会触发一个盲目的寻找过程,如果客户端可以询问它的访问点“你的邻居是谁,哪一个是最佳连接访问点?”,这样设备和网络就可以更好地协作,与此同时,Wi-Fi访问点可以“看”到客户端的RF环境,确定弱信号或不足的覆盖面,然后采取措施优化连接。
去年发布的IEEE 802.11k无线资源管理标准解决了这个问题,通过智能RF(射频)管理改善移动性,但Wi-Fi设备厂家已经实施了一系列的专有功能以应对这一挑战,Aruba 自适应无线管理技术的2.0版本就是一个例子。
同时,Wi-Fi联盟使用11k的某些特性构思它的语音企业认证,目标是优化大规模的,企业级Wi-Fi语音环境通话质量。
Wi-Fi个人区域
目前的Wi-Fi是一个端到端的连接,未来的Wi-Fi网络,你的设备无论在哪里都可以直接连接到其它客户端设备,例如搭载低功耗芯片的Ozmo设备让外围设备可以通过Wi-Fi直接连接到你的笔记本电脑。
Wi-Fi联盟最近公布的Wi-Fi Direct(WFD)项目,将让你笔记本电脑上的Wi-Fi卡绕过访问点,直接连接到无线打印机,数码相机,投影仪,传感器或等离子屏幕。作为一个行业规范,WFD将在固件中引入新的协议实现,这样就不需要对硬件做改动了。
同时,Wi-Fi访问点通过802.11z标准(定于2010年7月完成)也可以变成点到点连接引擎,它将为直接连接配置提供扩展,客户端设备从一个访问点请求许可直接连接到另一个附近的客户端设备,但数据不通过访问点,客户端仍然与访问点连接,由访问点提供全套安全和管理服务。
发展方向
对于GPRS、CDMA1x、1xRTT、EV-DO、EV-DV等技术而言,上下链路数据业务的对称性是WiFi的一个明显优势。对于3G室内的2Mbit数据速率,WiFi也具有绝对的优势,它目前采用的是802.11b标准,理论数据速率可达11Mbit,实际的物理层数据速率支持l、2、5.5、11Mbit可调,覆盖范围从100-300m。随着802.11g/a、802.16e、802.11i、WiMAX等技术、协议标准的制定和完善,加上WiFi联盟对市场快速的反应能力,WiFi正在进入一个快速发展的阶段。其中,作为802.11b发展的后继标准802.16(WiMAX-WorldwideInteroperabilityforMicrowave Access全球微波接入互操作性),已经在2003年1月正式获得批准,虽然它采用了与802.11b不同的频段(10-66GHz),但是作为一项无线城域网(WMAN)技术,它可以和802.11b/g/a无线接入热点互为补充,构筑一个完全覆盖城域的宽带无线技术。WiFi/WiMAX作为Cable和DSL的无线扩展技术,它的移动性与灵活性为移动用户提供了真正的无线宽带接入服务,实现了对传统宽带接入技术的带宽特性和QoS服务质量的延伸。
对于WiFi技术而言,漫游、切换、安全、干扰等方面都是运营商组网时需考虑的重点。随着骨干传输网容量和传输速率的提高,无论采用平面或者两层的架构都不会影响到用户的宽带快速接入;随着IAPP以及MobileIP技术的完善、IPv6的发展也可以最终解决漫游和切换的问题;802.11i标准的产生将提供更多的包括WPA2、多媒体认证等安全策略;不断成熟的组网方案和干扰预检测机制都可以减少频率资源开发带来的干扰。
事实上,不同的标准化组织的工作与各类标准的制订,正是NGN发展进程中各方加强合作与标准融合工作的体现。WiFi/WiMAX的市场目标是成为宽带无线接入城域网技术,基本目标是要提供一种城域网领域点对多点的多厂商环境下可有效地互操作的宽带无线接入手段,以实现满足3G标准的以无线广域网WWAN为基本模式、以公众语音及多媒体数据为内容、在全球范围内漫游的个人手机终端的基本市场定位。WiFi/WiMAX也可以作为3G无线广域/城域、多点基站互联支持手段的补充。
按NGN概念演进的下一代移动网,以终端、应用、服务为主导将成为市场发展的重要驱动力也是运营商赢利的关键。其互操作性和后向兼容性将成为不同标准化组织的工作考虑的一个重点。如果进行无生命力的重覆,其产品和技术终将为市场所淘汰,其唯一出路是在NGN及3G演进的基本概念上彼此融合,共同作出贡献。而且随着WiFi/WiMAX接入技术成本的逐步下降,电信运营商选择WiFi/WiMAX技术为消费者提供VoWLAN语音服务将成为可能。
综上所述,WiFi/WiMAX的发展方向包括:
*网络技术,覆盖更大的范围,从热点到热区到整个城市,
*WiFi手持终端和VoWLAN业务必然成为潜在的应用模式。
*基于IP的WiFi/WiMAX的交换技术和开放的业务平台,将使WLAN网络更智能、更易管理。
*基于多层次的安全策略(WEP、WPA、WPA2、AES、VPN等)提供不同等级的安全方案,将使企业、个人用户可以根据不同的性价比来选择满足自己需要的安全策略。