技术原理:Wifi技术指南.ppt

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* * 目录 三 家庭组网原则与方案 二 相关技术介绍 Wi-Fi主要技术原理 Wi-Fi概念 Wi-Fi是WLAN(无线局域网,Wireless Local Area Network)目前最主流的一种技术,基于IEEE 802.11 系列协议。 Wi-Fi的原意是一种认证标志,通过认证的设备保证能按照802.11协议相互兼容。全球的认证机构是Wi-Fi联盟(WFA),其前身是WECA(无线以太网兼容性联盟,Wireless Ethernet Compatibility Alliance)。 Wi-Fi基本工作原理 半双工时分系统:同一区域、同一频点 / 信道、同一时间只有一个设备能发送报文 工作模式:主要采用DCF(分布式协调,Distributed Coordination Function),即通过CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免,Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)技术来实现信道共享。 类似于以太网802.3协议中的CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测,Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection),由于Wi-Fi是半双工的,所以进行了调整。 CSMA/CD能检测冲突,但不能“避免”; CSMA/CA在发送是不能检测冲突,只能尽量“避免” 环境中的Wi-Fi设备 / 终端多了,整体的传输效率就会急速降低,所有时间都被用来传信令报,无法进行正常的数据通信。因此,能搜索到的Wi-Fi信号越多,Wi-Fi环境就越差。尽管不可能控制终端数量,但至少应该尽量少部署Wi-Fi设备,降低功率(减小其影响范围),尽量不要发布过多的SSID! Wi-Fi主要技术参数——频段(1) 频段:两个主要频段2.4GHz,5GHz频段 2.4GHz 中国开放了13个信道( 2.402~2.483 GHz),但北美只开放11个信道,所以建议只使用1~11信道 适用协议:802.11b / g / n,其中802.11n支持双频工作 2.4GHz是ISM频段(工业/科学/医学用频段,Industrial Scientific and Medical Band)中的一段,各国都开放,因此许多无线技术都采用该频段(主要有:微波炉、蓝牙和ZigBee、Wi-Fi、车库门控制器、无绳电话、无线鼠标、一些无线家用设备) 2.4GHz频段上存在许多非Wi-Fi的干扰源 子信道划分间隔是5MHz,Wi-Fi的工作频宽是22MHz,所以相邻信道的Wi-Fi信号之间有干扰,必须至少间隔5个子信道才相互无干扰 Wi-Fi主要技术参数——频段(2) 频段:两个主要频段2.4GHz,5GHz频段(续1) 5GHz:中国开放了5.8GHz和5.1GHz两个频段 5.8GHz(5.725~5.850GHz)频段:含5个互不干扰的子信道(149,153,157,161,165),也属于ISM频段 5.1GHz(5.150~5.350GHz)频段:含8个互不干扰的子信道(36,40,44,48,52,56,60,64) 适用协议:802.11a / n / ac,其中802.11n支持双频工作 上图是美国5GHz频段的信道划分;中间的频段,中国尚未开放。 Wi-Fi主要技术参数——频段(3) 频段:两个主要频段2.4GHz,5GHz频段(续2) 2.4GHz和5GHz频段 无线信号衰减公式:Los=32.4+20lg(F)+20lg(R) 其中:Los(dB)是衰减,F(MHz)是频率,R(km)是距离 所以:2.4GHz的衰减慢,穿墙性能好;5GHz的衰减快,穿墙性能差 最早的802.11a / b,分别工作在5GHz和2.4GHz,但考虑到覆盖能力,之后主要在2.4GHz频段发展。直到802.11n开始追求高速率,才又转向5GHz发展。 穿墙性能好,意味着覆盖范围大,但同时也意味着接受干扰源的范围大 其它频段 60GHz:802.11ad(WiGig),最高可达7Gbps,覆盖距离只有几米,一般用于邻近设备间的超高速传输 470~710MHz:802.11af(White-Fi / 超级Wi-Fi),使用“在电视频率之间使用频率较低的白色空间”即为电视频道保留的缓冲频段,占用空间带宽与现有的广电频道带宽一致,速率可达426.7Mbps(6/7MHz)和568.9Mbps(8MHz)(采用MIMO+STBC技术,4空间流与4广电频道),覆盖距离可达1.6公里,缺点是需要广电放开该频段 900MHz:802.11ah(Wi-Fi HaLow / Sensor-Fi),使用900MHz(非电视空白频段),速率为100kbps,覆盖距

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