⑴ 組建無線區域網需要哪些網路設備
硬體設備
1、無線網卡。無線網卡的作用和乙太網中的網卡的作用基本相同,它作為無線區域網的介面,能夠實缺鉛現無線區域網各客戶機間的連接與通信。
2、無線AP。AP是Access Point的簡稱,無線AP就是無線區域網的接入點、無線網關,它的作用類似於有線網路中的集線器。
3、無線天線。當無線網路中各網路設備相距較遠時,隨著信號的減弱,傳輸速率會明顯下降以致無法實現無線網路的正常通信,此時就要藉助於無線天線對所接收或發送的信號進行增強。
(1)關於無線網路的技術要求擴展閱讀
由於無線區域網需要支持高速、突發的數據業務,在室內使用還需要解決多徑衰落以及各子網間串擾等問題。具體來說,無線區域網必須實現以下技術要求:
1、可靠性:無線區域網的系統分組丟失率應該低於10-5,誤碼率應該低於10-8。
2、兼容性:對於室內使用的無線區域網,應盡可能使其跟現有的有線區域網在網路操作系統和網路軟體上相互兼容。
3、數據速率:為了滿足區域網業務量的需要,無線區域網的數據傳輸速率應該在54Mbps以上。
4、通信保密:由於數據通過無線介質在空中傳播,無線型輪區域網必須在不同層次採取有效的措施以提高通信保密和數據安全性能。
5、移動性:支持全移動網路或半移動網路。
6、節能管理:當無數據收發時使站點機處於休眠狀態,當有數據收發時再激活,從而達到節省電力消耗的目的。
7、小型化、低價格:這是無線區域網得以普及的關鍵。
8、電磁環境:無線區域網應考慮電磁對人體和周伏租好邊環境的影響問題。
⑵ 組建無線區域網需要哪些網路設備
1. 無線網卡:無線網卡在無線區域網中扮演著與有線區域網中乙太網網卡相似的角色,它作為無線網路的介面,實現各客戶端之間的連接與通信。
2. 無線AP(接入點):AP是無線區域網的接入點,也稱為無線網關。它的作用類似於有線網路中的集線器,為無線網路提供接入點。
3. 無線天線:當無線網路中的設備相隔較遠,信號減弱時,無線天線可以增強接收或發送的信號,確保無線網路的正常通信。
(2)關於無線網路的技術要求擴展閱讀:
無線區域網技術需要滿足以下要求,以支持高速、突發數據業務,並在室內環境中解決多徑衰落和子網間串擾等問題:
1. 可靠性:無線區域網系統應具有低分組丟失率(小於10^-5)和低誤碼率(小於10^-8)。
2. 兼容性:無線區域網應與現有有線區域網在網路操作系統和網路軟體上實現兼容。
3. 數據速率:為了滿足區域網的業務需求,無線區域網的數據傳輸速率應達到54Mbps以上。
4. 通信保密:無線區域網需在不同層次採取措施,確保通信保密和數據安全。
5. 移動性:支持全移動網路或半移動網路。
6. 節能管理:無線區域網應能在無數據傳輸時將站點置於休眠狀態,有數據傳輸時再激活,以節省電力。
7. 小型化、低成本:這是無線區域網普及的關鍵因素。
8. 電磁環境:考慮無線區域網對人體的影響以及其對周邊環境的電磁影響。
⑶ WIFI6技術概述
2018年10月4日,Wi-Fi聯盟正式宣布將下一代Wi-Fi技術802.11ax更名為Wi-Fi 6,並將前兩代技術802.11n和802.11ac分別更名為Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。
Wi-Fi 6相比起Wi-Fi 4/5來說不只是速率變得更快了,同時也針對不同場景和相關技術做了很多升級和優化,下面將從技術方面,看看WIFI6帶來的新變化。
從WIFI標準的發展歷程中不難發現,WIFI標准,最大的提升是數據傳輸速率,通過更高調制方式,更大的頻寬,來實現更高的傳輸速率。但是實際的無線場景使用中,用戶對於無線的需求是多樣的,有的場景需要低延時,對帶寬的要求可能並不高,有的場景則需要高帶寬,對延時不敏感。因為接入無線的設備多樣,場景復雜。在制訂無線標准,設計無線網路的時候,需要關注的點比較多,要結合需求和場景,真正的為無線用戶帶來良好的體驗。
WIFI6在調制,編碼,多用戶並發等方面進行了技術改進和優化,與速度提升相比,更關注因應用,用戶體驗,無線環境的整體優化。更貼合於現階段多Wi-Fi終端、多應用普及的場景。現階段各類終端和應用繁多,如視頻類應用、即時通訊類應用等,因此無線場景中多並發、短報文的情況越來越多,早期的Wi-Fi協議應對這種情景並無技術優勢,而Wi-Fi 6針對這些場景做了大量的改進和優化,能大幅度的提升大家的無線體驗。
Wi-Fi 6作為致力提升無線使用效率和用戶真實體驗的標准,定義了很多和以往協議截然不同的技術規格。例如更高的調制階數(1024-QAM)、更窄的子載波間隔、上下行OFDMA技術、上下行MU-MIMO技術(其中下行MU-MIMO在Wi-Fi 5時引入)、空間復用技術等。
這些特性在2.4G和5G網路下均未享受到。WIFI5的特性僅支持5G。WIFI4的特性支持2.4G和5G。
WIFI6的最高理論速度是9.6Gpbs。WIFI5是6.9Gbps,單條空間流80MHz下的速度從433Mbps提高到600.4Mbps
1024-QAM(Quadrature Amplitude Molation,正交振幅調制),這是一種調制方式,所謂調制就是將電信號轉換為無線電波的過程,反之則稱為解調,調制方式越高階,轉換過程中數據密度就越高。
QAM編碼是採用二維(點陣)調制方式,實際應用中QAM數值是2的N次方。比如說64-QAM,64是2的6次方,一次就可以傳輸6個bit的數據;Wi-Fi 5支持的最高調制是256-QAM,因此Wi-Fi 5一次可以攜帶8個bit的數據信息,Wi-Fi 6支持的最高調制是1024-QAM,Wi-Fi 6一次可以攜帶10bit,通過使用1024-QAM,讓Wi-Fi 6的物理層協商速率提升了25%。
Wi-Fi 6對子載波間隔進行了重新設計,將子載波間隔從Wi-Fi 5的312.5kHz,變成78.125kHz,即相同信道帶寬頻(MHz)的情況下,Wi-Fi 6的子載波數量是Wi-Fi5的4倍。
由於更窄子載波間隔的引入,也讓單幀容量增至原來的四倍(即256個子載波/20MHz),單幀發送時長自然也是Wi-Fi 4/5(3.2微秒)的四倍(12.8微秒),但幀間隔僅為原來的兩倍(0.8微秒),即每一幀的傳輸周期是13.6微秒。綜合起來,幀間隔時間開銷從Wi-Fi 4/5的11.11%【0.4/(3.2+0.4)=11.11%】降低到了5.88%【0.8/(12.8+0.8)=5.88%】,因此Wi-Fi 6的整體效率再提升5.88%,即物理層協商速率提升了5.88%。
在相同信道頻寬80MHz下的WIFI5和WIFI6的有效載波佔比
通過更高階的調制技術和更窄的子載波間隔,讓Wi-Fi 6的理論速率(160MHz頻寬,8條空間流)從Wi-Fi 5的6.9Gbps提升到9.6Gbps。
Wi-Fi 6 將Wi-Fi 頻道從80 MHz 提升到160 MHz。
為了滿足高密度的無線連接,引入的新特性
MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output,多用戶的多進多出),它讓AP可以同時與多台終端並發通信。
Wi-Fi 6在Wi-Fi 5下行MU-MIMO的基礎上新增上行MU-MIMO, WIFI5的MU-MIMO僅適用於下載 。同時也把Wi-Fi 5最大支持4 4的下行MU-MIMO提升到最大支持8 8的 上下行MU-MIMO ,支持同時向8個終端發送數據,與Wi-Fi 5相比,下行鏈路容量增加了2倍,上行鏈路容量增加了8倍,從而大幅提高無線接入總容量,這表示無論您正在串流、下載、遊玩VR/AR、MMO's 或RPG's,Wi-Fi 6 的8條串流,都能提供所有應用足夠的頻寬。
傳統的MIMO嚴格來說應該叫做SU-MIMO(Single-user MIMO,單用戶MIMO),雖然支持多天線同步傳輸,在同一個信道同一時刻,只能與一個終端通信,多終端之間仍為串列傳輸。
MU-MIMO解決了同一AP下多用戶並發傳輸的問題,將原來的HUB模式,升級為了交換模式。
OFDMA技術是在頻域上將無線信道劃分為多個子信道(子載波),形成一個個射頻資源單元,用戶傳輸數據時,數據將承載在每個資源單元上,而不是像Wi-Fi 4/5(使用OFDM技術)時那樣佔用整個信道。
Wi-Fi從802.11a(1999年發布的第三代Wi-Fi協議)開始就採用OFDM調製作為核心信道調制方案,Wi-Fi 6在OFDM的基礎上加入多址(即多用戶)技術,從而演進成OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,正交頻分多址)。
OFDM調制原理是將信道切分為子載波,但單一信道內的子載波須同時使用。OFDMA調制則更進一步,將現有的802.11信道(20、40、80和160MHz寬度)劃分成具有固定數量子載波的較小子信道,並將特定子載波集進一步指派給個別STA,從而為多個用戶同時服務。
OFDMA劃分的射頻資源單元就像把貨車的載貨箱劃分了很多小格子,這樣貨車在拉貨時就可以進行靈活組合,不論是拉大貨物還是小貨物,都可以裝滿整個貨箱再出發,充分利用每台貨車的資源。
顯示已有一個天線運作的情景。實際路由器是多天線,與此情況類似。
通過OFDMA技術可實現在每個時間段內多個終端同時並行傳輸,不必依次排隊等待、相互競爭,提升了效率,提高了無線接入的密度,降低了排隊的等待時延。
OFDMA和MU-MIMO的適用場景對比
Spatial Reuse(空間復用),也被稱作「BSS著色」(BSS coloring),通過此技術可以實現更多同步傳輸,即AP可以識別兩個相距不遠但並不相鄰的AP和終端設備,能夠在同一時間內實現無線並發傳輸而不會相互影響。用於解決不同AP在相同信道下並發沖突的問題。
為了在密集部署方案中提高系統級性能和頻譜資源的有效使用,802.11ax標准實現了空間重用技術。STA可以識別來自重疊基本服務集(BSS)的信號,並基於該信息做出關於介質爭用和干擾管理的決定。
BSS著色是802.11ah中引入的一種機制,用於為每個BSS分配不同的「顏色」,將其擴展到11ax,根據檢測到的顏色分配新的頻道訪問行為。盡可能的情況下最大限度地減少同頻干擾。
傳統傳輸機制,每次發送數據之前,會監聽無線信道上有無其他AP也在傳送數據,如果有,先避讓,等下個時間段再傳送。這意味著多個AP工作於同一信道時,由於採用輪流單獨通信的方式,會大幅降低網路容量。
BBS Coloring機制,即在數據報頭加入6bits的BSS Color來指定不同的AP,這樣一來,當路由器或設備在發送數據前偵聽到信道已被佔用時,會首先檢查該「佔用」的BSS Color,確定是否是同一AP的網路,如果不是,則不用避讓,從而允許多個AP在同一信道上運行,並智能管理多用戶同時並行傳輸。
目標喚醒時間( Target Wake Time,簡稱 TWT) 讓設備可自行協商它們何時以及多常喚醒以發送或接收資料,這項功能可以增加設備的休眠時間並顯著延長行動設備和物聯網設備的電池壽命。
這個服務可以降低支持WIFI6終端的電力消耗。現在很多設備連接WIFI的情況下耗電嚴重,尤其是使用電池的IOT物聯網設備。減少用戶之間的爭用和沖突,顯著提升STA的休眠時間,節約電力消耗。常用的手機,筆記本等,因為需要持續的網路連接和數據傳輸,這項技術的收益並不明顯。
WPA2加密協議,在2017年10月被完全破解,隨著WIFI6,還推出了WPA3安全協議。
主要體現在:
公共場所,即使是open的SSID,也會提供無感知的數據傳輸加密
使用SAW替換PSK,使用4次握手提供更高的安全性,對於WPA-Enterprise無太多改進
支持通過掃描二維碼,NFC,藍牙等方式,添加IOT設備聯網
增加256位密鑰
2020年值得買的無線路由器(路由器避坑)
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⑷ 什麼是無線網路什麼工作原理
也是使用tcp/ip協議通信傳輸網路,和有線網大同小異,只是傳輸介質不同,有線使用銅線介質傳輸,無線使用無線電波傳輸,這樣無線電有頻率和波段,大多數咱們使用的無線路由器WiFi都是2.4G或5G 波段的信號傳輸。
與有線傳輸相比,無線傳輸具有許多優點。或許最重要的是,它更靈活。無線信號可以從一個發射器發出到許多接收器而不需要電纜。所有無線信號都是隨電磁波通過空氣傳輸的,電磁波是由電子部分和能量部分組成的能量波。
在無線通信中頻譜包括了9khz到300000Ghz之間的頻率。每一種無線服務都與某一個無線頻譜區域相關聯。無線信號也是源於沿著導體傳輸的電流。電子信號從發射器到達天線,然後天線將信號作為一系列電磁波發射到空氣中。
信號通過空氣傳播,直到它到達目標位置為止。在目標位置,另一個天線接收信號,一個接收器將它轉換回電流。接收和發送信號都需要天線,天線分為全向天線和定向天線。在信號的傳播中由於反射、衍射和散射的影響,無線信號會沿著許多不同的路徑到達其目的地,形成多徑信號。
無線通信原理——基本原理
無線通信是利用電波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。在移動中實現的無線通信又通稱為移動通信,人們把二者合稱為無線移動通信。簡單講,無線通信是僅利用電磁波而不通過線纜進行的通信方式。
1,無線頻譜
所有無線信號都是隨電磁波通過空氣傳輸的,電磁波是由電子部分和能量部分組成的能量波。聲音和光是電磁波得兩個例子。無線頻譜(也就是說,用於廣播、蜂窩電話以及衛星傳輸的波)中的波是不可見也不可聽的——至少在接收器進行解碼之前是這樣的。
「無線頻譜」是用於遠程通信的電磁波連續體,這些波具有不同的頻率和波長。無線頻譜包括了9khz到300 000Ghz之間的頻率。每一種無線服務都與某一個無線頻譜區域相關聯。例如,AM廣播涉及無線通信波譜的低端頻率,使用535到1605khz之間的頻率。
當然,通過空氣傳播的信號不一定會保留在一個國家內。因此,全世界的國家就無線遠程通信標准達成協議是非常重要的。ITU就是管理機構,它確定了國際無線服務的標准,包括頻率分配、無線電設備使用的信號傳輸和協議、無線傳輸及接收設備、衛星軌道等。如果政府和公司不遵守ITU標准,那麼在製造無線設備的國家之外就可能無法使用它們。
2,無線傳輸的特徵
雖然有線信號和無線信號具有許多相似之處——例如,包括協議和編碼的使用——但是空氣的本質使得無線傳輸與有線傳輸有很大的不同。
正如有線信號一樣,無線信號也是源於沿著導體傳輸的電流。電子信號從發射器到達天線,然後天線將信號作為一系列電磁波發射到空氣中。信號通過空氣傳播,直到它到達目標位置為止。在目標位置,另一個天線接收信號,一個接收器將它轉換回電流。
3,天線
每一種無線服務都需要專門設計的天線。服務的規范決定了天線的功率輸出、頻率及輻射圖。
無線信號傳輸中的一個重要考慮是天線可以將信號傳輸的距離,同時還使信號能夠足夠強,能夠被接收機清晰地解釋。無線傳輸的一個簡單原則是,較強的信號將傳輸的比較弱的信號更遠。
正確的天線位置對於確保無線系統的最佳性能也是非常重要的。用於遠程信號傳輸的天線經常都安裝在塔上或者高層的頂部。從高處發射信號確保了更少的障礙和更好的信號接收。
4,信號傳播
在理想情況下,無線信號直接在從發射器到預期接收器的一條直線中傳播。這種傳播被稱為「視線」(Line Of Sight,LOS),它使用很少的能量,並且可以接收到非常清晰的信號。不過,因為空氣是無制導介質,而發射器與接收器之間的路徑並不是很清晰,所以無線信號通常不會沿著一條直線傳播。當一個障礙物擋住了信號的路線時,信號可能會繞過該物體、被該物體吸收,也可能發生以下任何一種現象:發射、衍射或者散射。物體的幾何形狀決定了將發生這三種現象中的那一種。
(1)反射、衍射和散射
無線信號傳輸中的「反射」與其他電磁波(如光或聲音)的反射沒有什麼不同。波遇到一個障礙物並反射——或者彈回——到其來源。對於尺寸大於信號平均波長的物體,無線信號將會彈回。例如,考慮一下微波爐。因為微波的平均波長小於1毫米,所以一旦發出微波,它們就會在微波爐的內壁(通常至少有15cm長)上反射。究竟哪些物體會導致無線信號反射取決於信號的波長。在無線LAN中,可能使用波長在1~10米之間的信號,因此這些物體包括牆壁、地板天花板及地面。
在「衍射」中,無線信號在遇到一個障礙物時將分解為次級波。次級波繼續在它們分解的方向上傳播。如果能夠看到衍射的無線電信號,則會發現它們在障礙物周圍彎曲。帶有銳邊的物體——包括牆壁和桌子的角——會導致衍射。
「散射」就是信號在許多不同方向上擴散或反射。散射發生在一個無線信號遇到尺寸比信號的波長更小的物體時。散射還與無線信號遇到的表面的粗糙度有關。表面也粗糙,信號在遇到該表面是就越容易散射。在戶外,樹木會路標都會導致行動電話信號的散射。
另外,環境狀況(如霧、雨、雪)也可能導致反射、散射和衍射
(2)多路徑信號
由於反射、衍射和散射的影響,無線信號會沿著許多不同的路徑到達其目的地。這樣的信號被稱為「多路徑信號」。多路徑信號的產生並不取決於信號是如何發出的。它們可能從來源開始在許多方向上以相同的輻射強度,也可能從來源開始主要在一個方向上輻射。不過,一旦發出了信號,由於反射、衍射和散射的影響,它們就將沿著許多路徑傳播。
無線信號的多路徑性質既是一個優點又是一個缺點。一方面,因為信號在障礙物上反射,所以它們更可能到達目的地。在辦公樓這樣的環境中,無線服務依賴於信號在牆壁、天花板、地板以及傢具上的反射,這樣最終才能到達目的地。
多路徑信號傳輸的缺點是因為它的不同路徑,多路徑信號在發射器與接收器之間的不同距離上傳播。因此,同一個信號的多個實例將在不同的時間到達接收器,導致衰落和延時。
5,固定和移動
每一種無線通信都屬於以下兩個類別之一:固定或移動。在「固定」無線系統中,發射器和接收器的位置是不變的。傳輸天線將它的能量直接對准接收器天線,因此,就有更多的能量用於該信號。對於必須跨越很長的距離或者復雜地形的情況,固定的無線連接比鋪設電纜更經濟。
不過,並非所有通信都適用固定無線。例如,移動用戶不能使用要求他們保留在一個位置來接收一個信號的服務。相反,行動電話、尋呼、無線LAN以及 其它許多服務都在使用「移動」無線系統。在移動無線系統中,接收器可以位於發射器特定范圍內部的任何地方。這就允許接收器從一個位置移動到另一個位置,同時還繼續接受信號。
具體的數據傳輸原理是一樣的:數據是0和1 任何復雜的數據都是通過0和1表達出來的 比如說 發送 您好 兩個字 還原成最本質的數據就是一串0和1混在一起的數字 而0和1對於物理層來說 就是兩種狀態 所以理論上 任何能表示兩種狀態的物理現象並且可以傳播的都可以用於傳輸數據 包括光 電 電磁波等等
比如說 可以用燈滅表示0 燈亮表示1 那我在遠處對著你恍恍手電筒就完成了一次無線傳輸。
而對於日常用到的無線傳輸 採用的是電磁波的方式
電磁波的傳輸原理大概是:電流流過導體時 會對周圍產生電磁波 而導體在電磁波環境中 會產生電流
這樣 我這邊用一根鐵棍 兩邊接上電 然後控制鐵棍中的電流 就會在空間中產生一定規律的電磁波 而對應的 另一方在我產生的電磁波的范圍內 放另一根鐵棍 這根鐵棍里就會產生有規律的電流 這樣就完成了物理層面上最基本的兩種狀態的表達 從而傳輸了數據。