1. 无线网络标准国内外有几种是否能通用
要看设备的无线网络连接标准。局域网(LAN)的结构主要有三种类型:以太网(Ethernet)、令牌环(Token Ring)、令牌总线(Token Bus)以及作为这三种网的骨干网光纤分布数据接口(FDDI)。它们所遵循的都是IEEE(美国电子电气工程师协会)制定的以802开头的标准。x0dx0a无线通信x0dx0aIEEE 802在无线领域主要有四个工作组:802.11、802.15、802.16、802.20。在每个工作组下又设置了任务组(TG)。x0dx0a802.11 无线局域网x0dx0a已经通过的标准:802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11F、802.11d。x0dx0a正在研究的标准:802.11i。x0dx0a802.15 无线个域网x0dx0aIEEE 802.15.1:蓝牙;x0dx0aIEEE 802.15.2:公用ISM频段内无线设备的共存问题;x0dx0aIEEE 802.15.3a:UWB标准;x0dx0aIEEE 802.15.3b:WPAN维护;x0dx0aIEEE 802.15.4:研究低于200kbit/s数据传输率的WPAN应用。x0dx0aIEEE 802.15.4:Mesh Network。x0dx0a802.16 宽带无线接入(无线城域网)x0dx0a已经通过的标准:802.16、802.16a、802.16c、802.16.2、802.16一致性测试。x0dx0a正在研究的标准:802.16d、802.16ex0dx0a802.20 移动宽带无线接入x0dx0a处于提案征求阶段,还处于标准研究初期。
2. 无线网络的标准是什么
常见标准有以下三种:
IEEE802.11a:使用5GHz频段,传输速度54Mbps,与802.11b不兼容
IEEE802.11b:使用2.4GHz频段,传输速度11Mbps
IEEE802.11g:使用2.4GHz频段,传输速度54Mbps,可向下兼容802.11b
目前IEEE802.11b最常用,但IEEE802.11g更具下一代标准的实力。
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3. 常见的无线网络结构有哪些
无线网络的拓扑结构主要有: 无中心的分布对等方式、有中心的集中控制方式、以及上述方式的混合方式。 常见的无线网络协议: IEEE802.11 是第一代无线局域网标准之一。该标准定义了物理层和媒体访问控制 (MAC) 协议的规范,允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。 802.11 是 IEEE 最初制定的一个无线局域网标准,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到 2Mbps 。 由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此, IEEE 小组又相继推出了 802.11b 和 802.11a 两个新标准。 2003 年 IEEE 还通过了 802.11g 技术标准。 802.11b 标准是 IEEE 制定的无线局域网标准,它工作在 2.4GHz 免执照的 ISM 频带,物理层速率可达 11M ,传输层可达 5.5Mbps 。该标准采用 DSSS 直序扩频技术。 802.11a 标准是 802.11b 的后续标准。它工作在 5GHz 频带 (5.2GHz,5.4GHz,5.8GHz) ,物理层速率可达 54M ,传输层可达 25Mbps 。采用正交频分复用( OFDM )技术。 802.11g 标准结合了 802.11b 和 802.11a 两种标准的优点,克服了它们的局限性。它工作在 2.4GHz 免执照的 ISM 频带,可以比工作在 5GHz 的 802.11a 覆盖更大的区域,同时,采用正交频分复用( OFDM )技术,物理层速率可达 54M ,传输层可达 25M ,传输速度比 802.11b 要快 5 倍左右。 802.11n 计划采用 MIMO (多入多出技术)与 OFDM 相结合,使传输速率成倍提高。另外,新的天线技术及无线传输技术,使得无线局域网的传输距离大大增加。相对 802.11g 标准,新标准计划在保障 100M 的传输速率下使传输距离增加 10 倍左右。 802.11n 标准对 802.11 标准做了多项修改,不仅涉及物理层标准,同时也采用新的高性能无线传输技术提升 MAC 层的性能,优化数据帧结构,提高网络的吞吐量性能。不过目前这类 MIMO 产品还相当稚嫩。实际性能在 100 米以内大约是 802.11g 产品的 2 倍,而超过 100 米后,其性能将非常接近 802.11g 产品。
4. 无线网络的国际标准有哪些
同楼上,再加上802.11全家族
* IEEE 802.11 ,1997年,原始标准(2Mbit/s,工作在2.4GHz)。 * IEEE 802.11a,1999年,物理层补充(54Mbit/s,工作在5GHz)。 * IEEE 802.11b,1999年,物理层补充(11Mbit/s工作在2.4GHz)。 * IEEE 802.11c,符合802.1D的媒体接入控制层桥接(MAC Layer Bridging)。 * IEEE 802.11d,根据各国无线电规定做的调整。 * IEEE 802.11e,对服务等级(Quality of Service, QoS)的支持。 * IEEE 802.11f,基站的互连性(IAPP, Inter-Access Point Protocol),2006年2月被IEEE批准撤销。 * IEEE 802.11g,2003年,物理层补充(54Mbit/s,工作在2.4GHz)。 * IEEE 802.11h,2004年,无线覆盖半径的调整,室内(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz频段)。 * IEEE 802.11i,2004年,无线网络的安全方面的补充。 * IEEE 802.11j,2004年,根据日本规定做的升级。 * IEEE 802.11l,预留及准备不使用。 * IEEE 802.11m,维护标准;互斥及极限。 * IEEE 802.11n,2008年上半年通过正式标准,WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps、108Mbps,提供到300Mbps甚至高达600Mbps。 * IEEE 802.11k,该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。 * IEEE 802.11s, 2007年9月.拓扑发现、路径选择与转发、信道定位、安全、流量管理和网络管理。网状网络带来一些新的术语。 除了上面的IEEE标准,另外有一个被称为IEEE 802.11b+的技术,通过PBCC技术(Packet Binary Convolutional Code)在IEEE 802.11b(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公司。
5. 802.11a 802.11b 802.11g三种无线电局域网的标准
802.11a
IEEE 无线网络标准,指定最大 54Mbps 的数据传输速率和 5GHz 的工作频段。
802.11a标准是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用的802.11b无线联网标准的后续标准。它工作在5GHzU-NII频带,物理层速率可达54Mb/s,传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口;支持语音、数据、图像业务;一个扇区可接入多个用户,每个用户可带多个用户终端。
802.11的第二个分支被指定为802.11a。承受着风险将802.11带入了不同的频带——5.2GHzU-NII频带,并被指定高达54Mbps的数据速率。与单个载波系统802.11b不同,802.11a运用了提高频率信道利用率的正交频率划分多路复用(OFDM)的多载波调制技术。由于802.11a运用5.2GHz射频频谱,因此它与802.11b或最初的802.11WLAN标准均不能进行互操作。
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b无线局域网的带宽最高可达11Mbps,比两年前刚批准的IEEE 802.11标准快5倍,扩大了无线局域网的应用领域。另外,也可根据实际情况采用5.5Mbps、2 Mbps和1 Mbps带宽,实际的工作速度在5Mb/s左右,与普通的10Base-T规格有线局域网几乎是处于同一水平。作为公司内部的设施,可以基本满足使用要求。IEEE 802.11b使用的是开放的2.4GB频段,不需要申请就可使用。既可作为对有线网络的补充,也可独立组网,从而使网络用户摆脱网线的束缚,实现真正意义上的移动应用。
IEEE 802.11b无线局域网与我们熟悉的IEEE 802.3以太网的原理很类似,都是采用载波侦听的方式来控制网络中信息的传送。不同之处是以太网采用的是CSMA/CD(载波侦听/冲突检测)技术,网络上所有工作站都侦听网络中有无信息发送,当发现网络空闲时即发出自己的信息,如同抢答一样,只能有一台工作站抢到发言权,而其余工作站需要继续等待。如果一旦有两台以上的工作站同时发出信息,则网络中会发生冲突,冲突后这些冲突信息都会丢失,各工作站则将继续抢夺发言权。而802.11b无线局域网则引进了CSMA/CA(载波监听多路访问/冲突避免)技术和RTS/CTS(请求发送/清除发送)技术,从而避免了网络中冲突的发生,可以大幅度提高网络效率。这里的CSMA/CA技术与正常情况下的CSMA/CD技术原理有所不同,原理是:站点在发送报文后等待来至接入点AP(基本模式)或来至另外站点(对等模式)的确认帧(ACK)。如果在一定的时间内没有受到确认帧,则假定发生了冲突并从发该数据。如果站点注意到信道上有活动,就不发送数据。RTS/CTS的工作方式与调制解调器类似,在发送数据之前,站点将一个请求发送帧发送到目的站点,如果信道上没有活动,那么目的站点将一个清除发送帧发送回源站点。这个过程成为“预热”其他站点,从而防止不必要的冲突。RTS/CTS只用于特别大的报文和重发数据时可能出现严重带宽问题的场合。
功能 & 优点
速度:2.4ghz直接序列扩频无线电提供最大为11mbps的数据传输速率,无须直线传播
动态速率转换:当射频情况变差时,降低数据传输速率为5.5mbps、2mbps和1mbps
使用范围:802.11b支持以百米为单位的范围(在室外为300米;在办公环境中最长为100米)
可靠性:与以太网类似的连接协议和数据包确认提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用
互用性:与以前的标准不同的是,802.11b只允许一种标准的信号发送技术。weca将认证产品的互用性
电源管理:802.11b网络接口卡可转到休眠模式,访问点将信息缓冲到客户,延长了笔记本电脑的电池寿命 漫游支持:当用户在楼房或公司部门之间移动时,允许在访问点之间进行无缝连接
加载平衡:802.11b nic更改与之连接的访问点,以提高性能(例如,当前的访问点流量较拥挤,或发出低质量的信号时)
可伸缩性:最多三个访问点可以同时定位于有效使用范围中,以支持上百个用户同时语音和数据支持
安全性:内置式鉴定和加密
基本运作模式:
802.11b运作模式基本分为两种:点对点模式(ad-hoc mode)和基本模式(infrastructure mode),如图1所示。点对点模式是指站点(如:无线网卡)和站点之间的通信方式。只要PC插上无线网卡即可与另一具有无线网卡的PC连接,对于小型的无线网络来说,是一种方便的连接方式,最多可连接256台PC。而基本模式是指无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式,这是802.11b最常用的方式。此时,插上无线网卡的PC需要由接入点(AP)与另一台PC连接。接入点负责频段管理及漫游等指挥工作,一个接入点最多可连接1024台PC(无线网卡)。当无线网络节点扩增时,网络存取速度会随着范围扩大和节点的增加而变慢,此时添加接入点可以有效控制和管理频宽与频段。无线网络需要与有线网络互连,或无线网络节点需要连接和存取有线网的资源和服务器时,接入点可以作为无线网和有线网之间的桥梁。
应用
功能 优点
不易接线的区域 在不易接线或接线费用较高的区域(如有历史意义的建筑物,有石棉的建筑物,以及教室)中提供网络服务灵活的工作组 为经常进行网络配置更改的工作区降低了总拥有成本网络化的会议室 用户可在从一个会议室移动到另一个会议室时进行网络连接,以获得最新的信息,并且可
在决策时相互交流
特殊网络 现场顾问和小工作组的快速安装和兼容软件可提高工作效率
子公司网络 为远程或销售办公室提供易于安装、使用和维护的网络
部门范围的网络移动 漫游功能使企业可以建立易于使用的无线网络,可覆盖所有部门
一般地说,802.11b允许使用任何现有在有线网络上运行的应用程序或网络服务。
多接入点解决方案
当网络规模较大,超过了单个接入点的覆盖半径时,可以采用多个接入点分别与有线网络相连,从而形成以有线网络为主干的多接入点的无线网络,所有无线终端可以通过就近的接入点接入网络,访问整个网络的资源,从而突破无线网覆盖半径的限制。
无线中继解决方案
无线接入器还有另外一种用途,即充当有线网络的延伸。比如在工厂车间中,车间具有一个网络接口连接有线网,而车间中许多信息点由于距离很远使得网络布线成本很高,还有一些信息点由于周边环境比较恶劣,无法进行布线。由于这些信息点的分布范围超出了单个接入点的覆盖半径,我们可以采用两个接入点实现无线中继,以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,比如金融、证券等,接入点一旦失效,整个无线网络会瘫痪,将带来很大损失。因此,可以将两个接入点放置在同一位置,从而实现无线冗余备份的方案。
多蜂窝漫游工作方式
在一个大楼中或者在很大的平面里面部署无线网络时,可以布置多个接入点构成一套微蜂窝系统,这与移动电话的微蜂窝系统十分相似。微蜂窝系统允许一个用户在不同的接入点覆盖区域内任意漫游,随着位置的变换,信号会由一个接入点自动切换到另外一个接入点。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发生了切换,但对用户的服务却不会被中断。
802.11g
IEEE802.11工作组近年来开始定义新的物理层标准IEEE802.11g。与以前的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;能够与IEEE802.11b的Wi-Fi系统互联互通,可共存于同一AP的网络里,从而保障了后向兼容性。这样原有的WLAN系统可以平滑地向高速WLAN过渡,延长了IEEE802.11b产品的使用寿命,降低了用户的投资。2003年7月IEEE802.11工作组批准了IEEE802.11g草案,该标准成为人们关注的新焦点。
IEEE802.11WLAN实现的关键技术
随着WLAN技术的应用日渐广泛,用户对数据传输速率的要求越来越高。但是在室内这个较为复杂的电磁环境中,多经效应、频率选择性衰落和其它干扰源的存在使得无线信道中高速数据传输的实现比有线信道困难,因此WLAN需要采用合适的调制技术。
IEEE802.11WLAN是一种能支持较高数据传输速率(1~54Mbit/s),采用微蜂窝、微微蜂窝结构,自主管理的计算机局域网络。其关键技术大致有3种,直序列扩频调制技术(DSSS:Direct Sequence Spread Spectrum)及补码键控(CCK:Complementary Code Keying)技术、包二进制卷积(PBCC:Packet Binary Convolutional Code)和正交频分复用技术OFDM:Orthogonal Frequency Division Mustiplexing。每种技术皆有其特点,目前扩频调制技术正成为主流,而OFDM技术由于其优越的传输性能成为人们关注的新焦点。
1.DSSS调制技术
基于DSSS的调制技术有3种。最初IEEE802.11标准制定在1Mbit/s数据速率下采用差分二相相移键控(DBPSK:DifferentialBinary Phase Shift Keying)。如果要提供2 Mbit/s的数据速率,可采用差分正交相移键控(DQPSK: Differential Quadrature Phase Shift Keying),这种方法每次处理两个比特码元,成为双比特。第三种是基于CCK的QPSK,是IEEE802.11b标准采用的基本数据调制方式。它采用了补码序列与直序列扩频技术,是一种单载波调制技术,通过相移键控(PSK)方式传输数据,传输速率分为1,2,5.5和11 Mbit/s。CCK通过与接收端的Pake接收机配合使用,能够在高效率传输数据的同时有效克服多径效应。IEEE802.11b通过使用CCK调制技术来提高数据传输速率,最高可达11 Mbit/s。但是当传输速率超过11 Mbit/s,CCK为了对抗多径干扰,需要更复杂的均衡及调制,实现起来非常困难。因此,IEEE802.11工作组为了推动WLAN的发展,又引入了新的调制技术。
2.PBCC调制技术
PBCC调制技术是由德州仪器(TI)公司提出的,已作为IEEE802.11g的可选项被采纳。PBCC也是单载波调制,但与CCK不同,它采用了更多复杂的信号星座图。PBCC采用8PSK,而CCK使用BPSK/QPSK;另外PBCC使用了卷积码,而CCK使用区块码。因此,它们的解调过程是十分不同的。PBCC可以完成更高速率的数据传输,其传输速率为11,22,33Mbit/s。
3.OFDM技术
OFDM技术其实是多载波调制(MCM:Multi-CarrierMolation)的一种。其主要思想是:将信道分成许多正交子信道,在每个子信道上进行窄带调制和传输,这样减少了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,因此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。
由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交,于是它们的频谱是相互重叠的,这样不但减少了子载波间的相互干扰,同时还提高了频谱利用率。在各个子信道中的这种正交调制和解调可以采用反向快速傅里叶变换(IFFT)和快速傅里叶变换(FFT)方法来实现,随着大规模集成电路技术与DSP技术的发展,IFFT和FFT都是非常容易实现的。FFT的引入,大大降低了OFDM实现的复杂性,提升了系统的性能。
无线数据业务一般都存在非对称性,即下行链路中传输的数据量要远远大于上行链路中的数据传输量。因此无论从用户高速数据传输业务的需求,还是从无线通信自身来考虑,都希望物理层支持非对称高速数据传输,而OFDM很容易通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行链路中不同的传输速率。
由于无线信道存在频率选择性,所有的子信道不会同时处于比较深的衰落情况中,因此可以通过动态比特分配以及动态子信道分配的方法,充分利用信噪比高的子信道,从而提升系统性能。由于窄带干扰只能影响一小部分子载波,因此OFDM系统在某种程度上能抵抗这种干扰。
OFDM技术有非常广阔的发展前景,已成为第四代移动通信的核心技术。IEEE802.11a/g标准为了支持高速数据传输都采用了OFDM调制技术。目前,OFDM结合时空编码、分集、干扰〔包括码间干扰(ISI)和信道间干扰(ICI)〕抑制以及智能天线技术,最大程度提高了物理层的可靠性。如再结合自适应调制、自适应编码以及动态子载波分配、动态比特分配算法等技术,可以使其性能得到进一步优化。
4.IEEE802.11g协议帧结构及其技术细节
从网络逻辑结构上来看,IEEE802.11只定义了物理层及MAC子层。MAC层提供对共享无线介质的竞争使用和无竞争使用,具有无线介质访问、网络连接、数据验证和保密等功能。
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,所传数据单位为比特。物理层定义了通信设备与接口硬件的机械、电气功能和过程的特性,用以建立、维持和释放物理连接。物理层由三部分组成:物理层管理层、物理层会聚协议(PLCP)和物理介质依赖子层(PMD)。
IEEE802.11g的物理帧结构分为前导信号(Preamble)、信头Header和负载Payload。Preamble主要用于确定移动台和接入点之间何时发送和接收数据,传输进行时告知其它移动台以免冲突,同时传送同步信号及帧间隔。Preamble完成,接收方才开始接收数据。Header在Preamble之后 用来传输一些重要的数据比如负载长度、传输速率、服务等信息。由于数据率及要传送字节的数量不同,Payload的包长变化很大,可以十分短也可以十分长。
在一帧信号的传输过程中,Preamble和Header所占的传输时间越多,Payload用的传输时间就越少,传输的效率越低。
综合上述3种调制技术的特点,IEEE802.11g采用了OFDM等关键技术来保障其优越的性能,分别对Preamble,Header,Payload进行调制,这种帧结构称为OFDM/OFDM方式。
另外,IEEE802.11g草案标准规定了可选项与必选项,为了保障与IEEE802.11b兼容也可采用CCK/OFDM和CCK/PBCC的可选调制方式。因此,OFDM调制为必选项保障传输速率达到54Mbit/s;采用CCK调制作为必选保障后向兼容性;CCK/PBCC与CCK/OFDM作为可选项。IEEE802.11g的帧结构比较见表1。
(1)OFDM/OFDM
Preamble,Header和Payload都使用OFDM进行调制传输,其传输速率可达54Mbit/s。OFDM的一个好特点是它有短的Preamble,CCK调制信号的帧头是72μs,而OFDM调制信号的帧头仅为16μs。帧头是一个信号的重要组成部分,帧头占有时间的减少,提高了信号传送数据的能力。OFDM允许较短的Header给更多的时间用于传输数据,具有较高的传输效率。因此,对于11Mbit/s的传输速率,CCK调制是一个好的选择,但要继续提升速率必须使用OFDM调制技术。它的最高传输速率可达54Mbit/s。IEEE802.11g协议中的OFDM OFDM方式也可以和Wi-Fi共存,不过它需使用RTS/CTS协议来解决冲突问题。
(2)CCK/OFDM
它是一种混合调制方式,是IEEE802.11g的可选项。其Header和Preamble用CCK调制方式传输,OFDM技术传送负载。由于OFDM技术和CCK技术是分离的,因此在Preamble和Payload之间要有CCK和OFDM的转换。
IEEE802.11g用CCK/OFDM技术来保障与IEEE802.11b共存。IEEE802.11b不能解调OFDM格式的数据,所以难免会发生数据传输冲突,IEEE802.11g使用CCK技术传输Header和Preamble就可以使IEEE802.11b兼容,使其可以接收IEEE802.11g的Header从而避免冲突。这样保障了与IEEE802.11bWi-Fi设备的后向兼容性,但由于Preamble/Header使用CCK调制,增大了开销,传输速率比OFDM OFDM方式的有所下降。
(3)CCK/PBCC
CCK/PBCC和CCK/OFDM一样,PBCC也是混合波形,包头使用CCK调制而负载使用PBCC调制方式,这样它可以工作于高速率上并与IEEE802.11b兼容。PBCC调制技术最高数据传输速率是33Mbit/s,比OFDM或CCK/OFDM的传送速率低。
IEEE802.11g的性能分析
尚未正式成为标准的IEEE802.11g草案由于其不同的特点,成为人们关注的焦点。IEEE802.11g与IEEE802.11b的兼容性,与同频设备的共存能力及OFDM技术自身的问题将成为研究热点。
1.IEEE802.11g的兼容性
IEEE802.11g兼容性指的是IEEE802.11g设备能和IEEE802.11b设备在同一个AP节点网络里互联互通。IEEE802.11g的一个最大特点就是要保障与IEEE802.11bWi-Fi系统兼容。IEEE802.11g可以接收OFDM和CCK数据,但传统的Wi-Fi系统只能接收CCK信息,这就产生了一个问题,即在两者共存的环境中如何解决由于IEEE802.11b不能解调OFDM格式信息帧头所带来的冲突问题。而为了解决上述问题,IEEE802.11g采用了RTS/CTS技术。
最初,IEEE802.11引入RTS/CTS机制是为了解决隐蔽站问题,即发送站检测不到另一个站在发送数据,因而在接收站发生碰撞的情况。
IEEE802.11b与IEEE802.11g混合工作的情况与隐蔽站问题非常相似,IEEE802.11b设备无法接收OFDM格式的IEEE802.11g的信息帧头,因此可以采用RTS/CTS机制来解决。
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n :使用2.4GHz频段和5GHz频段,传输速度300Mbps,最高可达600Mbps,可向下兼容802.11b、802.11g,目前还不是一个正式的标准,
1月19日讯,Broadcom公司推出新型无线LAN(WLAN)芯片组Intensi-fi系列,这是和IEEE 802.11n标准(草案)兼容的首个解决方案. Intensi-fi技术提供了在家庭或办公室优异的性能和功能强大的无线连接,使得下一代Wi-Fi设备能提供完美的多媒体体验,支持新兴的语音,视频和数据应用.
Intensi-fi技术集成了IEEE 802.11n标准(草案)所有强制性的元件,一当标准完成即可进行软件升级.忠于标准是Broadcom的工作重点,因为它不需要考虑兼容性和使用户烦恼的非标准产品的性能问题.Broadcom和业界其它一流厂商紧密配合,当草案802.11n产品变成现实时,在分支中演示真实的互连性.Broadcom还向Wi-Fi联盟提供技术资源,来加速802.11n互连测试程序.
Intensi-fi技术支持在多个发送和接收天线上多个同时发生的数据(或"空间")流,提供的数据速率高达300Mbps,比以前的802.11产品(它采用一个发送器和一个接收器,支持单一数据流),其覆盖范围更广.它提供了足够的带宽,范围和可靠性,对家庭中每个房间提供高清晰视频(HD).为了提供完美的多媒体体验, Intensi-fi技术把传统的PC和网络设备扩充到消费电子和娱乐设备,在线缆/DSL/卫星机顶盒,个人视频记录仪,DVD播放器,游戏系统,音频设备照相机,手机和其它手提设备提供了发送电影,照片,音乐,语音呼叫和数据所需的基础设备.
Intensi-fi解决方案包括MAC/基带芯片以及能配置各种高速无线应用的无线电芯片.Broadcom还提供两个网络处理器,使用户能优化无线路由器设计的性价比.完整的系列产品包括下面所有的CMOS器件:
BCM4321:业界首个和802.11n标准(草案)兼容的MAC和基带,提供超过300Mbps的PHY速率,并和PCI,Cardbus和主机PCI-Express接口,
BCM2055:Broadcom第五代802.11无线电,集成了多个2.4GHz和5GHz无线电,支持用于802.11n产品的同时发生的空间数据流,并具有2x2,3x3或4x4天线配置.BCM2055是最佳性能的802.11无线电,具有更小的芯片尺寸,更低的功耗,更低的相位噪音和误差向量幅度(EVM).所有这些对于高吞吐量的802.11n(草案)系统都是至关重要的.
BCM4704:Broadcom已验证过的第五代无线网络处理器,提供先进的路由/桥接功能,并能满足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第六代无线网络处理器,支持同时工作的2.4GHz和5GHz无线电,集成的吉比特以太网MAC使得802.11n(草案)和以太网网络间的吞吐量大于200Mbps.
现在可提供Intensi-fi芯片组的样品,以及参考设计.
美国Atheros公司于2月16日在日本召开了记者招待会,推出了其符合IEEE 802.11n规格的无线网络芯片组“AR5008”,这款芯片组已经于1月24日在美国上市。
Atheros公司将其面向IEEE 802.11n的产品群总称为“XSPAN”,这款AR5008保持了其公司原来对应IEEE 802.11a/b/g产品的连续性,无线传输的最高速度达到300Mbps。不过这只是理论上的最高速度,在实际的通讯过程中,加载了如TCP之类的协议后,实际速度应为此速度的60%左右。不过即使如此,802.11n的效率也比目前最快的802.11g要高上许多。实际速度802.11n预计能够比802.11g提高8~9倍。
据Atheros Communications称,AR5008系列芯片组为架构于国际电机电子工程师学会(IEEE)1月20日确认的802.11n草案规格之首款产品。这些新一代的WLAN解决方案,将充份利用MIMO技术潜力,发挥突破性性能与业界互通性。AR5008解决方案将以更大的覆盖范围及更佳的可靠性,达到802.11g与802.11a/g产品的6倍数据传输量。由于802.11n规格草案已制定,消费者终于能在家庭、办公室以及行动时的各种装置与应用上,享受MIMO的互通技术。
Atheros创新的XSPAN引进讯号持续技术(Signal-Sustain Technology,SST)大幅加强讯号可靠性与覆盖范围内的数据传输量,全面释放MIMO的潜力。这一切皆因全球首颗单芯片三射频设计而获得实现。AR5008的实体数据速率为300 Mbps (每秒兆位)而实际终端使用者数据传输量可达150至180 Mbps,较2x2 MIMO系统平均多出50%的覆盖范围持续数据传输量。
讯号持续技术同时通过不同空间讯号路径进行传送,并且在接收器进行讯号处理时,同时合并来自三个接收器的资讯,因此大幅增加联机强度与数据传输量。若只是在额外的天线间切换较少的同时发射器,是无法达到这样的强度。Atheros将三组完整的射频发射链与接收链整合至单一芯片的作法,加上内建SST基频处理,以接近于强度较差而不具竞争力的2x2 MIMO方案之价格,实现无法匹敌的覆盖范围与强度。
6. 无线局域网有哪些主要标准哪些是现在的主流技术依据
无线局域网的两个频段:2.4GHz和5GHz,这两个频段各有千秋。
5G频段带宽大,传输距离不是很远,2.4G频段带宽没有5G频段的大,但是传输距离相比5G频段的要远。
现在公司无线多部署的是双频无线AP,也就是2.4G和5G都有的。默认情况下手机会自动连接5G频段,而现在市场上笔记本的无线网卡几乎都是单频的,所以笔记本连接的是2.4G频段。
无线局域网标准是IEEE802.11,时至今日,802.11a、b、g、n、ac这种协议是现在市场上看得见的。802.11a支持5G信道,传输速率达到54Mbps,802.11b和g都是2.4G信道,802.11g是802.11b的升级,传输速率是54Mbps,802.11n是近十年最流行的,这种协议兼容2.4G和5G两个频段,传输速率可达到400+Mbps,是802.11g的8倍。
7. 无线网络标准--IEEE 802.11x系列
目前常见的无线网络标准以IEEE 802.11*系列为主。它是IEEE国际电气和电子工程师协会制定的一个通用无线局域网标准。最初的IEEE 802.11标准只是用于数据存取,传输速率最高只能达到2Mb/s。由于速度慢不能满足数据应用发展的需求,所以后来该协会又推出了 IEEE 802.11b、 802.11a、 802.11g这三个新的标准。这三个标准都是经IEEE批准的无线局域网规范,标准的确立也就意味着厂商们的认可和支持,它们之问技术差别很大,所走的发展道路也不一样。
1、802.11b网络(2.4 GHz,11 M)
802.11b网络是目前一般用户最常使用的规格,它工作在2.4 GHz频段;可在室外300米、室内办公环境100米的范围内,以每秒11 MB的速度无线上网传递数据。802.11b使用动态速率漂移,可随环境变化在11 Mb/s、5.5 Mb/s、 2Mb/s、 1 Mb/s之间切换。值得注意的是最高11 Mb/s的速度为共享速度,一个AP所能承载的用户在10人左右。目前最热的Intel迅驰技术,就属于最新改良版本的802.11b技术。802.11b的最大缺点是其速度。虽然11 Mbps的传输速率对大多数宽带用户的接入速度来说已经足够,但该性能指标却不能满足日益增长的宽带网络的需求。即便是个人用户,目前国内不少家庭的宽带接入速度也已超过1 MB/s,无论802.11b如何改进,它已呈现出力不从心的态势。
2、802.11a网络(5 GHz,54 M)
作为802.11b的继承者,802.11a具各很多优势,其主要表现:安全性较佳,很多企业就看中了这一点,有12个频道可以利用,能减少干扰问题802.11a传输速度比802.11b约快五倍,能同时提供更多用户同时使用,最高理论速度可以达到54Mhls。此外,802.11a独特的5GHz工作频段也在抗干扰性上优于802.11b/g,因为在日常生活中,许多电子设备都是基于2.4 GHz频段工作的,这正好与802.11b/g的工作频段相同并产生冲突(如果家中同时安装有无线局域网和无绳电话,那么当使用无绳电话时便会发现通话效果时好时坏,这就是典型的干扰问题),如蓝牙设备、微波炉等。5 GHz工作频段具有2.4 GHz无法比拟的抗干扰优势,但由于频段较高,使得802.1 la的传输距离大打折扣,5 GHz频段的电磁波在遭遇墙壁、地板、家具等障碍物时的反射与衍射效果均不如2.4 GHz频段的电磁波好,因而造成802.11 a筱盖范围偏小的缺陷;其次,由于设计复杂,基于802.11a标准的无线产品的成本要比802.11b高得多。此外,802.11a设备与802.11b网络并不兼容。
3、802.11g网络(2.4 GHz,54 M)
由于802.11b和802.11a都不能令人满意,IEEE制定了新的802.11 g标准。目前还有最新的802.11g技术已经投入应用,和802.11a相比,802.11g在提供了同样54 Mb/s的高速下,采用了与802.11b相同的2.4GHz频段,因而解决了升级后的兼容性问题。同时802.11g也继承了802.11b覆盖范围广的优点,其价格也相对较低。当用户过渡到“g网”时,只需购买相应的无线AP即可,而原有的802.11b无线网卡则可继续使用,灵活性较802.11a要强得多。802.11g的优势可以概括为:拥有802.11a的速度,同时安全性又优于802.11 b,而且还能与后者兼容。但存在问题是802.11g与802.11 b一样都使用三个频道,通信线路过少,所以安全性比802.11a还是略逊一筹。
4、IEEE 802.11n(2.4 GHz/5 GHz,300M,最高600 M)
802.11n是IEEE在2004年1月组成的一个新的工作组在802.11-2007的基础上发展出来的标准,于2009年9月正式批准。该标准增加了对MIMO的支持,允许40MHz的无线频宽,最大传输速度理论值为600Mb/s。同时,通过使用Alamouti提出的空时分组码,该标准扩大了数据传输范围
5、IEEE 802.11ac (5 GHz,500M)
802.11ac是一个正在发展中的802.11无线计算器网上通信标准,它通过6 GHz频带(也就是一般所说的5GHz频带)进行无线局域网(WLAN)通信。理论上,它能够提供最少每秒1 Gigabit带宽进行多站式无线局域网(WLAN)通信,或是最少每秒500 Megabits(500 Mb/s)的单一连线传输带宽。
它采用并扩展了源自802.11n的空中接口(air interface)概念,包括:更宽的RF带宽(提升至160 MHz),更多的MIMO空间流(spatial streams,增加到8),MU-MIMO,以及高密度的解调变(molation,最高可达到256 QAM)。它是IEEE 802.11n的潜在的继任者。
6、IEEE 802.11ax(2.4 GHz/5 GHz,54 M)
2017年,Broadcom率先推出802.11ax无线芯片,由于先前802.11ad主要在于60 GHz频段,虽然增长了传输速度,但是其覆盖范围受到限制,便成为辅助802.11ac的功能性技术。 依照IEEE的官方项目,继承802.11ac的第六代wifi为802.11ax,自2018年起推出支持的分享器。
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IEEE 802.11,1997年,原始标准(2Mbit/s,播在2.4GHz)。
IEEE 802.11a,1999年,物理层补充(54Mbit/s,播在5GHz)。
IEEE 802.11b,1999年,物理层补充(11Mbit/s,播在2.4GHz)。
IEEE 802.11c,匹配802.1d的媒体接入控制层桥接(MAC Layer Bridging)。
IEEE 802.11d,根据各国无线电规定做的调整。
IEEE 802.11e,对服务等级(Quality of Service,QoS)的支持。
IEEE 802.11f,基站的互连性(IAPP,Inter-Access Point Protocol),2006年2月被IEEE批准撤销。
IEEE 802.11g,2003年,物理层补充(54Mbit/s,播在2.4GHz)。
IEEE 802.11h,2004年,无线覆盖半径的调整,室内(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz频段)。
IEEE 802.11i,2004年,无线网络的安全方面的补充。
IEEE 802.11j,2004年,根据日本规定做的升级。
IEEE 802.11k,该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。
IEEE 802.11n,更高传输速率的改善,基础速率提升到72.2Mbit/s,可以使用双倍带宽40MHz,此时速率提升到150Mbit/s。支持多输入多输出技术(Multi-Input Multi-Output,MIMO)。
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目前市面上无线路由器常见使用的标准:
IEEE 802.11a
802.11a是802.11原始标准的一个修订标准,于1999年获得批准。802.11a标准采用了与原始标准相同的核心协议,工作频率为5GHz,使用52个正交频分多路复用副载波,最大原始数据传输率为54 Mb/s,这达到了现实网络中等吞吐量(20 Mb/s)的要求。
由于2.4GHz频段日益拥挤,使用5GHz频段是802.11a的一个重要的改进。但是,也带来了问题。传输距离上不及802.11b/g;理论上5GHz信号也更容易被墙阻挡吸收,所以802.11a的覆盖不及801.11b。802.11a同样会被干扰,但由于附近干扰信号不多,所以802.11a通常吞吐量比较好。
IEEE 802.11b
802.11b是无线局域网的一个标准。其载波的频率为2.4GHz,可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多重传送速度。它有时也被错误地被标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是Wi-Fi联盟的一个商标,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。在2.4-GHz的ISM频段共有11个频宽为22 MHz的频道可供使用,它是11个相互重叠的频段。IEEE 802.11b的后继标准是IEEE 802.11g。
IEEE 802.11g
802.11g在2003年7月被通过。其载波的频率为2.4GHz(跟802.11b相同),共14个频段,原始传送速度为54Mbit/s,净传输速度约为24.7 Mb/s(跟802.11a相同)。802.11g的设备向下与802.11b兼容。
其后有些无线路由器厂商因应市场需要而在IEEE 802.11g的标准上另行开发新标准,并将理论传输速度提升至108Mb/s或125Mb/s。
IEEE 802.11n
802.11n是IEEE在2004年1月组成的一个新的工作组在802.11-2007的基础上发展出来的标准,于2009年9月正式批准。该标准增加了对MIMO的支持,允许40MHz的无线频宽,最大传输速度理论值为600Mb/s。同时,通过使用Alamouti提出的空时分组码,该标准扩大了数据传输范围
IEEE 802.11ac
802.11ac是一个正在发展中的802.11无线计算器网上通信标准,它通过6 GHz频带(也就是一般所说的5GHz频带)进行无线局域网(WLAN)通信。理论上,它能够提供最少每秒1 Gigabit带宽进行多站式无线局域网(WLAN)通信,或是最少每秒500 megabits(500 Mb/s)的单一连线传输带宽。
它采用并扩展了源自802.11n的空中接口(air interface)概念,包括:更宽的RF带宽(提升至160 MHz),更多的MIMO空间流(spatial streams,增加到8),MU-MIMO,以及高密度的解调变(molation,最高可达到256 QAM)。它是IEEE 802.11n的潜在的继任者。
IEEE 802.11ax
2017年,Broadcom率先推出802.11ax无线芯片,由于先前802.11ad主要在于60 GHz频段,虽然增长了传输速度,但是其覆盖范围受到限制,便成为辅助802.11ac的功能性技术。 依照IEEE的官方项目,继承802.11ac的第六代Wifi为802.11ax,自2018年起推出支持的分享器。
8. 常见无线通信协议详细介绍
本文主要是给大家梳理一下目前市面上常用的一些无线通讯协议标准,帮助大家了解一下不同的无线网络技术由来和各自特点。
首先说一下IEEE 802.15.4,IEEE 802.15.4是一种技术标准,目前常用的无线通讯协议大多数是在802.15.4标准规定的底层协议基础上,开发的上层协议而演变出来的,它规定了低速率无线个域网 (LR-WPAN)的 物理层 和 媒体访问控制 ,并由 IEEE 802.15 工作组维护,该工作组在2003年定义了该标准。它是 Zigbee 的基础,另外像诸如 ISA100.11a , WirelessHART ,WIA-PA , 6LoWPAN 和 SNAP 规范,每个标准规范都是通过开发IEEE 802.15.4中未定义的上层进一步扩展了标准。类似于以上几种协议标准,Lora是基于IEEE802.15.4g标准进行了上层标准的扩展定义,而IEEE802.15.4g是在IEEE802.15.4基础上对物理层和MAC层做了调整。除此之外wifi是基于IEEE802.11b标准创建的一种无线局域网技术,通常使用2.4G UHF或者5G SHF ISM射频频段。IEEE 802.15.1是由 IEEE 制定的一种蓝牙无线通信规范标准,应用于无线个人区域网(WPAN)。可以说原版IEEE802.15.1来源于蓝牙规范并与蓝牙1.1完全兼容使用。
接下来我们详细说一下目前在工业物联网和消费电子领域应用比较广泛的几种无线技术,有ZigBee、WirelessHart、WIA-PA、Lora、WiFi、蓝牙bluetooth、NB-IOT、BeeLPW-T。
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定,ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。在工业领域的典型应用是中国油气田生产物联网自动化采集控制设备规范中明确物理层、链路层、网络层采用ZigBee通讯协议,应用层通讯采用A11-GRM通讯协议。
WirelessHART是第一个专门为过程工业而设计的开放的可互操作的无线通讯标准,满足了工业工厂对于可靠、强劲、安全的无线通讯方式的迫切需求。作为HART7技术规范的一部分,除了保持现有HART设备、命令和工具的能力,它增加了HART协议的无线能力。国际电工委员会于2010年4月批准发布了完全国际化的WirelessHART标准IEC 62591(Ed.1.0),是第一个过程自动化领域的无线 传感器 网络国际标准。该网络同样使用运行在2.4GHz频段上的无线电IEEE802.15.4标准,采用直接序列扩频(DSSS)、通信安全与可靠的信道跳频、时分多址同步、网络上设备间延控通信等技术,WirelessHART标准协议主要应用于工厂自动化领域和过程自动化领域,弥补了高可靠、低功耗及低成本的工业无线通信市场的空缺。典型应用以Emerson为例,从2010年就已经开始供应WirelessHART兼容产品,从压力、流量、液位、温度、振动、pH测量等各类仪表变送器到网关节点等,逐渐有了品类齐全的无线类工业仪表产品系列。
WIA-PA标准是具有我国自主知识产权、符合我国工业应用国情的一种无线标准体系,2008年10月,该规范获得了国际电工委员会(IEC)全体成员国96%的投票,成为与Wireless HART被同时承认的两个国际标准化文件之一。WIA-PA同样基于IEEE802.15.4标准,通讯速率250kbps,频段2.4GHz,工业室内通讯距离200m,室外环境可达800m,数据可靠性大于99%,自适应跳频技术,避免干扰,冗余路由技术,自组织修复网络。同时支持HART命令,兼容WirelessHART标准。典型应用是中科院沈阳自动化研究所提供技术支持参与合作的在国内辽河油田、吉林油田、大庆油田、新疆油田等现场的远程油井监测控制系统。
LoRa是semtech公司创建的低功耗局域网无线协议,基于IEEE 802.15.4g标准,它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远,实现了低功耗和远距离的统一,它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。Lora的工作频率在ISM 频段,包括433、868、915 MHz。
WiFi俗称无线宽带,又叫802.11b标准,工作在2.4GHz或者5GHz频段,最高传输速率能达到11Mbps,网络覆盖范围最高可达300m,适合办公室和楼内区域使用。由于WiFi技术在结构上与以太网完全一致,所以能够将WLAN集成到已有的宽带网络中,也能够将已有的宽带业务集成到WLAN中,这样,就可以利用已有的宽带有线接入资源,迅速地部署WLAN网络,形成无缝覆盖。
蓝牙是一种短距离无线通信的技术规范,它最初的目标是取代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线线缆连接。在制定蓝牙规范之初,就建立了统一全球的目标,向全球公开发布工作频段为全球统一开放的2.4GHz工业、科学和医学(ISM)频段。从目前的应用看,蓝牙体积小、功率低,其应用早已不局限于计算机外设,可以集成到任何数字设备中,尤其是对数据传输速率要求不高的移动设备。蓝牙有几大特点,一是全球范围适用,无需申请许可证,二是同时可传输语音和数据,三是可以建立临时性对等连接,四是具有很好的抗干扰能力。
窄带物联网(NB-IOT)是国际移动通信标准化组织为了应对日渐强烈的物联网需求,制订的一个新的蜂窝物联网的标准(CIOT),这个新标准要实现超强覆盖、超低功耗、超低成本、超大连接。NB-IOT是一个空中接口标准,主要是用在终端与基站之间的约定,包括物理层和数据链路层的一些设计规定。NB-IoT构建于 蜂窝网络 ,只消耗大约180kHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。
BeeLPW-T是必创科技聚焦工业场景应用,基于IEEE802.15.4标准自主开发的一种无线通信协议,具有同步精度高、功耗低、网络自恢复等优点。大容量的同步网络节点数量和多跳能力,可为工业现场的网络覆盖及节点架设提供强大的网络协议支撑。该协议具有的天然物联网基因,能以更优的功耗将传感器的感知层数据传输至云端,较往代产品效率提高近四倍。
1、更高速灵敏的反馈
基于高精度的网络同步性能,所有设备可以工作在最优的功耗状态下,保持全网秒级的响应速度,可以满足绝大多数尤其是具有边缘计算能力低功耗设备的需求。
2、更丰富的应用方式
同步网络下的节点,真正实现协同工作,赋予数据在无线应用中时间的属性,无论星型,树状等网络模式,均可满足各种设备密度、覆盖距离的应用要求。
3、更低的维护成本
协议可以随意切换周期采样及大数据采集状态 ,针对不同工况及应用需要,兼容有线状态分析系统的采集需求;时间同步及低功耗设计,在确保网络运行精准的同时,降低了设备的无效工作时间,使得设备整体更加简练、高效。更低的功耗,可改善设备的维护周期,降低维护难度和平均维护成本,为客户提供一个安心可靠并几近无感的防护体验。
最后附表总结一下几种典型无线技术标准的特点区别:
NB--TWIAPA
组网方式基于现有蜂窝组网基于LoRa网关基于Zigbee网关基于无线路由器基于蓝牙Mesh网关基于BeeLPW-T网关基于WIA-PA网关
网络部署方式节点节点+网关
受现场遮挡影响
节点+网关节点+路由器节点-节点节点+中继+网关节点+中继+网关
传输距离远距离,基站覆盖10公里以上远距离,可达十几公里短距离
10-100m
短距离50米10米不含中继200m不含中继200m
单网接入节点容量约20万理论约6万,实际500-5000理论6万,一般200-500个约50个理论6万理论5000通道理论6万,一般200-500个
电池续航理论10年/AA电池理论10年/AA电池理论约2年/AA电池数小时数天理论约2年/AA电池理论约2年/AA电池
成本30-70元30-40元5-15元模块约7-8s小于10元
频段License频段
运营商频段
unLicense频段
Sub-GHZ(433/868/915MHz)
unLicense频段
2.4GHz
2.4G和5G2.4GunLicense频段
2.4GHz
unLicense频段
2.4GHz
传输速度理论160kbps-250kbps
实际小于100kbps
0.3-50kbps理论250kbps,实际小于100kbps2.4G:1-11Mbps
5G:1-500Mbps
1M理论250kbps理论250kbps
网络时延6-10sTBD<1s<1s<1s<1s<1s
适合领域户外户外,工厂工厂,室内办公室,工厂移动设备工厂,车间工厂,车间
联网所需时间3 30ms3s10s3s3s