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关于无线网络的技术要求

发布时间: 2025-08-02 14:42:10

⑴ 组建无线局域网需要哪些网络设备

硬件设备

1、无线网卡。无线网卡的作用和以太网中的网卡的作用基本相同,它作为无线局域网的接口,能够实缺铅现无线局域网各客户机间的连接与通信。

2、无线AP。AP是Access Point的简称,无线AP就是无线局域网的接入点、无线网关,它的作用类似于有线网络中的集线器。

3、无线天线。当无线网络中各网络设备相距较远时,随着信号的减弱,传输速率会明显下降以致无法实现无线网络的正常通信,此时就要借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增强。

(1)关于无线网络的技术要求扩展阅读

由于无线局域网需要支持高速、突发的数据业务,在室内使用还需要解决多径衰落以及各子网间串扰等问题。具体来说,无线局域网必须实现以下技术要求:

1、可靠性:无线局域网的系统分组丢失率应该低于10-5,误码率应该低于10-8。

2、兼容性:对于室内使用的无线局域网,应尽可能使其跟现有的有线局域网在网络操作系统和网络软件上相互兼容。

3、数据速率:为了满足局域网业务量的需要,无线局域网的数据传输速率应该在54Mbps以上。

4、通信保密:由于数据通过无线介质在空中传播,无线型轮局域网必须在不同层次采取有效的措施以提高通信保密和数据安全性能。

5、移动性:支持全移动网络或半移动网络。

6、节能管理:当无数据收发时使站点机处于休眠状态,当有数据收发时再激活,从而达到节省电力消耗的目的。

7、小型化、低价格:这是无线局域网得以普及的关键。

8、电磁环境:无线局域网应考虑电磁对人体和周伏租好边环境的影响问题。

⑵ 组建无线局域网需要哪些网络设备

1. 无线网卡:无线网卡在无线局域网中扮演着与有线局域网中以太网网卡相似的角色,它作为无线网络的接口,实现各客户端之间的连接与通信。
2. 无线AP(接入点):AP是无线局域网的接入点,也称为无线网关。它的作用类似于有线网络中的集线器,为无线网络提供接入点。
3. 无线天线:当无线网络中的设备相隔较远,信号减弱时,无线天线可以增强接收或发送的信号,确保无线网络的正常通信。
(2)关于无线网络的技术要求扩展阅读:
无线局域网技术需要满足以下要求,以支持高速、突发数据业务,并在室内环境中解决多径衰落和子网间串扰等问题:
1. 可靠性:无线局域网系统应具有低分组丢失率(小于10^-5)和低误码率(小于10^-8)。
2. 兼容性:无线局域网应与现有有线局域网在网络操作系统和网络软件上实现兼容。
3. 数据速率:为了满足局域网的业务需求,无线局域网的数据传输速率应达到54Mbps以上。
4. 通信保密:无线局域网需在不同层次采取措施,确保通信保密和数据安全。
5. 移动性:支持全移动网络或半移动网络。
6. 节能管理:无线局域网应能在无数据传输时将站点置于休眠状态,有数据传输时再激活,以节省电力。
7. 小型化、低成本:这是无线局域网普及的关键因素。
8. 电磁环境:考虑无线局域网对人体的影响以及其对周边环境的电磁影响。

⑶ WIFI6技术概述

2018年10月4日,Wi-Fi联盟正式宣布将下一代Wi-Fi技术802.11ax更名为Wi-Fi 6,并将前两代技术802.11n和802.11ac分别更名为Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。


Wi-Fi 6相比起Wi-Fi 4/5来说不只是速率变得更快了,同时也针对不同场景和相关技术做了很多升级和优化,下面将从技术方面,看看WIFI6带来的新变化。

从WIFI标准的发展历程中不难发现,WIFI标准,最大的提升是数据传输速率,通过更高调制方式,更大的频宽,来实现更高的传输速率。但是实际的无线场景使用中,用户对于无线的需求是多样的,有的场景需要低延时,对带宽的要求可能并不高,有的场景则需要高带宽,对延时不敏感。因为接入无线的设备多样,场景复杂。在制订无线标准,设计无线网络的时候,需要关注的点比较多,要结合需求和场景,真正的为无线用户带来良好的体验。

WIFI6在调制,编码,多用户并发等方面进行了技术改进和优化,与速度提升相比,更关注因应用,用户体验,无线环境的整体优化。更贴合于现阶段多Wi-Fi终端、多应用普及的场景。现阶段各类终端和应用繁多,如视频类应用、即时通讯类应用等,因此无线场景中多并发、短报文的情况越来越多,早期的Wi-Fi协议应对这种情景并无技术优势,而Wi-Fi 6针对这些场景做了大量的改进和优化,能大幅度的提升大家的无线体验。


Wi-Fi 6作为致力提升无线使用效率和用户真实体验的标准,定义了很多和以往协议截然不同的技术规格。例如更高的调制阶数(1024-QAM)、更窄的子载波间隔、上下行OFDMA技术、上下行MU-MIMO技术(其中下行MU-MIMO在Wi-Fi 5时引入)、空间复用技术等。

这些特性在2.4G和5G网络下均未享受到。WIFI5的特性仅支持5G。WIFI4的特性支持2.4G和5G。

WIFI6的最高理论速度是9.6Gpbs。WIFI5是6.9Gbps,单条空间流80MHz下的速度从433Mbps提高到600.4Mbps

1024-QAM(Quadrature Amplitude Molation,正交振幅调制),这是一种调制方式,所谓调制就是将电信号转换为无线电波的过程,反之则称为解调,调制方式越高阶,转换过程中数据密度就越高。

QAM编码是采用二维(点阵)调制方式,实际应用中QAM数值是2的N次方。比如说64-QAM,64是2的6次方,一次就可以传输6个bit的数据;Wi-Fi 5支持的最高调制是256-QAM,因此Wi-Fi 5一次可以携带8个bit的数据信息,Wi-Fi 6支持的最高调制是1024-QAM,Wi-Fi 6一次可以携带10bit,通过使用1024-QAM,让Wi-Fi 6的物理层协商速率提升了25%。


Wi-Fi 6对子载波间隔进行了重新设计,将子载波间隔从Wi-Fi 5的312.5kHz,变成78.125kHz,即相同信道带宽带(MHz)的情况下,Wi-Fi 6的子载波数量是Wi-Fi5的4倍。


由于更窄子载波间隔的引入,也让单帧容量增至原来的四倍(即256个子载波/20MHz),单帧发送时长自然也是Wi-Fi 4/5(3.2微秒)的四倍(12.8微秒),但帧间隔仅为原来的两倍(0.8微秒),即每一帧的传输周期是13.6微秒。综合起来,帧间隔时间开销从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的整体效率再提升5.88%,即物理层协商速率提升了5.88%。

在相同信道频宽80MHz下的WIFI5和WIFI6的有效载波占比


通过更高阶的调制技术和更窄的子载波间隔,让Wi-Fi 6的理论速率(160MHz频宽,8条空间流)从Wi-Fi 5的6.9Gbps提升到9.6Gbps。

Wi-Fi 6 将Wi-Fi 频道从80 MHz 提升到160 MHz。

为了满足高密度的无线连接,引入的新特性

MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output,多用户的多进多出),它让AP可以同时与多台终端并发通信。

Wi-Fi 6在Wi-Fi 5下行MU-MIMO的基础上新增上行MU-MIMO, WIFI5的MU-MIMO仅适用于下载 。同时也把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 ,支持同时向8个终端发送数据,与Wi-Fi 5相比,下行链路容量增加了2倍,上行链路容量增加了8倍,从而大幅提高无线接入总容量,这表示无论您正在串流、下载、游玩VR/AR、MMO's 或RPG's,Wi-Fi 6 的8条串流,都能提供所有应用足够的频宽。

传统的MIMO严格来说应该叫做SU-MIMO(Single-user MIMO,单用户MIMO),虽然支持多天线同步传输,在同一个信道同一时刻,只能与一个终端通信,多终端之间仍为串行传输。

MU-MIMO解决了同一AP下多用户并发传输的问题,将原来的HUB模式,升级为了交换模式。

OFDMA技术是在频域上将无线信道划分为多个子信道(子载波),形成一个个射频资源单元,用户传输数据时,数据将承载在每个资源单元上,而不是像Wi-Fi 4/5(使用OFDM技术)时那样占用整个信道。


Wi-Fi从802.11a(1999年发布的第三代Wi-Fi协议)开始就采用OFDM调制作为核心信道调制方案,Wi-Fi 6在OFDM的基础上加入多址(即多用户)技术,从而演进成OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,正交频分多址)。


OFDM调制原理是将信道切分为子载波,但单一信道内的子载波须同时使用。OFDMA调制则更进一步,将现有的802.11信道(20、40、80和160MHz宽度)划分成具有固定数量子载波的较小子信道,并将特定子载波集进一步指派给个别STA,从而为多个用户同时服务。


OFDMA划分的射频资源单元就像把货车的载货箱划分了很多小格子,这样货车在拉货时就可以进行灵活组合,不论是拉大货物还是小货物,都可以装满整个货箱再出发,充分利用每台货车的资源。

显示已有一个天线运作的情景。实际路由器是多天线,与此情况类似。


通过OFDMA技术可实现在每个时间段内多个终端同时并行传输,不必依次排队等待、相互竞争,提升了效率,提高了无线接入的密度,降低了排队的等待时延。


OFDMA和MU-MIMO的适用场景对比



Spatial Reuse(空间复用),也被称作“BSS着色”(BSS coloring),通过此技术可以实现更多同步传输,即AP可以识别两个相距不远但并不相邻的AP和终端设备,能够在同一时间内实现无线并发传输而不会相互影响。用于解决不同AP在相同信道下并发冲突的问题。


为了在密集部署方案中提高系统级性能和频谱资源的有效使用,802.11ax标准实现了空间重用技术。STA可以识别来自重叠基本服务集(BSS)的信号,并基于该信息做出关于介质争用和干扰管理的决定。

BSS着色是802.11ah中引入的一种机制,用于为每个BSS分配不同的“颜色”,将其扩展到11ax,根据检测到的颜色分配新的频道访问行为。尽可能的情况下最大限度地减少同频干扰。

传统传输机制,每次发送数据之前,会监听无线信道上有无其他AP也在传送数据,如果有,先避让,等下个时间段再传送。这意味着多个AP工作于同一信道时,由于采用轮流单独通信的方式,会大幅降低网络容量。

BBS Coloring机制,即在数据报头加入6bits的BSS Color来指定不同的AP,这样一来,当路由器或设备在发送数据前侦听到信道已被占用时,会首先检查该“占用”的BSS Color,确定是否是同一AP的网络,如果不是,则不用避让,从而允许多个AP在同一信道上运行,并智能管理多用户同时并行传输。





目标唤醒时间( Target Wake Time,简称 TWT) 让设备可自行协商它们何时以及多常唤醒以发送或接收资料,这项功能可以增加设备的休眠时间并显着延长行动设备和物联网设备的电池寿命。

这个服务可以降低支持WIFI6终端的电力消耗。现在很多设备连接WIFI的情况下耗电严重,尤其是使用电池的IOT物联网设备。减少用户之间的争用和冲突,显着提升STA的休眠时间,节约电力消耗。常用的手机,笔记本等,因为需要持续的网络连接和数据传输,这项技术的收益并不明显。

WPA2加密协议,在2017年10月被完全破解,随着WIFI6,还推出了WPA3安全协议。

主要体现在:

公共场所,即使是open的SSID,也会提供无感知的数据传输加密

使用SAW替换PSK,使用4次握手提供更高的安全性,对于WPA-Enterprise无太多改进

支持通过扫描二维码,NFC,蓝牙等方式,添加IOT设备联网

增加256位密钥

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什么是无线网络什么工作原理

也是使用tcp/ip协议通信传输网络,和有线网大同小异,只是传输介质不同,有线使用铜线介质传输,无线使用无线电波传输,这样无线电有频率和波段,大多数咱们使用的无线路由器WiFi都是2.4G或5G 波段的信号传输。

与有线传输相比,无线传输具有许多优点。或许最重要的是,它更灵活。无线信号可以从一个发射器发出到许多接收器而不需要电缆。所有无线信号都是随电磁波通过空气传输的,电磁波是由电子部分和能量部分组成的能量波。
在无线通信中频谱包括了9khz到300000Ghz之间的频率。每一种无线服务都与某一个无线频谱区域相关联。无线信号也是源于沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线,然后天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。
信号通过空气传播,直到它到达目标位置为止。在目标位置,另一个天线接收信号,一个接收器将它转换回电流。接收和发送信号都需要天线,天线分为全向天线和定向天线。在信号的传播中由于反射、衍射和散射的影响,无线信号会沿着许多不同的路径到达其目的地,形成多径信号。
无线通信原理——基本原理
无线通信是利用电波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信,人们把二者合称为无线移动通信。简单讲,无线通信是仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信方式。
1,无线频谱
所有无线信号都是随电磁波通过空气传输的,电磁波是由电子部分和能量部分组成的能量波。声音和光是电磁波得两个例子。无线频谱(也就是说,用于广播、蜂窝电话以及卫星传输的波)中的波是不可见也不可听的——至少在接收器进行解码之前是这样的。
“无线频谱”是用于远程通信的电磁波连续体,这些波具有不同的频率和波长。无线频谱包括了9khz到300 000Ghz之间的频率。每一种无线服务都与某一个无线频谱区域相关联。例如,AM广播涉及无线通信波谱的低端频率,使用535到1605khz之间的频率。
当然,通过空气传播的信号不一定会保留在一个国家内。因此,全世界的国家就无线远程通信标准达成协议是非常重要的。ITU就是管理机构,它确定了国际无线服务的标准,包括频率分配、无线电设备使用的信号传输和协议、无线传输及接收设备、卫星轨道等。如果政府和公司不遵守ITU标准,那么在制造无线设备的国家之外就可能无法使用它们。
2,无线传输的特征
虽然有线信号和无线信号具有许多相似之处——例如,包括协议和编码的使用——但是空气的本质使得无线传输与有线传输有很大的不同。
正如有线信号一样,无线信号也是源于沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线,然后天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。信号通过空气传播,直到它到达目标位置为止。在目标位置,另一个天线接收信号,一个接收器将它转换回电流。
3,天线
每一种无线服务都需要专门设计的天线。服务的规范决定了天线的功率输出、频率及辐射图。
无线信号传输中的一个重要考虑是天线可以将信号传输的距离,同时还使信号能够足够强,能够被接收机清晰地解释。无线传输的一个简单原则是,较强的信号将传输的比较弱的信号更远。
正确的天线位置对于确保无线系统的最佳性能也是非常重要的。用于远程信号传输的天线经常都安装在塔上或者高层的顶部。从高处发射信号确保了更少的障碍和更好的信号接收。
4,信号传播
在理想情况下,无线信号直接在从发射器到预期接收器的一条直线中传播。这种传播被称为“视线”(Line Of Sight,LOS),它使用很少的能量,并且可以接收到非常清晰的信号。不过,因为空气是无制导介质,而发射器与接收器之间的路径并不是很清晰,所以无线信号通常不会沿着一条直线传播。当一个障碍物挡住了信号的路线时,信号可能会绕过该物体、被该物体吸收,也可能发生以下任何一种现象:发射、衍射或者散射。物体的几何形状决定了将发生这三种现象中的那一种。
(1)反射、衍射和散射
无线信号传输中的“反射”与其他电磁波(如光或声音)的反射没有什么不同。波遇到一个障碍物并反射——或者弹回——到其来源。对于尺寸大于信号平均波长的物体,无线信号将会弹回。例如,考虑一下微波炉。因为微波的平均波长小于1毫米,所以一旦发出微波,它们就会在微波炉的内壁(通常至少有15cm长)上反射。究竟哪些物体会导致无线信号反射取决于信号的波长。在无线LAN中,可能使用波长在1~10米之间的信号,因此这些物体包括墙壁、地板天花板及地面。
在“衍射”中,无线信号在遇到一个障碍物时将分解为次级波。次级波继续在它们分解的方向上传播。如果能够看到衍射的无线电信号,则会发现它们在障碍物周围弯曲。带有锐边的物体——包括墙壁和桌子的角——会导致衍射。
“散射”就是信号在许多不同方向上扩散或反射。散射发生在一个无线信号遇到尺寸比信号的波长更小的物体时。散射还与无线信号遇到的表面的粗糙度有关。表面也粗糙,信号在遇到该表面是就越容易散射。在户外,树木会路标都会导致移动电话信号的散射。
另外,环境状况(如雾、雨、雪)也可能导致反射、散射和衍射
(2)多路径信号
由于反射、衍射和散射的影响,无线信号会沿着许多不同的路径到达其目的地。这样的信号被称为“多路径信号”。多路径信号的产生并不取决于信号是如何发出的。它们可能从来源开始在许多方向上以相同的辐射强度,也可能从来源开始主要在一个方向上辐射。不过,一旦发出了信号,由于反射、衍射和散射的影响,它们就将沿着许多路径传播。
无线信号的多路径性质既是一个优点又是一个缺点。一方面,因为信号在障碍物上反射,所以它们更可能到达目的地。在办公楼这样的环境中,无线服务依赖于信号在墙壁、天花板、地板以及家具上的反射,这样最终才能到达目的地。
多路径信号传输的缺点是因为它的不同路径,多路径信号在发射器与接收器之间的不同距离上传播。因此,同一个信号的多个实例将在不同的时间到达接收器,导致衰落和延时。
5,固定和移动
每一种无线通信都属于以下两个类别之一:固定或移动。在“固定”无线系统中,发射器和接收器的位置是不变的。传输天线将它的能量直接对准接收器天线,因此,就有更多的能量用于该信号。对于必须跨越很长的距离或者复杂地形的情况,固定的无线连接比铺设电缆更经济。
不过,并非所有通信都适用固定无线。例如,移动用户不能使用要求他们保留在一个位置来接收一个信号的服务。相反,移动电话、寻呼、无线LAN以及 其它许多服务都在使用“移动”无线系统。在移动无线系统中,接收器可以位于发射器特定范围内部的任何地方。这就允许接收器从一个位置移动到另一个位置,同时还继续接受信号。
具体的数据传输原理是一样的:数据是0和1 任何复杂的数据都是通过0和1表达出来的 比如说 发送 您好 两个字 还原成最本质的数据就是一串0和1混在一起的数字 而0和1对于物理层来说 就是两种状态 所以理论上 任何能表示两种状态的物理现象并且可以传播的都可以用于传输数据 包括光 电 电磁波等等

比如说 可以用灯灭表示0 灯亮表示1 那我在远处对着你恍恍手电筒就完成了一次无线传输。
而对于日常用到的无线传输 采用的是电磁波的方式
电磁波的传输原理大概是:电流流过导体时 会对周围产生电磁波 而导体在电磁波环境中 会产生电流
这样 我这边用一根铁棍 两边接上电 然后控制铁棍中的电流 就会在空间中产生一定规律的电磁波 而对应的 另一方在我产生的电磁波的范围内 放另一根铁棍 这根铁棍里就会产生有规律的电流 这样就完成了物理层面上最基本的两种状态的表达 从而传输了数据。