Ⅰ 如何組建一個安全的小型SOHO無線網路求設計方案。 說明:2要給出所用相關軟硬體設備環境及理由。
家庭//SOHO用戶主要有三種接入方式:ADSL、小區寬頻/VDSL、Cable Modem。如果家庭已經安裝了ADSL/VDSL/ Cable Modem/小區寬頻,在這個基礎上,可以保證一台電腦上網,當您進行無線應用時您可以考慮以下幾個解決方案。
家中只有1台電腦,未來也不會增加。用戶只要購買一個純AP和一個無線網卡就可以了,將AP連接到寬頻介面即可,成本也是最低的。
社區VDSL無線接入點方案(一台電腦)
家中有多台電腦,則需要購買一台無線寬頻網關,網關可以實現上網共享,還具有部分防火牆功能。
如果你在申請ADSL時,已經獲得了WLAN+ADSL的設備,就不需要購買新設備,因為它已經具備了寬頻共享和無線上網的功能。
網關類別
社區乙太網無線接入點方案(一台電腦)
目前無線網關型產品是主流的家庭/SOHO產品,所有的無線網關基本上差別不大,但是需求有差別,就一定要選擇對應的產品。種類一,具有一個WAN口的寬頻網關,它適合於家庭中完全用無線連網。種類二,具有一個WAN口和4個LAN口,它適合於家庭中已經做了網線,但不能滿足需要,台式機則可以採用有線,筆記本則可以採用無線。種類三,具有一個WAN口和4個LAN口和一個列印共享口,適合家庭中擁有多台電腦,同時有一台列印機,這樣可以實現共享列印,當然你也可以將列印機連接到電腦上實現共享列印。種類四,除具備上述功能外,無線速率為54M的802.11g,這樣的產品會在近期內出現,非常適合與家庭內部連網玩游戲。
不同環境不同選擇
選擇WLAN產品要搞清幾個問題:
在家實現無線上網
是不是買了一個無線寬頻網關,再加上一個無線網卡,就可以實現在家無線上網了。通過WLAN並非可以任意上網,而是要求無線接入設備連接的網路(或埠)已經開通了公網線路,只不過是只能連接一台電腦上網。我們增加一台無線寬頻網關和電腦網卡,就可以實現共享無線上網,其實網關解決了寬頻共享和無線傳輸的問題。
一個網關能否實現所有房間的覆蓋
家庭寬頻多台電腦無線接入方案
因為每家每戶都是不一樣的戶型,使用不同的建築材料。根據經驗,總結有下面幾種情況:
100平米以下的戶型。這樣的房間一般為兩室一廳,在布局無線網路時,將無線網關放置在客廳或是幾個房間的交匯口,效果最理想,放置在其他房間信號會稍差一些。150平米以上的戶型,這樣的房間一般較復雜,同樣將無線網關放置在交匯口效果最理想,放置在其他房間,信號需要進行測試後才可以找出無線信號死角。石膏牆的房間,用戶採用輕質材料安裝,房間信號好,放置位置要求不高。復式房間,放置一個設備基本滿足需要,放置兩個覆蓋會更好,同時要將兩個設備用網線級聯。總之,牆越厚,微波的穿透性越差,但是由於房間一般為封閉的,有很多反射信號是覆蓋房間的主要原因。
網路環境
關於這點一定要向經銷商說明,一般情況下,ADSL/Cable /小區寬頻都可以用,如果不能使用,一定要向經銷商或者廠家的技術支持詢問。其中小區寬頻需要注意的是,有的運營商綁定了你網卡的MAC地址,那麼你必須購買可以修改MAC的無線網關。
速度的選擇
家庭用寬頻出口一般只有1M左右,無線網路產品足以滿足家庭應用,而且出貨量最大,所以價格也會越來越便宜。但是如果你的應用並不局限於家庭辦公和上網,比如你可能組織一個4到5人的游戲,可以考慮近期即將上市的54M802.11g的產品。
應用建議
如果你使用的是ADSL,建議在設置時將最大空閑時間設置為5分鍾,當你5分鍾不使用網路,網關將自動掛斷ADSL的連接,這樣可以節約用戶的上網費。如果用戶想上網,只要點擊瀏覽器,無線網關將自動完成撥號。
在不使用無線網路時,建議斷掉電源,這樣可以避免別人的訪問。
使用時盡量採用一些安全機制,MAC地址過濾、WEP加密和IP地址過濾,最好取消網關的DHCP,設定為固定IP。
如果你經常距離網關較近,建議你使用有線網,這時只要將天線取下,不能取下的可以用煙盒錫紙將天線包住,防止信號泄漏。
你還可以和其他家庭共享一個帶寬出口,共同分擔上網費。由於無線設備可以穿透一層或幾層牆體,所以周圍的鄰居也可以訪問你的無線網路,但是他必須得到你的密鑰或授權才行。
家庭應用一般無需太多地考慮位置,盡量放置到房子中央,保證每個房間都能夠實現很好的信號覆蓋,因為信號變弱將會影響傳輸效果。如果房間太大或牆體太厚,可以考慮增加高增益天線提高覆蓋效果。
Ⅱ 無線網路需要什麼硬體
如果是自己家的網線,則無線路由器和無線網卡都是必須的。但是如果是你家周圍有其它的免費無線信號,則只要一隻無線網卡就行了。還有一種不規范的方法:去買只卡王,也就是無線網卡,但它的天線增益大,接收能力比普通的要強很多,范圍也大很多,所以配合軟體可破解你家周圍的無線網路信號,這樣你就可以免費上網了。
Ⅲ Wi-Fi的組成結構
一般架設無線網路的基本配備就是無線網卡及一台AP,如此便能以無線的模式,配合既有的有線架構來分享網路資源,架設費用和復雜程度遠遠低於傳統的有線網路。如果只是幾台電腦的對等網,也可不要AP,只需要每台電腦配備無線網卡。AP為Access Point簡稱,一般翻譯為「無線訪問接入點」,或「橋接器」。它主要在媒體存取控制層MAC中扮演無線工作站及有線區域網絡的橋梁。有了AP,就像一般有線網路的Hub一般,無線工作站可以快速且輕易地與網路相連。特別是對於寬頻的使用,無線保真更顯優勢,有線寬頻網路(ADSL、小區LAN等)到戶後,連接到一個AP,然後在電腦中安裝一塊無線網卡即可。普通的家庭有一個AP已經足夠,甚至用戶的鄰里得到授權後,則無需增加埠,也能以共享的方式上網。 隨著無線網路的不斷興起和發展,2010年無線網路模塊的應用領域相當廣泛!
但是無線保真模塊畢竟是一高頻性質的產品,它不象普通的消費類電子產品,生產設計的時候會有一些莫名其妙的現象和問題,讓一些沒有高頻設計經驗的工程師費勁心思,有相關經驗的從業人員,往往也是需要藉助昂貴的設備來協助分析。
對於無線網路部分的處理,有直接把無線保真部分Layout到PCB主板上去的設計,這種設計,需要勇氣和技術,因為本身模塊的價格不高,主板對應的產品價格不菲,當有無線保真部分產生的問題,調試更換比較麻煩,直接報廢可惜;所以很多設計都願意採用模塊化的無線保真部分,這樣可以直接讓Wi-Fi部分模塊化,處理起來方便,而且模塊可以直接拆卸,對於產品的設計風險和具體的耗損也有很大幫助。
具體的硬體設計應該和相關無線保真模塊咨詢時,要考慮清楚以下方面:
通信介面方面:2010年基本是採用USB介面形式,PCIE和SDIO的也有少部分,PCIE的市場份額應該不大,多合一的價格昂貴,而且實用性不強,集成的很多功能都不會使用,其實也是一種浪費。
供電方面:多數是用5V直接供電,有的也會利用主板設計中的電源共享,直接採用3.3V供電。
天線的處理形式:可以有內置的PCB板載天線或者陶瓷天線;也可以通過I-PEX接頭,連接天線延長線,然後讓天線外置。
規格尺寸方面:這個可以根據具體的設計要求,最小的有nano型號(可以直接做nano無線網卡);有可以做到迷你型的12*12左右(通常是外置天線方式採用);通常是25*12左右的設計多點(基本是板載天線和陶瓷天線多,也有外置天線接頭)。
跟主板連接的形式:可以直接SMT,也可以通過2.54的排針來做插件連接(這種組裝/維修方便)。
軟體的調試要結合具體的方案主控,畢竟無線保真部分僅僅是一個無線的收發而已。很多用戶在咨詢的時候,很容易混淆!可以說,2013年無線保真模塊應用最火爆的領域就是MID市場,同時傳統的一些網路領域應用市場也有滲透,比如一些工業控制領域/網路播放領域/甚至一些遙控領域也有在考慮的,基本上是能用到網路的部分都希望嘗試無線化! 一個無線保真聯接點網路成員和結構站點(Station),網路最基本的組成部分。
基本服務單元(Basic Service Set,BSS)是網路最基本的服務單元。最簡單的服務單元可以只由兩個站點組成。站點可以動態地聯結(Associate)到基本服務單元中。
分配系統(Distribution System,DS)。分配系統用於連接不同的基本服務單元。分配系統使用的媒介(Medium)邏輯上和基本服務單元使用的媒介是截然分開的,盡管它們物理上可能會是同一個媒介,例如同一個無線頻段。
接入點(Access Point,AP)。接入點既有普通站點的身份,又有接入到分配系統的功能。
擴展服務單元(Extended Service Set,ESS)。由分配系統和基本服務單元組合而成。這種組合是邏輯上,並非物理上的--不同的基本服務單元物有可能在地理位置相去甚遠。分配系統也可以使用各種各樣的技術。
關口(Portal),也是一個邏輯成分。用於將無線區域網和有線區域網或其它網路聯系起來。
這兒有3種媒介,站點使用的無線的媒介,分配系統使用的媒介,以及和無線區域網集成一起的其它區域網使用的媒介。物理上它們可能互相重疊。
IEEE802.11隻負責在站點使用的無線的媒介上的定址(Addressing)。分配系統和其它區域網的定址不屬無線區域網的范圍。
IEEE802.11沒有具體定義分配系統,只是定義了分配系統應該提供的服務(Service)。整個無線區域網定義了9種服務,
5種服務屬於分配系統的任務,分別為,聯接(Association),結束聯接(Diassociation),分配(Distribution),集成(Integration),再聯接(Reassociation)。
4種服務屬於站點的任務,分別為,鑒權(Authentication),結束鑒權(Deauthentication),隱私(Privacy), MAC數據傳輸(MSDU delivery)。
Ⅳ 無線感測器網路節點硬體的模塊化設計
無線感測器網路節點硬體的模塊化設計
隨著人們對於環境監測要求的不斷提高,無線感測器網路技術以其投資成本低、架設方便、可靠性高的性能優勢得到了比較廣泛的應用。由於無線感測器網路節點需要實現採集、處理、通信等多個功能,因此硬體上採用模塊化設計可以大大提高網路節點的穩定性和安全性。那麼下面我就來討論一下無線感測器網路節點硬體的模塊化設計。
1 CC2430晶元簡介
CC2430是一款工作在2.4 GHz免費頻段上,支持IEEE 802.15.4標準的無線收發晶元。該晶元具有很高的集成度,體積小功耗低。單個晶元上整合了ZigBee射頻(RF)前端、內存和微控制器。CC2430擁有1個8位MCU(8051),8 KB的RAM,32 KB、64 KB或128 KB的Flash,還包含模擬數字轉換器(ADC),4個定時器(Timer),AESl28協處理器,看門狗定時器(Watchdog-timer),32.768 kHz晶振的休眠模式定時器,上電復位電路(Power-on-Reset),掉電檢測電(Brown-out-Detection),以及21個可編程I/O介面。
CC2430晶元採用0.18μm CMOS工藝生產,工作時的電流損耗為27 mA;在接收和發射模式下,電流損耗分別為26.7 mA和26.9 mA;休眠時電流為O.5 μA。CC2430的休眠模式和轉換到主動模式的超短時間的特性,特別適合那些要求電池壽命非常長的應用。
2 無線感測器網路系統結構
整個無線感測器網路由若干採集節點、1個匯聚節點、1個中轉器、1個上位機控制中心組成,系統結構如圖1所示。無線感測器網路採集節點完成數據採集、預處理和通信工作;匯聚節點負責網路的發起和維護,收集並上傳數據,將中轉器下發的命令通告採集節點;中轉器負責上傳收集到的數據並將控制中心發出的命令信息傳遞給匯聚節點;控制中心負責處理最終上傳數據,並且可以由用戶下達網路的操作命令。
採集節點和匯聚節點由CC2430作為控制核心,採集節點可採集並傳遞數據,匯聚節點負責收集所有採集節點採集到的數據。中轉器採用ARM處理器作為控制核心,和匯聚節點採用串口通信,以GPRS通信方式和上位機控制中心進行交互。上位機控制中心實現人機交互,可以處理、顯示上傳的數據並且可以直接由客戶下達網路動作執行命令。
3 節點模塊化設計
匯聚節點和採集節點在硬體配置上基本相同,採用模塊化設計使得設計通用性更好。
每個節點主要由控制模塊、無線模塊、採集模塊、電源模塊4部分構成。
3.1 控制模塊
控制模塊主要由CC2430及其外圍電路構成,完成對採集數據的處理、存儲以及收發工作,並對電源模塊進行管理。晶元CC2430包括21個可編程I/0口,其中8路A/D介面,可滿足多路感測器的採集、處理需求。CC2430自帶了一個復位介面,外接一個復位按鍵可以實現硬體初始化系統。32 MHz晶振提供系統時鍾,32.768 kHz晶振供系統休眠時使用。
節點選用晶元FM25L256作為存儲設備,這是一款256 Kb鐵電存儲器,其SPI介面頻率高達25 MHz,低功耗運行以及10年的數據保持力保證了節點數據存儲的低成本以及可靠性。
3.2 無線模塊
無線模塊負責節點間數據和命令的傳輸,因此,合理設計無線模塊是節點穩定、高效通信的重要保證。
TI公司提供了一個適用於CC2430的微帶巴倫電路,這個設計把無線電RF引腳差分信號的阻抗轉換為單端50 Ω。由於該電路直接影響節點的通信質量,在使用前必須對其進行模擬驗證。設計中選用ADS模擬軟體進行模擬,採用了版圖和原理圖的聯合模擬方法。模擬電路圖如圖5所示,微帶電路為TI提供的微帶巴倫電路,分立元件均選自村田公司元件庫內的模型,嚴格保證了模擬數據的`真實性和可靠性。巴倫電路在工作頻段內(2.400~2.4835 GHz)信號傳輸特性高效、穩定。
3.3 採集模塊
採集模塊負責採集數據並調理數據信號。本設計中,監測的是土壤的溫度和濕度數據,採用的感測器是PTWD-3A型土壤溫度感測器以及TDR-3型土壤水分感測器。
PTWD-3A型土壤溫度感測器採用精密鉑電阻作為感應部件,其阻值隨溫度變化而變化。為了准確地進行測量,採用四線法測量電阻原理,將電阻信號調理成CC2430晶元A/D通道能采樣的電壓信號。由P354運算放大器、高精度精密貼片電阻以及2.5 V電源構成10 mA恆流源。10 mA的電流環流經感測器電阻R1、R2將電阻信號轉換成為電壓信號,由差分放大器LT1991一倍增益將信號轉換為單端輸出送入CC2430晶元的ADC通道進行采樣。
TDR-3型土壤水分感測器輸出信號即為電壓信號。感測器輸出信號通過P354運算放大器送入CC2430晶元的ADC通道進行采樣。
3.4 電源模塊
電源模塊負責調理電壓、分配能量,分為充電管理模塊、雙電源切換管理模塊、電壓轉換模塊3個模塊。本設計中採用額定電壓12 V、電容量3 Ah的鉛酸電池供電。
作為環境監測的無線感測器網路應用,節點需要在野外無人看守的情況下進行工作,能量補給是系統持續工作的重要保證。本設計採用太陽能電池板為節點在野外工作時進行電能的補給,充電管理模塊則是根據日照情況以及電池能量狀態對鉛酸電池進行合理、有效的充電。光電耦合器TLP521-100和場效應管Q共同構成了充電模塊的開關電路,可以由CC2430晶元的I/0口很方便地進行控制。
在太陽能電池板對電池充電時,電池不能對系統進行供電,因此設計中採用了雙電源供電方式,保持“一充一供”的工作狀態,雙電源切換管理模塊負責電源的安全、快速切換。如圖10所示,採用了兩個開關電路對兩塊電源進行切換。
在電源進行切換時,總是先打開處於閑置狀態的電源,再關閉正在為系統供電的電源,因此會在一段短暫的時間內同時有兩個電源對系統供電,這是為了防止系統出現掉電情況。
電源模塊需提供5 V、3.3 V、2.5 V等多組電源以滿足節點各模塊的供能需求。由於系統電源組較多,電壓轉換模塊採用了開關型降壓穩壓器以及低壓差線性穩壓器等多種電壓轉換晶元來對電源進行電壓轉換,同時要確保電源模塊供能的高效性。
結語
節點的設計對整個無線感測器網路系統至關重要。本設計採用了功能強大的射頻晶元CC2430作為核心管理晶元,能較好地完成數據採集、分析、傳輸等多個功能。硬體的模塊化設計大大加強了節點的穩定性、可靠性和通用性,在野外無人值守的情況下無線感測器網路系統可以長期、穩定地進行環境方面的監測。
;Ⅳ 無線網路設計
我可以設計,但是沒時間,你給我郵件,[email protected].把你的MSN告訴我,我會把一般的無線設計的方案發給你一個看一下..
無線網路的設計主要包括測試,信號強度覆蓋,天線集化和射頻技術,包括考慮布線在內的MESH.
你要的內容也太多了,除非是模板,不然誰有空寫那麼多出來啊
TP LINK和H3COM的無線設備都是低端的,用aruba\trapeze\nortel \cisco的.
Ⅵ 無線wifi什麼原理是什麼
Wi-Fi是一個無線網路通信技術的品牌,由Wi-Fi聯盟所持有。我為大家整理了無線WiFi的相關內容,供大家參考閱讀!
無線WiFi的技術原理
無線網路在無線區域網的范疇是指“無線相容性認證”,實質上是一種商業認證,同時也是一種無線聯網技術,以前通過網線連接電腦,而Wi-Fi則是通過無線電波來連網;常見的就是一個無線路由器,那麼在這個無線路由器的電波覆蓋的有效范圍都可以採用Wi-Fi連接方式進行聯網,如果無線路由器連接了一條ADSL線路或者別的上網線路,則又被稱為熱點。
無線WiFi的主要功能
無線網路上網可以簡單的理解為無線上網,幾乎所有智能手機、平板電腦和筆記本電腦都支持Wi-Fi上網,是當今使用最廣的一種無線網路傳輸技術。實際上就是把有線網路信號轉換成無線信號,就如在開頭為大家介紹的一樣,使用無線路由器供支持其技術的相關電腦,手機,平板等接收。手機如果有Wi-Fi功能的話,在有Wi-Fi無線信號的時候就可以不通過移動聯通的網路上網,省掉了流量費。
無線網路無線上網在大城市比較常用,雖然由Wi-Fi技術傳輸的無線通信質量不是很好,數據安全性能比藍牙差一些,傳輸質量也有待改進,但傳輸速度非常快,可以達到54Mbps,符合個人和社會信息化的需求。Wi-Fi最主要的優勢在於不需要布線,可以不受布線條件的限制,因此非常適合移動辦公用戶的需要,並且由於發射信號功率低於100mw,低於手機發射功率,所以Wi-Fi上網相對也是最安全健康的。
但是Wi-Fi信號也是由有線網提供的,比如家裡的ADSL,小區寬頻等,只要接一個無線路由器,就可以把有線信號轉換成Wi-Fi信號。國外很多發達國家城市裡到處覆蓋著由政府或大公司提供的Wi-Fi信號供居民使用,我國也有許多地方實施”無線城市“工程使這項技術得到推廣。在4G牌照沒有發放的試點城市,許多地方使用4G轉Wi-Fi讓市民試用。
無線WiFi的應用領域
網路媒體
由於無線網路的頻段在世界范圍內是無需任何電信運營執照的,因此WLAN無線設備提供了一個世界范圍內可以使用的,費用極其低廉且數據帶寬極高的無線空中介面。用戶可以在Wi-Fi覆蓋區域內快速瀏覽網頁,隨時隨地接聽撥打電話。而其它一些基於WLAN的寬頻數據應用,如流媒體、網路游戲等功能更是值得用戶期待。有了Wi-Fi功能我們打長途電話(包括國際長途)、瀏覽網頁、收發電子郵件、音樂下載、數碼照片傳遞等,再無需擔心速度慢和花費高的問題。Wi-FiWi-Fi技術與藍牙技術一樣,同屬於在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術。
掌上設備
無線網路在掌上設備上應用越來越廣泛,而智能手機就是其中一份子。與早前應用於手機上的藍牙技術不同,Wi-Fi具有更大的覆蓋范圍和更高的傳輸速率,因此Wi-Fi手機成為了2010年移動通信業界的時尚潮流。
日常休閑
2010年無線網路的覆蓋范圍在國內越來越廣泛,高級賓館、豪華住宅區、飛機場以及咖啡廳之類的區域都有Wi-Fi介面。當我們去旅遊、辦公時,就可以在這些場所使用我們的掌上設備盡情網上沖浪了。廠商只要在機場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設置“熱點”,並通過高速線路將網際網路接入上述場所。這樣,由於“熱點”所發射出的電波可以達到距接入點半徑數十米至100米的地方,用戶只要將支持Wi-Fi的筆記本電腦或PDA或手機或psp或ipodtouch等拿到該區域內,即可高速接入網際網路。
在家也可以買無線路由器設置區域網然後就可以痛痛快快的無線上網了。
無線網路和3G技術的區別就是3G在高速移動時傳輸質量較好,但靜態的時候用Wi-Fi上網足夠了。
無線網路的規模商業化應用,在世界范圍內罕見成功先例。問題集中在兩個方面:一是大型運營商對這一模式的不認可;二是本身缺乏有效的商業模式。但基於無線網路技術的無線區域網已經日趨普及,這意味將來可以十分方便的應用。一旦存在Wi-Fi網路的公眾場合,解決了運營商的互聯互通、高收費、漫遊性的問題,Wi-Fi將來從一個成功的技術轉化為成功的商業。
客運列車
2014年11月28日14時20分,中國首列開通WiFi服務的客運列車——廣州至香港九龍T809次直通車從廣州東站出發,標志中國鐵路開始WiFi(無線網路)時代。
列車WiFi開通後,不僅可觀看車廂內部區域網的高清影院、玩社區游戲,還能直達外網,刷微博、發郵件,以10-50兆的帶寬速度與世界聯通。
公共廁所
公廁免費WIFI
重慶南岸區2016年將修建20座帶有免費WIFI功能的公廁 。
無線WiFi的產生背景
無線網路是IEEE定義的無線網技術,在1999年IEEE官方定義802.11標準的時候,IEEE選擇並認定了CSIRO發明的無線網技術是世界上最好的無線網技術,因此CSIRO的無線網技術標准,就成為了2010年Wi-Fi的核心技術標准。
無線網路技術由澳洲政府的研究機構CSIRO在90年代發明並於1996年在美國成功申請了無線網技術專利。(US Patent Number 5,487,069)發明人是悉尼大學工程系畢業生Dr John O'Sullivan領導的一群由悉尼大學工程系畢業生組成的研究小組 。IEEE曾請求澳洲政府放棄其無線網路專利,讓世界免費使用Wi-Fi技術,但遭到拒絕。澳洲政府隨後在美國通過官司勝訴或庭外和解,收取了世界上幾乎所有電器電信公司(包括蘋果、英特爾、聯想、戴爾、AT&T、索尼、東芝、微軟、宏碁、華碩,等等)的專利使用費。2010年我們每購買一台含有Wi-Fi技術的電子設備的時候,我們所付的價錢就包含了交給澳洲政府的Wi-Fi專利使用費。
2010年全球每天估計會有30億台電子設備使用無線網路技術,而到2013年底CSIRO的無線網專利過期之後,這個數字預計會增加到50億。
無線網路被澳洲媒體譽為澳洲有史以來最重要的科技發明,其發明人John O'Sullivan被澳洲媒體稱為”Wi-Fi之父“並獲得了澳洲的國家最高科學獎和全世界的眾多贊譽,其中包括歐盟機構,歐洲專利局,European Patent Office(EPO)頒發的European Inventor Award 2012,即2012年歐洲發明者大獎。
無線WiFi的組成結構
一般架設無線網路的基本配備就是無線網卡及一台AP,如此便能以無線的模式,配合既有的有線架構來分享網路資源,架設費用和復雜程度遠遠低於傳統的有線網路。如果只是幾台電腦的對等網,也可不要AP,只需要每台電腦配備無線網卡。AP為Access Point簡稱,一般翻譯為“無線訪問接入點”,或“橋接器”。它主要在媒體存取控制層MAC中扮演無線工作站及有線區域網絡的橋梁。有了AP,就像一般有線網路的Hub一般,無線工作站可以快速且輕易地與網路相連。特別是對於寬頻的使用,Wi-Fi更顯優勢,有線寬頻網路(ADSL、小區LAN等)到戶後,連接到一個AP,然後在電腦中安裝一塊無線網卡即可。普通的家庭有一個AP已經足夠,甚至用戶的鄰里得到授權後,則無需增加埠,也能以共享的方式上網。
硬體設備
隨著無線網路的不斷興起和發展,2010年無線網路模塊的應用領域相當廣泛!
但是Wi-Fi模塊畢竟是一高頻性質的產品,它不象普通的消費類電子產品,生產設計的時候會有一些莫名其妙的現象和問題,讓一些沒有高頻設計經驗的工程師費勁心思,有相關經驗的從業人員,往往也是需要藉助昂貴的設備來協助分析。
對於無線網路部分的處理,有直接把Wi-Fi部分Layout到PCB主板上去的設計,這種設計,需要勇氣和技術,因為本身模塊的價格不高,主板對應的產品價格不菲,當有Wi-Fi部分產生的問題,調試更換比較麻煩,直接報廢可惜;所以很多設計都願意採用模塊化的Wi-Fi部分,這樣可以直接讓Wi-Fi部分模塊化,處理起來方便,而且模塊可以直接拆卸,對於產品的設計風險和具體的耗損也有很大幫助。
具體的硬體設計應該和相關Wi-Fi模塊咨詢時,要考慮清楚以下方面:
通信介面方面:2010年基本是採用USB介面形式,PCIE和SDIO的也有少部分,PCIE的市場份額應該不大,多合一的價格昂貴,而且實用性不強,集成的很多功能都不會使用,其實也是一種浪費。
供電方面:多數是用5V直接供電,有的也會利用主板設計中的電源共享,直接採用3.3V供電。
天線的處理形式:可以有內置的PCB板載天線或者陶瓷天線;也可以通過I-PEX接頭,連接天線延長線,然後讓天線外置。
規格尺寸方面:這個可以根據具體的設計要求,最小的有nano型號(可以直接做nano無線網卡);有可以做到迷你型的12*12左右(通常是外置天線方式採用);通常是25*12左右的設計多點(基本是板載天線和陶瓷天線多,也有外置天線接頭)。
跟主板連接的形式:可以直接SMT,也可以通過2.54的排針來做插件連接(這種組裝/維修方便)。
軟體的調試要結合具體的方案主控,畢竟Wi-Fi部分僅僅是一個無線的收發而已。很多用戶在咨詢的時候,很容易混淆!可以說,2013年Wi-Fi模塊應用最火爆的領域就是MID市場,同時傳統的一些網路領域應用市場也有滲透,比如一些工業控制領域/網路播放領域/甚至一些遙控領域也有在考慮的,基本上是能用到網路的部分都希望嘗試無線化!
無線WiFi的網路協議
一個Wi-Fi聯接點網路成員和結構站點(Station),網路最基本的組成部分。
基本服務單元(Basic Service Set,BSS)是網路最基本的服務單元。最簡單的服務單元可以只由兩個站點組成。站點可以動態地聯結(Associate)到基本服務單元中。
分配系統(Distribution System,DS)。分配系統用於連接不同的基本服務單元。分配系統使用的媒介(Medium)邏輯上和基本服務單元使用的媒介是截然分開的,盡管它們物理上可能會是同一個媒介,例如同一個無線頻段。
接入點(Access Point,AP)。接入點既有普通站點的身份,又有接入到分配系統的功能。
擴展服務單元(Extended Service Set,ESS)。由分配系統和基本服務單元組合而成。這種組合是邏輯上,並非物理上的--不同的基本服務單元物有可能在地理位置相去甚遠。分配系統也可以使用各種各樣的技術。
關口(Portal),也是一個邏輯成分。用於將無線區域網和有線區域網或其它網路聯系起來。
這兒有3種媒介,站點使用的無線的媒介,分配系統使用的媒介,以及和無線區域網集成一起的其它區域網使用的媒介。物理上它們可能互相重疊。
IEEE802.11隻負責在站點使用的無線的媒介上的定址(Addressing)。分配系統和其它區域網的定址不屬無線區域網的范圍。
IEEE802.11沒有具體定義分配系統,只是定義了分配系統應該提供的服務(Service)。整個無線區域網定義了9種服務,5種服務屬於分配系統的任務,分別為,聯接(Association),結束聯接(Diassociation),分配(Distribution),集成(Integration),再聯接(Reassociation)。
4種服務屬於站點的任務,分別為,鑒權(Authentication),結束鑒權(Deauthentication),隱私(Privacy), MAC數據傳輸(MSDU delivery)。
無線WiFi的認證種類
前Wi-Fi聯盟所公布的認證種類有:
*WPA/WPA2:WPA/WPA2是基於IEEE802.11a、802.11b、802.11g的單模、雙模或雙頻的產品所建立的測試程序。內容包含通訊協定的驗證、無線網路安全性機制的驗證,以及網路傳輸表現與相容性測試。
*WMM(Wi-Fi MultiMedia):當影音多媒體透過無線網路的傳遞時,要如何驗證其帶寬保證的機制是否正常運作在不同的無線網路裝置及不同的安全性設定上是WMM測試的目的。
* WMM Power Save:在影音多媒體透過無線網路的傳遞時,如何透過管理無線網路裝置的待命時間來延長電池壽命,並且不影響其功能性,可以透過WMM Power Save的測試來驗證。
*WPS(Wi-Fi Protected Setup):這是一個2007年年初才發布的認證,目的是讓消費者可以透過更簡單的方式來設定無線網路裝置,並且保證有一定的安全性。當前WPS允許透過Pin Input Config(PIN)、Push Button Config(PBC)、USB Flash Drive Config(UFD)以及Near Field Communication 、Contactless Token Config(NFC)的方式來設定無線網路裝置。
*ASD(Application Specific Device):這是針對除了無線網路存取點(Access Point)及站台(Station)之外其他有特殊應用的無線網路裝置,例如DVD播放器、投影機、列印機等等。
*CWG(Converged Wireless Group):主要是針對Wi-Fi mobile converged devices 的RF 部分測量的測試程序。
無線WiFi的發展前景
融合3G
從覆蓋范圍、傳輸速率、基本業務類別、可移動速率、前向擴展、演進走向等多方面綜合分析,3G與WLAN是一種可以揚長避短的互補關系。
對於GPRS、CDMA1x、1xRTT、EV-DO、EV-DV等技術而言,上下鏈路數據業務的對稱性是Wi-Fi的一個明顯優勢。對於3G室內的2Mbit數據速率,Wi-Fi也具有絕對的優勢,它當前採用的是802.11b標准,理論數據速率可達11Mbit,實際的物理層數據速率支持1、2、5.5、11Mbit可調,覆蓋范圍從100-300m。隨著802.11g/a、802.16e、802.11i、WiMAX等技術、協議標準的制定和完善,加上Wi-Fi聯盟對市場快速的反應能力,Wi-Fi正在進入一個快速發展的階段。其中,作為802.11b發展的後繼標准802.16(WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access全球微波接入互操作性),已經在2003年1月正式獲得批准,雖然它採用了與802.11b不同的頻段(10-66GHz),但是作為一項無線城域網(WMAN)技術,它可以和802.11b/g/a無線接入熱點互為補充,構築一個完全覆蓋城域的寬頻無線技術。Wi-Fi/WiMAX作為Cable和DSL的無線擴展技術,它的移動性與靈活性為移動用戶提供了真正的無線寬頻接入服務,實現了對傳統寬頻接入技術的帶寬特性和QoS服務質量的延伸。
對於Wi-Fi技術而言,漫遊、切換、安全、干擾等方面都是運營商組網時需考慮的重點。隨著骨幹傳輸網容量和傳輸速率的提高,無論採用平面或者兩層的架構都不會影響到用戶的寬頻快速接入;隨著IAPP以及MobileIP技術的完善、IPv6的發展也可以最終解決漫遊和切換的問題;802.11i標準的產生將提供更多的包括WPA2、多媒體認證等安全策略;不斷成熟的組網方案和干擾預檢測機制都可以減少頻率資源開發帶來的干擾。
Wi-Fi/WiMAX的市場目標是成為寬頻無線接入城域網技術,基本目標是要提供一種城域網領域點對多點的多廠商環境下可有效地互操作的寬頻無線接入手段,以實現滿足3G標準的以無線廣域網WWAN為基本模式、以公眾語音及多媒體數據為內容、在全球范圍內漫遊的個人手機終端的基本市場定位。Wi-Fi/WiMAX也可以作為3G無線廣域/城域、多點基站互聯支持手段的補充。
Wi-Fi/WiMAX的發展方向包括:網路技術,覆蓋更大的范圍,從熱點到熱區到整個城市;Wi-Fi手持終端和VoWLAN業務必然成為潛在的應用模式;基於IP的Wi-Fi/WiMAX的交換技術和開放的業務平台,將使WLAN網路更智能、更易管理;基於多層次的安全策略(WEP、WPA、WPA2、AES、等)提供不同等級的安全方案,將使企業、個人用戶可以根據不同的性價比來選擇滿足自己需要的安全策略。
1.基於全IP的網路架構
不管是商用的還是正在試驗的(CDMA2000/WCDMAR99/R4/TD-SCDMA)3G標准都不是基於全IP的網路,比如CDMA2000是基於ANSI-41;WCDMA99/TD-SCDMA是基於傳統的GSM-MAP、R4軟交換的承載和控制分離方式,而直到R5引入了IMS才實現全IP的核心網。顯然全IP的核心網路也是3G發展的方向,採用基於全IP的核心網不但可以與無線接入方式獨立地發展,還可以支持包括Wi-Fi/WiMAX、WCDMA、Bluetooth等多種無線接入方式。在3G的R6中已經開始把WLAN和3G一同考慮了。
2.共用開放的業務平台和運營支撐系統
Wi-Fi/WiMAX和3G不同的承載特性(吞吐量、延時、QoS、對稱性等)為用戶享受語音、數據、多媒體業務提供更多的接入方式選擇;它們可通過共用開放的業務平台融合不同的業務引擎實現網路間互通;根據網路服務區內的性能,用戶可以手工或者自動選擇接入那個網路;同時支持WLAN和3G網路的運營支撐系統,可以對雙網實現統一的運營管理、計費、甚至用戶身份認證,最大限度降低網路建設、維護成本。
Ⅶ 怎樣在有線網路上設計無線網路。
也許對於很多消費者來說,無線技術固然再好、再便捷但是如果不能BT下載,不能流暢地游戲那麼它就沒有價值。而本文的重點就是向大家介紹如何在WLAN環境下進行合理的BT下載設置,以便獲得最佳的使用效果。
也許很多朋友都有這樣的感覺,在將自家的有線路由器換成無線路由器以後,BT下載的穩定性和連接速度有了明顯的下降,甚至是不能進行BT下載。其實,無論是有線還是無線路由他們的工作原理都基本一樣:對內網向外網發出的信息不會進行阻攔,但對來自外部想進入內部網路的信息則會在進行識別、篩選後才會轉發給內網電腦,也正是基於此原理,才導致了很多內網BT用戶在下載時出現斷流和緩慢的現象。當然,對於無線路由器來說,我們還需要進行一些額外的設置才能夠獲得與有線網路相同的下載效果。
關閉SSID
SSID(ServiceSetIdentifier)一般是由AP或無線路由器廣播出來的區域網名稱,它的目的是讓只有設置為名稱相同SSID的值的電腦才能互相通信。
對於BT下載來說,我們建議大家關閉SSID來獲得更好的使用你效果。因為,關閉SSID後可以節省帶寬的佔用率和免除許多網路冗餘信息,提高BT的下載速度。 另一方面,關閉SSID後也可以起到對網路保護的作用。關閉SSID廣播後,其他用戶將無法搜索到你無線設備的SSID,除非他能手動填寫出你正確的SSID才能進行連接。
啟用加密,控制用戶數量
與傳統有線路由相比,無線路由器更容易被他人入侵,尤其是沒有採用任何加密措施的無線路由,你的鄰居將毫不費力的使用你的網路進行下載和其他操作,從而影響你的網路質量。
除了上面提到的關閉SSID,我們還可以通過WEP和WPA這些無線加密手段來對網路進行保護。這里我們建議大家,在其他設置正常的情況下,排除ISP和軟體的問題後,您不妨看看是否有人偷偷潛入了您的網路。
IEEE 802.11 Wireless LAN 網路
13.1 網路架構及特性簡介
由於可攜式計算機(包含筆記型計算機 (notebook) 和掌上型計算機 (laptop))普及率的快速成長,無線區域網絡對今日的計算機及通訊工業來講,將成為一項重要的觀念及技術。在無線區域網絡的架構中,計算機主機不需要像在傳統的有線網路里,必需保持固定在網路架構中的某個節點上,而是可以在任意的時間作任何的移動,也能對網路上的數據作任意的訪問。大體說來,無線網路有四項特性與傳統的有線網路不同:
一、無線網路的目的地址(Destination Address)通常不等於目的位置(Destination Location):
在有線網路里,一個地址通常就代表一個固定的位置,然而在無線網路里,這件事不一定成立,因為在無線網路中,事先被給定地址的一部計算機,隨時都有可能會移動到不同的地方。
二、無線網路的傳輸媒介會影響整體網路的設計:
無線網路的實體層和有線網路的實體層基本上有很大的不同,無線網路的實體層有下列特性:
點和點之間的連結范圍是有限的,因為這牽涉到訊號強弱的關系。
使用了一個需要共享的傳輸媒介。
傳送的訊號未被保護,易受外來雜訊干擾。
在數據傳送的可靠性來講,較有線網路來的差。
具有動態的網路拓撲結構。
因為上述的原因,使得設計整個網路的軟硬體架構,就會和傳統的有線網路不同。舉例而言,由於訊號傳送范圍的受限,使得無線區域網絡硬體架構的設計,就必需考慮到只能在一個有著合理幾何距離的區域內。
三、無線網路要有能力處理會移動的工作站:
對無線網路來講,一個重要的要求就是,不但能處理可攜式的工作站 (portable station),更要能處理移動式的工作站 (mobile station),可攜式的工作站也會從某一個位置移動到另一個位置,但長時間來看,它通常還是會固定在某一個位置上。而移動式的工作站就有可能在短時間內不斷的移動,且會在移動中仍對網路上的數據作訪問。
四、無線網路和其它 IEEE 802 網路層間的關系不同:
為了達到網路的透明化,無線區域網絡希望做到在邏輯鏈接層就能和別的網路相通,這使得無線區域網絡必需將處理移動性工作站及保持數據傳送可靠性的能力全做在網路媒介訪問層 (MAC Layer) 中,這和傳統有線網路在媒介訪問層所需具有的功能是不同的。
無線區域網絡正逐漸受到重視,為了使各種競爭產品之間能兼容互通,標準的制定就成了重要的工作,而 IEEE 802.11 無線區域網絡 (wireless LAN) 的標准就在這樣的情況下誕生。
IEEE 802.11 主要目的是要制定一套適合在無線區域網絡環境下作業的通訊協議,最重要的工作,就是要制定出 MAC 層和實體層。 因此 IEEE 802.11 的參考模式主要分成兩部份,第一部份是制定出適用於所有無線網路系統的 MAC 規格,設計出和實體層無關的 MAC 協議。第二部份則是制定出和傳輸媒介相關的 PHY 規格。IEEE 802.11 所支持的每一種傳輸訊號頻寬,都有不同的 PHY 規格。例如,915MHz 頻寬、2.4GHz 和5.2GHz 頻寬以及紅外線頻寬等,都有不同的 PHY 規格。此外功率的管理和時限性的服務等也包括在 IEEE 802.11的定義范圍內。本章討論的重點將著重在 IEEE 802.11 所制訂出的 MAC 通訊協議上。IEEE 802.11 無線區域網絡的主要特性如下:
多重傳輸速率。IEEE 802.11可以讓工作站使用不同的傳輸速率(單位為100kbps)在網路上通訊。例如 0.5 Mbps, 1 Mbps 或 2 Mbps。
frame為 IEEE 802.11 frame。
傳輸媒介為無線電。
基本通訊協議為 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)。如果同時有二個或二個以上的工作站傳送frame將造成沖撞,發生沖撞的frame視為無效並丟棄。IEEE 802.11所採用的 CSMA/CA通訊協議雖可避免大部分不必要的沖撞,但仍無法完全排除沖撞的現象。因此只適合用來傳送非實時性的數據。
提供兩種傳送服務。分布式協調功能 (Distributed Coordination Function, DCF) 使用 CSMA/CA ,適合傳輸非實時信息。集中式協調功能 (Point Coordination Function, PCF) 由網路協調者 (Point Coordinator) 掌控並且以輪詢 (polling) 的方式安排工作站傳送frame的時機及順序。由於工作站傳送的時間可事先安排,因此可提供保證傳送延遲的服務。
非實時傳輸使用之頻寬不保證公平分配。在 DCF 部份由於工作站利用 CSMA/CA 通訊協議來互相競爭傳送frame的機會,並沒有輪流傳送的特性,因此每個工作站實際使用的頻寬量可能不同。
提供認證 (Authentication) 及數據保密 (Privacy) 功能。無線電是一種開放性的介質,任何人都可以很容易的干擾或!!。任證是確任對方的身分,免得在不知情的狀況下因
為與陌生人通訊而泄漏重要的信息。保密是利用加密 (Encryption) 及解密 (Decryption) 的技術來保護傳送的數據,使得!!者即使!!到數據也無法得知其內容。
較不適合多媒體信息傳輸。雖然網路提供保證的傳送延遲服務,但目前最高的傳送速率只有 2 Mbps。此頻寬尚不足以應付具有實時要求的多媒體信息。如果無線網路上同時存在許多工作站,則每一部工作站平均分配到的頻寬將更少。
13.2 無線區域網絡硬體架構
要了解無線區域網絡硬體架構之前,要先了解無線區域網絡協議的功能需求,因為 IEEE 802.11 就是根據這些需求,擬訂了一套無線區域網絡系統的基本架構。 IEEE 802.11將最低的功能頻寬訂為 1Mbps,這對於一般性的操作,像檔案傳輸、程序載入、交易處理等,是絕對必要的。對於需要傳輸實時數據的應用軟體,像數字式聲音、影像等,IEEE 802.11也提供了時限性 (time bounded)的服務。另外,IEEE 802.11也定義了包括財務、辦公室、學校以及工業大樓等各種環境中的可靠操作需求。此外,還定義了行動式的計算機系統至少必須支持每小時幾哩的行人速度。而為了整合這些需求,IEEE 802.11就制訂出兩種不同類型的無線區域網絡基本架構:
有基礎架構的無線區域網絡 (Infrastructure Wireless LAN)
無基礎架構的無線區域網絡 (Ad Hoc Wireless LAN)
所謂的基礎架構通常指的就是一個現存的有線網路分布式系統 (wired distribution system),在這種網路架構中,會存在一種特別的節點,稱作AP (access points),這個AP的功能就是要將一個或多個的無線區域網絡和現存的有線網路分散系統相連結,以提供某個無線區域網絡中的工作站,能和較遠距離的另一個無線區域網絡的工作站通訊,另一方面也促使無線區域網絡中的工作站,能訪問有線分布式系統中的網路資源。這一類型的無線網路通訊范圍,通常是以同一棟建築物出現,例如,商店、醫院、或是同一棟樓層。
無基礎架構的無線區域網絡主要是要提供不限量的用戶,能實時架設起無線通信網路,在這種架構中,通常任二個用戶間都可直接通訊,這一類的無線網路架構在會議室里經常用得上。IEEE 802.11所制訂的架構允許「無基礎架構的無線區域網絡」和「有基礎架構的無線區域網絡」同時使用同一套基本訪問協議。然而,一般討論 IEEE 802.11 無線區域網絡硬體架構,還是偏重在「有基礎架構的無線網路上」。IEEE 802.11 所定義的無線網路硬體架構,主要由下列組件所組成(參考圖13-1):
Wireless Medium (WM):無線傳輸媒介,無線區域網絡實體層所使用到的傳輸媒介。
Station (STA):工作站,任何設備只要擁有 IEEE 802.11 的 MAC 層和 PHY 層的介面,就可稱為一個工作站。
Station Services (SS):工作站服務,提供工作站送收數據的服務。
Basic Service Area (BSA):在「有基礎架構的無線區域網絡」中,每一個幾何上的建構區塊 (building block) 就稱為一個基本服務區域 (Basic Service Area, 簡稱 BSA) ,每一建構區塊的大小依該無線工作站的環境和功率而定。
Basic Service Set (BSS):基本服務區中所有工作站的集合。
Distribute System (DS):分布式系統,通常是由有線網路所構成,可將數個 BSAs 連結起來。
Access Point (AP):AP,連結 BSS 和 DS 的設備,不但具有工作站的功能,還提供工作站具有訪問分布式系統的能力,通常在一個 BSA 內會有一個AP。
Extended Service Area (ESA):數個 BSAs 經由 DS 連結在一起,所形成的區域,就叫作一個擴充服務區。
Extended Service Set (ESS):數個經由分布式系統所連接的 BSS 中的每一基本工作站集,形成一個擴充服務集。
Distribution System Services (DSS):分布式系統所提供的服務,使得數據能在不同的 BSSs 間傳送。
圖13-1 無線網路硬體架構組成組件
IEEE 802.11 無線網路系統與傳統的有線區域網絡相連結是經由一個稱為 「埠接器」(Portal)的連結設備,如圖13-2 所示。埠接器的主要功能是將數據從有線區域網絡送入無線網路系統,或將來自無線區域網絡的數據送入有線區域網絡中。這之間除了必須考慮通訊協議的不同外也要考慮到傳輸媒介的差異。
圖13-2 無線區域網絡與有線區域網絡之相連結
13.3 無線區域網絡軟體架構
IEEE 802.11的軟體架構主要可分為工作站軟體和分布式系統軟體二部份。標准中並無規定應如何實作此分布式系統軟體,取而代之的是,它描述了這個分布式系統應提供那些服務才能滿足整個系統所需。因此,無線網路的軟體架構可看成是由下列二大類的服務所組成(參考圖13-3):
工作站服務 (Station Services, 簡稱 SS), 由工作站所提供。此類服務提供工作站具有正確送收數據的能力,另外也考慮傳送數據的安全性。包含下列兩種服務:
身份確認服務(Authentication)
隱密性服務(Privacy)
分布式系統服務(Distribution System Services, 簡稱 DSS),由分布式系統所提供。此類服務使 MAC frame能在同一個 ESS 中的不同 BSS 間傳送。無論工作站移動到那裡,也都要能收到它該收到的數據,這類服務大部份是由一個特別的工作站呼叫使用,此工作站本身也同時提供這些服務,因此也稱為AP(Access Point, 簡稱AP)。AP是唯一同時提供 SS 和 DSS的無線網路組件,它也是工作站與分布式系統間的橋梁。分散系統提供下列五種服務:
聯結服務(Association)
取消聯結服務(Disassociation)
分送服務(Distribution)
整合服務(Integration)
重聯結服務(Reassociation)
圖13-3 無線網路軟體服務架構
IEEE 802.11 所指定的七種服務中有五種是用來支持使「媒介訪問服務數據單元」(MAC service data unit,簡稱 MSDU) 能在不同的 BSS 間傳送。另外二種則是用來控制工作站對 IEEE 802.11區域網絡的訪問,及數據的隱私性。其功能分述如下:
分送服務(Distribution):此服務的主要工作就是將分布式系統中的數據送到該送到的地方。以圖13-3 為例,假設有一筆frame要從 工作站 1 送到 工作站 4 ,一開始這筆frame會先被送到工作站 2 ( 輸入AP),接著工作站 2 會透過「分送服務」將這筆frame送到工作站 3 (輸出AP),而工作站 3 再透過無線媒介將frame送達工作站 4 。IEEE 802.11 並沒有規定分散系統要如何將frame正確的送達目的位置,但它說明了在「聯結」(Association)、「取消聯結」(Disassociation)及「重聯結」(Reassociation) 等服務中該提供那些信息,使得分散系統可以決定該筆frame該送往那個 輸出AP,而將frame送達正確的目的地位置。
整合服務(Integration):此服務的主要目的是要使frame能在分散系統和現存的傳統區域網絡間傳送。如果分送服務知道該筆frame的目的地位置是一個現存的 IEEE 802.x 有線區域網絡,則該筆frame在分散系統中的輸出點將是埠接器而不是AP。分送服務若發現該frame是要被送到埠接器將會使得分散系統在frame送達埠接器後接著驅動「整合服務」,而整合服務的任務就是將該筆frame從分散系統轉送到相連的區域網絡媒介。其中整合服務要做的主要工作就是將不同的地址空間做一個轉換。 為了要了解以下所將要介紹的「聯結」(Association)、「取消聯結」(Disassociation)及「重聯結」(Reassociation)等服務的意義,我們先介紹一個叫做「移動性」(mobility) 的觀念,IEEE 802.11對工作站,定義了三種程度的「移動性」,分別描述如下: 無變動:此程度的移動性又可分為以下兩種型式:靜止(工作站根本就沒動)及區域性的移動(工作站只在一個基本服務區內移動)。
基本服務區的變動:工作站會從一個基本服務區移動到另一個基本服務區,但仍保持在同一個擴充服務區內。
擴充服務區的變動:工作站會從某一個擴充服務區內的基本服務區移動到另一個擴充服務區內的基本服務區。
聯結服務(Association):此服務的主要目的是要在工作站和AP之間建立一個通訊聯機。當分布式系統要將數據送給工作站時,它必需事先知道這個工作站目前是透過那個AP來訪問分布式系統,這些信息就是由聯結服務來提供。一個工作站在被允許藉由某個AP送數據給分散系統之前,它必須先和此AP作聯結,通常在一個基本服務區內有一個AP,因此任何在這個基本服務區內的工作站想和外界作通訊,就必須先向此AP相聯結。此動作類似注冊,因為當工作站作完聯結的動作後,AP就會記住此工作站目前在它的管轄范圍之內。請注意在任一瞬間,任一個工作站只會和一個AP作聯結,這樣才能使得分散系統能在任一時候知道哪一個工作站是由哪一個AP所管轄。然而,一個AP卻可同時和多個工作站作聯結。聯結服務都是由工作站所啟動的,通常工作站會藉由啟動聯結服務來要求和AP作一個聯結。
重聯結服務(Reassociation):此服務的主要目的是要將一個移動中工作站的聯結,從一個AP轉移到另一個AP。當工作站從一個基本服務區移動到另一個基本服務區時,它就會啟動一個「重聯結的服務」,此服務會將工作站和它所移入的基本服務區內的AP作一個聯結,使得分散系統將來能知道此工作站目前已由另一個AP所管轄了。重聯結的服務也都是由工作站所啟動的。
取消聯結服務(Disassociation):此服務的主要目的是取消一個聯結。當一個工作站傳送資料結束時,可以啟動「取消聯結服務」。另外,當一個工作站從一個基本服務區移動到另一個基本服務區時,它除了會對新的AP啟動「重聯結服務」外,也會對舊的AP啟動「取消聯結服務」。此服務可由工作站或AP來啟動。不論是哪一方啟動,另一方都不能拒絕。AP可能因為網路負荷的原因,而啟動此服務對工作站取消聯結。
身份確認服務(Authentication):此服務的主要目的是用來確認每一個工作站的身份。IEEE 802.11 支援一種叫做「盤問/響應」(Challenge/Response,簡稱 C/R) 的身份確認方法。一般 C/R 身份確認的方法主要有下列三個步驟:
聲明身份 (Assertion of Identity)
盤問聲明 (Challenge of Assertion)
回應盤問 (Response to Challenge)
以下為 C/R 身份確認方法的實例
聲明 (Assertion):我是工作站 4
盤問 (Challenge):證明你的身份
回應 (Response):這是我的密碼
結果 (Result):如果密碼 OK ,工作站就完成身份確認
IEEE 802.11 通常要求雙向式的身份確認。在任一瞬間,一個工作站能同時和多個工作站(包含AP)作身份確認的動作。身份確認的服務是屬於工作站服務。
隱密性服務 (Privacy);此服務的主要目的是避免傳送數據的內容被!!。無線網路和有線網路不太相同的地方,其中一點就在於無線網路的數據是在空氣這開放的介質中傳播,因此任何只要裝有 IEEE 802.11 適配卡的工作站都能接收到別人的數據,所以數據的保密性若做的不好,資料就很容易被別人所!!。「隱密性服務」的主要功能就是提供一套「隱密性服務」的演算法 (privacy algorithm) 將數據做加密與解密。「隱密性服務」也是屬於工作站服務 。
13.4 frame格式
IEEE 802.11 的 MAC frame格式如圖13-4 所示,其中包含
frame標頭 (Header):30位元組,此部份主要包括了控制信息 (control information),地址 (addressing),順序號碼 (sequencing number),持續時間 (ration) 等欄位。
資料:長度不一(0 - 2312 位元組),此部份依frame型態 (frame type) 有所不同。
錯誤檢查碼 :4 位元組,記錄frame的檢查碼,採用 CRC-32 技術。
2 2 6 6 6 2 6 0-2312 4 位元組
Frame Control
Duration/ID
Address 1
Address 2
Address 3
Sequence Control
Address 4
Frame Body
CRC
------------------------- MAC Header --------------
圖13-4 MAC frame格式
13.4.1 frame控制欄位
frame控制欄位之格式如圖13-5 所示。其中
2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 位
Protocol
Version
Type
Subtype
To
DS
From DS
More
Flag
Retry
Pwr
Mgt
More
Data
WEP
Order
圖13-5 frame控制欄位格式
Protocol Version : 802.11 標准版本,目前值為 00。
Type and Subtype : frame型態,目前定義的有三種 : Data frame, Control frame, Management frame。 每一種型態有可分為若干次型態,如表13-1 所示。
To DS : 此旗標值為 1 表示此 Data frame(包括廣播或群播frame)要傳送給分布式系統。若為其它種類的frame,則其值應為 0。
From DS : 此旗標值為 1 表示此 Data frame(包括廣播或群播frame)是由分布式系統傳送下來。若為其它種類的frame,則其值應為 0。To DS 與 From DS之組合有四種,期代表意義如表13-2 所示。
More Fragments : 此旗標值為 1 表示工作站尚有其它片段(Fragments) 待傳送。若為其它種類的frame,則其值應為 0。
Retry : 此旗標值為 1 表示此 Data frame(或Managementframe)為重送之frame。接收端可依此訊息來丟棄重復之frame。
Power Management : 此旗標用來顯示工作站之電源管理模式。其值為 1 表示此工作站處於省電模式,其值為 0 表示此工作站處於正常模式。所有由 AP 傳送的frame上此值都必須為 0。
More Data : 此旗標由 AP 用來通知處於省電模式之工作站說 AP 目前仍有MSDUs 欲傳送給該工作站。在 Data frame上其值為 1 表示至少還有一個 MSDU 待轉送。若為其它種類的frame,則其值應為 0。
WEP : 此旗標值為 1 表示此 Data frame(或Managementframe)中所攜帶的數據已經過 WEP 演算法處理過。若為其它的frame,則其值應為 0。
Order : 此旗標值為 1 表示此 Data frame經由嚴格依序服務等級 (Strictly-Ordered service class) 來傳送。若為其它的frame,則其值應為 0。
表13-1 各式frame型態及次型態
Type value
b3 b2
Type Description
Subtype Value
b7 b6 b5 b4
Subtype Description
00
Management
0000
Association Request
00
Management
0001
Association Response
00
Management
0010
Reassociation Request
00
Management
0011
Reassociation Response
00
Management
0100
Probe Request
00
Management
0101
Probe Response
00
Management
0110-0111
Reserved
00
Management
1000
Beacon
00
Management
1001
ATIM
00
Management
1010
Disassociation
00
Management
1011
Authentication
00
Management
1100
Deauthentication
00
Management
1101-1111
Reserved
01
Control
0000-1001
Reserved
01
Control
1010
PS-Poll
01
Control
1011
RTS
01
Control
1100
CLS
01
Control
1101
ACK
01
Control
1110
CF End
01
Control
1111
CF End+CF-Ack
10
Data
0000
Data
10
Data
0001
Data+CF-Ack
10
Data
0010
Data+CF-Poll
10
Data
0011
Data+CF-Ack+CF-Poll
10
Data
0100
Null Function (no data)
10
Data
0101
CF-Ack (no data)
10
Data
0110
CF-Poll (no data)
10
Data
0111
CF-Ack+CF-Poll (no data)
10
Data
1000-1111
Reserved
11
Reserved
0000-1111
Reserved
表13-2 To DS 與 From DS組合與意義
To DS
From DS值
代表意義
To DS = 0
From DS = 0
Dataframe由一個工作站直接傳送給另外一個在相同BSS中的工作站
To DS = 1
Dataframe傳送給分布式系統
From DS = 0
To DS = 0
From DS = 1
Dataframe由分布式系統傳下來
To DS = 1
From DS = 1
由一個AP 傳給另外一個AP 的WDSframe
13.4.2 Duration/ID 欄位
Duration /ID 欄位長度為16位,其用法如下(請參考表13-3):
若frame為控制型態(Control Type),且次型態為PS-Poll, 則此欄位代表一個SID, 其最左邊兩個位都是1, 而剩下的 14 位則是傳送此frame之工作站之SID。SID 值的范圍為 1 到 2007。
若為其它frame,則此欄位代表一個ration, 其值依各frame型態而定。不過對於所有在免競爭期間所傳送的frame來說,此欄位之值應設為 32768。當Duration/ID 欄位的內容小於 32768 時,表示其為一個ration 值,應該被拿來修正NAV。
表13-3 Duration /ID 欄位意義 Bit 15
Bit 14
Bits 13-0
用途
0
0-32767
Duration (由此frame結束後起 算,單位為us)
1
0
0
在免競爭期間所傳送之frame使用之固定值(32768)
1
0
1-16383
保留
1
1
0
保留
1
1
1-2007
在PS-Pollframe中指定之工作站 ID
1
1
20013-16383
保留
13.4.3 地址欄位
MACframe格式中共有四個地址欄位。這些欄位用來記錄BSSID (BSS Identifier), 起始工作站地址 (Source Address, SA),目地的工作站地址(Destination Address, DA),傳送工作站地址(Transmitter Address, TA),及接收工作站地址(Receiver Address, RA)。其中目地的工作站地址(DA) 可以是各別或群播地址。是該frame的最終目的地。起始工作站地址 (SA) 是產生此frame的工作站地址。傳送工作站地址(TA) 是指在無線媒介上傳送此frame的工作站地址。接收工作站地址(RA) 則是指在無線媒介上接收此frame的工作站地址。每一個地址長度都是符合 IEEE 802 標准之 48 位。有些frame並不需要用到所有的地址欄位。有些地址欄位在使用時和其在地址欄位的相對地址(1-4)有關而與地址型態無關。例如當一個工作站接收到一筆frame時,都是用Address 1 的內容來判斷該frame是否傳送給自己。而 CTS frame (ACKframe) 中的 RA 則等於 RTS frame (需要被回復之frame) 中的 Address 2 的內容。
每個 BSS 都有一個具唯一性的辨識碼 (BSSID, 長度為 48 位), 對於有基礎架構的BSS, 此辨識碼為AP (AP) 中的工作站的地址。對於無基礎架構的BSS (IBSS), 此辨識碼最左邊兩個位為 01, 而剩下的 46 位則以隨機數產生。廣播性BSSID (48 位都為 1) 只能用在管理frame且次型態為Probe (Type = 00, Subtype = 0100 或 0101)。
13.4.4 順序控制欄位 (Sequence Control)
順序控制欄位包含兩個次欄位 : 順序號碼 (Sequence Number, 12 位) 及片段號碼 (Segment Number, 4 位), 如圖13-6 所示。其中順序號碼為該frame攜帶之 MSDU 的順序號碼。每一個 MSDU 都有一個順序號碼, 其值由 0 開始, 到4095, 然後重復輪流使用。由同一個 MSDU 切割出來的片段都應該使用相同的順序號碼。片段號碼則是指該片段在原來MSDU所切割出來的片段順序。第一個片段(或沒有切割的MSDU)其值為0。以後則依序加一,到 15 為止,然後重復輪流使用。
4 12 位
Fragment Number
Sequence Number
圖13-6 順序控制欄位
13.5 各式frame型態之格式
13.5.1控制frame
控制frame之控制欄位內容如圖13-7所示。
Protocol
Version
Type
Subtype
To
DS
From DS
More
Flag
Retry
Pwr
Mgt
More
Data
WEP
Order
Protocol
Version
Control
Subtype
0
0
0
0
Pwr
Mgt
0
0
0
2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 位
Ⅷ 如何組建一個安全的小型SOHO無線網路,請給出你的設計方案.
希望可以幫到大家。。。。
Ⅸ zigbee無線網路的低功耗設計要注意那些方面
軟體上最主要是休眠和工作的模式。休眠的約長越好。休眠模式一般有很多種。要注意根據應用情況合理選擇。
也要考慮網路拓撲盡量使用星型拓撲,這樣避免時間同步耗費的通訊時間。如果必須使用樹形或Mesh的話就只有自己實現簡單的時間同步了。
硬體上就是盡量少的器件,DC-DC的效率,注意IO的漏電流。不用的晶元盡量關閉供電。
Ⅹ wifi硬體結構
無線產品指標
一般的無線產品,介面物理層都應該是符合GB標準的,工作頻率范圍2400MHz~。頻段信道方案有13個,但互相不幹擾的信道只有3個,比如常用的1、6、11信道。本文主要是針對頻段。
由於此文參考標准WIFI測試及性能規范,某些數據標准已經比較久遠,市面上一般已經普及了11n/150M的產品,但是其射頻指標的意義及衡量的標准大多數不會改變,此文主要是描述了指標與性能之間的關系,標准及測量只做為參考。
發射功率
定義
此值表徵的是設備發送無線信號強度的大小,在滿足頻譜版、EVM性能的前提下,功率越大,性能越好。
無線發射功率指用於衡量發射信號系性能的高低,發射功率越大,無線信號傳輸的距離就越遠,覆蓋的范圍就越廣,穿透力越強。發射功率理論上可以無限大,但是技術規范和成本影響,發射功率是有限的,並且,功率越大能耗就越大。
標准
我國的無線產品行業標准規定等效全向輻射功率應滿足:
1:天線增益小於10dBi時,不大於100mW或20dBm。(一般都是這個功率范圍內)
2:天線增益不小於10dBi時,不大於500mW或27dBm。
測量
可使用功率計,矢量信號分析儀,IQview/nxn測試。
發射頻譜模板
定義
無線頻譜模板可以衡量發送信號的質量和對相鄰信道的干擾抑制能力,測試出來的頻譜模板越小,離給定的模板越遠,其性能越好。
這個一般是測試時用上,在一般的產品手冊上不會呈現此項指標,我們的產品手冊上也沒有。
標准
根據標準的頻譜模板觀察。11b/g/a發射功率頻譜模板要求
b模
a/g模
20M n模
測量
將待測設備處於發射狀態,用矢量信號分析儀觀察其波形。在給定模板線以下為及格。
發射功率動態范圍
定義
在限定誤碼率的情況下,發射的最大功率和最小功率的比值。在動態范圍之內,能保持穩定輸出。
標准
室內放裝型(100mW,b/g/n)
功率值(dBm)
2412MHz(dBm)
20(滿功率)
20±
17(-3dB)
17±
14(-6dB)
14±
11(-9dB)
11±
接收靈敏度