Ⅰ 如何组建一个安全的小型SOHO无线网络求设计方案。 说明:2要给出所用相关软硬件设备环境及理由。
家庭//SOHO用户主要有三种接入方式:ADSL、小区宽带/VDSL、Cable Modem。如果家庭已经安装了ADSL/VDSL/ Cable Modem/小区宽带,在这个基础上,可以保证一台电脑上网,当您进行无线应用时您可以考虑以下几个解决方案。
家中只有1台电脑,未来也不会增加。用户只要购买一个纯AP和一个无线网卡就可以了,将AP连接到宽带接口即可,成本也是最低的。
社区VDSL无线接入点方案(一台电脑)
家中有多台电脑,则需要购买一台无线宽带网关,网关可以实现上网共享,还具有部分防火墙功能。
如果你在申请ADSL时,已经获得了WLAN+ADSL的设备,就不需要购买新设备,因为它已经具备了宽带共享和无线上网的功能。
网关类别
社区以太网无线接入点方案(一台电脑)
目前无线网关型产品是主流的家庭/SOHO产品,所有的无线网关基本上差别不大,但是需求有差别,就一定要选择对应的产品。种类一,具有一个WAN口的宽带网关,它适合于家庭中完全用无线连网。种类二,具有一个WAN口和4个LAN口,它适合于家庭中已经做了网线,但不能满足需要,台式机则可以采用有线,笔记本则可以采用无线。种类三,具有一个WAN口和4个LAN口和一个打印共享口,适合家庭中拥有多台电脑,同时有一台打印机,这样可以实现共享打印,当然你也可以将打印机连接到电脑上实现共享打印。种类四,除具备上述功能外,无线速率为54M的802.11g,这样的产品会在近期内出现,非常适合与家庭内部连网玩游戏。
不同环境不同选择
选择WLAN产品要搞清几个问题:
在家实现无线上网
是不是买了一个无线宽带网关,再加上一个无线网卡,就可以实现在家无线上网了。通过WLAN并非可以任意上网,而是要求无线接入设备连接的网络(或端口)已经开通了公网线路,只不过是只能连接一台电脑上网。我们增加一台无线宽带网关和电脑网卡,就可以实现共享无线上网,其实网关解决了宽带共享和无线传输的问题。
一个网关能否实现所有房间的覆盖
家庭宽带多台电脑无线接入方案
因为每家每户都是不一样的户型,使用不同的建筑材料。根据经验,总结有下面几种情况:
100平米以下的户型。这样的房间一般为两室一厅,在布局无线网络时,将无线网关放置在客厅或是几个房间的交汇口,效果最理想,放置在其他房间信号会稍差一些。150平米以上的户型,这样的房间一般较复杂,同样将无线网关放置在交汇口效果最理想,放置在其他房间,信号需要进行测试后才可以找出无线信号死角。石膏墙的房间,用户采用轻质材料安装,房间信号好,放置位置要求不高。复式房间,放置一个设备基本满足需要,放置两个覆盖会更好,同时要将两个设备用网线级联。总之,墙越厚,微波的穿透性越差,但是由于房间一般为封闭的,有很多反射信号是覆盖房间的主要原因。
网络环境
关于这点一定要向经销商说明,一般情况下,ADSL/Cable /小区宽带都可以用,如果不能使用,一定要向经销商或者厂家的技术支持询问。其中小区宽带需要注意的是,有的运营商绑定了你网卡的MAC地址,那么你必须购买可以修改MAC的无线网关。
速度的选择
家庭用宽带出口一般只有1M左右,无线网络产品足以满足家庭应用,而且出货量最大,所以价格也会越来越便宜。但是如果你的应用并不局限于家庭办公和上网,比如你可能组织一个4到5人的游戏,可以考虑近期即将上市的54M802.11g的产品。
应用建议
如果你使用的是ADSL,建议在设置时将最大空闲时间设置为5分钟,当你5分钟不使用网络,网关将自动挂断ADSL的连接,这样可以节约用户的上网费。如果用户想上网,只要点击浏览器,无线网关将自动完成拨号。
在不使用无线网络时,建议断掉电源,这样可以避免别人的访问。
使用时尽量采用一些安全机制,MAC地址过滤、WEP加密和IP地址过滤,最好取消网关的DHCP,设定为固定IP。
如果你经常距离网关较近,建议你使用有线网,这时只要将天线取下,不能取下的可以用烟盒锡纸将天线包住,防止信号泄漏。
你还可以和其他家庭共享一个带宽出口,共同分担上网费。由于无线设备可以穿透一层或几层墙体,所以周围的邻居也可以访问你的无线网络,但是他必须得到你的密钥或授权才行。
家庭应用一般无需太多地考虑位置,尽量放置到房子中央,保证每个房间都能够实现很好的信号覆盖,因为信号变弱将会影响传输效果。如果房间太大或墙体太厚,可以考虑增加高增益天线提高覆盖效果。
Ⅱ 无线网络需要什么硬件
如果是自己家的网线,则无线路由器和无线网卡都是必须的。但是如果是你家周围有其它的免费无线信号,则只要一只无线网卡就行了。还有一种不规范的方法:去买只卡王,也就是无线网卡,但它的天线增益大,接收能力比普通的要强很多,范围也大很多,所以配合软件可破解你家周围的无线网络信号,这样你就可以免费上网了。
Ⅲ Wi-Fi的组成结构
一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源,架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网,也可不要AP,只需要每台电脑配备无线网卡。AP为Access Point简称,一般翻译为“无线访问接入点”,或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP,就像一般有线网络的Hub一般,无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用,无线保真更显优势,有线宽带网络(ADSL、小区LAN等)到户后,连接到一个AP,然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够,甚至用户的邻里得到授权后,则无需增加端口,也能以共享的方式上网。 随着无线网络的不断兴起和发展,2010年无线网络模块的应用领域相当广泛!
但是无线保真模块毕竟是一高频性质的产品,它不象普通的消费类电子产品,生产设计的时候会有一些莫名其妙的现象和问题,让一些没有高频设计经验的工程师费劲心思,有相关经验的从业人员,往往也是需要借助昂贵的设备来协助分析。
对于无线网络部分的处理,有直接把无线保真部分Layout到PCB主板上去的设计,这种设计,需要勇气和技术,因为本身模块的价格不高,主板对应的产品价格不菲,当有无线保真部分产生的问题,调试更换比较麻烦,直接报废可惜;所以很多设计都愿意采用模块化的无线保真部分,这样可以直接让Wi-Fi部分模块化,处理起来方便,而且模块可以直接拆卸,对于产品的设计风险和具体的耗损也有很大帮助。
具体的硬件设计应该和相关无线保真模块咨询时,要考虑清楚以下方面:
通信接口方面:2010年基本是采用USB接口形式,PCIE和SDIO的也有少部分,PCIE的市场份额应该不大,多合一的价格昂贵,而且实用性不强,集成的很多功能都不会使用,其实也是一种浪费。
供电方面:多数是用5V直接供电,有的也会利用主板设计中的电源共享,直接采用3.3V供电。
天线的处理形式:可以有内置的PCB板载天线或者陶瓷天线;也可以通过I-PEX接头,连接天线延长线,然后让天线外置。
规格尺寸方面:这个可以根据具体的设计要求,最小的有nano型号(可以直接做nano无线网卡);有可以做到迷你型的12*12左右(通常是外置天线方式采用);通常是25*12左右的设计多点(基本是板载天线和陶瓷天线多,也有外置天线接头)。
跟主板连接的形式:可以直接SMT,也可以通过2.54的排针来做插件连接(这种组装/维修方便)。
软件的调试要结合具体的方案主控,毕竟无线保真部分仅仅是一个无线的收发而已。很多用户在咨询的时候,很容易混淆!可以说,2013年无线保真模块应用最火爆的领域就是MID市场,同时传统的一些网络领域应用市场也有渗透,比如一些工业控制领域/网络播放领域/甚至一些遥控领域也有在考虑的,基本上是能用到网络的部分都希望尝试无线化! 一个无线保真联接点网络成员和结构站点(Station),网络最基本的组成部分。
基本服务单元(Basic Service Set,BSS)是网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态地联结(Associate)到基本服务单元中。
分配系统(Distribution System,DS)。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介(Medium)逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的,尽管它们物理上可能会是同一个媒介,例如同一个无线频段。
接入点(Access Point,AP)。接入点既有普通站点的身份,又有接入到分配系统的功能。
扩展服务单元(Extended Service Set,ESS)。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上,并非物理上的--不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。
关口(Portal),也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。
这儿有3种媒介,站点使用的无线的媒介,分配系统使用的媒介,以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重叠。
IEEE802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址(Addressing)。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。
IEEE802.11没有具体定义分配系统,只是定义了分配系统应该提供的服务(Service)。整个无线局域网定义了9种服务,
5种服务属于分配系统的任务,分别为,联接(Association),结束联接(Diassociation),分配(Distribution),集成(Integration),再联接(Reassociation)。
4种服务属于站点的任务,分别为,鉴权(Authentication),结束鉴权(Deauthentication),隐私(Privacy), MAC数据传输(MSDU delivery)。
Ⅳ 无线传感器网络节点硬件的模块化设计
无线传感器网络节点硬件的模块化设计
随着人们对于环境监测要求的不断提高,无线传感器网络技术以其投资成本低、架设方便、可靠性高的性能优势得到了比较广泛的应用。由于无线传感器网络节点需要实现采集、处理、通信等多个功能,因此硬件上采用模块化设计可以大大提高网络节点的稳定性和安全性。那么下面我就来讨论一下无线传感器网络节点硬件的模块化设计。
1 CC2430芯片简介
CC2430是一款工作在2.4 GHz免费频段上,支持IEEE 802.15.4标准的无线收发芯片。该芯片具有很高的集成度,体积小功耗低。单个芯片上整合了ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器。CC2430拥有1个8位MCU(8051),8 KB的RAM,32 KB、64 KB或128 KB的Flash,还包含模拟数字转换器(ADC),4个定时器(Timer),AESl28协处理器,看门狗定时器(Watchdog-timer),32.768 kHz晶振的休眠模式定时器,上电复位电路(Power-on-Reset),掉电检测电(Brown-out-Detection),以及21个可编程I/O接口。
CC2430芯片采用0.18μm CMOS工艺生产,工作时的电流损耗为27 mA;在接收和发射模式下,电流损耗分别为26.7 mA和26.9 mA;休眠时电流为O.5 μA。CC2430的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性,特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。
2 无线传感器网络系统结构
整个无线传感器网络由若干采集节点、1个汇聚节点、1个中转器、1个上位机控制中心组成,系统结构如图1所示。无线传感器网络采集节点完成数据采集、预处理和通信工作;汇聚节点负责网络的发起和维护,收集并上传数据,将中转器下发的命令通告采集节点;中转器负责上传收集到的数据并将控制中心发出的命令信息传递给汇聚节点;控制中心负责处理最终上传数据,并且可以由用户下达网络的操作命令。
采集节点和汇聚节点由CC2430作为控制核心,采集节点可采集并传递数据,汇聚节点负责收集所有采集节点采集到的数据。中转器采用ARM处理器作为控制核心,和汇聚节点采用串口通信,以GPRS通信方式和上位机控制中心进行交互。上位机控制中心实现人机交互,可以处理、显示上传的数据并且可以直接由客户下达网络动作执行命令。
3 节点模块化设计
汇聚节点和采集节点在硬件配置上基本相同,采用模块化设计使得设计通用性更好。
每个节点主要由控制模块、无线模块、采集模块、电源模块4部分构成。
3.1 控制模块
控制模块主要由CC2430及其外围电路构成,完成对采集数据的处理、存储以及收发工作,并对电源模块进行管理。芯片CC2430包括21个可编程I/0口,其中8路A/D接口,可满足多路传感器的采集、处理需求。CC2430自带了一个复位接口,外接一个复位按键可以实现硬件初始化系统。32 MHz晶振提供系统时钟,32.768 kHz晶振供系统休眠时使用。
节点选用芯片FM25L256作为存储设备,这是一款256 Kb铁电存储器,其SPI接口频率高达25 MHz,低功耗运行以及10年的数据保持力保证了节点数据存储的低成本以及可靠性。
3.2 无线模块
无线模块负责节点间数据和命令的传输,因此,合理设计无线模块是节点稳定、高效通信的重要保证。
TI公司提供了一个适用于CC2430的微带巴伦电路,这个设计把无线电RF引脚差分信号的阻抗转换为单端50 Ω。由于该电路直接影响节点的通信质量,在使用前必须对其进行仿真验证。设计中选用ADS仿真软件进行仿真,采用了版图和原理图的联合仿真方法。仿真电路图如图5所示,微带电路为TI提供的微带巴伦电路,分立元件均选自村田公司元件库内的模型,严格保证了仿真数据的`真实性和可靠性。巴伦电路在工作频段内(2.400~2.4835 GHz)信号传输特性高效、稳定。
3.3 采集模块
采集模块负责采集数据并调理数据信号。本设计中,监测的是土壤的温度和湿度数据,采用的传感器是PTWD-3A型土壤温度传感器以及TDR-3型土壤水分传感器。
PTWD-3A型土壤温度传感器采用精密铂电阻作为感应部件,其阻值随温度变化而变化。为了准确地进行测量,采用四线法测量电阻原理,将电阻信号调理成CC2430芯片A/D通道能采样的电压信号。由P354运算放大器、高精度精密贴片电阻以及2.5 V电源构成10 mA恒流源。10 mA的电流环流经传感器电阻R1、R2将电阻信号转换成为电压信号,由差分放大器LT1991一倍增益将信号转换为单端输出送入CC2430芯片的ADC通道进行采样。
TDR-3型土壤水分传感器输出信号即为电压信号。传感器输出信号通过P354运算放大器送入CC2430芯片的ADC通道进行采样。
3.4 电源模块
电源模块负责调理电压、分配能量,分为充电管理模块、双电源切换管理模块、电压转换模块3个模块。本设计中采用额定电压12 V、电容量3 Ah的铅酸电池供电。
作为环境监测的无线传感器网络应用,节点需要在野外无人看守的情况下进行工作,能量补给是系统持续工作的重要保证。本设计采用太阳能电池板为节点在野外工作时进行电能的补给,充电管理模块则是根据日照情况以及电池能量状态对铅酸电池进行合理、有效的充电。光电耦合器TLP521-100和场效应管Q共同构成了充电模块的开关电路,可以由CC2430芯片的I/0口很方便地进行控制。
在太阳能电池板对电池充电时,电池不能对系统进行供电,因此设计中采用了双电源供电方式,保持“一充一供”的工作状态,双电源切换管理模块负责电源的安全、快速切换。如图10所示,采用了两个开关电路对两块电源进行切换。
在电源进行切换时,总是先打开处于闲置状态的电源,再关闭正在为系统供电的电源,因此会在一段短暂的时间内同时有两个电源对系统供电,这是为了防止系统出现掉电情况。
电源模块需提供5 V、3.3 V、2.5 V等多组电源以满足节点各模块的供能需求。由于系统电源组较多,电压转换模块采用了开关型降压稳压器以及低压差线性稳压器等多种电压转换芯片来对电源进行电压转换,同时要确保电源模块供能的高效性。
结语
节点的设计对整个无线传感器网络系统至关重要。本设计采用了功能强大的射频芯片CC2430作为核心管理芯片,能较好地完成数据采集、分析、传输等多个功能。硬件的模块化设计大大加强了节点的稳定性、可靠性和通用性,在野外无人值守的情况下无线传感器网络系统可以长期、稳定地进行环境方面的监测。
;Ⅳ 无线网络设计
我可以设计,但是没时间,你给我邮件,[email protected].把你的MSN告诉我,我会把一般的无线设计的方案发给你一个看一下..
无线网络的设计主要包括测试,信号强度覆盖,天线集化和射频技术,包括考虑布线在内的MESH.
你要的内容也太多了,除非是模板,不然谁有空写那么多出来啊
TP LINK和H3COM的无线设备都是低端的,用aruba\trapeze\nortel \cisco的.
Ⅵ 无线wifi什么原理是什么
Wi-Fi是一个无线网络通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟所持有。我为大家整理了无线WiFi的相关内容,供大家参考阅读!
无线WiFi的技术原理
无线网络在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”,实质上是一种商业认证,同时也是一种无线联网技术,以前通过网线连接电脑,而Wi-Fi则是通过无线电波来连网;常见的就是一个无线路由器,那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用Wi-Fi连接方式进行联网,如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路,则又被称为热点。
无线WiFi的主要功能
无线网络上网可以简单的理解为无线上网,几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持Wi-Fi上网,是当今使用最广的一种无线网络传输技术。实际上就是把有线网络信号转换成无线信号,就如在开头为大家介绍的一样,使用无线路由器供支持其技术的相关电脑,手机,平板等接收。手机如果有Wi-Fi功能的话,在有Wi-Fi无线信号的时候就可以不通过移动联通的网络上网,省掉了流量费。
无线网络无线上网在大城市比较常用,虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好,数据安全性能比蓝牙差一些,传输质量也有待改进,但传输速度非常快,可以达到54Mbps,符合个人和社会信息化的需求。Wi-Fi最主要的优势在于不需要布线,可以不受布线条件的限制,因此非常适合移动办公用户的需要,并且由于发射信号功率低于100mw,低于手机发射功率,所以Wi-Fi上网相对也是最安全健康的。
但是Wi-Fi信号也是由有线网提供的,比如家里的ADSL,小区宽带等,只要接一个无线路由器,就可以把有线信号转换成Wi-Fi信号。国外很多发达国家城市里到处覆盖着由政府或大公司提供的Wi-Fi信号供居民使用,我国也有许多地方实施”无线城市“工程使这项技术得到推广。在4G牌照没有发放的试点城市,许多地方使用4G转Wi-Fi让市民试用。
无线WiFi的应用领域
网络媒体
由于无线网络的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的,因此WLAN无线设备提供了一个世界范围内可以使用的,费用极其低廉且数据带宽极高的无线空中接口。用户可以在Wi-Fi覆盖区域内快速浏览网页,随时随地接听拨打电话。而其它一些基于WLAN的宽带数据应用,如流媒体、网络游戏等功能更是值得用户期待。有了Wi-Fi功能我们打长途电话(包括国际长途)、浏览网页、收发电子邮件、音乐下载、数码照片传递等,再无需担心速度慢和花费高的问题。Wi-FiWi-Fi技术与蓝牙技术一样,同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。
掌上设备
无线网络在掌上设备上应用越来越广泛,而智能手机就是其中一份子。与早前应用于手机上的蓝牙技术不同,Wi-Fi具有更大的覆盖范围和更高的传输速率,因此Wi-Fi手机成为了2010年移动通信业界的时尚潮流。
日常休闲
2010年无线网络的覆盖范围在国内越来越广泛,高级宾馆、豪华住宅区、飞机场以及咖啡厅之类的区域都有Wi-Fi接口。当我们去旅游、办公时,就可以在这些场所使用我们的掌上设备尽情网上冲浪了。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”,并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样,由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方,用户只要将支持Wi-Fi的笔记本电脑或PDA或手机或psp或ipodtouch等拿到该区域内,即可高速接入因特网。
在家也可以买无线路由器设置局域网然后就可以痛痛快快的无线上网了。
无线网络和3G技术的区别就是3G在高速移动时传输质量较好,但静态的时候用Wi-Fi上网足够了。
无线网络的规模商业化应用,在世界范围内罕见成功先例。问题集中在两个方面:一是大型运营商对这一模式的不认可;二是本身缺乏有效的商业模式。但基于无线网络技术的无线局域网已经日趋普及,这意味将来可以十分方便的应用。一旦存在Wi-Fi网络的公众场合,解决了运营商的互联互通、高收费、漫游性的问题,Wi-Fi将来从一个成功的技术转化为成功的商业。
客运列车
2014年11月28日14时20分,中国首列开通WiFi服务的客运列车——广州至香港九龙T809次直通车从广州东站出发,标志中国铁路开始WiFi(无线网络)时代。
列车WiFi开通后,不仅可观看车厢内部局域网的高清影院、玩社区游戏,还能直达外网,刷微博、发邮件,以10-50兆的带宽速度与世界联通。
公共厕所
公厕免费WIFI
重庆南岸区2016年将修建20座带有免费WIFI功能的公厕 。
无线WiFi的产生背景
无线网络是IEEE定义的无线网技术,在1999年IEEE官方定义802.11标准的时候,IEEE选择并认定了CSIRO发明的无线网技术是世界上最好的无线网技术,因此CSIRO的无线网技术标准,就成为了2010年Wi-Fi的核心技术标准。
无线网络技术由澳洲政府的研究机构CSIRO在90年代发明并于1996年在美国成功申请了无线网技术专利。(US Patent Number 5,487,069)发明人是悉尼大学工程系毕业生Dr John O'Sullivan领导的一群由悉尼大学工程系毕业生组成的研究小组 。IEEE曾请求澳洲政府放弃其无线网络专利,让世界免费使用Wi-Fi技术,但遭到拒绝。澳洲政府随后在美国通过官司胜诉或庭外和解,收取了世界上几乎所有电器电信公司(包括苹果、英特尔、联想、戴尔、AT&T、索尼、东芝、微软、宏碁、华硕,等等)的专利使用费。2010年我们每购买一台含有Wi-Fi技术的电子设备的时候,我们所付的价钱就包含了交给澳洲政府的Wi-Fi专利使用费。
2010年全球每天估计会有30亿台电子设备使用无线网络技术,而到2013年底CSIRO的无线网专利过期之后,这个数字预计会增加到50亿。
无线网络被澳洲媒体誉为澳洲有史以来最重要的科技发明,其发明人John O'Sullivan被澳洲媒体称为”Wi-Fi之父“并获得了澳洲的国家最高科学奖和全世界的众多赞誉,其中包括欧盟机构,欧洲专利局,European Patent Office(EPO)颁发的European Inventor Award 2012,即2012年欧洲发明者大奖。
无线WiFi的组成结构
一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源,架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网,也可不要AP,只需要每台电脑配备无线网卡。AP为Access Point简称,一般翻译为“无线访问接入点”,或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP,就像一般有线网络的Hub一般,无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用,Wi-Fi更显优势,有线宽带网络(ADSL、小区LAN等)到户后,连接到一个AP,然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够,甚至用户的邻里得到授权后,则无需增加端口,也能以共享的方式上网。
硬件设备
随着无线网络的不断兴起和发展,2010年无线网络模块的应用领域相当广泛!
但是Wi-Fi模块毕竟是一高频性质的产品,它不象普通的消费类电子产品,生产设计的时候会有一些莫名其妙的现象和问题,让一些没有高频设计经验的工程师费劲心思,有相关经验的从业人员,往往也是需要借助昂贵的设备来协助分析。
对于无线网络部分的处理,有直接把Wi-Fi部分Layout到PCB主板上去的设计,这种设计,需要勇气和技术,因为本身模块的价格不高,主板对应的产品价格不菲,当有Wi-Fi部分产生的问题,调试更换比较麻烦,直接报废可惜;所以很多设计都愿意采用模块化的Wi-Fi部分,这样可以直接让Wi-Fi部分模块化,处理起来方便,而且模块可以直接拆卸,对于产品的设计风险和具体的耗损也有很大帮助。
具体的硬件设计应该和相关Wi-Fi模块咨询时,要考虑清楚以下方面:
通信接口方面:2010年基本是采用USB接口形式,PCIE和SDIO的也有少部分,PCIE的市场份额应该不大,多合一的价格昂贵,而且实用性不强,集成的很多功能都不会使用,其实也是一种浪费。
供电方面:多数是用5V直接供电,有的也会利用主板设计中的电源共享,直接采用3.3V供电。
天线的处理形式:可以有内置的PCB板载天线或者陶瓷天线;也可以通过I-PEX接头,连接天线延长线,然后让天线外置。
规格尺寸方面:这个可以根据具体的设计要求,最小的有nano型号(可以直接做nano无线网卡);有可以做到迷你型的12*12左右(通常是外置天线方式采用);通常是25*12左右的设计多点(基本是板载天线和陶瓷天线多,也有外置天线接头)。
跟主板连接的形式:可以直接SMT,也可以通过2.54的排针来做插件连接(这种组装/维修方便)。
软件的调试要结合具体的方案主控,毕竟Wi-Fi部分仅仅是一个无线的收发而已。很多用户在咨询的时候,很容易混淆!可以说,2013年Wi-Fi模块应用最火爆的领域就是MID市场,同时传统的一些网络领域应用市场也有渗透,比如一些工业控制领域/网络播放领域/甚至一些遥控领域也有在考虑的,基本上是能用到网络的部分都希望尝试无线化!
无线WiFi的网络协议
一个Wi-Fi联接点网络成员和结构站点(Station),网络最基本的组成部分。
基本服务单元(Basic Service Set,BSS)是网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态地联结(Associate)到基本服务单元中。
分配系统(Distribution System,DS)。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介(Medium)逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的,尽管它们物理上可能会是同一个媒介,例如同一个无线频段。
接入点(Access Point,AP)。接入点既有普通站点的身份,又有接入到分配系统的功能。
扩展服务单元(Extended Service Set,ESS)。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上,并非物理上的--不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。
关口(Portal),也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。
这儿有3种媒介,站点使用的无线的媒介,分配系统使用的媒介,以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重叠。
IEEE802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址(Addressing)。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。
IEEE802.11没有具体定义分配系统,只是定义了分配系统应该提供的服务(Service)。整个无线局域网定义了9种服务,5种服务属于分配系统的任务,分别为,联接(Association),结束联接(Diassociation),分配(Distribution),集成(Integration),再联接(Reassociation)。
4种服务属于站点的任务,分别为,鉴权(Authentication),结束鉴权(Deauthentication),隐私(Privacy), MAC数据传输(MSDU delivery)。
无线WiFi的认证种类
前Wi-Fi联盟所公布的认证种类有:
*WPA/WPA2:WPA/WPA2是基于IEEE802.11a、802.11b、802.11g的单模、双模或双频的产品所建立的测试程序。内容包含通讯协定的验证、无线网络安全性机制的验证,以及网络传输表现与相容性测试。
*WMM(Wi-Fi MultiMedia):当影音多媒体透过无线网络的传递时,要如何验证其带宽保证的机制是否正常运作在不同的无线网络装置及不同的安全性设定上是WMM测试的目的。
* WMM Power Save:在影音多媒体透过无线网络的传递时,如何透过管理无线网络装置的待命时间来延长电池寿命,并且不影响其功能性,可以透过WMM Power Save的测试来验证。
*WPS(Wi-Fi Protected Setup):这是一个2007年年初才发布的认证,目的是让消费者可以透过更简单的方式来设定无线网络装置,并且保证有一定的安全性。当前WPS允许透过Pin Input Config(PIN)、Push Button Config(PBC)、USB Flash Drive Config(UFD)以及Near Field Communication 、Contactless Token Config(NFC)的方式来设定无线网络装置。
*ASD(Application Specific Device):这是针对除了无线网络存取点(Access Point)及站台(Station)之外其他有特殊应用的无线网络装置,例如DVD播放器、投影机、打印机等等。
*CWG(Converged Wireless Group):主要是针对Wi-Fi mobile converged devices 的RF 部分测量的测试程序。
无线WiFi的发展前景
融合3G
从覆盖范围、传输速率、基本业务类别、可移动速率、前向扩展、演进走向等多方面综合分析,3G与WLAN是一种可以扬长避短的互补关系。
对于GPRS、CDMA1x、1xRTT、EV-DO、EV-DV等技术而言,上下链路数据业务的对称性是Wi-Fi的一个明显优势。对于3G室内的2Mbit数据速率,Wi-Fi也具有绝对的优势,它当前采用的是802.11b标准,理论数据速率可达11Mbit,实际的物理层数据速率支持1、2、5.5、11Mbit可调,覆盖范围从100-300m。随着802.11g/a、802.16e、802.11i、WiMAX等技术、协议标准的制定和完善,加上Wi-Fi联盟对市场快速的反应能力,Wi-Fi正在进入一个快速发展的阶段。其中,作为802.11b发展的后继标准802.16(WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access全球微波接入互操作性),已经在2003年1月正式获得批准,虽然它采用了与802.11b不同的频段(10-66GHz),但是作为一项无线城域网(WMAN)技术,它可以和802.11b/g/a无线接入热点互为补充,构筑一个完全覆盖城域的宽带无线技术。Wi-Fi/WiMAX作为Cable和DSL的无线扩展技术,它的移动性与灵活性为移动用户提供了真正的无线宽带接入服务,实现了对传统宽带接入技术的带宽特性和QoS服务质量的延伸。
对于Wi-Fi技术而言,漫游、切换、安全、干扰等方面都是运营商组网时需考虑的重点。随着骨干传输网容量和传输速率的提高,无论采用平面或者两层的架构都不会影响到用户的宽带快速接入;随着IAPP以及MobileIP技术的完善、IPv6的发展也可以最终解决漫游和切换的问题;802.11i标准的产生将提供更多的包括WPA2、多媒体认证等安全策略;不断成熟的组网方案和干扰预检测机制都可以减少频率资源开发带来的干扰。
Wi-Fi/WiMAX的市场目标是成为宽带无线接入城域网技术,基本目标是要提供一种城域网领域点对多点的多厂商环境下可有效地互操作的宽带无线接入手段,以实现满足3G标准的以无线广域网WWAN为基本模式、以公众语音及多媒体数据为内容、在全球范围内漫游的个人手机终端的基本市场定位。Wi-Fi/WiMAX也可以作为3G无线广域/城域、多点基站互联支持手段的补充。
Wi-Fi/WiMAX的发展方向包括:网络技术,覆盖更大的范围,从热点到热区到整个城市;Wi-Fi手持终端和VoWLAN业务必然成为潜在的应用模式;基于IP的Wi-Fi/WiMAX的交换技术和开放的业务平台,将使WLAN网络更智能、更易管理;基于多层次的安全策略(WEP、WPA、WPA2、AES、等)提供不同等级的安全方案,将使企业、个人用户可以根据不同的性价比来选择满足自己需要的安全策略。
1.基于全IP的网络架构
不管是商用的还是正在试验的(CDMA2000/WCDMAR99/R4/TD-SCDMA)3G标准都不是基于全IP的网络,比如CDMA2000是基于ANSI-41;WCDMA99/TD-SCDMA是基于传统的GSM-MAP、R4软交换的承载和控制分离方式,而直到R5引入了IMS才实现全IP的核心网。显然全IP的核心网络也是3G发展的方向,采用基于全IP的核心网不但可以与无线接入方式独立地发展,还可以支持包括Wi-Fi/WiMAX、WCDMA、Bluetooth等多种无线接入方式。在3G的R6中已经开始把WLAN和3G一同考虑了。
2.共用开放的业务平台和运营支撑系统
Wi-Fi/WiMAX和3G不同的承载特性(吞吐量、延时、QoS、对称性等)为用户享受语音、数据、多媒体业务提供更多的接入方式选择;它们可通过共用开放的业务平台融合不同的业务引擎实现网络间互通;根据网络服务区内的性能,用户可以手工或者自动选择接入那个网络;同时支持WLAN和3G网络的运营支撑系统,可以对双网实现统一的运营管理、计费、甚至用户身份认证,最大限度降低网络建设、维护成本。
Ⅶ 怎样在有线网络上设计无线网络。
也许对于很多消费者来说,无线技术固然再好、再便捷但是如果不能BT下载,不能流畅地游戏那么它就没有价值。而本文的重点就是向大家介绍如何在WLAN环境下进行合理的BT下载设置,以便获得最佳的使用效果。
也许很多朋友都有这样的感觉,在将自家的有线路由器换成无线路由器以后,BT下载的稳定性和连接速度有了明显的下降,甚至是不能进行BT下载。其实,无论是有线还是无线路由他们的工作原理都基本一样:对内网向外网发出的信息不会进行阻拦,但对来自外部想进入内部网络的信息则会在进行识别、筛选后才会转发给内网电脑,也正是基于此原理,才导致了很多内网BT用户在下载时出现断流和缓慢的现象。当然,对于无线路由器来说,我们还需要进行一些额外的设置才能够获得与有线网络相同的下载效果。
关闭SSID
SSID(ServiceSetIdentifier)一般是由AP或无线路由器广播出来的局域网名称,它的目的是让只有设置为名称相同SSID的值的电脑才能互相通信。
对于BT下载来说,我们建议大家关闭SSID来获得更好的使用你效果。因为,关闭SSID后可以节省带宽的占用率和免除许多网络冗余信息,提高BT的下载速度。 另一方面,关闭SSID后也可以起到对网络保护的作用。关闭SSID广播后,其他用户将无法搜索到你无线设备的SSID,除非他能手动填写出你正确的SSID才能进行连接。
启用加密,控制用户数量
与传统有线路由相比,无线路由器更容易被他人入侵,尤其是没有采用任何加密措施的无线路由,你的邻居将毫不费力的使用你的网络进行下载和其他操作,从而影响你的网络质量。
除了上面提到的关闭SSID,我们还可以通过WEP和WPA这些无线加密手段来对网络进行保护。这里我们建议大家,在其他设置正常的情况下,排除ISP和软件的问题后,您不妨看看是否有人偷偷潜入了您的网络。
IEEE 802.11 Wireless LAN 网络
13.1 网络架构及特性简介
由于可携式计算机(包含笔记型计算机 (notebook) 和掌上型计算机 (laptop))普及率的快速成长,无线局域网络对今日的计算机及通讯工业来讲,将成为一项重要的观念及技术。在无线局域网络的架构中,计算机主机不需要像在传统的有线网络里,必需保持固定在网络架构中的某个节点上,而是可以在任意的时间作任何的移动,也能对网络上的数据作任意的访问。大体说来,无线网络有四项特性与传统的有线网络不同:
一、无线网络的目的地址(Destination Address)通常不等于目的位置(Destination Location):
在有线网络里,一个地址通常就代表一个固定的位置,然而在无线网络里,这件事不一定成立,因为在无线网络中,事先被给定地址的一部计算机,随时都有可能会移动到不同的地方。
二、无线网络的传输媒介会影响整体网络的设计:
无线网络的实体层和有线网络的实体层基本上有很大的不同,无线网络的实体层有下列特性:
点和点之间的连结范围是有限的,因为这牵涉到讯号强弱的关系。
使用了一个需要共享的传输媒介。
传送的讯号未被保护,易受外来噪声干扰。
在数据传送的可靠性来讲,较有线网络来的差。
具有动态的网络拓扑结构。
因为上述的原因,使得设计整个网络的软硬体架构,就会和传统的有线网络不同。举例而言,由于讯号传送范围的受限,使得无线局域网络硬体架构的设计,就必需考虑到只能在一个有着合理几何距离的区域内。
三、无线网络要有能力处理会移动的工作站:
对无线网络来讲,一个重要的要求就是,不但能处理可携式的工作站 (portable station),更要能处理移动式的工作站 (mobile station),可携式的工作站也会从某一个位置移动到另一个位置,但长时间来看,它通常还是会固定在某一个位置上。而移动式的工作站就有可能在短时间内不断的移动,且会在移动中仍对网络上的数据作访问。
四、无线网络和其它 IEEE 802 网络层间的关系不同:
为了达到网络的透明化,无线局域网络希望做到在逻辑链接层就能和别的网络相通,这使得无线局域网络必需将处理移动性工作站及保持数据传送可靠性的能力全做在网络媒介访问层 (MAC Layer) 中,这和传统有线网络在媒介访问层所需具有的功能是不同的。
无线局域网络正逐渐受到重视,为了使各种竞争产品之间能兼容互通,标准的制定就成了重要的工作,而 IEEE 802.11 无线局域网络 (wireless LAN) 的标准就在这样的情况下诞生。
IEEE 802.11 主要目的是要制定一套适合在无线局域网络环境下作业的通讯协议,最重要的工作,就是要制定出 MAC 层和实体层。 因此 IEEE 802.11 的参考模式主要分成两部份,第一部份是制定出适用于所有无线网络系统的 MAC 规格,设计出和实体层无关的 MAC 协议。第二部份则是制定出和传输媒介相关的 PHY 规格。IEEE 802.11 所支持的每一种传输讯号频宽,都有不同的 PHY 规格。例如,915MHz 频宽、2.4GHz 和5.2GHz 频宽以及红外线频宽等,都有不同的 PHY 规格。此外功率的管理和时限性的服务等也包括在 IEEE 802.11的定义范围内。本章讨论的重点将着重在 IEEE 802.11 所制订出的 MAC 通讯协议上。IEEE 802.11 无线局域网络的主要特性如下:
多重传输速率。IEEE 802.11可以让工作站使用不同的传输速率(单位为100kbps)在网络上通讯。例如 0.5 Mbps, 1 Mbps 或 2 Mbps。
frame为 IEEE 802.11 frame。
传输媒介为无线电。
基本通讯协议为 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)。如果同时有二个或二个以上的工作站传送frame将造成冲撞,发生冲撞的frame视为无效并丢弃。IEEE 802.11所采用的 CSMA/CA通讯协议虽可避免大部分不必要的冲撞,但仍无法完全排除冲撞的现象。因此只适合用来传送非实时性的数据。
提供两种传送服务。分布式协调功能 (Distributed Coordination Function, DCF) 使用 CSMA/CA ,适合传输非实时信息。集中式协调功能 (Point Coordination Function, PCF) 由网络协调者 (Point Coordinator) 掌控并且以轮询 (polling) 的方式安排工作站传送frame的时机及顺序。由于工作站传送的时间可事先安排,因此可提供保证传送延迟的服务。
非实时传输使用之频宽不保证公平分配。在 DCF 部份由于工作站利用 CSMA/CA 通讯协议来互相竞争传送frame的机会,并没有轮流传送的特性,因此每个工作站实际使用的频宽量可能不同。
提供认证 (Authentication) 及数据保密 (Privacy) 功能。无线电是一种开放性的介质,任何人都可以很容易的干扰或!!。任证是确任对方的身分,免得在不知情的状况下因
为与陌生人通讯而泄漏重要的信息。保密是利用加密 (Encryption) 及解密 (Decryption) 的技术来保护传送的数据,使得!!者即使!!到数据也无法得知其内容。
较不适合多媒体信息传输。虽然网络提供保证的传送延迟服务,但目前最高的传送速率只有 2 Mbps。此频宽尚不足以应付具有实时要求的多媒体信息。如果无线网络上同时存在许多工作站,则每一部工作站平均分配到的频宽将更少。
13.2 无线局域网络硬件架构
要了解无线局域网络硬件架构之前,要先了解无线局域网络协议的功能需求,因为 IEEE 802.11 就是根据这些需求,拟订了一套无线局域网络系统的基本架构。 IEEE 802.11将最低的功能频宽订为 1Mbps,这对于一般性的操作,像档案传输、程序加载、交易处理等,是绝对必要的。对于需要传输实时数据的应用软件,像数字式声音、影像等,IEEE 802.11也提供了时限性 (time bounded)的服务。另外,IEEE 802.11也定义了包括财务、办公室、学校以及工业大楼等各种环境中的可靠操作需求。此外,还定义了行动式的计算机系统至少必须支持每小时几哩的行人速度。而为了整合这些需求,IEEE 802.11就制订出两种不同类型的无线局域网络基本架构:
有基础架构的无线局域网络 (Infrastructure Wireless LAN)
无基础架构的无线局域网络 (Ad Hoc Wireless LAN)
所谓的基础架构通常指的就是一个现存的有线网络分布式系统 (wired distribution system),在这种网络架构中,会存在一种特别的节点,称作AP (access points),这个AP的功能就是要将一个或多个的无线局域网络和现存的有线网络分散系统相连结,以提供某个无线局域网络中的工作站,能和较远距离的另一个无线局域网络的工作站通讯,另一方面也促使无线局域网络中的工作站,能访问有线分布式系统中的网络资源。这一类型的无线网络通讯范围,通常是以同一栋建筑物出现,例如,商店、医院、或是同一栋楼层。
无基础架构的无线局域网络主要是要提供不限量的用户,能实时架设起无线通信网路,在这种架构中,通常任二个用户间都可直接通讯,这一类的无线网络架构在会议室里经常用得上。IEEE 802.11所制订的架构允许“无基础架构的无线局域网络”和“有基础架构的无线局域网络”同时使用同一套基本访问协议。然而,一般讨论 IEEE 802.11 无线局域网络硬体架构,还是偏重在“有基础架构的无线网络上”。IEEE 802.11 所定义的无线网络硬体架构,主要由下列组件所组成(参考图13-1):
Wireless Medium (WM):无线传输媒介,无线局域网络实体层所使用到的传输媒介。
Station (STA):工作站,任何设备只要拥有 IEEE 802.11 的 MAC 层和 PHY 层的接口,就可称为一个工作站。
Station Services (SS):工作站服务,提供工作站送收数据的服务。
Basic Service Area (BSA):在“有基础架构的无线局域网络”中,每一个几何上的建构区块 (building block) 就称为一个基本服务区域 (Basic Service Area, 简称 BSA) ,每一建构区块的大小依该无线工作站的环境和功率而定。
Basic Service Set (BSS):基本服务区中所有工作站的集合。
Distribute System (DS):分布式系统,通常是由有线网络所构成,可将数个 BSAs 连结起来。
Access Point (AP):AP,连结 BSS 和 DS 的设备,不但具有工作站的功能,还提供工作站具有访问分布式系统的能力,通常在一个 BSA 内会有一个AP。
Extended Service Area (ESA):数个 BSAs 经由 DS 连结在一起,所形成的区域,就叫作一个扩充服务区。
Extended Service Set (ESS):数个经由分布式系统所连接的 BSS 中的每一基本工作站集,形成一个扩充服务集。
Distribution System Services (DSS):分布式系统所提供的服务,使得数据能在不同的 BSSs 间传送。
图13-1 无线网络硬体架构组成组件
IEEE 802.11 无线网络系统与传统的有线局域网络相连结是经由一个称为 “端口接器”(Portal)的连结设备,如图13-2 所示。端口接器的主要功能是将数据从有线局域网络送入无线网络系统,或将来自无线局域网络的数据送入有线局域网络中。这之间除了必须考虑通讯协议的不同外也要考虑到传输媒介的差异。
图13-2 无线局域网络与有线局域网络之相连结
13.3 无线局域网络软件架构
IEEE 802.11的软体架构主要可分为工作站软体和分布式系统软体二部份。标准中并无规定应如何实作此分布式系统软体,取而代之的是,它描述了这个分布式系统应提供那些服务才能满足整个系统所需。因此,无线网络的软件架构可看成是由下列二大类的服务所组成(参考图13-3):
工作站服务 (Station Services, 简称 SS), 由工作站所提供。此类服务提供工作站具有正确送收数据的能力,另外也考虑传送数据的安全性。包含下列两种服务:
身份确认服务(Authentication)
隐密性服务(Privacy)
分布式系统服务(Distribution System Services, 简称 DSS),由分布式系统所提供。此类服务使 MAC frame能在同一个 ESS 中的不同 BSS 间传送。无论工作站移动到那里,也都要能收到它该收到的数据,这类服务大部份是由一个特别的工作站呼叫使用,此工作站本身也同时提供这些服务,因此也称为AP(Access Point, 简称AP)。AP是唯一同时提供 SS 和 DSS的无线网络组件,它也是工作站与分布式系统间的桥梁。分散系统提供下列五种服务:
联结服务(Association)
取消联结服务(Disassociation)
分送服务(Distribution)
整合服务(Integration)
重联结服务(Reassociation)
图13-3 无线网络软体服务架构
IEEE 802.11 所指定的七种服务中有五种是用来支持使“媒介访问服务数据单元”(MAC service data unit,简称 MSDU) 能在不同的 BSS 间传送。另外二种则是用来控制工作站对 IEEE 802.11局域网络的访问,及数据的隐私性。其功能分述如下:
分送服务(Distribution):此服务的主要工作就是将分布式系统中的数据送到该送到的地方。以图13-3 为例,假设有一笔frame要从 工作站 1 送到 工作站 4 ,一开始这笔frame会先被送到工作站 2 ( 输入AP),接着工作站 2 会透过“分送服务”将这笔frame送到工作站 3 (输出AP),而工作站 3 再透过无线媒介将frame送达工作站 4 。IEEE 802.11 并没有规定分散系统要如何将frame正确的送达目的位置,但它说明了在“联结”(Association)、“取消联结”(Disassociation)及“重联结”(Reassociation) 等服务中该提供那些信息,使得分散系统可以决定该笔frame该送往那个 输出AP,而将frame送达正确的目的地位置。
整合服务(Integration):此服务的主要目的是要使frame能在分散系统和现存的传统局域网络间传送。如果分送服务知道该笔frame的目的地位置是一个现存的 IEEE 802.x 有线局域网络,则该笔frame在分散系统中的输出点将是端口接器而不是AP。分送服务若发现该frame是要被送到端口接器将会使得分散系统在frame送达端口接器后接着驱动“整合服务”,而整合服务的任务就是将该笔frame从分散系统转送到相连的局域网络媒介。其中整合服务要做的主要工作就是将不同的地址空间做一个转换。 为了要了解以下所将要介绍的“联结”(Association)、“取消联结”(Disassociation)及“重联结”(Reassociation)等服务的意义,我们先介绍一个叫做“移动性”(mobility) 的观念,IEEE 802.11对工作站,定义了三种程度的“移动性”,分别描述如下: 无变动:此程度的移动性又可分为以下两种型式:静止(工作站根本就没动)及区域性的移动(工作站只在一个基本服务区内移动)。
基本服务区的变动:工作站会从一个基本服务区移动到另一个基本服务区,但仍保持在同一个扩充服务区内。
扩充服务区的变动:工作站会从某一个扩充服务区内的基本服务区移动到另一个扩充服务区内的基本服务区。
联结服务(Association):此服务的主要目的是要在工作站和AP之间建立一个通讯联机。当分布式系统要将数据送给工作站时,它必需事先知道这个工作站目前是透过那个AP来访问分布式系统,这些信息就是由联结服务来提供。一个工作站在被允许借由某个AP送数据给分散系统之前,它必须先和此AP作联结,通常在一个基本服务区内有一个AP,因此任何在这个基本服务区内的工作站想和外界作通讯,就必须先向此AP相联结。此动作类似注册,因为当工作站作完联结的动作后,AP就会记住此工作站目前在它的管辖范围之内。请注意在任一瞬间,任一个工作站只会和一个AP作联结,这样才能使得分散系统能在任一时候知道哪一个工作站是由哪一个AP所管辖。然而,一个AP却可同时和多个工作站作联结。联结服务都是由工作站所启动的,通常工作站会借由启动联结服务来要求和AP作一个联结。
重联结服务(Reassociation):此服务的主要目的是要将一个移动中工作站的联结,从一个AP转移到另一个AP。当工作站从一个基本服务区移动到另一个基本服务区时,它就会启动一个“重联结的服务”,此服务会将工作站和它所移入的基本服务区内的AP作一个联结,使得分散系统将来能知道此工作站目前已由另一个AP所管辖了。重联结的服务也都是由工作站所启动的。
取消联结服务(Disassociation):此服务的主要目的是取消一个联结。当一个工作站传送资料结束时,可以启动“取消联结服务”。另外,当一个工作站从一个基本服务区移动到另一个基本服务区时,它除了会对新的AP启动“重联结服务”外,也会对旧的AP启动“取消联结服务”。此服务可由工作站或AP来启动。不论是哪一方启动,另一方都不能拒绝。AP可能因为网络负荷的原因,而启动此服务对工作站取消联结。
身份确认服务(Authentication):此服务的主要目的是用来确认每一个工作站的身份。IEEE 802.11 支援一种叫做“盘问/响应”(Challenge/Response,简称 C/R) 的身份确认方法。一般 C/R 身份确认的方法主要有下列三个步骤:
声明身份 (Assertion of Identity)
盘问声明 (Challenge of Assertion)
回应盘问 (Response to Challenge)
以下为 C/R 身份确认方法的实例
声明 (Assertion):我是工作站 4
盘问 (Challenge):证明你的身份
回应 (Response):这是我的密码
结果 (Result):如果密码 OK ,工作站就完成身份确认
IEEE 802.11 通常要求双向式的身份确认。在任一瞬间,一个工作站能同时和多个工作站(包含AP)作身份确认的动作。身份确认的服务是属于工作站服务。
隐密性服务 (Privacy);此服务的主要目的是避免传送数据的内容被!!。无线网络和有线网络不太相同的地方,其中一点就在于无线网络的数据是在空气这开放的介质中传播,因此任何只要装有 IEEE 802.11 适配卡的工作站都能接收到别人的数据,所以数据的保密性若做的不好,资料就很容易被别人所!!。“隐密性服务”的主要功能就是提供一套“隐密性服务”的算法 (privacy algorithm) 将数据做加密与解密。“隐密性服务”也是属于工作站服务 。
13.4 frame格式
IEEE 802.11 的 MAC frame格式如图13-4 所示,其中包含
frame标头 (Header):30字节,此部份主要包括了控制信息 (control information),地址 (addressing),顺序号码 (sequencing number),持续时间 (ration) 等字段。
资料:长度不一(0 - 2312 字节),此部份依frame型态 (frame type) 有所不同。
错误检查码 :4 字节,记录frame的检查码,采用 CRC-32 技术。
2 2 6 6 6 2 6 0-2312 4 字节
Frame Control
Duration/ID
Address 1
Address 2
Address 3
Sequence Control
Address 4
Frame Body
CRC
------------------------- MAC Header --------------
图13-4 MAC frame格式
13.4.1 frame控制字段
frame控制字段之格式如图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
图13-5 frame控制字段格式
Protocol Version : 802.11 标准版本,目前值为 00。
Type and Subtype : frame型态,目前定义的有三种 : Data frame, Control frame, Management frame。 每一种型态有可分为若干次型态,如表13-1 所示。
To DS : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(包括广播或群播frame)要传送给分布式系统。若为其它种类的frame,则其值应为 0。
From DS : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(包括广播或群播frame)是由分布式系统传送下来。若为其它种类的frame,则其值应为 0。To DS 与 From DS之组合有四种,期代表意义如表13-2 所示。
More Fragments : 此旗标值为 1 表示工作站尚有其它片段(Fragments) 待传送。若为其它种类的frame,则其值应为 0。
Retry : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(或Managementframe)为重送之frame。接收端可依此讯息来丢弃重复之frame。
Power Management : 此旗标用来显示工作站之电源管理模式。其值为 1 表示此工作站处于省电模式,其值为 0 表示此工作站处于正常模式。所有由 AP 传送的frame上此值都必须为 0。
More Data : 此旗标由 AP 用来通知处于省电模式之工作站说 AP 目前仍有MSDUs 欲传送给该工作站。在 Data frame上其值为 1 表示至少还有一个 MSDU 待转送。若为其它种类的frame,则其值应为 0。
WEP : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(或Managementframe)中所携带的数据已经过 WEP 算法处理过。若为其它的frame,则其值应为 0。
Order : 此旗标值为 1 表示此 Data frame经由严格依序服务等级 (Strictly-Ordered service class) 来传送。若为其它的frame,则其值应为 0。
表13-1 各式frame型态及次型态
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 与 From DS组合与意义
To DS
From DS值
代表意义
To DS = 0
From DS = 0
Dataframe由一个工作站直接传送给另外一个在相同BSS中的工作站
To DS = 1
Dataframe传送给分布式系统
From DS = 0
To DS = 0
From DS = 1
Dataframe由分布式系统传下来
To DS = 1
From DS = 1
由一个AP 传给另外一个AP 的WDSframe
13.4.2 Duration/ID 字段
Duration /ID 字段长度为16位,其用法如下(请参考表13-3):
若frame为控制型态(Control Type),且次型态为PS-Poll, 则此字段代表一个SID, 其最左边两个位都是1, 而剩下的 14 位则是传送此frame之工作站之SID。SID 值的范围为 1 到 2007。
若为其它frame,则此字段代表一个ration, 其值依各frame型态而定。不过对于所有在免竞争期间所传送的frame来说,此字段之值应设为 32768。当Duration/ID 字段的内容小于 32768 时,表示其为一个ration 值,应该被拿来修正NAV。
表13-3 Duration /ID 字段意义 Bit 15
Bit 14
Bits 13-0
用途
0
0-32767
Duration (由此frame结束后起 算,单位为us)
1
0
0
在免竞争期间所传送之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 地址字段
MACframe格式中共有四个地址字段。这些字段用来记录BSSID (BSS Identifier), 起始工作站地址 (Source Address, SA),目地的工作站地址(Destination Address, DA),传送工作站地址(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) 可以是各别或群播地址。是该frame的最终目的地。起始工作站地址 (SA) 是产生此frame的工作站地址。传送工作站地址(TA) 是指在无线媒介上传送此frame的工作站地址。接收工作站地址(RA) 则是指在无线媒介上接收此frame的工作站地址。每一个地址长度都是符合 IEEE 802 标准之 48 位。有些frame并不需要用到所有的地址字段。有些地址字段在使用时和其在地址字段的相对地址(1-4)有关而与地址型态无关。例如当一个工作站接收到一笔frame时,都是用Address 1 的内容来判断该frame是否传送给自己。而 CTS frame (ACKframe) 中的 RA 则等于 RTS frame (需要被回复之frame) 中的 Address 2 的内容。
每个 BSS 都有一个具唯一性的辨识码 (BSSID, 长度为 48 位), 对于有基础架构的BSS, 此辨识码为AP (AP) 中的工作站的地址。对于无基础架构的BSS (IBSS), 此辨识码最左边两个位为 01, 而剩下的 46 位则以随机数产生。广播性BSSID (48 位都为 1) 只能用在管理frame且次型态为Probe (Type = 00, Subtype = 0100 或 0101)。
13.4.4 顺序控制字段 (Sequence Control)
顺序控制字段包含两个次字段 : 顺序号码 (Sequence Number, 12 位) 及片段号码 (Segment Number, 4 位), 如图13-6 所示。其中顺序号码为该frame携带之 MSDU 的顺序号码。每一个 MSDU 都有一个顺序号码, 其值由 0 开始, 到4095, 然后重复轮流使用。由同一个 MSDU 切割出来的片段都应该使用相同的顺序号码。片段号码则是指该片段在原来MSDU所切割出来的片段顺序。第一个片段(或没有切割的MSDU)其值为0。以后则依序加一,到 15 为止,然后重复轮流使用。
4 12 位
Fragment Number
Sequence Number
图13-6 顺序控制字段
13.5 各式frame型态之格式
13.5.1控制frame
控制frame之控制字段内容如图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 如何组建一个安全的小型SOHO无线网络,请给出你的设计方案.
希望可以帮到大家。。。。
Ⅸ zigbee无线网络的低功耗设计要注意那些方面
软件上最主要是休眠和工作的模式。休眠的约长越好。休眠模式一般有很多种。要注意根据应用情况合理选择。
也要考虑网络拓扑尽量使用星型拓扑,这样避免时间同步耗费的通讯时间。如果必须使用树形或Mesh的话就只有自己实现简单的时间同步了。
硬件上就是尽量少的器件,DC-DC的效率,注意IO的漏电流。不用的芯片尽量关闭供电。
Ⅹ wifi硬件结构
无线产品指标
一般的无线产品,接口物理层都应该是符合GB标准的,工作频率范围2400MHz~。频段信道方案有13个,但互相不干扰的信道只有3个,比如常用的1、6、11信道。本文主要是针对频段。
由于此文参考标准WIFI测试及性能规范,某些数据标准已经比较久远,市面上一般已经普及了11n/150M的产品,但是其射频指标的意义及衡量的标准大多数不会改变,此文主要是描述了指标与性能之间的关系,标准及测量只做为参考。
发射功率
定义
此值表征的是设备发送无线信号强度的大小,在满足频谱版、EVM性能的前提下,功率越大,性能越好。
无线发射功率指用于衡量发射信号系性能的高低,发射功率越大,无线信号传输的距离就越远,覆盖的范围就越广,穿透力越强。发射功率理论上可以无限大,但是技术规范和成本影响,发射功率是有限的,并且,功率越大能耗就越大。
标准
我国的无线产品行业标准规定等效全向辐射功率应满足:
1:天线增益小于10dBi时,不大于100mW或20dBm。(一般都是这个功率范围内)
2:天线增益不小于10dBi时,不大于500mW或27dBm。
测量
可使用功率计,矢量信号分析仪,IQview/nxn测试。
发射频谱模板
定义
无线频谱模板可以衡量发送信号的质量和对相邻信道的干扰抑制能力,测试出来的频谱模板越小,离给定的模板越远,其性能越好。
这个一般是测试时用上,在一般的产品手册上不会呈现此项指标,我们的产品手册上也没有。
标准
根据标准的频谱模板观察。11b/g/a发射功率频谱模板要求
b模
a/g模
20M n模
测量
将待测设备处于发射状态,用矢量信号分析仪观察其波形。在给定模板线以下为及格。
发射功率动态范围
定义
在限定误码率的情况下,发射的最大功率和最小功率的比值。在动态范围之内,能保持稳定输出。
标准
室内放装型(100mW,b/g/n)
功率值(dBm)
2412MHz(dBm)
20(满功率)
20±
17(-3dB)
17±
14(-6dB)
14±
11(-9dB)
11±
接收灵敏度