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80211b无线网络传输规范

发布时间:2023-08-27 04:08:20

㈠ 无线局域网802.11标准

※有线网络里可以通过提高带宽或者改善编码方案来提高数据发送速率。但是在无线网里无法提高带宽,只能通过改变编码方案来提高。因为无线信号发出去以后,编码方案是公开的,所以大家都能收到信息并且知道信息的内容,这时候就有安全隐患问题,因此无线网络的编码还要有加密机制。即使收到信号,但是无法解析信号的意思

调频扩频FHSS
直接序列扩频DSSS
红外线IR

☆使用802.11b无线通信,在遵循这些安全制约的前提下,这时就是Wifi接口了

无线局域网不能简单地搬用CSMA/CD协议,原因为:
CSMA/CD协议要求一个站点在发送本站数据的同时还必须不间断地检测信道,但在无线局域网的设备中要实现这种功能就花费过大;即使能够实现冲突检测的功能,并且当我们在发送数据时检测到信道是空闲的,在接收端仍然有可能发生冲突

这种未能检测出媒体上已存在的信号的问题叫做隐蔽站问题

当A和C检测不到无线信号时,都以为B是空闲的,因而都向B发送数据,结果发生碰撞
而在有线网络里,任何一个站点发送的信号,在共享介质的节点上都能看到发送端发送的信号。只是由于广播延迟的影响,有的节点看到得早,有的节点看到得晚,但是不存在看不到信号的情况。而↑图就会看不到

B向A发送数据并不影响C向D发送数据,这就是暴露站问题

B向A发送数据,而C又想和D通信。C检测到媒体上有信号,于是就不敢向D发送数据

因为隐蔽站和暴露站这样的问题存在,使得冲突情况变得复杂。无线局域网不能使用CSMA/CD,而只能使用改进的CSMA协议。改进的办法是将CSMA增加一个冲突避免功能。802.11就使用CSMA/CA协议。而在使用CSMA/CA的同时还增加使用确认机制

是不是可靠性传输和传输介质没有关系。网数据传输由于可靠性传输只是加了一个可靠性保障机制。无线局域它的通信环境恶劣,本身信道的传输误码率高,差错率也高,导致传输效果比较差。这种服务如果直接被上层使用那么这个无线通信质量就会很差。但是通过可靠性保障,在无线通信层或者在MAC层向上层提供的是可靠性的数据传输的话,就屏蔽了无线通信的不稳定性对上层的影响,使得上层应用基于无线通信的效果变得更好一些

MAC层通过协调功能来确定在基本服务集BSS中的移动站在什么时间能发送数据或接收数据

• 点协调功能(无争用服务):PCF子层使用集中控制的接入算法将发送数据权轮流交给各个站从而避免了碰撞的产生
• 分布协调功能(争用服务):DCF子层在每一个节点使用CSMA机制的分布式接入算法,让每个站通过争用信道来获取发送权。因此DCF向上提供争用服务。各个站点是平等的,可以随时发送数据,会容易发生冲突

站在完成发送后,必须再等待一段很短的时间(继续监听)才能发送下一帧。这段时间的通称是帧间间隔IFS。这是为了竞争信道使用权
帧间间隔长度取决于该站欲发送的帧的类型,高优先级帧需要等待的时间较短。低优先级帧还没来得及发送而其他站的高优先级帧已发送到媒体,则低优先级帧只能再推迟发送,减少发生冲突的机会

三种IFS类型:
• SIFS 短帧间间隔,长度为28微秒
• PIFS 点协调功能帧间间距,长度为78微秒
• DIFS,分布协调功能帧间间距,长度为128微秒

待发送数据的站先检测信道。在802.11标准中规定了在物理层的空中接口进行物理层的载波监听。发送数据通过收到的相对信号强度是否超过一定的门限数值就可判定是否有其他的移动站在信道上。当源站发送它的第一个MAC数据帧时,若检测到信道空闲,则在等待一段时间DIFS后就可发送(目的:让可能存在的高优先级帧先发送)。源站发送了自己的数据帧,目的站若正确收到此帧,则经过时间间隔SIFS后,向源站发送确认帧ACK。若源站在规定时间内没有收到确认帧ACK(由重传计时器控制这段时间),就必须重传此帧,直到收到确认为止,或者经过若干次的重传失败后放弃发送。是一种可靠性传输(可靠或不可靠传输并不是数据会不会传成功或者失败,而是不管成功还是失败发送方会知道结果,这就是可靠性传输)

源站在MAC帧首部中的第二个字段将它要占用信道的时间(包括目的站发回确认帧所需的时间)通知给所有其他站,以便使其他所有站在这一段时间都停止发送数据,大大减少冲突机会
“虚拟载波监听”表示其他站并没有真正地物理监听信道,而是由于其他站收到了“源站的通知”才不发送数据

当一个站检测到正在信道中传送的MAC帧首部的“持续时间”字段时,就调整自己的网络分配向量NAV(Network Allocation Vector)。NAV指出了必须经过多少时间对方站才能完成数据帧的这次传输,才能使信道转入到空闲状态

信道从忙态变为空闲时,任何一个站要发送数据帧时,不仅都必须等待一个DIFS的间隔,而且还要进入争用窗口,并计算随机退避时间以便再次重新试图接入到信道。在信道从忙态转为空闲时,各站就要执行退避算法,这样就减少了发生碰撞的概率

802.11使用二进制指数退避算法:
第i次退避就在2 2 + i 个时隙中随机地选择一个
第1次退避是在8个时隙(而不是2个)中随机选择一个
第2次退避是在16个时隙(而不是4个)中随机选择一个

源站A在发送数据帧之前先发送一个短的控制帧,叫做请求发送RTS(Request To Send),它包括源地址,目的地址和这次通信(包括相应的确认帧)所需的持续时间

若媒体空闲,则目的站B就发送一个相应控制帧,叫做允许发送CTS(Clear To Send)。A收到CTS帧后就可发送其数据帧

同一个数据会话期间的内部帧间隔就是个短帧间隔(SIFS)
源站在等待DIFS时间以后,应该还要等一个争用窗口,这里假设争用窗口为0

覆盖城市的部分区域,网络跨度较大。对于基站的功率、网络安全性都有较高的要求
每个单元的用户数量比IEEE 802.11多。需要更高的带宽,称为宽带无线网络标准
IEEE802.16工作环境通常在室外,容易受到天气等因素的干扰
设计目标能够支持实时流应用的服务质量要求。IEEE 802.11只是提供一定程度的支持
802.11 窄带无线网络 主要应用于室内,也称为Wifi

㈡ 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。

㈢ “WIFI功能: 支持802.11b/g/n无线协议”是什么意思

802.11b是11M。802.11g是54M。如果是802.11b/g,那就说明同时支持两种协议,可以根据实际情况自动切换,现在的网卡都有这项功能。
当然你最好在自己的无线路由里设置为“802.11b/g混合模式”

详细说明两种协议:
IEEE 802.11b是无线局域网的一个标准。其载波的频率为2.4GHz,传送速度为11Mbit/s。IEEE 802.11b是所有无线局域网标准中最着名,也是普及最广的标准。它有时也被错误地标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是无线局域网联盟(WLANA)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-ISM频段共有14个频宽为22MHz的频道可供使用。IEEE 802.11b的后继标准是IEEE 802.11g,其传送速度为54Mbit/s。

IEEE 802.11g2003年7月,通过了第三种调变标准。其载波的频率为2.4GHz(跟802.11b相同),原始传送速度为54Mbit/s,净传输速度约为24.7Mbit/s(跟802.11a相同)。802.11g的设备与802.11b兼容。

补充:锋锐 k40A 21有无线模块是802.11b/g的。

㈣ 80211a 80211b 80211g三种无线电局域网的标准

802.11a
高速WLAN协议,使用5G赫兹频段。最高如山速率54Mbps,实际使用速率约为22-26Mbps。
802.11b
目前是最流行的WLAN协议,使用2.4G赫兹频段。最高速率11Mbps,实际使用速率根据距离和信号强度可变(150米内1-2Mbps,50米激橡悉内可达到11Mbps)明乎。
802.11g
802.11g是802.11b在同一频段上的扩展。支持达到54Mbps的最高速率。兼容802.11b。该标准成为下一步无线数据网的标准。

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