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80211b無線網路傳輸規范

發布時間:2023-08-27 04:08:20

㈠ 無線區域網802.11標准

※有線網路里可以通過提高帶寬或者改善編碼方案來提高數據發送速率。但是在無線網里無法提高帶寬,只能通過改變編碼方案來提高。因為無線信號發出去以後,編碼方案是公開的,所以大家都能收到信息並且知道信息的內容,這時候就有安全隱患問題,因此無線網路的編碼還要有加密機制。即使收到信號,但是無法解析信號的意思

調頻擴頻FHSS
直接序列擴頻DSSS
紅外線IR

☆使用802.11b無線通信,在遵循這些安全制約的前提下,這時就是Wifi介面了

無線區域網不能簡單地搬用CSMA/CD協議,原因為:
CSMA/CD協議要求一個站點在發送本站數據的同時還必須不間斷地檢測信道,但在無線區域網的設備中要實現這種功能就花費過大;即使能夠實現沖突檢測的功能,並且當我們在發送數據時檢測到信道是空閑的,在接收端仍然有可能發生沖突

這種未能檢測出媒體上已存在的信號的問題叫做隱蔽站問題

當A和C檢測不到無線信號時,都以為B是空閑的,因而都向B發送數據,結果發生碰撞
而在有線網路里,任何一個站點發送的信號,在共享介質的節點上都能看到發送端發送的信號。只是由於廣播延遲的影響,有的節點看到得早,有的節點看到得晚,但是不存在看不到信號的情況。而↑圖就會看不到

B向A發送數據並不影響C向D發送數據,這就是暴露站問題

B向A發送數據,而C又想和D通信。C檢測到媒體上有信號,於是就不敢向D發送數據

因為隱蔽站和暴露站這樣的問題存在,使得沖突情況變得復雜。無線區域網不能使用CSMA/CD,而只能使用改進的CSMA協議。改進的辦法是將CSMA增加一個沖突避免功能。802.11就使用CSMA/CA協議。而在使用CSMA/CA的同時還增加使用確認機制

是不是可靠性傳輸和傳輸介質沒有關系。網數據傳輸由於可靠性傳輸只是加了一個可靠性保障機制。無線局域它的通信環境惡劣,本身信道的傳輸誤碼率高,差錯率也高,導致傳輸效果比較差。這種服務如果直接被上層使用那麼這個無線通信質量就會很差。但是通過可靠性保障,在無線通信層或者在MAC層向上層提供的是可靠性的數據傳輸的話,就屏蔽了無線通信的不穩定性對上層的影響,使得上層應用基於無線通信的效果變得更好一些

MAC層通過協調功能來確定在基本服務集BSS中的移動站在什麼時間能發送數據或接收數據

• 點協調功能(無爭用服務):PCF子層使用集中控制的接入演算法將發送數據權輪流交給各個站從而避免了碰撞的產生
• 分布協調功能(爭用服務):DCF子層在每一個節點使用CSMA機制的分布式接入演算法,讓每個站通過爭用信道來獲取發送權。因此DCF向上提供爭用服務。各個站點是平等的,可以隨時發送數據,會容易發生沖突

站在完成發送後,必須再等待一段很短的時間(繼續監聽)才能發送下一幀。這段時間的通稱是幀間間隔IFS。這是為了競爭信道使用權
幀間間隔長度取決於該站欲發送的幀的類型,高優先順序幀需要等待的時間較短。低優先順序幀還沒來得及發送而其他站的高優先順序幀已發送到媒體,則低優先順序幀只能再推遲發送,減少發生沖突的機會

三種IFS類型:
• SIFS 短幀間間隔,長度為28微秒
• PIFS 點協調功能幀間間距,長度為78微秒
• DIFS,分布協調功能幀間間距,長度為128微秒

待發送數據的站先檢測信道。在802.11標准中規定了在物理層的空中介面進行物理層的載波監聽。發送數據通過收到的相對信號強度是否超過一定的門限數值就可判定是否有其他的移動站在信道上。當源站發送它的第一個MAC數據幀時,若檢測到信道空閑,則在等待一段時間DIFS後就可發送(目的:讓可能存在的高優先順序幀先發送)。源站發送了自己的數據幀,目的站若正確收到此幀,則經過時間間隔SIFS後,向源站發送確認幀ACK。若源站在規定時間內沒有收到確認幀ACK(由重傳計時器控制這段時間),就必須重傳此幀,直到收到確認為止,或者經過若干次的重傳失敗後放棄發送。是一種可靠性傳輸(可靠或不可靠傳輸並不是數據會不會傳成功或者失敗,而是不管成功還是失敗發送方會知道結果,這就是可靠性傳輸)

源站在MAC幀首部中的第二個欄位將它要佔用信道的時間(包括目的站發回確認幀所需的時間)通知給所有其他站,以便使其他所有站在這一段時間都停止發送數據,大大減少沖突機會
「虛擬載波監聽」表示其他站並沒有真正地物理監聽信道,而是由於其他站收到了「源站的通知」才不發送數據

當一個站檢測到正在信道中傳送的MAC幀首部的「持續時間」欄位時,就調整自己的網路分配向量NAV(Network Allocation Vector)。NAV指出了必須經過多少時間對方站才能完成數據幀的這次傳輸,才能使信道轉入到空閑狀態

信道從忙態變為空閑時,任何一個站要發送數據幀時,不僅都必須等待一個DIFS的間隔,而且還要進入爭用窗口,並計算隨機退避時間以便再次重新試圖接入到信道。在信道從忙態轉為空閑時,各站就要執行退避演算法,這樣就減少了發生碰撞的概率

802.11使用二進制指數退避演算法:
第i次退避就在2 2 + i 個時隙中隨機地選擇一個
第1次退避是在8個時隙(而不是2個)中隨機選擇一個
第2次退避是在16個時隙(而不是4個)中隨機選擇一個

源站A在發送數據幀之前先發送一個短的控制幀,叫做請求發送RTS(Request To Send),它包括源地址,目的地址和這次通信(包括相應的確認幀)所需的持續時間

若媒體空閑,則目的站B就發送一個相應控制幀,叫做允許發送CTS(Clear To Send)。A收到CTS幀後就可發送其數據幀

同一個數據會話期間的內部幀間隔就是個短幀間隔(SIFS)
源站在等待DIFS時間以後,應該還要等一個爭用窗口,這里假設爭用窗口為0

覆蓋城市的部分區域,網路跨度較大。對於基站的功率、網路安全性都有較高的要求
每個單元的用戶數量比IEEE 802.11多。需要更高的帶寬,稱為寬頻無線網路標准
IEEE802.16工作環境通常在室外,容易受到天氣等因素的干擾
設計目標能夠支持實時流應用的服務質量要求。IEEE 802.11隻是提供一定程度的支持
802.11 窄帶無線網路 主要應用於室內,也稱為Wifi

㈡ 無線網路標准--IEEE 802.11x系列

目前常見的無線網路標准以IEEE 802.11*系列為主。它是IEEE國際電氣和電子工程師協會制定的一個通用無線區域網標准。最初的IEEE 802.11標准只是用於數據存取,傳輸速率最高只能達到2Mb/s。由於速度慢不能滿足數據應用發展的需求,所以後來該協會又推出了 IEEE 802.11b、 802.11a、 802.11g這三個新的標准。這三個標准都是經IEEE批準的無線區域網規范,標準的確立也就意味著廠商們的認可和支持,它們之問技術差別很大,所走的發展道路也不一樣。

1、802.11b網路(2.4 GHz,11 M)

802.11b網路是目前一般用戶最常使用的規格,它工作在2.4 GHz頻段;可在室外300米、室內辦公環境100米的范圍內,以每秒11 MB的速度無線上網傳遞數據。802.11b使用動態速率漂移,可隨環境變化在11 Mb/s、5.5 Mb/s、 2Mb/s、 1  Mb/s之間切換。值得注意的是最高11 Mb/s的速度為共享速度,一個AP所能承載的用戶在10人左右。目前最熱的Intel迅馳技術,就屬於最新改良版本的802.11b技術。802.11b的最大缺點是其速度。雖然11 Mbps的傳輸速率對大多數寬頻用戶的接入速度來說已經足夠,但該性能指標卻不能滿足日益增長的寬頻網路的需求。即便是個人用戶,目前國內不少家庭的寬頻接入速度也已超過1 MB/s,無論802.11b如何改進,它已呈現出力不從心的態勢。

2、802.11a網路(5 GHz,54 M)

作為802.11b的繼承者,802.11a具各很多優勢,其主要表現:安全性較佳,很多企業就看中了這一點,有12個頻道可以利用,能減少干擾問題802.11a傳輸速度比802.11b約快五倍,能同時提供更多用戶同時使用,最高理論速度可以達到54Mhls。此外,802.11a獨特的5GHz工作頻段也在抗干擾性上優於802.11b/g,因為在日常生活中,許多電子設備都是基於2.4 GHz頻段工作的,這正好與802.11b/g的工作頻段相同並產生沖突(如果家中同時安裝有無線區域網和無繩電話,那麼當使用無繩電話時便會發現通話效果時好時壞,這就是典型的干擾問題),如藍牙設備、微波爐等。5 GHz工作頻段具有2.4 GHz無法比擬的抗干擾優勢,但由於頻段較高,使得802.1 la的傳輸距離大打折扣,5 GHz頻段的電磁波在遭遇牆壁、地板、傢具等障礙物時的反射與衍射效果均不如2.4 GHz頻段的電磁波好,因而造成802.11 a筱蓋范圍偏小的缺陷;其次,由於設計復雜,基於802.11a標準的無線產品的成本要比802.11b高得多。此外,802.11a設備與802.11b網路並不兼容。

3、802.11g網路(2.4 GHz,54 M)

由於802.11b和802.11a都不能令人滿意,IEEE制定了新的802.11 g標准。目前還有最新的802.11g技術已經投入應用,和802.11a相比,802.11g在提供了同樣54 Mb/s的高速下,採用了與802.11b相同的2.4GHz頻段,因而解決了升級後的兼容性問題。同時802.11g也繼承了802.11b覆蓋范圍廣的優點,其價格也相對較低。當用戶過渡到「g網」時,只需購買相應的無線AP即可,而原有的802.11b無線網卡則可繼續使用,靈活性較802.11a要強得多。802.11g的優勢可以概括為:擁有802.11a的速度,同時安全性又優於802.11 b,而且還能與後者兼容。但存在問題是802.11g與802.11 b一樣都使用三個頻道,通信線路過少,所以安全性比802.11a還是略遜一籌。

4、IEEE 802.11n(2.4 GHz/5 GHz,300M,最高600 M)

802.11n是IEEE在2004年1月組成的一個新的工作組在802.11-2007的基礎上發展出來的標准,於2009年9月正式批准。該標准增加了對MIMO的支持,允許40MHz的無線頻寬,最大傳輸速度理論值為600Mb/s。同時,通過使用Alamouti提出的空時分組碼,該標准擴大了數據傳輸范圍

5、IEEE 802.11ac (5 GHz,500M)

802.11ac是一個正在發展中的802.11無線計算器網上通信標准,它通過6 GHz頻帶(也就是一般所說的5GHz頻帶)進行無線區域網(WLAN)通信。理論上,它能夠提供最少每秒1 Gigabit帶寬進行多站式無線區域網(WLAN)通信,或是最少每秒500 Megabits(500 Mb/s)的單一連線傳輸帶寬。

它採用並擴展了源自802.11n的空中介面(air interface)概念,包括:更寬的RF帶寬(提升至160 MHz),更多的MIMO空間流(spatial streams,增加到8),MU-MIMO,以及高密度的解調變(molation,最高可達到256 QAM)。它是IEEE 802.11n的潛在的繼任者。

6、IEEE 802.11ax(2.4 GHz/5 GHz,54 M)

2017年,Broadcom率先推出802.11ax無線晶元,由於先前802.11ad主要在於60 GHz頻段,雖然增長了傳輸速度,但是其覆蓋范圍受到限制,便成為輔助802.11ac的功能性技術。 依照IEEE的官方項目,繼承802.11ac的第六代Wifi為802.11ax,自2018年起推出支持的分享器。

######################

IEEE 802.11,1997年,原始標准(2Mbit/s,播在2.4GHz)。

IEEE 802.11a,1999年,物理層補充(54Mbit/s,播在5GHz)。

IEEE 802.11b,1999年,物理層補充(11Mbit/s,播在2.4GHz)。

IEEE 802.11c,匹配802.1d的媒體接入控制層橋接(MAC Layer Bridging)。

IEEE 802.11d,根據各國無線電規定做的調整。

IEEE 802.11e,對服務等級(Quality of Service,QoS)的支持。

IEEE 802.11f,基站的互連性(IAPP,Inter-Access Point Protocol),2006年2月被IEEE批准撤銷。

IEEE 802.11g,2003年,物理層補充(54Mbit/s,播在2.4GHz)。

IEEE 802.11h,2004年,無線覆蓋半徑的調整,室內(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz頻段)。

IEEE 802.11i,2004年,無線網路的安全方面的補充。

IEEE 802.11j,2004年,根據日本規定做的升級。

IEEE 802.11k,該協議規范規定了無線區域網絡頻譜測量規范。該規范的制訂體現了無線區域網絡對頻譜資源智能化使用的需求。

IEEE 802.11n,更高傳輸速率的改善,基礎速率提升到72.2Mbit/s,可以使用雙倍帶寬40MHz,此時速率提升到150Mbit/s。支持多輸入多輸出技術(Multi-Input Multi-Output,MIMO)。

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目前市面上無線路由器常見使用的標准:

IEEE 802.11a

802.11a是802.11原始標準的一個修訂標准,於1999年獲得批准。802.11a標准採用了與原始標准相同的核心協議,工作頻率為5GHz,使用52個正交頻分多路復用副載波,最大原始數據傳輸率為54 Mb/s,這達到了現實網路中等吞吐量(20 Mb/s)的要求。

由於2.4GHz頻段日益擁擠,使用5GHz頻段是802.11a的一個重要的改進。但是,也帶來了問題。傳輸距離上不及802.11b/g;理論上5GHz信號也更容易被牆阻擋吸收,所以802.11a的覆蓋不及801.11b。802.11a同樣會被干擾,但由於附近干擾信號不多,所以802.11a通常吞吐量比較好。

IEEE 802.11b

802.11b是無線區域網的一個標准。其載波的頻率為2.4GHz,可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多重傳送速度。它有時也被錯誤地被標為Wi-Fi。實際上Wi-Fi是Wi-Fi聯盟的一個商標,該商標僅保障使用該商標的商品互相之間可以合作,與標准本身實際上沒有關系。在2.4-GHz的ISM頻段共有11個頻寬為22 MHz的頻道可供使用,它是11個相互重疊的頻段。IEEE 802.11b的後繼標準是IEEE 802.11g。

IEEE 802.11g 

802.11g在2003年7月被通過。其載波的頻率為2.4GHz(跟802.11b相同),共14個頻段,原始傳送速度為54Mbit/s,凈傳輸速度約為24.7 Mb/s(跟802.11a相同)。802.11g的設備向下與802.11b兼容。

其後有些無線路由器廠商因應市場需要而在IEEE 802.11g的標准上另行開發新標准,並將理論傳輸速度提升至108Mb/s或125Mb/s。

IEEE 802.11n 

802.11n是IEEE在2004年1月組成的一個新的工作組在802.11-2007的基礎上發展出來的標准,於2009年9月正式批准。該標准增加了對MIMO的支持,允許40MHz的無線頻寬,最大傳輸速度理論值為600Mb/s。同時,通過使用Alamouti提出的空時分組碼,該標准擴大了數據傳輸范圍

IEEE 802.11ac 

802.11ac是一個正在發展中的802.11無線計算器網上通信標准,它通過6 GHz頻帶(也就是一般所說的5GHz頻帶)進行無線區域網(WLAN)通信。理論上,它能夠提供最少每秒1 Gigabit帶寬進行多站式無線區域網(WLAN)通信,或是最少每秒500 megabits(500 Mb/s)的單一連線傳輸帶寬。

它採用並擴展了源自802.11n的空中介面(air interface)概念,包括:更寬的RF帶寬(提升至160 MHz),更多的MIMO空間流(spatial streams,增加到8),MU-MIMO,以及高密度的解調變(molation,最高可達到256 QAM)。它是IEEE 802.11n的潛在的繼任者。

IEEE 802.11ax

2017年,Broadcom率先推出802.11ax無線晶元,由於先前802.11ad主要在於60 GHz頻段,雖然增長了傳輸速度,但是其覆蓋范圍受到限制,便成為輔助802.11ac的功能性技術。 依照IEEE的官方項目,繼承802.11ac的第六代Wifi為802.11ax,自2018年起推出支持的分享器。

㈢ 「WIFI功能: 支持802.11b/g/n無線協議」是什麼意思

802.11b是11M。802.11g是54M。如果是802.11b/g,那就說明同時支持兩種協議,可以根據實際情況自動切換,現在的網卡都有這項功能。
當然你最好在自己的無線路由里設置為「802.11b/g混合模式」

詳細說明兩種協議:
IEEE 802.11b是無線區域網的一個標准。其載波的頻率為2.4GHz,傳送速度為11Mbit/s。IEEE 802.11b是所有無線區域網標准中最著名,也是普及最廣的標准。它有時也被錯誤地標為Wi-Fi。實際上Wi-Fi是無線區域網聯盟(WLANA)的一個商標,該商標僅保障使用該商標的商品互相之間可以合作,與標准本身實際上沒有關系。在2.4-GHz-ISM頻段共有14個頻寬為22MHz的頻道可供使用。IEEE 802.11b的後繼標準是IEEE 802.11g,其傳送速度為54Mbit/s。

IEEE 802.11g2003年7月,通過了第三種調變標准。其載波的頻率為2.4GHz(跟802.11b相同),原始傳送速度為54Mbit/s,凈傳輸速度約為24.7Mbit/s(跟802.11a相同)。802.11g的設備與802.11b兼容。

補充:鋒銳 k40A 21有無線模塊是802.11b/g的。

㈣ 80211a 80211b 80211g三種無線電區域網的標准

802.11a
高速WLAN協議,使用5G赫茲頻段。最高如山速率54Mbps,實際使用速率約為22-26Mbps。
802.11b
目前是最流行的WLAN協議,使用2.4G赫茲頻段。最高速率11Mbps,實際使用速率根據距離和信號強度可變(150米內1-2Mbps,50米激橡悉內可達到11Mbps)明乎。
802.11g
802.11g是802.11b在同一頻段上的擴展。支持達到54Mbps的最高速率。兼容802.11b。該標准成為下一步無線數據網的標准。

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