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WIFI技术详解.doc

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.48M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    摘要
    Abstract
    绪论
    1 Wi-Fi概述
    1.1 Wi-Fi技术背景与发展
    1.1.1 Wi-Fi概念
    1.1.2 Wi-Fi技术的背景
    1.2 Wi-Fi技术的发展与特点
    1.2.1 Wi-Fi技术的发展
    1.2.2 现有Wi-Fi技术特点
    2 Wi-Fi技术的原理
    2.1 Wi-Fi技术性能指标和关键技术
    2.1.1 Wi-Fi的性能指标
    2.1.2 Wi-Fi的关键技术
    2.2 Wi-Fi的协议及MAC层关键技术
    2.2.1 CSMA∕CA协议
    2.2.2 BTMA协议
    2.2.3 MAC层IEEE802.11e协议
    2.3 Wi-Fi技术的结构
    2.3.1 Wi-Fi技术的网络结构
    2.3.2 Wi-Fi技术的拓扑结构
    2.4 Wi-Fi的传输方式
    2.4.1 局域网
    2.4.2 数据的传输
    2.4.3 802.11b传输控制
    3 Wi-Fi的应用及未来展望
    3.1 Wi-Fi技术的应用模式
    3.1.1 掌上移动终端的应用
    3.1.2 其他方面的应用
    3.2 Wi-Fi的未来
    3.2.1 Wi-Fi的市场前景
    3.2.2 Wi-Fi技术的未来发展
    结论
    参考文献
    摘要 随着网络的普及，越来越多的人享受到了网络给人们生活带来的方便。但 是上网地点的固定，上网工具不方便携带等问题，使人们对无线网络更加的渴望。 而 Wi-Fi 技术的诞生，正好满足了人们的渴望，也使得 Wi-Fi 技术越来越受到人 们的关注。 所谓“Wi-Fi”其实就是 Wireless Fidelity 的缩写，意思就是无限局域网。 它遵循 IEEE 所制定的 802.11x 系列标准，所以一般所谓的 802.11x 系列标准都 属于 Wi-Fi。根据 802.11x 标准的不同，Wi-Fi 的工作频段也有 2.4G/HZ 和 5G/HZ 的差别。但是 Wi-Fi 却能够实现随时随地上网需求，也能提供较高速的宽带接入。 当然，Wi-Fi 技术也存在着诸如兼容性，安全性等方面的问题，不过它也凭借着 自身的优势，占据着主流无线传输的地位。 本文首先对Wi-Fi的技术背景和发展情况做了简单的叙述，然后着重研究了 Wi-Fi技术的原理，其中包括了Wi-Fi的性能指标，实现Wi-Fi的关键技术，Wi-Fi 协议，其次讨论了Wi-Fi的网络的构成，和传输方式，最后对Wi-Fi的应用做了一 些介绍，并对Wi-Fi技术未来的发展做出了假设和展望。 关键词：Wi-Fi；IEEE802.11；直序扩频技术;跳频技术 - -I
    Abstract For the popularity of the network, more and more people have felt its convenience. However, the restricted area of the net and the inconvenience of the tool’s taking make people strongly eager for Wi-Fi. Wifi’s producing which satisfied people’s desire has made it more attractive. , Wifi is the abbreviation of wireless fidelity. It obeys the standard 802.11X IEEE. That is to say, standard 802.11X belongs to wifi. According to the different standard 802.11X, wifi has operation band in 2.4G/HZ and 5G/HZ. Even though there are also some problems like Compatibility and net work security of wifi, it also occupied the mainstream wireless transmission with its advantages. This article firstly briefly introduces the background and the development of wifi, focusing on the technology principles which include its performance index, the key technologies of its realization and the wifi protocols. Then it discusses the wifi’s networking and its transmission. Finally, it presents the application of wifi and make the hypothesis and the outlook of wifi’s development. Keywords: Wi-Fi; IEEE802.11 ;Direct-sequence Technique ;FHSS - -II
    目录 摘要................................................................................................................................ I ABSTRACT................................................................................................................ II 绪论............................................................................................................................... 1 1 WI-FI 概述................................................................................................................ 2 1.1WI-FI 技术背景与发展 ............................................. 2 1.1.1 Wi-Fi 概念........................................................................................................ 2 1.1.2 Wi-Fi 技术的背景............................................................................................ 2 1.2 WI-FI 技术的发展与特点 ..........................................3 1.2.1 Wi-Fi 技术的发展............................................................................................ 3 1.2.2 现有 Wi-Fi 技术特点....................................................................................... 4 2 WI-FI 技术的原理.................................................................................................... 5 2.1 WI-FI 技术性能指标和关键技术 .................................... 5 2.1.1 Wi-Fi 的性能指标............................................................................................ 5 2.1.2 WI-FI 的关键技术 .............................................. 5 2.2 WI-FI 的协议及 MAC 层关键技术 .................................... 8 2.2.1 CSMA∕CA 协议.................................................................................................. 8 2.2.2 BTMA 协议.......................................................................................................... 8 2.2.3 MAC 层 IEEE802.11e 协议................................................................................ 9 2.3 WI-FI 技术的结构 ............................................... 10 2.3.1 Wi-Fi 技术的网络结构.................................................................................. 10 2.3.2 Wi-Fi 技术的拓扑结构...................................................................................11 2.4 WI-FI 的传输方式 ............................................... 13 2.4.1 局域网............................................................................................................. 13 2.4.2 数据的传输..................................................................................................... 14 2.4.3 802.11b 传输控制.......................................................................................... 16 3 WI-FI 的应用及未来展望...................................................................................... 18 3.1 WI-FI 技术的应用模式 ........................................... 18 3.1.1 掌上移动终端的应用..................................................................................... 18 - -III
    3.1.2 其他方面的应用............................................................................................. 18 3.2 WI-FI 的未来 ................................................... 19 3.2.1 Wi-Fi 的市场前景.......................................................................................... 19 3.2.2 Wi-Fi 技术的未来发展.................................................................................. 19 结论............................................................................................................................. 21 参考文献..................................................................................................................... 22 IV - -
    绪论 随着技术的发展，各种传输方式不断的更新，Wi-Fi 所谓一种可移动的高速 传输方式，受到了世界各国的广泛关注。 目前我们上网主要采用的是有线接入的方式，正因为这样的接入方式，导致 了我们享受网络咨询的同时，受到了上网地点的限制，从而使网络咨询的快速传 达大打折扣。而 Wi-Fi 技术，就解决了这一难题。不仅如此，Wi-Fi 作为一种更 加方便的接入方式，在同样身为无线接入方式的 3G 技术，Wi-MAX 等技术中也有 着自己的优势。3G 传输速率只有 2M，而且还只限于话音跟数据业务，而 Wi-MAX 的构建更加的复杂，Wi-Fi 与之相比，有着更快的传输速率，更丰富的业务和更 简单的构建方法，所以 Wi-Fi 必将在未来很长一段时间内占据这无线接入方式的 主流地位。 我国目前也在大力发展 Wi-Fi 技术，无线网络覆盖的热点也越来越多，相信 Wi-Fi 这个方便快捷的无线接入技术，必将有美好的前景。 - -1
    1 Wi-Fi 概述 1.1 Wi-Fi 技术背景与发展 1.1.1 Wi-Fi 概念 所谓“Wi-Fi”其实就是 Wireless Fidelity 的缩写，意思就是无限局域网。 由于作为 Wi-Fi 产品的标准是遵循 IEEE 所制定的 802.11x 系列标准，所以一般 所谓的 802.11x 系列标准都属于 Wi-Fi。而目前最流行的标准就是 802.11b，也 就是无线的标准协议。该标准从 802.11 的 2MB 基础带宽增加到 11MB，达到局域 网水平，而且 802.11g 还可以兼容 802.11b，因此成为市场新贵。 1.1.2 Wi-Fi 技术的背景 Wi-Fi 技术从提出到现在已经在电信业和 IT 业引起了广泛的关注和应用。 英特尔花费了近 20 亿美元开发、推广自带无线网络模块的迅弛笔记本处理器, 由此可见 Wi-Fi 将在近几年内得到极大的发展,而且还预示着这是一个不可逆转 的方向。 目前,许多的固定、移动电话运营商都已杀入这块市场。国际上已经有许多 的移动运营商们争先恐后地向用户提供付费 Wi-Fi 服务。斯普林特(Sprint)已向从 事 Wi-Fi 技术的公司 BoingoWireless 进行投资,并宣布将与 Wyndham International 酒店合作,部署 Wi-Fi 热点。凌志达通讯有限公司(Nextel Communications Inc)正与 摩托罗拉公司(Motorola Inc)合作开发 Wi-Fi 手机,并向一家为企业部署用于 Wi-Fi 和手机移动通信网络的公司 Radio Frame Networks Inc 提供支持。 2003 年 3 月 17 日,美国最大的移动运营商 Verizon 无线宣布将在机场、酒店 等室内热点地区提供 Wi-Fi 无线接入服务。同时 AT&T 无线、T-Mobile 美国公司 也在积极进行 Wi-Fi 接入铺设。Nextel 公司则选择面向大企业客户,主要基于该公 司手机用户基础上开展 Wi-Fi 业务。各大公司的介入，表明了 Wi-Fi 技术的无限 前景。 而事实证明 Wi-Fi 技术在全球的商用范围很广,用户数量巨大,有较广泛的应 用,除了运营商经营以外,包括政府、企业和个人在内,在公共场合、企业内部、家 庭都有应用。到 2006 年底,全球 Wi-Fi 的芯片出货总量达到了 5 亿块, 在全球 100 - -2
    多个国家有超过 6 万个热点。因此,Wi-Fi 的用户基础良好, 仅次于 3G 技术。 由此可见,Wi-Fi 作为传统以太网的无线延伸有可能实现人们一直追求的“无 处不在的移动宽带时代”,随着厂家的大力推广、技术的不断改进,必将成为无线 通信的另一种选择,也必然掀起无线通信领域的大变革。但要真正实现电信级 Wi-Fi 网络的部署和应用,对于国内的运营商而言,既存在着挑战又存在着机遇。国 内运营商也应该把握该技术所带来的机会,从而在无线通信领域拓展出更广阔的 利润空间。 1.2 Wi-Fi 技术的发展与特点 1.2.1 Wi-Fi 技术的发展 Wi-Fi 产品的标准是遵循 IEEE ——美国电工电子技术协会所制定的 802.11 系列标准，它是美国电机电子工程师协会为解决无线网络设备互连，于 1997 年 6 月制定发布的无线局域网标准。所以一般所谓的 802.11X 系列标准都属于 Wi-Fi。 IEEE802.11 主要用于解决办公室局域网和校园中用户与用户终端的无线连 接，其业务主要局限于数据访问，速率最高只能达到 2Mbps。由于它在速率和传 输距离上都不能满足人们的需要，因此，IEEE 又相继推出了 802.11b，802.11a 和 802.11g3 个新标准，下面分别进行简要的介绍。 IEEE802.11 标准的制定推动了无线网络的发展，但由于传输速率只 有 1~2Mbps ，该标准 未能得到广泛 的发 展与应用。 1999 年， IEEE 通过了新 的 IEEE802.11a 和 IEEE802.11b 标准。IEEE802.11b 定义了使用直接序列扩频调制 技术，在 2.4GHz 频带实现速率为 11Mbps 的无线传输。由于 DSSS 技术的实现比 OFDM 容易，IEEE802.11b 标准的发展比 IEEE802.11a 快得多，在 1999 年年末首 先出现了支持 IEEE802.11b 标准的产品，随后得到广泛商用，并通过互通性测试。 IEEE802.11b 已成为当今 WLAN 的主流标准。 随着用户需求的增加，又诞生了 IEEE802.11a 标准，该标准工作在 5GHz 频 段 ， 最 大 速 率 可 达 54Mbps 。 采 用 OFDM 调 制 技 术 的 IEEE802.11a 标 准 与 IEEE802.11b 相比，具有两个明显的优点：第一，提高了每个信道的最大传输速 率（11~54Mbps）第二，增加了非重叠的信道数。因此，采用 IEEE802.11a 标准 的 WLAN 可以同时支持多个相互不干扰的高速 WLAN 用户。不过这些优点是以兼容 - -3
    性和传输距离为代价。IEEE802.11a 和 IEEE802.11b 工作在不同的频段，俩个标 准的产品不能兼容。由于传输距离的减小，要覆盖相同的范围，就需要更多的 IEEE802.11a 接入点。2002 年年初，首次出现了支持 IEEE802.11a 标准的产品。 2001 年 1 月，IEEE802.11g 标准以草案的形式面世，在 2003 年 5 月以成为 正式标准。IEEE802.11g 标准既能提供与 IEEE802.11a 相同的传输速率，又能与 已有的 IEEE802.11b 设备后向兼容。IEEE802.11g 也工作在 ISM2.4GHz 频段，在 速率不大于 11Mbps 时，仍采用 DSSS 调制技术；当传输速率高于 11Mbps 时，则 采用传输效率更高的 OFDM 调制技术。与 IEEE802.11a 相比，IEEE802.11g 的优 点是以性能的降低为代价的。虽然 OFDM 调制技术能达到更高的速率，但 2.4GHz 频带的可用带宽是固定的，IEEE802.11g 只能使用 2.4Hz 频段的 3 个信道，而 IEEE802.11a 在 5GHz 频带室内∕室外可用的信道各有 8 个。由于 IEEE802.11a 的可用信道数比 IEEE802.11g 多，在相同传输速率下，频道重叠少，干扰就小。 所以，IEEE802.11a 与 IEEE802.11g 相比，具有较强的抗干扰能力。 1.2.2 现有 Wi-Fi 技术特点 Wi-Fi 标准在设定时就有自身所带的一些优点和缺点。其主要问题是:第一, 在 Wi-Fi 标准中,802.11b 是目前最广泛使用的标准,目前的产品中,支持此标准 的产品比支持 802.11a 和 802.11g 的产品便宜,但也是 Wi-Fi 标准中带宽最低、 传输距离最短的一个标准。第二,802.11a 比 802.11b 具有更大的吞吐量,可同时 使用多个频道以加速传输速率,电波不易受干扰,传输速率也很快达 54Mbps,但由 于它的工作频率在 5GHz,与 802.11b 和 802.11g 不兼容(此二者工作于 2.4GHz), 所以它是目前使用较少的一个 Wi-Fi 标准。第三,802.11g 的传输速率(理论上达 54Mbps) 比 802.11b( 理 论 上 为 11Mbps) 要 高 , 并 且 可 与 之 兼 容 , 但 是 它 却 比 802.11b 更容易受外界干扰,如无绳电话、微波炉及其它在 2.4GHz 频段上的设备。 最后就是在安全性上的问题，一般的无线设备在传播信息时所使用的无线信 号可被其他人侦听到,并且目前常用的 802.11b 和 802.11g 工作在免费的通用频 段之内,所以 Wi-Fi 无线设备在设计的过程中必须要考虑到安全保密的内容。目 前所生产的无线设备中大多数采用的是 40/128 位的 WEP,部分产品支持 VPN 技术, 在安全性方面已达到了一定的水平,但随着技术的发展,安全性方面还有待改进。 - -4
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