802.11 簡介
802.11為IEEE(美國電氣和電子工程師協(xié)會,The Institute of Electrical and Electronics Engineers)于1997年公告的無線局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)资厉,適用于有線站臺與無線用戶或無線用戶之間的溝通連結(jié)。
自第二次世界大戰(zhàn)螺句,無線通訊因在軍事上應(yīng)用的成果而受到重視富雅,無線通訊一直發(fā)展,但缺乏廣泛的通訊標(biāo)準(zhǔn)拌屏。于是罚攀,IEEE在1997年為無線局域網(wǎng)制定了第一個(gè)版本標(biāo)準(zhǔn)──IEEE 802.11党觅。其中定義了媒體訪問控制層(MAC層)和物理層。物理層定義了工作在2.4GHz的ISM頻段上的兩種擴(kuò)頻作調(diào)制方式和一種紅外線傳輸?shù)姆绞?/em>斋泄,總數(shù)據(jù)傳輸速率設(shè)計(jì)為2Mbit/s杯瞻。兩個(gè)設(shè)備可以自行構(gòu)建臨時(shí)網(wǎng)絡(luò),也可以在基站(Base Station, BS)或者接入點(diǎn)(Access Point炫掐,AP)的協(xié)調(diào)下通信魁莉。為了在不同的通訊環(huán)境下獲取良好的通訊質(zhì)量,采用CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)硬件溝通方式募胃。
1999年加上了兩個(gè)補(bǔ)充版本:802.11a定義了一個(gè)在5GHz ISM頻段上的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)54Mbit/s的物理層旗唁,802.11b定義了一個(gè)在2.4GHz的ISM頻段上但數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)11Mbit/s的物理層。 2.4GHz的ISM頻段為世界上絕大多數(shù)國家通用痹束,因此802.11b得到了最為廣泛的應(yīng)用检疫。蘋果公司把自己開發(fā)的802.11標(biāo)準(zhǔn)起名叫AirPort。1999年工業(yè)界成立了Wi-Fi聯(lián)盟祷嘶,致力解決匹配802.11標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品的生產(chǎn)和設(shè)備兼容性問題屎媳。
擴(kuò)頻調(diào)制方式
Direct-Sequence Spread-Spectrum (DSSS) - 直序擴(kuò)頻
Frequency Hopping Spread-Spectrum (FHSS) - 跳頻擴(kuò)頻
2.4G的優(yōu)勢就來自于它的帶寬。所以下面又引出了個(gè)新的概念擴(kuò)頻(spread Specturm)论巍。我們需要在兩個(gè)城市間快遞一份包裹(就是我們的遙控指令)如果走50條車道的公路你只能守法的走其中一條烛谊,中途不能變道,這樣嘉汰,你遇到堵車的概率就相對很大了丹禀。 但是如果你是走有4K 條車道的公路,并且警察規(guī)定你可以合法的使用其中的100條或全部路的話鞋怀。你幾乎可以完全不堵車的到達(dá)終點(diǎn)双泪。擴(kuò)頻的概念簡單的說就是讓你的設(shè)備使用比需要寬的多的帶寬。這樣一來接箫,如果有一個(gè)窄帶的干擾存在的話攒读,只會干擾你的一部分傳輸能力,如果再使用相應(yīng)的抗干擾技術(shù)辛友,就可以使干擾消除
直序擴(kuò)頻(FHSS)就像是在上述的有4K 條車道的公路上,按照一點(diǎn)規(guī)律(或沒規(guī)律,但事前有約定的方式) 頻繁的變換車道行駛废累。這樣遇到堵車的概率就小得多了邓梅。如果有一條車道堵車,你被堵的概率就是你所占用總共車道數(shù)N分之一邑滨。 (我們的GSM 手機(jī)就是可以工作在這種模式下日缨,抵抗干擾的時(shí)分多址模式)。
跳頻擴(kuò)頻(DSSS)掖看。就像是在上述的有4K 條車道的公路上匣距,開車,但是把你車上的包裹平均分成了N多小份哎壳,把他們放在N多輛車上走N多條車道同時(shí)以相同的速度駛向終點(diǎn)毅待,大家可以想像,即便有一輛條車道堵車归榕,包裹的絕大部分也會被安全送達(dá)中點(diǎn)尸红。(我們的CDMA,和WCDMA 手機(jī)就是工作在這個(gè)模式下的碼分多址模式)
擴(kuò)頻公式
c = b + log2(1 + s/n)
c:無線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)量
b:無線網(wǎng)絡(luò)頻寬
s:信號強(qiáng)度
n:噪聲
s/n:信噪比
由公式可見頻寬與信噪比越大刹泄,無線傳輸數(shù)據(jù)量越大外里。
紅外傳輸方式
由于傳輸特性等原因未實(shí)現(xiàn)
802.11 主要協(xié)議
協(xié)議 | 發(fā)布年/月 | Op.標(biāo)準(zhǔn)頻寬 | 實(shí)際速度(標(biāo)準(zhǔn)) | 實(shí)際速度(最大) | 半徑范圍(室內(nèi)) | 半徑范圍(室外) |
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Legacy | 1997 | 2.4-2.5 GHz | 1 Mbit/s | 2 Mbit/s | ? | ? |
802.11a | 1999 | 5.15-5.35(室內(nèi))/5.47-5.725/5.725-5.875 GHz | 25 Mbit/s | 54 Mbit/s | 約30米 | 約45米 |
802.11b | 1999 | 2.4-2.5 GHz | 6.5 Mbit/s | 11 Mbit/s | 約30米 | 約100米 |
802.11g | 2003 | 2.4-2.5 GHz | 25 Mbit/s | 54 Mbit/s | 約30米 | 約100米 |
802.11n | 2009 | 2.4 GHz or 5 GHz bands | 300 Mbit/s(20MHz*4 MIMO) | 600 Mbit/s(40MHz*4 MIMO) | 約70米 | 約250米 |
802.11p | 2009 | 5.86-5.925 GHz | 3 Mbit/s | 27 Mbit/s | 約300米 | 約1000米 |
802.11ac | 2011.11 | 5 GHz | 433Mbit/s, 867Mbit/s(80MHz,160MHz為可選) | 867Mbit/s, 1.73 Gbit/s, 3.47 Gbit/s, 6.93 Gbit/s(8 MIMO特石,160MHz) | 約35米 | |
802.11ad | 2009.12 | 2.4/5/60 GHz | 4620Mbps | 7Gbps(6756.75Mbps) | 約1-10米 | |
802.11ax | 2018.12 | 2.4/5 GHz | 10.53Gbps | 10米 | 100米 |
802.11b (即所謂的高速無線網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn))
工作在2.4GHz頻率盅蝗,規(guī)定每個(gè)信道頻寬為22MHz,有14個(gè)重疊的信道姆蘸,只有三個(gè)安全不重疊的信道墩莫。
它有時(shí)也被錯(cuò)誤地標(biāo)為Wi-Fi。實(shí)際上Wi-Fi是無線局域網(wǎng)聯(lián)盟(WLANA)的一個(gè)商標(biāo)乞旦,該商標(biāo)僅保障使用該商標(biāo)的商品互相之間可以合作贼穆,與標(biāo)準(zhǔn)本身實(shí)際上沒有關(guān)系。
不同區(qū)域無線資源策略不同
區(qū)域 | 頻寬 | 信道劃分 |
---|---|---|
美國 | 2.412 GHz – 2.462 GHz | 1 - 11 |
歐洲 | 2.412 GHz – 2.472 GHz | 1 - 13 |
中國 | 2.412 GHz – 2.472 GHz | 1 - 13 |
日本 | 2.412 GHz – 2.484 GHz | 1 - 14 |
各信道中間值差為5MHz
802.11a
工作在5GHz的頻率上兰粉,每個(gè)信道頻寬為20MHz故痊。由于頻寬高,可容納更多的重疊的信道玖姑。由于2.4GHz頻寬上的影響比較多愕秫,微波爐、藍(lán)牙焰络、無繩電話戴甩、地鐵的一些設(shè)備都是工作在2.4GHz頻寬上,所以使用802.11a協(xié)議可解決上述問題闪彼。但是由于設(shè)備價(jià)格問題甜孤,該協(xié)議并沒有得到廣泛的應(yīng)用协饲。
802.11g
工作在2.4GHz頻率上,將最大傳輸速度提升到與802.11a相同的速度的54 Mbit缴川。每個(gè)信道頻寬20/22MHz茉稠,只要無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中都支持802.11g協(xié)議,則會按照該協(xié)議速度傳輸把夸,若無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中存在802.11b協(xié)議的設(shè)備而线,則整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)全局降速為802.11b的傳輸速度。
802.11n
采用MIMO(Multiple-Input Multiple-Output 多進(jìn)多出通信技術(shù))兼容2.4GHz與5GHz恋日,最高速度可達(dá)600 Mbit/s膀篮,多天線多無線電波獨(dú)立收發(fā)信號。每個(gè)信道頻寬20/40MHz岂膳。和802.11g協(xié)議相同誓竿,可實(shí)現(xiàn)全局降速。
參考資料
安全牛 - 苑房弘老師 Kali Linux安全測試
https://edu.aqniu.com/course/83
IEEE 802.11百度百科
https://baike.baidu.com/item/IEEE%20802.11/8447947
802.11協(xié)議基礎(chǔ)知識
https://blog.csdn.net/qq_20448859/article/details/55106621
IEEE 802.11維基百科
https://zh.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11
跳頻技術(shù) (FHSS) 及直接序列 (DSSS) 展頻技術(shù)
http://blog.sina.com.cn/s/blog_3c2bf90a0101r04d.html