WIFI技術知多少？
作者：百檢網 時間：2021-11-22 來源：互聯網
WiFi概念：
WiFi是WLAN（無線局域網，Wireless Local Area Network）目前*主流的一種技術，基于IEEE802.11系列協議。
WiFi的原意是一種
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WiFi基本工作原理：
半雙時分系統：同一區域、同一頻點/信道、同一時間只有一個設備能發送報文。
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工作模式：
主要采用DCF（分布式協調，Distributed Coordination Function）,即通過CSMA/CA（載波偵聽多路訪問/沖突避免，Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）技術來實現信道共享。
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WiFi技術參數
主要五參數：頻段、速率、頻寬、空間流數量、MU-MIMO。
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1）頻段：兩個主要頻段2.4GHz,5GHz ;2.4GHz和5GHz頻段
無線信號衰減公式：Los=32.4+20lg(F)+20lg(R）
其中：Los（dB）是衰減，F（MHz）是頻率，R（km）是距離。
由此可得：2.4GHz的衰減慢、穿墻性能好；5GHz的衰減快、穿墻性能差。
注：穿墻性能好，意味著覆蓋范圍廣，但同時也意味著接受干擾源的范圍廣。
具體：
2.4GHz:中國開放了13個信道（2.402~2.483GHz）,但北美只開放11個信道。
適用協議：802.11b/g/n,其中802.11n支持雙頻工作。
2.4GHz是ISM頻段（工業/科學/醫用頻段，Industrial Scientific and Medical Band）中的一段，各國都開放，因此許多無線技術都采用該頻段（主要有微波爐、藍牙和ZigBee、WiFi、車庫門控制器、無繩電話、無線鼠標、一些無線家用設備）
5GHz：中國開放了5.8GHz和5.1GHz兩個頻段。
5.8GHz（5.725~5.850GHz）頻段：
含5個互不干擾的子信道（149,153,157,161,165），也屬于ISM頻段。
5.1GHz（5.150~5.350）頻段：
含8個互不干擾的子信道（36,40,44,48,52,56,60,64）
適用協議：802.11a/n/ac,其中801.11n支持雙頻工作。
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2）速率：
關聯速率和實際吞吐量（以下描述的都是WiFi的關聯速率）
在實際傳輸時，由于有Beacon幀（信標）類的短報文、傳輸延遲、競爭避讓等因素，*大的有效吞吐量只有關聯速率的50%！
2、3個設備以*大關聯速率發送數據時，整個無線網絡利用率*高；設備數量再增加，無線網絡整體的吞吐量就會*速下降。
802.11：只有1、2Mbps兩種速率。
802.11b：共四種速率，增加5.5、11Mbps兩種速率，向下兼容802.11。
802.11a/g:支持6、9、12、18、24、36、48、54Mbps八種速率。
802.11g向下兼容802.11b,共12種速率。
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3）頻寬：
信道綁定（Channel Bonding）
802.11n開始引入，指成倍提升頻寬，在實際操作中即同時占用相鄰信道。
802.11n支持40MHz和20MHz兩種頻寬。
802.11ac支持更高的80MHz和160MHz頻寬。
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4）空間流數量
MIMO(多入多出Multiple-Input Multiple-Output)
MIMO采用空間復用技術，將數據分割成多個平行的數據子流并通過多副天線傳輸；為了避免被切割的信號不一致，在接收端也采用多個天線同時接收，根據時間差的因素將分開的各信號重新組合，還原出原本的數據。傳輸效率與數據子流（空間流）數量成正比。
802.11n協議*多支持四條空間流；
802.11ac協議*多支持八條空間流；
802.11ac wave2*大的特點是支持MU-MIMO（多用戶多入輸出,Multi-User Multiple-Input Multiple-Output），能進一步提高無線網絡的利用率。
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5）MU-MIMO
MU-MIMO（多用戶多入輸出,Multi-User Multiple-Input Multiple-Output）技術實現描述：
上行MU-MIMO：不同終端使用相同的時頻資源進行上行發送。（終端側基本不用做改動，設備側需要識別各終端并加以區隔，避免干擾）
下行MU-MIMO：設備使用相同的時頻資源向不同終端進行下行發送。（終端側通過消除/零陷（Zero Forcing）算法,分離不同發送給不同終端的數據流；也可以通過在設備側采用波速賦形（BF,Beam forming）的方法，提前分離不同用戶的數據流，從而簡化設備側的操作）。
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WiFi技術優缺:
WiFi技術優點
1）網絡覆蓋范圍大，移動便捷
WiFi的熱點覆蓋而積較大，可達到直徑200米，隨著技術的進一步發展，這個而積還在不斷地擴大之中。
而在WiFi的熱點覆蓋而積內，若用戶數量有所變化，只需增加或減少移動終端，即增減無線接入點既可，非常方便快捷。
WiFi連接點網絡不同于有線網絡，它不依賴于物理上的有線骨干網，用戶在其熱點覆蓋范圍內可以任意移動而不至于斷開連接，并可隨時根據需要組建網絡，若有需要，還可利用無線設備連入有線網絡。
而移動的便捷，也進一步擴大了WiFi的使用范圍。
2）傳輸速度快
WiFi的傳輸速度雖根據無線網卡的標準不同而有所差異，但整體速度較快，能夠適應個人和社會對信息化發展的需求。
但是限于技術水平，口前WiFi的傳輸質量和數據安全性都還有較大的提升空間。
3）安裝簡單
由于WiFi連接點網絡不依賴于物理上的有線骨干網，因此在構建網絡時，不再需要對線纜的鋪設工作進行安排，大大節省了安裝費用，簡化了安裝工作。
用戶只需在WiFi的熱點覆蓋而積使用搭載無線網卡的筆記本電腦或其他終端，即可連上網絡，而不再需要將電話線或網線直接連在電腦上，在很大程度上節省了空間，簡化了上網過程。
4)健康安全
WiFi連接點網絡使用的IEEE802.11協議對
并且WiFi的使用設備離人體尚有一段距離，并不需要像手機一樣與使用者身體進行直接接觸，因此對人體造成的傷害較低，使用起來比較安全。
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WiFi技術的缺點
1)由于WiFi不依賴物理上的有線骨干網，因此它的傳輸速率尚不穩定，容易受到頻率干擾，進而顯著降低傳輸速率。
另外，雖然WiFi的傳輸速率較高，但是相對的，要求的系統開銷也較高，這樣會減少將近一半的應用層帶寬，也會明顯影響速度。
2)無線電波在傳輸時，會受到相似頻段電波的干擾，同時在傳輸過程中，也難免會有折射、反射、衍射等現象，在遇上屏蔽能力較強的阻隔時，甚至會出現信號無法穿透的情況，嚴重影響傳輸質量。
3）由于WiFi的用戶認證加密技術尚不成熟，從數據的安全性和保密性來看，WiFi傳輸遠不及有線傳輸方式。
總結：WiFi是新興技術，比起相對較為成熟的有線接入方式，盡管在無線傳輸方面有很多使用上的優勢，但是由于其發展時間過短，在技術和應用方面還存在很多的缺陷和小足，同時技術上還有較大的提升空間，需要相關技術人員引起足夠的重視。