Wi-Fi在中文里又稱作“行動熱點(diǎn)”,是Wi-Fi聯(lián)盟制造商的商標(biāo)做為產(chǎn)品的品牌認(rèn)證,是一個創(chuàng)建于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)技術(shù)。基于兩套系統(tǒng)的密切相關(guān),也常有人把Wi-Fi當(dāng)做IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的同義術(shù)語。“Wi-Fi”常被寫成“WiFi”或“Wifi”,但是它們并沒有被Wi-Fi聯(lián)盟認(rèn)可。
并不是每樣匹配IEEE 802.11的產(chǎn)品都申請Wi-Fi聯(lián)盟的認(rèn)證,相對地缺少Wi-Fi認(rèn)證的產(chǎn)品并不一定意味著不兼容Wi-Fi設(shè)備。
IEEE 802.11的設(shè)備已安裝在市面上的許多產(chǎn)品,如:個人計算機(jī)、游戲機(jī)、MP3播放器、智能手機(jī)、平板電腦、打印機(jī)、筆記本電腦以及其他可以無線上網(wǎng)的周邊設(shè)備。
無線網(wǎng)絡(luò)在無線局域網(wǎng)的范疇是指“無線相容性認(rèn)證”,實質(zhì)上是一種商業(yè)認(rèn)證,同時也是一種無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù),以前通過網(wǎng)線連接電腦,而Wi-Fi則是通過無線電波來連網(wǎng);常見的就是一個無線路由器,那么在這個無線路由器的電波覆蓋的有效范圍都可以采用Wi-Fi連接方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),如果無線路由器連接了一條ADSL線路或者別的上網(wǎng)線路,則又被稱為熱點(diǎn)。
無線網(wǎng)絡(luò)是IEEE定義的無線網(wǎng)技術(shù),在1999年IEEE官方定義802.11標(biāo)準(zhǔn)的時候,IEEE選擇并認(rèn)定了CSIRO發(fā)明的無線網(wǎng)技術(shù)是世界上最好的無線網(wǎng)技術(shù),因此CSIRO的無線網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),就成為了2010年Wi-Fi的核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由澳洲政府的研究機(jī)構(gòu)CSIRO在90年代發(fā)明并于1996年在美國成功申請了無線網(wǎng)技術(shù)專利。(US Patent Number 5,487,069)
發(fā)明人是悉尼大學(xué)工程系畢業(yè)生Dr John O'Sullivan領(lǐng)導(dǎo)的一群由悉尼大學(xué)工程系畢業(yè)生組成的研究小組 。
IEEE曾請求澳洲政府放棄其無線網(wǎng)絡(luò)專利,讓世界免費(fèi)使用Wi-Fi技術(shù),但遭到拒絕。澳洲政府隨后在美國通過官司勝訴或庭外和解,收取了世界上幾乎所有電器電信公司(包括蘋果、英特爾、聯(lián)想、戴爾、AT&T、索尼、東芝、微軟、宏碁、華碩,等等)的專利使用費(fèi)。2010年我們每購買一臺含有Wi-Fi技術(shù)的電子設(shè)備的時候,我們所付的價錢就包含了交給澳洲政府的Wi-Fi專利使用費(fèi)。
組成結(jié)構(gòu)
一般架設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)的基本配備就是無線網(wǎng)卡及一臺AP,如此便能以無線的模式,配合既有的有線架構(gòu)來分享網(wǎng)絡(luò)資源,架設(shè)費(fèi)用和復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)。如果只是幾臺電腦的對等網(wǎng),也可不要AP,只需要每臺電腦配備無線網(wǎng)卡。AP為Access Point簡稱,一般翻譯為“無線訪問接入點(diǎn)”,或“橋接器”。
它主要在媒體存取控制層MAC中扮演無線工作站及有線局域網(wǎng)絡(luò)的橋梁。有了AP,就像一般有線網(wǎng)絡(luò)的Hub一般,無線工作站可以快速且輕易地與網(wǎng)絡(luò)相連。特別是對于寬帶的使用,Wi-Fi更顯優(yōu)勢,有線寬帶網(wǎng)絡(luò)(ADSL、小區(qū)LAN等)到戶后,連接到一個AP,然后在電腦中安裝一塊無線網(wǎng)卡即可。普通的家庭有一個AP已經(jīng)足夠,甚至用戶的鄰里得到授權(quán)后,則無需增加端口,也能以共享的方式上網(wǎng)。
硬件設(shè)備
隨著無線網(wǎng)絡(luò)的不斷興起和發(fā)展,2010年無線網(wǎng)絡(luò)模塊的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛!
但是Wi-Fi模塊畢竟是高頻性質(zhì)的產(chǎn)品,它不像普通的消費(fèi)類電子產(chǎn)品,生產(chǎn)設(shè)計的時候會有一些莫名其妙的現(xiàn)象和問題,讓一些沒有高頻設(shè)計經(jīng)驗的工程師費(fèi)盡心思,有相關(guān)經(jīng)驗的從業(yè)人員,往往也是需要借助昂貴的設(shè)備來協(xié)助分析。
對于無線網(wǎng)絡(luò)部分的處理,有直接把Wi-Fi部分Layout到PCB主板上去的設(shè)計,這種設(shè)計,需要勇氣和技術(shù),因為本身模塊的價格不高,主板對應(yīng)的產(chǎn)品價格不菲,當(dāng)有Wi-Fi部分產(chǎn)生的問題,調(diào)試更換比較麻煩,直接報廢可惜;所以很多設(shè)計都愿意采用模塊化的Wi-Fi部分,這樣可以直接讓W(xué)i-Fi部分模塊化,處理起來方便,而且模塊可以直接拆卸,對于產(chǎn)品的設(shè)計風(fēng)險和具體的耗損也有很大幫助。
具體的硬件設(shè)計應(yīng)該和相關(guān)Wi-Fi模塊咨詢時,要考慮清楚以下方面:
通信接口方面:2010年基本是采用USB接口形式,PCIE和SDIO的也有少部分,PCIE的市場份額應(yīng)該不大,多合一的價格昂貴,而且實用性不強(qiáng),集成的很多功能都不會使用,其實也是一種浪費(fèi)。
供電方面:多數(shù)是用5V直接供電,有的也會利用主板設(shè)計中的電源共享,直接采用3.3V供電。
天線的處理形式:可以有內(nèi)置的PCB板載天線或者陶瓷天線;也可以通過I-PEX接頭,連接天線延長線,然后讓天線外置。
規(guī)格尺寸方面:這個可以根據(jù)具體的設(shè)計要求,最小的有nano型號(可以直接做nano無線網(wǎng)卡);有可以做到迷你型的12*12左右(通常是外置天線方式采用);通常是25*12左右的設(shè)計多點(diǎn)(基本是板載天線和陶瓷天線多,也有外置天線接頭)。
跟主板連接的形式:可以直接SMT,也可以通過2.54的排針來做插件連接(這種組裝/維修方便)。
軟件的調(diào)試要結(jié)合具體的方案主控,畢竟Wi-Fi部分僅僅是一個無線的收發(fā)而已。很多用戶在咨詢的時候,很容易混淆!可以說,2013年Wi-Fi模塊應(yīng)用最火爆的領(lǐng)域就是MID市場,同時傳統(tǒng)的一些網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域應(yīng)用市場也有滲透,比如一些工業(yè)控制領(lǐng)域/網(wǎng)絡(luò)播放領(lǐng)域/甚至一些遙控領(lǐng)域也有在考慮的,基本上是能用到網(wǎng)絡(luò)的部分都希望嘗試無線化!
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
一個Wi-Fi聯(lián)接點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)成員和結(jié)構(gòu)站點(diǎn)(Station),網(wǎng)絡(luò)最基本的組成部分。
基本服務(wù)單元(Basic Service Set,BSS)是網(wǎng)絡(luò)最基本的服務(wù)單元。最簡單的服務(wù)單元可以只由兩個站點(diǎn)組成。站點(diǎn)可以動態(tài)地聯(lián)結(jié)(Associate)到基本服務(wù)單元中。
分配系統(tǒng)(Distribution System,DS)。分配系統(tǒng)用于連接不同的基本服務(wù)單元。分配系統(tǒng)使用的媒介(Medium)邏輯上和基本服務(wù)單元使用的媒介是截然分開的,盡管它們物理上可能會是同一個媒介,例如同一個無線頻段。
接入點(diǎn)(Access Point,AP)。接入點(diǎn)既有普通站點(diǎn)的身份,又有接入到分配系統(tǒng)的功能。
擴(kuò)展服務(wù)單元(Extended Service Set,ESS)。由分配系統(tǒng)和基本服務(wù)單元組合而成。這種組合是邏輯上,并非物理上的--不同的基本服務(wù)單元物有可能在地理位置相去甚遠(yuǎn)。分配系統(tǒng)也可以使用各種各樣的技術(shù)。
關(guān)口(Portal),也是一個邏輯成分。用于將無線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來。
這兒有3種媒介,站點(diǎn)使用的無線的媒介,分配系統(tǒng)使用的媒介,以及和無線局域網(wǎng)集成一起的其它局域網(wǎng)使用的媒介。物理上它們可能互相重疊。
IEEE802.11只負(fù)責(zé)在站點(diǎn)使用的無線的媒介上的尋址(Addressing)。分配系統(tǒng)和其它局域網(wǎng)的尋址不屬無線局域網(wǎng)的范圍。
IEEE802.11沒有具體定義分配系統(tǒng),只是定義了分配系統(tǒng)應(yīng)該提供的服務(wù)(Service)。整個無線局域網(wǎng)定義了9種服務(wù),
5種服務(wù)屬于分配系統(tǒng)的任務(wù),分別為,聯(lián)接(Association),結(jié)束聯(lián)接(Diassociation),分配(Distribution),集成(Integration),再聯(lián)接(Reassociation)。
4種服務(wù)屬于站點(diǎn)的任務(wù),分別為,鑒權(quán)(Authentication),結(jié)束鑒權(quán)(Deauthentication),隱私(Privacy), MAC數(shù)據(jù)傳輸(MSDU delivery)。
認(rèn)證種類
前Wi-Fi聯(lián)盟所公布的認(rèn)證種類有:
1、WPA/WPA2:WPA/WPA2是基于IEEE802.11a、802.11b、802.11g的單模、雙模或雙頻的產(chǎn)品所建立的測試程序。內(nèi)容包含通訊協(xié)定的驗證、無線網(wǎng)絡(luò)安全性機(jī)制的驗證,以及網(wǎng)絡(luò)傳輸表現(xiàn)與相容性測試。
2、WMM(Wi-Fi MultiMedia):當(dāng)影音多媒體透過無線網(wǎng)絡(luò)的傳遞時,要如何驗證其帶寬保證的機(jī)制是否正常運(yùn)作在不同的無線網(wǎng)絡(luò)裝置及不同的安全性設(shè)定上是WMM測試的目的。
3、WMM Power Save:在影音多媒體透過無線網(wǎng)絡(luò)的傳遞時,如何透過管理無線網(wǎng)絡(luò)裝置的待命時間來延長電池壽命,并且不影響其功能性,可以透過WMM Power Save的測試來驗證。
4、WPS(Wi-Fi Protected Setup):這是一個2007年年初才發(fā)布的認(rèn)證,目的是讓消費(fèi)者可以透過更簡單的方式來設(shè)定無線網(wǎng)絡(luò)裝置,并且保證有一定的安全性。當(dāng)前WPS允許透過Pin Input Config(PIN)、Push Button Config(PBC)、USB Flash Drive Config(UFD)以及Near Field Communication 、Contactless Token Config(NFC)的方式來設(shè)定無線網(wǎng)絡(luò)裝置。
5、ASD(Application Specific Device):這是針對除了無線網(wǎng)絡(luò)存取點(diǎn)(Access Point)及站臺(Station)之外其他有特殊應(yīng)用的無線網(wǎng)絡(luò)裝置,例如DVD播放器、投影機(jī)、打印機(jī)等等。
6、CWG(Converged Wireless Group):主要是針對Wi-Fi mobile converged devices 的RF 部分測量的測試程序。
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