WiFi到底是怎么回事 它由什么組成

Wi－Fi在中文里又稱作“行動熱點”，是Wi－Fi聯(lián)盟制造商的商標做為產(chǎn)品的品牌認證，是一個創(chuàng)建于IEEE 802．11標準的無線局域網(wǎng)技術(shù)?；趦商紫到y(tǒng)的密切相關(guān)，也常有人把Wi－Fi當做IEEE 802．11標準的同義術(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)盟的認證，相對地缺少Wi－Fi認證的產(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、游戲機、MP3播放器、智能手機、平板電腦、打印機、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“無線相容性認證”，實質(zhì)上是一種商業(yè)認證，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。

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標準的時候，IEEE選擇并認定了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)標準，就成為了2010年Wi－Fi的核心技術(shù)標準。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由澳洲政府的研究機構(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)明人是悉尼大學工程系畢業(yè)生Dr John O＇Sullivan領(lǐng)導(dǎo)的一群由悉尼大學工程系畢業(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。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。

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)費用和復(fù)雜程度遠遠低于傳統(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”，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Wi－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，集成的很多功能都不會使用，其實也是一種浪費。

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（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)接點網(wǎng)絡(luò)成員和結(jié)構(gòu)站點（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組成。站點可以動態(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（Access Point，AP）。接入點既有普通站點的身份，又有接入到分配系統(tǒng)的功能。

擴展服務(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。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只負責在站點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）。

認證種類

前Wi－Fi聯(lián)盟所公布的認證種類有：

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制是否正常運作在不同的無線網(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)布的認證，目的是讓消費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（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、打印機等等。

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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