【文章內容簡介】 ....79 備份管理 ......................................................................................................................................................795 / 793. 無線網(wǎng)絡技術的發(fā)展 無線局域網(wǎng)，也被稱為 WLAN（Wireless LAN），一般用于大樓內部以及園區(qū)內部，典型的覆蓋距離從幾十米到幾百米，而 Motorola 的一些點對多點的設備可達幾十公里，點對點設備甚至可達 200 公里。目前所采用的技術主要是 。從 1997 年開始到 2022 年這 12 年間， 技術從最早基于調頻技術的 到最新的，支持的速率從最早的的 2M 發(fā)展到現(xiàn)在的 的 300M(單頻)和 600M (雙頻)，吞吐量提高了 300 倍。 在 WLAN 技術發(fā)展過程中，Motorola 最早參與制定無線網(wǎng)絡標準的廠商之一。Mtorola 公司在無線網(wǎng)絡技術領域擁有非常高的權威和聲譽，是 組織的五大締造者和核心成員之一；是 WiFi 組織的主要發(fā)起人和召集人；Motorola 公司多次當選為 組織的輪值主席。 WLAN 利用無線技術在空中傳輸數(shù)據(jù)、語音和視頻信號，作為傳統(tǒng)布線網(wǎng)絡的一種替代方案或延伸。無線局域網(wǎng)絡的出現(xiàn)使得原來有線網(wǎng)絡所遇到的問題迎刃而解，它可以使用戶任意對有線網(wǎng)絡進行擴展和延伸。只要在有線網(wǎng)絡的基礎上通過無線接入點，無線網(wǎng)絡、無線網(wǎng)卡等無線設備使無線通信得以實現(xiàn)。在不進行傳統(tǒng)布線的同時，提供有線局域網(wǎng)的所有功能，并能夠隨著用戶的需要隨意的更改擴展網(wǎng)絡，實現(xiàn)移動應用，無線局域網(wǎng)把個人從辦公桌邊解放了出來，使他們可以隨時隨地獲取信息，提高了員工的辦公效率。對于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡，無線局域網(wǎng)的應用價值主要體現(xiàn)在：可移動性：由于沒有線纜的限制，用戶可以在不同的地方移動工作，網(wǎng)絡用戶不管在任何地方都可以實時地訪問信息。布線容易：由于不需要布線，消除了穿墻或過天花板布線的繁瑣工作，因此安裝容易，建網(wǎng)時間可大大縮短。組網(wǎng)靈活：WLAN 可以組成多種拓撲結構，可以十分容易地從少數(shù)用戶的點對點模式擴展到上千用戶的基礎架構網(wǎng)絡成本優(yōu)勢：這種優(yōu)勢體現(xiàn)在用戶網(wǎng)絡需要租用大量的電信專線進行通信的時候，自行組建的 WLAN 會為用戶節(jié)約大量的租用費用，在需要頻繁移動和變化的動態(tài)環(huán)境中，無線局域網(wǎng)的投資各有回報。而 Motorola 的整體解決方案具有更低的成本。雖然有些專6 / 79家將無線 LAN 列為“商品”市場，但不同解決方案之間仍有很大的差異，難以進行對等比較。 以成本為例，每個廠商都有自己的公式來證明他們的成本是最低的。在比較基本設備時，可能看不出太大的差異，尤其是作為升級交換式架構的交換，廠商 C 會提供很低的折扣。不過，當你開始增加必要配置時，你就會看到資金成本以及運營成本之間的差距拉大。這些配置需要年度維護，費用一般是標價的 20%，沒有折扣。而這些配置是摩托羅拉的標準配置，包括機箱、機位和電源。 除此以外，摩托羅拉無線企業(yè)解決方案無疑是最易于實施和運行的解決方案。尤其當您加入自復位、先進的故障排查及穩(wěn)定的操作系統(tǒng)后，就可以避免大筆隱性無線成本。因此，您的 IT 工作人員就能把更多的時間用在創(chuàng)造有用的解決方案上，而不是浪費在照顧無線網(wǎng)絡上。 WLAN 協(xié)議演進. 協(xié)議 在 1997 年，IEEE 發(fā)布 無線網(wǎng)絡規(guī)范協(xié)議，這也是在無線局域網(wǎng)領域內的第一個國際上被認可的協(xié)議，定義了基本的信令規(guī)范和一些服務規(guī)范。和其他 IEEE802標準一樣， 主要工作在 IS0 協(xié)議最低兩層（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層）。 技術采取跳頻技術 FHSS 和直序擴頻技術 DSSS。在這個標準中，提供了 1M 和 2M 的數(shù)據(jù)傳輸率。請注意這 1M 和 2M 是編碼的速率，實際的吞吐量比編碼速率的一半還要小一點。因此 的最高的有效吞吐量還不到 1M。 遠遠達不到無線通信多媒體信息和視頻監(jiān)控信息傳遞的要求。. 協(xié)議 1999 年 9 月 IEEE Task Group B(TGb) 在原來 的基礎上做了修正， 被正式批準，該標準規(guī)定 WLAN 工作頻段在 GHz，數(shù)據(jù)傳輸速率達到 11Mbps，該標準是對 IEEE 的一個補充，采用補償編碼鍵控調制方式，采用點對點模式和基本模式兩運作模式，在數(shù)據(jù)傳輸速率方面可以根據(jù)實際情況在 11 Mbps、 Mbps、2 Mbps、1 Mbps 的不同速率間自動切換。同樣 11M 也是最高編碼速率， 的最高的有效吞吐量在 左右。7 / 79. IEEE 協(xié)議 1999 年，IEEE 標準制定完成，該標準規(guī)定 WLAN 工作頻段在 GHz，數(shù)據(jù)傳輸速率達到 54Mbps/72Mbps(Turbo)，傳輸距離控制在 10100 米。該標準也是 IEEE 的一個補充，擴充了標準的物理層，采用正交頻分復用（OFDM）的獨特擴頻技術，采用 QFSK 調制方式，可提供 25Mbps 的無線 ATM 接口和 10Mbps 的以太網(wǎng)無線幀結構接口，支持多種業(yè)務如話音、數(shù)據(jù)和圖像等，一個扇區(qū)可接入多用戶，每個用戶可帶多個用戶終端。 2022 年 8 月， 協(xié)議推出，無線通訊速率可以在 6M、9 M、12 M、24 M、36 M、48 M、54 M 間，根據(jù)通信質量進行調整。54M 也是最高編碼速率，的最高的有效吞吐量在 25M 左右。另外需要注意的是 IEEE 標準工作于 GHz 頻帶需要執(zhí)照的。在我國國內 5GHz 頻段還沒有開放，產(chǎn)品必須經(jīng)過無線委員會的批準才能使用。這也帶來一個好處就和一些無線企業(yè)設備系統(tǒng)完全沒有沖突。另外 使用 頻段，傳輸?shù)木嚯x比 距離也稍近一些，因此同樣范圍部署 的 AP 數(shù)目也會稍多一些。. 協(xié)議 2022 年 IEEE 將 OFDM 等 上的技術應用到 頻段上，在此基礎上制定了IEEE 認證標準，該標準擁有 IEEE 的傳輸速率，安全性較 IEEE 好，采用 2 種調制方式，含 中采用的 OFDM 與 中采用的CCK，做到與 和 標準理論上最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達到54Mbps，在實際應用中，通常有一半的“原始速度”被分組負載、校驗和、幀位、錯誤恢復數(shù)據(jù)和其他“無用”的信息占用。即使不考慮傳播范圍和障礙物對性能削弱影響，實際吞吐率也僅能達到最高傳輸速率的一半甚至更低約為 20~26Mbps。即便這樣，其速率仍遠高于 標準 左右的實際吞吐率。 單一模式的 網(wǎng)絡可支持三個無重疊或無干擾信道。每個信道可同時達到54Mbps 的速度。因此三個無干擾信道的集合數(shù)據(jù)吞吐率可達到 54Mbps3，即 162Mbps的理論數(shù)據(jù)傳輸速率。而 只能支持三個信道，最高吞吐率僅有11Mbps3=33Mbps。 由于 采用不同的編碼和壓縮方法，因此它在進行傳輸時需要向同一頻譜8 / 79范圍內的 設備發(fā)送低速告警數(shù)據(jù)包。這一過程將會使已經(jīng)從 設備的最高有效吞吐率減至 20～26Mbps（無線網(wǎng)絡的一般速率）的速率驟然降至 13Mbps 左右。如果傳輸范圍內沒有 設備， 網(wǎng)絡可以全速運行。當這兩種標準混合使用時，由于 和 網(wǎng)絡使用相同的頻譜，它們的吞吐率也必須相同。由于 需要向下兼容 ，因此它在部分時間需要以較低速率的“兼容模式”運行，從而性能大幅降低。 模式的最高有效吞吐量和 相同，最高吞吐量在 25M 左右。 使用 頻段，使用是完全免費的，無需申請。傳輸?shù)木嚯x比 距離也稍遠一些，因此同樣距離的路段部署 的 AP 數(shù)目也會更少一些，因 的只有三個可用無重疊或無干擾信道，就需要仔細規(guī)劃頻點，否則會帶來沖突，對系統(tǒng)吞吐量有著嚴重的影響，會導致 WLAN 系統(tǒng)無法順利運行。. IEEE 協(xié)議 2022 年，IEEE 已經(jīng)確定通過了 的 草案。 也分成 和，即 bgn 和 ，分別和原來的 和 兼容。相比較于先前的 IEEE 、 等標準，IEEE 更加側重于高吞吐量方面性能提升。 的無線傳輸速率有了很大的提高。對于使用者來說，速率已經(jīng)超過了接入層有線局域網(wǎng)交換機的速率。最高速率可達 300Mbps，雙頻可以到 600Mbps（雙頻）。因此 的上行接口使用千兆 GE 口。而且由于 使用了 MIMO 技術，有效地降低了多徑干擾的影響，有效地改善覆蓋距離，而且信號覆蓋更加穩(wěn)定。 預計在 2022 年下半年正式通過， 草案版本和最終的正式版本相差不會太多，可以通過軟件版本升級就來支持正式標準。 單頻 300M 和雙頻 600M 也是最高編碼速率。 實際上可以根據(jù)需要使用 和 頻段， 或者 單頻最高有效吞吐量在 120－170M左右，有效地克服了數(shù)據(jù)、語音、視頻同時傳輸?shù)钠款i，可以傳輸更豐富的信息內容。 需要注意的是如果使用 的 ，同樣需要考慮頻段規(guī)劃問題。而且由于 可以使用 20M 或者 40M 的帶寬，如果需要充分發(fā)揮 的優(yōu)勢，需要使用 40M 的帶寬，這實際上也是使用了 2 個頻段。因此需要更細致地做頻率規(guī)劃，9 / 79避免和其他 頻段的應用一起造成沖突。 如果使用 ，和 一樣，由于我國國內 5GHz 頻段還沒有開放，產(chǎn)品必須經(jīng)過無線委員會的批準才能使用。這樣帶來的好處也是 的可用頻點比較多，可以更加合理的規(guī)劃頻點。另外和 相比， 傳輸?shù)木嚯x會比 距離也更遠，同樣距離的路段部署 的 AP 數(shù)目也會更少。下表是幾種 WLAN 技術的簡單匯總表，技術標準 使用頻率 物理層最高速率 受干擾情況 2Mbps 采用調頻技術或直序調頻技術，抗干擾能力強 54Mbps使用 OFDM 技術，對抗多徑干擾能力較好 信道本身干擾較少，因此 11a 設備受到干擾更少 11Mbps 抗干擾能力一般 54Mbps 使用 OFDM 技術，對抗多徑干擾能力較好 amp。 600Mbps（雙頻）使用 MIMO 技術和多頻捆綁技術，有效提高吞吐量和覆蓋距離，具有很強的抗干擾能力 綜合上面的 協(xié)議發(fā)展的情況的比較分析， 技術無疑是 WLAN 發(fā)展的趨勢，最符合長遠用戶的投資收益，下面我們對 進行更詳細的技術剖析。 技術詳細剖析 結合了多種技術，其中包括 Spatial Multiplexing MIMO（MultiIn， MultiOut）（空間多路復用多入多出）、20 和 40MHz 信道和雙頻帶（ GHz 和 5 GHz），同時又能與以前的 IEEE 。 在高吞吐量上和覆蓋距離都有比較大的突破，是下一代的無線網(wǎng)絡技術的標準。. MIMO 和空分復用 MIMO（多入多出）或 MTMRA（多發(fā)多收天線）技術是無線移動通信領域智能天線技術的重大突破，該技術能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率，是新一代移動通信系統(tǒng)必須采用的關鍵技術。MIMO 系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均采用多天線（或陣列天線）和多通道。傳輸信息流 S（k）經(jīng)過空時編碼形成 N 個信息子流 Ci（k），i=1，……，N。這 N 個子流由 N 個天線發(fā)射出去，經(jīng)空間信道后由 M 個接收天線接收，多天線接收機利用先進的空時編碼處理能夠分開并解碼這些數(shù)據(jù)子流。10 / 79這樣，MIMO 系統(tǒng)可以創(chuàng)造多個并行空間信道，解決了帶寬共享的問題。 天線數(shù)量可以支持到 33，同時傳送兩路流量，比 增加了 n 倍。 MIMO 實際上有效利用了多徑干擾，利用多路不相關的傳輸信道進行空分復用。將MIMO 與 OFDM 技術相結合，就產(chǎn)生了 MIMO OFDM 技術，該技術通過在 OFDM 傳輸系統(tǒng)中采用陣列天線實現(xiàn)空間分集，提高了信號質量，并增加了多徑的容限，使無線網(wǎng)絡的有效傳輸速率有質的提升。得益于將 MIMO 與 OFDM 技術相結合而應用的 MIMO－OFDM 技術， 在支持 頻段和 5GHz 頻段的基礎上，使無線傳輸?shù)馁|量和速度得到極大提升。 而為了提升整個網(wǎng)絡的吞吐量。 而在天線方面，智能天線技術的應用也解決了 的傳輸覆蓋范圍問題，通過多組獨立天線組成的天線陣列系統(tǒng)，動態(tài)地調整波束的方向，使得 能保證用戶能接收到穩(wěn)定的信號，同時也能有效減少其它噪音信號的干擾，使無線網(wǎng)絡的傳輸距離大大增加，移動性大大增強。. 多頻點捆綁 IEEE 通過將兩個相鄰的 20MHz 帶寬捆綁在一起組成一個 40MHz 通訊帶寬，在實際工作時可以作為兩個 20MHz 的帶寬使用（一個為主帶寬，一個為次帶寬，收發(fā)數(shù)據(jù)時既可以 40MHz 的帶寬工作，也可以單個 20MHz 帶寬工作），這樣可將速率提高一倍。同時，對于 IEEE ，為了防止相鄰信道干擾，20MHz 帶寬的信道在其兩側預留了一小部分的帶寬邊界。而通過頻帶綁定技術，這些預留的帶寬也可以用來通訊，從而進一步提高了吞吐量。下圖是 頻段在 20M 和 40M 的頻譜分布圖，11 / 79我們可以看到 很難進行 40M 帶寬頻率的分配。下圖是 頻段的分布圖，我們可以看到在 更容易進行 40M 帶寬的分配。. MAC 的優(yōu)化 在信道的競爭中所產(chǎn)生的沖突，以及為解決沖突而引入的退避機制都大大降低了系統(tǒng)的吞吐量。 還對 標準的單一 MAC 層協(xié)議進行了優(yōu)化，改變了數(shù)據(jù)幀結構，對數(shù)據(jù)幀進行聚合，增加了凈負載所占的比重，減少管理檢錯