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中年|WLAN科普，定义、基本架构、射频、信道和标准协议( 五 )


下图为5GHz频段的信道划分情况 。
中年|WLAN科普，定义、基本架构、射频、信道和标准协议
本文插图
图中 ， 黑色的半圆表示独立信道 ， 红色的半圆表示标准协议推荐的信道绑定 ， UNII-2e为5GHz新增频段 ， 该频段中国尚未放开使用 。 目前中国已放开使用的信道有36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 149, 153, 157, 161, 165 。 各个国家开放的信道不一样 ， 可以参照国家信道顺从表 ， 参考地址：国家信道顺从表 。
5GHz频段并非只有WLAN设备在使用 ， 很多国家的军用雷达也在使用5GHz频段 ， 使用该频段的民用无线设备很可能对雷达等重要设施产生干扰 。 为了解决这一安全顾虑 ， 在一些国家出售的WLAN产品必须具备TPS和DFS这两个功能 ， 即发射功率控制和动态频率选择 。 TPS是为了防止无线产品发放过大的功率来干扰军方雷达 。 DFS是为了使无线产品能主动探测军方使用的频率 ， 如频率冲突并主动选择另一个频率 ， 以避开军方频率 。 在这些国家这两个功能是属于强制性的 ， 不符合标准的产品将不会获得这些国家的上市许可 。
大概了解了WLAN射频和信道之后 ， 我们以WLAN里经常出现的dBm和dB是什么来结束本期内容 。
dBm的含义是分贝毫瓦 ， 通俗的说就是每1毫瓦产生多少分贝能量 。 dB是个相对值是增益的意思 ， X (dBm) - Y (dBm) = Z (dB) ， 如10dB=20dBm-10dBm 。
dBm和毫瓦的换算关系是：P(dBm)=10logP(mW) ， 也就是100mW=10Log102=20dBm 。 大家可以牢记一个规律 ， 就是功率减少10倍 ， 换算出来的dBm降低10dB 。 功率减少一半 ， 换算出来的dBm降低3dB 。 如：50mW=17dBm ， 25mW=14dBm ， 5mW=7dBm 。
五、标准协议
在WLAN的发展历程中 ， 一度涌现了很多技术和协议 ， 如IrDA、Blue Tooth和HyperLAN2等 。 但发展至今 ， 在WLAN领域被大规模推广和商用的是IEEE 802.11系列标准协议 ， WLAN也被定义成基于IEEE 802.11标准协议的无线局域网 。 我们对802.11已不陌生 ， 在购买支持WLAN功能的产品时都能看到802.11的影子 。 本期我们讲下802.11主要的具有里程碑意义的标准协议：802.11a、802.11b、802.11g、802.11n和802.11ac 。 虽然协议比较枯燥乏味 ， 但了解了这些协议 ， 有助于我们部署WLAN ， 下面就跟随小编一起看下这几个主要协议吧 。
WLAN和有线局域网最大的区别就是“无线” ， 通过上期的学习我们知道WLAN通信媒介是射频 ， 射频和有线局域网的媒介（电缆或光纤）相比具有完全不一样的物理特性 ， 这就导致WLAN的物理层（PHY）和媒介访问控制层（MAC）不同于有线局域网 。 所以 ， 802.11协议主要定义的就是WLAN的物理层和MAC层 。
在20世纪90年代初为了满足人们对WLAN日益增长的需求 ， IEEE成立了专门的802.11工作组 ， 专门研究和定制WLAN的标准协议 ， 并在1997年6月推出了第一代WLAN协议——IEEE 802.11-1997 ， 协议定义了物理层工作在ISM的2.4G频段 ， 数据传输速率设计为2Mbps 。 该协议由于在速率和传输距离上的设计不能满足人们的需求 ， 并未被大规模使用 。
随后 ， IEEE在1999年推出了802.11a和802.11b 。 802.11a工作在5GHz的ISM频段上 ， 并且选择了正交频分复用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术 ， 能有效降低多路径衰减的影响和提高频谱的利用率 ， 使802.11a的物理层速率可达54Mbps 。 802.11b则依然工作在2.4GHz的ISM频段 ， 但在802.11的基础上进行了技术改进 ， 使802.11b的通信速率达到11Mbps 。
OFMD是一种多载波调制技术 ， 主要是将指定信道分成若干子信道 ， 在每个子信道上使用一个子载波进行调制 ， 并且各子载波是并行传输 ， 可以有效提高信道的频谱利用率 。
虽然802.11b提供的接入速率比802.11a低 ， 但当时5GHz芯片研制过慢 ， 待芯片推出时802.11b已被广泛应用 。 由于802.11a不能兼容802.11b ， 再加上5GHz芯片价格较高和地方规定的限制等原因 ， 使得802.11a没有被广泛采用 。


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