WiFi技術(shù)在家庭中的應(yīng)用研究

摘要：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)正快速進(jìn)入人們的生活。本文分析了WiFi在組建家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)所擁有的超凡優(yōu)勢(shì)。并詳細(xì)介紹了基于WiFi技術(shù)、以家庭網(wǎng)關(guān)為核心的家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并著重從家庭網(wǎng)關(guān)和高科技信息家電方面對(duì)基于WiFi的家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用架構(gòu)進(jìn)行了分析，討論了一些實(shí)施時(shí)的關(guān)鍵技術(shù)。最后對(duì)基于WiFi的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用前景進(jìn)行了大膽展望。同時(shí)在此理論基礎(chǔ)上，對(duì)于構(gòu)建辦公室甚至小型樓宇無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的可行性同樣適用。

關(guān)鍵詞：WiFi家庭網(wǎng)絡(luò)家庭網(wǎng)關(guān)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

從互聯(lián)網(wǎng)的誕生到現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)大發(fā)展，使得人們的生活得到了極大的豐富。網(wǎng)絡(luò)對(duì)于人們來(lái)說(shuō)已經(jīng)越來(lái)越不可或缺。人們對(duì)在網(wǎng)上購(gòu)物、受教育、娛樂(lè)、炒股、繳費(fèi)和搜索等等等等，早已習(xí)以為常。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們所使用的筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)等電子產(chǎn)品對(duì)WiFi功能不斷兼容。WiFi標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將成為未來(lái)最為普及的無(wú)線組網(wǎng)形式。未來(lái)對(duì)于眾多家用電器以及電子產(chǎn)品，以某種形式連接無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將成為一項(xiàng)不可或缺的功能，如果可以將它們進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，并將其連入Internet進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控及操作，那么科幻電影中的場(chǎng)景將在我們的生活中變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

1 什么是WiFi技術(shù)

目前，用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線組網(wǎng)的主要有WiFi、HomeRF以及Bluetooth（藍(lán)牙）。它們都工作在2.4CHz頻段。

其中，WiFi( Wireless Fidelity，無(wú)線保真技術(shù))即IEEE802.11協(xié)議。是一種短程無(wú)線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無(wú)線電信號(hào)。Wi-Fi技術(shù)可以幫助用戶訪問(wèn)電子郵件、Web和流式媒體。它為用戶提供了無(wú)線的寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。也就是說(shuō)利用它可以將接無(wú)線網(wǎng)卡的電腦、筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)等終端以無(wú)線方式進(jìn)行連接。它是在家里、辦公室或在旅途中上網(wǎng)的快速、便捷的途徑。

WiFi或802.11G在2.4Ghz頻段工作，所支持的速度最高達(dá)54Mbps（802.11N工作在2.4Ghz或者5.0Ghz，最高速度600Mbps)，比普通家庭的有線網(wǎng)絡(luò)速度還要快。能夠訪問(wèn)Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的地方被稱為熱點(diǎn)。WiFi 熱點(diǎn)是通過(guò)在互聯(lián)網(wǎng)連接上安裝訪問(wèn)點(diǎn)來(lái)創(chuàng)建的。這個(gè)訪問(wèn)點(diǎn)可以將無(wú)線信號(hào)進(jìn)行短程傳輸，一般覆蓋幾百英尺。家庭或辦公室自不用說(shuō)，就是在小一點(diǎn)的整棟大樓中也可使用。當(dāng)一臺(tái)支持WiFi 的設(shè)備（例如一臺(tái)接入無(wú)線網(wǎng)卡的電腦）遇到一個(gè)熱點(diǎn)時(shí)，這個(gè)設(shè)備在通過(guò)身份驗(yàn)證后就可以使用無(wú)線方式連接到那個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

2 WiFi相較于其它無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 WiFi無(wú)線電波的覆蓋范圍更廣。藍(lán)牙的電波只覆蓋大約半徑15米左右的小范圍，而WiFi的覆蓋半徑可達(dá)數(shù)百米。家庭或辦公室自不用說(shuō)，就是在小一點(diǎn)的整棟大樓中也可使用。

2.2 WiFi的傳輸速度很快。WiFi的傳輸速度最高可達(dá)54Mbps。用戶可實(shí)現(xiàn)一般有線網(wǎng)絡(luò)所能實(shí)現(xiàn)的所有功能。

2.3 節(jié)約成本。WiFi技術(shù)不需要布線，所有它不受地理?xiàng)l件限制，只要在“熱點(diǎn)”的覆蓋范圍內(nèi)，隨時(shí)隨地想連就連。

2.4 輻射小更安全。IEEE802. 11規(guī)定的發(fā)射功率不超過(guò)100毫瓦，實(shí)際發(fā)射功率大約只有60毫瓦-70毫瓦，是手機(jī)的發(fā)射功率的1/3還少，是手持式對(duì)講機(jī)發(fā)射功率的1/7還少。對(duì)于健康意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)的現(xiàn)代人，這一點(diǎn)尤為重要。

2.5 WiFi應(yīng)用更普遍，使得WiFi技術(shù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)兼容性更強(qiáng)?，F(xiàn)今，WiFi技術(shù)已逐漸成為電子產(chǎn)品的必備功能，未來(lái)不具備WiFi技術(shù)的電子產(chǎn)品將逐漸被市場(chǎng)所淘汰?？梢灶A(yù)見(jiàn)家里的其他電子具備諸如數(shù)字電視機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、DVD機(jī)、數(shù)字音響甚至空調(diào)、洗衣機(jī)、電冰箱、吸塵器、電熱水器等等家用電器，都可以通過(guò)WiFi建立連接，可以提升生活品質(zhì)的想象空間將越來(lái)越大。

2.6 WiFi功耗更低。802.11n在功耗和管理方面進(jìn)行了重大創(chuàng)新，嵌入式WiFi無(wú)線數(shù)據(jù)通信廠商首腦會(huì)議最近宣布的802.11a無(wú)線通信以各種插件形式提供，讓設(shè)備使用不擁擠的5GHz波段，Gainspan提供的11b/g無(wú)線設(shè)備帶有一個(gè)IP軟件堆棧，電力消耗非常低，一塊標(biāo)準(zhǔn)電池可以運(yùn)行幾年。這也非常符合我國(guó)節(jié)能減排的政策。

2.7 網(wǎng)絡(luò)安全性更高?；ヂ?lián)網(wǎng)最具破壞性的影響是通過(guò)盜竊身份證明，拒絕服務(wù)攻擊，侵犯隱私，刺探以及缺乏相應(yīng)的信任手段對(duì)用戶造成的傷害，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)使這一情況變得更糟，如果用戶信任當(dāng)前打開(kāi)的wi-fi連接，有可能使他們?cè)馐軞缧缘娘L(fēng)險(xiǎn)。IEEE最近批準(zhǔn)了802.11w標(biāo)準(zhǔn)，它保護(hù)無(wú)線管理幀，使無(wú)線鏈路更好地工作，Trapeze Networks公司首席分析師Matthew Gast說(shuō)：“wi-fi客戶端現(xiàn)在可以接收和采用‘落地網(wǎng)絡(luò)’信息，在此之前這個(gè)信息可能是由攻破訪問(wèn)點(diǎn)的黑客利用MAC地址偽造的，11w標(biāo)準(zhǔn)切斷了這種攻擊”。Aruba Network公司戰(zhàn)略營(yíng)銷主管Michael Tennefoss說(shuō)：“wi-fi將會(huì)使用基于身份的安全，在wi-fi網(wǎng)絡(luò)中，安全策略與用戶關(guān)聯(lián)，而不是與端口關(guān)聯(lián)的，這樣的好處是用戶可以在家，辦公場(chǎng)所，酒店，分支機(jī)構(gòu)和公共場(chǎng)所移動(dòng)，安全性不會(huì)受到影響”。

3 WiFi工作方式

如下圖所示，一般架設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基本配備就是無(wú)線網(wǎng)卡及一臺(tái)無(wú)線AP，無(wú)線AP（Access Point）即無(wú)線接入點(diǎn)，它是用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線交換機(jī)，也是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的核心。有了AP，就像一般有線網(wǎng)絡(luò)的Hub一般，無(wú)線工作站可以快速且輕易地與網(wǎng)絡(luò)相連。特別是對(duì)于寬帶的使用，WiFi更顯優(yōu)勢(shì)，有線寬帶網(wǎng)絡(luò)（ADSL、小區(qū)LAN等）到戶后，連接到一個(gè)AP，然后在電腦中安裝一塊無(wú)線網(wǎng)卡即可。普通的家庭有一個(gè)AP已經(jīng)足夠，甚至用戶的鄰里得到授權(quán)后，則無(wú)需增加端口，也能以共享的方式上網(wǎng)。

4 家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的技術(shù)應(yīng)用

由于WiFi的頻段在世界范圍內(nèi)是無(wú)需任何電信運(yùn)營(yíng)執(zhí)照的因此WLAN無(wú)線設(shè)備提供了一個(gè)世界范圍內(nèi)可以使用的，費(fèi)用極其低廉且數(shù)據(jù)帶寬極高的無(wú)線空中接口。只要在網(wǎng)絡(luò)中接入一個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)和無(wú)線路由器（這兩種功能可在一臺(tái)設(shè)備上同時(shí)實(shí)現(xiàn)）組成家庭網(wǎng)關(guān)就可以輕松實(shí)現(xiàn)。用戶可以在WiFi覆蓋區(qū)域內(nèi)快速瀏覽網(wǎng)頁(yè)，隨時(shí)隨地接聽(tīng)撥打電話。有了WiFi功能我們打長(zhǎng)途電話（包括國(guó)際長(zhǎng)途），瀏覽網(wǎng)頁(yè)、收發(fā)電子郵件、音樂(lè)下載、數(shù)碼照片傳遞等，再無(wú)需擔(dān)心速度慢和花費(fèi)高的問(wèn)題。未來(lái)，我們可以使用電腦、手機(jī)或者遙控器與家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，通過(guò)身份識(shí)別后登錄家庭網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，并使用專門的操作系統(tǒng)查看各個(gè)家用電子產(chǎn)品的狀態(tài)，對(duì)各個(gè)家用電子產(chǎn)品進(jìn)行控制和管理。在未來(lái)，我們還可以通過(guò)Web網(wǎng)絡(luò)在合法登錄后利用專門的操作界面查看各個(gè)家用電子產(chǎn)品的狀態(tài)，同時(shí)可以對(duì)各個(gè)家用電子產(chǎn)品進(jìn)行控制和管理。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在越來(lái)越多的家用電器及電子產(chǎn)品開(kāi)始支持WiFi功能，將來(lái)更有可能成為主流的不可或缺的功能。這使得家用電器將完成功能上質(zhì)的飛躍。對(duì)WiFi功能的需求使得WiFi技術(shù)會(huì)越來(lái)越完善，速度越來(lái)越快，安全性也會(huì)越來(lái)越高。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將各種家電連接，可實(shí)現(xiàn)許多只有在科幻電影中才有的情景?？赏ㄟ^(guò)各種途徑（包括電話，互聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)程遙控器，服務(wù)器預(yù)設(shè)程序等等）遠(yuǎn)程監(jiān)控并啟動(dòng)家用電器或設(shè)置電腦程序定時(shí)啟動(dòng)，到時(shí)候勞累一天的你回到家中，香噴噴的飯菜做好了，洗澡水也燒好了，臟衣服也洗干凈了，家里地板也一塵不染的……這樣愜意的生活即將不遠(yuǎn)于未來(lái)。

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