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无线上网

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无线上网是指使用无线连接的互联网登陆方式。它使用无线电波作为数据传送的媒介。速度和传送距离虽然没有有线线路上网优秀，但它以移动便捷为杀手锏，深受广大商务人士喜爱。无线上网现在已经广泛的应用在商务区，大学，机场，及其他各类公共区域，其网络信号覆盖区域正在进一步扩大。

所谓无线上网分两种，一种是通过手机开通数据功能，以电脑通过手机或无线上网卡来达到无线上网，速度则根据使用不同的技术、终端支持速度和信号强度共同决定。 另一种无线上网方式即无线网络设备，它是以传统局域网为基础，以无线AP和无线网卡来构建的无线上网方式。一般认为，只要上网终端没有连接有线线路，都称为无线上网。

1 历史编辑

1971年， ALOHAbnet系统把夏威夷群岛相互之间用一个超高频无线分组网络连接。ALOHAnet和ALOHA协议分别是一种早期的以太网版本，后来逐渐发展成IEEE 802.11系列标准协议。

美国联邦通信委员会（the U.S. Federal Communications Commission）1985年的一项裁决公布了ISM频段，允许其未经许可使用。[1] 这些频带与微波炉等设备使用的频带相同，并且容易受到干扰。

1991年，NCR公司和AT&T公司发明了802.11的前身，打算用于收银系统，名为WaveLAN。

澳大利亚无线电天文学家约翰·奥沙利文博士（Dr John O'Sullivan）和他的同事特伦斯·帕西瓦尔（Terence Percival）、格雷厄姆丹尼尔斯（Graham Daniels）、饮食·奥斯特（Diet Ostry）和约翰·迪恩[2] 开发了一项用于无线网络的关键专利，作为澳大利亚联邦科学和工业研究组织(CSIRO)研究项目的副产品，“一项探测原子粒子大小的爆炸微型黑洞的失败实验”。[3] 奥沙利文博士和他的同事创建发明了无线网络Wi-Fi。[4][5] 1992年和1996年，联邦工业研究组织CSIRO获得了专利[6] 该专利就是后来在无线网络Wi-Fi中使用的一种方法，用来“屏蔽”信号。[7]

802.11协议的第一个版本于1997年发布，提供高达2兆比特/秒(Mbit/s )的链接速度。1999年，8022,11b对其进行了更新，允许11兆比特/秒( Mbit/s)的链接速度，这证明是受欢迎的。

1999年， 无线联盟Wi-Fi Alliance成立成为一个国际Wi-Fi联盟组织，持有无线Wi-Fi商标，大多数产品都是以Wi-Fi该商标授权销售的。[8]

无线网络使用许多由不同组织拥有的大量专利。[9] 2009年4月，14家技术公司同意向联邦工业研究组织CSIRO支付10亿美元，用于补尝侵犯联邦工业研究组织的专利的行为。[10] 这导致澳大利亚将无线网络标记为澳大利亚的发明，[11]尽管这一直是一些争议的话题。[12][13] 2012年， CSIRO因无线网络专利侵权又赢得了2.2亿美元的和解协议，美国的全球公司需要支付 CSIRO的许可权，估计还需要10亿美元的特许使用权费。[10][14][15] 2016年，无线局域网测试台被选为澳大利亚在澳大利亚国家博物馆举办的世界历史贡献的展览中100件物品之一。[16]

2 词源和术语编辑

无线网络Wi-Fi这个名称至少早在1999年8月就被商业使用，[17] 是由品牌咨询公司Interbrand创造的。无线联盟聘请了英特布兰德Interbrand来创建了一个比IEEE 802.11b直接序列更有吸引力的名称。[18][19] 菲尔·贝朗格(Phil Belanger) 是无线联盟的创始成员之一，他主持了Wi-Fi名字的选择，他认为英特布兰德发明Wi-Fi是作为高保真hi-fi这个词的双关语，高保真是高质量音频技术的一个术语。[20]

无线网络Wi-Fi这个名字没有进一步的含义，也从未正式成为“无线保真（Wireless Fidelity）”的简称。[21] 尽管如此，无线联盟在品牌名称创立后不久就使用了广告口号“无线保真标准”，[18][22][23] 无线联盟在一些出版物中也被称为“无线保真联盟公司”。[24]

Interbrand还创建了Wi-Fi标志。阴阳Wi-Fi标志表示产品的互操作性认证。[22]

面向固定点的非无线(Non-WiFi)技术，如摩托罗拉天篷Motorola Canopy，通常被描述为固定无线技术。替代无线技术包括移动电话标准，如2G、3G、4G和LTE。

这个名称有时被写成 WiFi, Wifi, or wifi，但这些都没有得到无线网络联盟的认可。IEEE是一个独立但相关的组织，他们的网站声称“WiFi是Wireless Fidelity的简称”。[25][26]

一个日文的贴纸，表示这个公共区域处于一个Wi-Fi网络的覆盖范围中。一个点以及从它发出的曲线是Wi-Fi的常用标识，意思是从一个点发出的信号[11]

要连接到无线局域网，计算机必须配备无线网络接口控制器。计算机和接口控制器的组合称为工作站。

服务集是与特定无线网络相关联的所有设备的集合。服务集可以是本地的、独立的、扩展的或网状的。

每个服务集都有一个相关的标识符，即32字节的服务集标识符(SSID)，它标识特定的网络。SSID配置在被认为是无线网络一部分的设备中，并以数据包的形式传输。接收器忽略来自具有不同SSID的网络的无线数据包。

在自组织（ad-hoc）模式下运行的无线网络节点指的是无需首先与接入点(也称为基站)通话就可以直接相互通话的设备。自组织(ad-hoc)模式最初是由柴可红(cgai keong toh)在他1996年[27] 发明的无线自组织路由(WI-F- Ad-hoc)[31]中发明和实现的，它是在IBM ThinkPads上的朗讯波长局域网802.11a无线网络上，在一个跨越一英理区域的大小节点场景中实现的。这一成功记录在《移动计算》杂志(1999年)[28] 期上，后来正式发表在IEEE Transactions on Wireless Communications, 2002[29] 和《2001年ACM SIGMETRICS性能评估评论》上。[30]

3 认证编辑

IEEE并不测试设备是否符合其标准。非营利无线网络联盟成立于1999年，旨在填补这一空白——建立并实施对互操作性和后向兼容性的标准，并推广无线局域网技术。截至2010年，无线联盟Wi-Fi Alliance由来自世界各地的375多家公司组成。[31][32] 无线联盟强制使用Wi-Fi品牌和基于IEEE 802.11标准的技术。这包括无线局域网(WLAN)连接、设备到设备的连接(如无线对等或无线直接连接Wi-Fi Peer to Peer aka Wi-Fi Direct)、个人局域网(PAN)、局域网(LAN)甚至一些有限的广域网(WAN)连接。拥有无线(Wi-Fi)联盟成员资格的制造商，其产品通过认证程序，有权用无线Wi-Fi标志标记这些产品。

具体来说，认证过程需要符合IEEE 802.11无线电标准、WPA 和WPA2安全标准，以及EAP 认证标准。认证可有选择性地包括对IEEE 802.11标准草案的测试、融合设备中与蜂窝电话技术的交互，以及与安全设置、多媒体和节能相关的功能。[33]

并非所有无线设备都要提交认证。缺乏无线网络(Wi-Fi)认证并不一定意味着一个设备与其他无线网络设备不兼容。[34] 无线网络（Wi-Fi)联盟可能认可也可能不认可衍生术语，如美国联邦通信委员会(FCC)提出的“超级无线网络”Super Wi-Fi,[35] 用于描述美国超高频电视UHF TV频段中拟议网络。[36]

4 版本编辑

无线网络有许多不同的版本:802.11a、802.11b、802.11g、802.11n(无线网络4[37])，802.11h、802.11i、802.11-2007、802.11-2012、802.11ac(无线网络5[37])，802.11ad，802.11af，802.11-2016，802.11ah，802.11ai，802.11aj，802.11aq，802.11ax(无线网络6[37])，802.11ay。

产生代级 IEEE标准 最大链接速度
Wi‑Fi 6 802.11ax 600–9608 Mbit/s
Wi‑Fi 5 802.11ac 433–6933 Mbit/s
Wi‑Fi 4 802.11n 72–600 Mbit/s

设备通常支持多种版本的无线网络(Wi-Fi)。要进行通信，设备必须使用通用无线网络(Wi-Fi)版本。这些版本在它们工作的无线电波段、它们占用的无线电带宽、它们能够支持的最大数据速率和其他细节之间有所不同。一般来说，较低的频率有较好的范围，但容量较小。一些版本允许使用多个天线，这样既允许更高的速度又减少干扰。

从历史上看，设备只是使用它支持的IEEE标准的名称列出无线网络的版本。无线(Wi-Fi)联盟有标准化的世代编号，因此设备可以指示它支持Wi-Fi4(如果设备支持802.11n)、Wi-Fi5 (802.11ac)和Wi-Fi6 (802.11ax)。这些世代与以前的版本有高度的向后兼容性。联盟已经声明，当连接时，可以在用户界面中显示笫4、5或6代，同时还可以显示信号强度。[37]

5 使用编辑

5.1 互联网接入

无线网络技术可用于连接到互联网的无线网络范围内的设备提供互联网访问。一个或多个互联接入点(热点)的覆盖范围可以从小到几个房间的区域延伸到大到几平方公里的区域。较大区域的覆盖可能需要一组覆盖重叠的接入点。例如，公共户外无线(Wi-Fi)网络技术已经成功应用于伦敦的无线网状网络。Fon就是一个国际例子。

无线网络(Wi-Fi)在私人住宅商业场所以及Wi-Fi热点的公共场所提供服务，这些热点要么是免费的，要么是商业性的，通常使用专属强制门户主页进行访问。机场、酒店和餐馆等组织和企业通常提供免费热点来吸引顾客。有些爱好者或当局希望在选定的地区提供服务，甚至促进业务发展，有时会提供免费无线上网。

路由器结合了数字用户线调制解调器或电缆调制解调器和无线接入点，通常设置在家庭和其他建筑物中，通过无线或电缆为与其连接的所有设备提供互联网接入和互联。

同样地，电池供电路由器可以包括蜂窝互联网无线电调制解调器和无线接入点。当订阅蜂窝数据载体时，它们允许附近的Wi-Fi站点使用共享技术通过2G、3G或4G网络接入互联网。许多智能手机都有这种内置功能，包括基于安卓(Android)、黑莓(BlackBerry)、巴达(Bada)、苹果(ios)、视窗手机(Windows phone)和塞班(Symbian)的智能手机，不过运营商通常会禁用这一功能，或者收取单独的费用来启用它，特别是对于拥有无限数据套餐的客户。“网络包”也提供这种类型的独立设施，无需使用智能手机；例如MiFi和WiBro品牌的设备。一些带有蜂窝调制解调器卡的笔记本电脑也可以充当移动互联网Wi-Fi接入点。

无线网络(Wi-Fi)还能连接通常没有网络接入的地方，如厨房和花园棚屋。

谷歌打算利用这项技术，通过广泛的投影和路由服务，让农村地区也能享受互联互通。谷歌还打算通过发射软式飞艇来给非洲和一些亚洲地区带来方便的连通性，这种软式飞艇将允许通过无线技术进行互联网连接。[38]

5.2 全市范围

一个户外的Wi-Fi接入点

21世纪初，世界上许多城市宣布了建设全市无线网络的计划。有许多成功的例子，2004年，迈索尔(Mysuru)成为印度第一个支持无线网络(Wi-Fi)的城市。一家名为 WiFiyNet的公司已经在迈索尔建立了热点，覆盖了整个城市和附近的几个村庄。[39]

2005年，佛罗里达州的圣克劳德和加利福尼亚州的桑尼维尔成为美国第一个提供全市免费无线网络的城市。[40] 明尼阿波利斯每年为其供应商创造120万美元的利润。[41]

2010年5月，伦敦市长鲍里斯·约翰逊承诺到2012年实现全伦敦无线网络(Wi-Fi) 覆盖。[42] 包括威斯敏斯特和Islington。[43][44] 那时已经有了广泛的室外Wi-Fi覆盖范围。

韩国首都首尔的官员们正着手在全市10，000多个地方提供免费互联网接入，包括户外公共空间、主要街道和人口稠密的住宅区。首尔将向韩国电信(KT)、LG电信和SK电信发放租赁合同。这些公司将在该项目上投资4400万美元，该项目原定于2015年完成。[45]

5.3 校园范围

发达国家的许多传统大学校园至少提供部分无线网络覆盖。卡内基梅隆大学于1993年在其匹兹堡校区建立了第一个校园无线互联网网络，叫做无线安德鲁，在无线网络(Wi-Fi)品牌诞生之前。[46][47][48] 到1997年2月，CMU无线网络区已经完全投入使用。许多大学通过 Eduroam国际认证基础设施协作为学生和员工提供无线接入。

5.4 临时自组网模式与无线(Wi-Fi)直接连接

无线网络还允许在没有接入点媒介的情况下直接从一台计算机到另一台计算机的通信。这被称为点对点(Ad hoc)

一个钥匙环大小的Wi-Fi信号检测器
无线传输。这种无线自组网模式已被证明在多人掌上游戏控制台中很受欢迎，例如任天堂DS、PlayStation便携设备、数码相机和其他消费电子设备。有些设备还可以使用点对点方式共享互联网连接，成为热点或“虚拟路由器”。[49]

同样，无线联盟通过一种新的发现和安全方法来推广文件传输和媒体共享的Wi-Fi Direct规范。[50] 无线直拨(Wi-Fi Direct)于2010年10月推出。[51]

通过无线网络直接通信的另一种模式是隧道直接链路设置(TDLS)，它使同一无线网络上的两个设备能够直接通信，而不是通过接入点。[52]

6 无线电频谱编辑

802.11标准提供了几种不同的无线电频率范围，用于Wi-Fi通信：900兆赫、2.4千兆赫、5千兆赫、5.9千兆赫和60千兆赫波段。[53][54][55] 每个频段被分成多个频道。各国对这些频率范围内的允许信道、允许用户和最大功率水平实施自己的规定。ISM频段也经常使用。[56]

802.11b/g/n可以使用2.4千兆赫的ISM频段，该频段根据第15部分的规则和条例在美国运行。在这个频段，设备偶尔会受到微波炉、无绳电话、USB 3.0集线器和蓝牙设备的干扰。

频谱分配和操作限制在全球范围内并不一致：澳大利亚和欧洲允许在美国允许的2.4千兆赫频段的11个信道之外增加两个信道(12，13)，而日本允许增加三个信道(12–14)。在美国和其他国家，802.11a和802.11g设备可以在没有许可证的情况下运行，这是联邦通信委员会 (FCC)规则和条例第15部分所允许的。

一个标准速度的无线信号在2.4千兆赫波段占据五个信道。任何两个信道号相差五或更多的，如2和7，都不会重叠。因此， 行业内一般认为1、6和11是唯一不重叠的频道的说法是不准确的。频道1、6和11是北美唯一一组三个不重叠的频道。然而，相隔四个通道的干扰可以忽略不计，远小于重用通道。[57] 在欧洲和日本频道13是可用的，建议按802.11g和802.11n规范使用1、5、9和13频道。

802.11a/h/j/n/ac/ax可以使用5千兆赫的U-NII频带，在世界大部分地区，该频带提供至少23个不重叠的20兆赫信道，而不是2.4千兆赫的ISM频带，在2.4千兆赫的ISM频带中，信道宽度只有5兆赫。普通建筑材料对5 千兆赫波段吸收能力更强，并且通常吸收范围更短。

随着802.11规范的发展，以支持更高的吞吐量，带宽需求也随之增加。与802.11a或802.11g (20 兆赫)相比，802.11n可以使用两倍的无线电频谱/带宽(40 兆赫- 8个信道)。802.11n也可以设置为限制自己的带宽为20 兆赫，以防止密集社区中的干扰。[58] 在5千兆赫波段，20、40、80和160兆赫带宽信号是允许的，但有一些限制，提供了更快的连接速度。

7 通信栈编辑

无线网络(Wi-Fi)是IEEE 802协议系列的一部分。数据被组织成802.11帧，这些帧与数据链路层的以太网帧非常相似，但有额外的地址字段。媒体访问控制地址( MAC)用作LAN局域网路由的网络地址。[59]

无线网络的媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范由IEEE 802.11定义，用于调制和接收一个或多个载波，以在红外和2.4、3.6、5或60千兆赫频带中传输数据。它们由IEEE局域网/城域网标准委员会(IEEE 802)创建和维护。该标准的基础版本于1997年发布，随后进行了许多修订。这些标准和修订为使用无线网络（Wi-Fi）品牌的无线网络产品提供了基础。虽然当每一项修订被纳入最新版本的标准时，都被正式撤销，但企业界倾向于将这些修订推向市场，因为它们简明地表示了其产品的功能。[60] 因此，在市场上，每次修订都倾向于成为自己的标准。

除了802.11之外，IEEE 802协议家族对无线网络（Wi(Fi）也有特定的规定。这些是必需的，因为以太网基于电缆的介质通常不共享，而对于无线网络，所有传输都由使用该无线信道的范围内的所有站点接收。[61]虽然以太网的误码率基本上可以忽略不计，但无线通信介质会受到很大的干扰。以致无法保证准确传输，因此需要有一种最佳的传送机制。有鉴于此，对于无线网络(Wi-Fi)，由IEEE 802.2指定的逻辑链路控制(LLC)使用Wi-Fi的媒体访问控制(MAC)协议来管理重试，而不依赖于更高级别的协议栈。

出于网络互联的目的，无线网络(Wi-Fi)通常被分层为互联网协议的互联网层之下的链路层(相当于开放系统互联模式(OSI model)的物理和数据链路层)。这意味着节点具有相关联的互联网(internet)地址，并且通过适当的连接，允许完全访问internet。

8 性能。编辑

Wi-Fi工作范围取决于诸如频带、无线电功率输出、接收器灵敏度、天线增益和天线类型以及调制技术等因素。此外，信号的传播特性也会产生很大影响。

在更远的距离，更大的信号吸收，速度通常会降低。

抛物面板仅在特定方向上发送和接收无线电波，并且可以提供比全向天线更大的范围

Yagi-Uda天线，广泛用于电视接收，在Wi-Fi的波长上是相对紧凑的

8.1 发射机功率

与手机和类似技术相比，无线发射器是低功耗设备。一般来说，无线设备可以传输的最大功率受限于当地法规，如美国FCC联邦通信委员会第15部分。欧洲联盟的等效各向同性辐射功率(EIRP)限于20dB(100mW)。

为了满足无线局域网应用的要求，与其他一些支持无线个人区域网应用的标准相比，无线网络(Wi-Fi)具有更高的功耗。例如，蓝牙在1到100米[62]之间提供了更短的传播范围，因此通常具有更低的功耗。其他低功耗技术，如无线个域网(ZigBee)，具有相当长的范围，但数据速率要低得多。无线网络(Wi-Fi)的高功耗使得一些移动设备的电池寿命成为一个问题。

8.2 天线

符合802.11b或802.11g标准的接入点使用全向天线，其范围可能为100米(0.062英里）。带有外部半抛物面天线(15 dB增益)的同一个无线电，在远端装有类似装备的接收器，其范围可能超过20英里。

较高的增益额定值(dBi)表示与理论上完美的各向同性辐射器的进一步偏离(通常朝向水平方向)，因此与更显各向同性天线上的类似输出功率相比，天线可以在特定方向上进一步投射或接收可用信号。[63] 例如，与100毫瓦驱动器一起使用的8 dBi天线将具有与以500毫瓦驱动的6 dBi天线相似的水平范围。请注意，这是假设垂直方向的辐射消失了；在某些情况下，尤其是在大型建筑或波导管内，可能就不是这种情况。在上面的例子中，定向波导可以使低功率6 dBi天线在单个方向上比不在波导中的8 dBi天线投射得更远，即使它们都以100 mW驱动。

在具有可拆卸天线的无线路由器上，可以通过安装在特定方向具有更高增益的升级天线来提高距离。通过在路由器和远程设备上使用高增益定向天线，户外距离可以提高到许多公里。

8.3 多输入多输出天线糸统

这款Netgear Wi-Fi路由器包含双频段，用于在2.4和5GHz频谱上传输802.11标准，并支持MIMO。

一些标准，如Wi-Fi的IEEE 802.11n和IEEE 802.11ac，允许一个设备有多个天线。多个天线使设备能够聚焦在远端设备上，减少对其他方向的干扰，并提供更强的有用信号。这极大地增加了范围和网络速度，而不超过法定功率限制。

IEEE 802.11n可以将范围扩大一倍以上。[64] 范围也随频带而变化。2.4GHz段中的Wi-Fi比802.11a(以及可选的802.11n)使用的5GHz段中的Wi-Fi具有略大一点的范围。

在最佳条件下，IEEE 802.11ac可以实现1Gbit的通信速率。

8.4 无线电传播

使用无线Wi-Fi信号，视线通常效果最好，信号可以传输、吸收、反射和衍射通过和绕过建筑物结构。

由于无线信号在典型无线(Wi-Fi)频率下传播的复杂性，特别是树木和建筑物反射信号的影响，算法只能粗略预测与发射机相关的任何给定区域的无线信号强度。[65]这种效应并不同样适用于长距离无线网络(Wi-Fi)，因为较长的链路通常是从周围植物上方的发射塔运行的。

无线网络(Wi-Fi)在更大范围内的移动使用是有限的，例如，在汽车上从一个热点移动到另一个热点。其他无线技术更适合与移动的车辆通信。

传输距离的记录

传输距离的记录(使用非标准设备)包括2007年6月的382公里(237英里)，由委内瑞拉的埃尔曼诺·皮特罗塞莫里和伊斯莱尔德保持，他们在埃尔Á吉拉和普拉蒂隆的山顶之间传输大约3 MB的数据。[66][67] 瑞典航天局利用6瓦放大器将数据传输到了420公里(260英里)的高空平流层气球。[68]

8.5 无线电波段

许多较新的消费类设备支持最新的802.11ac标准，该标准专门使用5 GHz频段，能够实现每秒至少1千兆位的多站无线局域网(WLAN)吞吐量和每秒至少500兆位的单站吞吐量。2016年第一季度，无线联盟将符合802.11ac标准的设备认证为“无线(Wi-Fi)认证ac”。这一新标准使用多用户多输入多输出(MIMO)和4X4空间复用流等多种先进的信号处理技术，以及大信道带宽(160兆赫)来实现千兆位吞吐量。根据IHS技术公司的一项研究，2016年第一季度70%的接入点销售收入来自802.11ac设备。[69]

8.6 干扰

将其他设备放在同一区域可能会中断无线(Wi-Fi)连接或降低互联网速度。无线(Wi-Fi)协议旨在合理公平地共享信道，并且通常几乎不会中断。然而，许多2.4 GHz 802.11b和802.11g接入点在初始启动时默认为同一信道，导致某些信道拥堵无线网络污染，或该区域接入点数量过多，会妨碍接入，干扰其他设备对其他接入点的使用，并降低接入点之间的信噪比(SNR)。此外，802.11g/b频谱中的重叠信道也会导致干扰。这些问题在高密度地区可能会成为一个问题，例如大型公寓楼或有许多无线(Wi-Fi)接入点的办公楼。无线网络Wi-Fi 6极大地改善了功率控制，在拥挤的地区受到的干扰较小。

其他设备使用2.4 GHz频段:微波炉、ISM频段设备、安全摄像头、无线个域网(ZigBee)设备、蓝牙设备、视频发送器、无绳电话、婴儿监视器、[70] 在一些国家，还有业余无线电爱好者使用的一些无线电设备，所有这些都可能造成严重的额外干扰。当市政当局[71] 或其他大型实体(如大学)寻求提供大面积覆盖时，这也是一个问题。

为了最大限度地减少与无线(Wi-Fi)设备和非无线(non-Wi-Fi)设备的冲突，(Wi-Fi)采用了载波侦听多路访问和冲突避免(CSMA/CA)，在这种情况下，发射机在传输前监听，如果检测到信道上有其他用户在活动，则延迟数据包的发送。然而，无线网络仍然容易受到隐藏节点和暴露节点问题的影响。[72]

这些频段允许与低功率发射机一起使用，不需要许可证，限制也很少。然而，尽管意外干扰很常见，但如果被发现故意对其他用户造成干扰的用户(特别是试图出于商业目的在本地垄断这些频段的用户) 则将被处以巨额罚款。[73]

8.7 生产能力

Wi-Fi应用中UDP的封包性能图示，2.4GHz带宽，802.11g协议

Wi-Fi应用中UDP的封包性能图示，2.4GHz带宽，802.11n协议（40MHZ）

信息吞吐量IEEE 802.11的各种第2层变体具有不同的特性。在802.11的所有类型中，最大可实现吞吐量要么基于理想条件下的测量结果，要么基于第2层数据速率。然而，这不适用于数据在两个端点之间传输的典型部署，其中至少一个端点通常连接到有线基础设施，另一个端点通过无线链路连接到基础设施。

这意味着数据帧通常通过802.11(无线局域网)介质，并被转换为802.3(以太网)，反之亦然。

由于这两种介质的帧(头)长度不同，应用程序的数据包大小决定了数据传输的速度。这意味着使用小数据包(如VoIP)的应用程序会创建高开销通信量(如低吞吐量)的数据流。

对整个应用数据速率有贡献的其他因素是 应用程序传输数据包的速度(即数据速率)和接收无线信号的能量。后者由距离和通信设备的配置输出功率决定。[74][75]

同样的参考资料也适用于所附的吞吐量图表，这些图表显示了对UDP吞吐量的测量值。每个代表25次测量的平均吞吐量(误差线在那里，但由于变化很小，几乎看不到)，具有特定的数据包大小(小或大)，以及特定的数据速率(10 kbit/s–100 Mbit/s)。还包括常见应用的流量概况标记。本文和测量值不包括数据包错误，但有关信息可在以上参考文献中找到。下表显示 在相同的场景下(引用相同的参考文献)，使用不同的WLAN(802.11)，可实现的 (特定于应用程序)最大UDP吞吐量。测量主机之间相距25米；损失再次被忽略。

9 多个接入点编辑

通过使用更多信道或定义更小的蜂窝单元，增加网络的无线接入点数量可以提供冗余、更好的覆盖范围、对快速漫游的支持以及增加整体网络容量。除了最小的实现(如家庭或小型办公室网络)，无线实现已经向“瘦”接入点发展，更多的网络智能存储在一个集中的网络设备中，将单个接入点的角色降低为“哑”收发器。户外应用可以使用网状拓扑。

扩展服务集可以通过部署配置有相同SSID和安全设置的多个接入点来形成。无线(Wi-Fi)客户端设备通常会连接到能够在该服务集中提供最强信号的接入点。

10 硬件编辑

一个嵌入式RouterBoard 112带有U.FL-RSMA 尾纤与R52 mini PCI Wi-Fi卡，广泛应用于捷克共和国的无线网络服务供应商 An embedded RouterBoard 112 with U.FL-RSMA pigtail and R52 mini PCI Wi-Fi card widely used by wireless Internet service providers (WISPs) in the Czech Republic

OSBRiDGE 3GN – 在一个设备中集成了802.11n 接入点和UMTS/GSM 网关 OSBRiDGE 3GN – 802.11n Access Point and UMTS/GSM Gateway in one device

无线网络(Wi-Fi)允许无线部署局域网(LAN)。此外，不能布线的空间，如室外区域和历史建筑，可以承载无线局域网。然而，某些材料的建筑墙壁，如高金属含量的石头，会阻挡无线(Wi-Fi)信号。

自21世纪初以来，制造商们正在将无线网络适配器构建到大多数笔记本电脑中。无线(Wi-Fi)芯片组的价格持续下降，使得它成为更多设备中比较经济的网络设备选项。[76]

不同竞争品牌的接入点和客户端网络接口可以在基本服务级别上相互操作。被无线(Wi-Fi)联盟指定为“无线认证”的产品是向后兼容的。与手机不同，任何标准的无线设备都可以在世界任何地方工作。

10.1 接入点

苹果笔记本的AirPort无线G Wi-Fi适配器 An AirPort wireless G Wi-Fi adapter from an Apple MacBook.

无线接入点(WPA)将一组无线设备连接到相邻的有线局域网。接入点类似于网络集线器，除了(通常)单个连接的有线设备(最常见的是以太网集线器或交换机)之外，还在连接的无线设备之间中继数据，从而允许无线设备与其他有线设备通信。

10.2 无线适配器

无线适配器允许设备连接到无线网络。这些适配器使用各种外部或内部互连连接到设备，如PCI、miniPCI、USB、ExpressCard、Cardbus和PC卡。截至2010年，大多数较新的笔记本电脑都配有内置适配器。

10.3 路由器

无线路由器集成了无线接入点、以太网交换机和内部路由器固件应用程序，通过集成广域网(WAN)接口提供IP路由、网络地址转换(NAT)和域名系统(DNS)转发。无线路由器允许有线和无线以太网局域网(LAN)设备连接到(通常)单个广域网(WAN)设备，如电缆调制解调器、DSL调制解调器或光调制解调器。无线路由器允许通过一个中央实用程序配置所有这三种设备，主要是接入点和路由器。该实用程序通常是一个集成的网络(web)服务器，可以访问有线和无线局域网(LAN)客户端，广域网(WAN)客户端也可以访问。该实用程序也可以是在计算机上运行的应用程序，例如苹果的AirPort，它由苹果操作系统和iOS(iphone操作系统)上的AirPort实用程序管理。[77]

10.4 桥梁

无线网桥可以连接两个网络，在Wi-Fi上的数据链路层形成一个网络。主要标准是无线分配系统(WDS)。

无线桥接可以将有线网络连接到无线网络。网桥不同于接入点:接入点通常将无线设备连接到一个有线网络。两个无线桥接设备可用于通过无线链路连接两个有线网络，这在有线连接不可用的情况下是非常有用的，例如在两个独立的家庭之间或者对于不具有无线联网能力(但是具有有线联网能力)的设备，如消费者娱乐设备，或者可以使用无线网桥来使支持有线连接的设备能够以无线网络标准运行，该标准比该设备支持的无线网络连接功能(外部加密狗或内置)所支持的速度更快。对于只支持无线网关的设备，在网桥和包括无线接入点在内的连接设备的有线以太网端口上启用无线网络速度(达到最大支持速度)。双频无线网桥也可用于在仅支持2.4千兆赫无线网络功能并具有有线以太网端口的设备上启用5千兆赫无线网络操作。

无线增程器或无线中继器可以扩展现有无线网络的范围。策略性放置的增程器可以延长信号区域，或者允许信号区域到达障碍物周围，例如那些位于L形走廊的障碍物。通过中继器连接的无线设备每跳一次延迟都会增加，最大可用数据吞吐量可能会降低。此外，使用无线增程器的网络的其它用户的效果是比单个用户在使用增税器的网络中迁移更快地消耗可用带宽。由此可见，无线增程器在支持低流量吞吐量要求的网络中工作得最好，例如，配备有无线网络平板电脑的单个用户在整个连接网络的扩展和非扩展连接部分周围迁移的这种情况。此外，连接到链路中任何中继器的无线设备的数据吞吐量将受到链路中存在的“最弱链路”的限制，该链路位于连接的起点和终点之间。采用无线增程器的网络更容易受到邻近接入点的干扰而退化，这些接入点与扩展网络的部分相邻，并且碰巧与扩展网络占用相同的信道。

10.5 嵌入式系统

嵌入式串口转Wi-Fi模块

安全标准“无线网络(Wi-Fi)保护设置”允许具有有限图形用户界面的嵌入式设备轻松连接到互联网。无线网络(Wi-Fi)保护设置有两种配置：按钮配置和个人识别码(PIN)配置。这些嵌入式设备也被称为物联网，是低功耗、电池供电的嵌入式系统。许多无线网络(Wi-Fi)制造商为嵌入式无线网络设计芯片和模块，如GainSpan。[78]

在过去的几年中(尤其是从2007年开始)，嵌入式无线(Wi-Fi)模块越来越多，它集成了实时操作系统，并提供了一种简单的无线方式，支持任何具有串行端口并通过串行端口进行通信的设备都可以无线上网。[79] 这使得设计简单的监控设备成为可能。一个例子是在家中监测病人的便携式心电图设备。这种支持无线网络的设备可以通过互联网进行通信。[80]

技嘉无线网卡控制器GC-WB867D-I.

技嘉无线网卡控制器GC-WB867D-I.的天线

这些无线(Wi-Fi)模块由原始设备制造商(OEM)设计，因此实施者只需要很少的无线知识就可以为他们的产品提供无线连接。

2014年6月，德克萨斯仪器公司推出了首款ARM Contex M4微控制器，内置专用的Wi-Fi MCU，名为Simple Link CC3200。它使得具有无线连接的嵌入式系统可以构建为单芯片设备，这降低了它们的成本和最小尺寸，使得将无线网络控制器构建成便宜的普通对象变得更加实际。

11 网络安全性编辑

与传统有线网络(如以太网)相比，无线网络安全的主要问题是简化了对网络的访问。通过有线网络，用户必须要么进入建筑物(物理连接到内部网络)，要么突破外部防火墙。要启用无线网络(Wi-Fi)，只需在无线网络的范围内即可。大多数商业网络通过尝试禁止外部访问来保护敏感数据和系统。如果网络使用不充分或没有加密，启用无线连接会降低安全性。[81][82][83]

获得无线(Wi-Fi)网络路由器访问权限的攻击者可以在被查询的域名系统(DNS)服务器有机会回复之前，通过伪造响应来发起针对网络任何其他用户的域名系统(DNS)欺骗攻击。[84]

11.1 安全保护方法

阻止未授权用户的一个常见措施是通过禁用SSID(服务集标识符)广播来隐藏接入点的名称。虽然对临时用户有效，但作为一种安全方法，它是无效的，因为SSID是响应客户端SSID查询而明文广播的。另一种方法是仅允许已知MAC(媒体访问控制)地址的计算机加入网络，[85] 但是铁了心的窃听者可能能够通过欺骗授权地址而进入网络。

有线等效隐私(WEP)加密旨在防止随意窥探，但不再被认为是安全的。AirSnort或Aircrack-ng等工具可以快速恢复WEP加密密钥。[86] 由于WEP平台的弱点，无线网络(Wi-Fi)联盟批准了使用TKIP的无线网络保护接入(Wi-Fi Protected Access,WPA)。WPA是专门设计用于旧设备，通常通过固件升级的方式。尽管WPA比WEP更安全，但它也存在一些漏洞。

使用高级加密标准的更安全的WPA2于2004年推出，并得到大多数新无线(Wi-Fi)设备的支持。WPA2与WPA完全兼容。[87] 2017年，WPA2协议中的一个漏洞被发现，允许密钥重放攻击，称为KRACK。[88][89]

Wi-Fi新增的一项名为Wi-Fi保护设置(Wi-Fi Protected Setup,WPS) 的功能存在缺陷，这使得WPA和WPA2的安全性可以被绕过，在很多情况下都可以被有效破解。截至2011年底，唯一的补救措施是关闭无线网络保护设置(WPS)[90] 但这并不总是可能的。

虚拟专用网通常用于保护无线网络(Wi-Fi)[91]。

11.2 数据安全风险

旧的无线加密标准有线等效隐私(WEP) ，已被证明即使配置正确也很容易被破解。2003年开始在设备中使用的无线保护接入(WPA和WPA2)加密旨在解决这个问题。无线接入点通常默认为无加密(开放)模式。新手用户可以从开箱即用的零配置设备中获益，但此默认设置不支持任何无线安全性，只提供对局域网(LAN)的开放式无线访问。要启用安全性保护，需要用户通常通过软件图形用户界面(GUI)来配置设备。在未加密的无线(Wi-Fi)网络上，连接设备可以监控和记录数据(包括个人信息)。此类网络只能通过使用其他保护手段来保护，如虚拟专用网络(VPN)或传输层安全上的安全超文本传输协议(HTTPS)。

只要使用强密码，无线保护访问加密(WPA2)被认为是安全的。2018年，WPA3被宣布取代WPA2，进一步增加了安全性；[92] 它于6月26日推出。[93]

11.3 稍带确认

稍带确认(PiggyBacking)指的是通过将自己的计算机带到另一个人的无线连接范围内，并在没有该用户明确许可或知晓的情况下使用该服务来接入无线互联网连接。

在802.11早期流行采用期间，鼓励在使用范围内的任何人都可以使用开放的访问点来培育无线社区网络，[94] 特别是因为人们在任何给定时间平均只使用一小部分下游带宽。

娱乐性的日志记录和其他人接入点的地图绘制已经成为众所周知的接入点映射行为(wardriving)。事实上，许多接入点都是在没有打开安全性的情况下有意安装的，因此它们可以作为免费服务使用。以这种方式提供互联网连接可能违反服务条款或与互联网服务提供商ISP签订的合同。这些活动在大多数司法管辖区不会导致制裁；然而，世界各地的立法和判例法差别很大。一项关于留下描述可用服务的涂鸦的提议被称为Warchalking。[95]

稍带确认(Piggy Backing)通常是无意发生的 - 技术上不熟悉的用户可能不会更改其接入点的默认“不安全”设置，而操作系统可以配置为自动连接到任何可用的无线网络。碰巧在接入点附近启动笔记本电脑的用户可能会发现该计算机已经加入网络，但没有任何可见指示。此外，如果另一个网络有更强的信号，打算加入该网络的用户可能会转而加入这个网络中。

结合其他网络资源的自动发现，这可能会导致无线用户在寻找目的地时将敏感数据发送给错误的中间人。例如，用户可能无意中使用不安全的网络登录到某个网站，如果该网站使用不安全的协议，如无传输层安全(TLS)的纯超文本传输协议(HTTP)，则该登录凭据可供任何收听者使用。

未经授权的用户可以从无线接入点上的标签获得安全信息(出厂预设密码和/或无线网络(Wi-Fi)保护设置密码)，可以使用该信息(或通过无线网络保护设置按钮方法连接)来实施未经授权和/或非法的活动。

12 健康问题编辑

世界卫生组织(世卫组织WHO)表示，“暴露于基站和无线网络的射频场(RF)预计不会对健康造成影响”，但指出它们促进了对其他射频源影响的研究。[96] 尽管世卫组织国际癌症研究机构(IARC)后来将射频电磁场(EMFs)归类为“可能对人类致癌(2B 组)”[97] (当“因果关系被认为可信，但不能合理、确信地排除机会、偏见或混淆时使用该类别)，[98] 该分类基于与无线电话使用相关的风险，而非无线(Wi-Fi)网络。

英国健康保护署在2007年报告称，暴露在无线(Wi-Fi)网络中一年而导致产生的辐射量与“20分钟手机通话产生的辐射量相同”。[99]

一项涉及725名声称电磁过敏症患者的研究综述，”......表明“电磁过敏”与电磁场的存在无关，尽管需要对这一现象进行更多的研究。”[100]

13 替代技术编辑

许多其他“无线”技术在某些情况下提供了无线网络(Wi-Fi)的替代方案:

  • 蓝牙，短距离网络
  • 蓝牙低能耗，一种低功耗变体
  • 无线个域网Zigbee、低功耗、低数据速率和近距离
  • 智能手机使用的蜂窝网络
  • 全球互通微波访问WiMax，从独立家庭外部提供无线互联网连接

一些替代方案是“没有新的电线”，重复使用现有电缆:

  • G.hn取代现有的家庭布线，例如电话和电源线

还有几种用于计算机网络的有线技术，在某些情况下是可行的替代技术，特别是:

  • 双绞线以太网

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