2.2 802.11協議概述

802.11協議是國際電工電子工程學會（IEEE）為無線局域網絡制定的標準。雖然WiFi使用了802.11的媒體訪問控制層（MAC）和物理層（PHY），但是兩者并不完全一致。本節將詳細介紹802.11協議。

1997年，IEEE 802.11標準成為第一個無線局域網標準，它主要用于解決辦公室和校園等局域網中用戶終端間的無線接入。數據傳輸的射頻段為2.4GHz，速率最高只能達到2Mb/s。后來，隨著無線網絡的發展，IEEE又相繼推出了一系列新的標準。常見無線局域網標準如表2-1所示。

在以上標準中使用最多的是802.11n標準，工作在2.4GHz頻段。其中，頻率范圍為2.400GHz～2.4835GHz，共83.5帶寬。通過以上表格中，可以看到每個協議都有不同的頻段和帶寬。下面將詳細地進行介紹。

2.2.1 頻段

頻段指的就是無線信道，它以無線信號作為傳輸媒體的數據信號傳送通道。目前主流的WiFi網絡設備不管是802.11b/g，還是802.11b/g/n模式，一般都支持13個信道。它們的中心頻率雖然不同，但是因為都占據一定的頻率范圍，所以會有一些互相重疊的情況。13個信道的頻率范圍，如表2-2所示。

通過了解這13個信道所處的頻段，有助于用戶理解人們常說的三個不互相重疊的信道含義。無線網絡可在多個信道上運行。在無線信號覆蓋范圍內的各種無線網絡設備應該盡量使用不同的信道，以避免信號之間的干擾。表2-2中是常用的2.4GHz（=2400MHz）頻帶的信道劃分，實際一共有14個信道，但第14個信道一般不用。每個信道的有效寬度是20MHz，另外還有2MHz的強制隔離頻帶。也就是說，對于中心頻率為2412MHz的1信道，其頻率范圍為2401MHz～2432MHz。具體14個信道的劃分，如圖2.1所示。

從該圖中可以看到，其中1、6、11這3個信道（實線標記）之間是完全沒有重疊的，也就是人們常說的3個不互相重疊的信息。在圖中也很容易看清楚其他各信道之間頻段重疊的情況。另外，如果設備支持，除1、6、11這3個一組互不干擾的信道外，還有（2，7，12）、（3，8，13）、（4，9，14）3組互不干擾的信道。

2.2.2 使用WirelessMon規劃頻段

現在的無線設備越來越多，要完全錯開使用信道并不太容易。但是，我們可以做到盡量避免沖突。在Windows中提供了一個名為WirelessMon工具，可以監控無線適配器和聚集的狀態，并顯示周邊無線接入點或基站實時信息的工具，列出計算機與基站間的信號強度及無線信道的相關信息等。下面將介紹一下WirelessMon工具的使用。

【實例2-1】在Windows 7操作系統中安裝WirelessMon工具。具體操作步驟如下所述。

（1）從官方網站http://www.passmark.com/products/wirelessmonitor.htm下載WirelessMon軟件的最新版本，其軟件名為wirelessmon.exe。

（2）安裝WirelessMon軟件。雙擊下載的軟件包，將打開如圖2.2所示的界面。

（3）該界面顯示了wirelessmon.exe軟件的詳細信息。當前系統為了安全，提示是否要運行該文件。這里單擊“運行”按鈕，將顯示如圖2.3所示的界面。

（4）該界面是安裝WirelessMon軟件的歡迎界面。單擊Next按鈕，將顯示如圖2.4所示的界面。

（5）該界面顯示了安裝WirelessMon軟件的許可協議。在這里選擇I accept the agreement復選框，然后單擊Next按鈕，將顯示如圖2.5所示的界面。

（6）該界面要求選擇WirelessMon軟件的安裝位置，這里使用默認的設置。如果用戶想修改該安裝位置，可以單擊Browse按鈕，并選擇要安裝的目標位置。然后單擊Next按鈕，將顯示如圖2.6所示的界面。

（7）該界面提示選擇啟動菜單文件夾，這里使用默認的設置。如果用戶想要修改此文件夾名稱的話，可以單擊Browse按鈕，并選擇新的文件夾。然后單擊Next按鈕，將顯示如圖2.7所示的界面。

（8）該界面可以設置是否在桌面上創建圖標。這里使用默認設置，將會在桌面上創建圖標。然后單擊Next按鈕，將顯示如圖2.8所示的界面。

（9）該界面提示將準備開始安裝WirelessMon軟件。如果確認前面設置沒問題的話，單擊Install按鈕，將顯示如圖2.9所示的界面。

（10）該界面顯示了繼續安裝之前的詳細信息。這里單擊Next按鈕，將顯示如圖2.10所示的界面。

（11）從該界面可以看到，WirelessMon軟件已經安裝完成。此時單擊Finish按鈕，完成WirelessMon安裝，并且將啟動該軟件。如果用戶現在不需要啟動WirelessMon軟件的話，在該界面取消Launch WirelessMon的復選框，然后單擊Finish按鈕。

通過以上的詳細步驟，WirelessMon軟件就成功安裝到當前操作系統中了。接下來，就可以啟動該工具實施無線網絡監聽。具體方法如下所述。

（1）雙擊桌面上名為WirelessMon的圖標，將打開如圖2.11所示的界面。

（2）該界面提示可以免費使用30天WirelessMon軟件，是否要繼續運行。這里單擊Continue按鈕，啟動WirelessMon工具，如圖2.12所示。

（3）看到該界面顯示的信息，則表示WirelessMon工具已成功啟動。啟動該工具后，只要當前系統中存在無線網卡，則將會自動監聽搜索到的無線網絡。從該界面可以很清楚地看到，搜索到所有無線信號使用的信道、模式和SSID號等。然后用戶就可以通過分析WirelessMon工具監聽到的信息，設置自己無線設備的信道，以保證自己的網絡速度更佳。

2.2.3 帶寬

這里的帶寬指的是信道帶寬。信道帶寬也常被稱為“頻段帶寬”，是調制載波占據的頻率范圍，也是發送無線信號頻率的標準。在常用的2.4-2.4835GHz頻段上，每個信道的帶寬為20MHz。在前面2-1表格中，用戶可以發現802.11 n協議包括兩個帶寬，分別是20MHz和40MHz。這時候用戶可能困惑，到底選擇20MHz好，還是40MHz好呢？下面將為用戶來做一個詳細的分析。

在分析之前先介紹20Mhz和40MHz的區別。

20MHz在802.11 n模式下能達到144Mbps帶寬，它穿透性好，傳輸距離遠（約100米左右）；40MHz在802.11模式下能達到300Mbps帶寬，但穿透性稍差，傳輸距離近（約50米左右）。如果對以上的解釋不是很清楚的話，用戶可以將這兩個帶寬想象成道路的寬度，寬度越寬同時能跑的數據越多，也就提高了速度。但是，無線網的“道路”是大家共享的，一共就這么寬（802.11b/g/n的頻帶是2.412GHz～2.472GHz，一共60GHz。802.11a/n在中國可用的頻帶是5.745GHz～5.825GHz，同樣也是60GHz。當一個用戶占用的道路寬了，跑的數據多了，這時候就容易跟其他人碰撞。一旦撞車，全部人就都會慢下來，可能比在窄路上走還要慢。

為了幫助用戶更清楚地理解信道帶寬，下面來通過一個圖來進行分析，如圖2.13所示。

從圖2.13中，可以看到原來擠一擠可以四個人同時用一個寬帶的。但是其中一個人用了40MHz的話，就只能兩個人同時使用。所以，選擇哪個帶寬主要是看附近有多少人和自己一起上路。如果附近沒什么人用的話，那么自己選擇使用40MHz是不錯的選擇，并且可以很好地享受高速。如果周圍車輛很多，那么自己最好還是找一個車少點的車道，老老實實用20MHz比較好。