现在我们常用的WLAN标准有802.11b/g/n, 还有没有普及的802.11ac, 还有一个比较吊的802.11ad. 其中，802.11b/g都是工作在2.4G频段，而802.11n可以工作在2.4G和5G两个频段，802.11ac则只工作在5G频段。
下边我们看一个表格，对常用的这些标准做一个对比。
| 802.11 协议 | 频段(GHz) | 带宽(MHz) | 最大码率(Mbps) |
|---|---|---|---|
| b | 2.4 | 22 | 1, 2, 5.5, 11 |
| g | 2.4 | 20 | 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 |
| n | 2.4 | 20 | 400 ns GI : 7.2, 14.4, 21.7, 28.9, 43.3, 57.8, 65, 72.2 800 ns GI : 6.5, 13, 19.5, 26, 39, 52, 58.5, 65 |
| n | 5 | 40 | 400 ns GI : 15, 30, 45, 60, 90, 120, 135, 150; 800 ns GI : 13.5, 27, 40.5, 54, 81, 108, 121.5, 135 |
| ac | 5 | 20 | 400 ns GI : 7.2, 14.4, 21.7, 28.9, 43.3, 57.8, 65, 72.2, 86.7, 96.3; 800 ns GI : 6.5, 13, 19.5, 26, 39, 52, 58.5, 65, 78, 86.7 |
| ac | 5 | 40 | 400 ns GI : 15, 30, 45, 60, 90, 120, 135, 150, 180, 200; 800 ns GI : 13.5, 27, 40.5, 54, 81, 108, 121.5, 135, 162, 180 |
| ac | 5 | 80 | 400 ns GI : 32.5, 65, 97.5, 130, 195, 260, 292.5, 325, 390, 433.3; 800 ns GI : 29.2, 58.5, 87.8, 117, 175.5, 234, 263.2, 292.5, 351, 390 |
| ac | 5 | 160 | 400 ns GI : 65, 130, 195, 260, 390, 520, 585, 650, 780, 866.7; 800 ns GI : 58.5, 117, 175.5, 234, 351, 468, 702, 780 |
| ad | 60 | 2160 | Up to 6,912 (6.75 Gbit/s) |
不论哪一种802.11标准，最大的吞吐量是基于理想环境下测试得到的结果，因此在实际情况下不可能达到这个理想值。 影响因素有，
- 802.11 传输的数据必须包含802.3(以太网)的报头。
- 数据包的大小也影响实际的带宽。
- 程序传输数据包的频率，也就是码率。
- 通信设备的距离
下边是两个比较图，描述了在不同的码率情况下对应的吞吐量。
频道和频率
802.11 b/g/n-2.4 都使用2.400-2.500 GHz的这个频段，这个频段属于ISM频段，除此之外，802.11n还支持4.915-5.825GHz的频段。
注意， 现在市场上的支持2.4G和5G两个频段的都是使用802.11n。
2.4G 可以分成14个频段，如下图，
各个频段的中心频率如下，我们需要注意的是各个频段之间是有重叠的，也就是说如果路由器A在使用频道1，路由器B在使用频道2，那么你的实际的数据传输就会相互干扰，误码率就会上升，实际有效带宽变窄。因此现在市场上很多品牌的路由器都提供信道检测，自动优化频段选择。
重叠部分的干扰造成的信号衰减，见下图，
如果我们在一个空旷的区域，无其他2.4G干扰源的情况下，我们只能布置最多4个频道，见下图，
虽然定义了多达14个频道，而并不是我们可以随便选择，各个国家都对无线电进行管控。我们通过下表看一下各个主要国家对2.4G的管控状况。
| 国家 | 允许频段 |
|---|---|
| 日本 | 802.11b所有频段，802.11g/n-2.4 1-13频段 |
| 西班牙 | 1-13 |
| 法国 | 1-13 |
| 北美, 中美，南美 | 1-11 |
更多请参考 [IEEE Standard 802.11-2007 page 531]
数据帧类型
- 认证帧(Authentication frame), 终端设备向AP发送此数据包进行健全操作。 过程如图
- 请求帧(Association request frame), 终端设备向AP发送此数据包请求资源和同步。这个数据包中携带了WNIC, 包含支持的码率和SSID。
- 响应帧(Association response frame), AP发送此数据包通知终端设备请求被接受或拒绝。如果被接受的话，数据包中包含了接受的码率和响应的ID号。
- 信息帧(Beacon frame), AP持续性的发送此类数据包表明自己的存在，包含了SSID和其他的一些WNIC信息。
- 解除认证帧(Deauthentication frame), 终端设备断开连接时发送。
- 解除连接帧(Disassociation frame), 终端设备断开连接时发送，不过AP收到此数据包后，会清空该终端设备的信息。
- 探测请求帧(Probe request frame), 当一个终端设备想获取其他终端设备的信息时发送。
- 探测响应帧(Probe response frame)，AP向发送探测请求帧的终端设备发送。
- 重新连接帧(Reassociation request frame), 当由于超出了AP的范围，返回时发送的数据包请求重连。
- 重连响应帧(Reassociation response frame)， AP接受还是拒绝终端设备的重连请求。
参考资料
- https://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11
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