時(shí)間：2015-06-28 00:00:00 來源：IT貓撲網(wǎng) 作者：網(wǎng)管聯(lián)盟 我要評(píng)論(0)
?? 一、無線網(wǎng)絡(luò)的原理及主要標(biāo)準(zhǔn)
?? 無線網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它提供了使用無線多址信道的一種有效方法來支持計(jì)算機(jī)之間的通信，并為通信的移動(dòng)化、個(gè)人化和多媒體應(yīng)用提供了潛在的手段。一般而言，凡采用無線傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都可稱為無線網(wǎng)。從WLAN到藍(lán)牙、從紅外線到移動(dòng)通信，所有的這一切都是無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用典范。它不采用傳統(tǒng)電纜線提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能，網(wǎng)絡(luò)所需的基礎(chǔ)設(shè)施不需要埋在地下或隱藏在墻里，網(wǎng)絡(luò)能夠隨著實(shí)際需要移動(dòng)或變化。說得通俗點(diǎn)，就是局域網(wǎng)的無線連接形式，也就是無線局域網(wǎng)(Wireless Local-area Network，WLAN)。
?? 1.無線網(wǎng)絡(luò)傳輸原理
?? 無線局域網(wǎng)的傳輸原理和普通有線網(wǎng)絡(luò)一樣，也是采用了ISO/RM七層網(wǎng)絡(luò)模型，只是在模型的最低兩層"物理層"和"數(shù)據(jù)鏈路層"中，使用了無線的傳輸方式。盡管目前各類無線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范并不統(tǒng)一，但是就其傳輸方式來看肯定是以下兩種之一：無線電波方式和紅外線方式。其中紅外線傳輸方式是目前應(yīng)用最為廣泛的一種無線網(wǎng)技術(shù)，現(xiàn)在家用電器中使用頻繁的家電遙控器幾乎都是采用紅外線傳輸技術(shù)。作為無線局域網(wǎng)的傳輸方式，紅外線傳輸?shù)淖畲髢?yōu)點(diǎn)是不受無線電波的干擾，而且紅外線的使用也不會(huì)被國(guó)家無線電管理委員會(huì)加以限制。但是，紅外線傳輸方式的傳輸質(zhì)量受距離的影響非常大，并且紅外線對(duì)非透明物體的穿透性也非常差，這就直接導(dǎo)致了紅外線傳輸技術(shù)很難成為計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)中的主角。相比之下，無線電波傳輸方式的應(yīng)用則廣泛得多。采用無線電波進(jìn)行傳輸，不僅覆蓋范圍大、發(fā)射功率強(qiáng)，而且還具有隱蔽性、保密性等特點(diǎn)，不會(huì)干擾同頻的系統(tǒng)，具有很高的可用性。以下介紹幾種主要的無線電波調(diào)制方式。
?? (1)擴(kuò)頻譜方式
?? 擴(kuò)頻通信的基本特征是使用比發(fā)送的信息數(shù)據(jù)速率高許多倍的偽隨機(jī)碼把載有信息數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展，形成寬帶的低功率頻譜密度的信號(hào)來發(fā)射。增加帶寬可以在較低的信噪比情況下以相同的信息傳輸率來可靠地傳輸信息。在信號(hào)被噪聲淹沒的情況下，只要相應(yīng)地增加信號(hào)帶寬，仍然能夠保持可靠的通信，也就是可以用擴(kuò)頻方法以寬帶傳輸信息來?yè)Q取信噪比上的好處。這就是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)。這一做法雖然犧牲了頻帶帶寬，但卻提高了通信系統(tǒng)的抗干擾能力和安全性。
?? 目前采用擴(kuò)展頻譜方式的無線局域網(wǎng)一般選擇的都是ISM頻段，這里ISM分別取于Industrial、Scientific及Medical的第一個(gè)字母。許多工業(yè)、科研和醫(yī)療設(shè)備的發(fā)射頻率均集中于該頻段。例如美國(guó)ISM頻段由902MHz~928MHz、2.4GHz~2.48GHz、5.725GHz~5.850GHz三個(gè)頻段組成。如果發(fā)射功率及帶寬輻射滿足美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)的要求，則無須向FCC提出專門的申請(qǐng)即可使用ISM頻段。?? 實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻通信的基本工作方式有4種：直接序列擴(kuò)頻(Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式(簡(jiǎn)稱DSSS方式);跳變頻率(Frequency Hopping)工作方式(簡(jiǎn)稱FH方式);跳變時(shí)間(Time Hopping)工作方式(簡(jiǎn)稱TH方式);線性調(diào)頻(Chirp Modulation)工作方式(簡(jiǎn)稱Chirp方式)。目前使用最多、最典型的擴(kuò)頻工作方式是直擴(kuò)式(DSSS方式)，在無線網(wǎng)絡(luò)的通信中，就是采用這種工作方式。
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?? (2)窄帶調(diào)制方式
?? 顧名思義，在這種調(diào)制方式下，數(shù)據(jù)信號(hào)在不做任何擴(kuò)展的情況下直接發(fā)射出去。與擴(kuò)展頻譜方式相比，窄帶調(diào)試方式占用頻帶少，頻帶利用率高。不過，采用窄帶調(diào)制方式的無線局域網(wǎng)要占用專用頻段，在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有條件下需經(jīng)過國(guó)家無線電管理部門的批準(zhǔn)才能使用。
?? 2.無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)
?? 與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無線局域網(wǎng)具備了如下主要優(yōu)勢(shì)：
?? 安裝便捷：在網(wǎng)絡(luò)的組建過程中，對(duì)周邊環(huán)境影響最大的就是網(wǎng)絡(luò)布線了。而無線局域網(wǎng)的組建則幾乎不用考慮它對(duì)環(huán)境帶來的影響，一般只需在該區(qū)域安放一個(gè)或多個(gè)無線接入(Access Point)設(shè)備即可建立網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
?? 使用靈活：在有線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安放位置受網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)位置的限制。而無線局域網(wǎng)一旦建成后，在信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何位置都可方便地接入網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
?? 經(jīng)濟(jì)節(jié)約：由于有線網(wǎng)絡(luò)靈活性的不足，設(shè)計(jì)者往往要盡可能地考慮到未來擴(kuò)展的需要，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)要預(yù)設(shè)大量利用率較低的接入點(diǎn)，造成資源浪費(fèi)。而且一旦網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展超出了預(yù)期的規(guī)劃，整體的改造也將是一筆不小的開支。無線局域網(wǎng)的出現(xiàn)，徹底解決了這一規(guī)劃上的難題，充分保護(hù)了已有的投資，而且改造和維護(hù)起來也十分簡(jiǎn)便。
?? 易于擴(kuò)展：同有線局域網(wǎng)一樣，無線局域網(wǎng)具備了多種配置方式，能根據(jù)實(shí)際需要靈活選擇、合理搭配，并能提供像漫游等有線網(wǎng)絡(luò)無法提供的特性。
?? 目前，無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)54Mbps，已經(jīng)非常接近有線局域網(wǎng)的傳輸速率，而且其遠(yuǎn)至20km的傳輸距離也是有線局域網(wǎng)所望塵莫及的。作為有線局域網(wǎng)的一種補(bǔ)充和擴(kuò)展，無線局域網(wǎng)使計(jì)算機(jī)具有了可移動(dòng)性，能快速、方便地解決有線網(wǎng)絡(luò)不易實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)連通問題。
?? 3.無線網(wǎng)絡(luò)的主要標(biāo)準(zhǔn)
?? 無線技術(shù)包括了無線局域網(wǎng)技術(shù)和以GPRS/3G為代表的無線上網(wǎng)技術(shù)，這些標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)出現(xiàn)了包括IEEE802.11、藍(lán)牙技術(shù)和HomeRF等在內(nèi)的多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會(huì))為代表的多個(gè)研究機(jī)構(gòu)針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，制定了一系列協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)了無線局域網(wǎng)的實(shí)用化。這些協(xié)議由Wi-Fi(Wi-Fi聯(lián)盟是一家世界性組織，成立的目標(biāo)是確保符合802.11標(biāo)準(zhǔn)的WLAN產(chǎn)品之間的相互協(xié)作性)組織制定和進(jìn)行認(rèn)證。我國(guó)早在2004 年7 月26 日向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提交了無線局域網(wǎng)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)WAPI(無線局域網(wǎng)鑒別與保密基本結(jié)構(gòu)) 提案，這是中國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)較好地解決了無線局域網(wǎng)的安全問題，但是由于種種原因它現(xiàn)在并沒有得到執(zhí)行。下面列出了一些主要無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。
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?? (1) IEEE802.11系列協(xié)議
?? 作為全球公認(rèn)的局域網(wǎng)權(quán)威，IEEE 802工作組建立的標(biāo)準(zhǔn)在過去二十年內(nèi)在局域網(wǎng)領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。這些協(xié)議包括了802.3 Ethernet協(xié)議、802.5 Token Ring協(xié)議、802.3z 100BASE-T快速以太網(wǎng)協(xié)議。在1997年，經(jīng)過了7年的工作以后，IEEE發(fā)布了802.11協(xié)議，這也是在無線局域網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)的第一個(gè)國(guó)際上被認(rèn)可的協(xié)議。在1999年9月，他們又提出了802.11b"High Rate"協(xié)議，用來對(duì)802.11協(xié)議進(jìn)行補(bǔ)充，802.11b在802.11的1Mbps和2Mbps速率下又增加了5.5Mbps和11Mbps兩個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)吞吐速率。利用802.11b，移動(dòng)用戶能夠獲得同Ethernet一樣的性能、網(wǎng)絡(luò)吞吐率與可用性。這個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)使管理員可以根據(jù)環(huán)境選擇合適的局域網(wǎng)技術(shù)來構(gòu)造自己的網(wǎng)絡(luò)，滿足他們的商業(yè)用戶和其他用戶的需求。802.11協(xié)議主要工作在ISO協(xié)議的最低兩層上，并在物理層上進(jìn)行了一些改動(dòng)，加入了高速數(shù)字傳輸?shù)奶匦院瓦B接的穩(wěn)定性。IEEE802.11工作組制訂的具體協(xié)議包括以下幾項(xiàng)。
?? IEEE 802.11a
?? IEEE 802.11a采用正交頻分(OFDM)技術(shù)調(diào)制數(shù)據(jù)，使用5GHz的頻帶，避開了當(dāng)前微波、藍(lán)牙以及大量工業(yè)設(shè)備廣泛采用的2.4GHz頻段，因此其產(chǎn)品在無線數(shù)據(jù)傳輸過程中所受到的干擾大為降低，抗干擾性較IEEE 802.11b更為出色。高達(dá)54Mbps數(shù)據(jù)傳輸帶寬，是IEEE 802.11a的真正意義所在。IEEE 802.11a已經(jīng)為今后無線寬帶網(wǎng)的進(jìn)一步要求做好了準(zhǔn)備，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展角度來看，其競(jìng)爭(zhēng)力是不言而喻的。此外，IEEE 802.11a的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品較IEEE 802.11b有著更低的功耗，這對(duì)筆記本電腦以及PDA等移動(dòng)設(shè)備來說也有著重大意義。
?? IEEE 802.11a的普及也有其自身的諸多限制。首先，IEEE 802.11a面臨的難題是來自廠商方面的壓力。眼下，IEEE 802.11b已走向成熟，許多擁有IEEE 802.11b產(chǎn)品的廠商對(duì)IEEE 802.11a持謹(jǐn)慎態(tài)度。從目前的情況來看，由于這兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)互不兼容，不少?gòu)S商為了均衡市場(chǎng)需求，直接將其產(chǎn)品做成了a+b的形式，這種做法固然解決了兼容問題，但也帶來了成本增加的負(fù)面因素。其次，相關(guān)法律法規(guī)的限制，使5.2GHz頻段無法在全球各個(gè)國(guó)家獲得批準(zhǔn)和認(rèn)可。5.2GHz的高頻雖然令I(lǐng)EEE 802.11a具有了低干擾的使用環(huán)境，但也帶來了不利的一面——太空中數(shù)以千計(jì)的人造衛(wèi)星與地面站通信也恰恰使用5.2GHz頻段。此外，歐盟也只允許將5.2GHz頻率用于其自己制定的另一個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)——HiperLAN。
? IEEE 802.11b
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?? IEEE 802.11b也被稱為Wi-Fi技術(shù)，采用補(bǔ)碼鍵控(CCK)調(diào)制方式，使用2.4GHz頻帶。從性能上看，IEEE 802.11b的帶寬為11Mbps，實(shí)際傳輸速率在5Mbps左右，與普通的10Base-T規(guī)格有線局域網(wǎng)持平。無論是家庭無線組網(wǎng)還是中小企業(yè)的內(nèi)部局域網(wǎng)，IEEE 802.11b都能基本滿足使用要求。由于基于的是開放的2.4GHz頻段，因此IEEE 802.11b的使用無需申請(qǐng)，既可作為對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，又可自行獨(dú)立組網(wǎng)，靈活性很強(qiáng)。
?? 從工作方式上看，IEEE 802.11b的運(yùn)作模式分為兩種：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式和基本模式。其中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式是指無線網(wǎng)卡和無線網(wǎng)卡之間的通信方式，即一臺(tái)裝配了無線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)可以與另一臺(tái)裝配了無線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，對(duì)于小型無線網(wǎng)絡(luò)來說，這是一種非常方便的互聯(lián)方案;而基本模式則是指無線網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充或無線和有線網(wǎng)絡(luò)并存時(shí)的通信方式，這也是IEEE 802.11b最常用的連接方式。此時(shí)，裝載無線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)需要通過接入點(diǎn)(無線AP)才能與另一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接，由接入點(diǎn)來負(fù)責(zé)頻段管理及漫游等指揮工作。在帶寬允許的情況下，一個(gè)接入點(diǎn)最多可支持1024個(gè)無線節(jié)點(diǎn)的接入。當(dāng)無線節(jié)點(diǎn)增加時(shí)
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