無線網(wǎng),無線通信技術是什么意思

無線通信技術介紹

無線技術給人們帶來的影響是無可爭議的。如今每一天大約有15萬人成為新的無線用戶，全球范圍內(nèi)的無線用戶數(shù)量目前已經(jīng)超過2億。這些人包括大學教授、倉庫管理員、護士、商店負責人、辦公室經(jīng)理和卡車司機。他們使用無線技術的方式和他們自身的工作一樣都在不斷地更新。

【資料圖】

從七十年代，人們就開始了無線網(wǎng)的研究。在整個八十年代，伴隨著以太局域網(wǎng)的迅猛發(fā)展，以具有不用架線、靈活性強等優(yōu)點的無線網(wǎng)以己之長補"有線"所短，也贏得了特定市場的認可，但也正是因為當時的無線網(wǎng)是作為有線以太網(wǎng)的一種補充，遵循了IEEE802.3標準，使直接架構于802.3上的無線網(wǎng)產(chǎn)品存在著易受其他微波噪聲干擾,性能不穩(wěn)定,傳輸速率低且不易升級等弱點,不同廠商的產(chǎn)品相互也不兼容,這一切都限制了無線網(wǎng)的進一步應用。

這樣，制定一個有利于無線網(wǎng)自身發(fā)展的標準就提上了議事日程。到1997年6月，IEEE終于通過了802.11標準。

802.11標準是IEEE制定的無線局域網(wǎng)標準，主要是對網(wǎng)絡的物理層(PH)和媒質(zhì)訪問控制層(MAC)進行了規(guī)定，其中對MAC層的規(guī)定是重點。各廠商的產(chǎn)品在同一物理層上可以互操作，邏輯鏈路控制層(LLC)是一致的，即MAC層以下對網(wǎng)絡應用是透明的(如圖一所示)。這樣就使得無線網(wǎng)的兩種主要用途----"(同網(wǎng)段內(nèi))多點接入"和"多網(wǎng)段互連"，易于質(zhì)優(yōu)價廉地實現(xiàn)。對應用來說，更重要的是，某種程度上的"兼容"就意味著競爭開始出現(xiàn);而在IT這個行業(yè)，"兼容"，就意味著"十倍速時代"降臨了。

在MAC層以下，802.11規(guī)定了三種發(fā)送及接收技術：擴頻(SpreadSpectrum)技術;紅外(Infared)技術;窄帶(NarrowBand)技術。而擴頻又分為直接序列(DirectSequence,DS)擴頻技術(簡稱直擴)，和跳頻(FrequencyHopping,FH)擴頻技術。直序擴頻技術，通常又會結(jié)合碼分多址CDMA技術。根據(jù)預測，今后幾年，無線網(wǎng)在全世界將有較大的發(fā)展，單只美國無線局域網(wǎng)銷售額就將從1997年的2.1億美元增加到2001年的8億美元。

無線局域網(wǎng)介紹

一般來講，凡是采用無線傳輸媒體的計算機局域網(wǎng)都可稱為無線局域網(wǎng)。

隨著計算機技術和網(wǎng)絡技術的蓬勃發(fā)展，網(wǎng)絡在各行各業(yè)的應用越來越廣。有線網(wǎng)絡以其傳輸速度高，產(chǎn)品的品牌及數(shù)量眾多和技術發(fā)展速度快等優(yōu)點，在市場上有著的知名度和市場份額。然而，隨著無線網(wǎng)絡在技術上的成熟，產(chǎn)品種類的不斷增加和產(chǎn)品成本下降，未來幾年，無線網(wǎng)在全世界將有較大的發(fā)展。無線局域網(wǎng)應用越來越多，它將擴展有線局域網(wǎng)或在某些情況下取而代之?？梢灶A期，在未來信息無所不在的時代，無線網(wǎng)將依靠其無法比擬的靈活性，可移動性和極強的可擴容性，使人們真正享受到簡單、方便、快捷的連接。

下面從傳輸方式、網(wǎng)絡拓撲、網(wǎng)絡接口及對移動計算的支持這四個方面來描述無線局域網(wǎng)。

傳輸方式

傳輸方式涉及無線局域網(wǎng)采用的傳輸媒體、選擇的頻段及調(diào)制方式。目前無線局域網(wǎng)采用的傳輸媒體主要有兩種，即微波與紅外線。在采用微波做為傳輸媒體的無線局域網(wǎng)依調(diào)制方式不同，又可分為擴展頻譜方式與窄帶調(diào)制方式。

1、擴展頻譜方式

在擴展頻譜方式中，數(shù)據(jù)基帶信號的頻譜被擴展至幾倍～幾十倍再被搬移至射頻發(fā)射出去。這一做法雖然犧牲了頻帶帶寬，卻提高了通信系統(tǒng)的抗干擾能力和安全性。由于單位頻帶內(nèi)的功率降低，對其它電子設備的干擾也減小了。采用擴展頻譜方式的無線局域網(wǎng)一般選擇所謂的ISM頻段，這里ISM分別取自Industrial、Scientific及Medical的第一個字母。許多工業(yè)、科研和醫(yī)療設備輻射的能量集中于該頻段。歐美日等國家的無線管理機構分別設置了各自的ISM頻段。例如美國的ISM頻段由902MHZ～928MHZ，2.4GHz~2.484GHz, 5.725GHz~5.850GHz三個頻段組成。如果發(fā)射功率及帶外輻射滿足美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)的要求，則無需向FCC提出專門的申請即可使用這些ISM頻段。

2、窄帶調(diào)制方式

在窄帶調(diào)制方式中，數(shù)據(jù)基帶信號的頻譜不做任何擴展即被直接搬移到射頻發(fā)射出去。與擴展頻譜方式相比，窄帶調(diào)制方式占用頻帶少，頻帶利用率高。采用窄帶調(diào)制方式的無線局域網(wǎng)一般選用專用頻段，需要經(jīng)過國家無線電管理部門的許可方可使用。當然，也可選用ISM頻段，這樣可免去向無線電管理委員會申請。但帶來的問題是，當臨近的儀器設備或通信設備也在使用這一頻段時，會嚴重影響通信質(zhì)量，通信的可靠性無法得到保障。

3、紅外線方式

基于紅外線的傳輸技術最近幾年有了很大發(fā)展。目前廣泛使用的家電遙控器幾乎都是采用的紅外線傳輸技術。做為無線局域網(wǎng)的傳輸方式，紅外線方式的最大優(yōu)點是這種傳輸方式不受無線電干擾，且紅外線的使用不受國家無線管理委員會的限制。然而，紅外線對非透明物體的透過性極差，這導致傳輸距離受限制。

網(wǎng)絡拓撲

無線局域網(wǎng)的拓撲機構可歸結(jié)為兩類：無中心或叫對等式(PEER TO PEER)拓撲和有中心(HUB-BASED)拓撲。

1、無中心拓撲

無中心拓撲的網(wǎng)絡要求網(wǎng)中任意兩個站點均可直接通信。采用這種拓撲結(jié)構的網(wǎng)絡一般使用公用廣播信道，個站點都可競爭公用信道，而信道接入控制(MAC)協(xié)議大多采用CSMA(載波監(jiān)測多址接入)類型的多址接入?yún)f(xié)議。這種結(jié)構的優(yōu)點是網(wǎng)絡抗毀性好、建網(wǎng)容易、且費用較低。但當網(wǎng)中用戶數(shù)(站點數(shù))過多時，信道競爭成為限制網(wǎng)絡性能的要害。并且為了滿足任意兩個站點可直接通信，為了中站點布局受環(huán)境限制較大。因此這種為了拓撲結(jié)構適用于用戶數(shù)相對較少的工作群為了規(guī)模。

2、有中心拓撲

在有中心拓撲結(jié)構中，要求一個無線站點充當中心站，所有站點對網(wǎng)絡的訪問均由其控制。這樣，當網(wǎng)絡業(yè)務量增大時網(wǎng)絡吞吐性能及網(wǎng)絡時延性能的惡化并不據(jù)烈。由于每個站點只需在中心站覆蓋范圍內(nèi)就可與其它站點通信，故網(wǎng)絡中心點布局受環(huán)境限制亦小。此外，中心站為接入有線主干網(wǎng)提供了一個邏輯接入點。有中心網(wǎng)絡拓撲結(jié)構的弱點是抗毀性差，中心站點的故障容易導致整個網(wǎng)絡癱瘓，并且中心站點的引入增加了網(wǎng)絡成本。

在實際應用中，無線局域網(wǎng)往往與有線主干網(wǎng)絡結(jié)合起來使用。這時，中心站點充當無線局域網(wǎng)與有線主干網(wǎng)的轉(zhuǎn)接器。

網(wǎng)絡接口

這涉及無線局域網(wǎng)中站點從哪一層接入網(wǎng)絡系統(tǒng)。一般來講，網(wǎng)絡接口可以選擇在OSI參考模型的物理層或數(shù)據(jù)鏈路層。所謂物理層接口指使用無線信道替代通常的有線信道，而物理層以上各層不變。這樣做的最大優(yōu)點是上層的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)及相應的驅(qū)動程序可不做任何修改。這種接口方式在使用時一般做為有線局域網(wǎng)的集線器和無線轉(zhuǎn)發(fā)器以實現(xiàn)有線局域網(wǎng)間互聯(lián)或擴大有線局域網(wǎng)的覆蓋范圍。

另一種接口方法是從數(shù)據(jù)鏈路層接入網(wǎng)絡。這種接口方法并不沿用有線局域網(wǎng)的MAC協(xié)議，而采用更合適無線傳輸環(huán)境的MAC協(xié)議。在實時，MAC層及其以下層對上層是透明的，配置相應的驅(qū)動程序來完成與上層的接口，這樣可保證現(xiàn)有的有線局域網(wǎng)操作系統(tǒng)或應用軟件可在無線局域網(wǎng)上正常運行。目前，大部分無線局域網(wǎng)廠商都采用數(shù)據(jù)鏈路層接口方法。

對移動計算網(wǎng)絡的支持

在無線局域網(wǎng)發(fā)展的初期階段，無線局域網(wǎng)的最大特征是用無線媒體替代纜線，這樣可省去布線，網(wǎng)絡安裝簡便。隨著筆記本型、膝上型、掌上型電腦個人數(shù)字助手(PDA)、以及便攜式終端等的普及應用，支持移動計算網(wǎng)絡的無線局域網(wǎng)就顯得尤為重要。

從移動通信的觀點來講，移動計算網(wǎng)絡應提供以下幾個功能：

(1)小區(qū)內(nèi)的站點可移動，同一小區(qū)內(nèi)的站點可直接或經(jīng)AP間接通信;

(2)不同小區(qū)內(nèi)站點可經(jīng)過網(wǎng)絡接入點AP及主干網(wǎng)進行通信;

(3)當某一站點由一個小區(qū)移動至另一個小區(qū)時，通過越區(qū)切換協(xié)議或算法，該站點被切換至新的小區(qū)。在新的小區(qū)中該站點仍和在以前小區(qū)時一樣保持與外界的連接;

(4)小區(qū)中的站點可通過主干網(wǎng)上的路由器訪問公共網(wǎng)或被公共網(wǎng)訪問。

無線組網(wǎng)特點

通信可靠

抗射頻干擾性能強，具有理想的接收靈敏度，寬范圍天線能夠提供強大的、可靠的無線傳輸。

成本低

使用無線局域網(wǎng)可以避免安裝線纜的高成本費用、租用線路的月租費用以及當設備需要移動而增加的相關費用。

靈活性

由于沒有線纜的限制，用戶可以隨心所欲地增加工作站或重新配置工作站。

移動性

無線局域網(wǎng)設置允許用戶在任何時間、任何地點訪問網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，不需要指定明確的訪問地點，因此用戶可以在網(wǎng)絡中漫游。

高吞吐量

無線局域網(wǎng)也可以實現(xiàn)11Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，這個數(shù)字高于T1、E1線路的速率;快速安裝無線局域網(wǎng)的安裝工作非常簡單，它無需施工許可證，不需要布線或開挖溝槽，安裝時間只有安裝有線網(wǎng)絡時間的零頭。

安全性等同于有線

在無線通信領域，安全性是人們一直關注的一個問題，WaveLAN通過使用額外的安全機制使其安全性超過了有線系統(tǒng)的安全性。這些安全機制包括：DSSS擴頻技術;在單個工作站一級實現(xiàn)訪問控制;使用網(wǎng)絡標識和一種基于RC4加密技術的可選加密機制等。

保護用戶已有投資

無線技術的發(fā)展非常迅速，因此用戶難以避免需要向未來的無線局域網(wǎng)技術升級。朗訊科技的WavePOINT II采用雙重PC卡槽設計，可以使用戶將未來的、與IEEE802.11兼容的高速技術與他們已經(jīng)安裝的WaveLAN基站集成起來，從而保護用戶的投資。

WaveLAN的領先技術

WaveLAN產(chǎn)品是采用射頻(RF)技術和IEEE802.11標準的無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡產(chǎn)品系列。這些產(chǎn)品包括WavePOINT無線接入節(jié)點，用于計算機設備的網(wǎng)絡接口卡、天線系統(tǒng)和WaveMANAGER網(wǎng)絡控制軟件。WaveLAN可以為終端用戶提供高效可靠的網(wǎng)絡連接，并可實現(xiàn)與有線系統(tǒng)相同的高性能，同時它又具有無線系統(tǒng)所特有的靈活性、可移動性和成本低等優(yōu)點。由于WaveLAN可以與現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡互相兼容，用戶可以利用它來構建一個純粹的無線局域網(wǎng)結(jié)構，并將它加入現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡之中，或者在現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡中利用它們來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡的延伸。

無線通信應用

無線局域網(wǎng)的應用范圍非常廣范，如果將其應用劃分為室內(nèi)和室外的話，室內(nèi)應用包括大型辦公室、車間、智能倉庫、臨時辦公室、會議室、證券市場;室外應用包括城市建筑群間通信、學校校園網(wǎng)絡、工礦企業(yè)廠區(qū)自動化控制與管理網(wǎng)絡、銀行金融證券城區(qū)網(wǎng)、礦山、水利、油田、港口、碼頭、江河湖壩區(qū)、野外勘測實驗、軍事流動網(wǎng)、公安流動網(wǎng)等。

有線網(wǎng)絡的備份

對于某些關鍵應用，如金融、證券、稅務、軍事以及公安等，計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的可靠性是至關重要的，這對于增強競爭力、提高服務質(zhì)量、增強戰(zhàn)斗力等具有舉足輕重的作用。對于銀行系統(tǒng)，可靠的網(wǎng)絡對于提高服務質(zhì)量、增強競爭力有非常重要的意義。對于軍事系統(tǒng)，網(wǎng)絡系統(tǒng)的故障可能導致災難性的后果。

因此，怎樣在保障計算機網(wǎng)絡的可靠性是一個非常重的課題。利用計算機無線網(wǎng)絡作為有線網(wǎng)絡的備份可以大幅度提高網(wǎng)絡系統(tǒng)的可靠性。當有線網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可自動切換到無線網(wǎng)絡，應用可照常進行。

移動通信

無線網(wǎng)絡相對于有線網(wǎng)絡具有很大的靈活性和機動性。無線網(wǎng)絡的站點可以按照需要在一定的區(qū)域內(nèi)移動(漫游)，從而實現(xiàn)移動通信。移動通信可用于實現(xiàn)流動銀行、流動稅收、移動備份等系統(tǒng)。

有線網(wǎng)絡的替代

在組建城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)時，無線網(wǎng)絡相對于有線網(wǎng)絡具有很高的性能價格比，可作為DDN,FR,X.25等的替代。

利用無線網(wǎng)絡技術組建城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)可避免昂貴的線路租用費。無線網(wǎng)絡的速率比一般的租用線路高的多，但價格相對較便宜 ，由于網(wǎng)絡設備屬于自己，便于維護和管理，避免不必要的麻煩。

不適于布線的地方

在難于布線的室外環(huán)境下，無線局域網(wǎng)可充分發(fā)揮其高速率、組網(wǎng)靈活之優(yōu)點。尤其在公共通信網(wǎng)不發(fā)達的狀態(tài)下，無線局域網(wǎng)可作為區(qū)域網(wǎng)(覆蓋范圍幾十公里)使用。

下面列出幾種應用情況：

城市建筑群間通信;

學校校園網(wǎng)絡;

工礦企業(yè)廠區(qū)自動化控制與管理網(wǎng)絡;

銀行、金融證券城區(qū)網(wǎng)絡;

城市交通信息網(wǎng)絡;

礦山、水利、油田等區(qū)域網(wǎng)絡;

港口、碼頭、江河湖壩區(qū)網(wǎng)絡;

野外勘測、實驗等流動網(wǎng)絡;

軍事、公安流動網(wǎng)絡等。