無(wú)線網(wǎng)，無(wú)線通信技術(shù)是什么意思

無(wú)線通信技術(shù)介紹

無(wú)線技術(shù)給人們帶來(lái)的影響是無(wú)可爭(zhēng)議的。如今每一天大約有15萬(wàn)人成為新的無(wú)線用戶，全球范圍內(nèi)的無(wú)線用戶數(shù)量目前已經(jīng)超過(guò)2億。這些人包括大學(xué)教授、倉(cāng)庫(kù)管理員、護(hù)士、商店負(fù)責(zé)人、辦公室經(jīng)理和卡車司機(jī)。他們使用無(wú)線技術(shù)的方式和他們自身的工作一樣都在不斷地更新。

從七十年代，人們就開始了無(wú)線網(wǎng)的研究。在整個(gè)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)以己之長(zhǎng)補(bǔ)“有線”所短，也贏得了特定市場(chǎng)的認(rèn)可，但也正是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的無(wú)線網(wǎng)是作為有線以太網(wǎng)的一種補(bǔ)充，遵循了IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，使直接架構(gòu)于802.3上的無(wú)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(jí)等弱點(diǎn)，不同廠商的產(chǎn)品相互也不兼容，這一切都限制了無(wú)線網(wǎng)的進(jìn)一步應(yīng)用。

這樣，制定一個(gè)有利于無(wú)線網(wǎng)自身發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)就提上了議事日程。到1997年6月，IEEE終于通過(guò)了802.11標(biāo)準(zhǔn)。

802.11標(biāo)準(zhǔn)是IEEE制定的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的物理層（PH）和媒質(zhì)訪問(wèn)控制層（MAC）進(jìn)行了規(guī)定，其中對(duì)MAC層的規(guī)定是重點(diǎn)。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(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是透明的（如圖一所示）。這樣就使得無(wú)線網(wǎng)的兩種主要用途----“（同網(wǎng)段內(nèi)）多點(diǎn)接入”和“多網(wǎng)段互連”，易于質(zhì)優(yōu)價(jià)廉地實(shí)現(xiàn)。對(duì)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，更重要的是，某種程度上的“兼容”就意味著競(jìng)爭(zhēng)開始出現(xiàn)；而在IT這個(gè)行業(yè)，“兼容”，就意味著“十倍速時(shí)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(shù)：擴(kuò)頻（SpreadSpectrum）技術(shù)；紅外（Infared）技術(shù)；窄帶（NarrowBand）技術(shù)。而擴(kuò)頻又分為直接序列（DirectSequence，DS）擴(kuò)頻技術(shù)（簡(jiǎn)稱直擴(kuò)），和跳頻（FrequencyHopping，F(xiàn)H）擴(kuò)頻技術(shù)。直序擴(kuò)頻技術(shù)，通常又會(huì)結(jié)合碼分多址CDMA技術(shù)。根據(jù)預(yù)測(cè)，今后幾年，無(wú)線網(wǎng)在全世界將有較大的發(fā)展，單只美國(guó)無(wú)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(wú)線局域網(wǎng)介紹

一般來(lái)講，凡是采用無(wú)線傳輸媒體的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)都可稱為無(wú)線局域網(wǎng)。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)在各行各業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣。有線網(wǎng)絡(luò)以其傳輸速度高，產(chǎn)品的品牌及數(shù)量眾多和技術(shù)發(fā)展速度快等優(yōu)點(diǎn)，在市場(chǎng)上有著的知名度和市場(chǎng)份額。然而，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上的成熟，產(chǎn)品種類的不斷增加和產(chǎn)品成本下降，未來(lái)幾年，無(wú)線網(wǎng)在全世界將有較大的發(fā)展。無(wú)線局域網(wǎng)應(yīng)用越來(lái)越多，它將擴(kuò)展有線局域網(wǎng)或在某些情況下取而代之。可以預(yù)期，在未來(lái)信息無(wú)所不在的時(shí)代，無(wú)線網(wǎng)將依靠其無(wú)法比擬的靈活性，可移動(dòng)性和極強(qiáng)的可擴(kuò)容性，使人們真正享受到簡(jiǎn)單、方便、快捷的連接。

下面從傳輸方式、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒕W(wǎng)絡(luò)接口及對(duì)移動(dòng)計(jì)算的支持這四個(gè)方面來(lái)描述無(wú)線局域網(wǎng)。

傳輸方式

傳輸方式涉及無(wú)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(wú)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(wú)線局域網(wǎng)依調(diào)制方式不同，又可分為擴(kuò)展頻譜方式與窄帶調(diào)制方式。

1、擴(kuò)展頻譜方式

在擴(kuò)展頻譜方式中，數(shù)據(jù)基帶信號(hào)的頻譜被擴(kuò)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(duì)其它電子設(shè)備的干擾也減小了。采用擴(kuò)展頻譜方式的無(wú)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(gè)字母。許多工業(yè)、科研和醫(yī)療設(shè)備輻射的能量集中于該頻段。歐美日等國(guó)家的無(wú)線管理機(jī)構(gòu)分別設(shè)置了各自的ISM頻段。例如美國(guó)的ISM頻段由902MHZ～928MHZ，2.4GHz~2.484GHz， 5.725GHz~5.850GHz三個(gè)頻段組成。如果發(fā)射功率及帶外輻射滿足美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）的要求，則無(wú)需向FCC提出專門的申請(qǐng)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(hào)的頻譜不做任何擴(kuò)展即被直接搬移到射頻發(fā)射出去。與擴(kuò)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(wú)線局域網(wǎng)一般選用專用頻段，需要經(jīng)過(guò)國(guó)家無(wú)線電管理部門的許可方可使用。當(dāng)然，也可選用ISM頻段，這樣可免去向無(wú)線電管理委員會(huì)申請(qǐng)。但帶來(lái)的問(wèn)題是，當(dāng)臨近的儀器設(shè)備或通信設(shè)備也在使用這一頻段時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響通信質(zhì)量，通信的可靠性無(wú)法得到保障。

3、紅外線方式

基于紅外線的傳輸技術(shù)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(shù)。做為無(wú)線局域網(wǎng)的傳輸方式，紅外線方式的最大優(yōu)點(diǎn)是這種傳輸方式不受無(wú)線電干擾，且紅外線的使用不受國(guó)家無(wú)線管理委員會(huì)的限制。然而，紅外線對(duì)非透明物體的透過(guò)性極差，這導(dǎo)致傳輸距離受限制。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

無(wú)線局域網(wǎng)的拓?fù)錂C(jī)構(gòu)可歸結(jié)為兩類：無(wú)中心或叫對(duì)等式（PEER TO PEER）拓?fù)浜陀兄行模℉UB－BASED）拓?fù)洹?/p>

1、無(wú)中心拓?fù)?/p>

無(wú)中心拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)要求網(wǎng)中任意兩個(gè)站點(diǎn)均可直接通信。采用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)一般使用公用廣播信道，個(gè)站點(diǎn)都可競(jìng)爭(zhēng)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(cè)多址接入）類型的多址接入?yún)f(xié)議。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)抗毀性好、建網(wǎng)容易、且費(fèi)用較低。但當(dāng)網(wǎng)中用戶數(shù)（站點(diǎn)數(shù)）過(guò)多時(shí)，信道競(jìng)爭(zhēng)成為限制網(wǎng)絡(luò)性能的要害。并且為了滿足任意兩個(gè)站點(diǎn)可直接通信，為了中站點(diǎn)布局受環(huán)境限制較大。因此這種為了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適用于用戶數(shù)相對(duì)較少的工作群為了規(guī)模。

2、有中心拓?fù)?/p>

在有中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，要求一個(gè)無(wú)線站點(diǎn)充當(dāng)中心站，所有站點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)均由其控制。這樣，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量增大時(shí)網(wǎng)絡(luò)吞吐性能及網(wǎng)絡(luò)時(shí)延性能的惡化并不據(jù)烈。由于每個(gè)站點(diǎn)只需在中心站覆蓋范圍內(nèi)就可與其它站點(diǎn)通信，故網(wǎng)絡(luò)中心點(diǎn)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(gè)邏輯接入點(diǎn)。有中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)是抗毀性差，中心站點(diǎn)的故障容易導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，并且中心站點(diǎn)的引入增加了網(wǎng)絡(luò)成本。

在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)線局域網(wǎng)往往與有線主干網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來(lái)使用。這時(shí)，中心站點(diǎn)充當(dāng)無(wú)線局域網(wǎng)與有線主干網(wǎng)的轉(zhuǎn)接器。

網(wǎng)絡(luò)接口

這涉及無(wú)線局域網(wǎng)中站點(diǎn)從哪一層接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一般來(lái)講，網(wǎng)絡(luò)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(wú)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(diǎn)是上層的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序可不做任何修改。這種接口方式在使用時(shí)一般做為有線局域網(wǎng)的集線器和無(wú)線轉(zhuǎn)發(fā)器以實(shí)現(xiàn)有線局域網(wǎng)間互聯(lián)或擴(kuò)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(luò)。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(wú)線傳輸環(huán)境的MAC協(xié)議。在實(shí)時(shí)，MAC層及其以下層對(duì)上層是透明的，配置相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)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(yīng)用軟件可在無(wú)線局域網(wǎng)上正常運(yùn)行。目前，大部分無(wú)線局域網(wǎng)廠商都采用數(shù)據(jù)鏈路層接口方法。

對(duì)移動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的支持

在無(wú)線局域網(wǎng)發(fā)展的初期階段，無(wú)線局域網(wǎng)的最大特征是用無(wú)線媒體替代纜線，這樣可省去布線，網(wǎng)絡(luò)安裝簡(jiǎn)便。隨著筆記本型、膝上型、掌上型電腦個(gè)人數(shù)字助手（PDA）、以及便攜式終端等的普及應(yīng)用，支持移動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線局域網(wǎng)就顯得尤為重要。

從移動(dòng)通信的觀點(diǎn)來(lái)講，移動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)應(yīng)提供以下幾個(gè)功能：

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

（2）不同小區(qū)內(nèi)站點(diǎn)可經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP及主干網(wǎng)進(jìn)行通信；

（3）當(dāng)某一站點(diǎn)由一個(gè)小區(qū)移動(dòng)至另一個(gè)小區(qū)時(shí)，通過(guò)越區(qū)切換協(xié)議或算法，該站點(diǎn)被切換至新的小區(qū)。在新的小區(qū)中該站點(diǎn)仍和在以前小區(qū)時(shí)一樣保持與外界的連接；

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

無(wú)線組網(wǎng)特點(diǎn)

通信可靠

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

成本低

使用無(wú)線局域網(wǎng)可以避免安裝線纜的高成本費(fèi)用、租用線路的月租費(fèi)用以及當(dāng)設(shè)備需要移動(dòng)而增加的相關(guān)費(fèi)用。

靈活性

由于沒(méi)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(dòng)性

無(wú)線局域網(wǎng)設(shè)置允許用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，不需要指定明確的訪問(wèn)地點(diǎn)，因此用戶可以在網(wǎng)絡(luò)中漫游。

高吞吐量

無(wú)線局域網(wǎng)也可以實(shí)現(xiàn)11Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，這個(gè)數(shù)字高于T1、E1線路的速率；快速安裝無(wú)線局域網(wǎng)的安裝工作非常簡(jiǎn)單，它無(wú)需施工許可證，不需要布線或開挖溝槽，安裝時(shí)間只有安裝有線網(wǎng)絡(luò)時(shí)間的零頭。

安全性等同于有線

在無(wú)線通信領(lǐng)域，安全性是人們一直關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，WaveLAN通過(guò)使用額外的安全機(jī)制使其安全性超過(guò)了有線系統(tǒng)的安全性。這些安全機(jī)制包括：DSSS擴(kuò)頻技術(shù)；在單個(gè)工作站一級(jí)實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)控制；使用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和一種基于RC4加密技術(shù)的可選加密機(jī)制等。

保護(hù)用戶已有投資

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

WaveLAN的領(lǐng)先技術(shù)

WaveLAN產(chǎn)品是采用射頻（RF）技術(shù)和IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品系列。這些產(chǎn)品包括WavePOINT無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)，用于計(jì)算機(jī)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口卡、天線系統(tǒng)和WaveMANAGER網(wǎng)絡(luò)控制軟件。WaveLAN可以為終端用戶提供高效可靠的網(wǎng)絡(luò)連接，并可實(shí)現(xiàn)與有線系統(tǒng)相同的高性能，同時(shí)它又具有無(wú)線系統(tǒng)所特有的靈活性、可移動(dòng)性和成本低等優(yōu)點(diǎn)。由于WaveLAN可以與現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)互相兼容，用戶可以利用它來(lái)構(gòu)建一個(gè)純粹的無(wú)線局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并將它加入現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之中，或者在現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)中利用它們來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的延伸。

無(wú)線通信應(yīng)用

無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用范圍非常廣范，如果將其應(yīng)用劃分為室內(nèi)和室外的話，室內(nèi)應(yīng)用包括大型辦公室、車間、智能倉(cāng)庫(kù)、臨時(shí)辦公室、會(huì)議室、證券市場(chǎng)；室外應(yīng)用包括城市建筑群間通信、學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò)、工礦企業(yè)廠區(qū)自動(dòng)化控制與管理網(wǎng)絡(luò)、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(cè)實(shí)驗(yàn)、軍事流動(dòng)網(wǎng)、公安流動(dòng)網(wǎng)等。

有線網(wǎng)絡(luò)的備份

對(duì)于某些關(guān)鍵應(yīng)用，如金融、證券、稅務(wù)、軍事以及公安等，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性是至關(guān)重要的，這對(duì)于增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力、提高服務(wù)質(zhì)量、增強(qiáng)戰(zhàn)斗力等具有舉足輕重的作用。對(duì)于銀行系統(tǒng)，可靠的網(wǎng)絡(luò)對(duì)于提高服務(wù)質(zhì)量、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力有非常重要的意義。對(duì)于軍事系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的故障可能導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。

因此，怎樣在保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可靠性是一個(gè)非常重的課題。利用計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為有線網(wǎng)絡(luò)的備份可以大幅度提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)有線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)切換到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用可照常進(jìn)行。

移動(dòng)通信

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)具有很大的靈活性和機(jī)動(dòng)性。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)可以按照需要在一定的區(qū)域內(nèi)移動(dòng)（漫游），從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信。移動(dòng)通信可用于實(shí)現(xiàn)流動(dòng)銀行、流動(dòng)稅收、移動(dòng)備份等系統(tǒng)。

有線網(wǎng)絡(luò)的替代

在組建城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)具有很高的性能價(jià)格比，可作為DDN，F(xiàn)R，X.25等的替代。

利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)可避免昂貴的線路租用費(fèi)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的速率比一般的租用線路高的多，但價(jià)格相對(duì)較便宜 ，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屬于自己，便于維護(hù)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(wú)線局域網(wǎng)可充分發(fā)揮其高速率、組網(wǎng)靈活之優(yōu)點(diǎn)。尤其在公共通信網(wǎng)不發(fā)達(dá)的狀態(tài)下，無(wú)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(yīng)用情況：

城市建筑群間通信；

學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò)；

工礦企業(yè)廠區(qū)自動(dòng)化控制與管理網(wǎng)絡(luò)；

銀行、金融證券城區(qū)網(wǎng)絡(luò)；

城市交通信息網(wǎng)絡(luò)；

礦山、水利、油田等區(qū)域網(wǎng)絡(luò)；

港口、碼頭、江河湖壩區(qū)網(wǎng)絡(luò)；

野外勘測(cè)、實(shí)驗(yàn)等流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)；

軍事、公安流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等。