浅谈无线局域网技术

袁照平　刘霞

摘 要:随着网络信息化的发展,无线局域网的诞生,具体描述无线局域网与有线网络相比的优缺点以及应用领域,采用了IEEE 802.11标准,多种组网方式。进一步描述了无线局域网不同的应用环境与需求下,其采取不同的网络结构。

关键词:无线局域网IEEE 802.11标准网络结构

中图分类号:F270 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0056-02

在今天“网络信息化”的时代里,各种网络型态广泛应用于每一个角落,相对于比较零乱的有线网络,以快捷、高效、灵活为优势的无线网络技术正在飞速发展,正给我们带来全新的感觉。无限局域网(Wireless local-area network,WLAN)是网络的重要部分,它利用了一种有效方法来支持计算机之间的通信,无线局域网(Wireless local-area network,WLAN)就是在不采用传统缆线的同时,提供以太网或者令牌网络的功能。与有线网络相比较,无线通信技术以其无需布线、快速部署、费用低廉等优点,在许多应用场合有其他联网技术不可替代的作用,而在无线通信技术中,基于扩频技术的计算机无线网具有抗干扰能力强、易于实现码分多址、安全保密、无须申请频率资源等特点,近年来在计算机联网的各个领域都得到了广泛地应用。

无线局域网(Wireless local-area network,WLAN)利用电磁波在空中接收和发送数据。无线局域网的数据传输速率目前已经能够达到11Mbps,一般WLAN能覆盖的范围应视环境的开放与否而定。若不加外接天线,在视野所及之处约250m;若属半开放性空间,有间隔的区域,则约35～50m左右。与有线网络相比,无线局域网(Wireless local-area network,WLAN)具有以下优点:

(1)安装相对比较便捷。然而局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个AP接入点设备,就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源。如果只是几台电脑的对等网,也可不要AP,只需要每台电脑配备无线网卡。AP为Access Point简称,一般翻译为“无线访问节点”,或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP,就像一般有线网络的Hub一般,无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。

(2)使用上更加灵活、经济。随着通信事业的高速发展,无线网进入了一个新的天地,其有标准作基础,功能强,容易安装,组网灵活,即插即用的网络连接,可移动性等优点,提供了不受限制的应用。网络管理人员可以迅速而容易地将它加入到现有的网络中运行,免去布线的所有烦恼,并节省网络改造的费用,既灵活又经济。

(3)易于扩展。无线局域网有多种配置方式,可以根据不同的需要而灵活的选择。由于局域网的有点很多,所以发展是比较迅速的。近几年,无线局域网已经在医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。

无线局域网(Wireless local-area network,WLAN)大多采用了IEEE 802.11标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入,该标准是在1997年由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准,其业务主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mb/s。由于IEEE802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此,在1999年8月,802.11标准得到了进一步的完善和修订,IEEE小组又相继推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a两个新标准。802.11a(Wi-Fi5)标准是得到广泛应用的802.11b标准的后续标准。它工作在5GHzU-NII频带,物理层速率可达54Mbps,传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口;支持语音、数据、图像业务;一个扇区可接入多个用户,每个用户可带多个用户终端。802.11b即Wi-Fi,它利用2.4GHz的频段,2.4GHz的ISM频段为世界上绝大多数国家通用,因此802.11b得到了最为广泛的应用。它的最大数据传输速率为11Mb/s,无须直线传播。在动态速率转换时,如果射频情况变差,可将数据传输速率降低为5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。支持的范围是在室外为300m,在办公环境中最长为100米。802.11b使用与以太网类似的连接协议和数据包确认,来提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用。现在,大多数厂商生产的无线局域网产品都基于802.11b标准。

无线局域网(Wireless local-area network,WLAN)的组网方式主要有点对点型、点对多点型、多点对点型和混合型。点对点型常用于固定的要联网的两个位置之间,使用这种联网方式建成的网络,优点是传输距离远,速率高,受外界环境影响较小;点对多点型常用于有一个中心点,其最大优点是组建网络成本低、维护简单;其次,由于中心使用了全向天线,设备调试相对容易。则缺点也是因为使用了全向天线,波束的全向扩散使得功率大大衰减,网络的可靠性还是得不到保证;混合型适用于所建网络中有远距离的点、近距离的点,还有建筑物或山脉阻挡的点。综合使用上述几种类型的网络方式,远距离的要采用点对点方式,近距离的要采用多个点对多点方式,有阻挡的点采用中继方式。

由于无线网络容易维护而且使用方便,无线局域网在各行业得到了很大的欢迎,尤其在高校更受欢迎。高等教育机构需要方便的网络设施,以便支持学生在宿舍、教室、图书馆和实验室都可随时上网。笔记本电脑和无线局域网无疑是最好的选择,因为它只需在实验室、图书馆、教室和宿舍等处安装一系列网络接口即可。除此之外,基于无线局域网具有的诸多优点,它可广泛应用于难以布线、频繁变化、远距离信息传输等环境。

根据不同局域网(Wireless local-area network,WLAN)的应用环境与需求的不同,无线局域网可采取不同的网络结构来实现互联。常用的具体有如下几种:

（1）基站接入型:当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时,各站点之间的通信是通过数据交换方式、基站接入来实现互联的。

（2）HUB接入型:利用无线Hub可以组建星型结构的无线局域网,具有与有线Hub组网方式相类似的优点。

（3）网桥连接型:不同的局域网之间互联时,由于物理上的原因,若采取有线方式不便,则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接,无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接,还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。

（4）无中心结构:要求网中任意两个站点均可直接通信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道,MAC层采用CSMA类型的多址接入协议。

无线局域网(Wireless local-area network,WLAN)可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入站(AP)、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现,无线网卡最为常用。无线局域网的关键技术,除了红外传输技术、扩频技术、网同步技术外还有一些其他技术,如:调制技术、加解扰技术、无线分集接收技术、功率控制技术和节能技术。

虽然局域网(Wireless local-area network,WLAN)有很多优势,但是跟有线网来比,其也有不足之处。无线网络固有的隐患在于绿色健康问题,手机已经被证明带有相当的辐射而可能引起对脑电波的干扰,实际上,无线网卡、集线器等也是无时无刻发射着电波,这些电波对人体的影响虽然尚未明了,但也不能排除可能带来的健康问题。无线网络速率相对有线网络来说还是比较慢的,而且传输的可靠性有时不如有线网络,因而它主要面向有特定需求的用户。目前无线局域网还不能完全脱离有线网络,无线网络与有线网络是互补的关系,只是作为有线网络的补充。

近年来,随着适用于无线局域网产品的价格正逐渐下降,相应软件也逐渐成熟,无线局域网已能够通过与广域网相结合的形式提供移动互联网的多媒体业务。无线数据通信不仅可以作为有线数据通信的补充及延伸,而且还可以与有线网络环境互为备份。在某种特殊环境下,无线通信是主要的甚至唯一的可行的通信方式。从通信方式上考虑,多元化通信方式是现代化通信网络的重要特征,因此,相信无线局域网(Wireless local-area network,WLAN)在未来将会有更广泛的重用。

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