无线局域网技术

文章编号：１００６－－５６２８（２００２）０６—００４Ｄ—０３　《西部广播电视》２００２年第６期　・计算机技术与应用・　无线局域网技术　林维忠　（福建省福清市广播电视台，福建福清市３５０３００　摘要：无线局域网是２０世纪９ｏ年代计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它提供了使用　无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之问的通信，并为通信的移动化、个人化和多媒体应　用提供了潜在的手段。本文简单地介绍了无线局域网的关键技术、组成、拓扑结构以及优劣势，　并对几种热门无线局域网技术进行了比较。　关键词：无线局域网拓扑结构蓝牙（Ｂｌｕｅｔｃｏｔｈ）　进人２０世纪９Ｏ年代以来，随着个人数据通信　为传输媒体，有较强的方向性，受太阳光的干扰　的发展，功能强大的便携式数据终端以及多媒体终　大。红外线支持１－２Ｍｂ／ｓ数据速率，适于近距离　端的广泛应用，为了实现任何人在任何时间、任何　通信。　地点均能实现数据通信的目标，要求传统的计算机　跳频扩频（ＦＨＳＳ）局域网支持１Ｍｂ／ｓ数据速　网络由有线向无线。由固定向移动，由单一业务向　率，共２２组跳频图案，包括７９信道，输出的同步　多媒体发展。更进一步推动了无线局域网（ｗ　—　载波经调解后，可获得发送端送来的信息。　ｌｅｓｓＬＡＮ，简称无线ＬＡＮ）的发展。　直接序列扩频（ＤＳＳＳ）局域网可在很宽的频　无线ＬＡＮ大多用于传输率大于１Ｍｂｉｔ／ｓ的局　率范围内进行通信，支持ｌ－－２Ｍｂ／ｓ数据速率，在　域和室内数据通信，同时为未来多媒体应用（语　发送和接收端都以窄带方式进行，而传输过程中则　音、数据和图像）提供了一种潜在的手段。无线　以宽带方式通信。　ＬＡＮ既可满足各类便携机的人网要求，也可作为　ＦＨＳＳ和ＤＳＳＳ无线局域网都使用无线电渡作　传统有线ＬＡＮ的补充手段。当然，无线局域网技　为媒体，覆盖范围大，发射功率较自然背景的噪声　术的应用之所以成为可能，还在于相关技术的发展　低，基本避免了信号的偷听和窃取，使通信非常安　解决了某些关键性问题：　全。同时，无线局域网中的电波不会对人体健康造　（１）天线设计技术的发展，使得在无线ＬＡＮ　成伤害，具有抗干扰、抗噪声、抗衰减和保密性好　中，每个节点在保证信号强度的同时，实现整个区　等优点。　域的覆盖。　２无线局域网的组成　（２）高性能、高集成度的ＣＭＯＳ和ＧａＡｓ半导　无线ＬＡＮ基本上可分为３部分：通信设备、　体技术的发展，以及多芯片模块技术（ＭＣＭ）的　用户终端和支持单元。　出现，使得在一块低功耗、低成本专用集成电路　通信设备依据功能可分为４类：无线ＬＡＮ　（ＡＳＩＣ）芯片上可同时实现信号的调制解调，完成　“固定小区”、无线ＬＡＮ“移动小区”、无线ＬＡＮ　在微波以上频段的收发信功能。　“桥路器”，以及通信保密装置（ＣＯＭＳＥＣ）。“移　（３）网络软硬件设计技术的进展，使芯片实现　动小区”与“固定小区”类型相似，区别主要在于　高速数据处理和复杂协议成为可能。　当用户移动时能否提供无中断连接和越区切换。无　ｌ无线局域网的关键技术　线“桥路器”为分散的“固定小区”或独立的“移　实现无线局域网的关键技术主要有３种：红外　动小区”提供中远距离的点对点连接，桥路器检查　线、跳频扩频（ＦＨＳＳ）和直接序列扩频（ＤＳＳＳ）。　每个数据包的地址，并确定最佳路由方案。ＣＯＭ—　红外线局域网采用小于ｌｔｔＩＩ１波长的红外线作　ＳＥＣ装置是为了满足通信链路的保密要求设置的，　６—４０　《西部广播电视》２００２年第６期　维普资讯 http://www.cqvip.com

它可以采用分组交换的数据加密设备（ＤＥＤ）进行　网络端～端加密，也可以使用整体加密装置满足整　条物理链路的安全要求。　用户终端提供的业务包括电子邮件、数据传　送、语音和图像信息。其中，计算数据、仿真结果　等在传输过程中不允许出错，所以对易出错的无线　传输信道而言，须采用纠错能力较强的编码方案，　采用这种结构的网络，具有用户设备简单，维　护费用低，网络管理单一等优点，并可与徽蜂房技　术结合，实现空间和频率复用。但是，用户之间的　通信延迟增加，网络抗毁性能较差，中心节点的故　障容易导致整个网络的瘫痪。　３．３完全分布型　完全分布结构，目前还无具体应用，仅处于理　并且数据重传次数显著增加，会给系统带来大量额　论探讨阶段，它要求相关节点在数据传输过程中发　外开销。而用户的多媒体信息，如语音和图像数　挥作用，类似于分组无线网概念。对每一节点而　也可通过软件　据，相对而言容错性能较好，在一帧图像或语音采　言，或许只有网络的部分拓扑结构（样中出现少量错误，对数据的整体性能影响不大。　网络支持包括本地网络管理和外部接口设备两　大部分。网络管理由网络的整体配置和各主要模块　（设备、软件）配置组成，例如：ＣＯＭＳＥＣ的加密　算法和密钥管理就被作为网络管理的ｌ部分，由中　心统一控制，至于外部接口设备，在其它网络中可　能已经予以考虑，但为了满足自维护网络的要求，　在条件允许（如空间资源不紧张）的情况下，还是　瘟该保留。　３无线局域网的拓朴结构　的安装获取全部拓扑结构），但它可与邻近节点以　某种方式分享对拓扑结构的认识，由此完成一种分　布路由算法，即路由上的每一节点都要协助将数据　传送至目的节点。　分布式结构抗毁性能好，移动能力强，可形成　多跳网，适合较低速率的中小型网络，但对于用户　节点而言，复杂性和成本较其它结构大幅度提高，　网络管理困难，并存在多径干扰和“远一近”问　题，同时随着网络规模的扩大，其性能指标下降较　快。但在军事领域中，分布式无线ＬＡＸ／具有很好　的应用前景。　４无线局域网的优劣势　在无线Ｌ／ＬＮ中，目前使用的拓朴结构主要有　３种形式：点对点型、ＨＵＢ型和完全分布型。这３　种结构解决问题的方法各有优缺点，目的都是让用　户在无线信道中，获得与有线ＬＡＮ兼容或相近的　传输速率。　无线局域网的网络速度与以太网相当，一个　ＡＰ最多可支持１００多个用户的接人，最大传输范　围可达到几十ｋｍ，具有以下的通信特点：　４．１具有高移动性　３．１点对点型　通信范围不受环境条件的限制，拓宽了网络的　典型的点对点结构，是通过单频或扩频微波电　台、红外发光二极管、红外激光等方法，连接２个　传输范围。在有线局域网中，２个站点的距离在使　粗缆）时被限制在５００ｍ，即使采用单模　固定的有线ＬＡＮ网段，实际上是作为一种网络互　用铜缆（光纤也只能达到３０００ｍ，而无线局域网中２个站点　ｎ。　器或中继器完成的。点对点拓扑结构简单，采用这　问的距离目前可达５０ｋｉ２抗干扰性强、网络的保密性好　种方案可获得中远距离的高速率链路。由于不存在　４．对于有线局域网中的诸多安全问题，在无线局　移动性问题，收发信机的波束宽度可以很窄，虽然　连方案。无线链路与有线ＬＡＮ的连接是通过桥路　　这会增加设备调试难度，但可减小由波束发散引起　域网中基本上可以避免。的功率衰耗。　４．３建网容易，管理方便　相对于有线网络，无线局域网的组建、配置和　３．２　ＨＵＢ型　这种拓扑由一中心节点（ＨＵＢ）和若干外围　节点组成，外围节点既可以是独立的工作站，也可　与多个用户相连。中心ＨＵＢ作为网络管理设备，　维护较为容易，一般计算机工作人员都可以胜任网　络的管理工作。　为访问有线ＬＡＮ或服务器提供逻辑接人点，并监　控所有节点对网路的访问，管理外围设备对广播带　但在目前，无线局域网还不能完全脱离有线网　络，它只是有线网络的补充，而不是替换。与有线　网络相比，无线局域网有以下不足：　宽的竞争，其管理功能由软件具体实现。在此拓扑　中，任何两外围节点问的数据通信都须经过ＨＵＢ，　所以这种路由方案是种典型的集中控制式。　林维患：无线局域网技术　４．３．１网络产品昂贵　昂贵的设备增加了组网的成本。　４．３．２传输速度慢　６－４１　维普资讯 http://www.cqvip.com

以太网可实现１Ｇｂ／ｓ的传输速度，而无线局　５热门无线局域网标准比较　域阿的传输速度被限制在１０Ｍｂ／ｓ左右，市场上一　无线接人技术区别于有线接人的特点之一是标　般的无线网络带宽还达不到２Ｍｂ／ｓ。　准不统一，不同的标准有不同的应用。正因为此，　适用于无线局域阿产品的价格正逐渐下降，相　使得无线接人技术出现了百家争鸣的局面。在众多　应软件也逐渐成熟。此外，无线局域网已能够通过　的无线接人标准中，无线局域网标准更成为人们关　与广域阿相结合的形式提供移动Ｉｎｔｅｍｅｔ的多媒体　注的焦点，表１中列出了几种最热门的无线局域网　业务。无疑，无线局域阿将以它的高速传输能力和　标准的性能对比。　灵活性发挥重要作用。　表ｌ　几种最热门的无线局域网标准的性能对比表　语音、数据、图像业务；一个扇区可接　８０２．１ｌ　８ｏ２．１１ｂ　８０２．１ｌ　ａ　Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　Ｈ㈨　人多个用户，每个用户可带多个用户终　频率　２．４ＧＨｚ　２．４ＧＨｚ　５ＧＨｚ　２．４ＧＨｚ　２．４ＧＨｚ　端。但是，芯片没有进入市场、设备昂　带宽　ｌ～２Ｍｂ￣ｓ　可达　可选　１Ｍｂｐｓ　ｌ～２Ｍｂｐｓ可　贵、空中接力不好、点对点连接很不经　ｌ１Ｍｂ口ｓ　５４Ｍｂ￣ｓ　增至ｌ１Ｍｂｐｓ　距离　１００ｍ功率　济、不适合小型设备。值得庆幸的是，　１００ｍ　５～１０ｋｉｎ　ｌ（ｈ～１００ｍ　ｌ００ｍ　增加可扩展　Ｒａｄｉａｔａ的低成本ｏ０Ｍｓ无线引擎芯片　业务　数据　数据　装置可支持跚２．１ｌａ。　图像　语音、数据　图像　语音、数据　语音、数据　５．２蓝片　５．１　８０２．１１家族　蓝牙（ＩＥＥＥ　８０２．１５）是一项最新　８０２．１１是ＩＥＥＥ最初制定的一个无线局域阿标　标准，对于８０２．１１来说，它的出现不是为了竞争　准，主要用于解决办公室局域网和校园网中，用户　而是相互补充。蓝牙８０２．１１更具移动性，比如，　与用户终端的无线接人，业务主要限于数据存取，　８０２．１１限制在办公室和校园内，蓝牙能把１个设　速率最高只能达到２Ｍｂｐｓ。目前，３Ｃｏｒｎ等公司都　备连接到ＬＡＮ到ＷＡＮ，甚至支持全球漫游。此　有基于该标准的无线阿卡。　外，蓝牙成本低、体积小，可用于更多的设备。但　由于８０２．１１在速率和传输距离上都不能满足　是，蓝牙主要是点对点的短距离无线发进技术，本　人们的需要，因此，Ｉ旺Ｅ小组又相继推出了　质上要／厶是ＲＦ要么是红外线。而且，蓝牙被设计　８０２．１１ｂ和８０２．１ｌａ两个新标准。３者之问技术上　居低功耗、短距离、低带宽的应用，严格来讲，不　的主要差别在于ＭＡＣ子层和物理层。　算是真正的局域网技术。　８０２．１１ｂ物理层支持５．５Ｍｐｂｓ和１１Ｍｐｂｓ两个　５．３家庭网络的ＨｏｍｅＲＦ　新速率。跚２．１１标准在扩频时是一个１１位调制　ＨｏｍｅＲＦ主要为家庭网络设计，是ＩＥＥＥ　芯片，而８０２．１ｌｂ标准采用一种新的调制技术　８０２．１ｌ与ＤＥＣＴ的结合，旨在降低语音数据成本。　ＣＣＫ完成。　ＨｏｍｅＲＦ也采用了扩频技术，工作在２．４ＧＨｚ频　８０２．１１ｂ使用动态速率漂移，可因环境变化，　带，能同步支持４条高质量语音信道。但目前　在１１Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ．２Ｍｂｐｓ、１Ｍｂｐｓ之间切换，　ＨｏｍｅＲＦ的传输速率只有ｌ～２Ｍｂｐｓ，ＦＣＣ建议增　且在２Ｍｂｐｓ、１Ｍｂｐｓ速率时与８０２．１１兼容。　加到１０Ｍｂｐｓ。　８０２．１ｌａ工作在５ＧＨｚＵ～ＮＩＩ频带，物理层速　通过比较分析可以看出，各种标准都是根据不　率可达５４Ｍｂ／ｓ，传输层可造２５Ｍｂｐｓ。采用正交频　同的使用场合，不同的用户需求而制定的。有的是　分复用（Ｏ兀）Ｍ）的独特扩频技术；可提供　为了增加带宽和传输距离，有的则是考虑移动性和　２５Ｍｂｐｓ的无线ＡＴＭ接１：３和１０Ｍｂｐｓ的以太网无线　经济性，局部最优不等于全局最优。因此，用户应　帧结构接口，以及ＴＤＤ／１ＤＭＡ的空中接１：３；支持　视实际需求选择适合自己的标准。▲　（收稿日期：２００２—０４—２３）　（上接３１页）场强仪数据指示范围变化很大。由此　重新接牢固，并作好绝缘处理，放大器恢复正常工　断定，这是造成该放大器无信号输出的原因。　作。Ａｌｉ　（收稿日期：２００２—０５—０８）　排除方法断开零线接头，刮净氧化物，把电源线　６—４２　《西部广播电视》２００２年第６期