無線局域網是相當便利的數據傳輸系統(tǒng),利用無線技術,取代舊式網線所構成的局域網絡。 1.無線局域網的標準 1997年,IEEE通過了802.11標準,這是無線局域網領域內的第一個被國際上認可的協(xié)議。IEEE 802.11標準規(guī)定了無線局域網在2.4 G波段進行操作。它對網絡的物理層與介質訪問控制層進行了規(guī)定。其中,對訪問控制層的規(guī)定是重點。 在訪問控制層以下,IEEE 802.11規(guī)定了3種發(fā)送及接收技術: 3種發(fā)送及接收技術 | 擴頻(Spread Spectrum)技術 | 直序(Direct Sequence,DS)擴頻技術 | 跳頻(Frequency Hopping,FH)擴頻技術 | 紅外(Infrared)技術 | | | 窄帶(Narrow Band)技術 |
IEEE 802.11標準定義了兩種類型的設備: 無線站 | 通常是由一臺PC機加上一塊無線網絡接口卡構成的 | 無線接入點(Access Point,AP) | 它的作用是提供無線與有線網絡之間的橋接 |
IEEE 802.11標準定義了3種物理實現方法: (1)紅外線數據傳輸速率為1 Mbps或2 Mbps,波長為850~950 nm。 (2)直接擴展頻譜運行在2.4 GHz ISM頻帶。最多有7個通道,每個通道的數據傳輸速率為1 Mbps或2 Mbps。 (3)頻率跳動擴展頻譜運行在2.4 GHz ISM頻帶,其物理實現方法還在研究之中。 IEEE 802.11工作組考慮了兩種MAC算法:一種是分布式訪問控制協(xié)議,利用載波偵聽機制;另一種是中央訪問控制協(xié)議,由中央決策者進行訪問協(xié)調。最終形成的MAC算法稱為 DFWMAC(分布式基礎無線MAC),它提供分布式訪問控制機制,處于其上的是一個任選的中央訪問控制協(xié)議。在MAC層中下方的是分布協(xié)調功能子層(DCF),DCF利用爭用算法為所有的通信提供訪問控制。DCF一般用于異步通信。在MAC層中上方的是點協(xié)調功能(PCF,Point Coordination Function),PCF用中央MAC算法,提供無競爭服務。PCF位于DCF的上方,利用DCF的特性來保證用戶的介質訪問。 2.無線局域網的特點 與有線局域網相比,無線局域網有以下特點: 安裝便捷 | 無線局域網最大的優(yōu)勢就是免去或減少了網絡布線的工作量,一般只要安裝一個或多個接入點(Access Point)設備,就可以建立覆蓋整個建筑或地區(qū)的局域網絡。 | 使用靈活 | 在有線網絡中,網絡設備的安放位置受網絡信息點位置的限制。而一旦WLAN建成,在無線網的信號覆蓋區(qū)域內放入任何一個位置都可以接入網絡。 | 經濟節(jié)約 | 由于有線網絡缺少靈活性,這就要求網絡規(guī)劃者盡可能地考慮未來發(fā)展的需要,這就往往導致預設大量利用率較低的信息點。而一旦網絡的發(fā)展超出了設計規(guī)劃,又要花費較多費用進行網絡改造。而WLAN可以避免或減少以上情況的發(fā)生。 | 易于擴展 | 無線局域網有多種配置方式,能夠根據需要靈活選擇。這樣,無線局域網就能勝任從只有幾個用戶的小型局域網到上千用戶的大型網絡,并且能夠提供像“漫游(Roaming)”等有線網絡無法提供的服務。 |
3.無線局域網的應用領域 無線局域網的應用非常廣泛,如果將其應用劃分為室內與室外應用的話: 室內應用 | 包括大型辦公室、車間、酒店賓館、智能倉庫、臨時辦公室、會議室、證券市場等。 | 室外應用 | 包括城市建筑群間通信、學校校園網絡、工礦企業(yè)廠區(qū)自動化控制與管理網絡、銀行金融證券城區(qū)網、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、公安流動網等。 |
概括來講,無線局域網的應用領域主要有以下幾個方面: 作為傳統(tǒng)局域網的擴充 | 傳統(tǒng)的局域網用非屏蔽雙絞線實現了10Mbps,甚至更高的的傳輸速率,使得結構化布線技術得到了廣泛應用。很多建筑物在建設過程中已經預先布好了雙絞線。 但是在某些特殊環(huán)境中,無線局域網卻能發(fā)揮傳統(tǒng)局域網起不到的作用。這一類環(huán)境主要是建筑物群之間,工廠建筑物之間的連接,股票交易所等場所的活動節(jié)點,以及不能布線的歷史古建筑、臨時性辦公室、大型展覽會等。在上述情況中,無線局域網提供了一種更有效的聯網方式。 | 建筑物之間的互聯 | 無線局域網的另一個用途是連接鄰近建筑物中的局域網。在這種情況下,兩座建筑物之間可以使用一條點到點的無線鏈路。 | 漫游訪問 | 帶有天線的移動數據設備(如筆記本電腦)與無線局域網集線器之間可以實現漫游訪問。例如,在展覽會會場的工作人員,在向聽眾作報告時,就可以通過他的筆記本電腦訪問辦公室的文件服務器。漫游訪問常用于大學校園或是業(yè)務分布于幾幢建筑物的環(huán)境中。用戶可以帶著他們的筆記本電腦,從任何地點連接到無線局域網集線器上。 | 特殊網絡 | 特殊網絡是一個臨時需要的對等網絡(無集中的服務器)。例如,一些工作人員每人都有一個帶天線的筆記本電腦,在他們開會時,就可以把他們的筆記本電腦連到一個暫時網絡上,會議結束后網絡將不存在。這種應用常用在軍事方面。 |
4.無線局域網的組建 ·組建無線局域網的硬件 無線局域網的硬件組成除了計算機系統(tǒng)之外,還需要無線網卡、接入點AP和無線通信傳輸介質等設備。 (1)無線網卡 定義 | 無線局域網網卡的作用與有線網卡一樣,無線局域網的計算機通過無線局域網網卡發(fā)送和接收無線信號。 | 接口 | 無線局域網網卡根據與計算機的接口的連接方式不同,可分為ISA接口、PCI接口、PCMCIA卡和USB接口等多種形式。如圖所示為USB和PCI接口類型的無線網卡。 圖 無線網卡 | 特點 | 與傳統(tǒng)局域網網卡不同的是它不具有線路介質的接口,取而代之的是一個天線。無線網卡上通常集成了通信處理器和高速擴頻無線電元件,它采用800 kbps~1 Mbps左右的傳送速率,發(fā)射功率為1 VA,在有障礙的室內通信,距離為60 m左右,在無障礙的室內通信距離為150 m左右。 |
(2)AP設備 AP設備具有與計算機無線網卡通信、橋接以及介質轉換功能,可以通過無線的途徑,在40 km的范圍內,連接多個網絡,這些網絡可以是有線的網絡,也可以是無線的網絡。目前,AP接入點設備主要用于辦公室內和樓內的無線連接。AP設備一般由3部分組成:天線、有線網絡接口和橋接軟件。如圖所示為室內型和室外型無線AP設備。 (a) 室內型無線AP設備 (b) 室外型無線AP設備 圖 無線AP設備 無線局域網的組網方式 點到點方式 | 連接方式 | 計算機可以在無線通信覆蓋范圍內移動并自動建立點到點的連接,計算機之間通過爭用信道直接進行數據通信,而不需要接入點AP的參與。如圖(a)所示 | 應用 | 當僅僅需要在無線工作站之間進行通信時,可采用這種方式。這種方式可以快速建立起通信網絡,但采用這種模式只能在無線工作站之間進行通信,而無法使工作站對有線網絡進行訪問。 | 集中控制方式 | 連接方式 | 在集中控制方式中所有無線結點及有線局域網都要與一個接入點設備AP連接。如圖(b)所示 | 接入點AP的作用 | ①負責無線通信管理工作,如給無線節(jié)點分配無線信道的使用權。 ②負責無線通信與有線通信的轉換。 ③起到與有線局域網網橋和路由器相似的作用。 |
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