無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用

摘要：介紹了無(wú)線局域網(wǎng)及其相關(guān)的IEEE802系列協(xié)議，并就無(wú)線局域網(wǎng)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：無(wú)線局域網(wǎng)；校園網(wǎng)；IEEE802．1l；無(wú)線接入站

0引言

無(wú)線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，簡(jiǎn)稱WEAN)是使用方便的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它包含有藍(lán)牙(Bluetooth)、IEEE802．11系列、HiperLAN、HomeRF等技術(shù)。其中，目前得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)是IEEE 802．11系列。無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)，能利用簡(jiǎn)單的存取架構(gòu)讓用戶達(dá)到“信息隨身化、便利走天下”的理想境界。無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)一般不是用來(lái)取代有線局域網(wǎng)絡(luò)，而是用來(lái)彌補(bǔ)有線局域網(wǎng)絡(luò)之不足，以延伸網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線局域網(wǎng)在解決信息點(diǎn)的移動(dòng)問(wèn)題和提高教學(xué)效率與節(jié)約網(wǎng)絡(luò)綜合布線成本等方面都具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，特別適合不便于進(jìn)行大規(guī)模布線或不宜布設(shè)太多信息點(diǎn)的建筑，如：圖書館、辦公大樓、多媒體教室、實(shí)驗(yàn)室、會(huì)議室和報(bào)告大廳等。

1無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用技術(shù)

無(wú)線局域網(wǎng)可以在普通局域網(wǎng)基礎(chǔ)上通過(guò)無(wú)線Hub、無(wú)線接入站AP(Access Point)、無(wú)線網(wǎng)橋、無(wú)線Modem及無(wú)線網(wǎng)卡等來(lái)實(shí)現(xiàn)。無(wú)線網(wǎng)通信協(xié)議通常采用的標(biāo)準(zhǔn)有：IEEE 802．11a、IEEE 802．11b和IEEE 802．11g等。目前，大多無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)采用IEEE 802．11b／g標(biāo)準(zhǔn)。

802．11a標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)獲得正式批準(zhǔn)的無(wú)線以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。它工作在5GHz頻段上，使用正交頻分復(fù)用技術(shù)，將5GHz分為多個(gè)重疊的頻率，在每個(gè)子信道上進(jìn)行窄帶調(diào)制和傳輸，以減少于信道之間的相互干擾，使帶寬可以達(dá)到54Mbps。但是802．11a標(biāo)準(zhǔn)并沒有得到迅速普及，因?yàn)樗捎昧苏活l分復(fù)用技術(shù)，該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法相對(duì)于直接序列擴(kuò)頻更為復(fù)雜，所以開發(fā)的進(jìn)程也相對(duì)較慢。由于這個(gè)原因，首先得到應(yīng)用的反而是802．1 1b標(biāo)準(zhǔn)。

802．11b規(guī)定設(shè)備工作在2．4GHz的范圍內(nèi)，使用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)來(lái)發(fā)送無(wú)線信號(hào)。直接序列擴(kuò)頻技術(shù)將信號(hào)一次性擴(kuò)展到多個(gè)頻率上，以避免干擾。它選取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，將其分解成幾部分，再通過(guò)不同的頻率，以多路傳輸?shù)姆绞綄⒏鱾€(gè)部分同時(shí)發(fā)送出去，使帶寬可以達(dá)到11Mbps。

802．11g標(biāo)準(zhǔn)從2001年11月就開始草擬，它可以提供與802．11a相同的54Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率，它還有一種重要的優(yōu)勢(shì)，即對(duì)802．11b設(shè)備向后兼容。這意味著802．11b客戶端可以與802．11g接入點(diǎn)配合使用，而802．11g客戶端也可以與802．11b接入點(diǎn)配合使用。需要指出的是，802．11b產(chǎn)品無(wú)法“軟件升級(jí)”到802．11g，這是因?yàn)?02．11g無(wú)線收發(fā)裝置采用了一種與802．11b不同的芯片組，以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。但是，就像以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)的關(guān)系一樣，802．11g產(chǎn)品可以在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中與802．11b產(chǎn)品結(jié)合使用。

2無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)與不足

2．1無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)

節(jié)約成本在許多情況下，安裝一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)比常規(guī)的有線網(wǎng)絡(luò)要便宜，特別是在兩個(gè)不同大樓內(nèi)的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)時(shí)，樓間的電纜價(jià)格昂貴，有時(shí)還受施工和其他方面的限制，而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以提供一個(gè)簡(jiǎn)單直接的解決方案；從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，在單位改組、內(nèi)部調(diào)整、人才更變、新配辦公室、新增辦公大樓、加強(qiáng)部分職能等情況下，調(diào)整無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以節(jié)省大量資金。

高可靠性有線網(wǎng)絡(luò)線路由于金屬接頭生銹、滲水、人為意外地切斷或者網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接不良而造成中斷，線路失效，可能破壞網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換，檢查問(wèn)題往往需要很長(zhǎng)時(shí)間。而使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)則不會(huì)出現(xiàn)這方面的問(wèn)題。

可移動(dòng)性 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)最突出的優(yōu)勢(shì)就是移動(dòng)性，用戶可以四處移動(dòng)而同時(shí)與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)接，傳輸范圍大大拓寬，最大傳輸范圍可達(dá)到數(shù)10km。

2．2無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的缺陷

干擾無(wú)線局域網(wǎng)依靠無(wú)線電波的傳播，受墻壁、大型用具和其他障礙物阻礙，網(wǎng)絡(luò)的性能會(huì)降低。

安全因?yàn)闊o(wú)線電波不要求物理地聯(lián)接，如果獲得網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)代碼，那么，在無(wú)線電波廣播范圍內(nèi)的任何人，都可以監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)的通信，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容易被破壞，攻擊者可以利用訪問(wèn)代碼和適當(dāng)?shù)脑O(shè)備截取敏感數(shù)據(jù)。

速度理論上，有線網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到10～1000Mbps，而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上的速率要慢得多，數(shù)據(jù)訪問(wèn)速率在l～54Mbps，在具體應(yīng)用中，效果會(huì)很不同。

3無(wú)線網(wǎng)絡(luò)常用的設(shè)備

3．1無(wú)線網(wǎng)卡

在無(wú)線局域網(wǎng)中，無(wú)線網(wǎng)卡是操作系統(tǒng)與無(wú)線產(chǎn)品之間的接口，用來(lái)創(chuàng)建透明的網(wǎng)絡(luò)連接。其功能與有線網(wǎng)卡差不多，按照不同的接口，無(wú)線網(wǎng)卡主要有用于便攜機(jī)的內(nèi)置PCMCIA卡、臺(tái)式機(jī)的內(nèi)置PCI+PCMCIA卡、以及兩者皆適用的外接USB適配器三種類型。它們用于數(shù)字設(shè)備(計(jì)算機(jī)、掌上型電腦等)之間的短距離高速無(wú)線組網(wǎng)。

3．2無(wú)線基站AP(Aeeoss Pointl

無(wú)線接入點(diǎn)AP是—個(gè)無(wú)線子網(wǎng)的基站。它在無(wú)線局域網(wǎng)和有線網(wǎng)絡(luò)之間接收、緩沖存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)，來(lái)支持—組無(wú)線用戶的設(shè)備。在多個(gè)WLAN站設(shè)備組網(wǎng)時(shí)，AP作為子網(wǎng)核心是必不可少的。同時(shí)，它也是WLAN和LAN之間的橋接設(shè)備。無(wú)線訪問(wèn)接入點(diǎn)通常通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)線連接到有線網(wǎng)絡(luò)上，并通過(guò)天線與無(wú)線設(shè)備進(jìn)行通信。其作用半徑取決于天線的方向和增益。

3．3無(wú)線路由器

無(wú)線路由器屬于一種典型的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備，是兩個(gè)局域網(wǎng)之間傳輸數(shù)據(jù)包的中介系統(tǒng)，負(fù)責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)層中繼或第三層中繼任務(wù)。近來(lái)，為了提高通信能力和效率，不少無(wú)線路由器還整合了交換機(jī)和防火墻等功能。

4無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用

對(duì)于無(wú)線局域網(wǎng)來(lái)說(shuō)，一方面要考慮無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋問(wèn)題，另一方面也要考慮無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題。校園局域網(wǎng)一般具有較大的規(guī)模，不是無(wú)線產(chǎn)品的簡(jiǎn)單組合，而是一種整體的校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?？紤]到日后擴(kuò)展的需要，校園無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)盡量保證高吞吐量、安全的移動(dòng)性以及與有線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫結(jié)合。

在WLAN技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，師生可以使用電腦上課，通過(guò)WLAN對(duì)因特網(wǎng)上所有的學(xué)習(xí)資源實(shí)現(xiàn)快捷、靈活訪問(wèn)。學(xué)生利用WLAN訪問(wèn)學(xué)校自身的網(wǎng)絡(luò)資源，可以從內(nèi)部網(wǎng)頁(yè)下載學(xué)習(xí)軟件，檢索課件，使用Office軟件做筆記，生成多媒體講演稿，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地與其他同學(xué)和老師進(jìn)行交流，還可以發(fā)送電子郵件、訪問(wèn)學(xué)校網(wǎng)上圖書館中海量的電子資料，等等。

校園無(wú)線網(wǎng)原則上應(yīng)作為有線網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充和延伸，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上增加更多實(shí)際功能。學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)信息中心作為Intemet的接入點(diǎn)，也作為無(wú)線站的中心站，負(fù)責(zé)控制所有站點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)。在距離較遠(yuǎn)的校區(qū)、布線不方便的校園建筑物可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋與中心連接，在網(wǎng)絡(luò)的每一端設(shè)置無(wú)線接入點(diǎn)，并外接高增益天線，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)段之間的互聯(lián)。各樓內(nèi)部可根據(jù)具體情況使用小型有線局域網(wǎng)或在一些教室、辦公室的墻上安裝AP進(jìn)行無(wú)線接入。在大型教室、實(shí)驗(yàn)室和報(bào)告廳，可以配置1個(gè)或多個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)。在校園公共休息場(chǎng)所，有計(jì)劃地安裝一些AP充當(dāng)學(xué)校有線以太網(wǎng)和無(wú)線用戶之間的網(wǎng)橋，允許多個(gè)用戶同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)。隨著需求不斷增加，校園WLAN可以迅速、方便地部署更多的接入點(diǎn)，并且在需要的時(shí)間和地點(diǎn)經(jīng)濟(jì)有效地拓展連接能力。

5結(jié)束語(yǔ)

有線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在教育領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，它對(duì)教育所起到的積極作用是有口皆碑的，并產(chǎn)生了新的教學(xué)方式——數(shù)字化教學(xué)。近年來(lái)，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品性價(jià)比的提高，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)逐漸走入校園并在校園網(wǎng)的建設(shè)中扮演越來(lái)越重要的角色，無(wú)線教學(xué)模式的出現(xiàn)將使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在教育中得到更廣泛的應(yīng)用。

(注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。)