淺談無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

魏雨辰，戴喜良，滕春陽(yáng)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院，江蘇 徐州 221008

0 引言

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為網(wǎng)上沖浪者、遠(yuǎn)程辦公族和旅行者提供了史無(wú)前例的自由，甚至超出了傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的范圍?！盁o(wú)線網(wǎng)絡(luò)”的基本含義是可以通過(guò)自己的計(jì)算機(jī)與其他計(jì)算機(jī)通信而不必使用電線進(jìn)行任何連接。

1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為何流行

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)非常流行的原因是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)本身具有一些特性，它可以通過(guò)一些方式將一種新的通信類(lèi)型帶入以前不存在這種類(lèi)型的位置。家庭用戶(hù)和那些想要將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)用于商業(yè)的人都可以獲得這些優(yōu)點(diǎn)?？傊?，在組建有線網(wǎng)絡(luò)比較困難或費(fèi)用昂貴的地方，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)就擁有了較好的應(yīng)用前景。現(xiàn)在每個(gè)家庭可能擁有多臺(tái)計(jì)算機(jī)，這樣就可以不使用有線，將這些計(jì)算機(jī)相連。

1.1 可移動(dòng)性

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)最明顯的優(yōu)點(diǎn)就是它提供了移動(dòng)的自由。家庭成員可以在家里的任何角落使用計(jì)算機(jī)上網(wǎng)；在會(huì)議期間，大家可以通過(guò)無(wú)線互聯(lián)，共享電腦中的文件；外出旅行的員工可以很容易地連接到辦公室網(wǎng)絡(luò)，而不必尋找一個(gè)可用的以太端口。

1.2 節(jié)省費(fèi)用

設(shè)計(jì)和安裝有線網(wǎng)絡(luò)也是非常昂貴的。使用單個(gè)撥號(hào)賬號(hào)連接到Internet可以通過(guò)安裝無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)省訪問(wèn)Internet的費(fèi)用，而且無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使每個(gè)人都可以享有一個(gè)單獨(dú)的賬號(hào)。

1.3 可擴(kuò)展性

“可擴(kuò)展性”是一種在安裝之后的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的能力。不需要增加基本設(shè)施就允許新的用戶(hù)連接到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)設(shè)備功率不同，無(wú)線接入點(diǎn)可以支持15個(gè)～150個(gè)用戶(hù)。在有線環(huán)境中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都需要以太網(wǎng)集線器端口。要想支持30個(gè)用戶(hù)，必須購(gòu)買(mǎi)并連接4個(gè)8端口的以太網(wǎng)集線器 。

2 無(wú)線技術(shù)概述

目前，已經(jīng)有一些技術(shù)應(yīng)用到無(wú)線網(wǎng)中了。這些技術(shù)的不同之處在于頻率及區(qū)域、信號(hào)強(qiáng)度、使用的頻譜和速度等有關(guān)的其他各種特性。大多數(shù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)都使用無(wú)線電頻率在各個(gè)終端之間傳輸信號(hào)。雖然還存在紅外線網(wǎng)絡(luò)，但它們沒(méi)有提供與基于RF的網(wǎng)絡(luò)相同的作用范圍的靈活性。

3 當(dāng)前和未來(lái)的無(wú)線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

基于無(wú)線電波的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)分為幾類(lèi)。目前可以使用的大多數(shù)技術(shù)都具有幾個(gè)共同特征，其中包括使用2.4GHz或5GHz無(wú)線電波段和擴(kuò)展頻譜技術(shù)。甚至它們的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都是相似的。在大多數(shù)無(wú)線方案中，可以通過(guò)無(wú)線電波傳送器連接打計(jì)算機(jī)和PDA來(lái)組建網(wǎng)絡(luò)，然后使用一個(gè)中央接入點(diǎn)來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)。目前無(wú)線聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要有：IEEE802.11、藍(lán)牙、HomeRF、HiperLAN、Wi-Fi。

4 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的組成部分

Wi-Fi專(zhuān)門(mén)指IEEE 802.11系列的802.11b標(biāo)準(zhǔn)。所有Wi-Fi網(wǎng)站都包括站，通常是安裝或連接到計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)適配器。網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)設(shè)備都需要網(wǎng)絡(luò)適配器，網(wǎng)絡(luò)適配器包括無(wú)線電發(fā)送器/接收器和增強(qiáng)無(wú)線信號(hào)的天線。大多數(shù)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)還至少包括一個(gè)接入點(diǎn)（Access Point ，AP），它是一種管理網(wǎng)絡(luò)并擴(kuò)展其范圍的設(shè)備。與Wi-Fi站類(lèi)似，AP包含一個(gè)無(wú)線電，并且通常還包括一根外置天線。如果Wi-Fi站和接入點(diǎn)都遵循相同的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，則它們就可以進(jìn)行通信和交換數(shù)據(jù)。這個(gè)過(guò)程是從無(wú)線電開(kāi)始的。網(wǎng)絡(luò)上的所有的無(wú)線電都必須以相同的頻率進(jìn)行操作才能彼此傳送和接受信號(hào)。要想將無(wú)線電信號(hào)轉(zhuǎn)換成信息包，設(shè)備必須遵循相同的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。與所有網(wǎng)絡(luò)一樣，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)是建立在開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）參考模型上的，這個(gè)模型是一個(gè)描述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及通信是如何從最底層向最高層發(fā)展的七層結(jié)構(gòu)。OSI模型是一種分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單方法，因?yàn)槔斫庖豁?xiàng)特定的功能與其他網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)有怎樣的關(guān)系是非常容易的。低級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能都在較低的層次上發(fā)生。較高的層次控制事務(wù)是如何操作的，甚至控制特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的規(guī)則。所有的IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)都是在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層上操作的。

5 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/h2>

網(wǎng)絡(luò)的“拓?fù)洹本褪蔷W(wǎng)絡(luò)的布局和結(jié)構(gòu)。Wi-Fi使用兩種拓?fù)洌壕W(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)服務(wù)組是由全部屬于另一個(gè)范圍或單獨(dú)接入點(diǎn)的設(shè)備所組成的；擴(kuò)展服務(wù)組網(wǎng)絡(luò)允許多個(gè)無(wú)線單元交疊在一起，從而極大地?cái)U(kuò)展了單個(gè)網(wǎng)絡(luò)的范圍。一個(gè)ESS是由多個(gè)BSS網(wǎng)絡(luò)組成的。

存在兩種BSS網(wǎng)絡(luò)——特別結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施。特別網(wǎng)絡(luò)是由彼此間之間直接通信的計(jì)算機(jī)或其他的Wi-Fi設(shè)備組成的。相反，基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)有管理與之相關(guān)設(shè)備的通信和安全的一個(gè)接入點(diǎn)組成。在基礎(chǔ)設(shè)施中，設(shè)備之間的所有通信都是通過(guò)接入點(diǎn)流動(dòng)的。即使兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的物理距離比形成它們網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)更近，信號(hào)也會(huì)從發(fā)送的計(jì)算機(jī)傳播到接入點(diǎn)，然后在傳播到接受設(shè)備。Wi-Fi設(shè)備不能同時(shí)位于特別網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)上。

6 結(jié)論

近年來(lái)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展，國(guó)家又提出的物聯(lián)網(wǎng)的概念，給無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展創(chuàng)造了更大的空間。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為我們生活中不可缺少的一部分。雖然無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展很快，并且有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但這種先進(jìn)的技術(shù)也不可能包辦所有功能的通信系統(tǒng)。只有各種接入手段相互補(bǔ)充使用才能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)性、可靠性、有效性。因此，我們認(rèn)為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不可能取代傳統(tǒng)的有線系統(tǒng)，但是倘若技術(shù)上可行的話(huà)，它可以作為傳統(tǒng)的有線系統(tǒng)的補(bǔ)充。

[1]崔遜學(xué)，等.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)域應(yīng)用與設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009，5.

[2]王殊，等.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的理論及應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.

[3]于海斌.等智能無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[M].北京：科學(xué)出版社，2006.