無線局域網(wǎng)的主要類型和基本特點(diǎn)

王海霞

河北省邢臺(tái)縣電視臺(tái)，河北邢臺(tái) 054000

無線局域網(wǎng)使用的是無線傳輸介質(zhì)，按照所采用的技術(shù)可以分為三類：紅外線局域網(wǎng)、擴(kuò)頻局域網(wǎng)和窄帶微波無線局域網(wǎng)。

1 紅外線局域網(wǎng)

紅外線是按視距方式傳播的，也就是說發(fā)送點(diǎn)可以直接看到接收點(diǎn)，中間沒有阻擋。紅外線相對(duì)于微波傳輸方案來說有一些明顯的優(yōu)點(diǎn)。首先，紅外線頻譜是非常寬的，所以就有可能提供極高的數(shù)據(jù)傳輸率。由于紅外線與可見光有一部分特性是一致的，所以它可以被淺色物體漫反射，這樣就可以用天花板反射來覆蓋整個(gè)房間。紅外線不會(huì)穿過墻壁或其他的不透明的物體，因此紅外線無線局域網(wǎng)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

2）安裝在大樓中每個(gè)房間里的紅外線網(wǎng)絡(luò)可以互不干擾，因此建立一個(gè)大的紅外線網(wǎng)絡(luò)是可行的。

3）紅外線局域網(wǎng)設(shè)備相對(duì)便宜又簡(jiǎn)單。紅外線數(shù)據(jù)基本上是用強(qiáng)度調(diào)制，所以紅外線接收器只要測(cè)量光信號(hào)的強(qiáng)度，而大多數(shù)的微波接收器則是要測(cè)量信號(hào)的頻譜或相位。

紅外線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸有三種基本技術(shù)。

1）定向光束紅外線

定向光束紅外線可以被用于點(diǎn)一點(diǎn)鏈路。在這種方式中，傳輸?shù)姆秶Q于發(fā)射的強(qiáng)度與接收裝置的性能。紅外線連接可以被用于連接幾座大樓的網(wǎng)絡(luò)，但是每幢大樓的路由器或網(wǎng)橋都必須在視線范圍內(nèi)；

2）全方位紅外傳輸技術(shù)

一個(gè)全方位 (Omini Direction) 配置要有一個(gè)基站。基站能看到紅外線無線局域網(wǎng)中的所有結(jié)點(diǎn)。典型的全方位配置結(jié)構(gòu)是將基站安裝在天花板上?；镜陌l(fā)射器向所有的方向發(fā)送信號(hào)，所有的紅外線收發(fā)器都能接收到信號(hào)，所有結(jié)點(diǎn)的收發(fā)器都用定位光束瞄準(zhǔn)天花板上的基站；

3）漫反射紅外傳輸技術(shù)

進(jìn)行秸稈覆蓋的另一個(gè)作用就是降低土壤中水分的蒸發(fā)，通過試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行秸稈覆蓋之后，可以有效的減緩?fù)寥乐兴至魇У娇諝庵械默F(xiàn)象。同時(shí)，秸稈覆蓋還可以降低陽光對(duì)耕地的暴曬，以此來減弱土壤中的水分氣化并調(diào)節(jié)土壤的溫度，達(dá)到保水保墑的效果。

全方位配置需要在天花板安裝一個(gè)基站，而漫反射配置則不需要在天花板安裝一個(gè)基站。在漫反射紅外線配置中，所有結(jié)點(diǎn)的發(fā)射器都瞄準(zhǔn)天花板上的漫反射區(qū)。紅外線射到天花板上，被漫反射到房間內(nèi)的所有接收器上。

紅外線局域網(wǎng)也存在一些缺點(diǎn)。例如，室內(nèi)環(huán)境中的陽光或室內(nèi)照明的強(qiáng)光線，都會(huì)成為紅外線接收器的噪聲部分，因此限制了紅外線局域網(wǎng)的應(yīng)用范圍。

2 擴(kuò)頻無線局域網(wǎng)

擴(kuò)展頻譜技術(shù)是指發(fā)送信息帶寬的一種技術(shù)，又稱為擴(kuò)頻技術(shù)。它是一種信息傳輸方式， 其信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必須的最小帶寬。頻帶的擴(kuò)展是通過一個(gè)獨(dú)立的碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端也用同樣的碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。

在50年前，擴(kuò)展頻譜技術(shù)第一次被軍方公開介紹，用來進(jìn)行保密傳輸。一開始它就被設(shè)計(jì)成抗噪音、抗干擾、抗阻塞和抗未授權(quán)檢測(cè)。在這種技術(shù)中，信號(hào)可以跨越很寬的頻段，數(shù)據(jù)基帶信號(hào)的頻譜被擴(kuò)展至幾倍至幾十倍，然后才搬移至射頻發(fā)射出去。這一做法雖然犧牲了頻帶帶寬，但由于其功率密度隨頻譜擴(kuò)寬而降低，甚至可以將通信信號(hào)淹沒在自然背景噪聲中。因此，其保密性很強(qiáng)，要截獲或竊聽、偵察信號(hào)非常困難，除非采用與發(fā)送端相同的擴(kuò)頻碼與之同步后再進(jìn)行相關(guān)的檢測(cè)，否則對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)無能為力。目前，最普遍的無線局域網(wǎng)技術(shù)是擴(kuò)展頻譜（簡(jiǎn)稱擴(kuò)頻）技術(shù)。擴(kuò)頻的第一種方法是跳頻（Frequency Hopping），第二種方法是直接序列（Direct Sequence）擴(kuò)頻。這兩種方法都被無線局域網(wǎng)所采用。

1）跳頻通信

在跳頻方案中，發(fā)送信號(hào)頻率按固定的間隔從一個(gè)頻譜跳到另一個(gè)頻譜。接收器與發(fā)送器同步跳動(dòng)，從而正確地接收信息。而那些可能的入侵者只能得到一些無法理解的標(biāo)記。發(fā)送器以固定的間隔一次變換一個(gè)發(fā)送頻率。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每 300ms 的間隔變換一次發(fā)送頻率。發(fā)送頻率變換的順序由一個(gè)偽隨機(jī)碼決定，發(fā)送器和接收器使用相同變換的順序序列。數(shù)據(jù)傳輸可以選用頻移鍵控（FSK）或二進(jìn)制相位鍵控（PSK）方法。

2）直接序列擴(kuò)頻

在直接序列擴(kuò)頻方案中，輸入數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)入一個(gè)通道編碼器（Channel Encoded）并產(chǎn) 生一個(gè)接近某中央頻譜的較窄帶寬的模擬信號(hào)。這個(gè)信號(hào)將用一系列看似隨機(jī)的數(shù)字（偽隨機(jī)序列）來進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制的結(jié)果大大地拓寬了要傳輸信號(hào)的帶寬，因此稱為擴(kuò)頻通信。在接收端，使用同樣的數(shù)字序列來恢復(fù)原信號(hào)，信號(hào)再進(jìn)入通道解碼器來還原傳送的數(shù)據(jù)。

3 窄帶微波無線局域網(wǎng)

窄帶微波 (Narrowband Microwave) 是指使用微波無線電頻帶來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其帶寬剛好能容納信號(hào)。以前所有的窄帶微波無線網(wǎng)產(chǎn)品都使用申請(qǐng)執(zhí)照的微波頻帶，直到最近至少有一個(gè)制造商提供了在工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)藥（ISM，Industrial Scientific and Medicine）頻帶內(nèi)的窄帶微波無線網(wǎng)產(chǎn)品。

1）申請(qǐng)執(zhí)照的窄帶RF（Radio Frequency）

用于聲音、數(shù)據(jù)和視頻傳輸?shù)奈⒉o線電頻率需要申請(qǐng)執(zhí)照和進(jìn)行協(xié)調(diào)，以確保在一個(gè)地理環(huán)境中的各個(gè)系統(tǒng)之間不會(huì)相互干擾。在美國，由FCC控制執(zhí)照。每個(gè)地理區(qū)域的半徑為28km，并可以容納5個(gè)執(zhí)照，每個(gè)執(zhí)照覆蓋兩個(gè)頻率。在整個(gè)頻帶中，每個(gè)相鄰的單元都避免使用互相重疊的頻率。為了提供傳輸?shù)陌踩?，所有的傳輸都?jīng)過加密。申請(qǐng)執(zhí)照的窄帶無線網(wǎng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它保證了無干擾通信。與免申請(qǐng)執(zhí)照的 ISM 頻帶相比，申請(qǐng)執(zhí)照的頻帶執(zhí)照擁有者，其無干擾數(shù)據(jù)通信的權(quán)利在法律上得到保護(hù)。

2）免申請(qǐng)執(zhí)照的窄帶RF

1995年，Radio LAN 成為第一個(gè)使用免申請(qǐng)執(zhí)照ISM的窄帶無線局域網(wǎng)產(chǎn)品。RadioLAN的數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps，使用5.8GHz的頻率，在半開放的辦公室有效范圍是50m，在開放的辦公室是100m。Radio LAN采用了對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)方法。傳統(tǒng)局域網(wǎng)（例如Ethernet網(wǎng)）組網(wǎng)一般需要有集線器，而 Radio LAN 組網(wǎng)不需要有集線器，它可以根據(jù)位置、干擾和信號(hào)強(qiáng)度等參數(shù)來自動(dòng)地選擇一個(gè)結(jié)點(diǎn)作為動(dòng)態(tài)主管。當(dāng)連網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)位置發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)態(tài)主管也會(huì)自動(dòng)變化。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)還包括動(dòng)態(tài)中繼功能，它允許每個(gè)站點(diǎn)像轉(zhuǎn)發(fā)器一樣工作，以使不在傳輸范圍內(nèi)的站點(diǎn)之間也能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。