應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)研究

摘要：目前無線局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)迅速發(fā)展成為計算機網(wǎng)絡(luò)中一個至關(guān)重要的組成部分，因而對無線局域網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究也就顯得尤為重要。本文首先介紹了幾種WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并分析了各個標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)劣。其次著重分析了IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)的基本組成與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，最后探討了WLAN技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，對無線局域網(wǎng)技術(shù)進行了較詳細(xì)的探究。

關(guān)鍵詞：無線局域網(wǎng)（WLAN）；IEEE802.11；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

中圖分類號：TN925.93 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007—9599 （2012） 14—0000—02

一、引言

無線局域網(wǎng)（簡稱WLAN），是一種以無線信號作為傳輸媒介形成的計算機網(wǎng)絡(luò)。WLAN利用射頻（RF）技術(shù)來構(gòu)成局域網(wǎng)絡(luò)，用以取代傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)。無線網(wǎng)具有網(wǎng)絡(luò)維護容易、故障檢測迅速、安裝簡單、不受布線點控制和具高可移動性等顯著性優(yōu)點。現(xiàn)階段，中國市場上的無線局域網(wǎng)主要應(yīng)用在校園網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、公眾服務(wù)、以及地理位置比較特殊的政府機構(gòu)等領(lǐng)域。目前，WLAN技術(shù)日漸成熟、應(yīng)用日趨廣泛，校園網(wǎng)對無線局域網(wǎng)應(yīng)用會迅速增長，尤其是科研與高等教育機構(gòu)對無線局域網(wǎng)的需求不斷增加，無線局域網(wǎng)將具有十分廣闊的市場發(fā)展空間。

二、無線局域網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究

（一）WLAN現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

目前，在無線的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)方面，不同地域以及不同的廠商都有著不同的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。主要有IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)、HomeRF以及HiperLAN1/HiperLAN2標(biāo)準(zhǔn)等，它們有其各自特點，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。

1.IEEE802.ll系列標(biāo)準(zhǔn)

（1）IEEE802.11是IEEE1997年制定的一種最初的無線局域標(biāo)準(zhǔn)，其主要用于解決校園網(wǎng)與辦公室局域網(wǎng)中用戶與用戶終端間的無線接入，它由很多子集構(gòu)成，它詳細(xì)定義了WLAN中從物理層到MAC層（媒體訪問控制）的通信協(xié)議。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)是無線局域網(wǎng)在國際上第一個被認(rèn)可的協(xié)議，隨著該系列中的802.11b，802.11a和802.11g等逐漸發(fā)展，推動著無線局域網(wǎng)向互聯(lián)、高速、安全方向迅速發(fā)展。

（2）IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)是在EIEE802.11的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進行了補充和修改。802.11b使用的寬帶是開放的2.4 GHz頻段，調(diào)制方式是補碼鍵控（CCK）編碼的直接序列擴頻（DSS），其最大的數(shù)據(jù)傳輸速率是11Mbps，不需要進行直線傳播。IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)對IEEE802.11的改進主要是其增加了5.5Mbps和11Mbps兩種更高的通信速率。IEEE802.11b運作模式基本分為兩種：點對點模式和基本結(jié)構(gòu)模式。雖然隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中語音、視頻等關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳輸需求越來越多，速率與安全問題將會成為802.11b進一步發(fā)展的主要障礙，但IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)仍是目前WLAN中最成熟的產(chǎn)品，是目前市場的主流。

（3）IEEE802.11a使用的是5GHz頻帶，使得其避開了相對繁忙的2.4GHz頻段，所以相對802.11b來說幾乎是沒有干擾。傳輸層可達25Mbps，物理層速率可達54Mbps。使用的是正交頻分復(fù)用（OFDM）的獨特擴頻編碼技術(shù)。IEEE802.11a雖然在數(shù)據(jù)傳輸速率于頻率的選擇上都比IEEE802.11b更具有優(yōu)勢，但因其技術(shù)成本過高，不適合小型設(shè)備等劣勢，使得其在市場上的競爭優(yōu)勢遠不如IEEE802.11b。

（4）IEEE802.11g最大的亮點是其兼容性，使得802.11a與802.11b進行互通，而又具有高數(shù)據(jù)速率的特點。IEEE802.11g使用的是2.4GHz通用頻段，調(diào)制方式有CCK—OFDM與CCK—PBCC兩種調(diào)制方式。

2.HomeRF標(biāo)準(zhǔn)

HomeRF標(biāo)準(zhǔn)主要是用于家庭范圍內(nèi)，使得其他電子設(shè)備與計算機之間實現(xiàn)一種無線通信的開放性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。使用開放的2.4GHz頻段，調(diào)制方式為恒定包絡(luò)的FSK調(diào)制，最大數(shù)據(jù)的傳輸速率可達2Mbps。但因HomeRF技術(shù)在抗干擾能力不具競爭性以及場營銷策略失當(dāng)、后續(xù)研發(fā)與技術(shù)升級進展遲緩，使得HomeRF技術(shù)逐漸落后。

3.HiperLAN標(biāo)準(zhǔn)

HiperLAN是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ETSI）針對歐洲市場而制訂的一種標(biāo)準(zhǔn)，主要是為集團消費者，家庭以及公共環(huán)境提供實時視頻以及無線接入到因特網(wǎng)服務(wù)。HiperLAN2是其中較新的技術(shù)，在5G頻帶工作，使用物理層采用正交頻分復(fù)用（OFDM）的調(diào)制方式，最高傳輸速率高達54 Mbps。

（二）IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)的基本組成與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

1.IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)的基本組成

IEEE802.11體系結(jié)構(gòu)的組成包括：擴展服務(wù)組ESS（extended service set）、分布式系統(tǒng)DS（distribution system）、基本服務(wù)組BSS（basic service set）、獨立基本服務(wù)組IBSS（independent basic service set）、無線接入點AP（access point）以及無線站點STA（station）。

無線站點STA一般是由無線網(wǎng)卡與筆記本或者PC機組成，再有無線的終端并不一定要是計算機終端所具備的無線連接設(shè)施。

無線接入點AP功能與Hub類似，是起著一種橋接作用，是將現(xiàn)有的骨干網(wǎng)絡(luò)（無線有線均可與STA橋接起來。AP一般是由以太網(wǎng)接口與無線輸出口組成，與有線無線局域網(wǎng)均可相連，但與有線網(wǎng)絡(luò)連接的概率較多，這樣能使得無線網(wǎng)絡(luò)用戶進行對有線網(wǎng)絡(luò)用戶所提供的訪問。

2.IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

WLAN 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要有無中心網(wǎng)絡(luò)和有中心網(wǎng)絡(luò)兩種類型。

（1）無中心網(wǎng)絡(luò)

首先無中心網(wǎng)絡(luò)亦稱Ad—hoc 網(wǎng)絡(luò)、對等網(wǎng)絡(luò)，其覆蓋一個稱為IBSS的服務(wù)區(qū)。無中心網(wǎng)絡(luò)主要用于兩臺或者多臺無線網(wǎng)絡(luò)工作站之間的直接通訊，這種網(wǎng)絡(luò)不能與有線網(wǎng)絡(luò)相連接，必須進行獨立使用。這也可以稱得上是一種最簡單的無線局域網(wǎng)的構(gòu)造，一個無中心網(wǎng)絡(luò)由一系列含無線接口的筆記本電腦組成。同時這些筆記本電腦要保證具有一致的密碼、ESSID以及工作組名。無中心網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)較靈活，只要是在一定范圍內(nèi)的無線接口，它們就可以形成一個相對獨立的無線網(wǎng)絡(luò)，而且不限時間。這些依據(jù)需求形成的典型網(wǎng)絡(luò)在預(yù)先協(xié)調(diào)以及管理方面均無任何要求。無中心網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點與節(jié)點之間必須能夠“相視”，否則網(wǎng)絡(luò)就呈現(xiàn)一種終端的狀況，所以無中心網(wǎng)絡(luò)僅僅能夠用于較少用戶的網(wǎng)絡(luò)狀況，并且他們必須以一種近距離的狀況存在。

（2）有中心網(wǎng)絡(luò)

首先有中心網(wǎng)絡(luò)亦稱結(jié)構(gòu)化網(wǎng)。是由DSS、無線工作站（STA）以及無線AP三部分組成，它所覆蓋的區(qū)域分為ESS和BSS兩種。無線AP亦稱無線訪問點、無線Hub，主要用于在有線網(wǎng)絡(luò)與無線工作站之間緩存、轉(zhuǎn)發(fā)與接收數(shù)據(jù)。無線訪問點一般能夠覆蓋較多的用戶，其所覆蓋的面積可達上萬平方米。BSS是指由無線工作站以及其所關(guān)聯(lián)的無線訪問點所組成，所有的無線工作站都是與那一個無線訪問點關(guān)聯(lián)，不限時間。也就是說一個無線訪問點之間的一個圓周范圍內(nèi)所覆蓋的區(qū)域均是其基本服務(wù)區(qū)。ESS是指由數(shù)個AP與連接這些AP的分布式系統(tǒng)所構(gòu)成的一種結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)，同時，全部的AP必須是使用相同的ESSID，也可定義為一個ESS中包括多個BSS。IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中并沒有具體的定義分布式系統(tǒng)，但目前多稱之為以太網(wǎng)。再有擴展服務(wù)區(qū)包含數(shù)據(jù)鏈路層與物理層兩種，而網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并不包括網(wǎng)絡(luò)層以及網(wǎng)絡(luò)層以上的各層。所以，對于高層協(xié)議例如IP，一個ESS就相當(dāng)于一個IP子網(wǎng)。

4.WLAN關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

對無線網(wǎng)絡(luò)進行評估也是應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建局域網(wǎng)的一個重要的部分。對無線網(wǎng)絡(luò)進行定性評估的指標(biāo)主要包括有效覆蓋面、穩(wěn)定性、傳輸時延、總業(yè)務(wù)量、吞吐量和系統(tǒng)丟包率等。

三、結(jié)語

無線局域網(wǎng)因其本身所具有的優(yōu)勢，加上技術(shù)的不斷成熟與完善，無線局域網(wǎng)在人們?nèi)粘Ｉ钪斜厝粫鹬絹碓街匾淖饔?。在無線局域網(wǎng)的構(gòu)建過程中，要根據(jù)不同的用戶需要來選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)方式，這樣才會使得無線局域網(wǎng)技術(shù)得到最大化的應(yīng)用，再有在無線局域網(wǎng)的使用過程中，要重視其安全問題，要構(gòu)建一個完善而系統(tǒng)的管理體系來彌補WLAN在安全方面的不足。

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