局域網與無線通信淺析

常薦博 南京大學金陵學院 江蘇南京 210089

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局域網與無線通信淺析

常薦博 南京大學金陵學院 江蘇南京 210089

【文章摘要】

網絡與無線通信技術給我們的生活帶來了極大的便利，隨著無線通信與上網用戶的增多，人們對網絡及通信的要求也日益提高。目前，我們進入了網絡與通信高速發(fā)展的時代，兩者在我們的生活中有著豐富的應用，隨著各項技術的不斷完善，我們的通信水平也在不斷提高。本文就無線局域網與無線通信的應用與發(fā)展做出簡要分析。

【關鍵詞】

網絡；無線通信；發(fā)展；應用

1　局域網與無線通信技術的簡介

1.1無線局域網與無線通信概述

無線局域網WLAN（wireless local area network）是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物。它以無線多址信道作為傳輸媒介，利用電磁波完成數據交互，實現(xiàn)傳統(tǒng)有線局域網的功能。狹義上來說，無線局域網是由若干臺通訊設備（如pc機），在封閉區(qū)域內，形成一個傳遞分組信息，相互通信的計算機族。它是有線網絡的補充與延伸，目前已成為計算機網絡的一個重要組成部分，廣泛應用于需要傳輸移動數據或者物理媒介不易實現(xiàn)的領域。

無線局域網的本質是在不使用線纜的情況下就能將計算機與網絡連接起來，采取無線連接方式，從而使網絡的構建，終端設備的移動變得更加方便，靈活。與有線相比，它們的基本作用都是為了使網絡設備之間相互傳遞分組信息，實現(xiàn)通信。

無線通信（Wireless Communication）是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式，近些年信息通信領域中，發(fā)展最快、應用最廣的就是無線通信技術。在移動中實現(xiàn)的無線通信又通稱為移動通信，人們把二者合稱為無線移動通信。［］我們所熟知的通信技術有無線寬帶（Wi-Fi），蜂窩移動通信，GPRS/CDMA無線通信技術，無線網橋，衛(wèi)星移動通信，藍牙等。

無線網橋是無線射頻技術和傳統(tǒng)的有線網橋技術相結合的產物。無線網橋是一種在鏈路層實現(xiàn)局域網（LAN）互聯(lián)的存儲轉發(fā)設備，為使用無線（微波）進行遠距離數據傳輸的點對點網間互聯(lián)，可用于固定數字設備與其他固定數字設備之間的遠距離（可達50km）、高速（可達百兆）無線組網。

藍牙（Bluetooth）是一種近距離無線數據通訊技術標準，已經廣為我們所熟知。它能夠在10米的半徑范圍內實現(xiàn)點對點或一點對多點的無線數據和聲音傳輸，應用于局域網絡中各類數據及語音設備（PC、撥號網絡、筆記本電腦、打印機、傳真機、移動電話和高品質耳機等），藍牙的無線通訊方式將上述設備連成一個微微網，各個微微網之間也可以實現(xiàn)互連，從而實現(xiàn)各類設備之間隨時隨地進行通信。藍牙技術被廣泛應用于無線辦公環(huán)境、汽車工業(yè)、信息家電、醫(yī)療設備以及學校教育和工廠自動控制等領域，目前主要存在價格較高，抗干擾能力較弱等問題。

無線寬帶（Wi-Fi）誕生于1999年，Wi-Fi技術突出的優(yōu)勢在于它有較廣的局域網覆蓋范圍，其覆蓋半徑可達100米左右，與藍牙（Bluetooth）相比，Wi-Fi覆蓋范圍較廣；傳輸速度非常快，可達11Mbps（802.11b）或者54Mbps（802.11a），適合高速數據傳輸的業(yè)務；無須布線，不受布線條件的限制，非常適合移動辦公用戶的需要。用戶只需要將支持無線網絡的終端設備該區(qū)域內即可高速接入因特網。

1.2無線局域網的主要特點

相比于傳統(tǒng)以太網，WLAN具有成本低，建設迅速，終端設備可移動，網絡硬件高可靠性等優(yōu)點。終端設備的移動是其靈活性體現(xiàn)，WLAN允許其覆蓋范圍內所有用戶在任意位置訪問網絡數據。與之對應的，各種便攜式設備（手機，筆記本電腦）被廣大人民所使用，尤其是對教師，護士，司機等工作上需要不斷移動的人群來說，WLAN給他們帶來了極大的方便。

從可靠性方面來說，相比于有線網絡，WLAN在硬件上要可靠的多，避免了由于線纜故障導致的網絡癱瘓，沒有線纜老化，接口故障等問題。此外，不使用線纜進行網絡搭建，大大提高了網絡建成的時間，以至于線纜的維護，線路租用的開銷也會相應減少。

WLAN所使用的協(xié)議為IEEE提出的802.11系列協(xié)議。該標準相當復雜，但簡單來說，802.11是無線以太網的標準，使用星型拓撲結構，其中心叫做接入點AP（Access Point），在MAC層使用CSMA/CA協(xié)議。802.11標準規(guī)定無線網的最小構件是基本服務集BSS（Basic Service Set）。一個基本服務集BSS包括一個基站和若干個移動站，所有移動站在本BSS中都可以直接通信，但與本BSS之外的站進行通信時則必須通過BSS的基站?；痉占械幕荆╞ase station）就是指接入點AP（Access Point）。管理員在進行AP安裝時，需要為該AP分配一個服務集標識符SSID（Service Set Identifier）（即該AP的無線局域網名）和一個信道。一個基本服務集所覆蓋的范圍叫作基本服務區(qū)BSA（Basic Service Area）。其范圍直徑一般不超過100米，與無線通信中的蜂窩小區(qū)類似。［［］］以上屬于第一類有固定設施的無線局域網。另一類是通過處于平等狀態(tài)的移動站之間相互通信組成的臨時網絡，被稱作自由組網。其通信范圍較小，網絡覆蓋范圍10米左右。

2　網絡與無線通信技術的發(fā)展

2.1無線局域網的發(fā)展

隨著科學技術的不斷發(fā)展，為了適應人們越來越快的生活節(jié)奏，網絡與通信技術也在不斷發(fā)展。1997年11月26日，IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會）提出的802.11無線局域網標準是制定無線網絡發(fā)展的一個里程碑。802.11標準規(guī)范了局域網絡媒體對控制層與物理層的訪問，使得無線局域網在現(xiàn)在這個有各種移動需求的環(huán)境中被廣泛接受。

1999年9月，802.11標準得到了進一步的修訂與完善，并成為了IEEE/ANSI和ISO/ IEC的一個聯(lián)合標準。其中的802.11a，擴充了標準的物理層，利用OFDM調制技術，使得傳輸速率在6～54Mbps，適應室內與室外的應用。802.11b作為另一個擴充，采用補償碼鍵控（CCK）調制方法。802.11b是所有WLAN標準演變的基石，未來的許多系統(tǒng)都需要與802.11兼容。

2003年6月，IEEE通過了第三種改進的無線網絡接入標準802.11g，該標準是為了提供更高的傳輸速率，采用2.4GHz頻段（與802.11b相同），使用CCK技術與802.11b向下兼容，同時采用OFDM技術以支持54Mbps的數據流。

2004年1月，IEEE宣布成立一個新的工作組—802.11n，802.11n是在802.11g和802.11a之上發(fā)展起來的一項技術，最大的特點是速率提升，理論速率最高可達600Mbps（目前業(yè)界主流為300Mbps）。這是無線局域網正在發(fā)展的主要方向。

2.2無線通信技術的發(fā)展

人們對于無線通信技術的需求不斷增加，無線通信技術也在不斷地更新?lián)Q代，以便能夠滿足不同人群、生活、工作等需求。當前，我們已經經歷了3G，進而跨入了4G時代。第四代移動通信技術（4G） 的概念可稱為廣帶（Bandboard） 接入和分布網絡， 具有超過2Mbps的非對稱數據傳輸能力， 對全速移動用戶能提供 150Mbps的高質量的影像服務，并首次實現(xiàn)三維圖像的高質量傳輸。它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網（WLAN）、移動廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網絡。與3G相比，4G的通信速度更快，網絡頻譜更寬，通信更加靈活，智能性更高，兼容性平滑，通信成本降低等優(yōu)勢。

從通信速度來說，第一代無線通信（1G）僅提供語音服務，第二代移動通信系統(tǒng)（2G）數據傳輸速率只有9.6kb/s，最高可達32kb/s。第三代（3G）通信系統(tǒng)數據傳輸速率達2Mb/s。而現(xiàn)在的4G通信，傳輸速率在10～20Mb/s，甚至最高可達100Mb/s。［［］］在4G支持下的現(xiàn)在，手機相當于一臺小型電腦，ip語音，視頻聊天，GPS定位，各種游戲應用，讓我們的生活變得豐富多彩。

各項技術融合歸一是通信技術發(fā)展的趨勢。無線通信技術有著自身的局限性，每種技術都有他的長處與短處，人們會根據需要來選取相應的通信技術。因此，與其他技術的融合，獲取更好的發(fā)展成為了一種重要的趨勢。就蜂窩技術來說，3G通信與計算機網絡的關系就十分密切了，它使用IP體系結構，電路交換與分組交換混合的機制，以提供移動帶寬多媒體業(yè)務。無線網絡目前已實現(xiàn)了大規(guī)模的覆蓋，隨著寬帶技術的不斷發(fā)展，各種各樣移動終端的出現(xiàn)，使得無線寬帶的接入技術變得豐富多彩。為了能夠應對多種方式的接入，移動通信技術與無線寬帶接入技術的融合對應著無線通信技術的發(fā)展。4G 技術就體現(xiàn)了兩者之間融合，促進了無線通信技術的更快、更好地發(fā)展。此外，無線通信技術與視頻多媒體技術之間也出現(xiàn)了融合。無線通信技術的快速發(fā)展，特別是4G網絡的出現(xiàn)，使得人們上網的速度和信息交換的速度有了極大的提高，遠遠超越了3G的圖片時代，用戶所需求的像音頻視頻等多媒體模式也得到了實現(xiàn)。因此無線通信技術與多媒體技術的融合也是無線通信技術的發(fā)展。

3　局域網與無線通信的應用

局域網與無線通信系統(tǒng)受到越來越多的人的喜愛，就是因為其應用給我們的生活帶來了極大的便利，讓我們的生活方式發(fā)生了意想不到的改變。無線網絡在定位，移動，信息檢索等方面滿足了人們的生活需求。

最基本，最本質的應用就是作為有線網絡的擴充。環(huán)境復雜，有線網絡成本較大的條件下，無線網絡的搭建無疑是一個很好的選擇。在露天區(qū)域，有較大空曠區(qū)域的建筑物，工廠等，使用無線通信可以節(jié)省布線工程，施工成本。并且在不易布線的環(huán)境下。局域網無線通信技術，能有效代替補有線網絡。所以說，局域網無線通信系統(tǒng)的應用是有線網絡的必要擴充。

無線局域網可用于信息的遠距離傳輸。如城市間的通信，森林防護，災區(qū)情況等都可以通過無線網絡來實現(xiàn)信息的傳遞。就地震災害來說，震區(qū)的有線線路因地震中斷，通信設施損壞，環(huán)境惡劣，無法在短期內搭建有線網絡，實現(xiàn)與外界的通信。這時，卻可以通過無線通信技術，搭建臨時基站，實現(xiàn)遠距離的信息傳輸。

用于移動環(huán)境下的信息傳送和訪問。人們已經習慣了在公交，地鐵上的無線網絡訪問。尤其在大城市中，人們往往會在工作途中（公交，地鐵上）花費不少時間。而局域網無線通信的覆蓋，便于人們在乘坐交通工具時仍能夠進行必要的信息數據高速訪問、存取。對于攜帶移動設備的人員，只要在覆蓋區(qū)域內，即使在移動過程中也可以連接到網絡進行數據訪問。在智能手機普及的現(xiàn)在，公司企業(yè)甚至可以通過無線網絡下達即時性的任務，通知，提高信息的有效傳播。甚至還可以通過無線通信技術來實現(xiàn)網上視頻會議，網上授課等。

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