無線網絡技術應用速查方法技巧

　　一、無線網絡的原理及主要標准

　　無線網絡是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物，它提供了使用無線多址信道的一種有效方法來支持計算機之間的通信，並為通信的移動化、個人化和多媒體應用提供了潛在的手段。一般而言，凡采用無線傳輸的計算機網絡都可稱為無線網。從WLAN到藍牙、從紅外線到移動通信，所有的這一切都是無線網絡的應用典范。它不采用傳統電纜線提供傳統有線局域網的所有功能，網絡所需的基礎設施不需要埋在地下或隱藏在牆裡，網絡能夠隨著實際需要移動或變化。說得通俗點，就是局域網的無線連接形式，也就是無線局域網(Wireless Local-area Network，WLAN)。

　　1.無線網絡傳輸原理

　　無線局域網的傳輸原理和普通有線網絡一樣，也是采用了ISO/RM七層網絡模型，只是在模型的最低兩層“物理層”和“數據鏈路層”中，使用了無線的傳輸方式。盡管目前各類無線網絡的標准和規范並不統一，但是就其傳輸方式來看肯定是以下兩種之一：無線電波方式和紅外線方式。其中紅外線傳輸方式是目前應用最為廣泛的一種無線網技術，現在家用電器中使用頻繁的家電遙控器幾乎都是采用紅外線傳輸技術。作為無線局域網的傳輸方式，紅外線傳輸的最大優點是不受無線電波的干擾，而且紅外線的使用也不會被國家無線電管理委員會加以限制。但是，紅外線傳輸方式的傳輸質量受距離的影響非常大，並且紅外線對非透明物體的穿透性也非常差，這就直接導致了紅外線傳輸技術很難成為計算機無線網絡中的主角。相比之下，無線電波傳輸方式的應用則廣泛得多。采用無線電波進行傳輸，不僅覆蓋范圍大、發射功率強，而且還具有隱蔽性、保密性等特點，不會干擾同頻的系統，具有很高的可用性。以下介紹幾種主要的無線電波調制方式。

　　(1)擴頻譜方式

　　擴頻通信的基本特征是使用比發送的信息數據速率高許多倍的偽隨機碼把載有信息數據的基帶信號的頻譜進行擴展，形成寬帶的低功率頻譜密度的信號來發射。增加帶寬可以在較低的信噪比情況下以相同的信息傳輸率來可靠地傳輸信息。在信號被噪聲淹沒的情況下，只要相應地增加信號帶寬，仍然能夠保持可靠的通信，也就是可以用擴頻方法以寬帶傳輸信息來換取信噪比上的好處。這就是擴頻通信的基本思想和理論依據。這一做法雖然犧牲了頻帶帶寬，但卻提高了通信系統的抗干擾能力和安全性。

　　目前采用擴展頻譜方式的無線局域網一般選擇的都是ISM頻段，這裡ISM分別取於Industrial、Scientific及Medical的第一個字母。許多工業、科研和醫療設備的發射頻率均集中於該頻段。例如美國ISM頻段由902MHz~928MHz、2.4GHz~2.48GHz、5.725GHz~5.850GHz三個頻段組成。如果發射功率及帶寬輻射滿足美國聯邦通信委員會(FCC)的要求，則無須向FCC提出專門的申請即可使用ISM頻段。

　　實現擴頻通信的基本工作方式有4種：直接序列擴頻(Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式(簡稱DSSS方式);跳變頻率(Frequency Hopping)工作方式(簡稱FH方式);跳變時間(Time Hopping)工作方式(簡稱TH方式);線性調頻(Chirp Modulation)工作方式(簡稱Chirp方式)。目前使用最多、最典型的擴頻工作方式是直擴式(DSSS方式)，在無線網絡的通信中，就是采用這種工作方式。

　　(2)窄帶調制方式

　　顧名思義，在這種調制方式下，數據信號在不做任何擴展的情況下直接發射出去。與擴展頻譜方式相比，窄帶調試方式占用頻帶少，頻帶利用率高。不過，采用窄帶調制方式的無線局域網要占用專用頻段，在國內現有條件下需經過國家無線電管理部門的批准才能使用。

　　2.無線網絡的優點

　　與有線網絡相比，無線局域網具備了如下主要優勢：

　　安裝便捷：在網絡的組建過程中，對周邊環境影響最大的就是網絡布線了。而無線局域網的組建則幾乎不用考慮它對環境帶來的影響，一般只需在該區域安放一個或多個無線接入(Access Point)設備即可建立網絡覆蓋。

　　使用靈活：在有線網絡中，網絡設備的安放位置受網絡信息點位置的限制。而無線局域網一旦建成後，在信號覆蓋區域內的任何位置都可方便地接入網絡，進行數據通信。

　　經濟節約：由於有線網絡靈活性的不足，設計者往往要盡可能地考慮到未來擴展的需要，在網絡規劃時要預設大量利用率較低的接入點，造成資源浪費。而且一旦網絡的發展超出了預期的規劃，整體的改造也將是一筆不小的開支。無線局域網的出現，徹底解決了這一規劃上的難題，充分保護了已有的投資，而且改造和維護起來也十分簡便。

　　易於擴展：同有線局域網一樣，無線局域網具備了多種配置方式，能根據實際需要靈活選擇、合理搭配，並能提供像漫游等有線網絡無法提供的特性。

　　目前，無線局域網的數據傳輸速率可達54Mbps，已經非常接近有線局域網的傳輸速率，而且其遠至20km的傳輸距離也是有線局域網所望塵莫及的。作為有線局域網的一種補充和擴展，無線局域網使計算機具有了可移動性，能快速、方便地解決有線網絡不易實現的網絡連通問題。

　　3.無線網絡的主要標准

　　無線技術包括了無線局域網技術和以GPRS/3G為代表的無線上網技術，這些標准和技術發展到今天，已經出現了包括IEEE802.11、藍牙技術和HomeRF等在內的多項標准和規范，以IEEE(電氣和電子工程師協會)為代表的多個研究機構針對不同的應用場合，制定了一系列協議標准，推動了無線局域網的實用化。這些協議由Wi-Fi(Wi-Fi聯盟是一家世界性組織，成立的目標是確保符合802.11標准的WLAN產品之間的相互協作性)組織制定和進行認證。我國早在2004 年7 月26 日向國際標准化組織提交了無線局域網中國國家標准WAPI(無線局域網鑒別與保密基本結構) 提案，這是中國擁有自主知識產權的無線局域網標准，該標准較好地解決了無線局域網的安全問題，但是由於種種原因它現在並沒有得到執行。下面列出了一些主要無線局域網標准。

　　(1) IEEE802.11系列協議

　　作為全球公認的局域網權威，IEEE 802工作組建立的標准在過去二十年內在局域網領域獨領風騷。這些協議包括了802.3 Ethernet協議、802.5 Token Ring協議、802.3z 100BASE-T快速以太網協議。在1997年，經過了7年的工作以後，IEEE發布了802.11協議，這也是在無線局域網領域內的第一個國際上被認可的協議。在1999年9月，他們又提出了802.11b“High Rate”協議，用來對802.11協議進行補充，802.11b在802.11的1Mbps和2Mbps速率下又增加了5.5Mbps和11Mbps兩個新的網絡吞吐速率。利用802.11b，移動用戶能夠獲得同Ethernet一樣的性能、網絡吞吐率與可用性。這個基於標准的技術使管理員可以根據環境選擇合適的局域網技術來構造自己的網絡，滿足他們的商業用戶和其他用戶的需求。802.11協議主要工作在ISO協議的最低兩層上，並在物理層上進行了一些改動，加入了高速數字傳輸的特性和連接的穩定性。IEEE802.11工作組制訂的具體協議包括以下幾項。

　　IEEE 802.11a

　　IEEE 802.11a采用正交頻分(OFDM)技術調制數據，使用5GHz的頻帶，避開了當前微波、藍牙以及大量工業設備廣泛采用的2.4GHz頻段，因此其產品在無線數據傳輸過程中所受到的干擾大為降低，抗干擾性較IEEE 802.11b更為出色。高達54Mbps數據傳輸帶寬，是IEEE 802.11a的真正意義所在。IEEE 802.11a已經為今後無線寬帶網的進一步要求做好了准備，從長遠的發展角度來看，其競爭力是不言而喻的。此外，IEEE 802.11a的無線網絡產品較IEEE 802.11b有著更低的功耗，這對筆記本電腦以及PDA等移動設備來說也有著重大意義。

　　IEEE 802.11a的普及也有其自身的諸多限制。首先，IEEE 802.11a面臨的難題是來自廠商方面的壓力。眼下，IEEE 802.11b已走向成熟，許多擁有IEEE 802.11b產品的廠商對IEEE 802.11a持謹慎態度。從目前的情況來看，由於這兩種技術標准互不兼容，不少廠商為了均衡市場需求，直接將其產品做成了a+b的形式，這種做法固然解決了兼容問題，但也帶來了成本增加的負面因素。其次，相關法律法規的限制，使5.2GHz頻段無法在全球各個國家獲得批准和認可。5.2GHz的高頻雖然令IEEE 802.11a具有了低干擾的使用環境，但也帶來了不利的一面——太空中數以千計的人造衛星與地面站通信也恰恰使用5.2GHz頻段。此外，歐盟也只允許將5.2GHz頻率用於其自己制定的另一個無線標准——HiperLAN。

　　IEEE 802.11b

　　IEEE 802.11b也被稱為Wi-Fi技術，采用補碼鍵控(CCK)調制方式，使用2.4GHz頻帶。從性能上看，IEEE 802.11b的帶寬為11Mbps，實際傳輸速率在5Mbps左右，與普通的10Base-T規格有線局域網持平。無論是家庭無線組網還是中小企業的內部局域網，IEEE 802.11b都能基本滿足使用要求。由於基於的是開放的2.4GHz頻段，因此IEEE 802.11b的使用無需申請，既可作為對有線網絡的補充，又可自行獨立組網，靈活性很強。

　　從工作方式上看，IEEE 802.11b的運作模式分為兩種：點對點模式和基本模式。其中點對點模式是指無線網卡和無線網卡之間的通信方式，即一台裝配了無線網卡的計算機可以與另一台裝配了無線網卡的計算機進行通信，對於小型無線網絡來說，這是一種非常方便的互聯方案;而基本模式則是指無線網絡的擴充或無線和有線網絡並存時的通信方式，這也是IEEE 802.11b最常用的連接方式。此時，裝載無線網卡的計算機需要通過接入點(無線AP)才能與另一台計算機連接，由接入點來負責頻段管理及漫游等指揮工作。在帶寬允許的情況下，一個接入點最多可支持1024個無線節點的接入。當無線節點增加時，網絡存取速度會隨之變慢。

　　作為目前最普及、應用最廣泛的無線標准，IEEE 802.11b的優勢不言而喻。技術的成熟，