【正文】 無線局域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)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，并為通信的移動化、個人化和多媒體 化 應(yīng)用提供了潛在的手段。 在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的今天，無線局域網(wǎng)將是未來發(fā)展的趨勢，必將最終代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)。 隨著社會對計算機依賴性的迅速增加， 用戶要求互連的計算機數(shù)量更多，類型也更為復雜?，F(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，使人們可以根據(jù)不同的要求選擇不同的網(wǎng)絡(luò)方案，但傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)由于受設(shè)計或環(huán)境條件的制約，在物理、邏輯和資金方面普遍存在著一系列問題，特別是當涉及到網(wǎng)絡(luò)移動和重新布局時 。 所以發(fā)展一種可行的無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為現(xiàn)有數(shù)據(jù)連接的擴充已成為一種需要。進入 90年代以來，隨著個人數(shù)據(jù)通信的發(fā)展，功能強大的便攜式數(shù)據(jù)終端以及多媒體終端 得到了 廣泛 的 應(yīng)用 。 為 了實現(xiàn)使用戶能夠 在任何時間、任何地點均能實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的目標，要求傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)由有線向無線 、 由固定向移動 、 由單一業(yè)務(wù)向多媒體發(fā)展， 因此 更進一步 的 推動了無線局域網(wǎng)（ Wireless LAN，簡稱 WLAN）的發(fā)展。 無線局域網(wǎng)有了突破性的進展是在 IEEE 標準頒布以后，它的制定是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一個里程碑。 標準除了體現(xiàn)了無線局域網(wǎng)的優(yōu)點和各校園網(wǎng)無線覆蓋解決方案 5 種不同的性能以外，還使得各種不同廠商的無線產(chǎn)品得以兼容，從而促進了無線局域網(wǎng)的全面發(fā)展，結(jié)束了多種標準共存的混亂局面。 目前， 標準已是最成熟的無線應(yīng)用的標準，并且也是無線局域網(wǎng)當中應(yīng)用最多協(xié)議標準，已經(jīng)得到了無線移動環(huán)境的廣泛接受，在未來的 無線技術(shù)發(fā)展的過程中 和 標準將以更高的性能推動無線局域網(wǎng) WLAN 的發(fā)展。 伴隨著校園信息化水平的提高，學校的老師和學生對隨時隨地接入網(wǎng)絡(luò)進行教學和科研的需求越來越普遍；與此同時，無線技術(shù)迅速發(fā)展， WLAN 已經(jīng)由最初只支持 11Mbps 速率的 標準發(fā)展到支持 54Mbps 速率的 和 標準，目前支持 300Mbps 速率的 產(chǎn)品也正在逐步標準化；無線終端日漸普及，伴隨著筆記本電腦的普及，無線網(wǎng)卡成為筆記本電腦的標準配置之一； WLAN 技術(shù)和學校需求 相結(jié)合，推動了無線校園網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)權(quán)威機構(gòu)調(diào)查，目前國內(nèi)超過 75%的 985 高校已經(jīng)規(guī)模建設(shè)無線校園網(wǎng)，超過 30%普通高校也已經(jīng)完成無線校園網(wǎng)的規(guī)模部署。 二 . 無線局域網(wǎng)的特點及應(yīng)用環(huán)境 1. 有線局域網(wǎng)已成為移動辦公的束縛 隨著 Inter 的高速發(fā)展，局域網(wǎng)也越來越普及，不僅公司、企業(yè)、事業(yè)單位建立了局域網(wǎng)，許多辦公室、家庭里面的小型局域網(wǎng)也紛紛的出現(xiàn)。這種局域網(wǎng)一般都是需要綜合布線的有線網(wǎng)絡(luò)，它的出現(xiàn)解決了人們網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通的問題，大大提高了辦公效率，并且數(shù)據(jù)傳輸速率也日趨加快，但同時也存在著許多問題。 有線局 域網(wǎng)大多將基礎(chǔ)布線和設(shè)備隱蔽在墻壁之內(nèi)或者埋在地下，因此綜合布線將是非常令人頭痛的事情。設(shè)計線路的走向、開挖布線槽、敷設(shè)線路、調(diào)試??等等，既耗費人力財力又浪費大量時間。不但如此，布線之后的線路維護、線路監(jiān)測等事情更是費時費力。而且，這種傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)不能擺脫線路的束縛，不能根據(jù)實際情況隨意的改變網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，更不能實現(xiàn)現(xiàn)代化移動辦公的需要，也就不能進一步提高網(wǎng)絡(luò)辦公的工作效率。 2. 無線局域網(wǎng)的特點 無線局域網(wǎng)的出現(xiàn)使有線網(wǎng)絡(luò)所遇到的問題迎刃而解，它可以使用戶任意對校園網(wǎng)無線覆蓋解決方案 6 有線網(wǎng)絡(luò)進行擴展和延伸。只是在有線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上 通過無線接入器、 無線交換機 、無線網(wǎng)卡 、無線控制器 等無線設(shè)備使無線通信得以實現(xiàn)。在不進行傳統(tǒng)的布線的同時，提供有線局域網(wǎng)的所有功能，并能夠隨著用戶的需要隨意的更改擴展網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)移動應(yīng)用。 在園區(qū)無線局域網(wǎng)內(nèi)可以使用 一個 或幾個 無線交換機 來管理 大量的 AP 或者用于混合有線 /無線局域網(wǎng)。當 AP 的增加時，就可 增加無線 交換機而形成一個大型的集中管理系統(tǒng)。由于擴展簡便，支持下一代高速 AP 的千兆速率和支持企業(yè)范圍內(nèi)網(wǎng)間漫游的三層路由， 無線交換機 提供一個架構(gòu)，簡化并且一體化了一個特別復雜的 WLAN 環(huán)境，輕松的為將來的技術(shù)升級準 備了一個現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)。 無線局域網(wǎng)具有傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)無法比擬的特點： ? 靈活性，不受線纜的限制，可以隨意增加和配置工作站； ? 低成本，無線局域網(wǎng)不再需要大量的工程布線，同時節(jié)省了線路維護的費用； ? 移動性，不受時間、空間的限制，用戶可在網(wǎng)絡(luò)中漫游； ? 易安裝，對于有線網(wǎng)絡(luò)來說，無線局域網(wǎng)的組建、配置和維護更為容易。 而且，通信范圍不受環(huán)境條件的限制，網(wǎng)絡(luò)傳輸覆蓋范圍大大的拓展，室外可以傳輸幾 百米 、室內(nèi)可以傳輸數(shù)十、幾百米。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方面也有與有線網(wǎng)絡(luò)等效的安全加密措施。 3. 無線局域網(wǎng)應(yīng)用的環(huán)境 所有這些無線局域網(wǎng)的 特點使其可以廣泛使用在以下的領(lǐng)域： ? 移動辦公的環(huán)境：大型企業(yè)、醫(yī)院等移動工作的人員應(yīng)用的環(huán)境； ? 難以布線的環(huán)境：歷史建筑、校園、工廠車間、城市建筑群、大型的倉庫等不能布線或者難于布線的環(huán)境； ? 頻繁變化的環(huán)境：活動的辦公室、零售商店、售票點、醫(yī)院、以及野外勘測、試驗、軍事、公安和銀行金融等，以及流動辦公、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)經(jīng)常變化或者臨時組建的局域網(wǎng)； ? 特殊項目的局域網(wǎng)：航空公司、機場、貨運公司、碼頭、展覽和交易會等； ? 小型網(wǎng)絡(luò)用戶：辦公室、家庭辦公室（ SOHO）用戶； 校園網(wǎng)無線覆蓋解決方案 7 三 . 無線局域網(wǎng)技術(shù)介紹 1. 無線網(wǎng)絡(luò)標準 ? IEEE 標準 IEEE 標準是無線局域網(wǎng)的標準之一，是無線領(lǐng)域目前最為成熟的網(wǎng)絡(luò)標準。該標準定義了 OSI 七層模型中的物理層（ PHY） 和媒體訪問控制層（ MAC） 的協(xié)議規(guī)范，其中 MAC 層是重點。它的制定使得各廠商之間的無線產(chǎn)品在物理層上實現(xiàn)互操作，而邏輯鏈路層（ LLC）是一致的，即 MAC 層以下對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是透明的。 在 MAC 層以下， 規(guī)定了三種發(fā)送及接收技術(shù)：擴頻 (Spread Spectrum)技術(shù)；紅外 (Infared)技術(shù)；窄帶 (NarrowBand)技術(shù)。擴頻 技術(shù) 又分為直接序列(Direct Sequence,DS)擴頻技術(shù)和跳頻 (Frequency Hopping,FH)擴頻技術(shù)。 2020 年 8 月， 標準得到了進一步的修訂和完善，并成為 IEEE/ANSI和 ISO/IEC 的一個聯(lián)合標準。此次修訂的內(nèi)容包括用一個基于 SNMP 的 MIB 來取代原來基于 OSI 協(xié)議的 MIB。另外還增加了兩項新的內(nèi)容： —— 它擴充了 物理層，規(guī)定該層使用 5GHz 的頻帶，采用正交頻分復用（ OFDM）調(diào)制數(shù)據(jù)，傳輸速率范圍為 6Mbps～ 54Mbps，這樣的速率既能滿足室內(nèi)的應(yīng)用，也能 滿足室外的無線應(yīng)用。 —— 它是 標準的另一個補充，規(guī)定使用 的頻帶，采用補償碼鍵控（ CCK）的調(diào)制方法。傳輸速率可以在 11Mbps、 、 2Mbps、1Mbps 之間自動的調(diào)整。它是目前應(yīng)用最廣泛的無線局域網(wǎng)協(xié)議，得到了世界各大無線產(chǎn)品廠商的廣泛支持。 ? HiperLAN2 標準 HiperLAN2 是歐洲電信標準協(xié)會（ ETSI） 正在開發(fā)的無線網(wǎng)絡(luò)標準，它跟 標準物理層相似，同樣工作在 5Ghz 的頻帶，采用正交頻分復用（ OFDM）調(diào)制方法。他支持高達 54Mbps 的傳輸速率。 它的特點是：高速傳輸、面向連接、支持 QoS、自動頻率配置、支持小區(qū)切換、安全保密、網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用無關(guān)。 HiperLAN標準定義了許多支持無線網(wǎng)絡(luò)功能的信令和測量方法，包括動態(tài)頻率選擇、無線小區(qū)切換、鏈路適配、多波束天線和功率控制等。 HiperLAN2 標準是對目前無線接入系統(tǒng)的補充，與其 它 蜂窩系統(tǒng)比較，它的戶外移動性雖然受到限制，但適用校園網(wǎng)無線覆蓋解決方案 8 面廣，可在典型的應(yīng)用環(huán)境如辦公室、家庭、展覽廳、機場、火車站等熱點地區(qū)，向終端用戶提供高速數(shù)據(jù)傳輸。 ? HomeRF 標準 HomeRF 是由家庭無線聯(lián)網(wǎng)業(yè)界團體制定的標準 ，是專門為家庭用戶設(shè)計的。世界上有 80 多家公司支持 HomeRF 標準。 HomeRF 工作在 的頻帶，采用跳頻的擴頻技術(shù)，通過家庭中的一臺主機在移動設(shè)備之間實現(xiàn)通信，既可以通過時分復用支持語音通信，又能通過載波監(jiān)聽多路訪問 /沖突避免協(xié)議提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)。同時， HomeRF 提供了與 TCP/IP 良好的集成，支持廣播、多播和48 位 IP 地址。但目前 HomeRF 的傳輸速率僅為 2Mbps。 ? Bluetooth 標準 Bluetooth，藍牙技術(shù)是 1995 年愛立信首先提出的概念。是由愛立信、 IBM、英特爾、諾基亞、東 芝等 5 家公司聯(lián)合制定的近距離無線通訊的技術(shù)標準。它工作在 頻帶，傳輸速率為 1Mbps，是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性標準。它以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動設(shè)備通信環(huán)境建立一個特別連接，使得近距離內(nèi)各種信息設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無縫的資源共享。它的主要優(yōu)點是：可以隨時隨地用無線接口來代替有線電纜連接；具有很強的可移植性，可應(yīng)用于多種通信場合，如 WAP、 GSM、 DECT 等，引入了身份識別以后可以靈活實現(xiàn)漫游；功耗低，對人體危害小；集成電路應(yīng)用簡單，成本低廉，實現(xiàn)容易，易于推廣。將來肯定會廣泛的應(yīng) 用到通信電器設(shè)備中。 2. IEEE 標準 起先，無線局域網(wǎng)由于傳輸速率低、成本高、產(chǎn)品系列有限、不同廠家產(chǎn)品不兼容等問題，致使發(fā)展緩慢， 標準的出現(xiàn)推動了無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，但是由于傳輸速率只有 1~2Mbps，仍不能得到廣泛的推廣應(yīng)用。 標準的頒布給無線局域網(wǎng)帶來了新的發(fā)展商機，它最高 11Mbps 的傳輸速率從根本上改變了無線局域網(wǎng)的設(shè)計和應(yīng)用現(xiàn)狀，滿足了人們在一定區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)不間斷移動辦公的要求，逐漸成為全世界普遍接受的無線局域網(wǎng)標準，擴大了無線局域網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。 標準工作在 的頻帶，采用補償碼鍵控（ CCK）的調(diào)制技術(shù) ,校園網(wǎng)無線覆蓋解決方案 9 傳輸速率最高可達到 11Mbps。 對無線局域網(wǎng)的最大貢獻就是根據(jù)無線通信狀況的變化支持物理層傳輸速率的動態(tài)速率的漂移，可以在 11Mbps、 、2Mbps、 1Mbps 之間動態(tài)的速率調(diào)整。在 MAC 層，提供了 CSMA/CA 載波偵聽多路訪問 /沖突避免技術(shù)，從而大大減小了網(wǎng)絡(luò)上信號沖突發(fā)生的概率，大副的提高了網(wǎng)絡(luò)效率。并且 提供了訪問控制和 40bit/128bit WEP 加密機制。 1) 傳輸技術(shù) ? 直接序 列擴頻技術(shù)（ DSSS， Direct Sequence Spread Spectrum） ? 直接序列擴頻技術(shù)原理 DSSS 是擴頻技術(shù)的一種， 標準就采用這種傳輸技術(shù)，它工作在 ISM 頻段內(nèi)， 是直接利用具有高碼率的擴頻碼系列采用各種調(diào)制方式在發(fā)端與擴展信號的頻譜，而在 接 收端，用相同的擴頻碼序去進行解碼，把展 寬 的擴頻信號還原成原始的信息。它是一種數(shù)字調(diào)制方法，具體說，就是將信源與一定的PN 碼（偽噪聲碼）進行摸二加。例如 :在發(fā)射端將 1用 11000100110 代替 ，而將0用 00110010110 去代替，這個過程就實現(xiàn)了擴頻 ； 而在接收 端 只要把收到的序列是 11000100110 就恢復成 是 00110010110 就恢復成 0，這就是解擴。這樣信源速率就被提高了 11 倍，同時也使處理增益達到 10dB 以上，從而有效地提高了整機 信 噪比。 ? DSSS 擴頻通信技術(shù)特點： ? 抗干擾性強 抗干擾是擴頻通信主要特性之一，因信號接收需要擴頻編碼進行相關(guān)解 碼 處理才能得到，所以即使以同類型信號進行干擾，在不知道信號的擴頻碼的情況下，由于不同擴頻編碼之間的不同的相關(guān)性，干擾也不起作用。正因為擴頻技術(shù)抗干擾性強，美國軍 方在海灣戰(zhàn)爭等處廣泛采用擴頻技術(shù)的無線網(wǎng)橋來連接分布在不同區(qū)域的計算機網(wǎng)絡(luò)。 ? 隱蔽性 和保密性 好 因為信號在很寬的頻帶上被擴展，單位帶寬上的功率很小，即信號功率譜密度很低，信號淹沒在白噪聲之中，別人難以發(fā)現(xiàn)信號的存在，加之不知擴頻編碼，很難拾取有用信號，而極低的功率譜密度，也很少對于其校園網(wǎng)無線覆蓋解決方案 10 它 電 信 設(shè)備構(gòu)成干擾。 ? 易于實現(xiàn)碼分多址（ CDMA） 直 接 擴 頻 通信占用寬帶頻譜資源通信，改善了抗干擾能力，提高了頻帶的利用率。充分利用不同碼型的擴頻編碼之間的相關(guān)特性，分配給不同用戶不同的擴頻編碼，可以區(qū)別不同的用戶的信號，從而實 現(xiàn)了頻率復用 。發(fā)送者可用不同的擴頻編碼，分別向不同的接收者發(fā)送數(shù)據(jù)； 同樣，接收者用不同的擴頻編碼，就可以收到不同的發(fā)送者送來的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了多址通信。 ? 抗多徑干擾 無線通信中 由于電波反射、折射所形成的 多徑干擾一直是難以解決的問題，利用擴頻編碼之間的相關(guān)特性，在接收端可以用相關(guān)技術(shù)從多徑信號中提取分離出最強的有用信號，也可把多個路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強，從而達到有效的抗多徑干擾。 ? 直 序 擴 頻 通信速率高 直 序 擴 頻 通信速率可達 2Mbps， ， 11Mbps，無須申請頻率資源，建網(wǎng)簡單，網(wǎng) 絡(luò)性能好。 2) 技術(shù)特點 ? 可靠的通信 抗干擾和抗多徑干擾能力強，能夠高速的、高質(zhì)量的傳輸數(shù)據(jù)。 ? 低成本 節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)綜合布線