【文章內容簡介】 靈活性更高、移動性更強。 3 、地形及災害影響小。 無線局域網的不足 目前， WLAN 還不能完全脫離有線網，只 是有線網絡的補充，而不是替換。與有線網相比， WLAN 網絡產品昂貴。且傳輸速率慢。要拓展 WLAN 的應用，還需降低成本，提高帶寬。 無線局域網的組成原理 無線局域網的組成結構 無線局域網的物理組成或物理結構如圖 21 所示，由站（ Station， STA）、無線介質（ Wireless Medium， WM）、基站（ Base Station， BS）或接入點（ Access Point， AP）和分布式系統(tǒng)（ Distribution System， DS）等幾部分組成。 圖 21 無線局域網的物理結構 無線局域網的拓撲結 構 WLAN 體系結構由幾個部件組成，它們之間相互作用而構成了 WLAN，并使 STA 對上層而言具有移動透明性。 WLAN 的拓撲結構可從幾個方面來分類。從物理拓撲分類看，有單區(qū)網（ Single Cell Networks， SCN）和多區(qū)網（ Multiple Cell Networks， MCN）之分；從邏輯上看， WLAN 的拓撲主要有對等式、基礎結構式和線型、星型和環(huán)型等；從控制方式方面來看，可分為無中心分布式和有中心集中控制式兩種；從與外網的連接性來看，主要有獨立 WLAN 和非獨立 WLAN。 BSS 式 WLAN 的基本構造模 塊。它有兩種基本拓撲結 4 構或組網方式，分別是分布對等式拓撲和基礎結構集中式拓撲。單個 BSS 稱為單區(qū)網，多個 BSS 通過 DS 互聯(lián)構成多區(qū)網。 分布對等式網絡是一種獨立的 BSS（ IBSS），它至少有兩個站。它是一種典型的、以自發(fā)方式構成的單區(qū)網。在可以直接通信的范圍內， IBSS 中任意站之間可直接通信而無需AP 連接，如圖 22 所示。 圖 22 IBSS 工作模式 在 WLAN 中，基礎結構包括分布式系統(tǒng)媒體（ DSM）、 AP 和端口實體。同時，它也是 ESS 的分布和綜合業(yè)務功能的 邏輯位置。一個基礎結構除 DS 外，還包含一個或多個 AP及零個或多個端口。因此，在基礎結構 WLAN 中，至少要有一個 AP。只包含一個 AP 的單區(qū)基礎結構網絡如圖 23 所示。 AP 是 BSS 的中心控制站，網中的站在該中心站的控制下與其它站進行通信。 5 圖 23 基礎結構（ BSS）工作模式 網絡拓撲 ESA 是由多個 BSA 通過 DS 聯(lián)結形成的一個擴展區(qū)域，其范圍可覆蓋數(shù)公里。屬于同一個 ESA 的所有站組成 ESS，如圖 24 所示。一個完整的 ESS 無線局域網的拓撲結構如圖24 所示。在 ESA 中， AP 除了應完成其基本功能 （如無線到 DS 的橋接）外，它還可以確定一個 BSA 的地理位置。 圖 24 ESS 工作模式 （ Relay）或橋接（ Bridging）型網絡拓撲 兩個或多個網絡（ LAN 或 WLAN）或網段都可以通過無線中繼器、無線網橋或者無 6 線路由器等無線網絡互連設備連接起來。如果中間只通過一級無線互聯(lián)設備，稱為單跳（ Single Hop）網絡。如果中間需要通過多級無線互聯(lián)設備，則稱為多跳（ Multiple Hop）網絡。采用中繼或橋接型網絡拓撲也是一種拓展 WLAN 覆蓋范圍的有效方法。 無線局域網的工作原理 WLAN 是 傳統(tǒng)有線局域網的擴展 ,是在有線局域網的基礎上通過無線 HUB、無線訪問節(jié)點 (AP)、無線網橋等設備使無線通信得以實現(xiàn)。下面以最廣泛使用的無線網卡為例介紹WLAN 的工作原理。 一個無線網卡主要包括 NIC(網卡 )單元、擴頻通信機和天線 3 個組成功能模塊。 NIC單元屬于數(shù)據(jù)鏈路層 ,由它負責建立主機與物理層之間的連接。擴頻通信機與物理層建立了對應關系 ,實現(xiàn)無線電信號的接收與發(fā)射。當計算機要接收信息時 ,擴頻通信機通過網絡天線接收信息 ,并對該信息進行處理 ,判斷是否要發(fā)給 NIC單元 ,如是則將信息幀上交給 NIC單元 ,否則丟棄掉 。如果擴頻通信機發(fā)現(xiàn)接收到的信號有錯 ,則通過天線發(fā)送給對方一個出錯信息 ,通知發(fā)送端重新發(fā)送次信息幀。當計算機要發(fā)送信息時 ,主機先將待發(fā)送的信息傳給NIC 單元 ,由 NIC 單元首先監(jiān)測信道是否空閑 ,若空便立即發(fā)送 ,否則暫不發(fā)送 ,并繼續(xù)監(jiān)測。由此看出 ,WLAN 的工作方式與由 定義的有線網的 CSMA/CD(載體監(jiān)聽多路訪問 /沖突監(jiān)測 )工作方式很相似。 無線局域網的關鍵技術 實現(xiàn) WLAN 的關鍵技術主要有 3 種 :紅外線、跳頻擴頻 (FHSS)和直接序列擴頻 (DSSS)。 目前 WLAN 采用的傳輸媒體有兩種 :紅外 線和無線電波。紅外線局域網使用波長小于1μ m 的紅外線 ,基本速率為 1Mbps,且具有很強的方向性 ,受太陽光的干擾大 ,僅適用于近距離的無線傳輸。無線電波的覆蓋范圍較廣 ,應用較廣泛 ,是常用的傳輸媒體。 采用無線電波作媒體時有兩種調制方式 :擴頻方式和窄帶調制方式。其中使用擴頻方式通信時其發(fā)射功率低于自然的背景噪聲 ,使擴頻通信非常安全 ,基本避免了通信信號的竊聽和竊取 ,也不會對人體健康造成傷害。所以在使用無線電波作為通信媒體時 ,目前主要使用擴頻方式。 FHSS 和 DSSS 無線局域網都使用無線電波作為媒體 ,覆蓋范圍大 ,發(fā)射 功率較自然背景的噪聲低 ,基本避免了信號的竊聽和竊取 ,使通信非常安全。同時 ,WLAN 中的電波不會對人體造成傷害 ,具有抗干擾性、抗噪聲、抗衰減和保密性能好等優(yōu)點。 DSSS 同時使用整個開放的 ,信號被擴展多次而無損耗；而 FHSS 是連續(xù)間斷跳躍使用多個頻點 ,當跳 7 到某個頻點時 ,判斷是否有干擾 ,若無則傳輸信號；若有則依據(jù)算法跳至下一頻段繼續(xù)判斷。由于利用跳頻技術 ,使得跳頻的范圍很廣 ,而信息在每個頻率上停留的時間很短 ,從而使得數(shù)據(jù)的抗干擾能力大大提高 ,傳輸更加穩(wěn)定 ,提高了數(shù)據(jù)的安全性 ,這就是無線網絡傳輸?shù)年P鍵。 無線局域網的協(xié)議體系 無線網絡邏輯結構 完整的網絡結構包括自上而下的各個層次，但無線網絡僅僅工作在 OSI/RM 的下三層，即通信子網層，如圖 25 所示。無線調制解調器（ Modem）或無線電臺只具備物理層的功能； WLAN 可以包括物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能，只有 WWAN 才具有網絡層的功能。 圖 25 無線網絡邏輯結構 IEEE 無線局域網協(xié)議體系 IEEE 系列標準的協(xié)議體系結構如圖 26 所示。 LLC 層與其它 IEEE 802 局域網一樣并共用，而 MAC 子層為多種物理層標準所共用。 IEEE MAC 子層支持的物理層有以下幾種： 跳頻（ Frequency Hopping Spread Spectrum， FSSS）物理層，在 頻段上提供 12Mb/s 的傳輸速率。 直接序列擴頻（ Direct Sequence Spread Spectrum， DSSS）物理層，在 12Mb/s 的傳輸速率。 物理層，在 111Mb/s 的傳輸速率。 8 物理層，在 5GHz頻段上提供 654Mb/s 的傳輸速率。 ，在 54Mb/s 的傳輸速率。 紅外線（ IR）物理層，提供 12Mb/s 的傳輸速率。 108340Mb/s 的傳輸速率。 圖 26 IEEE 協(xié)議體系 在 IEEE 系列標準中，通常把相對復雜的物理 層又進一步劃分物理層會聚過程（ Physical Layer Convergence Procedure， PLCP）子層、物理媒體依賴（ Physical Medium Dependent， PMD）子層和物理層管理子層。 PLCP 子層將 MAC 幀映射到媒體上，主要進行載波偵聽的分析和針對不同的物理層形成相應格式的分組。 PMD 子層用于識別相關媒體傳輸?shù)男盘査褂玫恼{制和編碼技術，完成這些幀的發(fā)送。物理層管理子層為物理層進行信道選擇和協(xié)調。 MAC 層也分為 MAC 子層和 MAC 管理子層。 MAC 子層負責訪問機制的實現(xiàn)和分組的 拆分和重組。 MAC 管理子層負責 ESS 散步管理、電源（節(jié)能）管理以及聯(lián)結過程中的聯(lián)結、解除聯(lián)結和重新聯(lián)結等過程的管理。 此外， IEEE 還定義了一個站管理子層，其主要任務是協(xié)調物理層和 MAC 層之間的交互作用。綜合考慮多個標準工作組的研究情況， IEEE 體系如圖 27 所示。 9 圖 27 IEEE 10 3 無線局域網 設備 無線網卡 一般來說，目前的筆記本電腦都已內置了無線網卡。但對大多數(shù)臺式機來說，無線網卡仍然需要另外配置。 無線局域 網卡的主要技術參數(shù)如下： 標準： IEEE (無線局域網 ) 頻段： 2400～ MHz ISM 調制方式： DSSS 速率數(shù)據(jù)： 1Mbps、 2Mbps、 、 11Mbps 子信道數(shù)量： 13 條 傳播范圍 (11Mbps)：辦公室環(huán)境 35～ 100m，開放環(huán)境 100～ 300m 介質訪問協(xié)議： CMMA/CA 輸出功率： 10mW 數(shù)據(jù)安全： 64 位和 128 位 WEP 加密 LED 指示燈：電源，連接狀態(tài) 天線類型：集成的 Microstrip 雙極向天線 操作電壓： 5DC 消耗電流：典型傳輸模式 — 380mA 典型接收模式 — 215mA 典型休眠模式 — 20mA 接口： PCMCIATYPEⅡ 溫度： 0～ 55℃ (工作溫度 ) 20～ 75℃ (存儲溫度 ) 濕度： 10％～ 95％ (非結晶 ) 尺寸： 54mm (PC)， 140mm 80mm(PCI)， 120mm～ 77ram 25mm 認證：美國 — FCC Part ；歐洲 — ETS300_328 日本 — RCR STD 36A 和 ARIB STD— T66 目前常見的無線網卡采用兩種不同的標準，分別是 IEEE 和 。其 中， 。 國內市場上比較常見的網卡有以下幾個品牌：