【文章內(nèi)容簡介】 靈活性更高、移動性更強(qiáng)。 3 、地形及災(zāi)害影響小。 無線局域網(wǎng)的不足 目前， WLAN 還不能完全脫離有線網(wǎng)，只 是有線網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，而不是替換。與有線網(wǎng)相比， WLAN 網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品昂貴。且傳輸速率慢。要拓展 WLAN 的應(yīng)用，還需降低成本，提高帶寬。 無線局域網(wǎng)的組成原理 無線局域網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu) 無線局域網(wǎng)的物理組成或物理結(jié)構(gòu)如圖 21 所示，由站（ Station， STA）、無線介質(zhì)（ Wireless Medium， WM）、基站（ Base Station， BS）或接入點(diǎn)（ 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(wǎng)的物理結(jié)構(gòu) 無線局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu) WLAN 體系結(jié)構(gòu)由幾個(gè)部件組成，它們之間相互作用而構(gòu)成了 WLAN，并使 STA 對上層而言具有移動透明性。 WLAN 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可從幾個(gè)方面來分類。從物理拓?fù)浞诸惪?，有單區(qū)網(wǎng)（ Single Cell Networks， SCN）和多區(qū)網(wǎng)（ Multiple Cell Networks， MCN）之分；從邏輯上看， WLAN 的拓?fù)渲饕袑Φ仁?、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)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(wǎng)的連接性來看，主要有獨(dú)立 WLAN 和非獨(dú)立 WLAN。 BSS 式 WLAN 的基本構(gòu)造模 塊。它有兩種基本拓?fù)浣Y(jié) 4 構(gòu)或組網(wǎng)方式，分別是分布對等式拓?fù)浜突A(chǔ)結(jié)構(gòu)集中式拓?fù)洹蝹€(gè) BSS 稱為單區(qū)網(wǎng)，多個(gè) BSS 通過 DS 互聯(lián)構(gòu)成多區(qū)網(wǎng)。 分布對等式網(wǎng)絡(luò)是一種獨(dú)立的 BSS（ IBSS），它至少有兩個(gè)站。它是一種典型的、以自發(fā)方式構(gòu)成的單區(qū)網(wǎng)。在可以直接通信的范圍內(nèi)， 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(chǔ)結(jié)構(gòu)包括分布式系統(tǒng)媒體（ DSM）、 AP 和端口實(shí)體。同時(shí)，它也是 ESS 的分布和綜合業(yè)務(wù)功能的 邏輯位置。一個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)除 DS 外，還包含一個(gè)或多個(gè) AP及零個(gè)或多個(gè)端口。因此，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) WLAN 中，至少要有一個(gè) AP。只包含一個(gè) AP 的單區(qū)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)如圖 23 所示。 AP 是 BSS 的中心控制站，網(wǎng)中的站在該中心站的控制下與其它站進(jìn)行通信。 5 圖 23 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（ BSS）工作模式 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? ESA 是由多個(gè) BSA 通過 DS 聯(lián)結(jié)形成的一個(gè)擴(kuò)展區(qū)域，其范圍可覆蓋數(shù)公里。屬于同一個(gè) ESA 的所有站組成 ESS，如圖 24 所示。一個(gè)完整的 ESS 無線局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖24 所示。在 ESA 中， AP 除了應(yīng)完成其基本功能 （如無線到 DS 的橋接）外，它還可以確定一個(gè) BSA 的地理位置。 圖 24 ESS 工作模式 （ Relay）或橋接（ Bridging）型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? 兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)（ LAN 或 WLAN）或網(wǎng)段都可以通過無線中繼器、無線網(wǎng)橋或者無 6 線路由器等無線網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備連接起來。如果中間只通過一級無線互聯(lián)設(shè)備，稱為單跳（ Single Hop）網(wǎng)絡(luò)。如果中間需要通過多級無線互聯(lián)設(shè)備，則稱為多跳（ Multiple Hop）網(wǎng)絡(luò)。采用中繼或橋接型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟彩且环N拓展 WLAN 覆蓋范圍的有效方法。 無線局域網(wǎng)的工作原理 WLAN 是 傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的擴(kuò)展 ,是在有線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上通過無線 HUB、無線訪問節(jié)點(diǎn) (AP)、無線網(wǎng)橋等設(shè)備使無線通信得以實(shí)現(xiàn)。下面以最廣泛使用的無線網(wǎng)卡為例介紹WLAN 的工作原理。 一個(gè)無線網(wǎng)卡主要包括 NIC(網(wǎng)卡 )單元、擴(kuò)頻通信機(jī)和天線 3 個(gè)組成功能模塊。 NIC單元屬于數(shù)據(jù)鏈路層 ,由它負(fù)責(zé)建立主機(jī)與物理層之間的連接。擴(kuò)頻通信機(jī)與物理層建立了對應(yīng)關(guān)系 ,實(shí)現(xiàn)無線電信號的接收與發(fā)射。當(dāng)計(jì)算機(jī)要接收信息時(shí) ,擴(kuò)頻通信機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)天線接收信息 ,并對該信息進(jìn)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(kuò)頻通信機(jī)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(gè)出錯信息 ,通知發(fā)送端重新發(fā)送次信息幀。當(dāng)計(jì)算機(jī)要發(fā)送信息時(shí) ,主機(jī)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(wǎng)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(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 實(shí)現(xiàn) WLAN 的關(guān)鍵技術(shù)主要有 3 種 :紅外線、跳頻擴(kuò)頻 (FHSS)和直接序列擴(kuò)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(wǎng)使用波長小于1μ m 的紅外線 ,基本速率為 1Mbps,且具有很強(qiáng)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(yīng)用較廣泛 ,是常用的傳輸媒體。 采用無線電波作媒體時(shí)有兩種調(diào)制方式 :擴(kuò)頻方式和窄帶調(diào)制方式。其中使用擴(kuò)頻方式通信時(shí)其發(fā)射功率低于自然的背景噪聲 ,使擴(kuò)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(shí) ,目前主要使用擴(kuò)頻方式。 FHSS 和 DSSS 無線局域網(wǎng)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(shí) ,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(diǎn)。 DSSS 同時(shí)使用整個(gè)開放的 ,信號被擴(kuò)展多次而無損耗；而 FHSS 是連續(xù)間斷跳躍使用多個(gè)頻點(diǎn) ,當(dāng)跳 7 到某個(gè)頻點(diǎn)時(shí) ,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(shù) ,使得跳頻的范圍很廣 ,而信息在每個(gè)頻率上停留的時(shí)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(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)年P(guān)鍵。 無線局域網(wǎng)的協(xié)議體系 無線網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu) 完整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括自上而下的各個(gè)層次，但無線網(wǎng)絡(luò)僅僅工作在 OSI/RM 的下三層，即通信子網(wǎng)層，如圖 25 所示。無線調(diào)制解調(diào)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(wǎng)絡(luò)層的功能。 圖 25 無線網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu) IEEE 無線局域網(wǎng)協(xié)議體系 IEEE 系列標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)如圖 26 所示。 LLC 層與其它 IEEE 802 局域網(wǎng)一樣并共用，而 MAC 子層為多種物理層標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)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(biāo)準(zhǔn)中，通常把相對復(fù)雜的物理 層又進(jìn)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(jìn)行載波偵聽的分析和針對不同的物理層形成相應(yīng)格式的分組。 PMD 子層用于識別相關(guān)媒體傳輸?shù)男盘査褂玫恼{(diào)制和編碼技術(shù)，完成這些幀的發(fā)送。物理層管理子層為物理層進(jìn)行信道選擇和協(xié)調(diào)。 MAC 層也分為 MAC 子層和 MAC 管理子層。 MAC 子層負(fù)責(zé)訪問機(jī)制的實(shí)現(xiàn)和分組的 拆分和重組。 MAC 管理子層負(fù)責(zé) ESS 散步管理、電源（節(jié)能）管理以及聯(lián)結(jié)過程中的聯(lián)結(jié)、解除聯(lián)結(jié)和重新聯(lián)結(jié)等過程的管理。 此外， IEEE 還定義了一個(gè)站管理子層，其主要任務(wù)是協(xié)調(diào)物理層和 MAC 層之間的交互作用。綜合考慮多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(wǎng) 設(shè)備 無線網(wǎng)卡 一般來說，目前的筆記本電腦都已內(nèi)置了無線網(wǎng)卡。但對大多數(shù)臺式機(jī)來說，無線網(wǎng)卡仍然需要另外配置。 無線局域 網(wǎng)卡的主要技術(shù)參數(shù)如下： 標(biāo)準(zhǔn)： IEEE (無線局域網(wǎng) ) 頻段： 2400～ MHz ISM 調(diào)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(zhì)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(jié)晶 ) 尺寸： 54mm (PC)， 140mm 80mm(PCI)， 120mm～ 77ram 25mm 認(rèn)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(wǎng)卡采用兩種不同的標(biāo)準(zhǔn)，分別是 IEEE 和 。其 中， 。 國內(nèi)市場上比較常見的網(wǎng)卡有以下幾個(gè)品牌：