【文章內(nèi)容簡介】 靈活性，可移動性，易擴(kuò)展性得到越來越廣泛的應(yīng)用。不管是把它作為有線網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，還是局部代替有線網(wǎng)絡(luò)都是具有現(xiàn)實意義和經(jīng)濟(jì)效益的。 辦公無線局域網(wǎng)的設(shè)計與實施 4 第二章 無線局域網(wǎng)概述 無線網(wǎng)絡(luò)的歷史起源可以追溯到 50 年前第二次世界大戰(zhàn)期間。當(dāng)時，美國陸軍研發(fā)出了一套無線電傳輸技術(shù)，采用無線電信號進(jìn)行資料的傳輸。這項技術(shù)令許多學(xué)者產(chǎn)生了靈感。 1971 年，夏威夷大學(xué)的研究員創(chuàng)建了第一個無線電通訊網(wǎng)絡(luò)，稱作 ALOHNET。這個網(wǎng)絡(luò)包含 7 臺計算機(jī)，采用雙向星型拓?fù)溥B接，橫跨夏威夷的四座島嶼，中心計算機(jī)放置在瓦胡島上。 從此，無線網(wǎng)絡(luò)正式誕生。 無線局域網(wǎng)即 Wireless Local Area Network 的簡稱，它有兩層含義，“無線”和“局域網(wǎng)”，無線是指去除了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)傳輸線纜，利用微波等無線技術(shù)進(jìn)行信息傳遞?！熬钟蚓W(wǎng)”是相對與“廣域網(wǎng)”和“個人網(wǎng)”而言的，就其通信范圍而言介于個人網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，它通常是指在一個特定的單位內(nèi)部位于相同的 IP 地址網(wǎng)段、相互通信計算機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)。無線局域網(wǎng)利用了無線多址信道的一種有效方法來支持計算機(jī)之間的通信，并為通信的移動化、個性化和多媒體應(yīng)用提供了可能 [1]。 無線局域 網(wǎng)的優(yōu)點 靈活性和移動性。 在有線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安放位置受網(wǎng)絡(luò)位置的限制，而無線局域網(wǎng)在無線信號覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何一個位置都可以接入網(wǎng)絡(luò)。無線局域網(wǎng)另一個最大的優(yōu)點在于其移動性，連接到無線局域網(wǎng)的用戶可以移動且能同時與網(wǎng)絡(luò)保持連接。 ， 安裝便捷。 無線局域網(wǎng)可以免去或最大程度地減少網(wǎng)絡(luò)布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點設(shè)備，就可建立覆蓋整個區(qū)域的局域網(wǎng)絡(luò)。 易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和調(diào)整。 對于有線網(wǎng)絡(luò)來說，辦公地點或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖兺ǔＲ馕吨匦陆ňW(wǎng)。重新布線是一個昂貴 、費時、浪費和瑣碎的過程，無線局域網(wǎng)可以避免或減少以上情況的發(fā)生。 故障定位容易。 有線網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)物理故障，尤其是由于線路連接不良而造成的網(wǎng)絡(luò)中斷，往往很難查明，而且檢修線路需要付出很大的代價。無線網(wǎng)絡(luò)則很容易定位故障，只需更換故障設(shè)備即可恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連接。 易于擴(kuò)展。 無線局域網(wǎng)有多種配置方式，可以很快從只有幾個用戶的小型局域網(wǎng)擴(kuò)展到上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)，并且 辦公無線局域網(wǎng)的設(shè)計與實施 5 能夠提供節(jié)點間 漫游 等有線網(wǎng)絡(luò)無法實現(xiàn)的特性。 由于無線局域網(wǎng)有以上諸多優(yōu)點，因此其發(fā)展十分迅速。最近幾年，無線局域網(wǎng)已經(jīng)在企 業(yè)、醫(yī)院、商店、工廠和學(xué)校等場合得到了廣泛的應(yīng)用。 無線局域網(wǎng)的理論基礎(chǔ) 目前，無線局域網(wǎng)采用的傳輸媒體主要有兩種，即紅外線和無線電波。按照不同的調(diào)制方式，采用無線電波作為傳輸媒體的無線局域網(wǎng)又可分為擴(kuò)頻方式與窄帶調(diào)制方式。 紅外線（ Infrared Rays， IR）局域網(wǎng) 采用紅外線通信方式與無線電波方式相比，可以提供極高的數(shù)據(jù)速率，有較高的安全性，且設(shè)備相對便宜而且簡單。但由于紅外線對障礙物的透射和繞射能力很差，使得傳輸距離和覆蓋范圍都受到很大限制，通常 IR 局域網(wǎng)的覆蓋范圍只限制在一間 房屋內(nèi)。 擴(kuò)頻（ Spread Spectrum， SS）局域網(wǎng) 如 果使用擴(kuò)頻技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)可以在 ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療）頻段內(nèi)運(yùn)行。其理論依據(jù)是，通過擴(kuò)頻方式以寬帶傳輸信息來換取信噪比的提高。擴(kuò)頻通信具有抗干擾能力和隱蔽性強(qiáng)、保密性好、多址通信能力強(qiáng)的特點。擴(kuò)頻技術(shù)主要分為跳頻技術(shù)（ FHSS）和直接序列擴(kuò)頻（ DSSS）兩種方式。 所謂直接序列擴(kuò)頻，就是用高速率的擴(kuò)頻序列在發(fā)射端擴(kuò)展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)，把展開的擴(kuò)頻信號還原成原來的信號。而跳頻技術(shù)與直序擴(kuò)頻技術(shù)不同，跳頻的 載頻受一個偽隨機(jī)碼的控制，其頻率按隨機(jī)規(guī)律不斷改變。接收端的頻率也按隨機(jī)規(guī)律變化，并保持與發(fā)射端的變化規(guī)律一致。跳頻的高低直接反映跳頻系統(tǒng)的性能，跳頻越高，抗干擾性能越好，軍用的跳頻系統(tǒng)可達(dá)到每秒上萬跳。 窄帶微波局域網(wǎng) 這種局域網(wǎng)使用微波無線電頻帶來傳輸數(shù)據(jù)，其帶寬剛好能容納信號。但這種網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品通常需要申請無線電頻譜執(zhí)照，其它方式則可使用無需執(zhí)照的 ISM 頻帶。 無線局域網(wǎng)的不足之處 無線局域網(wǎng)在能夠給網(wǎng)絡(luò)用戶帶來便捷和實用的同時，也存在著一些缺陷。無線局域網(wǎng)的不足之處體現(xiàn)在以下幾個方面： 性能。 無線局域網(wǎng)是依靠無線電波進(jìn)行傳輸?shù)摹＿@些電波通過無線發(fā)射裝置進(jìn)行發(fā)射，而建筑物、車輛、樹木和其它障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸，所以會影響網(wǎng)絡(luò)的性能。 辦公無線局域網(wǎng)的設(shè)計與實施 6 速率。 無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目前，無線局域網(wǎng)的最大傳輸速率為 300Mbit/s，只適合于個人終端和小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。 安全性。 本質(zhì)上無線電波不要求建立物理的連接通道，無線信號是發(fā)散的。從理論上講，很容易監(jiān)聽到無線電波廣播范圍內(nèi)的任何信號，造成通信信息泄漏 [2]。 辦公無線局域網(wǎng)的設(shè)計與實施 7 第三章 無線局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 無 線局域網(wǎng)技術(shù)（包括 IEEE802。 1藍(lán)牙技術(shù)和 HomeRF 等）將是新世紀(jì)無線通信領(lǐng)域最有發(fā)展前景的重大技術(shù)之一。以 IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會）為代表的多個研究機(jī)構(gòu)針對不同的應(yīng)用場合，制定了一系列協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，推動了無線局域網(wǎng)的實用化。 系列協(xié)議 作為全球公認(rèn)的局域網(wǎng)權(quán)威， IEEE 802 工作組建立的標(biāo)準(zhǔn)在局域網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。這些協(xié)議包括 802。 3 以太網(wǎng)協(xié)議、 802。 5 令牌環(huán)協(xié)議和 802。 3z100BASET 快速以太網(wǎng)協(xié)議等。 IEEE 于 1997年發(fā)布了無線局域網(wǎng)領(lǐng)域第 一個在國際上被認(rèn)可的協(xié)議 ——802。 11 協(xié)議。 1999 年 9 月， IEEE 提出 802。11b 協(xié)議，用于對 802。 11 協(xié)議進(jìn)行補(bǔ)充，之后又推出了 802。 11a、 802。 11g 等一系列協(xié)議，從而進(jìn)一步完善了無線局域網(wǎng)規(guī)范。 IEEE802。 11 工作組制訂的具體協(xié)議如下： 協(xié)議 802。 11a 采用正交頻分（ OFDM）技術(shù)調(diào)制數(shù)據(jù)，使用 5GHz 的頻帶。 OFDM 技術(shù)將無線信道分成以低數(shù)據(jù)速率并行傳輸?shù)姆诸l率，然后再將這些頻率一起放回接收端，可 提供 25Mbit/s 的無線 ATM 接口和 10Mbit/s 的以太網(wǎng)無線幀結(jié)構(gòu)接口，以及 TDD/TDMA 的空中接口。在很大程度上可提高傳輸速度，改進(jìn)信號質(zhì)量，克服干擾。物理層速率可達(dá) 54Mbit/s，傳輸層可達(dá) 25Mbit/s，能滿足室內(nèi)及室外的應(yīng)用。 協(xié)議 802。 11b 也被稱為 WiFi 技術(shù)，采用補(bǔ)碼鍵控（ CCK）調(diào)制方式，使用 2。 4GHz 頻帶，其對無線局域網(wǎng)通信的最大貢獻(xiàn)是可以支持兩種速率 5。 5Mbit/s 和 11Mbit/s。多速率機(jī)制的介質(zhì)訪問控制可確保當(dāng)工作站之間距離過長或 干擾太大、信噪比低于某個門限值時，傳輸速率能夠從 11Mbit/s 自動降到 5。5Mbit/s，或根據(jù)直序擴(kuò)頻技術(shù)調(diào)整到 2Mbit/s 和 1Mbit/s。在不違反 FCC 規(guī)定的前提下，采用跳頻技術(shù)無法支持更高的速率，因此需要選擇 DSSS 作為該標(biāo)準(zhǔn)的惟一物理層技術(shù)。 協(xié)議 2021 年 11 月，在 802。 11 IEEE 會議上形成了 802。 11g 標(biāo)準(zhǔn)草案，目的是在 2。 4GHz 頻段實現(xiàn) 802。11a 的速率要求。該標(biāo)準(zhǔn)將于 2021 年初獲得批準(zhǔn)。 802。 11g 采用 PBCC 或 CCK/OFDM 調(diào)制方式，使用 2。 4GHz 頻段，對現(xiàn)有的 802。 11b 系統(tǒng)向下兼容。它既能適應(yīng)傳統(tǒng)的 802。 11b 標(biāo)準(zhǔn) (在 2。 4GHz頻率下提供的數(shù)據(jù)傳輸率為 11Mbit/s)，也符合 802。 11a 標(biāo)準(zhǔn) (在 5GHz 頻率下提供的數(shù)據(jù)傳輸率56Mbit/s)，從而解決了對已有的 802。 11b 設(shè)備的兼容。用戶還可以配置與 802。 11a、 802。 11b 以及 802。11g 均相互兼容的多方式無線局域網(wǎng)，有利于促進(jìn)無線網(wǎng)絡(luò)市場的發(fā)展。 辦公無線局域網(wǎng)的設(shè)計與實施 8 其他相關(guān)協(xié)議 IEEE802 工作組今后將繼續(xù)對 802。 11 系列協(xié)議進(jìn)行探討，并計劃推出一系列用于完善無線 局域網(wǎng)應(yīng)用的協(xié)議，其中主要包括 802。 11e（定義服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)類型）、 802。 11f（ AP 間協(xié)議）、 802。 11h（歐洲 5GHz 規(guī)范）、 802。 11i（增強(qiáng)的安全性 amp。認(rèn)證）、 802。 11j（日本的 4。 9GHz 規(guī)范）、 802。 11k（高層無線 /網(wǎng)絡(luò)測量規(guī)范）以及高吞吐量研究工作組的相關(guān)協(xié)議。 藍(lán)牙規(guī)范（ Bluetooth） 藍(lán)牙規(guī)范是由 SIG（特別興趣小組）制定的一個公共的、無需許可證的規(guī)范，其目的是實現(xiàn)短距離無線語音和數(shù)據(jù)通信。藍(lán)牙技術(shù)工作于 2。 4GHz 的 ISM 頻段，基帶部分的數(shù)據(jù)速率為 1Mbit/s，有效無線通信距離為 10~100m，采用時分雙工傳輸方案實現(xiàn)全雙工傳輸。藍(lán)牙技術(shù)采用自動尋道技術(shù)和快速跳頻技術(shù)保證傳輸?shù)目煽啃?，具有全向傳輸能力，但不需對連接設(shè)備進(jìn)行定向。其是一種改進(jìn)的無線局域網(wǎng)技術(shù)，但其設(shè)備尺寸更小，成本更低。在任意時間，只要藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)入彼此有效范圍之內(nèi)，它們就會立即傳輸?shù)刂沸畔?