无线局域网五大标准的特点与优势

2019-11-05 02:13:34

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供稿：网友

　　无线局域网（WLAN）是20世纪90年代计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它使用无线信道来接入网络，为通信的移动化、个人化和多媒体应用提供了潜在的手段，并成为宽带无线接入的有效途径之一。但长期以来，WLAN的发展一直在由不同厂商进行推动，因此出现了标准百舸争流、百花齐放的局面。各个标准的特点和优势是什么？谁更能在激烈的竞争中占得鳌头？下面将一一进行分析。

　　如火如荼的IEEE802．11系列

　　1999年9月通过的IEEE802．11b工作在2．4－2．483GHz频段。802．11b数据速率为11Mbps。同时IEEE802．11b具有5．5Mbps、2Mbps、1Mbps三个低速档次，当工作站之间距离过长或干扰太大、信噪比低于某个门限时，传输速率能够从11Mbps自动降到5．5Mbps、2Mbps或者1Mbps，通过降低传输速度来改善误码率性能。802．11b使用带有防数据丢失特性的载波检测多址连接（CSMA／CA）作为路径共享协议，物理层调制方式为CCK（补码键控）的DSSS（直接序列扩频）。目前802．11b已经成为WLAN市场上的主流技术，随着技术的成熟和产品的降价，它开始大显身手。

　　和802．11b相比，IEEE802．11a在整个覆盖范围内提供了更高的速度，其速率高达54Mbps。它工作在5GHz频段，目前该频段用得不多，干扰和信号争用情况较少。802．11a同样采用CSMA／CA协议。但在物理层，802．11a采用了正交频分复用（OFDM）技术。OFDM技术将一个无线信道分解成多个子载波同时传输数据，每个子载波的速率比总速率低许多，也就是每个传输符号的时长要长许多，这有利于克服无线信道的衰落，改善了信号质量，提升了整个网络的速度。一般分析认为，802．11a技术的普及仍需一段时间，但是由于互联网产业飞速发展，用户对宽带业务需求量猛增，802．11b在不少场合（尤其是信道噪声较大的场合）已不能满足用户宽带接入的要求；而802．11a则可凭借更高的速率和更好的质量实现这一需求，因此有望提前取代802．11b，让用户尽情享受宽带的无穷魅力。

　　IEEE802．11a与802．11b的产品因为频段与调制方式不同而无法互通，这使得已经拥有802．11b产品的消费者可能不会立即购买802．11a产品，阻碍了802．11a的应用步伐。2001年11月15日，IEEE试验性地批准一种新技术802．11g，其使命就是兼顾802．11a和802．11b，为802．11b过渡到802．11a铺路修桥。它既适应传统的802．11b标准，在2．4GHz频率下提供11Mbps的数据速率，也符合802．11a标准，在5GHz频率下提供54Mbps的数据速率。802．11g中规定的调制方式包括802．11a中采用的OFDM与802．11b中采用的CCK。通过规定两种调制方式，既达到了用2．4GHz频段实现IEEE802．11a54Mbps的数据传送速度，也确保了与装机数量超过1100万台的IEEE802．11b产品的兼容。此外，TI公司提案的可达22Mbps数据传送速度的CCK－PBCC与CCK－OFDM调制方式也可以选用。

　　笑傲欧洲的HiperLAN

　　除了IEEE802．11家族，欧洲电信标准化协会（ETSI）的宽带无线电接入网络（BRAN）也制订出HiperLAN标准作为“宽带无线接入网”计划的组成部分，并在欧洲得到了广泛支持和应用。该系列包含4个标准：HiperLAN1、HiperLAN2、HiperLink和Hiper access。HiperLAN1、HiperLAN2用于高速WLAN接入；HiperLink用于室内无线主干系统；HiperAccess则用于室外对有线通信设施提供固定接入。

　　HiperLAN1对应1EEE802．11b，它工作在5．3GHz，采用高斯滤波最小频移键控（GMSK）调制，速率最大23．5Mbps。HiperLAN2工作在5GHz频段，速率高达54Mbps。因为技术上的下列优点，它被一些人士看成目前最先进的WLAN技术：1．为了实现54Mbps高速数据传输，物理层采用OFDM调制，MAC子层则采用一种动态时分复用的技术来保证最有效地利用无线资源。2．为使系统同步，在数据编码方面采用了数据串行排序和多级前向纠错，每一级都能纠正一定比例的误码。3．数据通过移动终端和接入点之间事先建立的信令链接来进行传输，面向链接的特点使得HiperLAN2可以很轻易地实现QoS支持。每个链接可以被指定一个特定的QoS，如带宽、时延、误码率等，还可以给每个链接预先指定一个优先级。4．自动进行频率分配。接入点监听四周的HiperLAN2无线信道，并自动选择空闲信道。这一功能消除了对频率规划的需求，使系统部署变得相对简便。5．为了加强无线接入的安全性，HiperLAN2网络支持鉴权和加密。通过鉴权，使得只有合法的用户可以接入网络，而且只能接入通过鉴权的有效网络。6．其协议栈具有很大的灵活性，可以适应多种固定网络类型。它既可以作为交换式以太网的无线接入子网，也可以作为第三代蜂窝网络的接入网，并且这种接入对于网络层以上的用户部分来说是完全透明的。当前在固定网络上的任何应用都可以在HiperLAN2网上运行。相比之下，IEEE802．11的一系列协议都只能由以太网作为支撑，不如HiperLAN2灵活。

　　独树一帜的红外系统

　　红外局域网系统采用波长小于1微米的红外线作为传输媒体，该频谱在电磁光谱里仅次于可见光，不受无线电治理部门的限制。红外信号要求视距传输，方向性强，对邻近区域的类似系统也不会产生干扰，并且窃听困难。实际应用中由于红外线具有很高的背景噪声，受日光、环境照明等影响较大，一般要求的发射功率较高。尽管如此，红外无线LAN仍是目前“100Mbps以上、性能价格比高的网络”唯一可行的选择，主要用于设备的点对点通信。

　　互为补充的蓝牙技术

　　蓝牙是一种使用2．45GHz的无线频带（ISM频带）的通用无线接口技术，提供不同设备间的双向短程通信。蓝牙的目标是最高数据传输速率1Mbps（有效传输速率为721Kbps）、传输距离为10厘米－10米（增加发射功率可达100米）。在一个微微网络中，蓝牙可使每台设备同时与多达7台的其它设备进行通信，而且每台设备可以同时属于几个微微网络。蓝牙面向的是移动设备间的小范围连接，因而本质上说它是一种代替线缆的技术。它用来在较短距离内取代目前多种线缆连接方案，并且克服了红外技术的缺陷可穿透墙壁等障碍，通过统一的短距离无线链路，在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信。相对802．11和HiperLAN家族，蓝牙的作用不是为了竞争而是相互补充。

　　力不从心的HomeRF

　　HomeRF是IEEE802．11与DECT的结合，原为家庭网络设计，旨在降低语音数据成本。HomeRF工作在2．4GHz频段，它采用数字跳频扩频技术，速率为50跳／秒，并有75个带宽为1MHz跳频信道。调制方式为2FSK与4FSK。数据的传输速率在2FSK方式下为1Mbps，在4FSK方式下为2Mbps。在新版HomeRF2．x中，采用了WBFH（widebandfrequencyhopping）技术把跳频带宽增加到了3MHz和5MHz，跳频速率也增加到75跳／秒，数据传输速率达到了10Mbps。尽管如此，在速率更快、技术更先进的802．11和HiperLAN的夹攻下，HomeRF已不被看好。

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