无线局域网技术特点

2019-11-05 03:05:43

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供稿：网友

一般的，凡是采用无线传输媒体的计算机局域网都可称为无线局域网。
　　随着计算机技术和网络技术的蓬勃发展，网络在各行各业的应用越来越广。有线网络以其传输速度高，产品的品牌及数量众多和技术发展速度快等优点，在市场上有着相当的知名度和市场份额。然而，随着无线网络在技术上的成熟，产品种类的不断增加和产品成本下降，未来几年，无线网在全世界将有较大的发展。无线局域网应用越来越广，它将会扩展有线局域网或在某些情况下取而代之。可以预想，在未来信息无所不在的时代，无线网将依靠其无法比拟的灵活性，可移动性和极强的可扩容性，使人们真正享受到简单、方便、快捷的连接。
　　下面从传输方式、网络拓扑、网络接口及对移动计算的支持等方面来简述无线局域网的特点。
　　一、传输方式
　　传输方式涉及无线局域网采用的传输媒体、选择的频段及调制方式。目前无线局域网采用的传输媒体主要有两种，即微波与红外线。采用微波作为传输媒体的无线局域网按调制方式不同，又可分为扩展频谱方式与窄带调制方式。
　　 1、扩展频谱方式
　　在扩展频谱方式中，数据基带信号的频谱被扩展至几倍～几十倍再被搬移至射频发射出去。这一做法虽然牺牲了频带带宽，却提高了通信系统的抗干扰能力和安全性。由于单位频带内的功率降低，对其它电子设备的干扰也减小了。采用扩展频谱方式的无线局域网一般选择所谓的ISM频段，这里ISM分别取自Industrial、 Scientific及Medical的第一个字母。许多工业、科研和医疗设备辐射的能量集中于该频段。欧美日等国家的无线治理机构分别设置了各自的ISM频段。例如美国的ISM频段由902～928MHz，2.4～2.484GHz, 5.725～5.850GHz三个频段组成。假如发射功率及带外辐射满足美国联邦通信委员会（FCC）的要求，则无需向FCC提出专门的申请即可使用这些ISM频段。
　　 2、窄带调制方式
　　在窄带调制方式中，数据基带信号的频谱不做任何扩展即被直接搬移到射频发射出去。与扩展频谱方式相比，窄带调制方式占用频带少，频带利用率高。采用窄带调制方式的无线局域网一般选用专用频段，需要经过国家无线电治理部门的许可方可使用。当然，也可选用ISM频段，这样可免去向无线电治理委员会申请。但带来的问题是，当邻近的仪器设备或通信设备也在使用这一频段时，会严重影响通信质量，通信的可靠性无法得到保障。
　　 3、红外线方式
　　基于红外线的传输技术最近几年有了很大发展。目前广泛使用的家电遥控器几乎都是采用的红外线传输技术。作为无线局域网的传输方式，红外线方式的最大优点是这种传输方式不受无线电干扰，且红外线的使用不受国家无线治理委员会的限制。然而，红外线对非透明物体的透过性极差，这导致传输距离受限制。
　　二、网络拓扑
　　无线局域网的拓扑结构可归结为两类：无中心或叫对等式（PEER TO PEER）拓扑和有中心（HUB－BASED）拓扑。
　　 1、无中心拓扑
　　无中心拓扑的网络要求网中任意两个站点均可直接通信。采用这种拓扑结构的网络一般使用公用广播信道，各站点都可竞争公用信道，而信道接入控制（MAC）协议大多采用CSMA（载波监测多址接入）类型的多址接入协议。这种结构的优点是网络抗毁性好、建网轻易、且费用较低。但当网中用户数（站点数）过多时，信道竞争成为限制网络性能的要害。并且为了满足任意两个站点可直接通信，网络中站点布局受环境限制较大。因此这种拓扑结构适用于用户数相对较少的工作群规模。
　　 2、有中心拓扑
　　在有中心拓扑结构中，要求一个无线站点充当中心站，所有站点对网络的访问均由其控制。这样，当网络业务量增大时网络吞吐性能及网络时延性能的恶化并不据烈。由于每个站点只需在中心站覆盖范围内就可与其它站点通信，故网络中心点布局受环境限制亦小。此外，中心站为接入有线主干网提供了一个逻辑接入点。有中心网络拓扑结构的弱点是抗毁性差，中心站点的故障轻易导致整个网络瘫痪，并且中心站点的引入增加了网络成本。
　　在实际应用中，无线局域网往往与有线主干网络结合起来使用。这时，中心站点充当无线局域网与有线主干网的转接器。
　　三、网络接口
　　这涉及无线局域网中站点从哪一层接入网络系统。一般来讲，网络接口可以选择在OSI参考模型的物理层或数据链路层。所谓物理层接口指使用无线信道替代通常的有线信道，而物理层以上各层不变。这样做的最大优点是上层的网络操作系统及相应的驱动程序可不做任何修改。这种接口方式在使用时一般做为有线局域网的集线器和无线转发器以实现有线局域网间互联或扩大有线局域网的覆盖范围。
　　另一种接口方法是从数据链路层接入网络。这种接口方法并不沿用有线局域网的MAC协议，而采用更适合无线传输环境的MAC协议。在实时，MAC层及其以下层对上层是透明的，配置相应的驱动程序来完成与上层的接口，这样可保证现有的有线局域网操作系统或应用软件可在无线局域网上正常运行。目前，大部分无线局域网厂商都采用数据链路层接口方法。
　　四、对移动计算网络的支持在无线局域网发展的初期阶段，无线局域网的最大特征是用无线媒体替代线缆，这样可省去布线，网络安装简便。随着笔记本型、膝上型、掌上型电脑个人数字助手（PDA）、以及便携式终端等的普及应用，支持移动计算网络的无线局域网就显得尤为重要。
　　从移动通信的观点来讲，移动计算网络应提供以下几个功能。小区内的站点可移动，同一小区内的站点可直接或经AP间接通信。不同小区内站点可经过网络接入点AP及主干网进行通信。当某一站点由一个小区移动至另一个小区时，通过越区切换协议或算法，该站点被切换至新的小区。在新的小区中该站点仍和在以前小区时一样保持与外界的连接。小区中的站点可通过主干网上的路由器访问公共网或被公共网访问。

　　五、无线局域网的应用环境
　　根据无线局域网的特点，其应用可分为两类：一类作为半移动网络应用，一类作为全移动网络应用。
　　 1．半移动应用
　　在半移动应用环境下，又可分为室内应用和室外应用。
　　 2．室内应用
　　在室内应用下，无线局域网作为有线局域网的补充，与有线局域网并存。由于无线局域网的价格比有线局域网高，故在室内环境下，无线局域网在以下应用情况可发挥其无线特长：大型办公室、车间；超级市场、智能仓库；临时办公室、会议室；证券市场等。
　　 3．室外应用
　　在难于布线的室外环境下，无线局域网可充分发挥其高速率、组网灵活之优点。尤其在公共通信网不发达的状态下，无线局域网可作为区域网（覆盖范围几十公里）使用。下面列出几种应用情况：城市建筑群间通信；学校校园网络；工矿企业厂区自动化控制与治理网络；银行、金融证券城区网络；城市交通信息网络；矿山、水利、油田等区域网络；港口、码头、江河湖坝区网络；野外勘测、实验等流动网络；军事、公安流动网络等。
　　 4．全移动网络应用
　　无线局域网与有线主干网构成移动计算网络。这种网络传输速率高、覆盖面大，是一种可传输多媒体信息的个人通信网络。这是无线局域网的发展方向。

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