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网罗无线通信技术之打造未来无线局域网

2009-7-27 16:39| 投稿: net

摘要:       作 者:中国计算机报 张昊 倪卫明   各WLAN标准的参数比较   自20世纪80年代以来,随着互联网的发展和笔记本电脑的普及,人们...
      作 者:中国计算机报 张昊 倪卫明   各WLAN标准的参数比较   自20世纪80年代以来,随着互联网的发展和笔记本电脑的普及,人们工作和生活的节奏变得越来越快。传统的有线局域网要受到布线的限制,如果建筑物中没有预留的线路,布线和调试的工程量将会非常大,用户使用也相当麻烦。因此,高效快捷、组网灵活的无线局域网(WirelessLAN,WLAN)应运而生。   原理   无线局域网是指用户以电脑透过区域空间的无线网络卡(WirelessCard/PCMCIA卡)结合存取无线接入点(AccessPoint,AP)进行区域无线网络连结方式,用户通过无线上网账号即可上网进行网络资源利用。无线局域网将用户端接取网络的线路传输部分转变成无线传输的形式。它是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统的有线局域网LAN(LocalArea Network)的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。   无线局域网的组成包括无线网卡和无线接入点。无线局域网利用常规的局域网(如10/100/1000M以太网)及其互联设备(路由器、交换机)构成骨干支撑网,利用无线接入点(AP)来支持移动终端(MT)的移动和漫游,配有无线网卡的台式PC机、笔记本电脑或其他设备就可以与无线网络连接。   对于客户端,无线网卡作为无线网络的接口实现与无线网络的连接。无线网卡根据接口类型的不同,主要分为三种:PCMCIA无线网卡(适用于笔记本电脑,支持热插拔)、PCI无线网卡(适用于台式机)和USB无线网卡(适用于笔记本电脑和台式机,支持热插拔)。无线接入点的作用是完成WLAN和LAN之间的桥接。WLAN工作站也可漫游(Roaming)在不同的AP之间。在实际情况下(通常在室外),还需要加上外接增益天线,使传输距离更远。   关键技术   现代无线联网技术是基于IEEE802.11标准(用于无线网络的国际标准),该标准主要对网络的物理层和访问层(MAC)进行规定,其中MAC层是重点。   在MAC层以下,802.11规定了三种发送及接收技术:扩频(SpreadSpectrum)技术、红外(Infared)技术、窄带(NarrowBand)技术。而扩频又分为直接序列扩频(DirectSequence,DS)和跳频(Frequeny Hopping,FH)两种。   实现无线局域网的关键技术主要有三种:红外线、跳频扩频(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)。   DSSS和FHSS无线局域网都使用无线电波作为媒体,覆盖范围大,发射功率较背景噪声低,基本避免了信号的偷听和窃取,有效地保证了通信的安全性。同时,无线局域网中的电波不会对人体健康造成伤害,具有抗干扰性、抗噪声、抗衰减和保密性能好等优点。   标准历程   IEEE作为WLAN标准的权威制定组织,从1991年开始对WLAN技术进行研究,迄今为止,已经制定了一系列标准,称为802.11系列标准。从1997年IEEE发布第一个无线局域网WLAN标准802.11以来,无线局域网得到很大的发展。   由于在传输速率和产品价格上都不能满足人们的需要,1999年IEEE对WLAN标准进行了更新和完善,进一步规范了不同频段及更高速率产品的开发和应用。1999年IEEE发布了IEEE802.11的新版本(代替97版本)以及两个增加的标准版本802.11a和IEEE802.11b。随着WLAN的广泛使用和用户数的增加,出现了一系列的问题需要解决。IEEE在2000年和2004年陆续批准了5个项目任务组,分别研究制定802.11e、802.11f、802.11g、802.11h、802.11i和802.11n标准。   802.11:802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入,业务主要限于数据存取。   802.11b:802.11b(即Wi-Fi)由IEEE在1999年制定完成,802.11b采用2.4GHz直接序列扩频(DSSS),最大数据传输速率为11Mb/s。   802.11a:802.11a产品最早出现在2001年。它是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用的802.11b无线联网标准的后续标准。802.11a产品有着更高的速率,支持更多同时接入用户。   802.11g:蓝牙产品和无线局域网(802.11b)产品在同步应用中出现了一些干扰问题。为此,IEEE提出了802.11g标准,主要就解决这两种技术之间的干扰问题。   802.11n作为一个最新的标准,IEEE802.11n无线局域网有很多优势,包括较高的传输速率、传输距离更远和易与无线广域网融合等。   未来展望   WLAN技术经过几年的推进和发展,其标准和产品已经逐步成熟,应用也日渐广泛。由计算机设备供应商、通信运营商和专业服务提供商在内的庞大阵营正积极进军这一领域,无线局域网的热潮正在冲击全球的市场。   现阶段,国际上的一些大型通信公司,如Intel、IBM、Cisco等公司都投入数亿美元乃至更多的资金来进行WLAN产品和设备的研究,也推出了很多成熟的WLAN产品和设备。无线网络新的意义将主要体现在企业市场中,这也是以往限制WLAN发展的一个重要方面。   总之,在用户和运营商的双重推动下,在新技术、新标准的不断提出和改进下,无线网络的应用会成为未来的趋势。

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