無線局域網技術特點

2019-11-05 03:05:43

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一般的，凡是采用無線傳輸媒體的計算機局域網都可稱為無線局域網。
　　隨著計算機技術和網絡技術的蓬勃發展，網絡在各行各業的應用越來越廣。有線網絡以其傳輸速度高，產品的品牌及數量眾多和技術發展速度快等優點，在市場上有著相當的知名度和市場份額。然而，隨著無線網絡在技術上的成熟，產品種類的不斷增加和產品成本下降，未來幾年，無線網在全世界將有較大的發展。無線局域網應用越來越廣，它將會擴展有線局域網或在某些情況下取而代之。可以預想，在未來信息無所不在的時代，無線網將依靠其無法比擬的靈活性，可移動性和極強的可擴容性，使人們真正享受到簡單、方便、快捷的連接。
　　下面從傳輸方式、網絡拓撲、網絡接口及對移動計算的支持等方面來簡述無線局域網的特點。
　　一、傳輸方式
　　傳輸方式涉及無線局域網采用的傳輸媒體、選擇的頻段及調制方式。目前無線局域網采用的傳輸媒體主要有兩種，即微波與紅外線。采用微波作為傳輸媒體的無線局域網按調制方式不同，又可分為擴展頻譜方式與窄帶調制方式。
　　 1、擴展頻譜方式
　　在擴展頻譜方式中，數據基帶信號的頻譜被擴展至幾倍～幾十倍再被搬移至射頻發射出去。這一做法雖然犧牲了頻帶帶寬，卻提高了通信系統的抗干擾能力和安全性。由于單位頻帶內的功率降低，對其它電子設備的干擾也減小了。采用擴展頻譜方式的無線局域網一般選擇所謂的ISM頻段，這里ISM分別取自Industrial、 Scientific及Medical的第一個字母。許多工業、科研和醫療設備輻射的能量集中于該頻段。歐美日等國家的無線治理機構分別設置了各自的ISM頻段。例如美國的ISM頻段由902～928MHz，2.4～2.484GHz, 5.725～5.850GHz三個頻段組成。假如發射功率及帶外輻射滿足美國聯邦通信委員會（FCC）的要求，則無需向FCC提出專門的申請即可使用這些ISM頻段。
　　 2、窄帶調制方式
　　在窄帶調制方式中，數據基帶信號的頻譜不做任何擴展即被直接搬移到射頻發射出去。與擴展頻譜方式相比，窄帶調制方式占用頻帶少，頻帶利用率高。采用窄帶調制方式的無線局域網一般選用專用頻段，需要經過國家無線電治理部門的許可方可使用。當然，也可選用ISM頻段，這樣可免去向無線電治理委員會申請。但帶來的問題是，當鄰近的儀器設備或通信設備也在使用這一頻段時，會嚴重影響通信質量，通信的可靠性無法得到保障。
　　 3、紅外線方式
　　基于紅外線的傳輸技術最近幾年有了很大發展。目前廣泛使用的家電遙控器幾乎都是采用的紅外線傳輸技術。作為無線局域網的傳輸方式，紅外線方式的最大優點是這種傳輸方式不受無線電干擾，且紅外線的使用不受國家無線治理委員會的限制。然而，紅外線對非透明物體的透過性極差，這導致傳輸距離受限制。
　　二、網絡拓撲
　　無線局域網的拓撲結構可歸結為兩類：無中心或叫對等式（PEER TO PEER）拓撲和有中心（HUB－BASED）拓撲。
　　 1、無中心拓撲
　　無中心拓撲的網絡要求網中任意兩個站點均可直接通信。采用這種拓撲結構的網絡一般使用公用廣播信道，各站點都可競爭公用信道，而信道接入控制（MAC）協議大多采用CSMA（載波監測多址接入）類型的多址接入協議。這種結構的優點是網絡抗毀性好、建網輕易、且費用較低。但當網中用戶數（站點數）過多時，信道競爭成為限制網絡性能的要害。并且為了滿足任意兩個站點可直接通信，網絡中站點布局受環境限制較大。因此這種拓撲結構適用于用戶數相對較少的工作群規模。
　　 2、有中心拓撲
　　在有中心拓撲結構中，要求一個無線站點充當中心站，所有站點對網絡的訪問均由其控制。這樣，當網絡業務量增大時網絡吞吐性能及網絡時延性能的惡化并不據烈。由于每個站點只需在中心站覆蓋范圍內就可與其它站點通信，故網絡中心點布局受環境限制亦小。此外，中心站為接入有線主干網提供了一個邏輯接入點。有中心網絡拓撲結構的弱點是抗毀性差，中心站點的故障輕易導致整個網絡癱瘓，并且中心站點的引入增加了網絡成本。
　　在實際應用中，無線局域網往往與有線主干網絡結合起來使用。這時，中心站點充當無線局域網與有線主干網的轉接器。
　　三、網絡接口
　　這涉及無線局域網中站點從哪一層接入網絡系統。一般來講，網絡接口可以選擇在OSI參考模型的物理層或數據鏈路層。所謂物理層接口指使用無線信道替代通常的有線信道，而物理層以上各層不變。這樣做的最大優點是上層的網絡操作系統及相應的驅動程序可不做任何修改。這種接口方式在使用時一般做為有線局域網的集線器和無線轉發器以實現有線局域網間互聯或擴大有線局域網的覆蓋范圍。
　　另一種接口方法是從數據鏈路層接入網絡。這種接口方法并不沿用有線局域網的MAC協議，而采用更適合無線傳輸環境的MAC協議。在實時，MAC層及其以下層對上層是透明的，配置相應的驅動程序來完成與上層的接口，這樣可保證現有的有線局域網操作系統或應用軟件可在無線局域網上正常運行。目前，大部分無線局域網廠商都采用數據鏈路層接口方法。
　　四、對移動計算網絡的支持在無線局域網發展的初期階段，無線局域網的最大特征是用無線媒體替代線纜，這樣可省去布線，網絡安裝簡便。隨著筆記本型、膝上型、掌上型電腦個人數字助手（PDA）、以及便攜式終端等的普及應用，支持移動計算網絡的無線局域網就顯得尤為重要。
　　從移動通信的觀點來講，移動計算網絡應提供以下幾個功能。小區內的站點可移動，同一小區內的站點可直接或經AP間接通信。不同小區內站點可經過網絡接入點AP及主干網進行通信。當某一站點由一個小區移動至另一個小區時，通過越區切換協議或算法，該站點被切換至新的小區。在新的小區中該站點仍和在以前小區時一樣保持與外界的連接。小區中的站點可通過主干網上的路由器訪問公共網或被公共網訪問。

　　五、無線局域網的應用環境
　　根據無線局域網的特點，其應用可分為兩類：一類作為半移動網絡應用，一類作為全移動網絡應用。
　　 1．半移動應用
　　在半移動應用環境下，又可分為室內應用和室外應用。
　　 2．室內應用
　　在室內應用下，無線局域網作為有線局域網的補充，與有線局域網并存。由于無線局域網的價格比有線局域網高，故在室內環境下，無線局域網在以下應用情況可發揮其無線特長：大型辦公室、車間；超級市場、智能倉庫；臨時辦公室、會議室；證券市場等。
　　 3．室外應用
　　在難于布線的室外環境下，無線局域網可充分發揮其高速率、組網靈活之優點。尤其在公共通信網不發達的狀態下，無線局域網可作為區域網（覆蓋范圍幾十公里）使用。下面列出幾種應用情況：城市建筑群間通信；學校校園網絡；工礦企業廠區自動化控制與治理網絡；銀行、金融證券城區網絡；城市交通信息網絡；礦山、水利、油田等區域網絡；港口、碼頭、江河湖壩區網絡；野外勘測、實驗等流動網絡；軍事、公安流動網絡等。
　　 4．全移動網絡應用
　　無線局域網與有線主干網構成移動計算網絡。這種網絡傳輸速率高、覆蓋面大，是一種可傳輸多媒體信息的個人通信網絡。這是無線局域網的發展方向。

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