無線局域網(wǎng)的應(yīng)用與架設(shè)

2019-11-05 03:07:58

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供稿：網(wǎng)友

　　隨著網(wǎng)絡(luò)化的深入和發(fā)展，局域網(wǎng)越來越多的進入公司、校園以及家庭之中。局域網(wǎng)的普及，方便了數(shù)據(jù)的交換。但是，隨著接入計算機數(shù)目的增加，布線問題的要害性越來越顯現(xiàn)出來。如何避免這些眼花繚亂的網(wǎng)線呢？于是，無線局域網(wǎng)應(yīng)運而生。
　　
　　　　一、通信協(xié)議：
　　
　　　　在無線LAN中，通信協(xié)議是指由IEEE提出802.11協(xié)議族，包括 802.11a和802.11b。IEEE802.11無線網(wǎng)絡(luò)標準早在1997年頒布，1999年無線網(wǎng)絡(luò)國際標準的更新及完善，進一步規(guī)范了不同頻點的產(chǎn)品及更高網(wǎng)絡(luò)速率產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用，除原IEEE802.11的內(nèi)容之外，增加了基于SNMP（簡單網(wǎng)絡(luò)治理協(xié)議）協(xié)議的治理信息庫（MIB），以取代原OSI協(xié)議的治理信息庫。另外還增加了高速網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容。
　　
　　　　IEEE802.11a規(guī)定的頻點為5GHz，采用的OFDM技術(shù)的最大的優(yōu)勢是其無與倫比的多途徑回聲反射，因此非凡適合于室內(nèi)及移動環(huán)境。傳輸速度為：1到2Mbps。
　　
　　　　IEEE802.11b工作于2.4GHz頻點，采用補償碼健控CCK調(diào)制技術(shù)。當(dāng)工作站之間的距離過長或干擾過大，信噪比低于某個門限值時，其傳輸速率可從11Mb/s自動降至5.5Mb/s，或者再降至直接序列擴頻技術(shù)的2Mb/s及1Mb/s速率。
　　
　　　　所有這些協(xié)議都以CSMA/CD為介質(zhì)共享策略。
　　
　　　　IEEE802.11e及IEEE802.11g是下一代無線LAN標準。被稱為無線LAN標準方式IEEE802.11的擴展標準。是在現(xiàn)有的802.11b及802.11a的MAC層追加了QOS功能及安全功能的標準。
　　
　　　　現(xiàn)在，我們常用的、技術(shù)成熟的是IEEE802.11b。
　　
　　　　二、工作原理：
　　
　　　　802.11b規(guī)定了三種發(fā)送及接收技術(shù)：擴頻(SPRead Spectrum)技術(shù)、紅外（Infared）技術(shù)、窄帶（Narrow Band）技術(shù)。而擴頻又分為直序（Direct Sequence,ds）擴頻和跳頻（Frequeny Hopping，F(xiàn)H）擴頻兩種。
　　
　　　　我們知道，擴頻技術(shù)利用的是開放的2.4GHz頻段，由于這是個公用頻段，因此十分擁擠，微波噪聲最大，采取何種發(fā)送和接收方法，會直接影響到微波傳輸?shù)馁|(zhì)量和速率。直序擴頻技術(shù)同時使用整個頻段，信號被擴展多次而無損耗；而跳頻擴頻技術(shù)是連續(xù)間斷跳躍使用多個頻點。當(dāng)跳到某個頻點時，判定是否有干擾，若無，則傳輸信號；若有則依據(jù)算法跳至下一頻段繼續(xù)判定。正是由于利用了跳頻技術(shù)，使得跳頻的范圍很寬，但是信息在每個頻率上停留的時間很短（僅為1/1000秒左右），不僅使得數(shù)據(jù)的抗干擾能力大大提高，而且傳輸更加穩(wěn)定，提高了數(shù)據(jù)的安全性，這就是無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊Α?br />　　
　　　　三、常見拓補形式：
　　
　　　　在IEEE802.11b標準中，具體將局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)劃分為"對等（Peer-To-Peer，即點對點）"和"主從（Master-Slave）"兩種標準形式。"點到點"結(jié)構(gòu)用于連接PC機或便攜式計算機，答應(yīng)各臺計算機在無線網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的范圍內(nèi)移動并自動建立點到點的連接，使不同計算機之間直接進行信息交換。而"主從"結(jié)構(gòu)中所有工作站都直接與中心天線或訪問節(jié)點（AP：access Point）連接，由AP承擔(dān)無線通信的治理及與有線網(wǎng)絡(luò)連接的工作。無線用戶在AP所覆蓋的范圍內(nèi)工作時，無需為尋找其它站點而耗費大量的資源，是理想的低功耗工作方式。同時IEEE802.11對無線局域網(wǎng)的物理層、應(yīng)用環(huán)境和功能等方面也作了如下規(guī)定。目前無線局域網(wǎng)采用的拓撲結(jié)構(gòu)主要有對等方式、接入方式、中繼方式三種。
　　
　　
　　　　1．對等方式（圖一）：
　　　　對等（peer to peer）方式下的局域網(wǎng)，不需要單獨的具有總控接轉(zhuǎn)功能的接入設(shè)備AP，所有的基站都能對等地相互通信。并不是所有號稱兼容802.11標準的產(chǎn)品都具有這種工作模式，無線產(chǎn)品對應(yīng)的這種模式是Ad Hoc Demo Mode。在Ad Hoc Demo模式的局域網(wǎng)中，一個基站會自動設(shè)置為初始站，對網(wǎng)絡(luò)進行初始化，使所有同域（SSID相同）的基站成為一個局域網(wǎng)，并且設(shè)定基站協(xié)作功能，答應(yīng)有多個基站同時發(fā)送信息。這樣在MAC幀中，就同時有源地址、目的地址和初始站地址。在目前，這種模式采用了NetBEUI協(xié)議，不支持TCP/ip，因此較適合未建網(wǎng)的用戶，或組建臨時性的網(wǎng)絡(luò)，如野外作業(yè)、臨時流動會議等。
　　　

　　圖一
　　
　　　　2．接入方式（圖二）：
　　　　這種方式以星型拓撲為基礎(chǔ)，以接入點AP為中心，所有的基站通信要通過AP接轉(zhuǎn)，相當(dāng)于以無線鏈路作為原有的基干網(wǎng)或其一部分，相應(yīng)地在MAC幀中，同時有源地址、目的地址和接入點地址。通過各基站的響應(yīng)信號，接入點AP能在內(nèi)部建立一個像"路由表"那樣的"橋連接表"，將各個基站和端口一一聯(lián)系起來。當(dāng)接轉(zhuǎn)信號時，AP就通過查詢"橋連接表"進行。
　　　

　　圖二
　　
　　　　3．中繼方式（圖三）：
　　　　中繼是建立在接入原理之上的，是以兩個AP點對點（Point to Point）鏈接，由于獨享信道，較適合兩個局域網(wǎng)的遠距離互連（架設(shè)高增益定向天線后，傳輸距離可達到50公里），局域網(wǎng)既可以是有線，也可以是無線。因為無線網(wǎng)絡(luò)采用中繼方式的組網(wǎng)模式多種多樣，所以統(tǒng)稱為無線分布系統(tǒng)（Wireless Distribution System）。正是在這種模式下，MAC幀使用了四個地址，即源地址、目的地址、中轉(zhuǎn)發(fā)送地址、中轉(zhuǎn)接收地址。接入方式和中繼方式支持TCP/IP和IPX等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，是IEEE802.11重視而且極力推廣的無線網(wǎng)絡(luò)主要的應(yīng)用方式。
　　　

　　
　　圖三
　　
　　　　四、應(yīng)用特點：
　　
　　　　與有線局域網(wǎng)相比較，無線局域網(wǎng)具有開發(fā)運營成本低、時間短，投資回報快，易擴展，受自然環(huán)境、地形及災(zāi)難影響小，組網(wǎng)靈活快捷等優(yōu)點。可實現(xiàn)"任何人在任何時間，任何地點以任何方式與任何人通信"，彌補了傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的不足。隨著IEEE802.11標準的制定和推行，無線局域網(wǎng)的產(chǎn)品將更加豐富，不同產(chǎn)品的兼容性將得到加強。現(xiàn)在無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸率已達到和超過了10Mbps，并且還在不斷變快。目前無線局域網(wǎng)除能傳輸語音信息外，還能順利地進行圖形、圖像及數(shù)字影像等多種媒體的傳輸。而且隨著ATM無線局域網(wǎng)的投入使用，其數(shù)據(jù)傳輸率將達到20M～25Mbps，可更好地滿足用戶的需求。另一方面無線局域網(wǎng)雖然以空氣為介質(zhì)，傳輸?shù)男盘柨煽缭胶軐挼念l段，數(shù)據(jù)不輕易被竊取，保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩浴?br />　　　

　　圖四，應(yīng)用實例
　　
　　　　無線局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)速度與以太網(wǎng)相當(dāng)，一個AP最多可支持100多個用戶的接入，最大傳輸范圍可達到幾十公里，具有以下的通信特點：
　　
　　　　1．具有高移動性，通信范圍不受環(huán)境條件的限制，拓寬了網(wǎng)絡(luò)的傳輸范圍。在有線局域網(wǎng)中，兩個站點的距離在使用銅纜（粗纜）時被限制在500m，即使采用單模光纖也只能達到3000 m，而無線局域網(wǎng)中兩個站點間的距離目前可達到50km。點對點通信距離可達30公里，點對面通信距離可達13公里。若增加放大設(shè)備或使用無線中繼器可成倍延伸通信距離。
　　
　　　　2．建網(wǎng)輕易，治理方便。相對于有線網(wǎng)絡(luò)，無線局域網(wǎng)的組建、配置和維護較為輕易，一般計算機工作人員都可以勝任網(wǎng)絡(luò)的治理工作。
　　
　　　　3．可在一定區(qū)域內(nèi)進行點對網(wǎng)或網(wǎng)對網(wǎng)通信，從而消除了有線鏈路可能發(fā)生的各種故障隱患。
　　
　　　　4．傳輸速度快。其傳輸速率可達11Mbps，是電話線傳速率的上百倍，DDN網(wǎng)傳輸速率的十幾倍。有效地緩解了圖像等大數(shù)據(jù)量通信的遠距離傳輸問題。
　　
　　　　5．微波通信性能穩(wěn)定，不受天氣等惡劣環(huán)境的影響，已是衛(wèi)星通信所采用的主要通訊手段。
　　
　　　　6．?dāng)?shù)據(jù)保密性強，抗干擾、抗截獲能力強，同時也不會造成干擾。
　　
　　　　7．自動識別有線網(wǎng)故障，并動態(tài)切換到無線中繼器模式。
　　
　　　　8．采用獲得專利的微蜂窩(Micro Elular)結(jié)構(gòu)，提供無與倫比的漫游和功率治理，并擁有全向網(wǎng)橋等先進設(shè)備，可大規(guī)模減少網(wǎng)絡(luò)中通信設(shè)備的數(shù)量。
　　
　　　　五、網(wǎng)絡(luò)架設(shè)：
　　
　　　　與有線計算機網(wǎng)絡(luò)相似，無線計算機網(wǎng)絡(luò)也含有無線網(wǎng)卡和無線網(wǎng)橋。
　　
　　　　1．無線網(wǎng)卡：
　　　　分為PCI/ISA接口和PCMCIA接口兩種方式。不過常見的都是PCMCIA接口的，PCI/ISA接口的多數(shù)是通過PCMCIA轉(zhuǎn)PCI/ISA轉(zhuǎn)接卡+PCMCIA網(wǎng)卡實現(xiàn)的。
　　　

　　圖五，PCMCIA接口的無線網(wǎng)卡
　　　

　　圖六
　　
　　2．無線網(wǎng)橋：
　　　　無線網(wǎng)橋備有天線插頭及BNC、RJ45插頭。假如將全向無線網(wǎng)橋網(wǎng)絡(luò)工作站或有線局域網(wǎng)進行相互通信，其入網(wǎng)方式與有線局域網(wǎng)的入網(wǎng)方式基本相同。若只進行兩個局域網(wǎng)的通信，則通信雙方可采用半徑大于1米的定向天線，這樣，通信距離在可視范圍內(nèi)可增加到30公里遠。
　　　