淺談無線局域網(wǎng)(WLAN)

前言

在這個“網(wǎng)絡(luò)就是計算機(jī)”的時代，伴隨著有線網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，以快捷高效，組網(wǎng)靈活為優(yōu)勢的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在飛速發(fā)展。無線局域網(wǎng)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。從專業(yè)角度講，無線局域網(wǎng)利用了無線多址信道的一種有效方法來支持計算機(jī)之間的通信，并為通信的移動化、個性化和多媒體應(yīng)用提供了可能。通俗地說，無線局域網(wǎng)（Wirelesslocal-areanetwork，WLAN）就是在不采用傳統(tǒng)纜線的同時，提供以太網(wǎng)或者令牌網(wǎng)絡(luò)的功能。通常計算機(jī)組網(wǎng)的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜，構(gòu)成有線局域網(wǎng)。但有線網(wǎng)絡(luò)在某些場合要受到布線的限制：布線、改線工程量大；線路容易損壞；網(wǎng)中的各節(jié)點不可移動。特別是當(dāng)要把相離較遠(yuǎn)的節(jié)點連接起來時，敷設(shè)專用通信線路的布線施工難度大、費用高、耗時長,對正在迅速擴(kuò)大的聯(lián)網(wǎng)需求形成了嚴(yán)重的瓶頸阻塞。無線局域網(wǎng)就是解決有線網(wǎng)絡(luò)以上問題而出現(xiàn)的。

無線局域網(wǎng)的歷史

說到無線網(wǎng)絡(luò)的歷史起源，可能比各位想像的還要早。無線網(wǎng)絡(luò)的初步應(yīng)用，可以追溯到五十年前的第二次世界大戰(zhàn)期間，當(dāng)時美國陸軍采用無線電信號做資料的傳輸。他們研發(fā)出了一套無線電傳輸科技，并且采用相當(dāng)高強(qiáng)度的加密技術(shù)。當(dāng)初美軍和盟軍都廣泛使用這項技術(shù)。這項技術(shù)讓許多學(xué)者得到了靈感，在1971年時，夏威夷大學(xué)（UniversityofHawaii）的研究員創(chuàng)造了第一個基于封包式技術(shù)的無線電通訊網(wǎng)絡(luò)，這被稱作ALOHNET的網(wǎng)絡(luò)，可以算是相當(dāng)早期的無線局域網(wǎng)絡(luò)（WLAN）。這最早的WLAN包括了7臺計算機(jī)，它們采用雙向星型拓?fù)洌╞i-directionalstartopology）,橫跨四座夏威夷的島嶼，中心計算機(jī)放置在瓦胡島（OahuIsland）上。從這時開始，無線網(wǎng)絡(luò)可說是正式誕生了。雖然目前幾乎所有的局域網(wǎng)絡(luò)（LAN）都仍舊是有線的架構(gòu)，不過近年來無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用卻日漸增加，主要應(yīng)用在學(xué)術(shù)界（像是大學(xué)校園）、醫(yī)療界、制造業(yè)和倉儲業(yè)等，而且相關(guān)的技術(shù)也一直在進(jìn)步，對企業(yè)而言要轉(zhuǎn)換到無線網(wǎng)絡(luò)也更加容易、更加便宜了。

無線局域網(wǎng)的技術(shù)特點

無線局域網(wǎng)利用電磁波在空氣中發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，而無需線纜介質(zhì)。無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率現(xiàn)在已經(jīng)能夠達(dá)到11Mbps，傳輸距離可遠(yuǎn)至20km以上。它是對有線聯(lián)網(wǎng)方式的一種補(bǔ)充和擴(kuò)展，使網(wǎng)上的計算機(jī)具有可移動性，能快速方便地解決使用有線方式不易實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通問題。

1.無線局域網(wǎng)的優(yōu)點

與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無線局域網(wǎng)具有以下優(yōu)點：

安裝便捷

一般在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，施工周期最長、對周邊環(huán)境影響最大的，就是網(wǎng)絡(luò)布線施工工程。在施工過程中，往往需要破墻掘地、穿線架管。而無線局域網(wǎng)最大的優(yōu)勢就是免去或減少了網(wǎng)絡(luò)布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點AP(AccessPoint)設(shè)備，就可建立覆蓋整個建筑或地區(qū)的局域網(wǎng)絡(luò)。

使用靈活

在有線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安放位置受網(wǎng)絡(luò)信息點位置的限制。而一旦無線局域網(wǎng)建成后，在無線網(wǎng)的信號覆蓋區(qū)域內(nèi)任何一個位置都可以接入網(wǎng)絡(luò)。

經(jīng)濟(jì)節(jié)約

由于有線網(wǎng)絡(luò)缺少靈活性，這就要求網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者盡可能地考慮未來發(fā)展的需要，這就往往導(dǎo)致預(yù)設(shè)大量利用率較低的信息點。而一旦網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展超出了設(shè)計規(guī)劃，又要花費較多費用進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造,而無線局域網(wǎng)可以避免或減少以上情況的發(fā)生。

易于擴(kuò)展

無線局域網(wǎng)有多種配置方式，能夠根據(jù)需要靈活選擇。這樣，無線局域網(wǎng)就能勝任從只有幾個用戶的小型局域網(wǎng)到上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)，并且能夠提供像“漫游(Roaming)”等有線網(wǎng)絡(luò)無法提供的特性。由于無線局域網(wǎng)具有多方面的優(yōu)點，所以發(fā)展十分迅速。在最近幾年里，無線局域網(wǎng)已經(jīng)在醫(yī)院、商店、工廠和學(xué)校等不適合網(wǎng)絡(luò)布線的場合得到了廣泛應(yīng)用。

2．無線局域網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)

1).IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11是在1997年由大量的局域網(wǎng)以及計算機(jī)專家審定通過的標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.11規(guī)定了無線局域網(wǎng)在2.4GHz波段進(jìn)行操作，這一波段被全球無線電法規(guī)實體定義為擴(kuò)頻使用波段。

1999年8月，802.11標(biāo)準(zhǔn)得到了進(jìn)一步的完善和修訂，包括用一個基于SNMP的MIB來取代原來基于OSI協(xié)議的MIB。另外還增加了兩項內(nèi)容，一是802.11a，它擴(kuò)充了標(biāo)準(zhǔn)的物理層，頻帶為5GHz，采用QFSK調(diào)制方式，傳輸速率為6Mb/s－54Mb/s。它采用正交頻分復(fù)用（OFDM）的獨特擴(kuò)頻技術(shù)，可提供25Mbps的無線ATM接口和10Mbps的以太網(wǎng)無線幀結(jié)構(gòu)接口，并支持語音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)。這樣的速率完全能滿足室內(nèi)、室外的各種應(yīng)用場合。但是，采用該標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品目前還沒有進(jìn)入市場。另一種是802.11b標(biāo)準(zhǔn)，在2.4GHz頻帶，采用直接序列擴(kuò)頻（DSSS）技術(shù)和補(bǔ)償編碼鍵控(CCK)調(diào)制方式。該標(biāo)準(zhǔn)可提供11Mb/s的數(shù)據(jù)速園和工廠。

3.頻繁變化的環(huán)境：頻繁更換工作地點和改變位置的零售商、生產(chǎn)商，以及野外勘測、試驗、軍事、公安和銀行等。

4.使用便攜式計算機(jī)等可移動設(shè)備進(jìn)行快速網(wǎng)絡(luò)連接。

5.用于遠(yuǎn)距離信息的傳輸：如在林區(qū)進(jìn)行火災(zāi)、病蟲害等信息的傳輸；公安交通管理部門進(jìn)行交通管理等。

6.專門工程或高峰時間所需的暫時局域網(wǎng)：學(xué)校、商業(yè)展覽、建設(shè)地點等人員流動較強(qiáng)的地方；利用無線局域網(wǎng)進(jìn)行信息的交流；零售商、空運和航運公司高峰時間所需的額外工作站等。

7.流動工作者可得到信息的區(qū)域：需要在醫(yī)院、零售商店或辦公室區(qū)域流動時得到信息的醫(yī)生、護(hù)士、零售商、白領(lǐng)工作者。

8.辦公室和家庭辦公室（SOHO）用戶，以及需要方便快捷地安裝小型網(wǎng)絡(luò)的用戶。

無線局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

根據(jù)不同局域網(wǎng)的應(yīng)用環(huán)境與需求的不同，無線局域網(wǎng)可采取不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)互聯(lián)。常用的具體有如下幾種：

1、網(wǎng)橋連接型：不同的局域網(wǎng)之間互聯(lián)時，由于物理上的原因，若采取有線方式不方便，則可利用無線網(wǎng)橋的方式實現(xiàn)二者的點對點連接，無線網(wǎng)橋不僅提供二者之間的物理與數(shù)據(jù)鏈路層的連接，還為兩個網(wǎng)的用戶提供較高層的路由與協(xié)議轉(zhuǎn)換。

2、基站接入型：當(dāng)采用移動蜂窩通信網(wǎng)接入方式組建無線局域網(wǎng)時，各站點之間的通信是通過基站接入、數(shù)據(jù)交換方式來實現(xiàn)互聯(lián)的。各移動站不僅可以通過交換中心自行組網(wǎng)，還可以通過廣域網(wǎng)與遠(yuǎn)地站點組建自己的工作網(wǎng)絡(luò)。

3、HUB接入型：利用無線Hub可以組建星型結(jié)構(gòu)的無線局域網(wǎng)，具有與有線Hub組網(wǎng)方式相類似的優(yōu)點。在該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的WLAN，可采用類似于交換型以太網(wǎng)的工作方式，要求Hub具有簡單的網(wǎng)內(nèi)交換功能。

4、無中心結(jié)構(gòu)：要求網(wǎng)中任意兩個站點均可直接通信。此結(jié)構(gòu)的無線局域網(wǎng)一般使用公用廣播信道，MAC層采用CSMA類型的多址接入?yún)f(xié)議。

無線局域網(wǎng)可以在普通局域網(wǎng)基礎(chǔ)上通過無線Hub、無線接入站（AP）、無線網(wǎng)橋、無線Modem及無線網(wǎng)卡等來實現(xiàn)，其中以無線網(wǎng)卡最為普遍，使用最多。無線局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，除了紅外傳輸技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)、網(wǎng)同步技術(shù)外還有一些其他技術(shù)，如：調(diào)制技術(shù)、加解擾技術(shù)、無線分集接收技術(shù)、功率控制技術(shù)和節(jié)能技術(shù)。

無線局域網(wǎng)的具體實現(xiàn)

通過在實際工作中會對無線局域網(wǎng)設(shè)備和技術(shù)實現(xiàn)有過較為深刻的接觸。下面以廣州凱創(chuàng)公司（EnterasysNetworks）的RoamAbout802.11系列無線局域網(wǎng)設(shè)備對無線局域網(wǎng)的具體實現(xiàn)加以簡單介紹：

1．RoamAbout802.11設(shè)備簡介：

Enterasys推出的RoamAbout無線網(wǎng)絡(luò)解決方案，用于迅速、輕松和經(jīng)濟(jì)地建立無線LAN，它可以為用戶提供類似以太網(wǎng)的可靠性能。RoamAbout802.11系列產(chǎn)品由兩部分組成：全功能交換接入點和2.4GHz直接序列擴(kuò)頻無線以太網(wǎng)PC卡。前者可以通過無屏蔽雙絞線對，迅速而輕松地連接有線LAN；后者的功能類似于所有標(biāo)準(zhǔn)的有線以太網(wǎng)卡，但它使用射頻而不是電纜來建立LAN連接。當(dāng)用戶在整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)漫游時，RoamAboutPC卡可以無縫地切換到不同接入點上，從而始終保持與網(wǎng)絡(luò)的連接。2．工程具體實現(xiàn)實例：

例1：某稅務(wù)分局大樓內(nèi)已建成一條有線局域網(wǎng)，在分局大樓外有七個所需要通過無線局域網(wǎng)與大樓內(nèi)的有線網(wǎng)相連接。分局大樓外的七個所，至分局最遠(yuǎn)距離15km，最近3km，其中有兩個所在一棟建筑物內(nèi)已建成一個小有線局域網(wǎng)，各所一般擁有2至4臺工作站。我們采用的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品工作在2.4GHz至2.4835GHz頻率范圍內(nèi)，它要求兩個通信點的天線之間最好沒有物體遮擋，但由于大樓處于繁華地帶，因此選擇一個樓層較高的所作為無線局域網(wǎng)的中心站點。在中心站點上接入一個無線接入點AP-10D，其它各所通過接入一個站適配器SA-40D與中心站點的AP-10D進(jìn)行通信，分局大樓內(nèi)的有線局域網(wǎng)則通過接入一個無線網(wǎng)橋WB-10D與中心站點AP-10D進(jìn)行通信。這樣各所與分局所有站點對無線局域網(wǎng)的訪問均通過中心站點的控制來實現(xiàn)，它們共享中心站點AP-10D的3M帶寬。

例2：某集團(tuán)公司各企業(yè)分布在不同的建筑物內(nèi)辦公，按常規(guī)設(shè)計必須專線連接，每月支付昂貴的月租費和維護(hù)費用，并且無法解決移動站點訪問和存取公司網(wǎng)上信息。采用2.4GHz頻段無線局域網(wǎng)產(chǎn)品，可以比較靈活地組成一體化企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到與專線相同的性能，并解決移動站點問題，且安裝維護(hù)方便，不需交頻率使用費。具體方法是使用無線接入點（AP）的橋接功能，一端與建筑物間天線相連，一端與有線網(wǎng)絡(luò)Hub相連，這樣把兩棟大樓互相連接起來替代專線功能。周圍移動站點通過無線接入點與公司有線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，訪問和存取公司信息。

結(jié)束語

無線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)就是為了解決有線網(wǎng)絡(luò)無法克服的困難。雖然無線網(wǎng)絡(luò)有諸多優(yōu)勢，但與有線網(wǎng)絡(luò)相比