无线网络

时间：2015-06-26 22:26:43 阅读：151 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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无线网络
无线网络（wireless network）是采用无线通信技术实现的网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线，可以和有线网络互为备份。
1什么是无线

主流应用的无线网络分为通过公众移动通信网实现的无线网络（如4G，3G或GPRS）和无线局域网（WiFi）两种方式。GPRS手机上网方式，是一种借助移动电话网络接入Internet的无线上网方式，[1] 因此只要你所在城市开通了GPRS上网业务，你在任何一个角落都可以通过笔记本电脑来上网。

首先说，无线网络并不是何等神秘之物，可以说它是相对于我们普遍使用的有线网络而言的一种全新的网络组建方式。无线网络在一定程度上扔掉了有线网络必须依赖的网线。这样一来，你可以坐在家里的任何一个角落，抱着你的笔记本电脑，享受网络的乐趣，而不像从前那样必须要迁就于网络接口的布线位置。这样你的家里也不会被一根根的网线弄得乱七八糟了。

[1]

2技术原理

无线局域网名词解析。网络按照区域分类可以分为局域网，城域网和广域网。

调制方式：

11MbpsDSSS物理层采用补码键控(CCK)调制模式。CCK与现有的IEEE802.11DSSS具有相同的信道方案，在2.4GHzISM频段上有三个互不干扰的独立信道，每个信道约占25MHz。因此，CCK具有多信道工作特性。

3网络标准

常见标准有以下几种：

IEEE 802.11a：使用5GHz频段，传输速度54Mbps，与802.11b不兼容

IEEE 802.11b：使用2.4GHz频段，传输速度11Mbps

IEEE802.11g：使用2.4GHz频段，传输速度主要有54Mbps、108Mbps，可向下兼容802.11b

IEEE802.11n草案：使用2.4GHz频段，传输速度可达300Mbps，标准尚为草案，但产品已层出不穷。

目前IEEE802.11b最常用，但IEEE802.11g更具下一代标准的实力，802.11n也在快速发展中。

IEEE802.11b标准含有确保访问控制和加密的两个部分，这两个部分必须在无线LAN中的每个设备上配置。拥有成百上千台无线LAN用户的公司需要可靠的安全解决方案，可以从一个控制中心进行有效的管理。缺乏集中的安全控制是无线LAN只在一些相对较的小公司和特定应用中得到使用的根本原因。

IEEE802.11b标准定义了两种机理来提供无线LAN的访问控制和保密：服务配置标识符（SSID）和有线等效保密（WEP）。还有一种加密的机制是通过透明运行在无线LAN上的虚拟专网（VPN）来进行的。

SSID ，无线LAN中经常用到的一个特性是称为SSID的命名编号，它提供低级别上的访问控制。SSID通常是无线LAN子系统中设备的网络名称；它用于在本地分割子系统。

WEP ，IEEE802.11b标准规定了一种称为有线等效保密（或称为WEP）的可选加密方案，提供了确保无线LAN数据流的机制。WEP利用一个对称的方案，在数据的加密和解密过程中使用相同的密钥和算法。

4接入设备

设备类型

在无线局域网里，常见的设备有无线网卡、无线网桥、无线天线等。

无线网卡

无线网卡的作用类似于以太网中的网卡，作为无线局域网的接口，实现与无线局域网的连接。无线网卡根据接口类型的不同，主要分为三种类型，即PCMCIA无线网卡、PCI无线网卡和USB无线网卡。

PCMCIA无线网卡仅适用于笔记本电脑，支持热插拔，可以非常方便地实现移动无线接入。只是它们适合笔记本型电脑的PC卡插槽。同桌面计算机相似，你可以使用外部天线来加强PCMCIA无线网卡。

PCI无线网卡适用于普通的台式计算机使用。其实PCI 无线网卡只是在PCI转接卡上插入一块普通的PCMCIA卡。可以不需要电缆而使你的微机和别的电脑在网络上通信。无线NIC与其他的网卡相似，不同的是，它通过无线电波而不是物理电缆收发数据。无线NIC为了扩大它们的有效范围需要加上外部天线。当AP变得负载过大或信号减弱时，NIC能更改与之连接的访问点AP，自动转换到最佳可用的AP，以提高性能。

USB接口无线网卡适用于笔记本和台式机，支持热插拔，如果网卡外置有无线天线，那么，USB接口就是一个比较好的选择。

无线网桥

从作用上来理解无线网桥，它可以用于连接两个或多个独立的网络段，这些独立的网络段通常位于不同的建筑内，相距几百米到几十公里。所以说它可以广泛应用在不同建筑物间的互联。同时，根据协议不同，无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b、802.11g和802.11n以及采用5.8GHz频段的802.11a和802.11n的无线网桥。无线网桥有三种工作方式，点对点，点对多点，中继桥接。特别适用于城市中的远距离通讯．

在无高大障碍（山峰或建筑）的条件下，一对速组网和野外作业的临时组网。其作用距离取决于环境和天线，现7km的点对点微波互连。一对27dbi的定向天线可以实现10km的点对点微波互连。12dbi的定向天线可以实现2km的点对点微波互连；一对只实现到链路层功能的无线网桥是透明网桥，而具有路由等网络层功能、在网络24dbi的定向天线可以实层实现异种网络互联的设备叫无线路由器，也可作为第三层网桥使用。

无线网桥通常是用于室外，主要用于连接两个网络，使用无线网桥不可能只使用一个，必需两个以上，而AP可以单独使用。无线网桥功率大，传输距离远（最大可达约50km），抗干扰能力强等，不自带天线，一般配备抛物面天线实现长距离的点对点连接；一些新的集成设备也都大都踊跃出来了，应有尽有。

AP接入点又称无线局域网收发器，用于无线网络的无线HUB，是无线网络的核心。它是移动计算机用户进入有线以太网骨干的接入点，AP可以简便地安装在天花板或墙壁上，它在开放空间最大覆盖范围可达300米，无线传输速率可以高达11Mbps。

无线天线

无线局域网天线可以扩展无线网络的覆盖范围，把不同的办公大楼连接起来。这样，用户可以随身携带笔记本电脑在大楼之间或在房间之间移动

当计算机与无线AP或其他计算机相距较远时，随着信号的减弱，或者传输速率明显下降，或者根本无法实现与AP或其他计算机之间通讯，此时，就必须借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增益（放大）。

无线天线有多种类型，不过常见的有两种，一种是室内天线，优点是方便灵活，缺点是增益小，传输距离短；一种是室外天线。室外天线的类型比较多，例如：栅栏式、平板式、抛物状等等。室外天线的优点是传输距离远。比较适合远距离传输。

5主要功能

动态速率转换

当射频情况变差时，可将数据传输速率从11Mbps降低为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps。

漫游支持

当用户在楼房或公司部门之间移动时，允许在访问点之间进行无缝连接。IEEE802.11 无线网络标准允许无线网络用户可以在不同的无线网桥网段中使用相同的信道或在不同的信道之间互相漫游。

扩展频谱技术

是一种在二十世纪四十年代发展起来的调制技术，它在无线电频率的宽频带上发送传输信号。包括跳频扩谱(FHSS)和直接顺序扩谱(DSSS)两种。跳频扩谱被限制在2Mb/s数据传输率，并建议用在特定的应用中。对于其他所有的无线局域网服务，直接顺序扩谱是一个更好的选择。在IEEE802.11b标准中，允许采用DSSS的以太网速率达到11Mb/s。

自动速率选择功能

IEEE802.11无线网络标准允许移动用户设置在自动速率选择（ARS）模式下，ARS功能会根据信号的质量及与网桥接入点的距离自动为每个传输路径选择最佳的传输速率，该功能还可以根据用户的不同应用环境设置成不同的固定应用速率。

电源消耗管理功能

IEEE802.11还定义了MAC层的信令方式，通过电源管理软件的控制，使得移动用户能具有最长的电池寿命。电源管理会在无数据传输时使网络处于休眠（低电源或断电）状态，这样就可能会丢失数据包。为解决这一问题，IEEE802.11规定了AP应具有缓冲区去储存信息，处于休眠的移动用户会定期醒来恢复该信息。

保密功能

仅仅靠普通的直序列扩频编码调制技术不够可靠，如使用无线宽频扫描仪，其信息又容易被窃取。最新的WLAN标准采用了一种加载保密字节的方法，使得无线网络具有同有线以太网相同等级的保密性。此密码编码技术早期应用于美国军方无线电机密通信中，无线网络设备的另一端必须使用同样的密码编码方式才可以互相通信，当无线用户利用AP接入点连入有线网络时还必须通过AP接入点的安全认证。该技术不但可以防止空中****，而且也是无线网络认证有效移动用户的一种方法。

信息包重整

当传送帧受到严重干扰时，必定要重传。因此若一个信息包越大，所需重传的耗费也就越大；这时，若减小帧尺寸，把大信息包分割为若干小信息包，即使重传，也只是重传一个小信息包，耗费相对小的多。这样就能大大提高无线网在噪声干扰地区的抗干扰能力。

6接入方式

根据不同的应用环境，无线局域网采用的拓扑结构主要有网桥连接型、访问节点连接型、HUB接入型和无中心型四种。

1、网桥连接型。该结构主要用于无线或有线局域网之间的互连。当两个局域网无法实现有线连接或使用有线连接存在困难时，可使用网桥连接型实现点对点的连接。在这种结构中局域网之间的通信是通过各自的无线网桥来实现的，无线网桥起到了网络路由选择和协议转换的作用。

2、访问节点连接型。这种结构采用移动蜂窝通信网接入方式，各移动站点间的通信是先通过就近的无线接收站（访问节点：AP）将信息接收下来，然后将收到的信息通过有线网传入到“移动交换中心”，再由移动交换中心传送到所有无线接收站上。这时在网络覆盖范围内的任何地方都可以接收到该信号，并可实现漫游通信。

3、HUB接入型。在有线局域网中利用HUB可组建星型网络结构。同样也可利用无线AP组建星型结构的无线局域网，其工作方式和有线星型结构很相似。但在无线局域网中一般要求无线AP应具有简单的网内交换功能。

4、无中心型结构。该结构的工作原理类似于有线对等网的工作方式。它要求网中任意两个站点间均能直接进行信息交换。每个站点即是工作站，也是服务器。

7网络分类

个人网

无线个人网(WPAN)是在小范围内相互连接数个装置所形成的无线网络，通常是个人可及的范围内。例如蓝牙连接耳机及膝上电脑，ZigBee也提供了无线个人网的应用平台。

蓝牙是一个开放性的、短距离无线通信技术标准。该技术并不想成为另一种无线局域网（WLAN）技术，它面向的是移动设备间的小范围连接，因而本质上说它是一种代替线缆的技术。它可以用来在较短距离内取代目前多种线缆连接方案，穿透墙壁等障碍，通过统一的短距离无线链路，在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信。

蓝牙力图做到：必须像线缆一样安全；降到和线缆一样的成本；可以同时连接移动用户的众多设备，形成微微网（piconet）；支持不同微微网间的互连，形成scatternet；支持高速率；支持不同的数据类型；满足低功耗、致密性的要求，以便嵌入小型移动设备；最后，该技术必须具备全球通用性，以方便用户徜徉于世界的各个角落。

从专业角度看，蓝牙是一种无线接入技术。从技术角度看，蓝牙是一项创新技术，它带来的产业是一个富有生机的产业，因此说蓝牙也是一个产业，它已被业界看成是整个移动通信领域的重要组成部分。蓝牙不仅仅是一个芯片，而是一个网络，不远的将来，由蓝牙构成的无线个人网将无处不在。它还是GPRS和3G的推动器。

区域网

无线区域网(Wireless Regional Area Network，简称WRAN)基于认知无线电技术，IEEE802.22定义了适用于WRAN系统的空中接口。WRAN系统工作在47MHz～910MHz高频段/超高频段的电视频带内的，由于已经有用户(如电视用户) 占用了这个频段，因此802.22设备必须要探测出使用相同频率的系统以避免干扰。

城域网

无线城域网是连接数个无线局域网的无线网络型式。

2003年1月，一项新的无线城域网标准IEEE802.16a正式通过。致力于此标准研究的组织是WiMax论坛——全球微波接入互操作性（Worldwide Interoperability for Microwave Access）组织。作为一个非赢利性的产业团体，WiMax由Intel及其他众多领先的通信组件及设备公司共同创建。截至2004年1月底，其成员数由之前的28个迅速增长到超过70个，特别吸引了AT&T、电讯盈科等运营商，以及西门子移动及我国的中兴通讯等通信厂商的参与。WiMax总裁兼主席LaBrecque认为，这将是该组织发展的一个里程碑。虽然实际的商用进程尚待时日，但是从WiMax论坛发布的资料上显示，WiMax正力图成为继无线局域网联盟Wi-Fi之后的另一个具有充分产业影响力的无线产业联盟。作为WiMax的主要成员，Intel一直致力于IEEE 802.16无线城域网芯片的开发。据悉，Intel有望在2004年下半年开始销售基于IEEE 802.16d标准的芯片，该芯片将能够帮助实现终端设备与天线的无线高速连接。而WiMax的户外安装工作也将于2005年上半年开始，下半年将进行WiMax天线的室内安装。带有基于IEEE 802.16e标准的WiMax芯片设备有望在2006年初面市。

8应用协议

DHCP协议

动态主机配置协议（DHCP）自动从DHCP服务器中获取租用IP地址，使笔记本电脑用户在网络中断时自动获得新的IP地址以便继续工作，从而享受无缝漫游。

CSMA/CD协议

有线以太局域网在MAC层的标准协议是CSMA/CD，即载波侦听多点接入/冲突检测。但由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突，因此IEEE802.11全新定义了一种新的协议，即载波侦听多点接入/冲突避免（CSMA/CA）。一方面，载波侦听查看介质是否空闲；另一方面，通过随机的时间等待，使信号冲突发生的概率减到最小，当介质被侦听到空闲时，则优先发送。不仅如此，为了使系统更加稳固，IEEE802.11还提供了带确认帧ACK的CSMA/CA协议。

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