無線通信網(wǎng)絡(luò)基本知識(shí)詳解

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上無線網(wǎng)絡(luò)基本知識(shí)一、 基本概念1、 什么是無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local Area Networks； WLAN) 是利用射頻(Radio Frequency； RF)的技術(shù)，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線(Coaxial)所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，WLAN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)。WLAN的數(shù)據(jù)傳輸速率現(xiàn)在已經(jīng)能夠達(dá)到11Mbps(802.11b)，最高速率可達(dá)54Mbps(802.11a),傳輸距離可遠(yuǎn)至20km以上。它是對(duì)有線連網(wǎng)方式的一種補(bǔ)充和擴(kuò)展，使網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)具有可移動(dòng)性，能快速方便地解決使用有線方式不易實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)連通問題

2、。使得無線局域網(wǎng)絡(luò)能利用簡(jiǎn)單的存取架構(gòu)讓用戶透過它，達(dá)到“信息隨身化、便利走天下”的理想境界。2、 為什么使用無線局域網(wǎng)絡(luò) 通常計(jì)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(chǎng)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(diǎn)不可移動(dòng)。特別是要把相離較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)聯(lián)接起來時(shí)，敷設(shè)專用通信線路的布線施工難度大、費(fèi)用高、耗時(shí)長,對(duì)正在迅速擴(kuò)大的連網(wǎng)需求形成了嚴(yán)重的瓶頸阻塞。并且,對(duì)于局域網(wǎng)絡(luò)管理主要工作之一，是鋪設(shè)電纜或是檢查電纜是否斷線這種耗時(shí)的工作，很容易令人煩躁，也不容易在短時(shí)間內(nèi)找出斷線所在。再者，由于配合企業(yè)及應(yīng)用環(huán)境不斷的更新與發(fā)展，原有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)

3、必須配合重新布局，需要重新安裝網(wǎng)絡(luò)線路，雖然電纜本身并不貴，可是請(qǐng)技術(shù)人員來配線的成本很高，尤其是老舊的大樓，配線工程費(fèi)用就更高了。因此，WLAN就是解決有線網(wǎng)絡(luò)存在以上問題而出現(xiàn)的,架設(shè)無線局域網(wǎng)絡(luò)就成為最佳解決方案。3、什么情形需要無線局域網(wǎng)絡(luò)無線局域網(wǎng)絡(luò)絕不是用來取代有線局域網(wǎng)絡(luò)，而是用來彌補(bǔ)有線局域網(wǎng)絡(luò)之不足，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)延伸之目的，下列情形可能須要無線局域網(wǎng)絡(luò):a.無固定工作場(chǎng)所的使用者b.有線局域網(wǎng)絡(luò)架設(shè)受環(huán)境限制c.作為有線局域網(wǎng)絡(luò)的備用系統(tǒng) 4、無線局域網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)a.安裝便捷一般在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，施工周期最長、對(duì)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

4、、穿線架管。而WLAN最大的優(yōu)勢(shì)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(gè)或多個(gè)接入點(diǎn) (Access Point) 設(shè)備，就可建立覆蓋整個(gè)建筑或地區(qū)的局域網(wǎng)絡(luò)。 b.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(diǎn)位置的限制。而一旦WLAN建成后，在無線網(wǎng)的信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)任何一個(gè)位置都可以接入網(wǎng)絡(luò)。 c.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(diǎn)。而一旦網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展超出了設(shè)計(jì)規(guī)劃，又要花費(fèi)較多費(fèi)用進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造。而WLAN可以避免或減少以上情況的發(fā)生。 d.易于擴(kuò)展 WLAN有多種配置方式，能夠根據(jù)需要靈活選擇

5、。這樣，WLAN就能勝任從只有幾個(gè)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WLAN具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)展十分迅速。在最近幾年里，WLAN已經(jīng)在政府、軍隊(duì)、油田、酒店、醫(yī)院、商場(chǎng)、工廠和學(xué)校等等不適合網(wǎng)絡(luò)布線的場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。 5、無線局域網(wǎng)相關(guān)概念在一個(gè)典型的WLAN環(huán)境中，有一些進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接受的設(shè)備，稱為接入點(diǎn)(AP)。通常，一個(gè)AP能夠在幾十至上百米的范圍內(nèi)連接多個(gè)無線用戶。在同時(shí)具有有線和無線網(wǎng)絡(luò)的情況下，AP可以通過標(biāo)準(zhǔn)的Ethernet電纜與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)相連，作為無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的連接點(diǎn)。WLAN的終

6、端用戶可通過無線網(wǎng)卡等訪問網(wǎng)絡(luò)。在距離較遠(yuǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，通過室外無線網(wǎng)橋來實(shí)現(xiàn)幾公里、幾十公里的遠(yuǎn)端局域網(wǎng)連接中心局域網(wǎng)。a. 微單元和無線漫游無線電波在傳播過程中會(huì)不斷衰減，導(dǎo)致AP的通訊范圍被限定在一定的范圍之內(nèi)。這個(gè)范圍被稱為微單元。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境存在多個(gè)AP，且它們的微單元互相有一定范圍的重合時(shí)，無線用戶可以在整個(gè)WLAN覆蓋區(qū)內(nèi)移動(dòng)，無線網(wǎng)卡能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)附近信號(hào)強(qiáng)度最大的AP，并通過這個(gè)AP收發(fā)數(shù)據(jù)，保持不間斷的網(wǎng)絡(luò)連接，這就稱為無線漫游。b. 擴(kuò)頻大多數(shù)的WLAN產(chǎn)品都使用了擴(kuò)頻技術(shù)。擴(kuò)頻技術(shù)原先是軍事通訊領(lǐng)域中使用的寬帶無線通信技術(shù)。使用擴(kuò)頻技術(shù)，能夠使數(shù)據(jù)在無線傳輸中完整可靠。

7、并且確保同時(shí)在不同頻段傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不會(huì)互相干擾。c. 直序擴(kuò)頻所謂直接序列擴(kuò)頻，就是使用具有高碼率的擴(kuò)頻序列，在發(fā)射端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，而在接收端用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)，把展開的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原來的信號(hào)。d. 跳頻擴(kuò)頻跳頻技術(shù)與直序擴(kuò)頻技術(shù)完全不同，是另外一種擴(kuò)頻技術(shù)。跳頻的載頻受一個(gè)偽隨機(jī)碼的控制，在其工作帶寬范圍內(nèi)，其頻率按隨機(jī)規(guī)律不斷改變頻率。接收端的頻率也按隨機(jī)規(guī)律變化，并保持與發(fā)射端的變化規(guī)律一致。跳頻的高低直接反映跳頻系統(tǒng)的性能，跳頻越高，抗干擾的性能越好，軍用的跳頻系統(tǒng)可以達(dá)到每秒上萬跳。實(shí)際上移動(dòng)通信GSM系統(tǒng)也是跳頻系統(tǒng)。出于成本的考慮，商用跳頻系統(tǒng)跳速都較慢，一般在50跳/

8、秒以下。由于慢跳跳頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，因此低速WLAN常常采用這種技術(shù)。 6、無線局域網(wǎng)絡(luò)存取技術(shù)目前廠商在設(shè)計(jì)無線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品時(shí)，有相當(dāng)多種存取設(shè)計(jì)方式，大致可分為三大類：窄頻微波(Narrowband Microwave)技術(shù)、展頻(Spread Spectrum)技術(shù)、及紅外線(Infrared)技術(shù)，每種技術(shù)皆有其優(yōu)缺點(diǎn)、限制、及比較，接下來是這些技術(shù)方法的詳細(xì)探討。a. 展頻技術(shù)展頻技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是依據(jù)FCC(Federal Communications Committee；美國聯(lián)邦通訊委員會(huì))規(guī)定的ISM(Industrial Scientific, and Medical)，

9、頻率范圍開放在902M928MHz及2.4G2.484GHz兩個(gè)頻段，所以并沒有所謂使用授權(quán)的限制。展頻技術(shù)主要又分為跳頻技術(shù)及直接序列兩種方式。而此兩種技術(shù)是在第二次世界大戰(zhàn)中軍隊(duì)所使用的技術(shù)，其目的是希望在惡劣的戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境中，依然能保持通信信號(hào)的穩(wěn)定性及保密性。b. 跳頻技術(shù) (FHSS)跳頻技術(shù) (Frequency-Hopping Spread Spectrum； FHSS)在同步、且同時(shí)的情況下，接受兩端以特定型式的窄頻載波來傳送訊號(hào)，對(duì)于一個(gè)非特定的接受器，F(xiàn)HSS所產(chǎn)生的跳動(dòng)訊號(hào)對(duì)它而言，也只算是脈沖噪聲。FHSS所展開的訊號(hào)可依特別設(shè)計(jì)來規(guī)避噪聲或One-to-Many的非重復(fù)的

10、頻道，并且這些跳頻訊號(hào)必須遵守FCC的要求，使用75個(gè)以上的跳頻訊號(hào)、且跳頻至下一個(gè)頻率的最大時(shí)間間隔(Dwell Time)為400ms。c. 直接序列展頻技術(shù) (DSSS) 直接序列展頻技術(shù) (Direct Sequence Spread Spectrum； DSSS)是將原來的訊號(hào)1或0，利用10個(gè)以上的chips來代表1或0位，使得原來較高功率、較窄的頻率變成具有較寬頻的低功率頻率。而每個(gè)bit使用多少個(gè)chips稱做Spreading chips，一個(gè)較高的Spreading chips可以增加抗噪聲干擾，而一個(gè)較低Spreading Ration可以增加用戶的使用人數(shù)?；旧希贒

11、SSS的Spreading Ration是相當(dāng)少的，例如在幾乎所有2.4GHz的無線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品所使用的Spreading Ration皆少于20。而在IEEE802.11的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，其Spreading Ration大約在100左右。d. FHSS VS DSSS調(diào)變差異 無線局域網(wǎng)絡(luò)在性能和能力上的差異，主要是取決于所采用的是FHSS還是DSSS來實(shí)現(xiàn)、以及所采用的調(diào)變方式。然而，調(diào)變方式的選擇并不完全是隨意的，像FHSS并不強(qiáng)求某種特定的調(diào)變方式，而且，大部分既有的FHSS都是使用某些不同形式的GFSK，但是，IEEE 802.11草案規(guī)定要使用GFSK。至于DSSS則過使用可變相位調(diào)變

12、(如：PSK、QPSK、DQPSK)，可以得到最高的可靠性以及表現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率性能。在抗噪聲能力卜方面，采用QPSK調(diào)變方式的DSSS與采用FSK調(diào)變方式的FHSS相比，可以發(fā)現(xiàn)這兩種不同技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)各自擁有的優(yōu)勢(shì)。FHSS系統(tǒng)之所以選用FSK調(diào)變方式的原因是因?yàn)镕HSS和FSK內(nèi)在架構(gòu)的簡(jiǎn)單性，F(xiàn)SK無線訊號(hào)可使用非線性功率放大器，但這卻犧牲了作用范圍和抗噪聲能力。而DSSS系統(tǒng)需要稍為貴一些的線性放大器，但卻可以獲得更多的回饋。e. DSSS VS FHSS之優(yōu)劣 截至目前，若以現(xiàn)有的產(chǎn)品參數(shù)詳加比較，可以看出DSSS技術(shù)在需要最佳可靠性的應(yīng)用中具有較佳的優(yōu)勢(shì)，而FHSS技術(shù)在需要低成

13、本的應(yīng)用中較占優(yōu)勢(shì)。雖然我們可以在網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)內(nèi)看到各家廠商各說各話，但真正需要注意的是廠商在DSSS和FHSS展頻技術(shù)的選擇，必須要審慎端視產(chǎn)品在市場(chǎng)的定位而定，因?yàn)樗梢越鉀Q無線局域網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力及特性，包括：抗干擾能力、使用距離范圍、頻寬大小、及傳輸資料的大小。一般而言，DSSS由于采用全頻帶傳送資料，速度較快，未來可開發(fā)出更高傳輸頻率的潛力也較大。DSSS技術(shù)適用于固定環(huán)境中、或?qū)鬏斊焚|(zhì)要求較高的應(yīng)用，因此，無線廠房、無線醫(yī)院、網(wǎng)絡(luò)社區(qū)、分校連網(wǎng)等應(yīng)用，大都采用DSSS無線技術(shù)產(chǎn)品。FHSS則大都使用于需快速移動(dòng)的端點(diǎn)，如行動(dòng)電話在無線傳輸技術(shù)部分即是采用FHSS技術(shù)；且因FHSS傳輸范

14、圍較小，所以往往在相同的傳輸環(huán)境下，所需要的FHSS技術(shù)設(shè)備要比DSSS技術(shù)設(shè)備多，在整體價(jià)格上，可能也會(huì)比較高。以目前企業(yè)需求來說，高速移動(dòng)端點(diǎn)應(yīng)用較少，而大多較注重傳輸速率、及傳輸?shù)姆€(wěn)定性，所以未來無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品發(fā)展應(yīng)會(huì)以DSSS技術(shù)為主流。二、相關(guān)產(chǎn)品資料常用的幾種無線接入方式：CPRS、CDMA、無線接入、無線廣域網(wǎng)。1、 前兩種適合于移動(dòng)上網(wǎng)，只需在電信或聯(lián)通公司開辟一個(gè)帳號(hào)，加一塊無線網(wǎng)卡即可實(shí)現(xiàn)無線上網(wǎng)功能。2、 無線接入（無線局域網(wǎng)） 在一個(gè)大的辦公區(qū)內(nèi)，可以用一塊AP（無線網(wǎng)橋，相當(dāng)于一個(gè)交換機(jī)的功能），加上n個(gè)無線網(wǎng)卡，即可實(shí)現(xiàn)， 若在寫字間內(nèi)，多個(gè)寫字間之間相連時(shí)，可以兩個(gè)房間用一塊AP3、無線廣域網(wǎng)若在理想狀態(tài)（無阻礙、距離近），需要的設(shè)備：無線網(wǎng)橋、全向天線、天線桿、避雷器、網(wǎng)線一套； 若