3.4.1 无线局域网概述
近年来,随着无线局域网技术的发展,无线局域网产品逐渐成熟,无线局域网得到了业界以及公众的热情关注,无线局域网的应用也逐渐发展起来。
无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它以无线多址信道作为传输媒介,利用电磁波完成数据交互,实现传统有线局域网的功能。
无线局域网络绝不是用来取代有线局域网络,而是用来弥补有线局域网络之不足,以达到网络延伸之目的,下列情形可能需要无线局域网络:
1)无固定工作场所的使用者。
2)有线局域网络架设受环境限制。
3)作为有线局域网络的备用系统。
无线局域网的优势主要体现在以下几个方面:
(1)安装便捷
一般在网络建设中,施工周期最长、对周边环境影响最大的,就是网络布线施工工程。在施工过程中,往往需要破墙掘地、穿线架管。而WLAN最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个接入点(Access Point)设备,就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。
(2)使用灵活
在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦WLAN建成后,在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。
(3)经济节约
由于有线网络缺少灵活性,这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要,这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划,又要花费较多费用进行网络改造。WLAN可以避免或减少以上情况的发生。
(4)易于扩展
WLAN有多种配置方式,能够根据需要灵活选择。这样,WLAN就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络,并且能够提供像“漫游(Roaming)”等有线网络无法提供的特性。
WLAN具有多方面的优点,其发展十分迅速。在最近几年里,WLAN已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛的应用。
无线局域网的基础还是传统的有线局域网,只是在有线局域网的基础上通过无线Hub、接入点(Access Point,AP)、无线网桥、无线网卡(Wireless LAN Card)、天线(Antenna)等设备使无线通信得以实现。任何一台装有无线网卡的PC均可通过AP去分享网络甚至Internet网络的资源。
和有线局域网一样,无线局域网同样也需要传送介质,只是无线局域网采用的传输媒体不是双绞线或者光纤,而是红外线或者无线电波。
(1)红外线
红外线局域网采用小于一微米波长的红外线作为传输媒体,有较强的方向性,由于它采用低于可见光的部分频谱作为传输介质,使用不受无线电管理部门的限制。红外线信号要求视距传输,并且窃听困难,对邻近的区域的类似系统也不会产生干扰。在实际应用中,由于红外线具有很高的背景噪声,受日光,环境照明等影响较大,一般要求的发射功率较高,而采用现行技术(特别是LED),很难获得高的比特速率(>10Mbit/s),尽管如此,红外线LAN仍是目前100Mbit/s以上无线局域网络最可行的方案。
(2)无线电波
由于无线电波的覆盖范围较广,采用微波波段的无线电波作为无线局域网的传输介质应用最多。使用扩频方式通信时,特别是直接序列扩频调制方法因发射功率低于自然的背景噪声,具有很强的抗干扰抗噪声能力,抗衰落能力。一方面使通信具有很高的安全性,基本避免了通信信号的偷听和窃取,具有很高的可用性。另一方面无线局域网使用的频段主要是S频段(2.4~2.4835GHz),这个频段也叫ISM(Industry Science Medical)即工业科学医疗频段,该频段在美国不受FCC(美国联邦通信委员会)的限制,属于工业自由频段,不会对人体健康造成伤害。
无线局域网采用的关键传输技术有以下几种。
(1)正交频分复用技术
是以多个副载频并发来传输高速数字信息,每个副载频留取足够长的时间和码元宽度来“躲避”多径衰落信道带来的码间干扰的影响。所采用的数字信息调制有时间差分移相键控(TDPSK)和频率差分移相键控(FDPSK),以快速傅里叶变换(FFT)算法实施数字信息调制和解调功能。
(2)红外线辐射技术
这种技术的特点是:不能穿透物体;通信距离要远远小于通常使用的射频技术的通信距离。由于空间衰减很大,信号不易被探测,比较适用于近距离点对点传输速率较高的环境。
(3)宽带扩展频谱技术
它是一种传输信息的调制制式,其传输信息的信号带宽远大于信息本身的带宽。信息带宽的扩展是通过编码方法实现的,与所传数据信息无关。在接收端将宽带的扩频信号恢复成窄带的传输信号,同时将干扰信号频谱再次进行扩展,从而提高信息解调信噪比,达到扩频通信目的。