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1、网络技术与应用 无线局域网关键技术及前景展望 张莲瑛1 1 牛存良2 徐钰1 1 河北工业大学计算机与软件学院天津3 0 0 1 3 0 2 河北工业大学网络中心天津3 0 0 1 3 0 摘要：随着I n t e r a c t 的迅速发展，有线网络的不足之外逐渐暴露出来。作为宽带有线接 入网的延伸和补充，无线局域网以其灵活性和可移动性，越来越受到业界的广泛关注。本文 从无线局域网的技术要求，技术标准，拓扑结构等方面介绍了W L A N 的技术特点和优势。 并对其发展前景进行了展望。 关键字：无线局域网，技术标准，拓扑结构。优势。前景 T h eS t a n d a r da n dD e
2、 v e l o p m e n to fW L A N Z h a n g L i a n y i n g N i u C u n l i a nX u Y u Z l a a n g L l a n y m gI UU n l l a nY u 1 S c h o o lo fE l e c t r i c a lE n g i n e e r i n ga n dT e c h n o l o g y , H e b e iU n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y , T i a r d i n 2 N e t w o r kC e n t e
3、 r 。H e b e iU n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y , T i a r d i n3 0 0 1 3 0 A b s t r a c t ：W i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to f I n t e m e t , t h ed i s a d v a n t a g e so f t r a d i t i o n a in e t w o r ka l e g r a d u a l l ye x p o s e d S e r v i n ga st h ee x t e n s
4、i o na n ds u p p l e m e n to fw i r e da c c e s sn e t w o r k , w i r e l e s sl o c a l a r e an e t w o r ki sb e i n gp a i dm o r ea n dm o r ea t t e n t i o nd u et oi t sf l e x i b i l i t ya n dm o b i l i t y I nt h i sp a p e r t h ec h a r a c t e r i s t i c sa n da d v a n t a g e
5、so fW L A Na r ei n t r o d u c e db a s e do ni t st e c h n o l o g ys t a n d a r d sa n d t o p o l o g y T h ep r o s p e r i t yp r o s p e c to f 、 几A Ni sa l s od e s c r i b e d K e y w o r d s ：W L A N ，t e c h n o l o g ys t a n d a r d ，t o p o l o g y , a d v a n t a g e ，p r o s p e r
6、i t yp r o s p e c t 近年来，信息技术与信息产业飞速发展网络日益进入每一个人的生活中，人们对网络 通信的要求也不断提高，希望在5 W ( W h o e v e r 、W h e n e v e r 、W h e r e v e r 、W h o m e v e r 、W h a t e v e O 情况下进行相互通信。但是，传统的有线网络因为受到线路等硬件条件的限制，无法让人们 随时随地地使用。无线网络正是在这样一种情况下，逐渐发展起来的。它克服了传统网络技 术的不足，使人们真正地摆脱了物理布线上的束缚，可以灵活自由地使用各种移动终端设备 享受网络资源真正体现了5 W 的
7、要求。 一、无线网相关标准 目前。有关无线局域网的标准主要有：I E E E 8 0 2 1 l 系列、H y p e r L A N 2 、H o m e R F 及蓝牙 Q l u e t o o t h ) 。 1 I E E E 8 0 2 1 l 系列 1 9 9 0 年。I E E E 执行委员会成立了8 0 2 1 l 工作组，其目标是创建无线局域网( W L A N ) 标准。 8 0 2 1 l 系列规范主要从W L A N 的物理层( P H Y ) 和媒体访问控制层( M A C ) 两个层面制订系 列规范，物理层标准规定了无线传输信号等基础规范，而媒体访问控制层标准是在
8、物理层上 的一些应用要求规范。 1 ) 8 0 2 II 标准中物理层的三种实现方法 1 张莲瑛，1 9 7 3 。女，硕士研究生，a n g e l a Z l 0 2 5 1 6 3 c o r n 1 3 2 网络新技术与应用研讨会论文集( 2 0 0 5 ) 跳频扩频F H S S ( F r e q u e n c yH o p p i n gS p r e a dS p e c t r u m ) ，它使用2 4 G H z 的I S M 频段( 即 2 4 0 0 0 - 2 4 8 3 5 0 n z ) ，共有7 9 个信道可供跳频使用，每个信道可使用的带宽为1 M H z
9、。由于 F H S S 实现容易且成本较低，所以F H S S 也是扩频技术中常用的一种。 直接序列扩频D S S S ( D i r e c tS e q u e n c eS p r e a dS p e c t r u m ) 是另一种重要的扩频技术。它也使 用2 4 G H z 的I S M 频段。当使用二无相对移相键控时，基本接入速率为1 M b p s ：当使用四无 相对移相键控时，接入速率为2 M b p s 。 红外技术I R ( I n f r a R e d ) 是指使用波长为8 5 0 - 9 5 0 n m 的红外线在室内传送数据。接入速率为 1 M b p s - 2
10、 M b p s 。 2 ) 8 0 2 1 l 标准中的M A C 子层 8 0 2 1 l 协议使用了载波侦听冲突避免( C S M A C A ，C a r d e rS e n s eM u l t i p l eA c c e s sw i t h C o l l i s i o nA v o i d a n c e ) 技术。这种协议实际上就是在发送数据前先对信道进行预约，其原理是： 当站A 向B 发送数据帧之前，先向B 发送一个请求发送帧R T S ( R e q u e s tT oS e n d ) 。B 在收到 R T S 帧后同A 响应一个允许发送帧C T S ( C l
11、 e a rT oS e n d ) 。A 收到C T S 帧之后向B 发送其数据 帧。使用R T S 和C T S 帧会使整个网络的效率有所下降。但这两种控制帧都很短，其长度分别 为2 0 和4 0 字节，与数据帧相比开销不算大。相反，若不使用这种控制帧，则一旦发生冲突 而导致重发，则浪费的时间就更多了。 历经十几年的发展，8 0 2 1 l 已经从最初的8 0 2 1 l 、8 0 2 1 l a 、8 0 2 1 1 b 发展到了目前的8 0 2 1 l i 等8 种标准。其中已经推出的有： I E E E 8 0 2 1 1 是I E E E 在1 9 9 7 年提出的第一个无线局域网
12、标准，由于传输速率最高只能达 到2 M b i t s ，所以，主要被用于数据的存取。8 0 2 1 1 b 工作于2 4G H z 频带，物理层支持5 5 M b i t s 和ll N b i 以两个速率。它的传输速率可因环境干扰或传输距离而变化，在l lM b i t s 、5 5 M b i 以、 2 m i 以、l M b i 佻之间切换，而且在2 M b i t s 、I M b i t s 速率时与I E E E 8 0 2 1 l 兼容。8 0 2 1 1 a 工 作于5G H z 频带，物理层速率可达5 4 M b i t s ，这就基本满足了我们现行局域网多数应用的速 度要
13、求。而且，对数据加密方面，采用了更为严密的算法。但是，I E E E 8 0 2 1 l a 芯片价格昂贵、 空中接力不好、点对点连接很不经济，更重要的一点是它与I E E E 8 0 2 1 l b 不兼容，这在很大 程度上阻碍了它的普及与应用。I E E E 8 0 2 1 l b + 是一个非正式的标准，称为增强型I E E E 8 0 2 1 l b 。 它跟I E E E 8 0 2 1 l b 完全兼容，只是采用了特殊的数据调制技术，从而可以实现高达2 2 M b i t s 的通信速率。2 0 0 3 年6 月1 2 日，I E E E 8 0 2 1 l g 正式作为技术标准发
14、布，它是8 0 2 1 l b 的扩充， 通过提高数据率，来增强8 0 2 1 l b 兼容网络的性能和应用，这一标准使得无线网络传输速率可 达5 4 M b i t s ，且与I E E E 8 0 2 1 l b 工作在相同的频带与之完全兼容。8 0 2 1l d ：当前8 0 2 1 l 标准 中规定的操作仅在几个国家中是合法的，该标准旨在扩充8 0 2 1 l 无线局域网在其他国家的应 用。 另外，还有仍在制订之中的：8 0 2 1 l e ，改进和管理W L A N 的服务质量，保证能在8 0 2 1 l 无线网络上进行话音、音频、视频等多媒体业务的传输。8 0 2 1 l f ，实
15、现不同厂商无线局域网 之间的互操作，保证网络内访问点之间信息的互换8 0 2 1 1 h ，增强5 G H z 波段的8 0 2 1 lM A C 规范及8 0 2 1l a 高速物理层规范。8 0 2 1 1 i ，增强W L A N 的安全和鉴别机制。 2 H y p e r L A N 2 H y p e r L A N 2 ( H y p e rP e r f o r m a n c eR a d i oL o c a lA r e aN e t w o r kT y p e2 ) 标准是欧洲电信标准协 会( E T S I ) 的宽带无线接入网小组于2 0 0 2 年2 月公布的协议
16、。它类似于8 0 2 1 l a ，也工作 在5 G H z 频段采用正交频分复用( O F D M ) 技术，速度高达5 4 M b p s 它与8 0 2 1 l a 的不同 网络技术与应用 之处主要在于系统的M A C 层部分，它是面向连接的，空中连接采用时分复用( T D M ) 技术， 8 0 2 1 l a 不会根据Q o s 的不同而提供不同的信道，因此被形象地比成无线以太，而 H y p e r L A N 2 则被看作是无线A T M 。 3 1 t o m e R F H o m e R F 工作组成立于1 9 9 7 年，是由美国家用射频委员会领导的。它是I E E E 8 0 2 1 1 与 D E C T 的结合，旨在降低语音数据成本。其宗旨是在消费者能够承受的前提下建设家庭语 音、数据内联网。H o m e R F 的规范称为共享无线连接协t g ( S W A P ) ，按照该规范，用户可以建
