无线网络原理

.无线网络的原理。科学技术的迅速发展，信息时代的网络互连不再只是物理连接计算机，而是合理规划和设计整个网络系统，利用现有的各种资源，按照标准构建高效可靠、可扩展的网络系统。 无线网络的许多特性完全符合这一需求.一般来说，采用无线传输的计算机网络被称为无线网络。 从WLAN到蓝牙，从红外线到移动通信，都是无线网络的应用模式。 对于本文的主角WLAN，根据其定义，是计算机无论在无线基站的所在地(包括室外)都能够收发数据的局域网形式，一般而言，是局域网的无线连接形式。看看Wi-Fi吧。 现在的情况下，Wi-Fi被公认为WLAN的代名词。 但是请注意，Wi-Fi是无线局域网产品的认证标准，这是一个根本的区别，WLAN是无线局域网的技术标准，两者都保持了同步更新的状态。Wi-Fi英语被称为“无线保真”，被称为“无线兼容性认证”。 因为认证标准不仅是WLAN标准的技术标准。 例如，因为IEEE 802.11b是无线lan技术的标准，所以当时IEEE 802.11b的标准与Wi-Fi相对应。 但是，随着无线技术标准的多样化，Wi-Fi的内涵也相应地发生了变化。 这是因为它是以整个WLAN区域为对象的。由于无线技术标准的多样化，频带和频率调制方式不同，因此各种基准的无线网络设备彼此不兼容，这给无线接入技术的发展带来巨大的不确定因素。 因此。 1999年8月成立的WECA发表了Wi-Fi标准，统一和规范了整个无线网络市场的产品认证。 只要通过WECA认证，制造商制造的无线产品就能使用Wi-Fi认证商标，只要有Wi-Fi认证，所有的兼容性问题就变得简单了。 用户只需认证Wi-Fi标签，就能确保购买的无线接入点、无线卡等无线外围设备能很好地配合使用。原理各种无线网络所遵循的规格和规格不同，但其传输方式有电波方式和红外线方式两种。 其中红外线传输方式是现在应用最广泛的无线网络技术，我们使用的家电遥控器大部分采用红外线传输技术。 作为无线LAN的传输方式，红外线传输的最大优点是不受电波的干扰，并且红外线的使用不限于国家无线管理委员会。 但是，红外线传输方式的传输质量受距离的影响非常大，红外线对不透明物体的透过性也非常差，所以红外线传输技术与计算机无线网的“主角的地位”无缘，相对地，电波传输方式的应用被广泛应用。 基于本文的定位，本文简要介绍无线电波的调制方式。1 .扩频方式在此方法中，将数据信号的频谱扩展为数倍到数十倍再发射。 该方法以带宽为代价，但提高了通信系统的抗干扰性和安全性。采用扩频方式的无线LAN通常选择ISM频带，ISM取Industrial、Scientific、Medical的第一个字符。 很多工业、科学研究和医疗设备的发频度都集中在该频带上。 例如，美国ISM频带由902MHz928MHz、2.4GHz2.48GHz、5.725GHz5.850GHz三个频带构成。 如果发射功率和带宽发射满足美国联邦通信委员会(FCC )的要求，则可使用ISM频带而无需对FCC提出特别申请。2 .窄带调制方式如从名称可以看到的，利用该调制方案，数据信号被直接发送而不扩展。 与扩频方式相比，窄带调试方式占用频带，频带利用率高。 但是，采用窄带调制方式的无线LAN占用专用频带，所以只有在国家无线管理部门的批准下才能使用。 当然，用户还可以直接选择ISM频带以免除带申请。 然而，如果附近的设备或通信设备也使用该频带，则通信质量受到很大影响，并且存在无法保证通信的可靠性的问题。当前，基于IEEE 802.11标准的WLAN正在使用扩频方案。标准随着英特尔迅驰移动计算技术的魅力，很多人在认识到无线局域网后，都误解了近年来的技术成果。 其实，50年前的第二次世界大战期间，美国陆军开始使用无线电波传输数据。 由于这种无线传输技术采用了强有力的密码方式，当时得到了美军和盟军的广泛支持。 同时，这项技术的应用给了很多研究者灵感。 到1971年为止，夏威夷大学的几名研究员建立了基于“数据包方式”技术的第一个无线网络。 这个称为ALOHNET的网络已经具备了无线局域网的原型，这由7台计算机和双向起始拓扑构成，横跨夏威夷整个岛，中心计算机设置在瓦胡岛(Oahu Island )，由此无线局域网正式诞生。到了现代，随着以太网局域网的迅速发展，无线局域网以其设置简单、使用灵活等优点获得了特定市场的认可。 但是，由于当时的无线LAN是有线LAN的补充，所以802.3架构上的无线网络产品具有非常容易受到干扰、性能不稳定、传输速度低、难以更新等缺点，不同制造商间的产品也不兼容，因此无线LAN的进一步发展因此，1990年10月成立了规范和统一无线局域网标准的IEEE 802.11委员会，1997年6月制定了里程碑式的无线局域网标准IEEE 802.11。IEEE 802.11标准是IEEE制定的无线LAN标准，主要规定了网络的物理层(PH )和媒体访问控制层(MAC )，其中对MAC层的规定是重点。 各制造商的产品可以在同一物理层相互操作。 由此，无线局域网的两个主要用途“多接入”和“多网络段相互连接”容易以低成本实现，为无线局域网的进一步普及开辟了道路。规范迄今为止，电子电气技术人员协会(IEEE )开发并制定了IEEE 802.11、IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、IEEE 802.11g这四种IEEE 802.11无线LAN标准。 这四种规范都使用具有数据丢失防止功能的载波检测多址(CDMA/CD )作为路径共享协议。 局域网应用程序、网络操作系统和网络协议(如互联网协议、TCP/IP )可以像以太网一样在基于IEEE 802.11标准的无线局域网上轻松运行。 但是，WLAN上没有“房檐走墙壁”的连接电缆。最初的IEEE 802.11标准数据传输速率为2Mbps，随后改进，出现了传输速率达到11Mbps的IEEE 802.11b。 然而，随着网络的发展，高带宽网络应用(尤其是IP语音、视频流等)频繁使用，使得IEEE 802.11b标准的11Mbps的数据传输速率是不可能的。 于是，具有54Mbps的传输速率的IEEE 802.11a和IEEE 802.11g诞生了。 从性能和特点开始，介绍这三种现在主流的无线网络规格。1. IEEE 802.11b从性能上来看，IEEE 802.11b的带宽为11Mbps，实际传输速度为5Mbps左右，与通常的10Base-T标准的有线lan差不多。 无论是家庭无线网络还是中小企业内部局域网，IEEE 802.11b基本上都可以满足使用要求。 基于开放的2.4GHz带宽，无需申请使用IEEE 802.11b，可以补充有线网络，独立构建网络，灵活性高。从工作方法来看，IEEE 802.11b的操作模式分为点对点模式和基本模式两种。 ad hoc模式是无线卡与无线卡之间的通信方式，安装了无线卡的计算机可以与安装了无线卡的另一台计算机进行通信。 对小型无线网络来说，这是非常方便的相互连接方式。基本模式是无线网络的扩展和无线和有线网络混合存在的情况下的通信方式，这也是IEEE 802.11b中最常用的连接方式。 在这种情况下，配备无线卡的计算机必须通过“接入点”(无线AP )与另一台计算机连接，接入点负责带宽管理、漫游等指挥。 带宽允许时，一个接入点最多可以支持访问1024个无线节点。 随着无线节点的增加，对网络的访问变得缓慢，通过增加接入点的数量，可以有效地控制和管理带宽。 从现在的很多应用例子来看，接入点作为无线网和有线网的桥梁而存在。 在这一点上，在之后的PS评价中，笔者将详细叙述。IEEE 802.11b作为当前最普及且被应用的无线标准的优势是不言而喻的。 技术的成熟使基于这种标准网络产品的成本非常低，无论是家庭还是企业用户，无需投入太多资金就能建立完整的无线局域网。 但是，IEEE 802.11b的缺点也很明显，11Mbps的带宽不能充分满足大容量数据传输的需要，并且只能作为有线网络之一来补充。2. IEEE 802.11a在技术方面，IEEE 802.11a和IEEE 802.11b的号码差异很小，但两者的关系与其他硬件产品世代交替时的简单升级不同，这种差异主要出现在工作频带中。 IEEE 802.11a在与IEEE 802.11 b不同的5.2GHz频带中操作，避开了当前微波、蓝牙和大容量工业设备广泛采用的2.4GHz最高54Mbps的数据传输带宽是IEEE 802.11a的真正意义。 IEEE 802.11b以其11Mbps的数据传输速率满足一般网络冲浪、数据交换、外围设备共享等的需要，同时，IEEE 802.11a从长期发展的观点来看，为今后的无线宽带网络的进一步要求做好准备，竞争力是不言而喻的此外，IEEE 802.11a无线网络产品的功耗比IEEE 802.11b低，对笔记本电脑和PDA等移动设备也具有重要意义。但是，IEEE 802.11a的普及也不顺利，像很多新的东西被接受时所面临的问题一样，IEEE 802.11a也有自己的“隐瞒”。首先，IEEE 802.11a面临的课题是制造商方面的压力。 现在IEEE 802.11b已经成熟，很多拥有IEEE 802.11b产品的制造商对IEEE 802.11a持谨慎态度。 两者在竞争还是共存上，各制造商的态度不一致。 从目前的情况来看，这两种技术标准互不兼容，很多制造商为了均衡市场需求，直接把产品变成了a b的形式。 尽管这解决了“兼容性”问题，但却带来了成本增加的负面因素。其次，由于相关法律法规的限制，5.2GHz频带不能得到世界各国的认可和认可。 5.2GHz的高频给IEEE 802.11a带来了低干扰的使用环境，但在不利的一面宇宙中数千颗人造卫星与地面站通信也正在使用5.2GHz频带。 此外，eu只能使用5.2GHz的频率到其它独立的无线标准HiperLAN。3. IEEE 802.11gIEEE 802.11g的诞生给无线网络市场注入了“强心针”，但随之而来的讨论是无限的，讨论的焦点当然位于IEEE 802.11a和IEEE 802.11g之间。与IEEE 802.11a相似，在IEEE 802.11g中也使用了正交频分多任务(OFDM )的模块设计，这是54Mbps高速传输的秘诀。 然而，IEEE 802.11g的频带不是IEEE 802.11a的5.2GHz，而是维持与IEEE 802.11b一致的2.4GHz的频带，因此解决了IEEE 802.11b用户担心的兼容性问题，IEEE 802.11g很顺利因为IEEE 802.11b取代了IEEE 802.11a，无线宽带局域网已经可以说是“接班人”，所以IEEE 802.11g的发售当然是否定的。 除了与高传输速率兼容的优点之外，IEEE 802.11g工作的2.4GHz频带的信号衰减程度不到IEEE 802.11a的5.2GHz，IEEE 802.11g具有“透射”能力，能够适应更复