淺析局域網(wǎng)無線通信應用

摘要：近年來，無線技術給人們帶來的影響是無可爭議的。如今每一天大約有15萬人成為新的無線用戶，全球范圍內的無線用戶數(shù)量目前已經(jīng)超過2億。WLAN立足于數(shù)據(jù)傳輸，起源于無處不在的局域網(wǎng)。數(shù)十年來，局域網(wǎng)依托以太網(wǎng)技術，遵循IP協(xié)議，承載了辦公室計算機之間的數(shù)據(jù)通信。盡管這無線網(wǎng)絡都能滿足數(shù)據(jù)、文件、語音甚至視頻圖像的傳輸需要，但是在結構和工作方式上的不同，使得網(wǎng)絡使用成本和便捷性上發(fā)生了巨大改變。本文對無線通信的技術標準以及功能進行了闡述，并對無線通信技術發(fā)展進行了探討。

關鍵詞：局域網(wǎng) 無線通信 通信技術 發(fā)展 網(wǎng)絡系統(tǒng) 應用

0 引言

作為當今社會最為重要的傳媒介質，無論是廣播電視、電子信息、還是無線網(wǎng)絡，互聯(lián)網(wǎng)無疑影響了每個人生活的方方面面。在中國，多方面的原因共同導致了port數(shù)量供應不足，如何改善互聯(lián)網(wǎng)port在供給上的問題，已經(jīng)成為局域網(wǎng)絡發(fā)展所要正視的重要問題。

人類對于無線網(wǎng)絡的研究最早可追溯到七十年代。發(fā)展到八十年代，以太局域網(wǎng)的開發(fā)和應用極大的方便了人們的日常生活，全程無線傳輸?shù)木W(wǎng)絡通信方式既方便快捷，而且具有很強的靈活性，在一定程度上彌補了有線網(wǎng)絡的應用缺陷，使得無線局域網(wǎng)逐漸成為業(yè)界的“新寵”。但因造價高，用戶群體拓展受限，無線網(wǎng)只能作為有線以太網(wǎng)的補充。當時，遵循IEEE802.3標準建構的無線網(wǎng)產品直接架構于802.3上，應用性能不穩(wěn)定，易受微波噪聲干擾，傳輸速率慢，而且由于生產廠商的差異性，使得無線網(wǎng)產品互不兼容，無線網(wǎng)得不到有效利用。

鑒于此，制定一套適合無線網(wǎng)發(fā)展特點的標準被提上議程。通過各界的努力，到1997年6月，IEEE終于通過了802.11標準。

802.11標準是IEEE推出的一套新的無線局域網(wǎng)標準，它對網(wǎng)絡的物理層（PH）和媒質訪問控制層（MAC）進行了規(guī)定，其中對MAC層的規(guī)定有了新的研究，使得不同廠商所出產的產品的邏輯鏈路控制層（LLC）保持一致，并且可以在同一物理層互操作。由此，無線網(wǎng)不僅能在同網(wǎng)段內多點接入，同時實現(xiàn)了多網(wǎng)段互連，運營成本大大降低。但是在互聯(lián)網(wǎng)運營中，“兼容”就意味著“十倍速時代”的到來，行業(yè)之間開始有了競爭。無論是家庭還是商業(yè)用戶，在尋求無線局域網(wǎng)（WLAN）解決方案上都有許多選擇。很多產品都支持802.11a、802.11b、802.11g和802.11n等Wi-Fi技術標準。另外，還有藍牙和其他各種非Wi-Fi技術，它們都有屬于自己的特定網(wǎng)絡標準。

1 無線局域網(wǎng)的概述

無線局域網(wǎng)（Wireless Local-Area Network，WLAN）是計算機網(wǎng)絡和無線通信技術相結合的產物，它的網(wǎng)絡架構相對靈活，應用高效快捷。以專業(yè)的角度來看，無線局域網(wǎng)是在計算機之間搭建無線多址信道來實現(xiàn)各主機之間的信息交互。除此之外，它還能滿足通信的移動化和個性化需求，對于多媒體應用十分有利。一般來講，無線局域網(wǎng)提供以太網(wǎng)或令牌網(wǎng)絡的功能可不借助傳統(tǒng)線纜實現(xiàn)信息交互。計算機通常借助光纜（或銅纜）組建有線網(wǎng)絡來實現(xiàn)信息交互。但是我們不得不承認，有線網(wǎng)絡布線或改線時工程量大，網(wǎng)絡中各節(jié)點不可移動，隨著使用時間的延長，系統(tǒng)會出現(xiàn)不同程度的線損問題。如有特殊要求要將相距較遠的節(jié)點連接起來，就要敷設專用通信線纜，不僅造價高，而且需要花費大量人力、物力來布設線纜。隨著聯(lián)網(wǎng)需求的持續(xù)增長，這些問題逐漸成為阻礙網(wǎng)絡發(fā)展的瓶頸問題。因此，無線局域網(wǎng)技術應運而生。

無線局域網(wǎng)主要以空氣為介質，借助電磁波實現(xiàn)網(wǎng)絡通信。發(fā)展到現(xiàn)階段，無線局域網(wǎng)的信息傳輸速率已達到每秒11Mbit，最遠傳輸距離超過20km。無線局域網(wǎng)在一定程度上彌補了有線聯(lián)網(wǎng)傳輸方式的缺陷，使得聯(lián)網(wǎng)的計算機可移動，且部分有線網(wǎng)絡無法完成的任務可通過無線局域網(wǎng)順利解決。無線局域網(wǎng)組網(wǎng)快捷靈活、網(wǎng)絡易于拓展、造價低等應用優(yōu)勢顯而易見。

2 無線通信網(wǎng)路電話技術

隨著WiFi技術的研發(fā)和應用，802.11芯片的功能越來越豐富，而體積逐漸縮小，這為無線區(qū)域網(wǎng)絡語音電話系統(tǒng)的研發(fā)及應用創(chuàng)設了先決條件。第一代802.11設備初始數(shù)據(jù)率只有1～2Mbps。隨著802.11b的擴展，WLAN帶寬已增加到11Mbps，已可為電子郵件、文件共享和互聯(lián)網(wǎng)應用提供足夠的帶寬。而802.11g數(shù)據(jù)率則達到了54Mbps，可實現(xiàn)音樂流以及其它豐富多媒體應用。

802.11a標準將所支持的頻譜定義為5GHz，802.11a所提供的數(shù)據(jù)率與802.11g相同，不過它不能后向兼容先前的802.11標準。隨著無線多媒體設備的普及以及高帶寬應用的增加，需要WLAN具有更高的數(shù)據(jù)率。為此，IEEE成立了802.11n工作組著手開發(fā)新的WLAN標準。本文討論802.11n的新特性、應用需求，以及與該標準相關的互操作性方面的問題。

802.11采用直序擴頻碼分多址（DS-CDMA）調制技術。由于2.4GHz頻段是開放頻段，可被多種無線技術利用，因此無線設備間的干擾是一個值得關注的問題。

在WLAN網(wǎng)絡電話系統(tǒng)中一項尚未標準化的項目為輪詢方法（polling method）。因此本文就現(xiàn)有的兩種輪詢方法，分別討論其不同的優(yōu)點和缺點，并且特別著墨于移動裝置中最關鍵的要素──耗電量。

按照當前的網(wǎng)絡連接技術來看，連接802.11ac的客戶端將具有更長的電池續(xù)航能力，設備也能夠更快地傳輸更多的數(shù)據(jù)，停止廣播的速度也變得更快。非AC設備的性能也會得到提升。

3 無線局域網(wǎng)的應用

根據(jù)應用需求和應用環(huán)境，無線局域網(wǎng)可通過不同的網(wǎng)絡結構實現(xiàn)互聯(lián)。一般來說，互聯(lián)方式包括Hub接入型、基站接入型、網(wǎng)橋連接型、無中心結構等。無線局域網(wǎng)主要基于普通局域網(wǎng)網(wǎng)絡架構，借助無線網(wǎng)卡、無線網(wǎng)橋、無線Modem、無線Hub、無線接入站（AP）等形式實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián)。其中常用的是無線網(wǎng)卡。無線局域網(wǎng)架構除了涵蓋了同步技術、擴頻技術和紅外傳輸技術等技術外，還綜合了無線分集接收技術、節(jié)能技術、功率控制技術、調制技術和加解擾技術等多項關鍵技術，加之其快捷、靈活、高效的特點，使得無線局域網(wǎng)的應用領域不斷拓展。具體來講，目前無線局域網(wǎng)主要有以下用途：

①應用便攜式計算機等可移動設備進行快速網(wǎng)絡連接。②頻繁變化的環(huán)境：工作地點需頻繁變更的生產商和零售商，以及野外軍事活動、室外勘測、銀行、試驗等。③接入網(wǎng)絡信息系統(tǒng)：電子郵件、文件傳輸和終端仿真。④長距離數(shù)據(jù)傳輸：公安部門、交通部門開展交通管理活動；林區(qū)進行病蟲害、火災等監(jiān)測信息的傳輸。⑤流動工作者可得到信息的區(qū)域：需要在醫(yī)院、零售商店或辦公室區(qū)域流動時得到信息的零售商、醫(yī)護人員和辦公室工作者。⑥專門工程或高峰時間所需的暫時局域網(wǎng)：人員密集且頻繁流動的地方（比如商業(yè)展覽、學校、建設地點等）通過無線局域網(wǎng)實現(xiàn)信息的交互；零售商、空運和航運公司高峰時間所需的額外工作站等。⑦布線條件受限的環(huán)境：學校、工廠、城市建筑群、舊建筑以及昂貴的露天區(qū)域等布線條件受限制的地方。⑧小辦公室和家庭辦公室（SOHO）用戶，以及需要方便快捷地安裝小型網(wǎng)絡的用戶。

無線網(wǎng)絡的開發(fā)與應用在一定程度上彌補了有線網(wǎng)絡的缺陷，但是在實際應用過程中也有諸多不足之處有待進一步研究。無線網(wǎng)絡信息傳輸速率慢，且造價高，這極大限制了用戶群的拓展。當前，無線局域網(wǎng)還需依賴有線網(wǎng)絡運行，使得兩種網(wǎng)絡形式形成互補關系。因而無線網(wǎng)絡只能作為有線網(wǎng)絡的輔助工具而存在，而不能完全替換有線網(wǎng)絡而獨立應用。但是隨著最近幾年無線局域網(wǎng)技術研發(fā)的持續(xù)推進，相關產品的價格已出現(xiàn)下降趨勢。現(xiàn)階段，無線局域網(wǎng)已通過與廣域網(wǎng)相結合的方式提供移動互聯(lián)網(wǎng)的多媒體業(yè)務。相信在不久的將來，無線局域網(wǎng)應用技術將快速更新，而且必將帶動其應用領域大范圍拓展，無線局域網(wǎng)在網(wǎng)絡通信中將發(fā)揮更加重要的作用！

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