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無(wú)線局域網(wǎng)興起于計(jì)算機(jī)工業(yè)的發(fā)展。隨著便攜式計(jì)算機(jī)的迅速普及,基于無(wú)線互聯(lián)共享數(shù)據(jù)的需求日益增加,為了擺脫傳統(tǒng)基于雙絞線或同軸電纜的局域網(wǎng)形式,無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)時(shí)而生。
無(wú)線局域網(wǎng)與陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)等傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)不同,它源于計(jì)算機(jī)網(wǎng),提供計(jì)算機(jī)終端之間的互聯(lián)功能,其協(xié)議一般只包含底層與傳輸相關(guān)的部分。而電信網(wǎng)絡(luò)則不同,其協(xié)議一般包括了從端到端的一切過(guò)程。然而,應(yīng)當(dāng)看到,隨著移動(dòng)智能終端和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)和電信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將逐步融合。
與陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的廣域覆蓋不同,無(wú)線局域網(wǎng)的覆蓋范圍較小,一般在200米以內(nèi)。無(wú)線局域網(wǎng)的迅速發(fā)展為移動(dòng)終端提供了一種便宜、快捷的無(wú)線入網(wǎng)方式。本節(jié)介紹無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù),主要包括空中接口技術(shù)、組網(wǎng)方式。
1.工作頻率
無(wú)線局域網(wǎng)的發(fā)展初期,曾出現(xiàn)了多種技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn),但發(fā)展至今,只有IEEE組織制定的802.11系列標(biāo)準(zhǔn)成為工業(yè)界的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn),相應(yīng)產(chǎn)品已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。區(qū)別于有線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.3,無(wú)線局域網(wǎng)的802.11系列標(biāo)準(zhǔn)制定了無(wú)線方面的空中接口標(biāo)準(zhǔn),主要包含物理層(PHY)和媒體接入層(MAC),對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中OSI標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。圖70顯示了IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展簡(jiǎn)短歷史。
圖70 IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展簡(jiǎn)史
可以看到,當(dāng)前無(wú)線局域網(wǎng)的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)主要有四個(gè),即802.lla/b/g/n,其工作頻段主要有兩段,2.4GHz和5GHz段。其中,802.11b/g工作在2.4GHz頻段,802.lib是較早的標(biāo)準(zhǔn),采用了基于直接序列擴(kuò)頻的技術(shù),通信速率最高為11Mbit/s,802.llg釆用了OFDM技術(shù),通信速率最高為54Mbit/s;802.Ila工作在5GHz頻段,釆用OFDM技術(shù),最高通信速率為54Mbit/s;802.Un可工作于2.4GHz和5GHz頻段,釆用多天線和OFDM技術(shù),最高通信速率可達(dá)600Mbit/s。
2.4GHz段的信道頻率分配和5GHz頻段的頻率分配如表3 所示。
表3 無(wú)線局域網(wǎng)2.4G頻段信道頻率分配
美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ETSI)為無(wú)線局域網(wǎng)在5GHz頻段頻率分配如圖71所示。
圖71 無(wú)線局域網(wǎng)5GHz頻段劃分
由于2.4GHz頻段是工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療實(shí)驗(yàn)頻段(ISM頻段),可自由使用,因此這段頻譜的應(yīng)用系統(tǒng)很多,如藍(lán)牙、無(wú)線麥克風(fēng)、微波爐等??梢钥吹剑?02.11標(biāo)準(zhǔn)在2.4GHz頻段的信道頻率間是互相重疊的,每個(gè)信道占用22MHz帶寬,為避免干擾,相鄰小區(qū)使用的信道頻率間距應(yīng)大于25MHz。
2.無(wú)線局域網(wǎng)空中接口技術(shù)
無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)關(guān)鍵集中在對(duì)空中接口的制定上,主要包括物理層和媒體接入層。無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議之間的關(guān)系以及與OSI參考模型、TCP/IP參考模型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖10.72所示??梢钥吹剑瑹o(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議對(duì)應(yīng)的是OSI模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,或TCP/IP參考模型中的網(wǎng)絡(luò)接入層。由于TCP/IP參考模型并不具體定義網(wǎng)絡(luò)接入層的內(nèi)容,因此可以包容各種不同物理實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)。
(1)IEEE802.11
IEEE802.11是1997年發(fā)布的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),共制定了三種空中接口,分別是802.11FHSS、802.11DSSS和802.11Infrared,其中802.11FHSS和802.11DSSS都工作于2.4GHz頻段,分別采用了基于跳頻擴(kuò)頻(FHSS)和直接序列擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了1?2Mbit/s的通信速率。IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)由于速率低,目前已經(jīng)很少有相應(yīng)的產(chǎn)品。
(2)IEEE802.Ila
IEEE802.Ila是1999年確定的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),工作頻段為5GHz的U-NII頻段,
圖72 無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議