无线局域网传输介质

5.5　无线局域网

无线局域网（Wireless LAN，WLAN）是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它不受电缆束缚，可移动，能解决因有线网布线困难等带来的问题，并且具有组网灵活、扩容方便、与多种网络标准兼容、应用广泛等优点。WLAN既可满足各类便携机的入网要求，也可实现计算机局域网远端接入、图文传真、电子邮件等多种功能。与有线网络相比，WLAN最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，具有广阔的市场前景。目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展开，甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。

无线局域网的标准有很多，例如IEEE 802.11、蓝牙技术、Home RF、HiperLAN等。以应用环境而言，Home RF适合于室内短距离的传输，如家庭的个人计算机无绳电话（Cordless）等家庭无线网络。而无线网络若想实现较长距离的应用，则需使用IEEE 802.11规格。综观现在的市场，IEEE 802.11b技术在性能、价格各方面均超过了蓝牙、Home RF等技术，逐渐成为无线接入以太网应用最为广泛的标准。由于IEEE 802.11技术的不断成熟，在全球范围内正在兴起无线局域网应用的高潮。

HiperLAN是欧盟在1992年提出的一个WLAN标准。在IEEE制订802.11系列WLAN标准的同时，欧洲通信标准学会（ETSI）则在大力推广HiperLAN1/HiperLAN2标准。HiperLAN1发布于1996年，它工作于5GHz频带，数据速率最高可达25Mbps。整体上看，HiperLAN1与IEEE802.11b是相当的。HiperLAN2是HiperLAN1的第二代版本，于2000年底通过ETSI批准成为标准。它对应于IEEE的802.11a，工作在5GHz频带，支持最高数据速率为54Mbps。HiperLAN2标准也是目前较完善的WLAN协议，支持HiperLAN2标准的厂商主要集中在欧洲地区。

下面将重点针对应用比较多的蓝牙技术和IEEE 802.11进行详细介绍。

5.5.1　蓝牙技术

随着计算机、网络通信技术的发展，采用蓝牙技术组建无线局域网，不仅在办公条件不完善时能发挥作用，而且在临时增删办公点和移动性办公业务方面也有着独特的优势。

在现代企业的办公局域网络中，个人电脑要登录单位内部的局域网以及Internet，访问网上资源，个人电脑之间要进行文件、资料和设备的共享。这样一来，PC机与各种外设之间，PC机与各种共享设备之间以及PC机与局域网插口之间，就存在许许多多的连线，给移动办公及调度管理带来了极大的不便。蓝牙技术发展的初衷是为了用一种统一的无线通信技术来取代各种数字化设备之间相互连接的电缆。利用蓝牙技术组建企业内部通信网、构建Internet网络平台，不仅可以改善人们的办公环境，而且可以提高企业的现代化管理水平，加快现代企业的办公自动化进程。

蓝牙（Bluetooth）技术是由爱立信、诺基亚、Intel、IBM和东芝5家公司于1998年5月共同提出开发的。蓝牙技术的本质是设备间的无线连接，主要用于通信与信息设备。由于使用低功率的无线电传输技术，让不同产品（例如打印机、PDA、PC、传真机、键盘、Notebook）于短距离进行数据传输及沟通，因此蓝牙不必使用任何有线的传输线路（例如电线或缆线），就能连接各种数字设备，让所谓的行动通信美梦成真。蓝牙技术已经成为袭卷通信产业的杀手级技术，也即将成为移动电话、个人计算机、笔记型计算机和其他电器设备的标准功能。

蓝牙技术与红外光无线传输技术（IrDA）相似，皆为短距离的无线传输。但是红外光无线传输装置在进行数据传输时需将两传输装置对准，而蓝牙为“点”传输技术，在进行传输时，数据从发射点以球状向四面八方进行传输，故在应用性及方便性上，蓝牙技术优于红外光无线传输技术。

5.5.2　基于IEEE 802.11标准的无线局域网

1990年，IEEE 802标准化委员会成立IEEE 802.11无线局域网（WLAN）标准工作组。IEEE 802.11无线局域网标准工作组的任务为研究1Mbit/s和2Mbit/s数据速率、工作在2.4GHz开放频段的无线设备和网络发展的全球标准，并于1997年6月公布了该标准，它是第一代无线局域网标准之一。该标准定义物理层和媒体访问控制（MAC）规范，允许无线局域网及无线设备制造商建立互操作网络设备。IEEE802.11标准中物理层定义了数据传输的信号特征和调制。在物理层中，定义了两个RF传输方法和一个红外线传输方法，RF传输方法采用扩频调制技术来满足绝大多数国家工作规范。在该标准中RF传输标准是跳频扩频和直接序列扩频，工作在2.4000GHz～2.4835GHz频段。

IEEE 802.11无线局域网标准目前最常见的有IEEE 802.11、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g。

802.11是IEEE最初制订的一个WLAN标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据访问，速率最高只能达到2Mbit/s。由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，所以802.11标准很快被802.11b所取代。

1999年9月，802.11b被正式批准。IEEE 802.11b又被称为Wi-Fi，该标准规定WLAN工作频段为2.4GHz～2.4835GHz，数据传输速率达到11Mbit/s，传输距离控制在50～150英尺。在数据传输速率方面可以根据实际情况在11Mbit/s、5.5Mbit/s、2Mbit/s、1Mbit/s的不同速率间自动切换，它改变了WLAN的设计状况，扩大了WLAN的应用领域。

802.11b作为主流的WLAN标准，被多数厂商所采用，所推出的产品广泛应用于办公室、家庭、宾馆、车站、机场等众多场合。然而随着网络应用中视频、语音等关键数据传输需求越来越多，速率问题将会成为802.11b进一步发展的主要障碍。此外802.11b使用的是ISM2.4GHz波段，而家用微波炉、蓝牙芯片和无绳电话（在北美）也都使用这个波段，面临着更多的干扰源。此外802.11b存在的安全问题也不容忽视。

1999年802.11a标准制订完成，该标准规定WLAN工作频段为5.15GHz～5.825GHz，数据传输速率达到54Mbit/s或72Mbit/s，传输距离控制在10～100m。802.11a最大的缺陷就是无法与802.11b兼容，使它在市场上的扩展大受限制，802.11g的出现也给它带来了极大的压力。

2003年6月12日，IEEE正式推出802.11g标准，该标准提出拥有802.11a的传输速率，安全性较802.11b好，并做到了与802.11a和802.11b的兼容。因此802.11g一出现就得到众多厂商的支持。

5.5.3　无线局域网的拓扑结构

无线局域网组网有两种不同的结构模式，即“Infrastructure”和“Peer to Peer”，两种结构模式所适用的环境不一样，要区别对待。“Infrastructure”是一种整合有线与无线局域网络的网络结构（相当于有线网络的Peer to Peer，对等网），此应用需通过Access Point（AP），如图5-7所示。这种网络结构是应用最广的一种，它类似于以太网中的星形结构，起中间网桥作用的无线接入点（AP）就相当于有线网络中的Hub（集线器）或者Switch（交换机）。它通常应用于在企业原有有线主干网络之上，通过增加无线接入访问点来形成无线网络覆盖。实际上相当于普通小型办公局域网的连接方式。而“Peer to Peer”的方式，各计算机只需安装有相应的无线网卡，即可实现相互连接、资源共享，无须中间桥接作用的AP。这和使用有线网络中双机对等连接的方式接近。当然，采用这样的方式传输，性能会受到一定的限制，并且传输距离一般也比较短。