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在线网速时间:2021-05-18 阅读:()

关键词:Wi-Fi;自组织;基础结构;组网中图分类号:TN92ConstructionTechnologyofWLANBasedonWi-FiZHANGShuguo,LINYong(SchoolofInformationandElectricalEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008)Abstract:Wi-Fiasanewtypeofbroadbandwirelessaccesstechnology,ithasafasterspeed,longerrangeandgreatersecurity.
ThispaperdescribedthebasicconceptandfeaturesofWi-Fi,proposedseveralcommonlyusedWi-Fi-basednetworkprograms,itgaveoutabriefdescription,advantagesanddisadvantagesofeachprogram,andtheWi-Fiapplicationprospectwasgiven.
Keywords:Wi-Fi;Ad-hoc;Infrastructure;Constructionofthenetwork引言随着笔记本电脑、Wi-Fi(WirelessFidelity)手机、PDA(PersonalDigitalAssistant)等移动终端的广泛使用,用户对无线接入的需求日渐突出[1].
近年来,无线网络迅速发展,在众多无线标准中,Wi-Fi技术因为其较低的构建和运营成本、较高的传输速率、较远的传输距离、较好的可扩展性等优点获得了人们的青睐.

目前,Wi-Fi以其灵活性和可移动性,在家庭和小型办公网络用户对移动连接的需求是越来越大.
在这几年,无线AP的数量呈迅猛的增长,无线网络的方便与高效使其能够得到迅速的普及.
除了在一些公共地方有AP之外,国外已经有先例以无线标准来建设城域网,因此,Wi-Fi的无线地位将会日益牢固.
美国、日本等发达国家是目前Wi-Fi用户最多的地区.
廉价的Wi-Fi,必将得到更加广泛的应用.

Wi-Fi技术概述通常将IEEE802.
11b标为Wi-Fi,实际上Wi-Fi是无线局域网联盟(全称WLANA)的一个商标[3],它保障使用该商标的商品之间可以互相合作,实际上与标准本身没有关系.
后来人们逐渐习惯用Wi-Fi来称呼IEEE802.
11b协议.
Wi-Fi技术的最大优点是传输速度较高,可以达到54Mbps,另外它的有效距离很长,同时也与已有的各种IEEE802.
11DSSS设备兼容.
Wi-Fi技术与蓝牙(Bluetooth)技术一样,同属于短距离无线网络通信技术.
该技术使用的是2.
4GHz或5.
8GHz附近的频段,其中2.
4GHz的ISM(IndustrialScientificMedical)频段被世界上绝大多数国家所使用,因此Wi-Fi技术得到了广泛的应用目前Wi-Fi按照其速度与技术的新旧可分为IEEE802.
11a、IEEE802.
11b、IEEE802.
11g,常用的标准有两个,分别是IEEE802.
11a和IEEE802.
11b[2-4].
IEEE802.
11b无线网络规范是是最老的,也是目前应用最广泛的Wi-Fi标准.
它的最高带宽为11Mbps,在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可调整为5.
5Mbps、2Mbps和1Mbps,带宽的自动调整,有效地保障了网络的稳定性和可靠性.
其主要特性为:速度快,可靠性高,在开放性区域,有效通讯距离可达300米,在封闭性区域,通讯距离为100米左右,方便与现有的有线以太网络整合,组网的成本更低[N1].

IEEE802.
11a比IEEE802.
11b具有更大的吞吐量,它工作在5.
8GHz频带,具有较好的抗干扰性,但是它并不能和IEEE802.
11b以及IEEE802.
11g兼容,同时由于它的覆盖范围相对较小(室内覆盖范围仅有30m左右),所以,IEEE802.
11a仍然是目前使用量较少的一个Wi-Fi标准.
为了解决IEEE802.
11a与IEEE802.
11b互不兼容的问题,进一步推动无线局域网的发展,IEEE802.
11工作组于2003年7月正式批准了IEEE802.
11g标准[4].
IEEE802.
11g具有54Mb/s的最高传输速度,同时可以与IEEE802.
11b标准兼容,因此IEEE802.
11g的应用范围要远大于IEEE802.
11a.
但是它比IEEE802.
11a更容易受到外界环境的干扰,比如一般的家电产品,无绳电话、微波炉,以及其它运行在2.
4GHz频段上的设备都会对其造成影响.
该技术由于有着自身的优点,因此受到厂商的青睐.
表1对Wi-Fi技术标准进行了简单比较.

表1无线局域网技术标准比较Tab.
1ComparisonofWirelessLANstandards比较项目技术标准频段占用最高速率调制技术EEE802.
112.
4GHz2Mb/sFHSSIEEE802.
11b2.
4GHz11Mb/sDSSSIEEE802.
11a5.
8GHz54Mb/sOFDMIEEE802.
11g2.
4GHz54Mb/sDSSSWi-Fi技术的特点Wi-Fi作为宽带接入的一种有效方式,与有线接入相比,其特点和优势主要体现在:(1)传输距离远.
无线电波的覆盖范围广,基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小,半径大约只有50英尺左右,约合15米,而Wi-Fi的半径则可达300英尺左右,约合100米.
办公室自不用说,就是在整栋大楼中也可使用.
最近,由Vivato公司推出的一款新型交换机.
据悉,该款产品能够把目前Wi-Fi无线网络300英尺,接近100米的通信距离扩大到4英里,约6.
5公里[3].

(2)传输速度快.
虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好,数据安全性能比蓝牙差一些,传输质量也有待改进,但传输速度非常快,可以达到11mbps,符合个人和社会信息化的需求.
(3)业务集成性.
Wi-Fi技术在第二层以上与以太网完全一致,所以能够将WLAN集成到已有的宽带网络中,也能将已有的宽带业务应用到WLAN中.
这样,就可以利用已有的宽带有线接入资源,迅速地部署网络,形成无缝覆盖.

(4)建设便捷性.
Wi-Fi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去,甚至开始进入家庭以及教育机构等领域.

(5)使用安全性.
IEEE802.
11规定的发射功率不可超过100毫瓦,实际发射功率约60~70毫瓦,这是一个什么样的概念呢手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间,手持式对讲机高达5瓦,而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体,是绝对安全的.

Wi-Fi组网方案Wi-Fi组网设备Wi-Fi是由AP(AccessPoint)和无线网卡组成的无线网络.
AP一般称为网络桥接器或接入点,它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁,因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源,其工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由,而无线网卡则是负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备.
一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源,架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络.
如果只是几台电脑的对等网,也可不要AP,只需要每台电脑配备无线网卡.
对于宽带的使用,Wi-Fi更显优势,有线宽带网络(ADSL、小区LAN等)到户后,连接到一个AP,然后在电脑中安装一块无线网卡即可.
普通的家庭有一个AP已经足够,甚至用户的邻里得到授权后,则无需增加端口,也能以共享的方式上网.

常用组网方案较之有线网络,无线组网更加灵活、方便.
对于最简单的两台计算机组网情况来说,可以采用点对点的对等结构,并且不需要无线AP;如果是多台计算机组网(超过两台),最好以无线AP(或无线路由器)为中心的Infrastructure(基础结构)模式[4].
采用Infrastructure模式组网时,既可以是单纯的无线网络,也可以是无线、有线混合网络,将无线网络作为有限网络的补充.

自组织网络自组织(Ad-Hoc)网络,又称为无AP网络或对等网络,是最简单的无线局域网拓扑结构,由一组有无线接口的计算机(无线客户端)组成一个独立基本服务集(IndependentBasicServiceSet,IBSS),这些无线客户端有相同的工作组名、扩展服务集标识符(ESSID)和密码,网络中任意两个站点之间均可直接通信.
自组织网络的拓扑结构如图1所示.
图1无线自组织网络拓扑Fig1TopologyofAdHocWirelessNetwork基础网络结构基础网络机构(InfrastructureNetwork)也称为有中心网络,由一个或多个无线AP以及一系列无线客户端构成,网络拓扑如图2所示.
在基础结构网络中,一个无线AP以及与其关联(Associate)的无线客户端被成为一个BSS(BasicServiceSet,基本服务集),两个或多个BSS可构成一个ESS(ExtendedServiceSet,扩展服务集)[2].
基础网络结构使用无线AP作为中心站,所有无线客户端对网络的访问均由无线AP控制.
这样,当网络业务量增大时网络吞吐性能及时延性能的恶化并不剧烈[5].
由于每个站点只需在中心站覆盖范围内就可与其他站点通信,因此网络布局受环境限制比较小.
基础结构网络的拓扑结构如图2所示.

基础结构网络拓扑结构的弱点是抗毁性差,中心站点的故障容易导致整个网络瘫痪,并且中心站点的引入增加了网络成本.
图2无线基础结构网络拓扑Fig2TopologyofInfrastructureWirelessNetwork基于无线网桥的室外组网方案无线网桥主要有三种组网模式:点对点、点对多点、中继连接.
下面我们用简单的图示方法来介绍一下Wi-Fi的几种组网模式.
点对点组网模式图3点对点组网模式Fig3Point-to-pointNetworkModel点对点无线桥接模式一般由一对无线网桥和一对室外天线组成.
可以采用2.
4GHz或5.
8GHz的室外型无线网桥,根据所采用的设备不同,数据传输速率约为5Mb/s~30Mb/s.
点对点组网模式如图3所示.

点对多点组网模式图4点对多点组网模式Fig4Point-to-MultipointNetworkModel点对多点桥无线接模式适用于有一个中心站、多个远端站的情况.
中心站采用全向天线,以蜂窝覆盖方式进行.
其他远端均采用定向天线.
点对点组网模式如图4所示.
点对多点桥无线接模式组网成本低、维护简单,并且由于中心站使用全向天线,设备调试相对容易.
图5分布式蜂窝组网Fig5DistributedCellularNetwork分布式蜂窝组网也属于点对多点桥接模式,也就是扇区组网,投入大、利用不同增益的覆盖天线,增加覆盖范围.
如图5所示.
中继组网模式当需要连接的两个局域网之间有障碍物遮挡而无法直视时,可以考虑使用无线中继的方法绕开障碍物,来实现两点之间的无线桥接.
中继站若使用两台设备,可以保证实际带宽不会有减少,若使用壹台设备,则可以减少投资,可使用的实际带宽只有原来的一半,类似于点对多点一样.

图6中继组网模式Fig6RelayNetworkModel总结及展望Wi-Fi技术作为无线局域网家族中的重要组成部分,近年来发展迅速.
伴随着3G的快速发展,越来越多的运营商正在推出(或考虑推出)允许Wi-Fi无线网络访问其PS域数据业务的服务,以缓解蜂窝网数据流量压力,在新的市场环境下,Wi-Fi无线网络的应用又迸发出新的活力.
本文对Wi-Fi的概念、特点等作了简要介绍,在此基础上,研究和探讨了利用Wi-Fi进行组网的室内外组网方案.

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