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作者: 发布时间:2007-09-26 12:57:38 来源:八条线收集整理
 

无线名词解释
Ø 调制方式: 11Mbps DSSS 物理层采用补码键控 (CCK) 调制模式。 CCK 与现有的 IEEE802.11 DSSS 具有相同的信道方案,在 2.4GHz ISM 频段上有三个互不干扰的独立信道,每个信道约占 25MHz 。因此, CCK 具有多信道工作特性。

Ø PCI插槽无线网卡(NIC):可以不需要电缆而使你的微机和别的电脑在网络上通信。无线NIC与其他的网卡相似,不同的是,它通过无线电波而不是物理电缆收发数据。无线NIC为了扩大它们的有效范围需要加上外部天线。

Ø PCMCIA NIC: 同上面提到的无线NIC一样,只是它们适合笔记本型电脑的插槽。同桌面计算机相似,你可以使用外部天线来加强PCMCIA无线网卡。

Ø AP接入点(ACCESS POINT,又称无线局域网收发器): 用于无线网络的无线HUB,是无线网络的核心。它是移动计算机用户进入有线以太网骨干的接入点,AP可以简便地安装在天花板或墙壁上,它在开放空间最大覆盖范围可达300米,无线传输速率可以高达11Mbps。

Ø 天线: 无线局域网天线可以扩展无线网络的覆盖范围,把不同的办公大楼连接起来。这样,用户可以随身携带笔记本电脑在大楼之间或在房间之间移动 。

Ø 动态速率转换: 当射频情况变差时,可将数据传输速率从11Mbps降低为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps。

Ø 漫游支持: 当用户在楼房或公司部门之间移动时,允许在访问点之间进行无缝连接。IEEE802.11无线网络标准允许无线网络用户可以在不同的无线网桥网段中使用相同的信道或在不同的信道之间互相漫游。

Ø 负载均衡: 当AP变得负载过大或信号减弱时,NIC能更改与之连接的访问点AP,自动转换到最佳可用的AP,以提高性能。

Ø 扩谱技术: 是一种在二十世纪四十年代发展起来的调制技术,它在无线电频率的宽频带上发送传输信号。包括跳频扩谱(FHSS)和直接顺序扩谱(DSSS)两种。跳频扩谱被限制在2Mb/s数据传输率,并建议用在特定的应用中。对于其他所有的无线局域网服务,直接顺序扩谱是一个更好的选择。在IEEE 802.11b标准中,允许采用DSSS的以太网速率达到11Mb/s。

Ø 自动速率选择功能:IEEE802.11无线网络标准允许移动用户设置在自动速率选择(ARS)模式下,ARS功能会根据信号的质量及与网桥接入点的距离自动为每个传输路径选择最佳的传输速率,该功能还可以根据用户的不同应用环境设置成不同的固定应用速率。

Ø 电源消耗管理功能:IEEE802.11还定义了MAC层的信令方式,通过电源管理软件的控制,使得移动用户能具有最长的电池寿命。电源管理会在无数据传输时使网络处于休眠(低电源或断电)状态,这样就可能会丢失数据包。为解决这一问题,IEEE802.11规定了AP应具有缓冲区去储存信息,处于休眠的移动用户会定期醒来恢复该信息。

Ø 保密功能:仅仅靠普通的直序列扩频编码调制技术不够可靠,如使用无线宽频扫描仪,其信息又容易被窃取。最新的WLAN标准采用了一种加载保密字节的方法,使得无线网络具有同有线以太网相同等级的保密性。此密码编码技术早期应用于美国军方无线电机密通信中,无线网络设备的另一端必须使用同样的密码编码方式才可以互相通信,当无线用户利用AP接入点连入有线网络时还必须通过AP接入点的安全认证。该技术不但可以防止空中窃听,而且也是无线网络认证有效移动用户的一种方法。

Ø CSMA/CA协议:有线局域网在MAC层的标准协议是CSMA/CD,即载波侦听多点接入/冲突检测。但由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突,因此IEEE802.11全新定义了一种新的协议,即载波侦听多点接入/冲突避免(CSMA/CA)。一方面,载波侦听查看介质是否空闲;另一方面,通过随机的时间等待,使信号冲突发生的概率减到最小,当介质被侦听到空闲时,则优先发送。不仅如此,为了使系统更加稳固,IEEE802.11还提供了带确认帧ACK的CSMA/CA协议。

Ø 信息包重整 : 当传送帧受到严重干扰时,必定要重传。因此若一个信息包越大,所需重传的耗费也就越大;这时,若减小帧尺寸,把大信息包分割为若干小信息包,即使重传,也只是重传一个小信息包,耗费相对小的多。这样就能大大提高无线网在噪声干扰地区的抗干扰能力。

Ø DHCP支持:动态主机配置协议(DHCP)自动从DHCP服务器中获取租用IP地址,使笔记本电脑用户在网络中断时自动获得新的IP地址以便继续工作,从而享受无缝漫游。

Ø Ad-hoc:构成一种特殊的无线网络应用模式,一群计算机接上无线网络卡,即可相互连接,资源共享,无需透过Access Point.

Ø Infrastructure:一种整合有线与无线局域网络架构的应用模式,透过此种架构模式,即可达成网络资源的共享,此应用需透过Access Point.

Ø BSS:一种特殊的Ad-hoc LAN的应用,称为Basic Service Set (BSS),一群计算机设定相同的BSS名称,即可自成一个Group,而此BSS名称,即所谓BSSID。

Ø ESS:一种infrastructure的应用,一个或多个以上的BSS,即可被定义成一个Extended Service Set ( ESS ),使用者可于ESS上Roaming及存取BSS中的任何资料,其中Access Points必须设定相同的ESSID及channel才能允许Roaming.

Ø SNMP:“Simple Network Management Protocol”,一种网管的通信协议,透过SNMP的软件可以连接至可支持SNMP的装置并可收集该装置所有的信息并做其它整合性的应用。

Ø WEP:“Wired Equivalent Protection”, 一种将资料加密的处理方式,WEP 40bits的encryption 乃是IEEE 802.11的标准规范。透过WEP的处理便可让我们的资料于传输中更加安全。

Cisco Aironet 1200 系列可以为未来的无线技术提供方便的移植
无线局域网技术正在获得越来越普遍的关注,并在全球的很多希望通过更具有移动能力和生产率更高的员工而获得竞争优势的企业中得到广泛的应用。

在采用无线技术之前,企业必然会遇到很多问题。例如,目前有哪些无线局域网技术可供选择?这些技术的标准化工作进展如何?最新的无线设备是否会向后兼容,从而确保对未来的无线投资的保护?

本技术指南将解答这些问题,本文对一些热点问题的回答将可以帮助您在您的企业如何使用无线技术方面制定更加准确的决策。本指南将介绍 Cisco Aironet 1200 系列接入点产品,它为安全的、可管理的、可靠的无线局域网设立了企业级标准,并可以为未来的高速无线局域网技术提供一个平稳的移植路径。这种创新的、出色的无线基础设施平台具有双频功能,可以同时支持现有的和新兴的无线标准。 Cisco Aironet 1200 系列接入点的一个最具创新性的特点是它的软件和硬件都可以升级。企业不仅可以通过升级它们的软件来利用思科在将来推出的新功能,还可以现场升级无线收发装置,利用新的高速无线标准。在 Cisco Aironet 1200 系列接入点的帮助下,您的企业可以充满信心地部署无线技术 -- 不需要担心与将来的无线技术、协议和标准的兼容性问题。

无线技术的到来

对于计算机用户来说,无线技术并不是一个新名词。人们在 20 年之前就建立起了第一个无线连接。但是,无线技术的应用发展得非常缓慢,这主要是因为一些特殊的垂直市场的限制,例如仓储、教育和零售业。

由于下面三点原因,无线技术的部署进展非常缓慢。首先,无线数据的原始传输速率太低,无法满足一个共享式局域网上的主流用户的需要。尽管吞吐量的确在逐步增加,但是网络速度仍然大幅度地落后于有线局域网的速度。其次,专用的、非标准的解决方案统治了市场,设备之间的互操作性很低,给那些拥有多个厂商提供的产品的用户带来了很多困扰。第三,与有线解决方案相比,这些低速的专用解决方案的价格非常昂贵。

近些年来,情况发生了很大的变化。电气和电子工程师协会( IEEE )在 1999 年批准了 802.11b 标准,它可以提供最高每秒 11B 位( Mbps )的数据传输速率 -- 近似于很多以太网工作小组所使用的 10-Mbps 连接。无线局域网首次开始适用于大部分工作环境和办公室应用。很多厂商随后立即开始支持 802.11b 标准 -- 这迅速地降低了成本,带来了更多的需求和更加广泛的厂商支持。另外, 802.11b 标准确保了用户可以获得设备互操作能力。 无线以太网兼容性联盟( WECA )是一个非盈利性的国际组织,它的宗旨是检验基于 802.11b 标准的无线局域网产品的互操作能力,并在所有市场中推广该标准。随着 802.11b 标准的迅速普及,用户开始可以选择多种可互操作的、低成本的、高性能的无线设备。

可能最重要的是,各种类型的企业现在都可以通过将无线技术加入自己的企业局域网而获得巨大的利益。多年以来,膝上型电脑和笔记本电脑一直承诺可以随时随地进行计算。但是,随着对局域网和互联网的访问日益成为开展业务的不可或缺的组成部分,人们需要通过无线连接来真正实现随时随地进行计算的承诺。无线设备让用户几乎从任何地方都可以接入网络:办公桌、会议室、咖啡厅,或者企业园区和校园中的另外一个建筑物。这种能力为用户提供了最大限度的灵活性、生产率和效率,同时可以极大地促进同事、商业伙伴和客户之间的合作。此外,无线技术还可以为难以铺设电缆或者布线成本过高的场所提供局域网访问。

无线移植方案的选择

像其他任何技术一样,无线技术一直在不断地发展 -- 提供更高的速度、带宽、安全性等。无线技术最近在技术上发展到了一个重要的转折点。

工作在不需许可的 2.4GHz 频段的 802.11b 标准是全球应用最广泛的无线标准,它可以提供最高 11Mbps 的数据传输速率。对于一部分企业来说,这样的速度已经足以满足他们目前的需求。但是其他企业仍然希望通过新一代的设备获得更高的吞吐量、访问速度和功能,以满足他们迅速增长的无线用户的需要。

无线厂商对这种需求做出了积极的响应。目前, IEEE 任务小组正在集中精力制定两项更高性能的标准 --802.11a 和 802.11g 。在移植到更高性能的无线技术的过程中,用户必须了解每种无线标准的优点和缺点,并在此基础上判断哪种技术或者哪些技术最符合他们自身的无线网络需求。

802.11a 标准

IEEE 于 1999 年批准了 802.11a 标准,但是直到 2001 年 12 月市场上才出现第一款兼容 802.11a 的产品。 802.11a 标准最高可以提供 54Mbps 的数据传输速率和 8 个不重叠的频率通道 -- 从而可以增加网络容量,提高可扩展性,并能够在不干扰相邻单元的情况下创建微型单元式结构。 802.11a 工作在不需申请的 5GHz 频段,因为不会受到来自于工作在 2.4GHz 频段的设备的干扰,例如微波炉、无绳电话和蓝牙(一种短距离、低速、点对点、个人局域网无线标准)设备。但是, 802.11a 标准并不能与现有的支持 802.11b 的设备兼容。已经采用了 802.11b 设备,并希望获得 802.11a 技术所提供的更高通道数和网络速度的企业必须安装一整套全新的 802.11a 基础设施,以及 802.11a 接入点和客户端适配器。需要指出的是, 2.4GHz 和 5GHz 设备可以在互不干扰的情况下在同一个物理环境下工作。

要在全球范围内普及 802.11a ,一个重要的障碍是该标准尚未被全球各国的相关法规制定部门批准使用。到目前为止, 802.11a 还未在欧洲获得批准;但是, IEEE 和欧洲通信标准委 员会( ETSI)目前正在设法通过IEEE 802.11h任务小组达成一项协议,解决802.11a的电源问题和通道设置问题。

推广802.11a的另外一个障碍是缺乏对互操作性的认证。目前,各个厂商的产品之间的互操作性还没有保障。WECA将为802.11a产品提供互操作性测试,并致力于进一步推广该技术。但是,只有在两家芯片厂商开始制造相应的芯片,并至少有三家厂商在这些芯片的基础上制造产品以后,WECA才会开始进行这样的测试。WECA期望认证工作将从2002年下半年开始。

802.11g标准

802.11g标准从2001年11月就开始草拟,但是预计到2003年之前不大可能最终完成。802.11g可以提供与802.11a相同的54Mbps数据传输速率,但是它还可以提供一种重要的优势--对802.11b设备向后兼容。这意味着802.11b客户端卡可以与802.11g接入点配合使用,而802.11g客户端卡也可以与802.11b接入点配合使用。因为802.11g和802.11b都工作在不需许可的2.4GHz频段,所以对于那些已经采用了802.11b无线基础设施的企业来说,移植到802.11g将是一种合理的选择。需要指出的是,802.11b产品无法"软件升级"到802.11g,这是因为802.11g无线收发装置采用了一种与802.11b不同的芯片组,以提供更高的数据传输速率。但是,就像以太网和快速以太网的关系一样,802.11g产品可以在同一个网络中与802.11b产品结合使用。由于802.11g与802.11b工作在同一个无需申请的频段,所以它需要共享三个相同的频段,这将会限制无线容量和可扩展性。

兼容性

802.11a和802.11g都可以大幅度地改进现有的802.11b标准,因为它们所带来的更高的数据传输速率可以为无线局域网上的设备提供更高的性能和可用性。但是一个不足之处是由于802.11a和802.11g标准使用的频段不同,所以不能相互兼容。而且,802.11a不能与现有的802.11b设备兼容。

那么,企业应该怎么做呢?当他们展望其无线基础设施的未来时,这个决定非常关键。它将在未来几年中决定他们所选择的产品和他们的基础设施的功能。

无线网的特点
  下面我们将从传输方式、网络拓扑、网络接口等几个方面来描述无线网的特点。
  一、 传输方式
  传输方式涉及无线网采用的传输媒体、选择的频段及调制方式。
  目前无线网采用的传输媒体主要有两种,即无线电波与红外线。在采用无线电波做为传输媒体的无线网依调制方式不同,又可分为扩展频谱方式与窄带调制方式。
  1、扩展频谱方式
  在扩展频谱方式展频谱方式中,数据基带信号的频谱被扩展至几倍-几十倍后再被搬移至射频发射出去。这一作法虽然牺牲了频带带宽,却提高了通信系统的抗干扰能力和安全性。由于单位频带内的功率降低,对其它电子设备的干扰也减小了。
  采用扩展频谱方式的无线局域网一般选择所谓ISM频段,这里ISM分别取于Industrial、Scientific及Medical的第一个字母。许多工业、科研和医疗设备辐射的能量集中于该频段,例如美国ISM频段由902MHz-928MHz,2.4GHz-2.48GHz,5.725GHz-5.850GHz三个频段组成。如果发射功率及带宽辐射满足美国联邦通信委员会(FCC)的要求,则无须向FCC提出专门的申请即可使用ISM频段。
  2、窄带调制方式
  在窄带调制方式中,数据基带信号的频谱不做任何扩展即被直接搬移到射频发射出去。
  与扩展频谱方式相比,窄带调制方式占用频带少,频带利用率高。采用窄带调制方式的无线局域网一般选用专用频段,需要经过国家无线电管理部门的许可方可使用。当然,也可选用ISM频段,这样可免去向无线电管理委员会申请。但带来的问题是,当临近的仪器设备或通信设备也在使用这一频段时,会严重影响通信质量,通信的可靠性无法得到保障。
  3、红外线方式
  基于红外线的传输技术最近几年有了很大发展。目前广泛使用的家电遥控器几乎都是采用红外线传输技术。做为无线局域网的传输方式,红外线的最大优点是这种传输方式不受无线电干扰,且红外线的使用不受国家无线电管理委员会的限制。然而,红外线对非透明物体的透过性极差,这导致传输距离受限。
  二、网络拓扑
  无线局域网的扩扑结构可归结为两类:无中心或对等式(Peer to Peer)拓扑和有中心(HUB-Based)拓扑。
  1、无中心拓扑
  无中心拓扑的网络要求网中任意两个站点均可直接通信。
  采用这种拓扑结构的网络一般是用公用广播信道,各站点都可竞争公用信道,而信道接入控制(MAC)协议大多采用CSMA(载波监测多址接入)类型的多址接入协议。
  这种结构的优点是网络抗毁性好、建网容易、且费用较低。但当网中用户数(站点数)过多时,信道竞争成为限制网络性能的要害。并且为了满足任意两个站点可直接通信,网络中站点布局受环境限制较大。因此这种拓扑结构适用于用户相对减少的工作群网络规模。
  2、有中心拓扑
  在中心拓扑结构中,要求一个无线站点充当中心站,所有站点对网络的访问均由其控制。
  这样,当网络业务量增大时网络吞吐性能及网络时延性能的而恶化并不剧烈。由于每个站点只需在中心站覆盖范围之内就可与其它站点通信,故网络中点站布局受环境限制亦小。此外,中心站为接入有线主干网提供了一个逻辑接入点。
  有中心网络拓扑结构的弱点是抗毁性差,中心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。
  在实际应用中,无线网往往与有线主干网络结合起来使用。这时,中心站点充当无线网与有线主干网的转接器。
  三、网络接口
  这涉及无线网中站点从哪一层接入网络系统。一般来讲,网络接口可以选择在OSI参考模型的物理层或数据链路层。
  所谓物理层接口指使用无线信道替代通常的有线信道,而物理层以上各层不变。这样做的最大优点是上层的网络操作系统及相应的驱动程序可不做任何修改。这种接口放式在使用时一般做为有线网的集线器和无线转发器以实现有线局域网间互连或扩大有线局域网的覆盖面积。
  另一种接口方法是从数据链路层接入网络。这种接口方法并不沿用有线局域网的MCA协议,而采用更适合无线传输环境的MAC协议。在实现时,MAC层及其及其以下层对上层是透明的,配置相应的驱动程序来完成域上层的接口,这样可保证现有的有线局域网操作系统或应用软件可在无线局域网上正常运转。
  目前,大部分无线局域网厂商都采用数据链路层接口方法。

无线局域网的技术要求

无线局域网与以往的基于蜂窝电话网、专用分组交换网及其它技术的无线计算机通信相比 ,有许多本质上的区别。
  无线局域网必须支持高速突发数据业务,在室内使用时要解决包括多径衰落、相邻子网间串扰等问题。下面我们列出无线局域网必须克服的技术难点。
  1、可靠性 有线局域网的信道误比特率达10-9,这样保证了通信系统的可靠性和稳定性。无线局域网的信道误比特率应尽可能低,否则,当误比特率过高而不能被纠错码纠正时,该错误分组将被安排重发。这样大量的重发分组会使网络的实际吞吐性能大打折扣。具根据我们的实验数据表明,如系统分组丢失率≤10-5 ,或信道误比特率≤10-8,可以保证较满意的网络性能。
  2、兼容性 对室内应用的局域网,应尽可能与现有有线局域网兼容,现有的网络操作系统和网络软件应能在无线局域网上不加修改地正常运行。
  3、数据数率 为了满足局域网的业务环境,无线局域网至少应具备1Mbps以上的数据数率。
  4、通信保密 由于无线局域网的数据经无线媒体发往空中,要求其有较高的通信保密能力。无线局域网可在不同层次采取措施来保证通信的安全性。首先,采取适当的传输措施。例如,采用扩展频谱技术,使盗听者难以从空中捕获到有用信号。其次,为防止不同局域网间干扰与数据泄露,需采取网络隔离或设置网络认证措施。最后,在同一网中,应设置严密的用户口令及认证措施,防止非法用户入网。还应设置用户可选的数据加密方案,即使信号被盗听也难于理解其中的数据内容。
  5、移动性 我们把无线局域网中的站分为全移动站与半移动站两类。全移动站指在网络覆盖范围内该站可在移动状态下保持与网络的通信。例如蜂窝电话网的移动站(收机)即是一种全移动站。半移动站指在网络覆盖范围内网中的站可自由移动,但仅在静止状态下才能与网络通信。支持全移动站的网络称为全移动网络,而支持半移动站的网络称为半移动网络。按以上分类,目前的无线局域网大都属于覆盖范围极小的(几米到几百米)的全移动网络。为了扩大覆盖范围和提高频带利用率,必然导致引入蜂窝或微蜂窝网络结构。
  6、节能管理 由于无线局域网要面向便携机使用,为节省便携机内电池的消耗,网络应具有节能管理功能。即当某站不处于数据收发状态时,应使机内收发机处于休眠状态,当要收发数据时,再激活收发机。
  7、小型化、低价格 这是无线局域网能够实用并普及的关键所在。这取决于大规模集成电路,尤其是高性能、高集成度砷化镓技术。目前3GHz以下砷化镓MMIC(微波单片集成电路)的技术已逐于成熟,已具备了生产小型、低价格无线局域网射频单元的技术能力。
  8、电磁环境、无线电频段的使用范围 在室内使用的无线局域网,应考虑电磁波对人体健康的损害及其它电磁环境的影响。无线电管理部门应规定无线局域网能够使用的频段,规定发射功率及带外辐射等各项技术指标。

无线局域网的天线系统 无线局域网的天线系统重点是适合于无线局域网的方向性天线。
  天线的有关概念
  天线增益:是将天线的方向图压缩到一个较窄的宽度内并且将能集中在一个方向上发射而获得的,由 dBi 表示,由主波瓣的辐射密度和各向同性时的辐射密度的比值所得(输出功率相同时) ;
  极化方向:电磁波的振动方向,是天线的方向性并且和各向等向天线有关 ;
  天线的类型
  全向天线:在所有水平方位上信号的发射和接收都相等 ;
  定向天线:在一个方向上发射和接收大部分的信号 ;

  天线位置选择因素:
    两点之间距离最短处
    水平高度最高处
    最佳可视效果处
    天线之间的分隔距离最大(选择分集接收器)

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