无线局域网技术研究及发展趋势

摘要：随着网络技术的进步，无线局域网技术有了突飞猛进的发展，它以其具备灵活性、移动性、易扩展性受到了用户的青睐。本文分析了无线局域网的理论基础及其优缺点，介绍了无线局域网的协议标准、无线局域网的体系结构，探讨了无线局域网的发展方向。

关键词：理论基础 标准 结构 优点

0 引言

随着计算机技术和网络应用的大规模应用，传统局域网络已经越来越不能满足人们的需求，于是无线局域网应运而生。无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。

1 无线局域网概述

1971年，夏威夷大学的研究人员建成了世界上第一个无线电通讯网络，称作ALOHNET。它标志着无线网络的正式诞生。目前，无线局域网采用的传输媒体主要有红外线和无线电波两种。按照不同的调制方式，无线电波局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。

1.1 红外线（Infrared Rays，IR）局域网 采用红外线通信方式与无线电波方式相比，可以提供极高的数据速率，有较高的安全性，且设备相对便宜而且简单。

1.2 扩频（Spread Spectrum，SS）局域网 如果使用扩频技术，网络可以在ISM（工业、科学和医疗）频段内运行。其理论依据是，通过扩频方式以宽带传输信息来换取信噪比的提高。扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。扩频技术主要分为跳频技术（FHSS）和直接序列扩频（DSSS）两种方式。

1.3 窄带微波局域网 这种局域网使用微波无线电频带来传输数据，其带宽刚好能容纳信号。但这种网络产品通常需要申请无线电频谱执照，其它方式则可使用无需执照的ISM频带。

2 无线局域网的结构

根据不同局域网的应用环境与需求的不同，无线局域网可采取不同的网络结构来实现互联。常用的具体有如下几种：

2.1 网桥连接型：不同的局域网之间互联时，由于物理上的原因，若采取有线方式不方便，则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接，无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接，还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。

2.2 基站接入型：当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时，各站点之间的通信是通过基站接入、数据交换方式来实现互联的。各移动站不仅可以通过交换中心自行组网，还可以通过广域网与远地站点组建自己的工作网络。

2.3 HUB接入型：利用无线Hub可以组建星型结构的无线局域网，具有与有线Hub组网方式相类似的优点。在该结构基础上的WLAN，可采用类似于交换型以太网的工作方式，要求Hub具有简单的网内交换功能。

2.4 无中心结构：要求网中任意两个站点均可直接通信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道，MAC层采用CSMA类型的多址接入协议。

3 无线局域网协议标准

无线局域网技术（包括IEEE802.11、蓝牙技术和HomeRF等）将是新世纪无线通信领域最有发展前景的重大技术之一。以IEEE（电气和电子工程师协会）为代表的多个研究机构针对不同的应用场合，制定了一系列协议标准，推动了无线局域网的实用化。

3.1 IEEE802.11系列协议 作为全球公认的局域网权威，IEEE 802工作组建立的标准在局域网领域内得到了广泛应用。这些协议包括802.3以太网协议、802.5令牌环协议和802.3z100BASE-T快速以太网协议等，具体协议如下：802.11a、802.11b、802.11g及其他相关协议。

3.2 蓝牙规范（Bluetooth） 蓝牙规范是由SIG（特别兴趣小组）制定的一个公共的、无需许可证的规范。蓝牙技术工作于2.4GHz的ISM频段，基带部分的数据速率为1Mbit/s，有效无线通信距离为10~100m，采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙技术采用自动寻道技术和快速跳频技术保证传输的可靠性，具有全向传输能力，但不需对连接设备进行定向，无需用户参与。

3.3 HomeRF标准 HomeRF工作组于1998年为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范，即共享无线访问协议（SWAP）。该协议主要针对家庭无线局域网。之后，HomeRF工作组又制定了HomeRF标准，用于实现PC机和用户电子设备之间的无线数字通信，是IEEE802.11与泛欧数字无绳电话标准（DECT）相结合的一种开放标准。

3.4 HyperLAN/2标准 HiperLAN/2标准由全球论坛（H2GF）开发并制定，，并采用OFDM调制方式，是一种高性能的局域网标准。HyperLAN/2标准定义了动态频率选择、无线小区切换、链路适配、多波束天线和功率控制等多种信令和测量方法，用来支持无线网络的功能。

4 无线局域网的优点

4.1 灵活性。在传统的有线网络中，由于网线的原因，设备的放置受到限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。

4.2 移动性。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。

4.3 易于进行网络规划和调整。

4.4 安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量。无线局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点AP(Access Point)设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。

4.5 易于扩展。无线局域网可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间“漫游”等有线网络无法实现的特性。

5 无线局域网存在的不足

无线局域网在能够给网络用户带来便捷和实用的同时，也存在着一些缺陷和不足，主要体现在以下几个方面：

5.1 安全性。本质上无线电波不要求建立物理的连接通道，无线信号是发散的。从理论上讲，很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号，这就容易造成信息的泄漏。

5.2 传输速率。无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。目前，无线局域网只适合于个人终端和小规模网络应用。

5.3 可靠能。无线局域网是依靠卫星,微波,红外等进行传输的。这些都通过无线发射装置进行发射，而当它们遇到高山、建筑物等障碍物时会影响网络的可靠性能。

6 新的宽带无线技术——WiMAX

WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX全称为World Interoperability for Microwave Access，即全球微波互联接入，以其远覆盖和高带宽特性，成为无线业界的新宠。该技术以IEEE 802.16的系列宽频无线标准为基础。

无线网络的出现就是为了解决有线网络无法克服的困难。虽然无线网络有很多优势，但与有线网络相比，无线局域网也有很多不足。目前还只是有线网络的补充，而不是替换。但也应该看到，近年来，无线局域网已能够通过与广域网相结合的形式提供移动互联网的多媒体业务。相信在未来，无线局域网将以它的高速传输能力和灵活性发挥更加重要的作用！

参考文献：

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