3.7 无线局域网

1. 3.7无线局域网 3.7.1 无线局域网标准 3.7.2 无线局域网的主要类型 3.7.3 无线网络接入设备 3.7.4 无线局域网的配置方式 3.7.5 个人局域网 3.7.6 无线局域网的应用 3.7.7 无线局域网的发展趋势

2. 3.7.1 无线局域网标准 • 1. IEEE 802.11的基本结构模型 • 图3.17给出了IEEE802.11工作组开发的基本结构模型。无线局域网的最小构成模块是基本服务集（BSS，Basic Service Set），它包括使用相同MAC协议的站点。一个BSS可以是独立的，也可以通过一个访问点连接到主于网上，访问点的功能就像一个网桥。MAC协议可以是完全分布式的，或者由访问点来控制。BSS一般对应于一个单元。 • 扩展访问集（ESS，Extended Service Set）包括由一个分布式系统连接的多个BSS单元。典型的分布式系统是一个有线的主干局域网。ESS 对于逻辑链路控制LLC子层来说是一个单独的逻辑网络。

3. 3.7.1 无线局域网标准 图3.17 IEEE802.11基本结构模型

4. 3.7.1 无线局域网标准 • IEEE 802.11标准定义了三种移动结点 • 无跳变结点 • 基本服务集跳变结点 • 扩展访问集跳变结点

5. 3.7.1 无线局域网标准 • 2. IEEE 802.11服务 • IEEE802.11定义了无线局域网必须提供的服务，这些服务主要有五种。 • 联系（Association） • 重联系（Reassociation） • 终止联系（Disassociation） • 认证（Authentication） • 隐私权（Privacy）

6. 3.7.1 无线局域网标准

7. 3.7.1 无线局域网标准 • 3. 物理介质规范 • IEEE802.11 定义了三种物理介质。 • 数据速率为1Mbps和2Mbps，波长在 850nm~950nm之间的红外线。 • 运行在2.4GHz ISM频带上的直接序列扩展频谱。它能够使用7条信道，每条信道的数据速率为1Mbps或2Mbps。 • 运行在2.4GHz ISM频带上的跳频的扩频通信，数据速率为1Mbps或2Mbps。

8. 3.7.1 无线局域网标准 • 4. 介质访问控制规范 • IEEE 802.11工作组考虑了两种介质访问控制MAC算法。一种是分布式的访问控制，它和Ethernet网类似，通过载波侦听方法来控制每个访问结点；另一种算法是集中式访问控制，它是由一个中心结点来协调多结点的访问控制。分布式访问控制协议适用于特殊网络，而集中式控制适用于几个互连的无线结点和一个与有线主干网连接的基站。

9. 3.7.1 无线局域网标准 • IEEE 802.11工作组最后决定采用分布式基础无线网（DFW）的介质访问控制算法。IEEE 802.11协议的介质访问控制MAC层又分为2个子层：分布式协调功能（DCF）子层与点协调功能 (PCF)子层。 • 分布式协调功能(DCF)子层使用了一种简单的CSMA算法，没有冲突检测功能。按照简单的CSMA的介质访问规则进行如下两项工作。 • 如果一个结点要发送帧，它需要先侦听介质。如果介质空闲，结点可以发送帧；如果介质忙，结点就要推迟发送，继续监听，直到介质空闲。 • 结点延迟一个空隙时间IFS，再次侦听介质。如果发现介质忙，则结点按照二进制指数退避算法延时，并继续监听介质。如果介质空闲，结点就可以传输。

10. 3.7.2 无线局域网的主要类型 • 1. 红外线局域网 • 定向光束红外线 • 全方位红外传输技术 • 漫反射红外传输技术 • 2. 扩频无线局域网 • 跳频通信 • 直接序列扩频

11. 3.7.2 无线局域网的主要类型 • 3. 窄带微波无线局域网 • 申请执照的窄带RF • 免申请执照的窄带RF

12. 3.7.3无线网络接入设备 • 1. 无线网卡 • 提供与有线网卡一样丰富的系统接口，包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。在有线局域网中，网卡是网络操作系统与网线之间的接口。在无线局域网中，它们是操作系统与天线之间的接口，用来创建透明的网络连接。 • 2. 接入点 • 接入点的作用相当于局域网集线器。它在无线局域网和有线网络之间接收、缓冲存储和传输数据，以支持一组无线用户设备。接入点通常是通过标准以太网线连接到有线网络上，并通过天线与无线设备进行通信。在有多个接入点时，用户可以在接入点之间漫游切换。接入点的有效范围是20~500m。

13. 3.7.4 无线局域网的配置方式 • 1. 对等模式 • 这种应用包含多个无线终端和一个服务器，均配有无线网卡，但不连接到接入点和有线网络，而是通过无线网卡进行相互通信。它主要用来在没有基础设施的地方快速而轻松地建无线局域网。 • 2. 基础结构模式 • 该模式是目前最常见的一种架构，这种架构包含一个接入点和多个无线终端，接入点通过电缆连线与有线网络连接，通过无线电波与无线终端连接，可以实现无线终端之间的通信，以及无线终端与有线网络之间的通信。通过对这种模式进行复制，可以实现多个接入点相互连接的更大的无线网络。

14. 3.7.5 个人局域网 • 个人局域网（PAN，Personal Area Network）是近年来随着各种短距离无线电技术的发展提出的一个新概念。PAN的基本思想是，用无线电或红外线代替传统的有限电缆，实现个人信息终端的智能化互联，组建个人化的信息网络。PAN定位在家庭与小型办公室的应用场合，其主要应用范围包括话音通信网关、数据通信网关、信息电器互联与信息自动交换等。从信息网络的角度看，PAN是一个极小的局域网；从电信网的角度看，PAN是一个接入网，有人将PAN称为电信网的“最后50米”解决方案。

15. 3.7.5 个人局域网 • 目前，PAN的主要实现技术有4种：蓝牙（Bluetooth）、红外（IrDA）、Home Rf和UWB。其中，蓝牙(Bluetooth)技术是一种支持点到点、点到多点的话音、数据业务的短距离无线通信技术，蓝牙技术的发展极大地推动了PAN技术的发展。 • 1．蓝牙技术 • 蓝牙是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，它可以用于在较小的范围内通过无线连接的方式实现固定设备以及移动设备之间的网络互连，可以在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信。因为蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中，因此它特别适用于小型的移动通信设备。

16. 3.7.5 个人局域网 • 2. IrDA • IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的软件和硬件技术都已比较成熟。它的主要优点是体积小、功率低、适合设备移动的需要，传输速率高，可达16Mbps，成本低、应用普遍。 • 3. HomeRF • HomeRF利用跳频扩频方式，既可以通过时分复用支持语音通信，又能通过载波监听多路访问/碰撞回避（CSMA/CA）协议提供数据通信服务。同时，HomeRF提供了与TCP/IP良好的集成，支持广播、多点传送和48位IP地址。

17. 3.7.5 个人局域网 • 4. UWB • 超宽带（Ultra-wideband，UWB）技术以前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。 • UWB采用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。 • UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式，它有望在无线通信领域得到广泛的应用。

18. 3.7.6 无线局域网的应用 • 1. 作为传统局域网的扩充 • 2. 建筑物之间的互连 • 3. 漫游访问 • 4. 特殊网络

19. 3.7.7 无线局域网的发展趋势 • 无线局域网的发展方向有2个：一是HiperLAN（High Performance Radio LAN），另一个是无线ATM。无线局域网将朝着数据速率更高、功能更强、应用更加安全可靠、价格更加低廉的方向发展。