11.2 无线网协议

11.2 无线网 2011-7-8 12:33:04 本站原创 佚名 【字体：大 中 小】 {SQL_我要评论()}     无线通信的发展日新月异，从“蓝牙”到第三代移动通信，新技术层出不穷，尤其是无线局域网 (LAN) 技术以比人们的预料快得多的速度向前发展着。正因为如此，目前无线局域网的较多，处于众多标准共存时期。下面简单介绍主要的无线互联标准。   1.IEEE 802.11b   由 IEEE 802.11 Task Group b 于 1999 年底制定，以直序扩频 ( 又称 DSSS ； Direct Sequence Spread Spectrum) 作为调变技术，所谓直序扩频是将原来 1 位的信号，利用 10 个以上的位来表示，使得原来高功率、窄频率的讯号，变成低功率、宽频率。另外一方面， 802.11b 传输速率最高可达到 11Mbps ，频段则采用 2.4GHz 免执照频段。   IEEE 802.11b 的用户在 2001 年初只是凤毛麟角，而现在已超过 1500 万，这个数字与蜂窝电话和有线以太网相比还显得太小，但增长速度却是扶摇直上。   2.IEEE802.11a   IEEE 802.11a 在 2001 年到 2002 年推出，采用能有效降低多重路径衰减与有效使用频率正交频分复用（ OFDM ）技术，并选择干扰较少的 5GHz 频段，其数据率高达 54Mbps 。由于 IEEE 802.11b 的数据率为 11Mbps ，物理层额外开销使数据率下降 40% ，实际数据率最多为 6Mbps ，因此 802.11a 被视为下一代高速无线局域网络规格。   3. IEEE802.11g   802.11a 尽管优于 802.11b ，但存在兼容性问题，即 802.11a 的产品不能与 802.11b 的互通。为此， IEEE 制定出了 802.11g ，该标准在 IEEE 802.11b 标准基础上，选择 2.4 GHz 频段，使用 OFDM 技术，与 802.11a 兼容。目前 IEEE 802.11g 主要有两家公司在竞争标准：一家为 Intersil ，以 OFDM 为通讯技术、传输速率可达 36Mbps ；另一家为 TI ，以 PBCC 为通讯技术、传输速率达 22Mbps 。目前 IEEE 802.11g 工作小组对 Intersil 的解决有较大的兴趣， Intersil 胜出的机率相形之下也大了许多。   所有的无线 LAN 都使用未注册频谱，因此，它们易受干扰，并引起传输出错。当传输出现差错时，所传输的信息必须重发，势必浪费带宽。如果差错率达到 50% ，则会使数据率减少三分之二。就 802.11b 而言， 6Mbps 的实际数据率减去差错重发开销后只剩下 2Mbps ，在网络上只能实现每个节点共享的半双工通信。   在无线通信标准中，除了 IEEE 802.11 系列外，还有 homerf2 、 Hiperlan2 和 5-up 标准。各通信协议比较见表 9-1 。   无线 lan 系统 物理层数据率 (Mbps) 实际数据率 (Mbps) 最大传输距离( 米 ) 频率(GHz) Qos 推出时间 802.11b 11 6 100 2.4 无 2000 年 802.11a 54 31 80 5 无 2001 年 802.11g 54 12 150 5 无 2002 年 homerf2 10 6 50 2.4 有 2002 年 Hiperlan2 54 31 80 5 有 2003 年 5-up 108 72 80 5 有 2003 年                 表 11-1 现有和未来的无线局域网标准   除此之外， IEEE 还将推出以下新的标准系列：   802.11d ，旨在制定在其他频率上工作的多个 802.11b 版本，使之适合于世界上现在还未使用 2.4ghz 频段的国家。   802.11e ，该标准将对 802.11 网络增加 Qos 能力，它将用时分多址方案取代类似以太网的 MAC 层，并对重要的业务增加额外的纠错功能。   802.11f ，该标准旨在改进 802.11 的切换机制，以使用户能够在两个不同的交换分区 ( 无线信道 ) 之间，或在加到 2 个不同的网络上的接入点之间漫游的同时保持连接。   802.11h ，该标准意在对 802.11a 的传输功率和无线信道选择增加更好的控制功能，它与 802.11e 相结合，适用于欧洲地区。   802.11i ，该标准消除 802.11 的最明显的缺陷：安全问题。它将是基于高级加密标准，即美国政府“官方”加密算法的一个完整的新标准。   802.11j 。这是个新的标准，目前只是一个草案，尚未组成特别工作组进行讨论。预计，该标准将使 802.11a 和 hiperlan2 这两个标准在同一频率共存。     无线局域网的基础还是传统的有线局域网，是有线局域网的扩展和替换。它只是在有线局域网的基础上通过无线接入器、无线网桥、无线网卡等设备来实现无线通信。   以无线网卡为例，一个无线网卡主要包括 NIC 单元、扩频通信机和天线三个功能模块。 NIC 单元属于数据链路层，由它负责建立主机与物理层之间的连接。扩频通信机与物理层建立了关系，实现无线电信号的接收和发送。当计算机要接收信息时，扩频通信机与物理层通过网络天线接收信息，并且对该信息进行处理，判断是否要发给 NIC 单元。如果是，则将信息帧交给 NIC 单元，否则丢弃。如果扩频通信机发现接收到的信号有错，则通过天线发送给对方一个出错信息，通知发送方重新发送。当计算机要发送数据时，主机先将待发送的信息传给 NIC 单元，由 NIC 单元首先监测信息道是否空闲。如果空闲，便立即发送，否则暂不发送，并继续监测。     无线局域网的拓扑结构可分为两类：无中心拓扑（对等网模式）和有中心拓扑（客户 / 服务模式）。无中心拓扑的网络要求网中任意两点均可直接通信。采用无中心拓扑结构的网络一般使用公用广播信道，而信道接入控制协议多采用载波监测多址接入（ CSMA ）类型的多址接入协议。有中心拓扑结构则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中心站控制。二者的拓扑结构如图 11-1 所示。     图 11-1 无线局域网拓扑结构