1.引言
近年來(lái),,lank">無(wú)線網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展,,在眾多無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)中,無(wú)線局域網(wǎng)因?yàn)槠漭^低的構(gòu)建和運(yùn)營(yíng)成本,、較高的傳輸速率,、較遠(yuǎn)的傳輸距離等優(yōu)點(diǎn)獲得了人們的青睞。隨著筆記本電腦,、Wi-Fi手機(jī),、PDA等移動(dòng)終端的廣泛使用,用戶對(duì)無(wú)線接入的需求日漸突出,。
目前,,Wi-Fi以其靈活性和可移動(dòng)性,在家庭和小型辦公網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)移動(dòng)連接的需求是越來(lái)越大,。在這幾年,無(wú)線AP的數(shù)量呈迅猛的增長(zhǎng),,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方便與高效使其能夠得到迅速的普及,。除了在一些公共地方有AP之外,國(guó)外已經(jīng)有先例以無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)來(lái)建設(shè)城域網(wǎng),,因此,,Wi-Fi的無(wú)線地位將會(huì)日益牢固。美國(guó),、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家是目前Wi-Fi用戶最多的地區(qū),。廉價(jià)的Wi-Fi,必將得到更加廣泛的應(yīng)用,。
2. Wi-Fi技術(shù)概述
Wi-Fi(Wireless Fidelity,無(wú)線保真技術(shù)),,傳統(tǒng)上人們將802.11b標(biāo)為Wi-Fi,,實(shí)際上Wi-Fi是無(wú)線局域網(wǎng)聯(lián)盟(WLA全稱NA)的一個(gè)商標(biāo),,該商標(biāo)保障使用該商標(biāo)的商品互相之間可以合作,,與標(biāo)準(zhǔn)本身實(shí)際上沒(méi)有關(guān)系,。但是后來(lái)人們逐漸習(xí)慣用Wi-Fi來(lái)稱呼802.11b協(xié)議。
它的最大優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速度較高,,可以達(dá)到11Mbps,,另外它的有效距離也很長(zhǎng),,同時(shí)也與已有的各種802.11 DSSS設(shè)備兼容,。IEEE(電子和電氣工程師協(xié)會(huì))802.11b無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范是IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的變種,最高帶寬為11Mbps,,在信號(hào)較弱或有干擾的情況下,帶寬可調(diào)整為5.5Mbps,、2Mbps和1Mbps,,帶寬的自動(dòng)調(diào)整,有效地保障了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性,。
其主要特性為:速度快,,可靠性高,,在開(kāi)放性區(qū)域,,有效通訊距離可達(dá)300米,,在封閉性區(qū)域,,通訊距離為100米左右,方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合,,組網(wǎng)的成本更低,。Wi-Fi技術(shù)與藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)一樣,同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無(wú)線技術(shù),。該技術(shù)使用的是2.4GHz附近的頻段,,該頻段目前尚屬?zèng)]用許可的無(wú)線頻段[2]。
目前Wi-Fi按照其速度與技術(shù)的新舊可分為802.11a,、802.11b,、802.11g,常用的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè),,分別是IEEE802.11a和IEEE802.11b,。802.11b是最老的,也是目前應(yīng)用最廣泛的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn),。用戶在選擇這類產(chǎn)品的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)它要比支持802.11a 和802.11g的產(chǎn)品價(jià)格便宜很多,。另外,,802.11b是Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)中帶寬最低,傳輸距離最短的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),。802.11a比802.11b具有更大的吞吐量,,但是它并不能和802.11b以及802.11g兼容。雖然廠商在生產(chǎn)Wi-Fi產(chǎn)品時(shí)都會(huì)在支持802.11b 和802.11g的同時(shí)也提供對(duì)802.11a的支持,,但是它仍然是目前使用量對(duì)少的一個(gè)Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn),。
802.11g的傳輸速度要高于802.11b,而且可以與802.11b兼容,。但是它比802.11a更容易受到外界環(huán)境的干擾,,比如一般的家電產(chǎn)品,無(wú)繩電話,、微波爐,,以及其它運(yùn)行在2.4GHz頻段上的設(shè)備。該技術(shù)由于有著自身的優(yōu)點(diǎn),,因此受到廠商的青睞。對(duì)Wi-Fi技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單比較,。
3. Wi-Fi技術(shù)的特點(diǎn)
Wi-Fi作為寬帶接入的一種有效方式,,與有線接入相比,其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在:
?。?)傳輸距離遠(yuǎn),。無(wú)線電波的覆蓋范圍廣,基于藍(lán)牙技術(shù)的電波覆蓋范圍非常小,,半徑大約只有50英尺左右,,約合15米,而Wi-Fi的半徑則可達(dá)300英尺左右,,約合100米,。辦公室自不用說(shuō),就是在整棟大樓中也可使用,。最近,由Vivato公司推出的一款新型交換機(jī),。據(jù)悉,,該款產(chǎn)品能夠把目前Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)300英尺,接近100米的通信距離擴(kuò)大到4英里,,約6.5公里,。
(2)傳輸速度快,。雖然由Wi-Fi技術(shù)傳輸?shù)臒o(wú)線通信質(zhì)量不是很好,,數(shù)據(jù)安全性能比藍(lán)牙差一些,,傳輸質(zhì)量也有待改進(jìn),但傳輸速度非???,可以達(dá)到11mbps,符合個(gè)人和社會(huì)信息化的需求,。
?。?)業(yè)務(wù)集成性。Wi-Fi技術(shù)在第二層以上與以太網(wǎng)完全一致,,所以能夠?qū)LAN集成到已有的寬帶網(wǎng)絡(luò)中,,也能將已有的寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用到WLAN中。這樣,,就可以利用已有的寬帶有線接入資源,,迅速地部署網(wǎng)絡(luò),形成無(wú)縫覆蓋,。
?。?)建設(shè)便捷性。Wi-Fi最主要的優(yōu)勢(shì)在于不需要布線,,可以不受布線條件的限制,,因此非常適合移動(dòng)辦公用戶的需要,具有廣闊市場(chǎng)前景,。目前它已經(jīng)從傳統(tǒng)的醫(yī)療保健,、庫(kù)存控制和管理服務(wù)等特殊行業(yè)向更多行業(yè)拓展開(kāi)去,甚至開(kāi)始進(jìn)入家庭以及教育機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域,。
?。?)使用安全性。IEEE802.11規(guī)定的發(fā)射功率不可超過(guò)100毫瓦,,實(shí)際發(fā)射功率約60~70毫瓦,,這是一個(gè)什么樣的概念呢?手機(jī)的發(fā)射功率約200毫瓦至1瓦間,,手持式對(duì)講機(jī)高達(dá)5瓦,,而且無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用方式并非像手機(jī)直接接觸人體,是絕對(duì)安全的,。
4.Wi-Fi組網(wǎng)方案
4.1 Wi-Fi組網(wǎng)設(shè)備
Wi-Fi是由AP(Access Point)和無(wú)線網(wǎng)卡組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),。AP一般稱為網(wǎng)絡(luò)橋接器或接入點(diǎn),它是當(dāng)作傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁,,因此任何一臺(tái)裝有無(wú)線網(wǎng)卡的PC均可透過(guò)AP去分享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源,,其工作原理相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)置無(wú)線發(fā)射器的HUB或者是路由, 而無(wú)線網(wǎng)卡則是負(fù)責(zé)接收由AP所發(fā)射信號(hào)的CLIENT端設(shè)備。
一般架設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基本配備就是無(wú)線網(wǎng)卡及一臺(tái)AP,,如此便能以無(wú)線的模式,,配合既有的有線架構(gòu)來(lái)分享網(wǎng)絡(luò)資源,架設(shè)費(fèi)用和復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò),。如果只是幾臺(tái)電腦的對(duì)等網(wǎng),,也可不要AP,只需要每臺(tái)電腦配備無(wú)線網(wǎng)卡,。對(duì)于寬帶的使用,,Wi-Fi更顯優(yōu)勢(shì),有線寬帶網(wǎng)絡(luò)(ADSL,、小區(qū)LAN等)到戶后,,連接到一個(gè)AP,然后在電腦中安裝一塊無(wú)線網(wǎng)卡即可,。普通的家庭有一個(gè)AP已經(jīng)足夠,,甚至用戶的鄰里得到授權(quán)后,則無(wú)需增加端口,,也能以共享的方式上網(wǎng),。
4.2 常用組網(wǎng)方案
較之有線網(wǎng)絡(luò),無(wú)線組網(wǎng)更加靈活,、方便,。對(duì)于最簡(jiǎn)單的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)組網(wǎng)情況來(lái)說(shuō),可以采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的對(duì)等結(jié)構(gòu),,并且不需要無(wú)線AP,;如果是多臺(tái)計(jì)算機(jī)組網(wǎng)(超過(guò)兩臺(tái)),最好以無(wú)線AP(或無(wú)線路由器)為中心的Infrastructure(基礎(chǔ)結(jié)構(gòu))模式[4],。采用Infrastructure模式組網(wǎng)時(shí),,既可以是單純的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),也可以是無(wú)線,、有線混合網(wǎng)絡(luò),,將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為有限網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充。4.2.1自組織網(wǎng)絡(luò) 自組織(Ad-Hoc)網(wǎng)絡(luò),,又稱為無(wú)AP網(wǎng)絡(luò)或?qū)Φ染W(wǎng)絡(luò),,是最簡(jiǎn)單的無(wú)線局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),由一組有無(wú)線接口的計(jì)算機(jī)(無(wú)線客戶端)組成一個(gè)獨(dú)立基本服務(wù)集(Independent Basic Service Set, IBSS),,這些無(wú)線客戶端有相同的工作組名,、擴(kuò)展服務(wù)集標(biāo)識(shí)符(ESSID)和密碼,網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)站點(diǎn)之間均可直接通信,。自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),。
4.2.2基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)(Infrastructure Network)也稱為有中心網(wǎng)絡(luò),,由一個(gè)或多個(gè)無(wú)線AP以及一系列無(wú)線客戶端構(gòu)成,,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渌?。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中,一個(gè)無(wú)線AP以及與其關(guān)聯(lián)(Associate)的無(wú)線客戶端被成為一個(gè)BSS(Basic Service Set,,基本服務(wù)集),,兩個(gè)或多個(gè)BSS可構(gòu)成一個(gè)ESS(Extended Service Set,擴(kuò)展服務(wù)集)[2],?;A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用無(wú)線AP作為中心站,所有無(wú)線客戶端對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)均由無(wú)線AP控制,。這樣,,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量增大時(shí)網(wǎng)絡(luò)吞吐性能及時(shí)延性能的惡化并不劇烈[5]。由于每個(gè)站點(diǎn)只需在中心站覆蓋范圍內(nèi)就可與其他站點(diǎn)通信,,因此網(wǎng)絡(luò)布局受環(huán)境限制比較小,。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所示,?;A(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)是抗毀性差,中心站點(diǎn)的故障容易導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓,,并且中心站點(diǎn)的引入增加了網(wǎng)絡(luò)成本,。
4.3 基于無(wú)線網(wǎng)橋的室外組網(wǎng)方案
無(wú)線網(wǎng)橋主要有三種組網(wǎng)模式:點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn),、中繼連接,。下面我們用簡(jiǎn)單的圖示方法來(lái)介紹一下Wi-Fi的幾種組網(wǎng)模式。
4.3.1點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組網(wǎng)模式
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線橋接模式一般由一對(duì)無(wú)線網(wǎng)橋和一對(duì)室外天線組成,??梢圆捎?.4GHz或5.8GHz的室外型無(wú)線網(wǎng)橋,根據(jù)所采用的設(shè)備不同,,數(shù)據(jù)傳輸速率約為5Mb/s~30Mb/s,。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組網(wǎng)模式所示。
4.3.2點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)組網(wǎng)模式
點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)橋無(wú)線接模式適用于有一個(gè)中心站,、多個(gè)遠(yuǎn)端站的情況,。中心站采用全向天線,以蜂窩覆蓋方式進(jìn)行,。其他遠(yuǎn)端均采用定向天線,。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組網(wǎng)模式如所示。點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)橋無(wú)線接模式組網(wǎng)成本低,、維護(hù)簡(jiǎn)單,,并且由于中心站使用全向天線,設(shè)備調(diào)試相對(duì)容易。分布式蜂窩組網(wǎng)也屬于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)橋接模式,,也就是扇區(qū)組網(wǎng),,投入大、利用不同增益的覆蓋天線,,增加覆蓋范圍,。
4.3.3中繼組網(wǎng)模式
當(dāng)需要連接的兩個(gè)局域網(wǎng)之間有障礙物遮擋而無(wú)法直視時(shí),可以考慮使用無(wú)線中繼的方法繞開(kāi)障礙物,,來(lái)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)之間的無(wú)線橋接,。中繼站若使用兩臺(tái)設(shè)備,可以保證實(shí)際帶寬不會(huì)有減少,,若使用壹臺(tái)設(shè)備,,則可以減少投資,可使用的實(shí)際帶寬只有原來(lái)的一半,,類似于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)一樣,。
5.總結(jié)及展望
Wi-Fi技術(shù)作為無(wú)線局域網(wǎng)家族中的重要組成部分,近年來(lái)發(fā)展迅速,。伴隨著3G的快速發(fā)展,,越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商正在推出(或考慮推出)允許Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)其PS域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù),以緩解蜂窩網(wǎng)數(shù)據(jù)流量壓力,,在新的市場(chǎng)環(huán)境下,,Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用又迸發(fā)出新的活力。本文對(duì)Wi-Fi的概念,、特點(diǎn)等作了簡(jiǎn)要介紹,,在此基礎(chǔ)上,研究和探討了利用Wi-Fi進(jìn)行組網(wǎng)的室內(nèi)外組網(wǎng)方案,。對(duì)于Wi-Fi技術(shù)而言,,漫游、切換,、安全,、干擾等方面都是運(yùn)營(yíng)商組網(wǎng)時(shí)需考慮的重點(diǎn)。隨著骨干傳輸網(wǎng)容量和傳輸速率的提高,,無(wú)論采用平面或者兩層的架構(gòu)都不會(huì)影響到用戶的寬帶快速接入,;隨著IAPP以及Mobile IP技術(shù)的完善、IPv6的發(fā)展也可以最終解決漫游和切換的問(wèn)題,。
綜上所述,,Wi-Fi的發(fā)展方向包括:
(1)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),,覆蓋更大的范圍,,從熱點(diǎn)到熱區(qū)到整個(gè)城市,。
(2)Wi-Fi手持終端和VoWLAN業(yè)務(wù)必然成為潛在的應(yīng)用模式,。
?。?)基于IP的Wi-Fi的交換技術(shù)和開(kāi)放的業(yè)務(wù)平臺(tái),將使WLAN網(wǎng)絡(luò)更智能,、更易管理。
?。?)基于多層次的安全策略(WEP,、WPA、WPA2,、AES,、VPN等)提供不同等級(jí)的安全方案,將使企業(yè),、個(gè)人用戶可以根據(jù)不同的性價(jià)比來(lái)選擇滿足自己需要的安全策略,。