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一、无线网络的发展历程
无线网络的最初应用,是在二战时期为了方便采用无线电信号来进行收发信息。为了安全,收发信息要对其进行加密和解密,由此还产生了密码技术。后来,程序设计人员还设计出c采用封包式专业技术的网络系统,该网络系统就是利用了无线通信技术,像这样的网络系统就成了WLAN的最初原型。这时,无线网络算是正式诞生了。
二、无线局域网所带来的好处及相关特点
无线局域网是采用无线方式的一种网络,它靠电磁波来收发信息,突破了地理位置和布线不便的限制,打破了有线网的局限性,实现真正的网络的移动连接,方便于移动性无线网络的发展。
1.无线局域网的主要优点
跟有线网络比,无线局域网有:使用灵活、安装便捷、经济节约、方便普及发展等相关优越性。安装无线局域网可以自由的选择符合自己特点的配置情况,有很好的用户安装自主性,因不需布线,安装过程不受用户限制,可从几户用户到几千用户不等,可提供安全、稳定、快速的网络服务,并且在信息的收发上体现出很强的移动性和灵活性。不管在哪里,无线网络都发展非常之快,大到政府机关、学校、医院等,小到办公室、卧室无处不在,几乎是有用电脑的地方就有网络,就有无线网络。
2.无线局域网里常用的技术标准及有关知识
无线局域网采用的技术标准一般是IEEE802.11,该标准时一些计算机专家及专业人士审核通过的标准。当时把波段2.4GHz作为该标准运作范畴里,该波段又称扩频波段。无线局域网不需要电缆接入,在无线网络中我们通常通过增加网络设备特别是无线网卡和无线信号发射器,如果要考虑到实际使用,我们一般要设置不同的接入方式,有采用点对点形式的,有点对多形式的,也有混合形式的,不管哪种方式接入网络,都不需要有实质性的线路来传输信息,靠的是无线传输接受信息。
第一、点对点形式
要联网的两个位置如果比较固定则采用点对点型,无线网络经常采取这种形式来进行数据传输,因传输很稳定并且速率比较快,很多无线网络经常使用。
第二、点对多点形式
就是网络连接过程中采取单个点连线多个终端用户的无线联网。
第三、混合形式
网络中有远、近距离的点,也有建筑物或山脉阻挡的点的混合情形。
在无线局域网的室内应用设置过程中,非独立的无线网形式,采用独立的无线网会了让效果较差,不能很好的完善我们无线网给我们生活带来的方便。只有利用好网络的正确配置过程,才能较好的发挥好无线网的优势。
对于独立的无线网络:全部网络都采取无线通信的交流方式,让不同的用户不用AP时通过无线的形式来进行相互的直接互联发送信息,而使用AP就采取无线通信。
对于非独立的无线网络:在很多时候,它们只是有线网络的补充和扩展。为的是更好的提供网络服务和实现网络的顺畅连接和收发信息、传输信号。
3.针对无线网络的其他重要概念
第一:微单元及无线漫游技术
微单元是指AP的通信范围被一定的范围内,我们把这个被限定的范围称为微单元,之所以被限定在一定范围,是因为无线网络里的电波信号在传输中会减弱,超过这个范围就没法接受到信号。
第二:扩频技术和直序扩频技术
扩频技术最先被运用在军事通信方面,后来普及在无线网络通信中。采用扩频的最大优势在于无线传输中的无误性和有效性,能很好的区分不同波段的数据,保证数据的安全有效。而直序扩频技术使用的是具有高码率的扩频序列,在发射端发出来的频谱可以通过接收端很好的进行解扩出来恢复还原出原来的信号。
第三、跳频扩频技术
跳频扩频技术是在扩频的基础上发展起来的一种技术,跟直序扩频不同,通过一个伪随机码控制来改变频率,但是接收端和发射端其频率变化规律保持同步,同时保持在相对应的工作带宽范围里变化。
三、无线局域网所带来的具体应用范畴
针对无线局域网所具有的优点,大致可以归纳为以下一些领域方面:
首先、网络信息系统,网络购物,电子商务,电子邮件、文件下载上传、平台模拟、新闻浏览、网上交流与学习等;其次、针对网络布线不方便的地方,比如政府机关、企业、学校等一些单位布置无线局域网,还有一些恶劣的环境下,包括需要移动办公要求的都要求采取无线网络,由此带来快速的网络连接。第三、为了快速的远距离且随时随地的传输信息包括火灾、病虫害及交通管理情况的信息传输均尽量采取无线局域网技术;第四、在流动性工作的环境下要得到相关信息,特别是要通过网络获取信息的时候,还有需要安装小型移动网的情况来方便随地上网均要求尽量使用无线局域网以方便的实现工作或生活需要。
四、无线局域网常用的连接方式和结构形式
无线局域网可以按照用户的要求来进行分析,从而做出也应该采取不同的连接方式和结构形式:
首先、通过网桥的连接接入方式:无线可以解决有线方式不方便的情况,可以在互联网络时采取无线网桥方式,利用无线点对点连接实现OSI模型中的物理层和数据链路层的连接,让信息通过物理层进行底层的传输,当然在这无线网桥的作用下还能让高层的路由跟协议两者间实现转换作用。其次、建立基站的接入形式:以基站的的接入来进行数据交换实现网络的连接,采取移动蜂窝的原理建立无线网络圈,借助目前最大覆盖面的广域网作为基础同时与远地站点结合组建,形成一个独特的无线局域网络。
综上所述,无线局域网借助无线网卡、无线网桥、及无线Hub等各种网络设备来连接入网络进行通信,在技术上更是采取扩频、网同步、调制解调、加密解密、功率控制、无线分集接收和节能技术等辅助技术。无线网的发展也改变了我们的生活方式,让我们的无线移动网络保持稳定健康的发展之路。
(作者单位:江西渝州科技职业学院)
参考文献:
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)26-7393-02
The Technology of Wireless Lan and its Application Prospect
SI Xiao-mei
(Department of Information Engineering, Wuhan University of Technology Huaxia College, Wuhan 430223, China)
Abstract: WLAN is a rapid-developing technology and it has many good features in comparison with the LAN transmitting signals across a cable. WLAN has also made a profound effect to the development of the network technologies.Key technologies, good features and application prospect of wireless LAN are introduced in this paper, and the technology of modulation and encryption are mainly discussed.
Key words: wireless LAN; technology of spread spectrum; carrier sense multiple access/conflict avoiding; encryption technology
“让网络无处不在,让思绪随风飘扬”曾经是人们的梦想,近几年来,随着移动办公技术的发展,WLAN(wireless LAN)已经开始在国内外得到全面的应用,并且对传统的有线局域网模式形成了强大冲击。早在2004年广州白云机场就宣布,坐飞机的旅客只要携带有笔记本电脑或PDA,无需电话线或网线,就能在白云机场候机楼内的任何地方以比传统方式快50-200倍的高速实现无线上网,摆脱有线的束缚,随时随地接入互联网。在信息时代,无线网将依靠其无法比拟的灵活性、可移动性和极强的可扩容性,使人们真正享受到简单、方便、快捷的信息链接。
1 无线局域网的关键技术
1.1 传输方式
无线网常见的有四种传输方式:红外线、射频系统、微波、激光[1]。
红外系统:使用波长小于1um的红外线,基本速率为1Mbps。其特点:方向性很强,不干扰附近类似系统;采用低于可见光的部分频谱作为传输介质,其使用不受无线电管理部门的限制;但仅适用于近距离的无线传输。
射频系统:射频描述的是无线电波一秒钟振动的次数,无线电信号可连接到全世界的大多数用户,可穿过轻障碍物。射频系统是目前最为流行的WLAN,按频段可划分三类:非专用频段(ISM);专用频段;毫米波段。
微波:它是以微波的收、发信机作为计算机网的通信信道。可提供很宽的带宽,但易受外部干扰和窃听,象无线信号一样要求FCC许可证和被认可的设备。微波可用陆地、人造卫星系统,对遥远地区适用,但费用较昂贵。
激光:传输狭窄的光柱,被调制为脉冲来传送数据,但对大气环境敏感,且提供相对短的传输距离大约25-100英尺,费用较贵。
1.2 调制技术
无线局域网一般采用扩频技术,这是一种在20世纪40年展起来的调制技术。扩频技术主要工作于2.4G~2.484G开放频段,没有使用授权的限制,它是采用某个特定的扩频编码函数将待传信息的频谱扩展,使之成为宽带信号送入信道中传输,再利用相应的手段将其压缩,从而获得传输信息的系统[2]。
扩频技术又分为跳频扩频和直接序列扩频两种方式。
跳频扩频可工作在900MHz、2.4GHz和5GHz的ISM频带上。在FHSS通信中,信号按离散的频率增量切换。频率的切换是基于伪随机算法所生成的模式的。工作中,发送方以相当快的速率(跳速)改变频率,收方必须与发送方同步地改变频率,双方才能保持通信。即跳频通信时,收发双方必须采用同一种跳频图案。跳频电台之间要成功地进行跳频通信,收发双方必须同时满足三个条件:跳频频率相同;跳频序列相同;跳频的时钟相同(允许存在一定的误差)。三个条件缺一不可,否则无法实现跳频通信。
直接序列扩频工作在ISM频段上。在DSSS中,进入发射器的数据与成为码片的高数据率比特序列相组合,发射器和接收器都可分辨码片,并以此在宽频范围内形成扩展数据比特的基础。码片可以被看作是比实际数据率更高的速率运行的伪随机信号,也被称为噪声(PN)码。因为数据速率与带宽成正比,使用码片的净效应就是把信号扩展到更宽的频段上去。目前使用模二加的方式来完成数据比特和码片比特的组合,用模二减的方式来恢复原始数据。
1.3 传输技术
在传输技术上,无线局域网采用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IEEE 802.11重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,IEEE 802.11还提供了带确认帧ACK的CSMA/CA协议。
另外,当传送帧受到严重干扰时,必定要重传,这就是信息包重整技术。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,耗费相对小得多,这样就能大大提高无线网在噪声干扰地区的抗干扰能力。一般的无线产品支持动态速率转换,当射频情况变差时,可将数据传输速率从11 Mbit/s降低为5.5 Mbit/s、2 Mbit/s和1 Mbit/s。IEEE 802.11无线网络标准还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来自动为每个传输路径选择最佳的传输速率,该功能还可根据用户的不同应用环境来设置成不同的固定应用速率。在实际应用中,当AP变得负载过大或信号减弱时,网卡能更改与之连接的访问点,自动转换到最佳可用的AP,以提高性能。
1.4 保密技术
由于无线局域网通过无线电波在空中传输数据,所以在数据发射机覆盖区域内的几乎任何一个无线局域网用户都能接触到这些数据。无论接触数据者是在另外一个房间、另一层楼或是在本建筑之外,无线就意味着会让人接到数据。与此同时,要将无线局域网发射的数据仅仅传送给一名目标接收者是不可能的。而防火墙对通过无线电波进行的网络通信起不了作用,任何人在视距范围之内都可以截获和插入数据。因此,如果没有在安全性方面进行精心的建设,而仅靠普通的直接序列扩频编码调制技术是不够可靠的。以下是几种常见的保密技术。
1) 运用扩展服务集标识号(ESSID)
802.11协议本身定义了两种基本的安全手段。首先,在通讯前,所有的移动节点必须和无线接入点AP建立连接,多数情况下这要求移动台和AP配置为具有相同的网络扩展服务集标识ESSID。每个AP具有一个唯一的网络ESSID,这使得一组设置为具有相同ESSID的用户可以使用此AP,也就是说,若移动用户想连接某一AP,则必须知道此AP的ESSID,若AP的ESSID设置和用户的ESSID设置不一致,则用户无法访问AP。这种方式提供了无线网络最基本的安全措施。
2) MAC地址过滤
在无线局域网中最常用的安全措施是MAC地址过滤法。这需要在AP设备的永久性存储器中存放一组用户的MAC地址列表,只有列表中的用户可以访问对应的AP,其它用户被拒绝。在移动用户向网络发出联网请求后,AP首先检查自己的MAC地址列表,以判断是否包含此用户的MAC地址。当然,管理员可以方便地对AP中存储的用户MAC地址列表进行添加、删除等修改,以控制可以访问AP的用户。这也许是目前在无线局域网中最简单、最基本的安全防范手段。特别是对于AP数量不太多的无线局域网系统是比较适合的[3]。
但是从某些角度看,使用MAC地址列表也是一种比较脆弱、麻烦的安全手段,因为许多无线网卡支持通过重新配置的方法来改变网卡的MAC地址,另一方面,很多生产厂商为方便用户会把网卡的MAC地址印刷在无线网卡背面的标签上。非法入侵者可以从无线电波中截获数据帧分析出合法用户的MAC地址,进而修改自己的MAC地址,伪装成合法地址以访问网络。一般地说,AP设备所支持的无线用户的数量是有限的,而在一个无线环境中有上千个AP都采用手工方式配置用户MAC地址列表,将是十分麻烦的。如果允许一个用户在整个无线网络中漫游,则需要在每个AP的用户MAC地址列表中都加入该用户的MAC地址。所以MAC地址列表过滤法的使用在实际中受到了一定程度的限制。
3) 数据加密
“加密”也是无线网络必备的一环,能有效提高其安全性。所有无线网络都可加设安全密码,窃听者即使千方百计地接收到数据,若无密码,想打开信息系统亦无计可施。假如您的数据要求极高的安全性,譬如说是商用或军用网上的数据,那么您可能需要采取一些特殊的措施。最高级别的安全措施就是在网络上整体使用加密产品[4]。数据包中的数据在发送到局域网之前要用软件或硬件的方法进行加密。只有那些拥有正确密钥的站点才可以恢复,读取这些数据。另外,如果需要全面的安全保障,加密也是最好的方法。
4) 其它安全措施
无线局域网还有些其他好的安全特性。首先无线接入点会过滤那些对相关无线站点而言毫无用处的网络数据,这就意味着大部分有线网络数据根本不会以电波的形式发射出去;其次,无线网的节点和接入点有个与环境有关的转发范围限制,这个范围一般是几百英尺。这使得窃听者必须处于节点或接入点的附近。最后,无线用户具有流动性,他们可能在一次上网时间内由一个接入点移动至另一个接入点,与之对应,他们进行网络通信所使用的跳频序列也会发生变化,这使得窃听几乎毫无可能[5]。
2 无线局域网的优点及应用前景
WLAN和有线网相比具有很多优点:首先,用户在一定范围内任何时候都可以访问网络数据WLAN不受网线限制,架设无线链路无需架线挖沟,可以随时建立和拆除,成本低。其次,WLAN组网灵活,可以由一群PC机安上无线网卡互通信息而形成纯WLAN,即自组无线局域网,也可以与原有的有线网络相结合,扩展能力也更强。只需通过增加AP及相应的软件设置即可对现有无线网络进行有效扩展。再次,WLAN的长期费用少。有线网络需要安装高成本费用的线缆,租用线缆的费用也较高,从长远来看, WLAN从安装到日后维护都有很大的经济优势;最后,WLAN性能可靠,与有线网络线路本身容易遭到破坏,导致抗毁性较差相比,WLAN受自然环境、地形及灾害影响小;而且WLAN采用直接序列扩频和跳频扩频技术,提高了系统的抗干扰能力。
作为一项新的应用,无线局域网的市场非常广大。一项数据显示,如今全世界每天大约有15万人成为新的无线局域网用户,全球范围内的无线局域网用户数量目前已经超过2亿,在金融、旅游、医护、仓库管理、石油工业、工厂车间、移动办公系统以及会展等领域,无线网络显示了广阔的应用前景。
前景之一是与移动通信网结合。移动运营商将移动通信网的漫游功能和WLAN结合,提高用户无线上网的覆盖范围。这也是目前中国移动推荐“GPRS+WLAN”无线数据业务捆绑方案的初衷。这样,用户的笔记本电脑可以在GPRS和WLAN网络中自由切换,在WLAN的环境下实现11Mbit/s的高速互联网接入,在WLAN覆盖不到的地区则可以通过GPRS上网。
前景之二是与固网结合。固网运营商积极推广WLAN应用,中国网通公司最先启动WLAN“热点”地区建设。在机场、酒店、办公楼和咖啡厅等商务密集地区,采用WLAN提供公共移动服务的成本很低,可满足大量用户的移动上网需求,WLAN可快速地为用户提供数据服务。对于中国网通公司和中国电信公司而言,可将WLAN与ADSL业务互为补充,打破宽带接入的瓶颈,提高用户的开通率。
3 结束语
无线网络的出现解决了有线网络无法克服的困难。虽然无线网络有诸多优势,但还必须考虑以下几个问题:首先,IEEE标准之间的兼容问题;其次是针对无线网络区域覆盖的考虑;第三,随着无线局域网的快速发展,无需许可的ISM频带的频道拥挤,加强对频率资源的共享和有效使用显得日益重要。无线局域网现在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。可以预见,随着开放办公的流行和手持设备的普及,人们对移动性访问和存储信息的需求愈来愈多,因而无线局域网将会在办公、生产和家庭领域不断获得更加广泛的应用。
参考文献:
[1] 谢希仁.计算机网络[M].北京:电子工业出版社,1999.
[2] 宁录游,张中兆.无线局域网技术[J].电子技术,2000(7).
中图分类号:TP393.17
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2009)08-0257-02
1 各种无线局域网的技术应用与分析
1.1 蓝牙技术Bluetooih
蓝牙技术是Ericsson移动通信公司在1994年开始启动。是一种传输范围约为10m左右的开放性的、短距离无线通信技术标准,它可以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。蓝牙系统一般由天线单元、链路控制(同件)单元、链路管理(软件)单元和蓝牙软件(协议栈)单元四个功能单元组成。蓝牙的天线部分体积十分小巧、重量轻,属于微带天线;目前蓝牙产品的链路控制硬件单元包括3个集成芯片。连接控制器、基带处理器以及射频传输/接收器,此外还使用了3-5个单独调谐元件,基带链路控制器负责处理基带协议和其它一些低层常规协议,链路管理软件模块携带了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其它一些协议,LM能够发现其他远端LM并通过链路管理协议LMP(link Mausger Protocol)与之通信;蓝牙的软件(协议找)是一个独立的操作系统,不与任何操作系统捆绑,它符合已经制定好的蓝牙规范。蓝牙系统的通信协议大部分可用软件来实现,加载到Flash RAM中即可进行工作。
1.2 早期IEE802.11a/b
IEEE802.11是IEEE于97年推出的WLAN的协议标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中,用户与用户终端的无线接入,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mb/s由于IEEE802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要。因此,IEEE小组又相继推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a两个新标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。IEEE802.11b物理层支持5.5Mb/s和11Mb/s两个新速率,采用一种新的调制技术CCK(Complementsry Code Keying)完成。IEEE802.11b使用动态速率漂移可因环境变化。在11Mb/s、5.5Mb/s、2Mb/s、1Mb/s之间切换,且在2Mb/s、iMb/s速率时与IEEE802.11兼容。IEEE802.11a工作在5GHz U-NH频带物理层速率可达54mb/s,传输层达25Mb/s。采用正交频分复用(Orthogonsl Frequency Division Multiplexing,OFDM)的独特扩频技术;可提供25Mb/s的无线ATM接口和10Mb/s的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口;支持语音、数据、图像业务;一个扇区可接入多个用户,每个用户可带多个用户终端。
1.3 IEEE802.11g、IEEE802.11n技术
1.3.1 IEEE802.11g
随着技术及市场的快速发展。IEEE组织于2003年6月12号正式批准了更为高速的无线局域网技术标准-IEEE 802.11g。最新批准的IEEE 802.11g有两个最为主要的特征:高速率和兼容802.11b。高速率是由于其采用于OFDM调制技术可得到高达54Mbps的数据通信带宽,兼容802.11b是由于其仍然工作在2.4GHz并且保留了IEEE 802.11b所采用的CCK技术,并采用了一个“保护”机制、因此可与802.11b的产品保持兼容。尽管802.11b和802.11g的设备都是工作在2.4GHz,但是它们采用了不同的调制技术:802.11b设备采用了CCK(ComplementaryCode Keying)而802.11g采用了OFDM(Orthogonal Fre-quency Division Multiplexing)技术。
1.3.2 新兴的802.11n
新兴的802.11n标准具有高达600 Mbps的速率,是下一代的无线网络技术,可提供支持对带宽最为敏感的应用所需的速率、范围和可靠性。802.11n结合了多种技术,其中包括spatial Multiplexing MIMO(Multi-In,Multi-Out)(空间多路复用多人多出)、20和40MHz信道和双频带(2.4GHz和5GHz),以便形成很高的速率,同时又能与以前的IEEE 802.11b/g设备通信。
2 实高速无线网络技术的关键技术
2.1 OFDM技术
OFDM系统是将所传输的数据符号并行调制在相互之间重叠正交的多个子载波上来传输,一方面数据符号串并变换会使每个子载波上的符号周期相对地增长,可以最大限度地减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的影响,避免频率选择性衰落,另一方面,子载波之间正交。可以有效利用带宽,提高系统容量。总地来说OFDM具有抗多径避免频率选择性衰落和频谱利用率高等优点。
2.2 OFDM基本原理
OFDM(正交频分复用)是多载波调制技术的一种。多载波调制本质上是一种频分复用技术,它早在19世纪以前就已经被提出。频分复用技术是把可用带宽分成若干个相互隔离的子频带,同时分别传送一路低速信号,从而达到信号复用的目的。OFDM不同于传统的多载波调制,它是在多载波技术的基础上使不同的子载波相互正交,这种正交性有利于克服频分复用及传统多载波技术中频谱效率低的不足。其实质就是把高速率的信源信息流通过串并变换,变换成低速率的N路并行数据流,然后用N个相互正交的载波进行调制,将N路调制后的信号相加得到发射信号。相比于串行传输在所传输的频带内,当许多载频并行传输一路数据信号时,可大大扩展信号的脉冲宽度,提高抗多径衰落方面的性能。
2.3 MIMO、MIMO-OFDM技术
2.3.1 MIMO技术
MIMO(Multiple Input,Multiple Output)技术可以简单定义为:在无线通信系统中,链路的发端和收端都使用多副天线。MIMO系统的特点是将多径传播变为有利因素。它有效地使用随机衰落及多径时延扩展,在不增加频谱资源和天线发送功率的情况下,不仅可以利用MIMO信道提供的空间复用增益提高信道的容量,同时还可以利用MIMO信道提供的空间分集增益提高信道的可靠性,降低误码率。
实现空间复用增益的算法主要有贝尔实验室分层空时码(BLAST)算法、追零(zF)算法、最小化均方误差(MMSE)算法、最大似然(ML)算法。目前MIMO技术领域另一个研究热点就是空时编码。常见的空时码有空时块码(STBC:SpaceTime Block Codes)和空时格码(STTC:Space Time Trellis Codes)空时码的主要思想是利用空间和时间上的编码实现一定的空间分集增益和时间分集增益,从而降低信道误码率。
2.3.2 MIMO-OFDM技术
将MIMO与OFDM技术相结合并应用到下一代无线通信系统中,正在成为无线通信领域的一个研究热点。先前关于MIMO技术的研究基本局限于无线窄带通信系统,主要是因为空间分集的宽带MIMO信道在提供更高通信容量的同时,由于时延扩展的原因也引入了频率分集。从前面的讨论可以得知,如果多径信道是频率选择性信道(较大信道带宽情况下)。OFDM传输技术可以通过消除符号间干扰来减小频率选择性的影响。使用K个载波的情况下,OFDM可以把频率选择性信道转换成为K个并行的互补干扰的独立信道。同时,OFDM技术可以大大降低无线宽带通信系统中接收机的复杂度。
3 下一代城域网WiMAX
3.1 WiMAX的介绍
WiMAX全称为World Interoperability forMicrowave Access,即全球微波接入互操作性,是由Intcl发起成立的非盈利组织,旨在对基于IEEE 802.16标准和ETSI Hiper-MAN标准的宽带无线接人产品进行一致性和互操作性认证。它涵盖了802.16d、802.16e及之后的802.16系列标准。WiMAX作为城域网接人手段,采用了多种技术来应对建筑物阻挡情况下的非视距(NLOS)和阻挡视距(OLOS)的传播条件,因此其可以实现非视距传输。WiMAX系统也可以连接WLAN的热点和互联网,也可作为企业或家庭xDSL和Cabel Modem的无线扩充技术,或者取代有线宽带接入的市场。因此从这个意义上说,WiMAX是解决“最后一公里”的通信接人问题。特别是对于很多发展中国家或偏远地区没有Cable和DSL服务,因为有线基础设施费用较高,通过WiMAX的布建将能助于打开此市场,也就是最后一公里的无线宽带布建。
3.2 WiMAX与WLAN两者间应用的比较
随着无线局域网技术在越来越多领域当中的广泛使用,让无线局域网技术有着快速的发展前景,从当前无线局域网技术的在弱电工程当中的使用情况来看,弱电工程当中增加无线局域网技术,给弱电工程带来了新的发展方向和挑战,因此,当前的无线局域网技术在弱电工程当中的应用情况成为了许多人关心的问题。
1无线局域网技术
随着当前科学技术的不断发展,我国经济实力水平的不断提高,人们的日常生活质量也有着长足的进步,而且,随着日常生活质量的提高,人们在工作生活中对于信息资源的需求程度也就越来越高,为了应对社会对信息资源越来越多的需求,无线局域网技术随之诞生,无线局域网技术能够让用户直接的连接到网络上,并不会因为端口或者其他原因受到任何的限制,而且,无线局域网技术和有线网络进行比较,拥有成本低、安装方便、使用方便等特点,因此,无线局域网技术被越来越多的应用到各个领域当中,并且取得了非常好的效果。
2无线局域网技术的构成
2.1无线局域网的概括无线局域网技术是一种新型的信息传输技术,和有线的网络相比较,无线局域网技术新增了无线传输技术,利用电磁波作为信息传输的介质,是无线网络与计算机结合在一起产生的新型信息传输技术,能够让使用者随时随地的加入到网络中去,无线局域网技术由于其灵活、方便的特点,已经被人们广泛的应用到生活和工作当中。
2.2无线局域网技术的设施(1)无线局域网天线的类型。在无线局域网技术的使用过程当中,通常情况下,使用的天线类型可以分成两个类别,第一种是棒状全范围天线,第二种是锅状定向传输天线,在这两种天线类型当中,锅状定向传输天线对于相对的宽度波束保持在天线的垂直方向,而且,锅状定向传输天线拥有用户多、设计范围比较小以及网络使用频率较大等特点。(2)IEEE802.11网络协议。随着无线局域网技术的快速发展,再加上无线局域网技术的使用成本较低的特点,使无线局域网技术广泛的应用到了各个领域,在无线局域网技术的发展过程当中,各种网络协议也在随着无线局域网技术的发展而快速进步,在各种协议当中最为广泛使用的是IEEE802.11网络协议。
2.3无线AP无线AP又可以称之为无线网络接入点,在无线局域网的建设过程当中,无线AP是不可缺少的一部分,无线AP的主要功能室发送和接收数据,而且,无线AP可以按照网络组成和作用分成三种类型:(1)胖AP。胖AP是把无线局域网的物理层、用户资料保密、用户的身份确认、网络技术的管理功能和漫游功能结合在一起,通常我们所用的路由器就是自主性AP的其中一种,并且在很多时候,自主性AP都可以当成交换机或者路由器。(2)瘦AP。瘦AP是一种无线信号传输装置,它能够通过电磁波把需要传输的信息发送出去,并且,瘦AP通常都可以被当做交换机来使用,还能够降低当前无线网络的复杂问题。(3)混合版AP。顾名思义,混合版AP就是把胖AP和瘦AP融合在一起,同时拥有两个AP的特点,保证无线网络的加密工作。
3无线局域网技术应用实例
下面将会以无线局域网技术在朝阳市中心医院的设计工作为例,本工程使用了传统的网络布线方式,并且在其中加入了无线局域网覆盖技术,对工作人员进行数据传输以及流动人员进行连接都有着一定的好处。
3.1工程要求(1)按照设计的要求,将会对整栋办公楼实行无线局域网覆盖,确保无线局域网技术能够对休息室、会议室、办公室以及接待厅等地进行无线网络覆盖。(2)无线局域网技术能够在工作人员的工作过程当中,必须要确保笔记本电脑、手机的无线网络连接状态,以及对工作人员的监控工作顺利实行。(3)确保无线局域网的使用者在无线局域网的覆盖范围之内的网络通话以及视频通话的顺畅程度。
3.2工程现场因素在对该工程进行无线局域网覆盖技术的建设过程当中,必须要对施工现场的周围环境进行检测,而且要对三个方面进行主要的检测:(1)无线局域网技术的覆盖范围大小;(2)无线局域网技术的传输速度以及网络要求;(3)无线局域网技术的使用要求。
3.3AP的安装位置规划通常在无线局域网覆盖的建设工作当中应该注意,AP的安装位置要按照当前施工场地的实际情况来确定,第一,AP的安装地点要保证无线信号的重叠,就是指两个AP的距离要小于AP的覆盖范围,避免无线网络盲点的出现;第二,相邻AP必须使用不同种类的AP和相邻信号传输频段,避免互相干扰现象的发生。
3.4无线网络构造根据AP的安装位置规划,再加上施工场地的现场结构,工程的网络框架如图1所示。图1从图1表示出的网络框架中,无线局域网采用的是集中控制的方式,并且,使用无线局域网控制器加上AP的结构方式,在这种网络构造模式当中,数据的传输工作由每层的无线局域网控制器进行负责。
3.5无线局域网的安全性能由于该工程的无线局域网性质是对外开放的,所以,在无线局域网的使用初期阶段,就要对无线局域网的安全性能进行设计,加强无线局域网安全性能的方法有以下几点:(1)对外部无线局域网连接的终端进行访问限制,对MAC地址和用网线连接网络端口的方式进行控制;(2)将无线局域网设置密码,只有正确的输入无线局域网的密码才能够对无线局域网进行连接和使用的操作;(3)使用VPN对无线局域网进行加密,VPN加密方式通常都是用到大型企业的无线网络加密方面,基于该工程的无线局域网覆盖范围只是在整栋楼内使用,具有特殊性,因此,就采用MAC地址控制方式、网线连接网络端口方式以及输入密码的方式连接到无线局域网当中,才能够对该无线局域网进行连接使用。
4结语
从当前的无线局域网技术在弱电工程当中的使用情况来看,无线局域网技术的使用过程当中还存在着许多的问题,但是随着无线局域网技术不断发展与完善,将会在更多的领域当中受到广泛的使用。
关键词:无线局域网;改进措施;优缺点
1.无线局域网技术优点与缺点分析
在优点方面,灵活性主要体现在无线局域网用户可以在任何无线信号覆盖的范围内获取无线网络,一般搜索范围可以达到30米甚至是更远[1]。需要特别注意的是,无线局域网可应用在用户不能够安装新的网络电缆的区域,并且无线局域网终端工作站可以随意移动,同时可以加入到新的网络接入中。在便利性方面主要体现在无线局域网用户只需要在具有无线网卡的计算机上,就可以通过计算机连接到基站获取无线局域网。生活中常见的方式就是无线局域网卡将自动搜索的无线访问点,然后无线局域网网卡就可以从无线访问点上获取特定的IP地址,实现网络资源的访问[2]。鲁棒性优势主要体现在用户可以从一个无线接入点移动到另外一个无线接入点上,并且保障终端设备持久工作即可。在无线接入点信号覆盖重叠的范围之内,即使是无线局域网接入点由于异常情况而停止工作,用户还是可以继续保持网络连接的通畅性[3]。
在缺点方面,安全性问题是无线局域网最为突出的问题,大大阻碍了无线局域网规模的扩大。在无线局域网中窃取数据变得非常容易,入侵者根本不需要接入物理网络,而仅仅只需要将无线网络功能的装置安置在无线局域网信号范围之内,就可以实现网络入侵、数据窃取[4]。即使是数据包应用了无线加密技术,也无法避免入侵者偷听及窃取用户的数据。在覆盖范围方面的问题主要体现在无线局域网是借助于射频技术取代采用以往铜轴双绞线所构成的一种局域网络。虽然其覆盖范围比较广泛,但是会随着“沿途”障碍物的增加而降低无线信号的传播。
2.改进措施
2.1完善网络安全设置
通过网页进入无线接入点管理界面,在“安全”选项中打开WEP加密功能,输入l6进制的l0位字符,保存后重新启动,这时其他计算机终端就与无线接入点断开了。然后设置允许接入的无线网卡,右键选择“网上邻居”,点击“属性”,点击“网络连接”,右键点击“无线网络连接”,点击“属性”,选择“无线网络配置”,找到本人的无线接入点,点击“属性”,激活“数据加密”,填入加密字串,点击“确定”即可[5]。
2.2开启防火墙功能
防火墙是一种网络安全系统,其主要作用是阻止非授权的计算机访问网络,并防止重要的信息流出网络。当前大部分无线路由器都有防火墙的功能,直接开启即可保护网络不被黑客入侵。针对MAC地址过滤、IP地址过滤、域名过滤等不同的防火墙功能,具体开启方法如下:MAC地址过滤通过设置能够选择性地禁止内网和外网的信息传输,点击“开始”,点击“运行”,输入命令,点击“确认”,执行命令,参照说明书,进入设置界面,绑定即可。IP地址过滤通过设置能够控制上网时间。
2.3加强计算机日常管理
一旦计算机遭受到木马、病毒的侵袭,无线局域网的安全也会受到威胁。这就要求我们在对网络进行安全设置以外,还要对计算机进行安全设置。安装杀毒软件,至少每周对电脑进行集中杀毒一次,并定期清除隔离病毒的文件夹。提高警惕性,当收到来源不明、带有一个附件的邮件时,直接删除,不去点击附件。另外还要做到不打开病毒网页,不乱下载未知软件,取消文件夹共享等,从而在内部终端保障无线局域网的安全。
3.结语
无线局域网作为被公认为的一种极其重要的网络连接方式,具有非常广阔的发展前景,是未来网络发展的一个重要的方向。随着我国无线网络普及程度的加深,无线局域网的优势也渐渐被体现出来,得到了市场的高度认可。有关文献表明,无线局域网按照当前的发展趋势,在不远的将来会覆盖所有的家庭、中小企业、城市公共场所。例如,现在的纽约就已经开始在逐步实现无线网络覆盖所有的行政区域。再比如上海政府已经开始建立一个覆盖整个嘉定区的无线局域网工程了。(作者单位:池州学院)
参考文献:
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[2]罗振东.无线局域网技术与标准发展趋势[J].电信网技术,2012,05:22-26.
关键词 无线局域网;网络;职业院校;AP
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)70-0188-02
1 无线局域网技术简介
所谓无线局域网(WLAN)是一种以无线通信作为传输方式的局域网,是计算机网络技术与无线通信技术相结合的产物。无线局域网大部分以微波作为传输介质,能够绕开障碍物,穿透墙体,覆盖较大的范围,使用户实现随时随地进行宽带网络接入,所以无线技术成为目前组建网络的通用方法。
无线局域网涉及的主要技术有:IEEE802.11、蓝牙、HomeRF等。其中于2003年6月制定并的802.11g,工作在2.4GHz,传输率可达54Mb,且能够与802.11b的Wi-Fi系统兼容,共存于同一无线接入点网络中,因此IEEE802.11g已成为目前工业界普遍认可和遵循的主流无线局域网协议。其通信速率能够完全能满足传输文本、图形图像、声音、视频等业务的需要。目前,传输速率达300Mbps的无线局域网技术也已经成熟,更高速率和智能化的系统也在研究之中。
与有线网络相比,无线局域网具有覆盖范围广、安装便捷、经济节约、易于扩展等优势,不仅能满足移动场所和特殊领域的应用,在一些不方便铺设有线介质的地方、临时性场所和一些受保护的特殊建筑等有线网络难以覆盖的地方也得到广泛应用。
2 无线局域网组件
在WLAN中,最常见的组件有笔记本等无线接入终端、无线网卡、无线接入点(AP)和天线。
1)笔记本、智能手机等无线终端。作为无线网络的终端接入到网络中的笔记本电脑、智能手机等设备正变得越来越普及,且都预装了采用Wi-Fi标准的无线网卡,可以直接与其它无线产品或者其它符合Wi-Fi标准的设备进行交互;
2)无线网卡。无线网卡作为无线网络的接口,实现与无线网络的连接,作用类似于有线网络中的以太网卡。目前较为流行的有置于笔记本内部的PCMCIA无线网卡及外置的USB接口无线网卡。PCMCIA无线网卡仅适用于笔记本电脑,支持热插拔;便于无线接入;USB接口适用于台式机和笔记本,安装简单,支持热插拔,得到广大用户的青睐;
3)AP(Access Point)设备。无线AP作用是提供无线终端的接入功能,类似于有线网络中的交换设备。单纯性无线AP的工作原理是将网络信号通过网线传送过来,经过AP产品的编译,将电信号转换成为无线电信号发送出去。通常情况下,一个无线AP能够支持不超过三十台的电脑接入,最大的覆盖距离可达300m,当增加一个无线AP后,可成倍地扩展网络覆盖直径。此外,一些无线设备石商还把相关的路由交换功能置于AP中,从而实现如DHCP服务、MAC地址过滤、网络接入控制等功能;
4)天线。无线信号随着距离的增大而减弱,当无线工作站或无线AP相距较远时,传输速率明显下降,甚至出现无法通信的情况。此时,就必须借助天线对收发信号进行增强。无线天线常见的有两种类型,一种是室内天线,一种是室外天线。室外天线常见的有锅状的定向增益天线和棒状的全向天线。
3 职业院校无线局网实例分析与应用
目前基本上所有的职业院校都有自己的校园网,在日常教学和管理中也发挥越来越大的作用。然而,职业院校特别是中等职业学校,在规模和资金方面相距甚远,网络方面的投入较小,现有的校园网络极不完善,除网络应用集中的行政楼外,教师宿舍楼、旧教学楼、学生公寓楼不能上网的情况相当普遍;学生升源数不稳定,住宿环境变化较大,教师宿舍楼使用频率不高,但这些有接入网络的需求,用有线形接入灵活性差,预算高,且造成一定的浪费;笔记本电脑已经广泛使用,上网方式较为灵活,在礼堂、食堂、会议室等较为空旷的室内信息点未布置或者布置不合理,重新布线难度大,个别地方甚至影响美观;随着3G移动通信技术的不断发展和成熟,智能手机得到了大量的应用,通过手机进行无线上网的用户数量猛增,而通过手机CDMA、GSM、GPRS等上网时在流量、时间方面都受到限制,费用也相当可观。所有这些,都制约了教师和学生对网上资源和教育资源的获取和利用。而无线局域网技术的出现和不断成熟,给网络规划设计带来了新的解决问题的方案,也给存在上述问题的职业院校校园网规划和升级带来了福音。根据存在的问题,通过分析归纳,提出以下几种解决问题的方案:
1)解决室内无信息点或者信息点布置不合理的问题
室内信息点不够,通过增加交换设备和网线,可以得到解决,不过对于随时增加的网络终端和位置不固定的上网位置,有线连接方式明显不够灵活,还有类似于会议室、宴会厅等一些重要场所布线,会大大影响整体的美观。此时,采用AP信号覆盖模式是最为常用的联网方式。组建时,先将AP 以有线方式连接到校园网,各无线终端即可通过AP接入校园网。AP型号和配置可以根据室内大小和应用情况进行选择,一般室内最大的覆盖范围不超过100米,无线终端方面,台式机需额外购置无线网卡,价格在几十元到一百多元不等,笔记本一般都自带无线网卡,故无需购买。
2)解决教师宿舍楼、旧教学楼、学生公寓等不能上网问题
在可连接校园网的楼房和不可连网的两幢建筑物之间,采用无线网络技术中点对点桥接模式的方案。即在可接入网络和不可接入网络的楼房中各架设一个AP,把两个AP设置成同一网段的IP、掩码、SSID名称,如同有线网络中桥接的连接方式一样。考虑到信号因素的影响,在AP上加装无线定向增益天线进行对接,从而实现网络互连。这种连接方式的特点是功率大、传输距离远、抗干扰能力强。
3)解决笔记本电脑、PDA、手机等无线终端随时随地上网的问题
根据学校地理分布情况,在合适的地方建立无线覆盖基站,使用室外无线AP配合全向室外天线,采用重叠交叉无线覆盖的方式,构建室外区域的无缝无线网络。
值得一提的是:室外AP要有较大发射功率保证其传输速率和接收的稳定性。天线增益也要大,使其能最大限度保护发送和接收的信号。连接室外天线和室内AP的天线馈线的距离要尽量缩短,并且选择损耗尽可能小的。AP安全性也得考虑其中,无线网络的覆盖范围理论上不应超出学校范围,因此需在学校覆盖区域以外进行检查,AP系统的账号密码的隐藏保密工作、信号的加密等都是必需考虑的工作,以防止信息泄密或校外人员破解密码进入内网等。此外,还要注意设备本身的安全性,如安装天线避雷器、浪涌保护器等,以达到避雷防雷的目的。
参考文献
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[3]邓宁,邓文达.无线网络技术在中等职业学校中的应用初探[J].电脑知识与技术,2006,11:51-52.
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中图分类号: G250.7 文献识别码:A 文章编号:1003-1588(2013)04-0098-03
收稿日期:2013-03-12
作者简介:王月娥(1981-),广东岭南职业技术学院图书馆馆员。 信息革命到今天,我们越来越离不开计算机网络,无论是信息共享、合作伙伴交流、还是移动用户办公,都有网络价值的体现。我校新图书馆大楼正在兴建中,图书馆如何对网络进行设计及布线就成了我们要解决的课题。随着手提电脑的普及,我校读者很多已经拥有手提电脑。根据以往的经验,我校师生经常会到图书馆查阅电子资源,而且访问量特别大,大多数人都会在查阅资料的同时,使用电脑对一些重要信息进行必要的记录。所以,图书馆大楼的网络建设就成为了重中之重。
1 实际情况
岭南职业技术学院原有校园网为有线网络,图书馆大楼与我校网络中心之间采用光纤进行通讯。按照设计新馆共九层,总面积约18,210平方米 ,共需信息接入点约500个。大楼只在五楼设一个中心机房,从机房到最远端直线距离约80米。
2 有线网络和无线网络的选择
2.1 有关概念
组建局域网,可以分为有线局域网和无线局域网。有线局域网就是我们通常所见的网络类型,通过双绞线、同轴电缆、集线器、交换机等网络设备连接主机所组成的局域网络。无线局域网络(Wireless Local Area Networks;WLAN)是相当便利的数据传输系统,它利用射频(Radio Frequency;RF)的技术,取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络,使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它,达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。
一般来说,我们当然首先会考虑有线网络。网络无所不在其实并不简单,光靠光纤、铜缆是不够的,毕竟在许多场合不允许铺设线缆。例如电子阅览室,由于信息点比较密集,有线网络布线就显得不是那么美观,当然可以通过布线入墙解决,但如果以后要扩展就显得力不从心了,而电子阅览室恰恰有时会有扩展的需要。有线局域网显然不符合这一条件。因此,需要推广一种新的解决方案,使得网络的无所不在能够得以实现。这种解决方案就是无线数据网络。
2.2 两种局域网的特点(见表1)
类型
比较项目 有线局域网 无线局域网
实施难度 难 容易
初期设备投入 小 较大
美观性 低 高
维护难度 大 小
可重复迁移难度 大 小
灵活性 小 大
表1 两种局域网的特点
从表1我们可以看到,无线局域网可以作传统有线网络的延伸,在某些环境下也可以替代传统的有线网络。对比于传统的有线网络,无线局域网的显著特点包括:①无线室外路由器、无线AP和无线网卡组成了完整的无线系统,实施极为便利,免去布线的困难,节约用户建设校园网络环境的时间、精力和财力。②在大楼或园区内,局域网用户不管在任何地方都可以实时访问信息。③无线技术可以使网络遍及有线所不能到达的地方。④尽管无线局域网硬件的初始投资要比有线硬件高,但一方面无线网络减少了布线的费用,另一方面在需要频繁移动和变化的动态环境中,无线局域网的投资更有回报。⑤无线局域网可以组成多种拓扑结构,可以十分容易地从少数用户的对等网络模式扩展到上千用户的结构化网络。作为局域网络管理主要工作之一,铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗时的工作,很容易令人烦躁,也不容易在短时间内找出断线所在。再者,由于配合企业及应用环境不断地更新与发展,原有的企业网络必须配合重新布局,需要重新安装网络线路,虽然电缆本身并不贵,可是请技术人员来配线的成本很高,尤其是老旧的大楼,配线工程费用就更高了。随着无线局域网技术和无线产品的成熟,无线网络为校园网建设提出了新的思路。无线局域网标准IEEE802.11x 能够与现有的计算机网络进行平滑无缝的连接,并能与现有的计算机网络和终端设备互联,与有线网络资源具有良好的兼容性和整合性。因此,图书馆大楼布线方案中,主干网采用有线网络,在楼层内部架设无线局域网络就成为最佳解决方案。
3 无线局域网络的组建
3.1 无线产品介绍
3.1.1 网络桥接器。顾名思义即是当做传统的有线局域网络与无线局域网络之桥梁,因此,任何一台装有无线网卡之PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络之资源。除此之外,AP本身又兼具有网管之功能,可针对接有无线网络卡之PC做必要之控管。AP也叫无线基站,是多点组网的必需之物。它的作用就像有线网络中的交换机和集线器的作用,无线路由其实就是AP和路由的结合体。
3.1.2 无线网络卡。其与传统之Ethernet网络卡的差别在于前者之资料传送乃是借由无线电波,而后者则是透过一般的网络线。按传输速度分,目前无线网络卡的主要规格有11M、22M和54M 三种,最近有关厂家又推出了108M、140M的无线网卡;而其适用之界面可分为无线网卡有模块类、USB类、PCMCIA和PCI。
王月娥:无线局域网技术在图书馆网络的应用
王月娥:无线局域网技术在图书馆网络的应用
PCI无线网卡主要是针对台式机使用PCI插槽而设计的,它的优点是可以独立于主机CPU,与电脑内存间直接交换数据,减轻了CPU的负担。但它的缺点也很明显,主要是信号接收位置不可调,易受到电脑主机的干扰,易掉线。采用USB接口的无线网卡不但具有即插即用、散热性能强、传输速度快等优点,还能够方便地利用USB延长线使网卡远离电脑,避免干扰以及随时调整网卡的位置和方向。其缺点是不易于管理,而且价格相对略贵。
3.1.3 天线。此天线与一般电视、手机等所用之天线不同,其原因是因为频率不同所致,WLAN所用之频率大多为较高2.4GHz之频段。
天线的功能是将信源的信号,由天线本身的特性而传送至远处,至于能传多远,一般除了考虑信源的输出功率强度之外,其另一重要因素乃是天线本身之dBi值,即俗称的增益值,dBi值愈高,相对所能传达之距离也更远。通常每增加8dB则相对之距离可增至原距离的一半。
3.2 无线局域网拓扑结构
无线局域网组网分两种拓扑结构:对等网络和结构化网络。对等网络,它覆盖的服务区称独立基本服务区。对等网络用于一台无线工作站和另一台或多台其他无线工作站的直接通讯,该网络无法接入有线网络中,只能独立使用。对等网络中的一个节点必须能同时“看”到网络中的其他节点,否则就认为网络中断,因此对等网络只能用于少数用户的组网环境,比如4至8个用户,并且他们离得足够近。结构化网络,由无线访问点(AP)、无线工作站(STA)以及分布式系统(DSS)构成,覆盖的区域分基本服务区(BSS)和扩展服务区(ESS)。无线访问点也称无线hub,用于在无线STA和有线网络之间接收、缓存和转发数据。无线访问点通常能够覆盖几十至几百用户,覆盖半径达上百米。
3.3 方案的选定
根据以上的分析,结合实际,笔者认为图书馆的无线局域网有如下特点:①网络都处于室内环境,没有障碍物阻挡,这样有利于无线信号的传播。②上机的读者多,数据交换频繁、流量大(尤其是访问光盘数据)。③网络接入点在115个左右,分布比较平均,且密度较大。④由于学校其他部门还保留了原有的有线局域网,并且图书馆的相关服务器也有可能会通过有线网络进行连接,电子阅览室的无线局域网要和其相通。
根据上述特点,笔者认为室内无线局域网应采用802.11g标准,选用与其相匹配的无线网络桥接器及无线网卡。用其中一台PC设置网络共享作为网关,用于连接本地无线局域网及校园网的有线局域网。作为服务器的PC应装上两个网卡,一个为普通网卡用于连接有线局域网,一个为无线网卡用于连接本地无线局域网。
3.4 安全管理
图书馆无线网络具有项目规模大、覆盖范围广、用户数较多且不固定的特点,对网络性能、网络安全、用户管理等都有很高要求,一方面要求图书馆无线局域网可以让读者随时随地都能顺利接入网络,另一方面,作为网络管理,又要对随时都在变动的网络接入终端的网络及信息安全进行全方位监控。因此,在无线内部网及有线主干网之间有必要采用某种机制进行管理。其实,我们可以采用无线接入控制器对图书馆的无线局域网进行控制与管理。
无线接入控制器是对无线局域网络进行全面管理的控制服务器,它在无线局域网与有线网络之间充当Internet网关功能,同时对无线局域网进行管理。无线接入控制器可以选择购买专业的硬件设备,亦可以用普通PC安装相应的软件实现。以岭南职业技术学院图书馆为例,我馆使用一台普通的PC安装了RouterOS来充当网关及接入管理控制器。用此服务器对无线接人点、交换机等网络内的设备进行监控和维护,同时对用户进行认证、监控及IP流量管理,以及无线网络数据安全的部署和实施。
参考文献:
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[3] 孙宏昌.校园环境下无线网络的应用优势[J].计算机光盘软件与应用,2012(7).
[4] 谢莹.校园网无线网络建设的实践探索[J].无线互联科技,2012(10).
中图分类号:TP69 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)19-0236-01
一、前言
当今世界,计算机技术飞速发展,计算机局域网已经成为政府系统、企业单位、以及住宅小区网络系统的重要渠道。随着信息资源共享以及信息交流的迫切需求,网络技术应运而生并得到了迅速的发展和进步,各个地域内的局域随处可见。计算机局域网技术的迅猛发展和改良,无疑给广大民众带来了越来越多的便捷,大大提高了人与人之间的沟通效率,提高了各类资源、信息、政策的传播传递速度,为人们的工作、生活带来了深远的影响,极大地改善了人们的工作方式和生活品质。计算机网络的产生和使用为人类信息文明的发展带来了革命性的变化。例如,上个世纪末期中国教育教研网建成后,校园网作为一种局域网的建设逐步进入到蓬勃发展的崭新阶段,这种局域网的建成和使用,大大提高了高等院校的教学质量、科研条件,推动了高等院校的信息化进程。
二、计算机局域网的概念与特征
通俗地讲,计算机网络就是指通过传输媒体连接的多部计算机组成的一个能够让登陆其上的所有用户均能够共享软硬件资源的系统,划分为局域网、城域网和广域网等基本类型。我们日常所接触的因特网属于广域网,而校园网等则属于局域网。所谓局域网,就是在同一建筑(群体)、同一校园、或者某一具体地理位置区域以内的专用网络,其内部的所有用户均可共享这个局域网中的信息资源。商业上,局域网通常用来连接公司办公室或企业内部的个人计算机和工作站,以共享软、硬件资源。换言之,局域网是在一个局部的地理范围内(比如政府机关、工厂企业、学校、小区等),将各种计算机外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网(简称LAN),进而通过数据通信网或专用数据电路实现不同区域之间的局域网、数据库或处理中心的相互连接,这样就构成了一个大范围的信息处理系统。
根据美国电气和电子工程师协会(IEEE)局域网标准委员会员会的观点,计算机局域网主要具备以下具体特征:
2.1 计算机局域网在通信距离上有一定的限制,其覆盖范围一般限制在1~2Km的地域范围内(目前可以达到数公里以上)。比如,在一个办公楼大厦内部、一个学校校区里面或者一个生活小区范围内等。
2.2 计算机局域网具有较高传输率的物理通信信道,其传输速率可以达到1兆比特到100兆比特/秒之间甚至更高的速度,这是局域网的一个主要特征。相比之下,在广域网中采用电话线连接的计算机一般也只有20~40Kpbs的传播速率。
2.3 计算机局域网具有始终一致的低误码率,这是因为连接线路都比较短,因此在信息的传播传递过程中几乎不会受到任何外界的干扰。
2.4 计算机局域网便于管理,这种网络类型一般是一个单位或部门专用的,属于内部网络管理,因此管理十分直观方便。
2.5 计算机局域网的拓扑结构主要为总线型和环,这种拓扑结构相对比较简单,而所支持连接的计算机数量也是有限的。正因为这种简单的拓扑结构,使得局域网在组网时相对很容易连接。
三、计算机局域网拓扑结构分析
计算机网络的拓扑结构是指网络中各个站点相互连接的形式,而在局域网中则进一步明确为文件服务器、工作站和电缆等组成部分的连接形式。今天,我们要介绍的拓扑结构有总线形拓扑、星形拓扑、环形拓扑以及树形拓扑等四种基本拓扑结构。
3.1 总线形拓扑结构
在总线形拓扑结构中,所有节点都直接连接到一条公共传输媒体上(总线),任何一个节点发送的信号都沿着总线进行传播,而且能被所有其它节点接收。总线型拓扑结构相对比较简单,需要的传输介质最少;而且没有中心节点,不会因节点故障造成全网瘫痪等故障,因此可靠性比较高;总线型拓扑结构的缺点在于其总线长度有限,信号随传输距离的增加而衰减;故障诊断和隔离相对比较困难,某一链路故障容易破坏该网络上所有节点的通信;分布式协议使访问控制复杂,且不能保证信息的及时传送。
3.2 星形拓扑结构
星形拓扑结构的连接方法是将网络中的所有计算机都以点对点的方式连接到某一中央设备上。每个节点通过点到点通信线路与中心节点连接,节点间的通信都通过中心节点进行。星型拓扑结构的优点在于:拓扑结构和控制方式都比较简单,协议、媒体等的访问控制方法都很简单,因此组网容易,便于管理;故障诊断和隔离比较简单,中心节点对连接线路可以逐一地隔离开来进行故障检测和定位,而且单个连接点的故障只影响一个设备,不会影响全网;?由于各节点是独立的,所以中心节点可以方便地对各个节点提供服务,增加或减少节点也不需要中断网络。星型拓扑结构缺点在于传输介质需求较大,同时安装、维护的工作量较大;通信线路的利用率较低,各节点的分布处理能力较差,中心节点的故障可能造成全网瘫痪。
3.3 环形拓扑结构
在环形拓扑结构中,是将所有主机串联在一个封闭的环路中,所有节点通过点到点通信线路连接成闭合环路,每个节点能够接收同一条链路传来的数据,并以同样的速率串行地将该数据沿环送到另一端链路上。环形拓扑结构的优点很多:没有路径选择问题,控制协议简单;结构简单,增加或减少节点时操作比较简单;所需的传输介质明显少于星形拓扑网络;传输时间固定,适用于数据传输实时性要求较高的场合;非常适合使用光纤,因此传输速率可以达到很高的水平。其缺点在于:因为环上的数据传输要通过接在环上的每一个节点,因此数据传输的可靠性相对要差一些,传输效率也比较低;因其不是集中控制,故障检测需要网上各个节点参与进行,所以故障检测比较困难。
3.4 树形拓扑结构
树形拓扑可以看作是总线拓扑的扩展,形状象一棵倒置的树,顶端是树根,树根下面是分支。树根接收各节点发送的数据,然后再广播发送到全网。树型拓扑结构的优点是易于扩充,故障隔离比较容易。缺点在于各个节点对根节点的依赖性太大,根节点发生故障会导致全网不能正常工作。
四、计算机无线局域网展望
二十世纪七十年代人们开始研究无线网技术。无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它利用电磁波通过无线多址信道这种传输媒介来完成数据信息的交互,实现传统有线局域网的功能。计算机局域网和无线通信技术的共同发展促成了无线局域网的出现,通过无线网络将数据信号加载到在空气中传播的无线电波上实现数据传输。无线局域网具有灵活性强和移动性强、网络部署方便快捷、网络规划和重新调整简单、扩展性好、成本低的特点。未来的局域网将集成包括一整套服务器程序、客户程序、防火墙、开发工具、升级工具等,给企业向局域网转移提供一个全面解决方案。局域网将进一步加强和E-mail、群件的结合,将Web技术带入E-mail和群件,从信息为主的应用转向信息交流与协作。局域网将提供一个日益牢固的安全防卫、保障体系,局域网也是一个开放的信息平台,可以随时集成新的应用。随着无线局域网产品迅速发展并走向成熟,许多企业为了提高员工的工作效率,开始部署计算机无线局域网系统。学校、商场、大型游乐场所等,都开始实施无线网络,而且每一个家庭都拥有了无线局域网。
五、结束语
局域网的存在给我们的日常生活和工作带来便利的同时,因其自身的特点,又具有一定的局限性,因此在选择应用局域网的时候需要把局域网的特点和自身的需求结合起来已达到优选。笔者认为,在实施局域网时,实现局域网层级化,即成为同心圆式的模式将更节省能源,使信息共享更优化和便捷化!
参考文献
无线局域网络的应用和发展实现了信息技术在无线局域网络中的实际应用组合,通过对无线局域网技术发展现状及未来趋势研究可以有效提升整体的网络应用便捷程度和网络应用效果,无线局域网技术发展现状及未来趋势研究可以有效实现整体社会发展的技术动力发挥作用,了解实现社会推动的具体作用。无线局域网技术发展现状及未来趋势研究可以在信息时代背景下发挥研究理论指导实践的重要作用和实际意义。
1 无线局域网的内涵
1.1 无线局域网的产生
无线局域网主要是区别于传统网络光纤以及铜线形式的网络,传统的计算机网络主要是依靠金属介质更类似介质来进行网络资源传递,通过通过该部分媒介也可以进一步形成一个相互之间进行链接和影响的局域网络,但是该网络存在一定的网络缺点,就是对实际网络资源传递和网络传导拥有一定的限制条件,同时与现代的社会发展速度不想适应,有一定的地区空间和条件限制,会因为外部物理条件的影响导致传递线路遭受破坏,消耗很多的资源,不符合现代社会发展需要,同时无线局域网也主要是因为克服了该部分和缺陷才拥有了广大的应用市场和应用优势。具有较大的推广和发展潜力。
首先,我们需要关注的就是企业的服务领域问题,现存的大部分小型企业都无法再最短的时间内实现无线局域网络接入,同时也无法再每一台电脑上实现无线网卡连接,无法再企业内部实现整体协调,虽然实际运行速度可以保证,但是实际的企业内部工作效率有待进一步提高,需要企业内部始终保证紧密联系,提升整体企业经营发展效率,节约缆线处理和连接实际成本。提升整体工作效率,节约了连接实际成本。应该在无线网络连接的过程中确保网络实际速度达标,保持网络应用的安全与稳定。
1.2 无线局域网的概念及特点
无线局域网络可以在不依靠任何介质和线路来实现数据与网络的信号的连接,在网络发送和网络接收的过程中确保无线局域网络的网络稳定性。无线局域网也属于通过现代射频技术来实现网络接入的一种重要网络连接方式,目前,我们应该采取和应用较为先进的无线局域网络来引导网络发展,提升整体的网络应用和发展速度,在传输速率与传输距离的良好控制和有效提高。改变传统网络传递的固定性与封闭性,实现更加高效与便捷的网络应用发展,这些都属于网络应用发展存在的重要难度问题。
2 无线局域网技术现状
从目前来看,市场上现存的无线局域网络产品中主要依托的标准为UERE2.14,实际工作达到了2.5兆赫,目前用来提供实际传输的属于运输速度达到了12Mbps,目前,大部分该领域行业的相关技术已经得到了实际技术认可,同时使用范围也在进一步扩大,具有较为明显的市场应用发展潜力,首先,在公共家庭服务领域中,我国现在的大部分的公共场所已经开始普及无线局域网络技术,开始为群众提供无线网络服务,同时也实现了家庭的无线局域网络覆盖,由此也进一步省略了线路的连接存在的麻烦和问题,提升了整体网络线路连接和应用的实际难度,可以为人们提供良好的网络应用便利。
3 无线局域网技术发展趋势分析
3.1 提高无线局域网的吞吐容量
从相关调查研究分析可以发现,现如今使用的网络信息设备的实际吞吐量开始出现较大幅度波动,实际吞吐量也存在较大差异,所以,目前的很多有线网络在理论上可以实现美妙接近4兆的传输速度,所以在进行无线局域网络应用和推广的过程中英爱通过低速无线局域网络与高速无线局域网络的良好连接来实现整体网络的连接和发展,可以有效实现无线局域网络的发展连接程度提高,可以提升整体的网络链接和应用稳定性提升,还可以在最大程度上提升无线局域网络的实际传输速度。
3.2 全面提高无线局域网的安全性
在任何一种网络通信过程中,无线或者有线网络都必须关注到网络实际应用的安全性问题,需要以无线网络电磁波的实际发散特点来控制网络连接,不仅仅要在实际网络连接管理的基础上进行调节和控制,还需要在用户应用的过程中采取合理的扩充编码的调整,在接收和发送的同时实现数据的良好保护,同时还可以通过单一数据网络控制来进行加密处理。所以,应该在后期的无线网络应用和开发的过程中找到无线局域网络传递与传统有限网络传递的良好结合,实现硬件软件的合理连接,综合发挥良好网络信号传递功能,方便人们的生活和工作。
3.3 增强与新技术之间的融合程度
伴随着这现代化的信息技术的应用和发展,人们的生活方式开始出现了明显的变化,信息化程度在人们生活和工作的各个领域不断延伸。需要增加与新技术之间的融合和连接紧密程度,避免在日常生活中出现任何不利于工作和生活的网络技术应用问题出现,提升整体的无线网络应用发展信号传输速度的有效提升。未来的无线局域网络应用和发展必然会更加偏向于通信技术与无线局域网络技术之间的融合发展。
4 结语
综上所述,无线局域网络也属于现阶段的有线网络的重要功能拓展和职能补偿,可以有效实现通信灵活性提升和通信可移动性增加,有利于让人们更加快捷和方便随时上网。无线局域网技术发展现状及未来趋势研究可以在信息时代背景下发挥研究理论指导实践的重要作用和实际意义。
参考文献
[1]汤颖.无线局域网技术的现状及发展趋势[J].科技创新与应用,2012(14):53.
[2]周鑫.论无线局域网技术的现状及发展[J].河南科技,2013(15):3.
1 无线局域网在公路机电监控体系中的应用
公路机电监控实施的方法多种多样,新时期的无线局域网技术是最重要的方法之一。同时随着无线局域网技术的日新月异,其在公路机电监控中的应用优势也越来越明显,它不仅保留了有线通信快速传输和抗干扰性较强的优点,最重要的是建设成本较低、可随意布局,能够帮助机电监控系统摆脱公路沿线地形地貌、空间距离、实施难易度等方面的约束,进而在很大程度上减少工程建设成本的投入。图1是无线局域网技术实施的常见方案。
2 无线局域网公路监控系统与传统有线电视监控系统优缺点的比较与权衡
传统的公路监控大都是采用有线通信的媒介,因此需要大量的线路对各个设备节点进行链接。公路周边线路铺设不仅造成了高额的投资成本和维护费用,而且带来了非常多的建设瓶颈和安全性问题。由此,无线技术与传统的有线通信相比,前者更适合现代公路机电技术发展的要求。随着无线局域网技术优点日益凸显,相较于传统的受诸多不利因素制约的有线传输系统,更多的复杂信息能够被无线局域网进行安全有效快速传输,且性能保障良好,后期建立在无线局域网架构上的公路机电系统的实施方案也被广为采纳并倍受好评。无线局域网公路监控系统投资生产成本更低、运行速度更快、通信信用指数更高,且信息传输和系统安装受到外加环境因素的影响较小,其优势特点十分明显。
一是覆盖范围较广:无线网络覆盖率非常高,很少受诸如高原、山丘、森林、跨水域等复杂地形和区域限制的反作用限制;二是安装快捷简便:公路工程实施沿线均可以安装无线视频监控系统,譬如陡峭山区、起伏较大的丘陵、偏僻农村等场所,不会因为布线技术和施工难度限制导致产生监控盲区;三是可靠性指数高:当前无线局域网技术的传输性能安全可靠,已经能够满足公路各设备节点间持续不断的信息传输要求;四是监控力度大:可每时每刻进行无线视频监控,甚至可随需求的变化对监控点进行重新布局调整,不约束于事先部署好的监控客户端;五是应用多样化:一方面能够开展视频实时监控,另一方面还能够利用无线信息传输技术开发其他多方面的功能应用。
3 无线局域网公路监控技术的功能方案举例
3.1 信息传输设备的指挥功能
在公路监控视频信息的传输进程中,发射器的指令信息传送步骤如下:一是控制中心技术人员以计算机系统为媒介,通过公路监控软件系统对指令内容进行设置,然后将指令指示数据化;二是指令数据信息被公路监控传输设备以网络信号收发器为媒介,完成信息收发传输工作后,指令数据信息被指令数据接收器进行接收,然后指令数据信息被翻译器译读识别,还原出完整的指令信息进行响应处理,进而完成了指挥指令传达的整个目标过程。
3.2 节点设备的调整控制功能
只有指令数据被公路监控体系接收和翻译完毕后,配套的指令调控设备才会对指令所参与到的所有内容展开灵活调控,无线网络信号接收器的调整控制优势才会被显示出来。譬如要想使转换体系发出指挥信息,使节点设备根据指令信息完成的所需动作,需要控制中心发挥计算机系统的信息处理优势,对“转向”指令信息进行实时到位的运输,然后等待无线网络接收器完整接收指令数据,进而控制节点监控设备完成转向进程。
3.3 系统平台设备的反馈功能
无线网络设备是否能够具有反馈的功能对整个系统平台设备的运行非常关键。反馈装置在整个无线网络中有三个重要作用,一是检测和反馈指令工作的作业概况;二是反馈未知故障并进行及时的处理;三是对指令信息进行实时有效的响应。如果出现未知障碍,则配套的体系会被迫中止运转。只有找到故障点,并将障碍信息通过无线网络信号反馈给控制中心平台,公路监控中心的掌控平台才能够及时对故障进行反应处理,进而保障整个公路监控系统能够每时每刻都在运转,所有的公路运行实况因此也能被较好地反映在监控大屏上,由监控技术人员全面掌控。
综上所述,随着国家“互联网+”战略的不断实施,无线局域网技术和现阶段公路机电监控系统融为一体已然成为今后的发展趋势。但由于现阶段我国在无线技术方面的基础还较为薄弱,在这方面的技术改进还有很大的提升空间。我国的公路机电监控系统整体实施水平要想实现更大的跨越式发展,一方面要经常性借鉴国外更高端的先进技术以夯实基础,另一方面要善于发现和把握此项研究中关键环节,实事求是地解决现阶段存在的各种问题,使得整个公路机电体系的技术应用与当前信息化技术实现最优组合,从而更好地促进交通“十三五”规划战略的顺利实施。
参考文献
[1]李庆源.无线局域网技术在公路机电系统中的技术优势[J].数字技术与应用,2014(04):35.
[2]汤玉鹏.浅谈无线局域网技术在公路机电系统中的应用及发展[J].广东科技,2013(10):11.
作者简介
中图分类号:TN91 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)01(a)-00-01
在短距离无线信息传输过程中,随着人们生活节奏的加快,工作效率的提高,现有的网络技术与无线通信技术已经不能满足人们日益变化的各种需求和服务,所以开发商和经销商要不断开发新的局域网络技术,以便更好地为人们服务。在设置局域网络无线通信系统时,要考虑到超宽带无线通信技术的技术特点和3G技术的使用水平,将无线局域网、无线个人局域网、家用局域网以及广域网有机结合,通过各种不同设备的链接,来实现人们各种信息传送的需求。在此基础上,局域网络中的超宽带无线通信技术被研究和开发出来。
1 无线局域网络中的超宽带无线通信技术涵义
超宽带无线通信技术在应用技术上距离较短,一般不会超过10 m,发射功率较低,在以终端为中心的辐射能
41.3 dBm/MHz,而且其容量很大,一般会有几个Gbps的储存量。超宽带无线通信技术在信号上其带宽一般都会高于500 MHz,比传统的无线通信系统要强,这也就决定了超宽带无线通信技术的运行功率低等特点。同时,因为保持了持续的低发射功率,超宽带无线通信技术不会在同一频段被其他信号所
干扰。
1.1 超宽带无线通信的载波技术
在局域网络中,以往的载波方式上,传统的无线通信技术是通过基带将信号调制到载波上,这种载波方法效率较低,费时较多,而超宽带无线通信技术采用了可以进行上升下降波动的脉冲来对所发信号进行直接调制,其带宽的量级级别高,运行时间短,工作效率也就大大提高。超宽带无线通信技术增加了局域网络设置中的赫兹容量和空间容量,拓展了更多的无线信道,无线通信系统容量根据局域网络占用的带宽量而增加,而随着信道可承载容量的增加,功能的消耗就会大大减少,也就是说,在短距离的无线局域通信网络中,因为信号发射距离较短,数据传输过程中的损耗较少,而且信号带宽的容量增加也提高了局域网络系统的容量。
1.2 超宽带无线通信技术的频域
超宽带无线通信技术频域的频带比以往的窄带、宽带更宽。以往的窄带的信号带宽与中心频率的比例低于1%,相对宽带最大也只是达到35%。而超宽带无线通信技术的中心频率大于500 mHz,属于超宽带带宽范畴,其频域更加广阔。
1.3 超宽带无线通信技术的时域
传统的无线通信技术利用射频载波的发射来对发射信号进行调制,周转时间长,不能够很好的方便人们使用,而超宽带无线通信技术采用收发点的时域脉冲来直接实现信号调整,减少了信息传输过程中的周转时间,有效提高了数据传输的速度。超宽带无线通信技术的传输根据传输过程所使用的时间来确定带宽所使用的频率,并将信号调制的过程发张这种频率范围内的频带上进行数据输送。但是这种技术的发射功率有限,只适用于10以内的个人局域网络中的信息交流。
2 无线局域网络中的超宽带无线通信技术优点
2.1 系统构造简单
很多无线通线技术都通过载波的变化来完成数据传输,受载波的频率、功率变化影响较大。超宽带无线通信技术在信息输送过程中不需要载波的参与,而通过发送纳秒级脉冲来完成数据的传输。这些都是超宽带无线通信技术系统构造精简的结果,而且由于系统构造的简单,超宽带无线通信技术在局域网络的使用中一般使用简单低廉的宽带发射器,接收机终端也无需做中频处理,这些构造上的简单,操作上的方便,都给人们带来了工作上的便利。
2.2 信息传送速率高
在个人局域网中,一般使用信号范围在10 m以内的超宽带无线通信技术,在小范围内,超宽带无线通信技术的信息输送速率比其他无线通信技术要快得多,也安全得多。
所以在短距离通信与小范围局域网络中,无论是军用、商用、还是民用,超宽带无线通信技术以其高质量的安全性能和迅速的传输速度赢得了用户的广泛认可。
2.3 功能消耗低
超宽带无线通信技术性能良好,由于在信息传送过程中脉冲时间短,所以耗电也低,在商业、军事、家居等方面的应用都可以有效节省电量。另外,超宽带无线通信技术中的电池寿命也会随着电流量的减少而延长,电磁辐射也会相应降低,这些内容不仅环保,也有利于人们的身体健康。
总之,超宽带无线通信技术在局域网络系统构建中的应用还在不断发展,开发商和经销商要不断研究新技术,让超宽带无线通信技术更好的为人们
服务。
参考文献