无线局域网组成及协议的研究_张彬

无线局域网组成及协议的研究

张彬１，刘天颖１，贺晓扬２

（１．河北农业大学现代教育技术中心，河北保定０７１００１；２．河北农业大学信息科学与技术学院，河北保定０７１００１）

摘要：随着无线局域网技术的迅速发展，其应用也越来越广泛，本文论述了无线局域网的组成以及无线局域网的协议。

文献标识码：Ａ

文章编码：１６７２－６２５１（２００８）０８－００８３－０２

关键词：无线局域网；协议中图分类号：ＴＰ３９９

Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｔｏｃｏｌｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ

ＺＨＡＮＧＢｉｎ１，ＬＩＵＴｉａｎ－ｙｉｎｇ１，ＨＥＸｉａｏ－ｙａｎｇ２

（１．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＨｅｂｅｉ，ＭｏｄｅｒｎＥｄｕｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒ，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＨｅｂｅｉ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１００１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ，ｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｓａｌｓｏｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｗｉｄｅｌｙ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｔｏｃｏｌｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ；Ｐｒｏｔｏｃｏｌ

１无线局域网的概念

２０世纪９０年代，计算机网络与无线通讯技术相

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，可采用类似于交换式以太网的工作方式，要求Ｈｕｂ具有简单的网内交换功能。

结合产生了无线局域网（ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ，

ＷＬＡＮ）技术。ＷＬＡＮ采用无线多址信道作为信息的传输方式，使用ＩＥＥＥ８０２．１１系列标准，真正实现了为移动用户提供高效、优质、随时随地的宽带接入服务。

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ＣＳ－

ＭＡ类型的多址接人协议，工作原理类似于有线对等网的工作方式。

网桥连接型

不同的局域网互联时，由于物理位置的原因，若

２

２．１

无线局域网的组成结构

３无线局域网的协议

目前，实现无线网络的技术，主要有ＩＥＥＥ８０２．

不便于采取有线方式，则可以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，还为两个网络的用户提供较高层的路由与协议转换功能。

１１、蓝牙技术和家庭网络的ＨｏｍｅＲＦ技术。３．１ＩＥＥＥ８０２．１１标准

１９９７年，无线局域网标准ＩＥＥＥ８０２．１１正式颁布。１９９９年８月，该标准得到了进一步完善，被定名为“无线局域网介质访问控制（ＭＡＣ）和物理层，是第一代无线局域网标准之一。（ＰＨＹ）技术规范”

２．２基站接入型

当采用移动蜂窝通信网接人方式组建无线局域网

时，各站点之间的通信是通过基站接人、数据交换方式来实现的。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程站点组建自己的工作网络。

ＩＥＥＥ８０２．１１规定了３种收发技术，分别为扩频技术、窄带技术和红外技术，且采用ＣＳＭＡ／ＣＡ（载波侦听多路访问／冲突避免）技术避免网络中冲突的发生，改善了网络性能，提高了通信效率。该协议主要针对中距离、高速率的应用，工作在２．４ＧＨｚ开放频段，这一

２．３ＨＵＢ接入型

利用无线Ｈｕｂ可以组建星型结构的无线局域网，

收稿日期：２００８－０４－２７；修回日期：２００８－０５－０５

基金项目：河北农业大学非生命学科科研发展基金－体育场无线网络方案设计及竞赛信息管理系统研究作者简介：张彬（１９８１－），男，硕士研究生，助教，研究方向：计算机网络技术及应用。

在支持３个语音频道的同时还支持高达７２３．２Ｋｂｐｓ的数据传输速率。也就是说，在办公室、家庭和旅途中，无需在任何电子设备间布设专用线缆和连接器，仅通过蓝牙遥控装置就可以形成一点到多点的连接，即在该装置周围组成一个“微网”，网内任何蓝牙收发器都可与该装置互通信号，而且，这种连接无需复杂的软件支持。蓝牙收发器的一般有效通信范围为１０米，强的可以达到１００米左右。

频段被全球无线电法规定义为扩频使用波段，速率在

１Ｍｂｐｓ～２Ｍｂｐｓ。由于它在速率和传输距离上都不能很好地满足人们的需要，因此ＩＥＥＥ组织又相继推出了

８０２．１１ｂ、８０２．１１ａ和８０２．１１ｇ等系列标准。

（１）ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ标准。１９９９年９月ＩＥＥＥ批准并发布了ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ标准，它是在ＩＥＥＥ８０２．１１的基础上增加了两种更高的传输速率５．５Ｍｂｐｓ和

１１Ｍｂｐｓ，并且传输速率能够从１１Ｍｂｐｓ自动降到５．５Ｍｂｐｓ，或者根据直接序列扩频技术调整到２Ｍｂｐｓ和１Ｍｂｐｓ，以保证设备的正常运行。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ也工作在２．４ＧＨｚ开放频段，并且只采用ＤＳＳＳ（直频序列扩谱）技术，所以也被称为Ｗｉ－Ｆｉ。８０２．１１ｂ支持以百米为单位的范围（在室外为３００ｍ；在室内办公环境中最长为１００ｍ）。随着８０２．１１ｂ标准性价比的不断提高，正在被越来越广地应用于企业及家庭网络。

（２）ＩＥＥＥ８０２．１１ａ标准。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ在ＩＥＥＥ

３．４家庭射频标准（ＨｏｍｅＲＦ）

ＨｏｍｅＲＦ技术是无绳电话技术和无线局域网技术相互融合发展的产物，由美国家用射频委员会领导的

ＨｏｍｅＲＦ工作组颁布于１９９７年。ＨｏｍｅＲＦ主要是专为家庭宽带连接因特网而开发的，在商用领域不常见。

ＨｏｍｅＲＦ采用ＦＨＳＳ（跳频扩谱）技术，工作在２．４ＧＨｚ频段，能同步支持４条高质量语音信道，降低语音数据成本。第１代ＨｏｍｅＲＦ设备支持１．６Ｍｂｐｓ的传输速率，第２代ＨｏｍｅＲＦ设备支持１０Ｍｂｐｓ的传输速率，第３代ＨｏｍｅＲＦ设备能够支持２０Ｍｂｐｓ的传输速率。

８０２．１１基础上扩充了物理层，创立能跨越多种物理编码类型、频率和应用的标准技术，允许在５ＧＨＺ频带上采用正交频分复用（ＯＦＤＭ）来传输数据，传输速率范围在６Ｍｂｐｓ～５４Ｍｂｐｓ，能满足高密度数据传输的需要。但ＩＥＥＥ８０２．１１ａ不能向下兼容ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ，因此只支持ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ标准的无线网络设备在

３．５中国无线局域网国家标准（ＷＡＰＩ）

２００３年５月，我国也发布了无线局域网的国家标准，此标准重要的组成部分就是无线局域网鉴别与保密基础结构ＷＡＰＩ。ＷＡＰＩ是针对ＩＥＥＥ８０２．１１中

ＩＥＥＥ８０２．１１ａ的网络中不能正常工作。

（３）ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ标准。ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ于２００３年６月经ＩＥＥＥ组织正式批准，工作在２．４ＧＨｚ频段，提供２０Ｍｂｐｓ～５４Ｍｂｐｓ的传输速率，这样通过ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ，中了。

它完全兼容

ＷＥＰ协议安全问题，在中国无线局域网国家标准ＧＢ１５６２９．１１中提出的无线局域网安全解决方案。２００６年３月７日，ＷＡＰＩ产业联盟正式成立。ＷＡＰＩ标准中的安全机制由认证基础设施ＷＡＩ和保密基础设施

ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ标准并且与ＩＥＥＥ８０２．１１ａ速率上兼容，

运行ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ和

ＷＰＩ两部分组成，ＷＡＩ和ＷＰＩ分别实现对用户身份认证和对传输数据的加密。ＷＡＰＩ为无线局域网提供了全面的安全保护。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａ两种标准的设备就可以工作在同一网络３．２

红外线数据标准（ＩｒＤＡ）

４结束语

作为有线局域网的有效补充和扩展，

无线局域网

ＩｒＤＡ标准出现于１９９３年，它是一种采用红外线作为传输介质的专用的点到点数据传输标准，传输速率可达１６Ｍｂｐｓ，视距直线传播，方向性要求强，发，传输距离在１ｍ～射角度通常在０°～１５°２ｍ范围内。

使计算机具有了可移动性，能快速、方便地解决有线网络不易实现的网络连通问题，已经成为今后网络发展的主导方向。

参考文献

ＩｒＤＡ技术主要用于设备之间的数据传输，如计算机、打印机、手机、ＭＯＤＥＭ、医疗和工业设备。

３．３蓝牙（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）

蓝牙技术是一种用于替代便携或固定电子设备上

［１］金纯．ＩＥＥＥ８０２．１１无线局域网［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００４．

——原理、技术与应用［Ｍ］．西安：［２］刘乃安．无线局域网（ＭＬＡＮ）—西安电子科技大学出版社，２００４．

使用的电缆或连线的短距离无线通信技术。其设备使用全球通行的、无需申请许可的２．４５ＧＨｚ频段，可实时进行数据和语音传输，其传输速率可达到１０Ｍｂｐｓ，

［３］李建东，黄振海．ＷＬＡＮ的标准与技术发展［Ｊ］．中兴通讯技术，２００３，（２）：４～７．

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