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無線網路中的主流技術及應用探究

發布時間: 2022-07-02 03:55:19

㈠ 無線區域網的技術與應用論文 (需要資料)

說明:

1.802.11、802.11b、802.11g都工作在2.4GHz的ISM(工業、科學、醫療)公共頻段,無需向無委申請;而802.11a工作在5GHz頻段,該頻段目前暫不開放,需要申請。

2.802.11a和802.11g物理層速率最高都可達54Mbps,傳輸層速率最高也可達25Mbps,但穩定性有待進一步改善,且成本也較高。而802.11b最高速率可達11Mbps,因為起步較早,技術較為成熟,成本也不高,將是未來最有前途的無線區域網標准,下面重點介紹802.11b標准。

二、IEEE 802.11b無線網路標准

1. 無線區域網的物理層

無線區域網同傳統有線區域網的區別,表現在物理層上就是無線區域網一般用無線電作為傳輸介質,而不是傳統的電纜。對於IEEE 802.11b無線區域網,有三種可選物理層:跳頻擴頻(FHSS)物理層、直接序列擴頻(DSSS)物理層和紅外線(IR)物理層。物理層的選擇取決於實際應用的要求。跳頻擴頻和直接序列擴頻是通信技術中兩種常用的擴展頻譜技術,用以提高無線信道的利用率和數據通信的安全性。目前大多數基於IEEE 802.11b的無線區域網產品的物理層介質工作在2.4000~2.4835GHz的無線射頻頻段(ISM頻段),採用直接序列擴展頻譜技術以提供高達11Mbps的數據傳輸速率。

2. 無線區域網的MAC協議

原則上講,無線區域網的MAC協議和有線區域網的MAC協議並無本質上的區別。然而,由於無線傳輸媒體固有的特性以及移動性的影響,無線區域網的MAC協議不能沿用原有的區域網協議。例如,IEEE 802.3的MAC層採用CSMA/CD來使各個不同的站點共享同一物理信道。而實現CSMA/CD的一個重要前提是,各站點能夠非常容易地實現沖突檢測功能。在有線區域網(如乙太網)的情況下,可根據檢測電纜線上直流分量的變化容易地實現沖突檢測。然而在使用無線傳輸媒體時,由於以下的原因,很難實現沖突檢測。

1) 沖突檢測的能力要求各站能同時發送(發送自己的信號)和接收(決定其他站的傳輸是否干擾自己的傳輸),這將增加信道的花費。

2) 更重要的是,由於隱藏終端問題的存在,即使一個站有沖突檢測的能力,並已經在發送時檢測到沖突,在接收端仍然會有沖突發生。

鑒於以上原因,無線區域網協議標准IEEE 802.11b採用了一種具有沖突避免的載波監聽多路訪問(CSMA/CA)協議實現無線信道的共享。

一種簡單的CSMA/CA可實現如下:在數據包傳輸之前,無線設備將先進行監聽,看是否有其他無線設備正在傳輸。若傳輸正在進行,該設備將等待一段隨機決定的時間,然後再監聽,若沒有其他設備正在使用介質,該設備開始傳輸數據;因為很有可能在一個設備傳輸數據的同時,另一個設備也開始傳輸數據,為了避免此類沖突造成的數據丟失,接收設備檢測所收到的分組的CRC,如果正確,則向發送設備傳輸一個確認信息(acknowledgement)以指示沒有沖突發生。否則,發送設備將重復上述CSMA/CA過程。

為了使兩個無線設備同時進行傳輸(這將導致沖突)的可能性減到最小,802.11設計者使用稱為發送請求/清除以發送(RTS/CTS)的機制。例如:若數據到達無線節點指定的無線訪問點(AP),該AP將給那個無線節點發送一個RTS幀,請求一定量的時間向它傳輸數據,無線節點將用CTS幀進行回應,表示它將阻止任何其他的通信,直到AP發送完數據為止。其他無線節點也能聽到正在發生的數據傳輸,並把它們的傳輸延遲到那段時間之後。在這種方式下,數據在節點之間進行傳遞時,由設備導致的在介質上產生沖突的可能性最小。這種傳輸機制同時解決了無線區域網中的隱藏終端問題。

為了確保數據在傳輸中不丟失,CSMA/CA還引入了確認(ACK)機制,接收者在收到數據後,向發送單元發一個確認通知ACK。若發送者沒有收到ACK,表明數據丟失,將再次傳輸該數據。

3. 無線區域網實時性性能分析

IEEE 802.11b無線區域網標准在媒體訪問控制層採用CSMA/CA協議以實現無線信道的共享。在網路負荷較輕的情況下,發生沖突的機會很少,再加上一些無線網路產品採取了一些附加的措施,甚至可以完全避免沖突的發生。如Wi-LAN的無線產品AWE 120-24無線網路橋接器利用動態時間分配輪詢的方式:當有多個無線遠端設備要與基站通信時,基站會根據遠端站的ID依次詢問各個遠端站是否有數據要發送,如果有數據要發送,就給其分配時間片,如果沒有,則會繼續向下詢問,周而復始。這里的所謂動態輪詢是指用戶可以設置基站的輪詢方式,對於非活動站減少對其詢問的次數,這樣可以保證時間片不會被浪費。動態時間分配輪詢技術完全避免了沖突的發生,可以獲得比CSMA/CA更好的實時性。這使得無線技術在工業控制網路中的應用成為可能。

三、基於無線技術的網路化智能感測器介紹

計算機網路技術、無線技術以及智能感測器技術的結合,產生了「基於無線技術的網路化智能感測器」的全新概念。這種智能感測器集成了數據採集、數據處理和無線網路介面模塊,無線網路介面模塊底層網路介面(硬體介面)採用基於IEEE 802.11b的網路介面晶元,高層網路介面(軟體介面)採用TCP/IP協議,把TCP/IP協議作為一種嵌入式應用,即把TCP/IP協議固化到智能感測器的ROM中,使得現場數據的收發都以TCP/IP協議進行。這種基於無線技術的網路化智能感測器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網路上傳輸、發布和共享。

無線區域網可以在普通區域網基礎上通過無線Hub、無線接入站(AP)、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現。

在工業自動化領域,有成千上萬的感應器,檢測器,計算機,PLC,讀卡器等設備,需要互相連接形成一個控制網路,通常這些設備提供的通信介面是RS- 232或RS-485。無線區域網設備使用隔離型信號轉換器,將工業設備的RS-232串口信號與無線區域網及乙太網絡信號相互轉換,符合無線區域網IEEE802.11b和乙太網絡IEEE 802.3標准,支持標準的TCP/IP網路通信協議,有效的擴展了工業設備的聯網通信能力。

四、無線區域網在工業控制網路中的應用

工業控制系統的網路化為無線技術在工業控制系統中的應用提供了基礎和可能。近幾年很多研究人員也展開了這方面的研究工作。中國科學院沈陽自動化所的曾鵬等人以FF(現場匯流排基金會)頒布的FFHSE(高速乙太網)為藍本,結合無線乙太網標准IEEE802.11b,構造了現場級無線通信協議棧。該協議棧保持了基金會現場匯流排的通信模型,能夠完成無線設備間的時間同步和實時通信。韓國釜山國立大學的Kyung Chang Lee等人設計了協議轉換模型,實現了Profibus-DP網路和IEEE802.11無線區域網的互連。Mario Alves等人對基於廣播方式的現場匯流排/無線網路的混合網路報文傳送延遲時間進行了估算。C.Koulamas等人研究了Profibus現場匯流排與基於IEEE802.11b的DSSS物理層相結合的性能。

除了在理論上的研究工作外,在一些工業控制網路中,無線通信技術已獲得了應用。如美國羅克威爾公司在基於DeviceNet、Control-net、Ethernet/IP的三層控制網路體系中,加入了無線乙太網部分,可以實現無線通信。德國西門子公司在基於Profibus-DP、Profinet的控制網路中結合無線乙太網技術,使控制網路具有了無線通信功能。由於無線網路無可比擬的優越性,它可以免去大量的線路連接,節省系統的構建費用和維護成本,還可以滿足一些特殊場合的需要,與此同時,大大增強了系統構成的靈活性。加之無線通信技術自身的不斷改進,無線通信技術在工業控制領域中必將具有廣闊的發展空間和應用前景。

五、無線技術在工控網路中的應用方案及使用設備

1.無線工業控制的方法

通過使用基於無線技術的網路化智能感測器,結合目前市場上出現的各種基於IEEE 802.11b的無線區域網網橋,就可以實現無線區域網技術在工業控制網路中的一種應用方案。無線區域網網橋用作無線訪問點(AP),基於無線技術的網路化智能感測器採集現場數據、處理,並以TCP/IP協議對數據進行打包,通過無線鏈路發送到AP,由於無線鏈路和有線乙太網高層均採用TCP/IP協議,且低層協議對高層協議是透明的,就實現了無線網路和有線網路的無縫連接。通過Internet,就可以實現遠程監控。

2.無線設備的選擇

要實現無線網路,需要選擇的設備一般為兩種。一種為無線區域網網橋,可將多個無線站點連入已有的區域網之中;另一種為無線通訊裝置,例如無線網卡、無線Modem等。下面介紹一下研華公司的無線裝置。

A.WLAN-9200系列11Mbps工業無線區域網接入器

WLAN-9200是一款用於室外的增強11Mbps無線區域網網橋。它能夠在無須任何物理布線的情況下,將多個遠程站連接到區域網中。

wifi是一種什麼技術,主要有什麼功能,應用在什麼方面

什麼是WiFi(Wi-Fi)IEEE 802.11b無線網路規范是IEEE 802.11網路規范的變種,最高帶寬為11 Mbps,在信號較弱或有干擾的情況下,帶寬可調整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps,帶寬的自動調整,有效地保障了網路的穩定性和可靠性。其主要特性為:速度快,可靠性高,在開放性區域,通訊距離可達305米,在封閉性區域,通訊距離為76米到122米,方便與現有的有線乙太網絡整合,組網的成本更低。

Wi-Fi�WirelessFidelity,無線保真�技術與藍牙技術一樣,同屬於在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術。該技術使用的使2.4GHz附近的頻段,該頻段目前尚屬沒用許可的無線頻段。其目前可使用的標准有兩個,分別是IEEE802.11a和IEEE802.11b。該技術由於有著自身的優點,因此受到廠商的青睞。

Wi-Fi技術突出的優勢在於:

其一,無線電波的覆蓋范圍廣,基於藍牙技術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300英尺左右�約合100米�,辦公室自不用說,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。據悉,該款產品能夠把目前Wi-Fi無線網路300英尺�接近100米�的通信距離擴大到4英里�約6.5公里�。

其二,雖然由Wi-Fi技術傳輸的無線通信質量不是很好,數據安全性能比藍牙差一些,傳輸質量也有待改進,但傳輸速度非常快,可以達到11mbps,符合個人和社會信息化的需求。

其三,廠商進入該領域的門檻比較低。廠商只要在機場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設置「熱點」,並通過高速線路將網際網路接入上述場所。這樣,由於「熱點」所發射出的電波可以達到距接入點半徑數十米至100米的地方,用戶只要將支持無線LAN的筆記本電腦或PDA拿到該區域內,即可高速接入網際網路。也就是說,廠商不用耗費資金來進行網路布線接入,從而節省了大量的成本。

根據無線網卡使用的標准不同,WIFI的速度也有所不同。其中IEEE802.11b最高為11Mbps(部分廠商在設備配套的情況下可以達到22Mbps),IEEE802.11a為54Mbps、IEEE802.11g也是54Mbps。

WIFI是由AP(Access Point)和無線網卡組成的無線網路。AP一般稱為網路橋接器或接入點,它是當作傳統的有線區域網絡與無線區域網絡之間的橋梁,因此任何一台裝有無線網卡的PC均可透過AP去分享有線區域網絡甚至廣域網路的資源,其工作原理相當於一個內置無線發射器的HUB或者是路由, 而無線網卡則是負責接收由AP所發射信號的CLIENT端設備。

而wireless b/g表示網卡的型號,按照其速度與技術的新舊可分為802.11a、802.11b、802.11g
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講起無線網,大家都有一種似是而非的感覺,無線是否簡單地兩台計算機互聯?No!這已經是上個世紀的無線概念,新一代的無線網路,將以無須布線和使用相對自由,建立起人們對無線區域網的全新感受。需求決定了市場的發展,很少見到哪種IT技術或是產品能夠象它樣有如此迅猛的增長勢頭,不受任何約束隨時隨地訪問互聯網不再是夢想,其中,WiFi發揮了至關重要的作用。Wi-Fi代表了"無線保真",指具有完全兼容性的802.11標准IEEE802.11b子集,它使用開放的2.4GHz直接序列擴頻,最大數據傳輸速率為11Mbps,也可根據信號強弱把傳輸率調整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps帶寬。無需直線傳播傳輸范圍為室外最大300米,室內有障礙的情況下最大100米,是現在使用的最多的傳輸協議。它與有線網路相較之下,有許多優點:

無須布線

WiFi最主要的優勢在於不需要布線,可以不受布線條件的限制,因此非常適合移動辦公用戶的需要,具有廣闊市場前景。目前它已經從傳統的醫療保健、庫存控制和管理服務等特殊行業向更多行業拓展開去,甚至開始進入家庭以及教育機構等領域。

健康安全

IEEE802.11規定的發射功率不可超過100毫瓦,實際發射功率約60~70毫瓦,這是一個什麼樣的概念呢?手機的發射功率約200毫瓦至1瓦間,手持式對講機高達5瓦,而且無線網路使用方式並非像手機直接接觸人體,應該是絕對安全的。

簡單的組建方法

一般架設無線網路的基本配備就是無線網卡及一台AP,如此便能以無線的模式,配合既有的有線架構來分享網路資源,架設費用和復雜程序遠遠低於傳統的有線網路。如果只是幾台電腦的對等網,也可不要AP,只需要每台電腦配備無線網卡。AP為AccessPoint簡稱,一般翻譯為「無線訪問節點」,或「橋接器」。它主要在媒體存取控制層MAC中扮演無線工作站及有線區域網絡的橋梁。有了AP,就像一般有線網路的Hub一般,無線工作站可以快速且輕易地與網路相連。特別是對於寬頻的使用,WiFi更顯優勢,有線寬頻網路(ADSL、小區LAN等)到戶後,連接到一個AP,然後在電腦中安裝一塊無線網卡即可。普通的家庭有一個AP已經足夠,甚至用戶的鄰里得到授權後,則無需增加埠,也能以共享的方式上網。

長距離工作

別看無線WIFI的工作距離不大,在網路建設完備的情況下,802.11b的真實工作距離可以達到100米以上,而且解決了高速移動時數據的糾錯問題、誤碼問題,WIFI設備與設備、設備與基站之間的切換和安全認證都得到了很好的解決。

WiFi的發展和未來

這兩年內,無線AP的數量呈迅猛的增長,無線網路的方便與高效使其能夠得到迅速的普及。除了在目前的一些公共地方有AP之外,國外已經有先例以無線標准來建設城域網,因此,WiFi的無線地位將會日益牢固。

WiFi是目前無線接入的主流標准,但是,WiFi會走多遠呢?在Intel的強力支持下,WiFi已經有了接班人。它就是全面兼容現有WiFi的WiMAX,對比於WiFi的802.11X標准,WiMAX就是802.16x。與前者相比,WiMAX具有更遠的傳輸距離、更寬的頻段選擇以及更高的接入速度等等,預計會在未來幾年間成為無線網路的一個主流標准,Intel計劃將來採用該標准來建設無線廣域網路。這相比於現時的無線區域網或城域網,是質的變革,而且現有設備仍能得到支持,保護人們的每一分錢投資。

總而言之,家庭和小型辦公網路用戶對移動連接的需求是無線區域網市場增長的動力,雖然到目前為止,美國、日本等發達國家仍然是目前WiFi用戶最多的地區,但隨著電子商務和移動辦公的進一步普及,廉價的WiFi,必將成為那些隨時需要進行網路連接用戶的必然之選

㈢ 無線通信技術有哪些

1、LoRa技術

LoRa是LPWAN通信技術中的一種,是美國Semtech公司採用和推廣的一種基於擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。

是物理層或無線調制用於建立長距離通信鏈路。許多傳統的無線系統使用頻移鍵控(FSK)調製作為物理層,因為它是一種實現低功耗的非常有效的調制。

2、WiFi/ IEEE 802.11協議

WiFi,全稱Wireless-Fidelity,無線保真,是無線區域網(WLAN)中的一個標准。從1999年推出以來一直是是我們生活中較常用的訪問互聯網的方式之一。

3、ZigBee/802.15.4協議

Zigbee被正式提出來是在2003年,它的出現是為了彌補藍牙通信協議的高復雜,功耗大,距離近,組網規模太小等缺陷。

名稱取自於蜜蜂,蜜蜂 (bee)是靠飛翔和「嗡嗡」(zig)地抖動翅膀的「舞蹈」來與同伴傳遞花粉所在方位信息,依靠這樣的方式構成了群體中的通信網路。

4、Thread /IEEE 802.15.4協議

Thread和ZigBee同屬802.15.4,但是針對802.15.4做了很大的改進。Thread是建立在IPv6的基礎之上的一個協議,無論在傳輸安全,還是系統可靠性上都做了非常棒的優化。它既可以承載高通海爾數十企業組物聯網盟AllSeen,也可以支持蘋果的Homekit智能家居平台。

5、Z-Wave協議

Z-Wave無線組網規格於2004年提出,由丹麥的晶元與軟體開發商Zensys主導,Z-wave聯盟推廣其應用。

Z-Wave工作頻率美國 908.42MHz、歐洲868.42MHz,採用無線網狀網路技術,因此任何節點都能直接或間接地和通信范圍內的其它臨近節點通信。

㈣ 目前無線區域網主要應用在哪些方面談談未來無線網路的發展前景如何

說到有線網路,人們自然會想到那連接電腦的長長的「臍帶」。你想挪個地方上網嗎?不行!「臍帶」太短,不能斷了網線!更難堪的是,你若是個火急火燎的性子,說不定哪天被網線跘個「狗吃屎」!也許連電腦也跟著受傷住院了。 如今,有了無線網路,一切的煩惱都迎刃而解了。任何無線網路覆蓋的區域,你只要憑借自己的上網帳戶即可隨時隨地自由地遨遊在互聯網的世界裡。在宿舍、在教室、在圖書館、在食堂,甚至在汽車里、在操場上,你都可以粘在網路上。所謂空中教室、空中圖書館、空中聊天室,在無線網路的世界裡就是現實! 無線網路的發展是伴隨著計算機技術的進步走到今天的。近年來,網路技術取得了巨大的進步。一方面,速率大大提高,可達千兆級。但「接入點的固定和有限」隨著「移動辦公」日益強烈的需求,有線接入難以為繼。同時,眾多區域網的互聯,使得布線遇到重重困難。無線區域網在這種情況下應運而生,它所提供的「多點接入」、「點對點中繼」(即所謂的mesh技術)為用戶提供了一種替代有線的高速解決方案。可以說無線網路的世紀已經到來了。正是有鑒於此,國內外眾多廠家多瞄準了這一巨大商機。Aruba、Ruckus、Mortolola、 3com、Cisco、華三等知名公司一個個趨之若鶩,甚至連Microsoft最近也宣布收購一家小公司Sendit,作為無線移動訪問Internet技術的研發中心,諾基亞等也躍躍欲試在其國內推廣基於WAP的無線接入,一場無線網路大戰已經展開。 今年是無線網路迅速發展的一年。隨著802.11g/b等標準的廣泛應用,更大、更快、更廣成為新一代無線網路的發展趨勢。最受矚目的要數802.11n標准了。和802.11g標准相比,它的信號覆蓋范圍提高6倍,而傳輸速率提高了14倍。在相當長的時間內將是802.11g和802.11n並存的局面。雖然3G的沖擊力很大,但大面積應用AP組成的區域網仍將是無線網路的主流,因為3G的應用帶寬是無法超越的「瓶頸」。 對於國內ISP來說,無線接入的商機正在到來,無線網路的明天一片光明。

㈤ 智能家居系統中,目前都有哪些無線技術應用其中分析一下優劣勢。

智能家居系統中是通過軟體與軟體,通過遠程連接的方式來控制智能家居。他的優勢是極大的方便了我們的生活,即使不自己不在家,也可以直接控制你家裡面的電器。
而劣勢是只要是停電或者是沒有網路的情況下就不能夠控制。
1、顯示器整機無電
(1)電源故障: 這是一個應該說是非常簡單的故障,一般的液晶顯示器分機內電源和機外電源兩種,機外的常見一些。不論那種電源,它的結構比crt顯示器的電源簡單多了,易損的一般是一些小元件,象保險管、整流橋。電源板常用ic:6841203d06,這些常用的pmw晶元在我這樣的專業液晶配件店裡都能買到。(2)驅動板故障: 驅動板燒保險或者是穩壓晶元出現故障,有部分機器是把開關電源內置,輸出兩組電源,其中一組是5V,供信號處理用,另外一組是12V提供高壓板點背光用,如果開關電源部分電路出現了故障會有可能導致兩組電源均沒輸出。
先查12V電壓正常否,跟著查5V電壓正常否,因為A/D驅動板的MCU晶元的工作電壓是5V,所以查找開不了機的故障時,先用萬用表測量5V電壓,如果沒有5V電壓或者5V電壓變得很低,那麼一種可能是電源電路輸入級出現了問題,也就是說12V轉換到5V的電源部分出了問題,這種故障很常見,檢查5端穩壓塊(常見型號8050SD-LM2596-AIC15-01等)。
另一種可能就是5V的負載加重了,把5V電壓拉得很低,換一種說法就是說,後級的信號處理電路出了問題,有部分電路損壞,引起負載加重,把5V電壓拉得很低,逐一排查後級出現問題的元件,替換掉出現故障的元件後,5V能恢復正常,故障一般就此解決,也經常遇到5V電壓恢復正常後還不能正常開機的,這種情況也有多種原因,一方面是MCU的程序被沖掉可能會導致不開機,還有就是MCU本身損壞,比如說MCU的I/O口損壞,使MCU掃描不了按鍵,遇到這種由MCU引起的故障,找硬體的問題是沒有用的,就算你換了MCU也解決不了問題,因為MCU是需要編程和寫碼的,在沒辦法找到原廠的AD驅動板替換的情況下,我們只能用通用A/D驅動板代換如:151D或161B等2、顯示屏亮一下就不亮了,但是電源指示燈綠燈常亮 這種問題一般是高壓異常造成的,是保護電路動作了,在這種情況下,一般液晶屏上是有顯示的,看的方法是"斜視"。
3、顯示屏黑屏,無背光,電源燈綠燈常亮 斜視液晶屏有顯示圖像,多屬於高壓板供電電路問題。重點檢查12V供電(保險絲F)和3V或5V的開關電壓是否正常。若是因為MCU問題造成沒有輸出開關控制電壓,可以直接提取3端穩壓塊的(AIC1084)3.3V代替。
修理高壓板的思路(電源保險絲-開關控制管-電源管理IC-推挽發大管-電源開關管-DA轉換電路(儲能電感,整流管)-LC升壓電路(升壓變壓器,升壓電容)-耦合電容-燈管。
4、屏幕亮線,亮帶或者是暗線 這種問題,一般是液晶屏的故障。亮線故障一般是連接液晶屏本體的排線出了問題或者某行和列的驅動IC損壞。 暗線一般是屏的本體有漏電,或者TAB柔性板連線開路。以上兩種問題基本上就是給機器判了死刑了,沒有維修價值的,因為一塊屏的價格太高了。
5、偏色故障 一般可以進入工廠調整模式進行調整。如沒有此模式,維修思路:更換屏線和轉接板-重寫驅動程序-驅動板壞(不常見)-屏背板的控制IC壞(不常見)-拔掉屏線觀察背光顏色(背光扁色為燈管老化)-換燈管。
6、字元虛或拖尾 檢查VGA信號線,重點看RGB三色線的地線是否連接正常-更換屏線或轉接板-重寫驅動程序-換驅動板-LCD屏背板信號介面IC壞-LCD屏背板對比度電位器調整-LCD屏導光板錯位-偏光片錯位。
7、LCD屏幕內部有污點 擦拭或更換換保護膜-拆開屏體清洗外層偏光片和有機玻璃(用棉球,純凈水處理)-風筒吹乾。
8、LCD屏亮點 一個或二個大的亮點,可以嘗試輕輕用指尖壓亮點,可消失,說明多為此象素的開關管和電極虛連。小的黑點和灰點有可能是內部導光板或偏光片有灰塵造成,可清洗處理。
9、LCD屏亮度低 檢查高壓板ADJ亮度調節電路-換燈管-換高壓板-調整或更換導光板。
10、錯誤提示"超出頻率范圍" 檢查信號線-重寫MCU驅動程序-更換EPROM-重寫EPROM程序-換驅動板。
11、通電後不按開關按鍵即白屏出現背光,按鍵後圖像可正常顯示 高壓板介面的開關信號和ADJ信號反接造成,部分屬於驅動板MCU的開關信號輸出不正常,可以重寫MCU程序修復——換MCU。
二、開關電源故障:
1.熔斷絲熔斷 對於熔斷絲熔斷故障,通常主要檢查主電源整流濾波電路中的濾波電容器、整流橋各個二極體等部件。當然,抗干擾電路有故障時,也會引起熔斷絲熔斷且發黑。必須注意的是由開關管擊穿引起的熔斷絲熔斷通常還伴隨著過流檢測電阻器與電源控制集成電路的同時損壞。負溫度系數熱敏電阻器也較容易與熔斷絲一起燒壞,檢修時也應注意對它們的檢查。
2.無電壓輸出,但熔斷絲未熔斷 出現無電壓輸出,但熔斷絲未熔斷故障,說明開關電源電路沒有工作,或者工作以後又進入了保護狀態。檢修時,先測量電源控制集成電路啟動引出腳是否有啟動電壓。
(1)若無啟動電壓或啟動電壓太低,則檢查啟動電阻器與該引腳外接的元器件是否有漏電現象存在。
(2)若有啟動電壓,再測量電源控制集成電路的輸出端在開機瞬間是否有高、低跳變的電平信號。 ·若無跳變,說明電源控制集成電路本身或其外圍振盪電路元器件或保護電路有故障,可以先採用代換電源控鍘集成電路,後檢查外圍元器件的方法查找故障。若有跳變,一般多為開關管本身不良或損壞,應重點對其進行檢查。
3.輸出端的電壓過低 引起開關電源輸出端的輸出電壓過低故障的原因,除了穩壓控制電路異常外,通常還有以下3個方面的原因:
(1)開關管性能下降。這種情況會導致開關管不能正常導通,使電源的內電阻值變大,帶負載的能力變差。
(2)輸出端整流二極體、濾波電容器失效。這種情況可以通過代換的方法來判斷它們是否損壞。
(3)開關電源的負載有短路故障。尤其是DC/DC轉換器短路或性能不良。對此,可以採用斷開開關電源電路全部負載的方法,來區別是開關電源電路不良還是負載電路的故障。當斷開負載電路後,輸出端的電壓恢復正常,則就說明是負載過重;若仍不能恢復正常,說明開關電源電路有故障。
4.輸出端的電壓過高 出現輸出端的電壓過高現象,故障大多出在開關電源的穩壓取樣和穩壓控制電路。應對由取樣電阻器、誤差取樣放大器、光電耦合器、電源控制集成電路等組成的反饋環路中的各個元器件進行檢查。通常取樣電阻器變質、精密穩壓放大器或光電耦合器損壞的發生率較高。 對於具有過壓保護電路的開關電源出現的電壓過高現象,可先斷開過壓保護電路,然後在開機瞬間迅速測量電源主輸出端上的電壓。
如測得的電壓仍比正常值高(一般只要高於1V以上,均屬電壓過高故障),就應該按上述的電壓過高故障進行檢修。

怎麼理解無線通信技術的應用與發展

無線通信(Wireless communication)是利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性從而進行信息交換的一種通信方式,近些年,在信息通信領域中,發展最迅速、應用最廣泛的就是無線通信技術[1]。

1無線通信技術研究熱點及應用

基於無線通信技術具有成本低、靈活性高、易用性強、擴展性好、設備維護便捷等諸多優點,現如今無線通信技術飛速發展,技術不斷的升級更新。在發展的同時,研究的熱點也相對更集中,主要有超寬頻通信技術、RFID(射頻識別)、NFC(近場通信)、LTE(Long-Term Evolution,長期演進)和4G等;

1.1超寬頻通信技術

超寬頻脈沖無線電,能夠有效地解決無線頻譜資源緊張的問題。原因是它具有極低的發射功率,能夠與其他的無線通信系統共存。超寬頻具有這些技術特性在近距離高速和遠距離低速無線通信中都得到充分的應用,例如:無線USB,高速WLAN, IR-UWB與其他一些無線通信技術相比,主要具有以下特點:(1)支持高數據速率或系統容量的能力。(2)高精度定位和出色的探測與成像能力[2]。(3)共享頻譜資源。(4)穿透能力強。(5)保密性和抗干擾性能非常好。(6)低成本、低功耗。[1][3]。

1.2 RFID技術

RFID即射頻識別技術,是20世紀90年代開始興起並逐漸走向成熟的一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象並獲取相關數據,識別工作無須人工干預,可工作於各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體並可同時識別多個標簽,操作快捷方便。射頻識別技術的應用領域十分廣泛,包含鈔票及產品防偽技術,身份證、通行證識別,電子收費系統(香港的八達通),病人識別及電子病歷,門禁系統等等,並且在這些領域都取得了可觀的經濟效益。就目前而言,RFID在中國大陸、香港、台灣的發展還遠落後於美國及歐洲[1]。

1.3 NFC技術

NFC又稱近距離無線通信,是一種短距離的高頻無線通信技術,允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸,在十厘米(3.9英寸)內交換數據。這個技術由免接觸式射頻識別(RFID)演變而來,由飛利浦、諾基亞和索尼共同研製開發,其基礎是RFID及互連技術。近場通信是一種短距高頻的無線電技術,在13.56MHz頻率運行於20厘米距離內。

現如今NFC通信技術已日趨成熟,大部分行動電話都內置了NFC,並且推出了相關功能應用。對於移動終端或行動性消費電子產品,NFC的使用比較方便。例如在卡模式下,可代替大量的IC卡,門禁卡等。

1.4 LTE

LTE是第3代合作夥伴計劃(3GPP)主導的通用移動通信系統(UMTS)技術標準的長期演進,於2004年12月3GPP多倫多TSG RAN#26會議上正式立項並啟動。LTE項目並非人們普遍誤解的4G技術,而是由3G向4G技術之間的過渡,俗稱3.9G,它改進並增強了3G的空中接入技術,採取OFDM和MIMO作為其無線網路演進的唯一標准,這種以OFDM/FDMA為核心的技術可以被看作「准4G」技術。在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小區邊緣用戶的性能,提高小區容量和降低系統延遲。

1.5 4G

盡管3G可以提供無線多媒體服務,但是它的數據率仍然有限。4G是指第四代移動通信技術,也是指3G之後的延伸。4G是集3G與WLAN於一體,並能夠傳輸高質量視頻圖像,它的圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下。4G系統能夠以100Mbps的速度下載,比目前的撥號上網快2000倍,上傳的速度也能達到20Mbps,並能夠滿足幾乎所有用戶對於無線服務的要求。

現有的4G標准主要有LTE Advanced(長期演進技術升級版)和WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升級版)。LTE Advanced是LTE的增強,完全向後兼容LTE,通常是只需要在LTE上通過軟體升級更新即可,升級過程和從WCDMA升級到HSPA相類似。峰值速率:下行1Gbps,上行500Mbps。WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升級版),由美國Intel所主導,接收下行與上行最高速率可達到300Mbps,在靜止定點接收可高達1Gbps。

2無線通信技術的發展趨勢

無線通信技術的發展一方面體現出通信技術本身的更新和演進,另一方面也是受需求的驅動得到發展。綜合技術層面和使用需求等因素來考慮,無線通信網路發展趨勢將表現在如下幾個方面:

(1)無線網路泛在化。網路的泛在化可以使得任何人都可以隨時隨地的通過終端設備進行網路接入,獲取個性化的服務信息,相應的網路將主動的融入人們的生活,通過信息交互來提供更加優質的服務。

(2)寬頻無線接入。無線接入有著傳統接入無法比擬的優越性,對於高速數據傳輸速度的需求,也使得像UWB,5G的WiFi等成為無線接入的重要技術。

(3)網路融合性增強。未來的網路必將呈現多元化,重新構建一個新的網路,花費巨大,且存在技術風險。因此,把多種網路通過融合的方式實現互聯互通,成為一大發展趨勢。

(4)網路安全性進一步增強。無線通信是基於在自由空間傳播攜帶信息的載波,這樣就使得通信雙方的信息容易暴露,因此,如何在通信的過程中增強保密性和提高通信的效率必將是重要的研究方向。

㈦ 試說明無線網路在生活中的應用

行動電話就是無線網路系統的一部分,人們每天使用行動電話與他人通話。經由利用人造衛星及其他信號,無線網路系統使越洋消息的發送化為可能。在災難應對上,警局使用無線網路迅速地傳播重要消息;不論是在小型辦公大樓內或橫越整個地球,個人及公司都利用無線網路快速地發送或分享資料。

無線網路的其他重要應用之一,就是在基礎電信建設貧乏或缺乏資源的國家和地區提供一個便宜及快速的管道連接上互聯網,像是大部分的發展中國家。

特點

1、可移動性強,能突破時空的限制。

無線網路是通過發射無線電波來傳遞網路信號的,只要處於發射的范圍之內,人們就可以利用相應的接受設備來實現對相應網路的連接。這個極大地擺脫了空間和時間方面的限制,是傳統網路所無法做到的。

2、網路擴展性能相對較強。

與有線網路不一樣的是,無線網路突破了有線網路的限制,其可以隨時通過無線信號進行接人,其網路擴展性能相對較強,可以有效實現網路工作的擴展和配置的設置等。用戶在訪問信息時也會變得更加高效和便捷。無線網路不僅擴展了人們對使用網路的空間范圍,而且還提升了網路的使用效率。

3、設備安裝簡易、成本低廉。

通常來說,安裝有線網路的過程中是較為復雜繁瑣的,有線網路除了要布置大量的網線和網線接頭,而且其後期的維護費用非常高。而無線網路則無需布設大量的網線,安裝—個無線網路發射設備即可,同時這也為後期網路維護創造了非常便利的條件,極大地降低了網路前期安裝和後期維護的成本費用。

與有線網路相比,無線網路的主要特點是完全消除了有線網路的局限性,實現了信息的無線傳輸,使人們更自由地使用網路。

同時,網路運營商操作也非常方便,首先,線路建設成本降低,運行時間縮短,成本回報和利潤生產相對較快。這些優勢包括改進了管理員的無線信息傳輸管理,並為網路中沒有空間限制的用戶提供了更大的靈活性。

無線網路的類型

1、無線PAN

無線個域網(WPAN) 將設備連接到一個相對較小的區域內,通常在一個人的范圍內。[9]例如,藍牙無線電和不可見紅外光都提供了一個 WPAN,用於將耳機連接到筆記本電腦。ZigBee還支持 WPAN 應用程序。

隨著設備設計人員開始將 Wi-Fi 集成到各種消費電子設備中,Wi-Fi PAN 變得司空見慣(2010 年)。英特爾「我的 WiFi」和Windows 7「虛擬Wi-Fi」功能使 Wi-Fi PAN 的設置和配置更簡單、更容易。

2、無線區域網

甲無線區域網(WLAN)鏈路使用無線分發方法,通常提供通過接入點訪問網際網路連接在短距離內的兩個或更多的設備。採用擴頻或OFDM技術可以允許用戶在本地覆蓋區域內四處走動,並且仍然保持連接到網路。

3、無線自組織網路

無線自組織網路,也稱為無線網狀網路或移動自組織網路(MANET),是由以網狀拓撲結構組織的無線電節點組成的無線網路。每個節點代表其他節點轉發消息,每個節點執行路由。

4、無線城域網

無線城域網是一種連接多個無線區域網的無線網路。

移動網路是分布在陸地區域稱為小區,每個小區由至少一個固定位置的服務的無線網路收發器,被稱為小區站點或基站。在蜂窩網路中,每個小區的特點是使用來自其所有直接相鄰小區的一組不同的無線電頻率以避免任何干擾。

以上內容參考網路-無線網路

㈧ 無線網路技術分類及應用特點

無線網路類型很多,但我們日常中接觸最多的主要是移動數據接入和wifi兩種。
1、手機上網又有分2g移動網路數據接入、3g移動網路數據接入和目前正大力推廣的4g移動網路數據接入;
2、wifi無線區域網:
IEEE 802.11a :使用5GHz頻段,傳輸速度54Mbps,與802.11b不兼容
IEEE 802.11b :使用2.4GHz頻段,傳輸速度11Mbps
IEEE 802.11g :使用2.4GHz頻段,傳輸速度54Mbps,可向下兼容802.11b
IEEE 802.11n:使用2.4GHz頻段,傳輸速度理論值為300Mbit/s,現在淘寶上賣的都是802,11n的無線路由器產品

㈨ 什麼是無線網路技術怎樣實現上網

無線網路技術簡介
您正在看的無線上網知識是:無線網路技術簡介。
無線通信是人們夢寐以求的技術,有了它,我們在進行數據交換時就不必受時間和空間的限制,可以隨時隨地瀏覽Internet,再也不用為網路布線而苦惱……。但是,現在相關的無線網路技術實在是太多了,畢竟有好有壞。下面就對目前流行的技術進行簡單的介紹。

窄帶廣域網

1.HSCSD

HSCSD(高速線路交換數據)是為無線用戶提供38.3kbps速率傳輸的無線數據傳輸方式,它的速度比GSM通信標準的標准數據速率快4倍,可以和使用固定電話數據機的用戶相比。當前,GSM網路單個信道在每個時隙只能支持1個用戶,而HSCSD通過允許1個用戶在同一時間同時訪問多個信道來大幅改進數據訪問速率。但美中不足的是,這會導致用戶成本的增加。假設1個標準的數據傳輸速率是14 400bps,使用具有4個時隙的HSCSD將使數據訪問速率達到57.6Kbps。目前支持HSCSD的手機有NOKIA的6210和6250。

2.GPRS

GPRS(多時隙通用分組無線業務)是一種很容易與IP介面的分組交換業務,其速率可達9.6~14.4kbps,甚至能達到115kbps,並且能夠傳送話音和數據。該技術是當前提高Internet接入速度的熱門技術,而且還有可能被應用在廣域網中。GPRS又被認為是GSM第2階段增強(GSM Phase2+)接入技術。GPRS雖是GSM上的分組數據傳輸標准,但也可和IS-136標准結合使用。隨著Internet的發展和蜂窩移動通信的普及,GSM的發展有目共睹,因而GPRS技術的前景也十分廣闊。

GPRS是GSM一項新的承載業務,提高並簡化了無線數據接入分組網路的方式,分組數據可直接在GSM基站和其他分組網之間傳輸。它具有接入時間短、速率高的特點。由於它是分組方式的,因此可以按位元組數來計費,這些和傳統的撥號接入時間長、按電路持續時間計費明顯不同。同時,GPRS網是GSM上的分組網,它實際上又是Internet的1個子網。在GPRS的支持下,GSM可以提供:E-mail、網頁瀏覽、增強的短消息業務、即時的無線圖像傳送、尋像業務、文本和住處共享、監視、Voice over Internet、廣播業務。由於它採用的是分組技術,與傳統的無線電路業務在實施上有完全不同的特點。

GPRS網路同時支持IPv4和IPv6,是通向第三代移動通信網路的重要一步。它適合於突發性Internet/ Intranet業務,並能提供點到點的承載業務以及完成短消息業務的傳送。預計在將來,它也能提供單點到多點的業務。更重要的是GPRS具有有限的QoS支持,因為它可以由相關參數來指定業務的繼承性、可靠性、延時、流量。

目前市場上還很難買到支持GPRS的手機,並且中國移動通信目前還不支持GPRS。據稱,中國移動通信正在開發「夢網」,可能應用的技術就是GPRS。

3.CDPD

CDPD(蜂窩數字分組數據)採用分組數據方式,是目前公認的最佳無線公共網路數據通信規程。它是建立在TCP/IP基礎上的一種開放系統結構,將開放式介面、高傳輸速度、用戶單元確定、空中鏈路加密、空中數據加密、壓縮數據糾錯及重發和世界標準的IP定址模式無線接入有機地結合在一起,提供同層網路的無縫連接、多協議網路服務。

4.三種標準的比較

GSM標准機構ETSI出版HSCSD規范的時間要比出版GPRS規范的時間早1年多,但目前GPRS的實際應用要更廣泛一些。雖然已有10多家運營商從NOKIA和Ericssion訂購HSCSD的方案,但直到現在為止還沒有商業化的HSCSD服務提供給用戶。

GPRS與CDPD性能比較(見表一):

類比後可以看出,GPRS和CDPD各有千秋,是移動上網的好選擇。

5.其他目前很難見到的技術

(EDGE和UMTS)

EDGE是一種有效提高了GPRS信道編碼效率的高速移動數據標准,它允許高達384Kbps的數據傳輸速率,可以充分滿足未來無線多媒體應用的帶寬需求。EDGE是為無法得到UMTS頻譜的移動網路運營商而設計的,它提供一個從GPRS到UMTS的過渡性方案,從而使現有的網路運營商可以最大限度地利用現有的無線網路設備,在第三代移動網路商業化之前提前為用戶提供個人多媒體通信業務。現在,NOKIA和Ericssion公司的研究和開發部門正在對 EDGE技術進行攻關,有望在2001~2002年將其投入商用。

UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)是ITU IMT-2000的重要組成部分。早在1991年,ETSI就開始了這方面的技術研究,1998年初,它為UMTS選擇了一種無線介面UTRA(UMTS Terrestrial Radio Access)作為全球地面無線接入網路的基礎。

UMTS除支持現有的一些固定和移動業務外,還提供全新的互動式多媒體業務。UMTS使用ITU分配的、適用於陸地和衛星無線通信的頻帶。它可通過移動或固定、公用或專用網路接入,與GSM和IP兼容。UMTS可支持高達2Mb/s的數據速率,與IP結合將更好地支持互動式多媒體業務和其他寬頻應用(如可視電話和會議電視等)。實際上,只要有足夠的帶寬,UMTS可支持更高的速率。例如,在UMTS發展的高級階段,採用LAN(微波或紅外)技術,可使系統速率高達155Mb/s。預計到2003年以後,UMTS有望投入使用。

寬頻廣域網

1.LMDS

LMDS(本地多點分配業務)是一種微波的寬頻業務,工作在28GHz附近頻段,在較近的距離雙向傳輸話音、數據和圖像等信息。LMDS採用一種類似蜂窩的服務區結構,將一個需要提供業務的地區劃分為若干服務區,每個服務區內設基站,基站設備經點到多點無線鏈路與服務區內的用戶端通信。每個服務區覆蓋范圍為幾公里至十幾公里,並可相互重疊。LMDS屬於無線固定接入,而它最大的特點在於寬頻特性,可用頻譜往往達1GHz以上,一般通信速度可以達到 2Mbps。

2.SCDMA

無線用戶環路系統是國際上第一套同時應用智能天線(Smart Antenna)技術、採用SWAP空間信令,利用軟體無線電(Software Radio)實現的同步CDMA(Synchronous CDMA)無線通信系統。系統由基站控制器、無線基站、用戶終端(多用戶固定台、少用戶固定台、單用戶固定台及手持機)和網路管理設備等組成。單基站工作在一個給定的載波頻率,佔用0.5MHz帶寬,主要功能是完成與基站控制器或交換機的有線連接以及與用戶終端的無線連接。基站和基站控制器通過E1介面(2Mbps)以R2或V5介面信號接入PSTN網。基站與用戶終端的空中介面使用SWAP信令,以無線方式為用戶提供話音、傳真和低速數據業務。多用戶終端還具有內部交換功能(即同一多用戶固定台的用戶彼此呼叫不佔用空中碼道)。網路管理完成系統的配置管理、故障管理、數據維護及安全管理等功能。

3.WCDMA

WCDMA(寬頻分碼多工存取)全名是Wideband CDMA,它可支持384Kbps到2Mbps不等的數據傳輸速率,在高速移動的狀態,可提供384Kbps的傳輸速率,在低速移動或是室內環境下,則可提供高達2Mbps的傳輸速率。此外,在同一傳輸通道中,它還可以提供電路交換和分包交換的服務,因此,消費者可以同時利用交換方式接聽電話,然後以分包交換方式訪問網際網路。這樣的技術可以提高行動電話的使用效率,使得我們可以超越在同一時間只能做語音或數據傳輸的服務限制。

4.寬頻協議的比較

一般情況下看,LMDS多用於網際網路訪問,SCDMA多用於視頻會議,WCDMA多用於可視行動電話。當然3者都可實現這些功能。不過目前除了LMDS尚可在國內見到,其餘的恐怕要過兩年才能見到。

區域網

1.Bluetooth

藍牙,大家一定聽說過吧。這種系統是使用擴頻(spread spectrum)技術,在攜帶型裝置和區域網路之間提供一個快速而安全的短距離無線電連接。它提供的服務包括網際網路(Internet)、電子郵件、影像和數據傳輸以及語音應用,延伸容納於3個並行傳輸的64kb/s PCM通道中,提供1Mbps的流量。這一觀念已被2000個左右的不同用戶組織所採用,並獲得許多主要半導體製造廠家的支持。

藍牙無線技術既支持點到點連接,又支持點到多點的連接。蘊藏在筆記本電腦、Palm和PDA、Windows CE設備、蜂窩手機、PCS電話及其他外設的轉發設備中,可以使這些設備在各種網路環境中進行通訊。現在的規范允許7個「從屬」設備和一個「主」設備進行通訊。幾個這樣的小網路(piconet)也可以連接在一起,通過靈活的配置彼此進行溝通。

㈩ 現代無線網路的新技術是什麼

c計算機通信分兩種:有線通信和無線通信
無線通信包括衛星,微波,紅外等等

無線區域網(Wireless LAN)技術可以非常便捷地以無線方式連接網路設備,人們可隨時、隨地、隨意地訪問網路資源。在推動網路技術發展的同時,無線區域網也在改變著人們的生活方式。本文分析了無線區域網的優缺點極其理論基礎,介紹了無線區域網的協議標准,闡述了無線區域網的體系結構,探討了無線區域網的研究方向。

關鍵詞 乙太網 無線區域網 擴頻 安全性 移動IP

一、引 言

隨著無線通信技術的廣泛應用,傳統區域網絡已經越來越不能滿足人們的需求,於是無線區域網(Wireless Local Area Network,WLAN)應運而生,且發展迅速。盡管目前無線區域網還不能完全獨立於有線網路,但近年來無線區域網的產品逐漸走向成熟,正以它優越的靈活性和便捷性在網路應用中發揮日益重要的作用。

無線區域網是無線通信技術與網路技術相結合的產物。從專業角度講,無線區域網就是通過無線信道來實現網路設備之間的通信,並實現通信的移動化、個性化和寬頻化。通俗地講,無線區域網就是在不採用網線的情況下,提供乙太網互聯功能。

廣闊的應用前景、廣泛的市場需求以及技術上的可實現性,促進了無線區域網技術的完善和產業化,已經商用化的802.11b網路也正在證實這一點。隨著802.11a網路的商用和其他無線區域網技術的不斷發展,無線區域網將迎來發展的黃金時期。

二、無線區域網概述

無線網路的歷史起源可以追溯到50年前第二次世界大戰期間。當時,美國陸軍研發出了一套無線電傳輸技術,採用無線電信號進行資料的傳輸。這項技術令許多學者產生了靈感。1971年,夏威夷大學的研究員創建了第一個無線電通訊網路,稱作ALOHNET。這個網路包含7台計算機,採用雙向星型拓撲連接,橫跨夏威夷的四座島嶼,中心計算機放置在瓦胡島上。從此,無線網路正式誕生。

1.無線區域網的優點

(1)靈活性和移動性。在有線網路中,網路設備的安放位置受網路位置的限制,而無線區域網在無線信號覆蓋區域內的任何一個位置都可以接入網路。無線區域網另一個最大的優點在於其移動性,連接到無線區域網的用戶可以移動且能同時與網路保持連接。

(2)安裝便捷。無線區域網可以免去或最大程度地減少網路布線的工作量,一般只要安裝一個或多個接入點設備,就可建立覆蓋整個區域的區域網絡。

(3)易於進行網路規劃和調整。對於有線網路來說,辦公地點或網路拓撲的改變通常意味著重新建網。重新布線是一個昂貴、費時、浪費和瑣碎的過程,無線區域網可以避免或減少以上情況的發生。

(4)故障定位容易。有線網路一旦出現物理故障,尤其是由於線路連接不良而造成的網路中斷,往往很難查明,而且檢修線路需要付出很大的代價。無線網路則很容易定位故障,只需更換故障設備即可恢復網路連接。

(5)易於擴展。無線區域網有多種配置方式,可以很快從只有幾個用戶的小型區域網擴展到上千用戶的大型網路,並且能夠提供節點間"漫遊"等有線網路無法實現的特性。

由於無線區域網有以上諸多優點,因此其發展十分迅速。最近幾年,無線區域網已經在企業、醫院、商店、工廠和學校等場合得到了廣泛的應用。

2.無線區域網的理論基礎

目前,無線區域網採用的傳輸媒體主要有兩種,即紅外線和無線電波。按照不同的調制方式,採用無線電波作為傳輸媒體的無線區域網又可分為擴頻方式與窄帶調制方式。

(1)紅外線(Infrared Rays,IR)區域網

採用紅外線通信方式與無線電波方式相比,可以提供極高的數據速率,有較高的安全性,且設備相對便宜而且簡單。但由於紅外線對障礙物的透射和繞射能力很差,使得傳輸距離和覆蓋范圍都受到很大限制,通常IR區域網的覆蓋范圍只限制在一間房屋內。

(2)擴頻(Spread Spectrum,SS)區域網

如果使用擴頻技術,網路可以在ISM(工業、科學和醫療)頻段內運行。其理論依據是,通過擴頻方式以寬頻傳輸信息來換取信噪比的提高。擴頻通信具有抗干擾能力和隱蔽性強、保密性好、多址通信能力強的特點。擴頻技術主要分為跳頻技術(FHSS)和直接序列擴頻(DSSS)兩種方式。

所謂直接序列擴頻,就是用高速率的擴頻序列在發射端擴展信號的頻譜,而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴,把展開的擴頻信號還原成原來的信號。而跳頻技術與直序擴頻技術不同,跳頻的載頻受一個偽隨機碼的控制,其頻率按隨機規律不斷改變。接收端的頻率也按隨機規律變化,並保持與發射端的變化規律一致。跳頻的高低直接反映跳頻系統的性能,跳頻越高,抗干擾性能越好,軍用的跳頻系統可達到每秒上萬跳。

(3)窄帶微波區域網

這種區域網使用微波無線電頻帶來傳輸數據,其帶寬剛好能容納信號。但這種網路產品通常需要申請無線電頻譜執照,其它方式則可使用無需執照的ISM頻帶。

3.無線區域網的不足之處

無線區域網在能夠給網路用戶帶來便捷和實用的同時,也存在著一些缺陷。無線區域網的不足之處體現在以下幾個方面:

(1)性能。無線區域網是依靠無線電波進行傳輸的。這些電波通過無線發射裝置進行發射,而建築物、車輛、樹木和其它障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸,所以會影響網路的性能。

(2)速率。無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目前,無線區域網的最大傳輸速率為54Mbit/s,只適合於個人終端和小規模網路應用。

(3)安全性。本質上無線電波不要求建立物理的連接通道,無線信號是發散的。從理論上講,很容易監聽到無線電波廣播范圍內的任何信號,造成通信信息泄漏。

三、無線區域網協議標准

無線區域網技術(包括IEEE802.11、藍牙技術和HomeRF等)將是新世紀無線通信領域最有發展前景的重大技術之一。以IEEE(電氣和電子工程師協會)為代表的多個研究機構針對不同的應用場合,制定了一系列協議標准,推動了無線區域網的實用化。

1.IEEE802.11系列協議

作為全球公認的區域網權威,IEEE 802工作組建立的標准在區域網領域內得到了廣泛應用。這些協議包括802.3乙太網協議、802.5令牌環協議和802.3z100BASE-T快速乙太網協議等。IEEE於1997年發布了無線區域網領域第一個在國際上被認可的協議——802.11協議。1999年9月,IEEE提出802.11b協議,用於對802.11協議進行補充,之後又推出了802.11a、802.11g等一系列協議,從而進一步完善了無線區域網規范。IEEE802.11工作組制訂的具體協議如下:

(1)802.11a

802.11a採用正交頻分(OFDM)技術調制數據,使用5GHz的頻帶。OFDM技術將無線信道分成以低數據速率並行傳輸的分頻率,然後再將這些頻率一起放回接收端,可提供25Mbit/s的無線ATM介面和10Mbit/s的乙太網無線幀結構介面,以及TDD/TDMA的空中介面。在很大程度上可提高傳輸速度,改進信號質量,克服干擾。物理層速率可達54Mbit/s,傳輸層可達25Mbit/s,能滿足室內及室外的應用。

(2)802.11b

802.11b也被稱為Wi-Fi技術,採用補碼鍵控(CCK)調制方式,使用2.4GHz頻帶,其對無線區域網通信的最大貢獻是可以支持兩種速率--5.5Mbit/s和11Mbit/s。多速率機制的介質訪問控制可確保當工作站之間距離過長或干擾太大、信噪比低於某個門限值時,傳輸速率能夠從11Mbit/s自動降到5.5Mbit/s,或根據直序擴頻技術調整到2Mbit/s和1Mbit/s。在不違反FCC規定的前提下,採用跳頻技術無法支持更高的速率,因此需要選擇DSSS作為該標準的惟一物理層技術。

(3)802.11g

2001年11月,在802.11 IEEE會議上形成了802.11g標准草案,目的是在2.4GHz頻段實現802.11a的速率要求。該標准將於2003年初獲得批准。802.11g採用PBCC或CCK/OFDM調制方式,使用2.4GHz頻段,對現有的802.11b系統向下兼容。它既能適應傳統的802.11b標准(在2.4GHz頻率下提供的數據傳輸率為11Mbit/s),也符合802.11a標准(在5GHz頻率下提供的數據傳輸率56Mbit/s),從而解決了對已有的802.11b設備的兼容。用戶還可以配置與802.11a、802.11b以及802.11g均相互兼容的多方式無線區域網,有利於促進無線網路市場的發展。

(4)其他相關協議

IEEE802工作組今後將繼續對802.11系列協議進行探討,並計劃推出一系列用於完善無線區域網應用的協議,其中主要包括802.11e(定義服務質量和服務類型)、802.11f(AP間協議)、802.11h(歐洲5GHz規范)、802.11i(增強的安全性&認證)、802.11j(日本的4.9GHz規范)、802.11k(高層無線/網路測量規范)以及高吞吐量研究工作組的相關協議。

2.藍牙規范(Bluetooth)

藍牙規范是由SIG(特別興趣小組)制定的一個公共的、無需許可證的規范,其目的是實現短距離無線語音和數據通信。藍牙技術工作於2.4GHz的ISM頻段,基帶部分的數據速率為1Mbit/s,有效無線通信距離為10~100m,採用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。藍牙技術採用自動尋道技術和快速跳頻技術保證傳輸的可靠性,具有全向傳輸能力,但不需對連接設備進行定向。其是一種改進的無線區域網技術,但其設備尺寸更小,成本更低。在任意時間,只要藍牙技術產品進入彼此有效范圍之內,它們就會立即傳輸地址信息並組建成網,這一切工作都是設備自動完成的,無需用戶參與。

3.HomeRF標准

在美國聯邦通信委員會(FCC)正式批准HomeRF標准之前,HomeRF工作組於1998年為在家庭范圍內實現語音和數據的無線通信制訂出一個規范,即共享無線訪問協議(SWAP)。該協議主要針對家庭無線區域網,其數據通信採用簡化的IEEE802.11協議標准。之後,HomeRF工作組又制定了HomeRF標准,用於實現PC機和用戶電子設備之間的無線數字通信,是IEEE802.11與泛歐數字無繩電話標准(DECT)相結合的一種開放標准。HomeRF標准採用擴頻技術,工作在2.4GHz頻帶,可同步支持4條高質量語音信道並且具有低功耗的優點,適合用於筆記本電腦。

4.HyperLAN/2標准

2002年2月,ETI的寬頻無線接入網路(Broadband Radio Access Networks,BRAN)小組公布了HiperLAN/2標准。HiperLAN/2標准由全球論壇(H2GF)開發並制定,在5GHz的頻段上運行,並採用OFDM調制方式,物理層最高速率可達54Mbit/s,是一種高性能的區域網標准。HyperLAN/2標準定義了動態頻率選擇、無線小區切換、鏈路適配、多波束天線和功率控制等多種信令和測量方法,用來支持無線網路的功能。基於HyperRF標準的網路有其特定的應用,可以用於企業區域網的最後一部分網段,支持用戶在子網之間的IP移動性。在熱點地區,為商業人士提供遠端高速接入網際網路的服務,以及作為W-CDMA系統的補充,用於3G的接入技術,使用戶可以在兩種網路之間移動或進行業務的自動切換,而不影響通信。

5.無線區域網標準的比較

802.11系列協議是由IEEE制定的,目前居於主導地位的無線區域網標准。HomeRF主要是為家庭網路設計的,是802.11與DECT的結合。HomeRF和藍牙都工作在2.4GHz ISM頻段,並且都採用跳頻擴頻(FHSS)技術。因此,HomeRF產品和藍牙產品之間幾乎沒有相互干擾。藍牙技術適用於鬆散型的網路,可以讓設備為一個單獨的數據建立一個連接,而HomeRF技術則不像藍牙技術那樣隨意。組建HomeRF網路前,必須為各網路成員事先確定一個惟一的識別代碼,因而比藍牙技術更安全。802.11使用的是TCP/IP協議,適用於功率更大的網路,有效工作距離比藍牙技術和HomeRF要長得多。

四、無線區域網的體系架構

1.無線區域網的主要組件

(1)無線網卡。提供與有線網卡一樣豐富的系統介面,包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。在有線區域網中,網卡是網路操作系統與網線之間的介面。在無線區域網中,它們是操作系統與天線之間的介面,用來創建透明的網路連接。

(2)接入點。接入點的作用相當於區域網集線器。它在無線區域網和有線網路之間接收、緩沖存儲和傳輸數據,以支持一組無線用戶設備。接入點通常是通過標准乙太網線連接到有線網路上,並通過天線與無線設備進行通信。在有多個接入點時,用戶可以在接入點之間漫遊切換。接入點的有效范圍是20~500m。根據技術、配置和使用情況,一個接入點可以支持15~250個用戶,通過添加更多的接入點,可以比較輕松地擴充無線區域網,從而減少網路擁塞並擴大網路的覆蓋范圍。

2.無線區域網的配置方式

(1)對等模式。Ad-hoc模式。這種應用包含多個無線終端和一個伺服器,均配有無線網卡,但不連接到接入點和有線網路,而是通過無線網卡進行相互通信。它主要用來在沒有基礎設施的地方快速而輕松地建無線區域網。

(2)基礎結構模式。Infrastructure模式。該模式是目前最常見的一種架構,這種架構包含一個接入點和多個無線終端,接入點通過電纜連線與有線網路連接,通過無線電波與無線終端連接,可以實現無線終端之間的通信,以及無線終端與有線網路之間的通信。通過對這種模式進行復制,可以實現多個接入點相互連接的更大的無線網路。

五、未來的研究方向

如上所述,無線區域網技術的研究和應用方興未艾,是目前無線通信領域乃至整個通信行業的研究熱點。從無線區域網的進一步推廣應用來看,未來的研究方向主要集中在安全性、移動漫遊、網路管理以及與3G等其他移動通信系統之間的關繫上。

1.安全性問題

IEEE802.11協議標准建議使用兩種安全解決方案。一種是IEEE 802.11安全任務組(TGi)構建的安全框架--魯棒型安全網路(RSN)。這種網路用IEEE 802.1x提供基於埠的接入控制、鑒權和密鑰管理。該標准用可擴展鑒權協議(EAP)實現對用戶的鑒權。鑒權伺服器和用戶之間使用遠程鑒權撥入用戶服務協議(RADIUS)進行通信,RADIUS協議在網路接入的鑒權、授權和計費(AAA)中得到廣泛採用。由於IEE802.1x主要是針對有線區域網設計的,在無線區域網中使用IEE802.1x不可避免地存在漏洞。所以,盡管它對無線區域網的安全性能有很大改善,802.1x和802.11的結合仍然不能提供足夠的安全。

另一種方式則是目前廣泛應用於區域網絡及遠程接入等領域的虛擬專用網(VPN)安全技術。與802.11b標准所採用的安全技術不同,在IP網路中,VPN主要採用IPSec技術來保障數據傳輸的安全。對於安全性要求更高的用戶,將現有的VPN安全技術與802.11b安全技術結合起來,是目前較為理想的無線區域網絡的安全解決方案。

2.漫遊切換問題

無線區域網的漫遊問題是繼安全問題之後的一個至關重要的問題。在無線網路中,如果一邊使用無線區域網接入服務,一邊移動接入位置,那麼一旦移動終端超越子網覆蓋范圍,IP數據包就無法到達移動終端,正在進行的通信將被中斷。為此,IETF制定了擴展IP網路移動性的系列標准。所謂移動IP,就是指在IP網路上的多個子網內均可使用同一IP地址的技術。這種技術是通過使用被稱為本地代理(Home Agent)和外地代理(Foreign Agent)的特殊路由器對網路終端所處位置的網路進行管理來實現的。在移動IP系統中,可保證用戶的移動終端始終使用固定的IP地址進行網路通信,不管在怎樣的移動過程中皆可建立TCP連接並不會發生中斷。在無線區域網系統中,廣泛的應用移動IP技術可以突破網路的地域范圍限制,並可克服在跨網段時使用動態主機配置協議(DHCP)方式所造成的通信中斷、許可權變化等問題。

3.無線網路管理問題

相對於有線網路,無線區域網具有非常獨特的特性,因此必須建立相應的無線網路管理系統。除了系統結構、用戶需求和典型應用等模塊之外,一個好的無線網路管理系統還必須考慮以下因素:

(1)標準的網管通信方式。網管子系統通常與中央主機相連。網管子系統必須基於工業標準的管理協議(比如SNMP),這樣才能監視主機和子系統之間每條鏈路上的狀態信息,並可根據狀態信息快速分析和解決出現的問題。

(2)網路監視和報告。主機必須能夠監視無線網路系統中所有單元。考慮到無線網路的連接性不如有線網路那樣穩定,無線網路管理系統必須監視和報告無線信號的變化以及接入點的業務類型和負載情況,還須能自動發現進入無線網路體系結構的新設備。

(3)有效地利用帶寬。盡管隨著新技術的發展,無線網路的可用帶寬逐步增大,但還是遠遠小於有線區域網的帶寬。因此,在實際應用中必須考慮帶寬的合理使用。

4.無線區域網與3G

無線區域網不否會對第三代移動通信系統構成威脅是近年來業界關心的一個問題。實際上,無線區域網與3G採用的是截然不同的兩種技術,用於滿足不同的需要。與3G不同的是,無線區域網並不是一個完備的全網解決方案,而只用於滿足小型用戶群的需求。無線區域網與3G可以互補,因此不會對3G運營商造成威脅,運營商還可以從無線區域網和3G的共存中獲得好處。NorthStream的研究表明,無線區域網與3G和GPRS的結合可增加用戶的滿意程度和業務量,從而增加移動運營商的利潤。作為3G的一個重要補充,無線區域網可用於在諸如機場候機廳、賓館休息室和咖啡廳等地方建立無線Internet連接。

六、結束語

經過10多年的發展,無線區域網在技術上已經日漸成熟,應用日趨廣泛,無線區域網將從小范圍應用進入主流應用。預計全球無線區域網接入點的銷售量將從2000年的50萬台穩步增長到450萬台,每年的漲幅為55%。無線網卡的銷售量將從2000年的約300萬塊增加到2005年的3400萬塊,每年的漲幅為53%。今後幾年,無線區域網技術將更加成熟,產品性能將更加穩定,市場將持續不斷地增長,價錢將持續降低,大型設備提供商將進入這個市場,大多數企業和公司將採用無線區域網進行內部網路建設。