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現代的無線網路

發布時間: 2022-12-27 06:16:36

Ⅰ 現代A900公放怎樣連接無線網路

功放機無法連接無線網路。
功放機只是個音頻放大器,需要有音源提供音頻信號才能工作。即使能接路由器,收到的也不是音頻信號。
可以嘗試用功放發射器連接電腦,接收器連接音響。或是使用藍牙連接。

Ⅱ 當今流行的無線接入技術有哪些各有什麼特點

無線接入目前常用的有wlan、藍牙、nfc、調頻等,Wlan即無線網路也被稱為wifi,是目前常用的無線技術,這種技術有民用和商用兩種方式,商用的主要是以移動等運營商為代表的公共wlan,是需要付費的。民用的則是家庭、某些公共場所如酒店、賓館、機場等地使用的無需付費(有些需要登陸或注冊才能使用)的wlan。這種技術的特點是通過它上網無需再用網線,傳輸距離較遠,速度也比較快。藍牙是很早就有的一種技術,目前已使用的是4.0版本,但其傳輸范圍最大隻有十米,不過速率已經從原來的幾十k,提升至24m。一般用於耳機、距離不遠的設備間的連接,如自拍桿等。nfc是近距離無線通訊,與藍牙相比,其傳輸距離更小,某些應用下需要將兩個設備緊貼或接觸才可以傳輸,一般應用於門禁、公共場所或公交的門票、車票等場景,還可以用來支付消費等,目前的應用場合還不多。調頻是一種無線廣播技術,具有覆蓋范圍大、抗干擾力強、失真小,這種技術普遍被用於廣播、教學、汽車影院等場合

Ⅲ 請調研在你學習、生活或者工作的地方,存在幾種現代無線通信網路

存在三種。
1、CDPD網路是以數字分組數據技術為基礎,以蜂窩移動通信為組網方式的移動無線數據通信網。
2、CDMA網路是中國聯通運營的網路速度更快,容量高。
3、GPRS網路制式,是分組交換技術。

Ⅳ 簡述無線網的5大特點

1.傳輸距離遠,覆蓋范圍大。單個AP覆蓋范圍可達到10000平方米

2、傳輸速率高。速率可達到11M。

3、系統傳輸容量滿足要求。Wi-Fi技術特別適合於POS系統這種需要傳輸大量突發性數據的場合。

4、安全性高。提供「安全多模」能力,支持WAPI/WEP/WPA/WPA2 安全標准,安全標准可以通過軟體進行配置。

5 良好的擴展性。

考慮到未來業務的增長和變化,應具備充分的可擴展性,包括多種接入方式的提供和接入的可擴展性,帶寬的擴展與速率的平滑升級以及處理能力的可擴展性,依託正在被大規模部署的Wi-Fi網路所帶來的成熟的技術、各種層出不窮的Wi-Fi設備、既有的網路設施、架構支持、豐富的網路知識,使用Wi-Fi可最大程度地減少對網路架構和現有設備的調整。

Ⅳ 無線WiFi什麼原理

現在無線WiFi已經成為了我們生活中不可缺少的一部分,走到哪,哪裡就有WiFi。我為大家整理了無線WiFi的原理,供大家參考閱讀!

無線WiFi的原理

無線WiFi俗稱無線寬頻,全稱Wireless Fideliry。無線區域網又常被稱作WiFi網路,這一名稱來源於全球最大的無線區域網技術推廣與產品認證組織——WiFi聯盟(WiFi Alliance)。作為一種無線聯網技術,WiFi早已得到了業界的關注。WiFi終端涉及手機、PC(筆記本電腦)、平板電視、數碼相機、投影機等眾多產品。目前,WiFi網路已應用於家庭、企業以及公眾熱點區域,其中在家庭中的應用是較貼近人們生活的一種應用方式。由於WiFi網路能夠很好地實現家庭范圍內的網路覆蓋,適合充當家庭中的主導網路,家裡的其他具備WiFi功能的設備,如電視機、影碟機、數字音響、數碼相框、照相機等,都可以通過WiFi網路這個傳輸媒介,與後台的媒體伺服器、電腦等建立通信連接,實現整個家庭的數字化與無線化,使人們的生活變得更加方便與豐富。目前,除了用戶自行購置WiFi設備建立無線家庭網路外,運營商也在大力推進家庭網路覆蓋。比如,中國電信的“我的E家”,將WiFi功能加入到家庭網關中,與有線寬頻業務綁定。今後WiFi的應用領域還將不斷擴展,在現有的家庭網、企業網和公眾網的基礎上向自動控制網路等眾多新領域發展。

無線通信的簡述

與有線傳輸相比,無線傳輸具有許多優點。或許最重要的是,它更靈活。無線信號可以從一個發射器發出到許多接收器而不需要電纜。所有無線信號都是隨電磁波通過空氣傳輸的,電磁波是由電子部分和能量部分組成的能量波。

在無線通信中頻譜包括了9khz到300000Ghz之間的頻率。每一種無線服務都與某一個無線頻譜區域相關聯。無線信號也是源於沿著導體傳輸的電流。電子信號從發射器到達天線,然後天線將信號作為一系列電磁波發射到空氣中。

信號通過空氣傳播,直到它到達目標位置為止。在目標位置,另一個天線接收信號,一個接收器將它轉換回電流。接收和發送信號都需要天線,天線分為全向天線和定向天線。在信號的傳播中由於反射、衍射和散射的影響,無線信號會沿著許多不同的路徑到達其目的地,形成多徑信號。

無線通信的基本原理

無線通信是利用電波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。在移動中實現的無線通信又通稱為移動通信,人們把二者合稱為無線移動通信。簡單講,無線通信是僅利用電磁波而不通過線纜進行的通信方式。

1,無線頻譜

所有無線信號都是隨電磁波通過空氣傳輸的,電磁波是由電子部分和能量部分組成的能量波。聲音和光是電磁波得兩個例子。無線頻譜(也就是說,用於廣播、蜂窩電話以及衛星傳輸的波)中的波是不可見也不可聽的——至少在接收器進行解碼之前是這樣的。

“無線頻譜”是用於遠程通信的電磁波連續體,這些波具有不同的頻率和波長。無線頻譜包括了9khz到300 000Ghz之間的頻率。每一種無線服務都與某一個無線頻譜區域相關聯。例如,AM廣播涉及無線通信波譜的低端頻率,使用535到1605khz之間的頻率。

無線頻譜是所有電磁波譜的一個子集。在自然界中還存在頻率更高或者更低的電磁波,但是他們沒有用於遠程通信。低於9kz的頻率用於專門的應用,如野生動物跟蹤或車庫門開關。頻率高於300 000Ghz的電磁波對人類來說是可見的,正是由於這個原因,他們不能用於通過空氣進行通信。例如,我們將頻率為428570Ghz的電磁波識別為紅色。

當然,通過空氣傳播的信號不一定會保留在一個國家內。因此,全世界的國家就無線遠程通信標准達成協議是非常重要的。ITU就是管理機構,它確定了國際無線服務的標准,包括頻率分配、無線電設備使用的信號傳輸和協議、無線傳輸及接收設備、衛星軌道等。如果政府和公司不遵守ITU標准,那麼在製造無線設備的國家之外就可能無法使用它們。

2,無線傳輸的特徵

雖然有線信號和無線信號具有許多相似之處——例如,包括協議和編碼的使用——但是空氣的本質使得無線傳輸與有線傳輸有很大的不同。當工程師門談到無線傳輸時,他們是將空氣作為“無制導的介質”。因為空氣沒有提供信號可以跟隨的固定路徑,所以信號的傳輸是無制導的。

正如有線信號一樣,無線信號也是源於沿著導體傳輸的電流。電子信號從發射器到達天線,然後天線將信號作為一系列電磁波發射到空氣中。信號通過空氣傳播,直到它到達目標位置為止。在目標位置,另一個天線接收信號,一個接收器將它轉換回電流。

注意,在無線信號的發送端和接收端都使用了天線,而要交換信息,連接到每一個天線上的收發器都必須調整為相同的頻率。

3,天線

每一種無線服務都需要專門設計的天線。服務的規范決定了天線的功率輸出、頻率及輻射圖。天線的“輻射圖”描述了天線發送或接收的所有電磁能的三維區域上的相對長度。“定向天線”沿著一個單獨的方向發送無線電信號。這種天線用在來源需要與一個目標位置(如在點對點連接中)通信時。定向天線還可能用在多個接收節點排列在一條線上時。或者,它可能用在維持信號的一定距離上的強度比覆蓋一個較廣的地理區域更重要時,因為天線可以使用它的能量在更多的方向發送信號,也可以在一個方向上發送更長的距離。使用定向天線無線服務的一些例子包括衛星下行線路和上行線路,無線LAN以及太空、海洋和航空導彈。

與之相比,“全向天線”在所有的方向上都與相同的強度和清晰度發送和接收無線信號。這種天線用在許多不同的接收器都必須能夠獲得信號時,或者用在接收器的位置高度易變時。電視台和廣播站使用全向天線,大多數發送行動電話的發射塔也是如此。

無線信號傳輸中的一個重要考慮是天線可以將信號傳輸的距離,同時還使信號能夠足夠強,能夠被接收機清晰地解釋。無線傳輸的一個簡單原則是,較強的信號將傳輸的比較弱的信號更遠。

正確的天線位置對於確保無線系統的最佳性能也是非常重要的。用於遠程信號傳輸的天線經常都安裝在塔上或者高層的頂部。從高處發射信號確保了更少的障礙和更好的信號接收。

4,信號傳播

在理想情況下,無線信號直接在從發射器到預期接收器的一條直線中傳播。這種傳播被稱為“視線”(Line Of Sight,LOS),它使用很少的能量,並且可以接收到非常清晰的信號。不過,因為空氣是無制導介質,而發射器與接收器之間的路徑並不是很清晰,所以無線信號通常不會沿著一條直線傳播。當一個障礙物擋住了信號的路線時,信號可能會繞過該物體、被該物體吸收,也可能發生以下任何一種現象:發射、衍射或者散射。物體的幾何形狀決定了將發生這三種現象中的那一種。

(1)反射、衍射和散射

無線信號傳輸中的“反射”與其他電磁波(如光或聲音)的反射沒有什麼不同。波遇到一個障礙物並反射——或者彈回——到其來源。對於尺寸大於信號平均波長的物體,無線信號將會彈回。例如,考慮一下微波爐。因為微波的平均波長小於1毫米,所以一旦發出微波,它們就會在微波爐的內壁(通常至少有15cm長)上反射。究竟哪些物體會導致無線信號反射取決於信號的波長。在無線LAN中,可能使用波長在1~10米之間的信號,因此這些物體包括牆壁、地板天花板及地面。

在“衍射”中,無線信號在遇到一個障礙物時將分解為次級波。次級波繼續在它們分解的方向上傳播。如果能夠看到衍射的無線電信號,則會發現它們在障礙物周圍彎曲。帶有銳邊的物體——包括牆壁和桌子的角——會導致衍射。

“散射”就是信號在許多不同方向上擴散或反射。散射發生在一個無線信號遇到尺寸比信號的波長更小的物體時。散射還與無線信號遇到的表面的粗糙度有關。表面也粗糙,信號在遇到該表面是就越容易散射。在戶外,樹木會路標都會導致行動電話信號的散射。

另外,環境狀況(如霧、雨、雪)也可能導致反射、散射和衍射

(2)多路徑信號

由於反射、衍射和散射的影響,無線信號會沿著許多不同的路徑到達其目的地。這樣的信號被稱為“多路徑信號”。多路徑信號的產生並不取決於信號是如何發出的。它們可能從來源開始在許多方向上以相同的輻射強度,也可能從來源開始主要在一個方向上輻射。不過,一旦發出了信號,由於反射、衍射和散射的影響,它們就將沿著許多路徑傳播。

無線信號的多路徑性質既是一個優點又是一個缺點。一方面,因為信號在障礙物上反射,所以它們更可能到達目的地。在辦公樓這樣的環境中,無線服務依賴於信號在牆壁、天花板、地板以及傢具上的反射,這樣最終才能到達目的地。

多路徑信號傳輸的缺點是因為它的不同路徑,多路徑信號在發射器與接收器之間的不同距離上傳播。因此,同一個信號的多個實例將在不同的時間到達接收器,導致衰落和延時。

5,窄帶、寬頻及擴展頻譜信號

傳輸技術根據它們的信號使用了無線頻譜的部分大小而有所不同。一個重要區別就是無線使用窄帶還是寬頻信號傳輸。在“窄帶”,發射器在一個單獨的頻率或者非常小的頻率范圍上集中信號能量。與窄帶相反,“寬頻”是指一種使用無線頻譜的相對較寬頻帶的信號傳輸方式。

使用多個頻率來傳輸信號被稱為擴展頻譜技術,換句話說,在傳輸過程中,信號從來不會持續停留在一個頻率范圍內。在較寬的頻帶上分布信號的一個結果是它的每一個頻率需要的功率比窄帶信號傳輸更小。信號強度的這種分布使擴展頻譜信號更不容易干擾在同一個頻帶上傳輸的窄帶信號。

在多個頻率上分布信號的另一個結果是提高了安全性。因為信號是根據一個只有獲得授權的發射器和接收器才知道的序列來分布的,所以未獲授權的接收器更難以捕獲和解碼這些信號。

擴展頻譜的一個特定實現是“跳頻擴展頻譜”(Frequency Hopping Spread Spectrum ,FHSS)。在FHSS傳輸中,信號與信道的接收器和發射器知道的同一種同步模式在一個頻帶的幾個不同頻率之間跳躍。另一種擴展頻譜信號被稱為“直接序列擴展頻譜”(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)。在DSSS中,信號的位同時分布在整個頻帶上。對每一位都進行了編碼,這樣接收器就可以在接收到這些位時重組原始信號。

6,固定和移動

每一種無線通信都屬於以下兩個類別之一:固定或移動。在“固定”無線系統中,發射器和接收器的位置是不變的。傳輸天線將它的能量直接對准接收器天線,因此,就有更多的能量用於該信號。對於必須跨越很長的距離或者復雜地形的情況,固定的無線連接比鋪設電纜更經濟。

不過,並非所有通信都適用固定無線。例如,移動用戶不能使用要求他們保留在一個位置來接收一個信號的服務。相反,行動電話、尋呼、無線LAN以及 其它許多服務都在使用“移動”無線系統。在移動無線系統中,接收器可以位於發射器特定范圍內部的任何地方。這就允許接收器從一個位置移動到另一個位置,同時還繼續接受信號。

無線通信原理的發展現狀

1,分類

無線通信主要包括微波通信和衛星通信。微波是一種無線電波,它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬,通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個微波中繼站。衛星通信是利用通信衛星作為中繼站在地面上兩個或多個地球站之間或移動體之間建立微波通信聯系。

2,熱點技術

(1)4G

第四代行動電話行動通信標准,指的是第四代移動通信技術,外語縮寫:4G。該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式(嚴格意義上來講,LTE只是3.9G,盡管被宣傳為4G無線標准,但它其實並未被3GPP認可為國際電信聯盟所描述的下一代無線通訊標准IMT-Advanced,因此在嚴格意義上其還未達到4G的標准。只有升級版的LTE Advanced才滿足國際電信聯盟對4G的要求)。4G是集3G與WLAN於一體,並能夠快速傳輸數據、高質量、音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載,比目前的家用寬頻ADSL(4兆)快25倍,並能夠滿足幾乎所有用戶對於無線服務的要求。此外,4G可以在DSL和有線電視數據機沒有覆蓋的地方部署,然後再擴展到整個地區。很明顯,4G有著不可比擬的優越性。

(2)ZigBee技術

ZigBee技術主要用於無線個域網(WPAN),是基於IEE802.15.4無線標准研製開發的,是一種介於RFID和藍牙技術之間的技術提案,主要應用在短距離並且數據傳輸速率不高的各種電子設備之間。ZigBee協議比藍牙、高速率個域網或802.11x無線區域網更簡單使用,可以認為是藍牙的同族兄弟。

(3)WLAN與WAPI

WLAN(無線區域網)是一種藉助無線技術取代以往有線布線方式構成區域網的新手段,可提供傳統有線區域網的所有功能,是計算機網路與無線通信技術相結合的產物。它是通用無線接入的一個子集,支持較高傳輸速率(2Mb/s~54Mb/s,甚至更高),利用射頻無線電或紅外線,藉助直接序列擴頻(DSSS)或跳頻擴頻(FHSS)、GMSK、OFDM等技術,甚至將來的超寬頻傳輸技術UWBT,實現固定、半移動及移動的網路終端對Internet網路進行較遠距離的高速連接訪問。目前,原則上WLAN的速率尚較低,主要適用於手機、掌上電腦等小巧移動終端。1997年6月,IEEE推出了802.11標准,開創了WLAN先河,WLAN領域現在主要有IEEE802.11x系列與HiperLAN/x系列兩種標准。

WAPI是WLAN Authentication and Privacy Infrastructure的縮寫。WAPI作為我國首個在計算機網路通信領域的自主創新安全技術標准,能有效阻止無線區域網不符合安全條件的設備進入網路,也能避免用戶的終端設備訪問不符合安全條件的網路,實現了“合法用戶訪問合法網路”。WAPI安全的無線網路本身所蘊含的“可運營、可管理”等優勢,已被以中國移動、中國電信為代表的極具專業能力的運營商積極挖掘並推廣、應用,運營市場對WAPI的應用進一步促進了其他行業市場和消費者關注並支持WAPI。目前市場上已有50多款來自全球主要手機製造商的智能手機支持WAPI,包括諾基亞、三星、索愛、酷派。而中國三大電信運營商也都已開始或完成第一批WAPI熱點的招標和競標工作,以中國移動為例,到目前為止已實際部署了大概10萬個WAPI熱點。這意味著WAPI的生態系統已基本建成,WAPI商業化的大門已經打開。

(4)短距離無線通信(藍牙、RFID、IrDA)

藍牙(Bluetooth)技術,實際上是一種短距離無線電技術。利用藍牙技術,能夠有效地簡化掌上電腦、筆試本電腦和行動電話手機等移動通信終端設備之間的通信,也能夠成功地簡化以上這些設備與網際網路之間的通信,從而使這些現代通信設備與網際網路之間的數據傳輸變得更加迅速高效,進而為無線通信拓寬道路。藍牙採用分散式網路結構以及快跳頻和短包技術,支持點對點及點對多點通信,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工業、科學、醫學)頻段,其數據速率為1Mbps,採用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。藍牙技術為免費使用,全球通用規范,在現今社會中的應用范圍相當廣泛。

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫,即射頻識別,俗稱電子標簽。射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現無接觸信息傳遞並通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。目前RFID產品的工作頻率有低頻(125kHz~134kHz)、高頻(13.56MHz)和超高頻(860MHz~960MHz),不同頻段的RFID產品有不同的特性。射頻識別技術被廣泛應用於工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理、防偽等眾多領域,例如WalMart、Tesco、美國國防部和麥德龍超市都在它們的供應鏈上應用RFID技術。在將來,超高頻的產品會得到大量的應用。

IrDA是一種利用紅外線進行點對點通信的技術,也許是第一個實現無線個人區域網(PAN)的技術。目前其軟硬體技術都很成熟,在小型移動設備,如PDA、手機上廣泛使用。事實上,當今每一個出廠的PDA及許多手機、筆記本電腦、列印機等產品都支持IrDA。IrDA的主要優點是無需申請頻率的使用權,因而紅外通信成本低廉。它還具有移動通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡單易用的特點;且由於數據傳輸率較高,適於傳輸大容量的文件和多媒體數據。此外,紅外線發射角度較小,傳輸安全性高。IrDA的不足在於它是一種視距傳輸,2個相互通信的設備之間必須對准,中間不能被其他物體阻隔,因而該技術只能用於2台(非多台)設備之間的連接(而藍牙就沒有此限制,且不受牆壁的阻隔)。IrDA目前的研究方向是如何解決視距傳輸問題及提高數據傳輸率。

(5)WiMAX

WiMAX全稱為World Interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作系統,可以替代現有的有線和DSL連接方式,來提供最後一英里的無線寬頻接入,其技術標准為IEEE 802.16,其目標是促進IEEE 802.16的應用。相比其他無線通信系統,WiMAX的主要優勢體現在具有較高的頻譜利用率和傳輸速率上,因而它的主要應用是寬頻上網和移動數據業務。

(6)超寬頻無線接入技術UWB

UWB(Ultra Wideband)是一種無載波通信技術,利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據。通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號,UWB能在10米左右的范圍內實現數百Mb/s至數Gb/s的數據傳輸速率。UWB具有抗干擾性能強、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發送功率小等諸多優勢,主要應用於室內通信、高速無線LAN、家庭網路、無繩電話、安全檢測、位置測定、雷達等領域。

對於UWB技術,應該看到,它以其獨特的速率以及特殊的范圍,也將在無線通信領域占據一席之地。由於其高速、窄覆蓋的特點,它很適合組建家庭的高速信息網路。它對藍牙技術具有一定的沖擊,但對當前的移動技術、WLAN等技術的威脅不大,反而可以成為其良好的補充。

(7)EnOcean

EnOcean無線通信標准被採納為國際標准“ISO/IEC 14543-3-10”,這也是世界上唯一使用能量採集技術的無線國際標准。EnOcean能量採集模塊能夠採集周圍環境產生的能量,從光、熱、電波、振 動、人體動作等獲得微弱電力。這些能量經過處理以後,用來供給EnOcean超低功耗的無線通訊模塊,實現真正的無數據線,無電源線,無電池的通訊系統。 EnOcean無線標准ISO/IEC14543-3-10使用868MHz,902MHz,928MHz和315MHz頻段,傳輸距離在室外是300 米,室內為30米。

(8)Z-Wave

Z-Wave是由丹麥公司Zensys所主導的無線組網規格, Z-Wave是一種新興的基於射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適於網路的短距離無線通信技術。工作頻帶為908.42MHz,868.42MHz信號的有效覆蓋范圍在室內是30m,室外可超過100m,適合於窄帶寬應用場合。Z-Wave技術也是低功耗和低成本的技術,有力地推動著低速率無線個人區域網。

Ⅵ 現代A900公放怎樣連接無線網路

1、首先准備一個無線接收器。
2、其次將無線接收器插入現代A900公放的USB介面。
3、最後在汽車顯示屏中點擊確定鏈接無線接收器的無線網路即可。

Ⅶ 北京現代伊蘭特2021款怎麼連接網路

北京現代伊蘭特2021款連接網路的方法是打開手機的藍牙功能與車載導航系統的藍牙功能,實現配對互聯,在車載導航的界面上會顯示自身的名稱與配對密碼,開啟手機的數據連接與個人熱點這兩個功能,以便車機系統打開無線wifi時可以順利的找到此部手機實現互聯。

現代伊蘭特的使用

wifi連接密碼就是個人熱點界面下方的一串英文字母,在車機系統中開啟無線wifi,搜索手機然後輸入wifi密碼連接,打開手機的藍牙功能與車載導航系統的藍牙功能,實現配對互聯,在車載導航的界面上會顯示自身的名稱與配對密碼。

開啟手機的數據連接與個人熱點這兩個功能,以便車機系統打開無線wifi時可以順利的找到此部手機實現互聯,wifi連接密碼就是個人熱點界面下方的一串英文字母,在車機系統中開啟無線wifi,搜索手機然後輸入wifi密碼連接。

Ⅷ 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。