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无线网络中的主流技术及应用探究

发布时间: 2022-07-02 03:55:19

㈠ 无线局域网的技术与应用论文 (需要资料)

说明:

1.802.11、802.11b、802.11g都工作在2.4GHz的ISM(工业、科学、医疗)公共频段,无需向无委申请;而802.11a工作在5GHz频段,该频段目前暂不开放,需要申请。

2.802.11a和802.11g物理层速率最高都可达54Mbps,传输层速率最高也可达25Mbps,但稳定性有待进一步改善,且成本也较高。而802.11b最高速率可达11Mbps,因为起步较早,技术较为成熟,成本也不高,将是未来最有前途的无线局域网标准,下面重点介绍802.11b标准。

二、IEEE 802.11b无线网络标准

1. 无线局域网的物理层

无线局域网同传统有线局域网的区别,表现在物理层上就是无线局域网一般用无线电作为传输介质,而不是传统的电缆。对于IEEE 802.11b无线局域网,有三种可选物理层:跳频扩频(FHSS)物理层、直接序列扩频(DSSS)物理层和红外线(IR)物理层。物理层的选择取决于实际应用的要求。跳频扩频和直接序列扩频是通信技术中两种常用的扩展频谱技术,用以提高无线信道的利用率和数据通信的安全性。目前大多数基于IEEE 802.11b的无线局域网产品的物理层介质工作在2.4000~2.4835GHz的无线射频频段(ISM频段),采用直接序列扩展频谱技术以提供高达11Mbps的数据传输速率。

2. 无线局域网的MAC协议

原则上讲,无线局域网的MAC协议和有线局域网的MAC协议并无本质上的区别。然而,由于无线传输媒体固有的特性以及移动性的影响,无线局域网的MAC协议不能沿用原有的局域网协议。例如,IEEE 802.3的MAC层采用CSMA/CD来使各个不同的站点共享同一物理信道。而实现CSMA/CD的一个重要前提是,各站点能够非常容易地实现冲突检测功能。在有线局域网(如以太网)的情况下,可根据检测电缆线上直流分量的变化容易地实现冲突检测。然而在使用无线传输媒体时,由于以下的原因,很难实现冲突检测。

1) 冲突检测的能力要求各站能同时发送(发送自己的信号)和接收(决定其他站的传输是否干扰自己的传输),这将增加信道的花费。

2) 更重要的是,由于隐藏终端问题的存在,即使一个站有冲突检测的能力,并已经在发送时检测到冲突,在接收端仍然会有冲突发生。

鉴于以上原因,无线局域网协议标准IEEE 802.11b采用了一种具有冲突避免的载波监听多路访问(CSMA/CA)协议实现无线信道的共享。

一种简单的CSMA/CA可实现如下:在数据包传输之前,无线设备将先进行监听,看是否有其他无线设备正在传输。若传输正在进行,该设备将等待一段随机决定的时间,然后再监听,若没有其他设备正在使用介质,该设备开始传输数据;因为很有可能在一个设备传输数据的同时,另一个设备也开始传输数据,为了避免此类冲突造成的数据丢失,接收设备检测所收到的分组的CRC,如果正确,则向发送设备传输一个确认信息(acknowledgement)以指示没有冲突发生。否则,发送设备将重复上述CSMA/CA过程。

为了使两个无线设备同时进行传输(这将导致冲突)的可能性减到最小,802.11设计者使用称为发送请求/清除以发送(RTS/CTS)的机制。例如:若数据到达无线节点指定的无线访问点(AP),该AP将给那个无线节点发送一个RTS帧,请求一定量的时间向它传输数据,无线节点将用CTS帧进行回应,表示它将阻止任何其他的通信,直到AP发送完数据为止。其他无线节点也能听到正在发生的数据传输,并把它们的传输延迟到那段时间之后。在这种方式下,数据在节点之间进行传递时,由设备导致的在介质上产生冲突的可能性最小。这种传输机制同时解决了无线局域网中的隐藏终端问题。

为了确保数据在传输中不丢失,CSMA/CA还引入了确认(ACK)机制,接收者在收到数据后,向发送单元发一个确认通知ACK。若发送者没有收到ACK,表明数据丢失,将再次传输该数据。

3. 无线局域网实时性性能分析

IEEE 802.11b无线局域网标准在媒体访问控制层采用CSMA/CA协议以实现无线信道的共享。在网络负荷较轻的情况下,发生冲突的机会很少,再加上一些无线网络产品采取了一些附加的措施,甚至可以完全避免冲突的发生。如Wi-LAN的无线产品AWE 120-24无线网络桥接器利用动态时间分配轮询的方式:当有多个无线远端设备要与基站通信时,基站会根据远端站的ID依次询问各个远端站是否有数据要发送,如果有数据要发送,就给其分配时间片,如果没有,则会继续向下询问,周而复始。这里的所谓动态轮询是指用户可以设置基站的轮询方式,对于非活动站减少对其询问的次数,这样可以保证时间片不会被浪费。动态时间分配轮询技术完全避免了冲突的发生,可以获得比CSMA/CA更好的实时性。这使得无线技术在工业控制网络中的应用成为可能。

三、基于无线技术的网络化智能传感器介绍

计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的结合,产生了“基于无线技术的网络化智能传感器”的全新概念。这种智能传感器集成了数据采集、数据处理和无线网络接口模块,无线网络接口模块底层网络接口(硬件接口)采用基于IEEE 802.11b的网络接口芯片,高层网络接口(软件接口)采用TCP/IP协议,把TCP/IP协议作为一种嵌入式应用,即把TCP/IP协议固化到智能传感器的ROM中,使得现场数据的收发都以TCP/IP协议进行。这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。

无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入站(AP)、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现。

在工业自动化领域,有成千上万的感应器,检测器,计算机,PLC,读卡器等设备,需要互相连接形成一个控制网络,通常这些设备提供的通信接口是RS- 232或RS-485。无线局域网设备使用隔离型信号转换器,将工业设备的RS-232串口信号与无线局域网及以太网络信号相互转换,符合无线局域网IEEE802.11b和以太网络IEEE 802.3标准,支持标准的TCP/IP网络通信协议,有效的扩展了工业设备的联网通信能力。

四、无线局域网在工业控制网络中的应用

工业控制系统的网络化为无线技术在工业控制系统中的应用提供了基础和可能。近几年很多研究人员也展开了这方面的研究工作。中国科学院沈阳自动化所的曾鹏等人以FF(现场总线基金会)颁布的FFHSE(高速以太网)为蓝本,结合无线以太网标准IEEE802.11b,构造了现场级无线通信协议栈。该协议栈保持了基金会现场总线的通信模型,能够完成无线设备间的时间同步和实时通信。韩国釜山国立大学的Kyung Chang Lee等人设计了协议转换模型,实现了Profibus-DP网络和IEEE802.11无线局域网的互连。Mario Alves等人对基于广播方式的现场总线/无线网络的混合网络报文传送延迟时间进行了估算。C.Koulamas等人研究了Profibus现场总线与基于IEEE802.11b的DSSS物理层相结合的性能。

除了在理论上的研究工作外,在一些工业控制网络中,无线通信技术已获得了应用。如美国罗克威尔公司在基于DeviceNet、Control-net、Ethernet/IP的三层控制网络体系中,加入了无线以太网部分,可以实现无线通信。德国西门子公司在基于Profibus-DP、Profinet的控制网络中结合无线以太网技术,使控制网络具有了无线通信功能。由于无线网络无可比拟的优越性,它可以免去大量的线路连接,节省系统的构建费用和维护成本,还可以满足一些特殊场合的需要,与此同时,大大增强了系统构成的灵活性。加之无线通信技术自身的不断改进,无线通信技术在工业控制领域中必将具有广阔的发展空间和应用前景。

五、无线技术在工控网络中的应用方案及使用设备

1.无线工业控制的方法

通过使用基于无线技术的网络化智能传感器,结合目前市场上出现的各种基于IEEE 802.11b的无线局域网网桥,就可以实现无线局域网技术在工业控制网络中的一种应用方案。无线局域网网桥用作无线访问点(AP),基于无线技术的网络化智能传感器采集现场数据、处理,并以TCP/IP协议对数据进行打包,通过无线链路发送到AP,由于无线链路和有线以太网高层均采用TCP/IP协议,且低层协议对高层协议是透明的,就实现了无线网络和有线网络的无缝连接。通过Internet,就可以实现远程监控。

2.无线设备的选择

要实现无线网络,需要选择的设备一般为两种。一种为无线局域网网桥,可将多个无线站点连入已有的局域网之中;另一种为无线通讯装置,例如无线网卡、无线Modem等。下面介绍一下研华公司的无线装置。

A.WLAN-9200系列11Mbps工业无线局域网接入器

WLAN-9200是一款用于室外的增强11Mbps无线局域网网桥。它能够在无须任何物理布线的情况下,将多个远程站连接到局域网中。

wifi是一种什么技术,主要有什么功能,应用在什么方面

什么是WiFi(Wi-Fi)IEEE 802.11b无线网络规范是IEEE 802.11网络规范的变种,最高带宽为11 Mbps,在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps,带宽的自动调整,有效地保障了网络的稳定性和可靠性。其主要特性为:速度快,可靠性高,在开放性区域,通讯距离可达305米,在封闭性区域,通讯距离为76米到122米,方便与现有的有线以太网络整合,组网的成本更低。

Wi-Fi�WirelessFidelity,无线保真�技术与蓝牙技术一样,同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。该技术使用的使2.4GHz附近的频段,该频段目前尚属没用许可的无线频段。其目前可使用的标准有两个,分别是IEEE802.11a和IEEE802.11b。该技术由于有着自身的优点,因此受到厂商的青睐。

Wi-Fi技术突出的优势在于:

其一,无线电波的覆盖范围广,基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小,半径大约只有50英尺左右�约合15米�,而Wi-Fi的半径则可达300英尺左右�约合100米�,办公室自不用说,就是在整栋大楼中也可使用。最近,由Vivato公司推出的一款新型交换机。据悉,该款产品能够把目前Wi-Fi无线网络300英尺�接近100米�的通信距离扩大到4英里�约6.5公里�。

其二,虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好,数据安全性能比蓝牙差一些,传输质量也有待改进,但传输速度非常快,可以达到11mbps,符合个人和社会信息化的需求。

其三,厂商进入该领域的门槛比较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”,并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样,由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方,用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内,即可高速接入因特网。也就是说,厂商不用耗费资金来进行网络布线接入,从而节省了大量的成本。

根据无线网卡使用的标准不同,WIFI的速度也有所不同。其中IEEE802.11b最高为11Mbps(部分厂商在设备配套的情况下可以达到22Mbps),IEEE802.11a为54Mbps、IEEE802.11g也是54Mbps。

WIFI是由AP(Access Point)和无线网卡组成的无线网络。AP一般称为网络桥接器或接入点,它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁,因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源,其工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由, 而无线网卡则是负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备。

而wireless b/g表示网卡的型号,按照其速度与技术的新旧可分为802.11a、802.11b、802.11g
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讲起无线网,大家都有一种似是而非的感觉,无线是否简单地两台计算机互联?No!这已经是上个世纪的无线概念,新一代的无线网络,将以无须布线和使用相对自由,建立起人们对无线局域网的全新感受。需求决定了市场的发展,很少见到哪种IT技术或是产品能够象它样有如此迅猛的增长势头,不受任何约束随时随地访问互联网不再是梦想,其中,WiFi发挥了至关重要的作用。Wi-Fi代表了"无线保真",指具有完全兼容性的802.11标准IEEE802.11b子集,它使用开放的2.4GHz直接序列扩频,最大数据传输速率为11Mbps,也可根据信号强弱把传输率调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps带宽。无需直线传播传输范围为室外最大300米,室内有障碍的情况下最大100米,是现在使用的最多的传输协议。它与有线网络相较之下,有许多优点:

无须布线

WiFi最主要的优势在于不需要布线,可以不受布线条件的限制,因此非常适合移动办公用户的需要,具有广阔市场前景。目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展开去,甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。

健康安全

IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦,实际发射功率约60~70毫瓦,这是一个什么样的概念呢?手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间,手持式对讲机高达5瓦,而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体,应该是绝对安全的。

简单的组建方法

一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源,架设费用和复杂程序远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网,也可不要AP,只需要每台电脑配备无线网卡。AP为AccessPoint简称,一般翻译为“无线访问节点”,或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP,就像一般有线网络的Hub一般,无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用,WiFi更显优势,有线宽带网络(ADSL、小区LAN等)到户后,连接到一个AP,然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够,甚至用户的邻里得到授权后,则无需增加端口,也能以共享的方式上网。

长距离工作

别看无线WIFI的工作距离不大,在网络建设完备的情况下,802.11b的真实工作距离可以达到100米以上,而且解决了高速移动时数据的纠错问题、误码问题,WIFI设备与设备、设备与基站之间的切换和安全认证都得到了很好的解决。

WiFi的发展和未来

这两年内,无线AP的数量呈迅猛的增长,无线网络的方便与高效使其能够得到迅速的普及。除了在目前的一些公共地方有AP之外,国外已经有先例以无线标准来建设城域网,因此,WiFi的无线地位将会日益牢固。

WiFi是目前无线接入的主流标准,但是,WiFi会走多远呢?在Intel的强力支持下,WiFi已经有了接班人。它就是全面兼容现有WiFi的WiMAX,对比于WiFi的802.11X标准,WiMAX就是802.16x。与前者相比,WiMAX具有更远的传输距离、更宽的频段选择以及更高的接入速度等等,预计会在未来几年间成为无线网络的一个主流标准,Intel计划将来采用该标准来建设无线广域网络。这相比于现时的无线局域网或城域网,是质的变革,而且现有设备仍能得到支持,保护人们的每一分钱投资。

总而言之,家庭和小型办公网络用户对移动连接的需求是无线局域网市场增长的动力,虽然到目前为止,美国、日本等发达国家仍然是目前WiFi用户最多的地区,但随着电子商务和移动办公的进一步普及,廉价的WiFi,必将成为那些随时需要进行网络连接用户的必然之选

㈢ 无线通信技术有哪些

1、LoRa技术

LoRa是LPWAN通信技术中的一种,是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。

是物理层或无线调制用于建立长距离通信链路。许多传统的无线系统使用频移键控(FSK)调制作为物理层,因为它是一种实现低功耗的非常有效的调制。

2、WiFi/ IEEE 802.11协议

WiFi,全称Wireless-Fidelity,无线保真,是无线局域网(WLAN)中的一个标准。从1999年推出以来一直是是我们生活中较常用的访问互联网的方式之一。

3、ZigBee/802.15.4协议

Zigbee被正式提出来是在2003年,它的出现是为了弥补蓝牙通信协议的高复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等缺陷。

名称取自于蜜蜂,蜜蜂 (bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

4、Thread /IEEE 802.15.4协议

Thread和ZigBee同属802.15.4,但是针对802.15.4做了很大的改进。Thread是建立在IPv6的基础之上的一个协议,无论在传输安全,还是系统可靠性上都做了非常棒的优化。它既可以承载高通海尔数十企业组物联网盟AllSeen,也可以支持苹果的Homekit智能家居平台。

5、Z-Wave协议

Z-Wave无线组网规格于2004年提出,由丹麦的芯片与软件开发商Zensys主导,Z-wave联盟推广其应用。

Z-Wave工作频率美国 908.42MHz、欧洲868.42MHz,采用无线网状网络技术,因此任何节点都能直接或间接地和通信范围内的其它临近节点通信。

㈣ 目前无线局域网主要应用在哪些方面谈谈未来无线网络的发展前景如何

说到有线网络,人们自然会想到那连接电脑的长长的“脐带”。你想挪个地方上网吗?不行!“脐带”太短,不能断了网线!更难堪的是,你若是个火急火燎的性子,说不定哪天被网线跘个“狗吃屎”!也许连电脑也跟着受伤住院了。 如今,有了无线网络,一切的烦恼都迎刃而解了。任何无线网络覆盖的区域,你只要凭借自己的上网帐户即可随时随地自由地遨游在互联网的世界里。在宿舍、在教室、在图书馆、在食堂,甚至在汽车里、在操场上,你都可以粘在网络上。所谓空中教室、空中图书馆、空中聊天室,在无线网络的世界里就是现实! 无线网络的发展是伴随着计算机技术的进步走到今天的。近年来,网络技术取得了巨大的进步。一方面,速率大大提高,可达千兆级。但“接入点的固定和有限”随着“移动办公”日益强烈的需求,有线接入难以为继。同时,众多局域网的互联,使得布线遇到重重困难。无线局域网在这种情况下应运而生,它所提供的“多点接入”、“点对点中继”(即所谓的mesh技术)为用户提供了一种替代有线的高速解决方案。可以说无线网络的世纪已经到来了。正是有鉴于此,国内外众多厂家多瞄准了这一巨大商机。Aruba、Ruckus、Mortolola、 3com、Cisco、华三等知名公司一个个趋之若鹜,甚至连Microsoft最近也宣布收购一家小公司Sendit,作为无线移动访问Internet技术的研发中心,诺基亚等也跃跃欲试在其国内推广基于WAP的无线接入,一场无线网络大战已经展开。 今年是无线网络迅速发展的一年。随着802.11g/b等标准的广泛应用,更大、更快、更广成为新一代无线网络的发展趋势。最受瞩目的要数802.11n标准了。和802.11g标准相比,它的信号覆盖范围提高6倍,而传输速率提高了14倍。在相当长的时间内将是802.11g和802.11n并存的局面。虽然3G的冲击力很大,但大面积应用AP组成的局域网仍将是无线网络的主流,因为3G的应用带宽是无法超越的“瓶颈”。 对于国内ISP来说,无线接入的商机正在到来,无线网络的明天一片光明。

㈤ 智能家居系统中,目前都有哪些无线技术应用其中分析一下优劣势。

智能家居系统中是通过软件与软件,通过远程连接的方式来控制智能家居。他的优势是极大的方便了我们的生活,即使不自己不在家,也可以直接控制你家里面的电器。
而劣势是只要是停电或者是没有网络的情况下就不能够控制。
1、显示器整机无电
(1)电源故障: 这是一个应该说是非常简单的故障,一般的液晶显示器分机内电源和机外电源两种,机外的常见一些。不论那种电源,它的结构比crt显示器的电源简单多了,易损的一般是一些小元件,象保险管、整流桥。电源板常用ic:6841203d06,这些常用的pmw芯片在我这样的专业液晶配件店里都能买到。(2)驱动板故障: 驱动板烧保险或者是稳压芯片出现故障,有部分机器是把开关电源内置,输出两组电源,其中一组是5V,供信号处理用,另外一组是12V提供高压板点背光用,如果开关电源部分电路出现了故障会有可能导致两组电源均没输出。
先查12V电压正常否,跟着查5V电压正常否,因为A/D驱动板的MCU芯片的工作电压是5V,所以查找开不了机的故障时,先用万用表测量5V电压,如果没有5V电压或者5V电压变得很低,那么一种可能是电源电路输入级出现了问题,也就是说12V转换到5V的电源部分出了问题,这种故障很常见,检查5端稳压块(常见型号8050SD-LM2596-AIC15-01等)。
另一种可能就是5V的负载加重了,把5V电压拉得很低,换一种说法就是说,后级的信号处理电路出了问题,有部分电路损坏,引起负载加重,把5V电压拉得很低,逐一排查后级出现问题的元件,替换掉出现故障的元件后,5V能恢复正常,故障一般就此解决,也经常遇到5V电压恢复正常后还不能正常开机的,这种情况也有多种原因,一方面是MCU的程序被冲掉可能会导致不开机,还有就是MCU本身损坏,比如说MCU的I/O口损坏,使MCU扫描不了按键,遇到这种由MCU引起的故障,找硬件的问题是没有用的,就算你换了MCU也解决不了问题,因为MCU是需要编程和写码的,在没办法找到原厂的AD驱动板替换的情况下,我们只能用通用A/D驱动板代换如:151D或161B等2、显示屏亮一下就不亮了,但是电源指示灯绿灯常亮 这种问题一般是高压异常造成的,是保护电路动作了,在这种情况下,一般液晶屏上是有显示的,看的方法是"斜视"。
3、显示屏黑屏,无背光,电源灯绿灯常亮 斜视液晶屏有显示图像,多属于高压板供电电路问题。重点检查12V供电(保险丝F)和3V或5V的开关电压是否正常。若是因为MCU问题造成没有输出开关控制电压,可以直接提取3端稳压块的(AIC1084)3.3V代替。
修理高压板的思路(电源保险丝-开关控制管-电源管理IC-推挽发大管-电源开关管-DA转换电路(储能电感,整流管)-LC升压电路(升压变压器,升压电容)-耦合电容-灯管。
4、屏幕亮线,亮带或者是暗线 这种问题,一般是液晶屏的故障。亮线故障一般是连接液晶屏本体的排线出了问题或者某行和列的驱动IC损坏。 暗线一般是屏的本体有漏电,或者TAB柔性板连线开路。以上两种问题基本上就是给机器判了死刑了,没有维修价值的,因为一块屏的价格太高了。
5、偏色故障 一般可以进入工厂调整模式进行调整。如没有此模式,维修思路:更换屏线和转接板-重写驱动程序-驱动板坏(不常见)-屏背板的控制IC坏(不常见)-拔掉屏线观察背光颜色(背光扁色为灯管老化)-换灯管。
6、字符虚或拖尾 检查VGA信号线,重点看RGB三色线的地线是否连接正常-更换屏线或转接板-重写驱动程序-换驱动板-LCD屏背板信号接口IC坏-LCD屏背板对比度电位器调整-LCD屏导光板错位-偏光片错位。
7、LCD屏幕内部有污点 擦拭或更换换保护膜-拆开屏体清洗外层偏光片和有机玻璃(用棉球,纯净水处理)-风筒吹干。
8、LCD屏亮点 一个或二个大的亮点,可以尝试轻轻用指尖压亮点,可消失,说明多为此象素的开关管和电极虚连。小的黑点和灰点有可能是内部导光板或偏光片有灰尘造成,可清洗处理。
9、LCD屏亮度低 检查高压板ADJ亮度调节电路-换灯管-换高压板-调整或更换导光板。
10、错误提示"超出频率范围" 检查信号线-重写MCU驱动程序-更换EPROM-重写EPROM程序-换驱动板。
11、通电后不按开关按键即白屏出现背光,按键后图像可正常显示 高压板接口的开关信号和ADJ信号反接造成,部分属于驱动板MCU的开关信号输出不正常,可以重写MCU程序修复——换MCU。
二、开关电源故障:
1.熔断丝熔断 对于熔断丝熔断故障,通常主要检查主电源整流滤波电路中的滤波电容器、整流桥各个二极管等部件。当然,抗干扰电路有故障时,也会引起熔断丝熔断且发黑。必须注意的是由开关管击穿引起的熔断丝熔断通常还伴随着过流检测电阻器与电源控制集成电路的同时损坏。负温度系数热敏电阻器也较容易与熔断丝一起烧坏,检修时也应注意对它们的检查。
2.无电压输出,但熔断丝未熔断 出现无电压输出,但熔断丝未熔断故障,说明开关电源电路没有工作,或者工作以后又进入了保护状态。检修时,先测量电源控制集成电路启动引出脚是否有启动电压。
(1)若无启动电压或启动电压太低,则检查启动电阻器与该引脚外接的元器件是否有漏电现象存在。
(2)若有启动电压,再测量电源控制集成电路的输出端在开机瞬间是否有高、低跳变的电平信号。 ·若无跳变,说明电源控制集成电路本身或其外围振荡电路元器件或保护电路有故障,可以先采用代换电源控铡集成电路,后检查外围元器件的方法查找故障。若有跳变,一般多为开关管本身不良或损坏,应重点对其进行检查。
3.输出端的电压过低 引起开关电源输出端的输出电压过低故障的原因,除了稳压控制电路异常外,通常还有以下3个方面的原因:
(1)开关管性能下降。这种情况会导致开关管不能正常导通,使电源的内电阻值变大,带负载的能力变差。
(2)输出端整流二极管、滤波电容器失效。这种情况可以通过代换的方法来判断它们是否损坏。
(3)开关电源的负载有短路故障。尤其是DC/DC转换器短路或性能不良。对此,可以采用断开开关电源电路全部负载的方法,来区别是开关电源电路不良还是负载电路的故障。当断开负载电路后,输出端的电压恢复正常,则就说明是负载过重;若仍不能恢复正常,说明开关电源电路有故障。
4.输出端的电压过高 出现输出端的电压过高现象,故障大多出在开关电源的稳压取样和稳压控制电路。应对由取样电阻器、误差取样放大器、光电耦合器、电源控制集成电路等组成的反馈环路中的各个元器件进行检查。通常取样电阻器变质、精密稳压放大器或光电耦合器损坏的发生率较高。 对于具有过压保护电路的开关电源出现的电压过高现象,可先断开过压保护电路,然后在开机瞬间迅速测量电源主输出端上的电压。
如测得的电压仍比正常值高(一般只要高于1V以上,均属电压过高故障),就应该按上述的电压过高故障进行检修。

怎么理解无线通信技术的应用与发展

无线通信(Wireless communication)是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性从而进行信息交换的一种通信方式,近些年,在信息通信领域中,发展最迅速、应用最广泛的就是无线通信技术[1]。

1无线通信技术研究热点及应用

基于无线通信技术具有成本低、灵活性高、易用性强、扩展性好、设备维护便捷等诸多优点,现如今无线通信技术飞速发展,技术不断的升级更新。在发展的同时,研究的热点也相对更集中,主要有超宽带通信技术、RFID(射频识别)、NFC(近场通信)、LTE(Long-Term Evolution,长期演进)和4G等;

1.1超宽带通信技术

超宽带脉冲无线电,能够有效地解决无线频谱资源紧张的问题。原因是它具有极低的发射功率,能够与其他的无线通信系统共存。超宽带具有这些技术特性在近距离高速和远距离低速无线通信中都得到充分的应用,例如:无线USB,高速WLAN, IR-UWB与其他一些无线通信技术相比,主要具有以下特点:(1)支持高数据速率或系统容量的能力。(2)高精度定位和出色的探测与成像能力[2]。(3)共享频谱资源。(4)穿透能力强。(5)保密性和抗干扰性能非常好。(6)低成本、低功耗。[1][3]。

1.2 RFID技术

RFID即射频识别技术,是20世纪90年代开始兴起并逐渐走向成熟的一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。射频识别技术的应用领域十分广泛,包含钞票及产品防伪技术,身份证、通行证识别,电子收费系统(香港的八达通),病人识别及电子病历,门禁系统等等,并且在这些领域都取得了可观的经济效益。就目前而言,RFID在中国大陆、香港、台湾的发展还远落后于美国及欧洲[1]。

1.3 NFC技术

NFC又称近距离无线通信,是一种短距离的高频无线通信技术,允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输,在十厘米(3.9英寸)内交换数据。这个技术由免接触式射频识别(RFID)演变而来,由飞利浦、诺基亚和索尼共同研制开发,其基础是RFID及互连技术。近场通信是一种短距高频的无线电技术,在13.56MHz频率运行于20厘米距离内。

现如今NFC通信技术已日趋成熟,大部分移动电话都内置了NFC,并且推出了相关功能应用。对于移动终端或行动性消费电子产品,NFC的使用比较方便。例如在卡模式下,可代替大量的IC卡,门禁卡等。

1.4 LTE

LTE是第3代合作伙伴计划(3GPP)主导的通用移动通信系统(UMTS)技术标准的长期演进,于2004年12月3GPP多伦多TSG RAN#26会议上正式立项并启动。LTE项目并非人们普遍误解的4G技术,而是由3G向4G技术之间的过渡,俗称3.9G,它改进并增强了3G的空中接入技术,采取OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准,这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能,提高小区容量和降低系统延迟。

1.5 4G

尽管3G可以提供无线多媒体服务,但是它的数据率仍然有限。4G是指第四代移动通信技术,也是指3G之后的延伸。4G是集3G与WLAN于一体,并能够传输高质量视频图像,它的图像传输质量与高清晰度电视不相上下。4G系统能够以100Mbps的速度下载,比目前的拨号上网快2000倍,上传的速度也能达到20Mbps,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。

现有的4G标准主要有LTE Advanced(长期演进技术升级版)和WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升级版)。LTE Advanced是LTE的增强,完全向后兼容LTE,通常是只需要在LTE上通过软件升级更新即可,升级过程和从WCDMA升级到HSPA相类似。峰值速率:下行1Gbps,上行500Mbps。WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升级版),由美国Intel所主导,接收下行与上行最高速率可达到300Mbps,在静止定点接收可高达1Gbps。

2无线通信技术的发展趋势

无线通信技术的发展一方面体现出通信技术本身的更新和演进,另一方面也是受需求的驱动得到发展。综合技术层面和使用需求等因素来考虑,无线通信网络发展趋势将表现在如下几个方面:

(1)无线网络泛在化。网络的泛在化可以使得任何人都可以随时随地的通过终端设备进行网络接入,获取个性化的服务信息,相应的网络将主动的融入人们的生活,通过信息交互来提供更加优质的服务。

(2)宽带无线接入。无线接入有着传统接入无法比拟的优越性,对于高速数据传输速度的需求,也使得像UWB,5G的WiFi等成为无线接入的重要技术。

(3)网络融合性增强。未来的网络必将呈现多元化,重新构建一个新的网络,花费巨大,且存在技术风险。因此,把多种网络通过融合的方式实现互联互通,成为一大发展趋势。

(4)网络安全性进一步增强。无线通信是基于在自由空间传播携带信息的载波,这样就使得通信双方的信息容易暴露,因此,如何在通信的过程中增强保密性和提高通信的效率必将是重要的研究方向。

㈦ 试说明无线网络在生活中的应用

移动电话就是无线网络系统的一部分,人们每天使用移动电话与他人通话。经由利用人造卫星及其他信号,无线网络系统使越洋消息的发送化为可能。在灾难应对上,警局使用无线网络迅速地传播重要消息;不论是在小型办公大楼内或横越整个地球,个人及公司都利用无线网络快速地发送或分享资料。

无线网络的其他重要应用之一,就是在基础电信建设贫乏或缺乏资源的国家和地区提供一个便宜及快速的管道连接上互联网,像是大部分的发展中国家。

特点

1、可移动性强,能突破时空的限制。

无线网络是通过发射无线电波来传递网络信号的,只要处于发射的范围之内,人们就可以利用相应的接受设备来实现对相应网络的连接。这个极大地摆脱了空间和时间方面的限制,是传统网络所无法做到的。

2、网络扩展性能相对较强。

与有线网络不一样的是,无线网络突破了有线网络的限制,其可以随时通过无线信号进行接人,其网络扩展性能相对较强,可以有效实现网络工作的扩展和配置的设置等。用户在访问信息时也会变得更加高效和便捷。无线网络不仅扩展了人们对使用网络的空间范围,而且还提升了网络的使用效率。

3、设备安装简易、成本低廉。

通常来说,安装有线网络的过程中是较为复杂繁琐的,有线网络除了要布置大量的网线和网线接头,而且其后期的维护费用非常高。而无线网络则无需布设大量的网线,安装—个无线网络发射设备即可,同时这也为后期网络维护创造了非常便利的条件,极大地降低了网络前期安装和后期维护的成本费用。

与有线网络相比,无线网络的主要特点是完全消除了有线网络的局限性,实现了信息的无线传输,使人们更自由地使用网络。

同时,网络运营商操作也非常方便,首先,线路建设成本降低,运行时间缩短,成本回报和利润生产相对较快。这些优势包括改进了管理员的无线信息传输管理,并为网络中没有空间限制的用户提供了更大的灵活性。

无线网络的类型

1、无线PAN

无线个域网(WPAN) 将设备连接到一个相对较小的区域内,通常在一个人的范围内。[9]例如,蓝牙无线电和不可见红外光都提供了一个 WPAN,用于将耳机连接到笔记本电脑。ZigBee还支持 WPAN 应用程序。

随着设备设计人员开始将 Wi-Fi 集成到各种消费电子设备中,Wi-Fi PAN 变得司空见惯(2010 年)。英特尔“我的 WiFi”和Windows 7“虚拟Wi-Fi”功能使 Wi-Fi PAN 的设置和配置更简单、更容易。

2、无线局域网

甲无线局域网(WLAN)链路使用无线分发方法,通常提供通过接入点访问因特网连接在短距离内的两个或更多的设备。采用扩频或OFDM技术可以允许用户在本地覆盖区域内四处走动,并且仍然保持连接到网络。

3、无线自组织网络

无线自组织网络,也称为无线网状网络或移动自组织网络(MANET),是由以网状拓扑结构组织的无线电节点组成的无线网络。每个节点代表其他节点转发消息,每个节点执行路由。

4、无线城域网

无线城域网是一种连接多个无线局域网的无线网络。

移动网络是分布在陆地区域称为小区,每个小区由至少一个固定位置的服务的无线网络收发器,被称为小区站点或基站。在蜂窝网络中,每个小区的特点是使用来自其所有直接相邻小区的一组不同的无线电频率以避免任何干扰。

以上内容参考网络-无线网络

㈧ 无线网络技术分类及应用特点

无线网络类型很多,但我们日常中接触最多的主要是移动数据接入和wifi两种。
1、手机上网又有分2g移动网络数据接入、3g移动网络数据接入和目前正大力推广的4g移动网络数据接入;
2、wifi无线局域网:
IEEE 802.11a :使用5GHz频段,传输速度54Mbps,与802.11b不兼容
IEEE 802.11b :使用2.4GHz频段,传输速度11Mbps
IEEE 802.11g :使用2.4GHz频段,传输速度54Mbps,可向下兼容802.11b
IEEE 802.11n:使用2.4GHz频段,传输速度理论值为300Mbit/s,现在淘宝上卖的都是802,11n的无线路由器产品

㈨ 什么是无线网络技术怎样实现上网

无线网络技术简介
您正在看的无线上网知识是:无线网络技术简介。
无线通信是人们梦寐以求的技术,有了它,我们在进行数据交换时就不必受时间和空间的限制,可以随时随地浏览Internet,再也不用为网络布线而苦恼……。但是,现在相关的无线网络技术实在是太多了,毕竟有好有坏。下面就对目前流行的技术进行简单的介绍。

窄带广域网

1.HSCSD

HSCSD(高速线路交换数据)是为无线用户提供38.3kbps速率传输的无线数据传输方式,它的速度比GSM通信标准的标准数据速率快4倍,可以和使用固定电话调制解调器的用户相比。当前,GSM网络单个信道在每个时隙只能支持1个用户,而HSCSD通过允许1个用户在同一时间同时访问多个信道来大幅改进数据访问速率。但美中不足的是,这会导致用户成本的增加。假设1个标准的数据传输速率是14 400bps,使用具有4个时隙的HSCSD将使数据访问速率达到57.6Kbps。目前支持HSCSD的手机有NOKIA的6210和6250。

2.GPRS

GPRS(多时隙通用分组无线业务)是一种很容易与IP接口的分组交换业务,其速率可达9.6~14.4kbps,甚至能达到115kbps,并且能够传送话音和数据。该技术是当前提高Internet接入速度的热门技术,而且还有可能被应用在广域网中。GPRS又被认为是GSM第2阶段增强(GSM Phase2+)接入技术。GPRS虽是GSM上的分组数据传输标准,但也可和IS-136标准结合使用。随着Internet的发展和蜂窝移动通信的普及,GSM的发展有目共睹,因而GPRS技术的前景也十分广阔。

GPRS是GSM一项新的承载业务,提高并简化了无线数据接入分组网络的方式,分组数据可直接在GSM基站和其他分组网之间传输。它具有接入时间短、速率高的特点。由于它是分组方式的,因此可以按字节数来计费,这些和传统的拨号接入时间长、按电路持续时间计费明显不同。同时,GPRS网是GSM上的分组网,它实际上又是Internet的1个子网。在GPRS的支持下,GSM可以提供:E-mail、网页浏览、增强的短消息业务、即时的无线图像传送、寻像业务、文本和住处共享、监视、Voice over Internet、广播业务。由于它采用的是分组技术,与传统的无线电路业务在实施上有完全不同的特点。

GPRS网络同时支持IPv4和IPv6,是通向第三代移动通信网络的重要一步。它适合于突发性Internet/ Intranet业务,并能提供点到点的承载业务以及完成短消息业务的传送。预计在将来,它也能提供单点到多点的业务。更重要的是GPRS具有有限的QoS支持,因为它可以由相关参数来指定业务的继承性、可靠性、延时、流量。

目前市场上还很难买到支持GPRS的手机,并且中国移动通信目前还不支持GPRS。据称,中国移动通信正在开发“梦网”,可能应用的技术就是GPRS。

3.CDPD

CDPD(蜂窝数字分组数据)采用分组数据方式,是目前公认的最佳无线公共网络数据通信规程。它是建立在TCP/IP基础上的一种开放系统结构,将开放式接口、高传输速度、用户单元确定、空中链路加密、空中数据加密、压缩数据纠错及重发和世界标准的IP寻址模式无线接入有机地结合在一起,提供同层网络的无缝连接、多协议网络服务。

4.三种标准的比较

GSM标准机构ETSI出版HSCSD规范的时间要比出版GPRS规范的时间早1年多,但目前GPRS的实际应用要更广泛一些。虽然已有10多家运营商从NOKIA和Ericssion订购HSCSD的方案,但直到现在为止还没有商业化的HSCSD服务提供给用户。

GPRS与CDPD性能比较(见表一):

类比后可以看出,GPRS和CDPD各有千秋,是移动上网的好选择。

5.其他目前很难见到的技术

(EDGE和UMTS)

EDGE是一种有效提高了GPRS信道编码效率的高速移动数据标准,它允许高达384Kbps的数据传输速率,可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。EDGE是为无法得到UMTS频谱的移动网络运营商而设计的,它提供一个从GPRS到UMTS的过渡性方案,从而使现有的网络运营商可以最大限度地利用现有的无线网络设备,在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。现在,NOKIA和Ericssion公司的研究和开发部门正在对 EDGE技术进行攻关,有望在2001~2002年将其投入商用。

UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)是ITU IMT-2000的重要组成部分。早在1991年,ETSI就开始了这方面的技术研究,1998年初,它为UMTS选择了一种无线接口UTRA(UMTS Terrestrial Radio Access)作为全球地面无线接入网络的基础。

UMTS除支持现有的一些固定和移动业务外,还提供全新的交互式多媒体业务。UMTS使用ITU分配的、适用于陆地和卫星无线通信的频带。它可通过移动或固定、公用或专用网络接入,与GSM和IP兼容。UMTS可支持高达2Mb/s的数据速率,与IP结合将更好地支持交互式多媒体业务和其他宽带应用(如可视电话和会议电视等)。实际上,只要有足够的带宽,UMTS可支持更高的速率。例如,在UMTS发展的高级阶段,采用LAN(微波或红外)技术,可使系统速率高达155Mb/s。预计到2003年以后,UMTS有望投入使用。

宽带广域网

1.LMDS

LMDS(本地多点分配业务)是一种微波的宽带业务,工作在28GHz附近频段,在较近的距离双向传输话音、数据和图像等信息。LMDS采用一种类似蜂窝的服务区结构,将一个需要提供业务的地区划分为若干服务区,每个服务区内设基站,基站设备经点到多点无线链路与服务区内的用户端通信。每个服务区覆盖范围为几公里至十几公里,并可相互重叠。LMDS属于无线固定接入,而它最大的特点在于宽带特性,可用频谱往往达1GHz以上,一般通信速度可以达到 2Mbps。

2.SCDMA

无线用户环路系统是国际上第一套同时应用智能天线(Smart Antenna)技术、采用SWAP空间信令,利用软件无线电(Software Radio)实现的同步CDMA(Synchronous CDMA)无线通信系统。系统由基站控制器、无线基站、用户终端(多用户固定台、少用户固定台、单用户固定台及手持机)和网络管理设备等组成。单基站工作在一个给定的载波频率,占用0.5MHz带宽,主要功能是完成与基站控制器或交换机的有线连接以及与用户终端的无线连接。基站和基站控制器通过E1接口(2Mbps)以R2或V5接口信号接入PSTN网。基站与用户终端的空中接口使用SWAP信令,以无线方式为用户提供话音、传真和低速数据业务。多用户终端还具有内部交换功能(即同一多用户固定台的用户彼此呼叫不占用空中码道)。网络管理完成系统的配置管理、故障管理、数据维护及安全管理等功能。

3.WCDMA

WCDMA(宽带分码多工存取)全名是Wideband CDMA,它可支持384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率,在高速移动的状态,可提供384Kbps的传输速率,在低速移动或是室内环境下,则可提供高达2Mbps的传输速率。此外,在同一传输通道中,它还可以提供电路交换和分包交换的服务,因此,消费者可以同时利用交换方式接听电话,然后以分包交换方式访问因特网。这样的技术可以提高移动电话的使用效率,使得我们可以超越在同一时间只能做语音或数据传输的服务限制。

4.宽带协议的比较

一般情况下看,LMDS多用于因特网访问,SCDMA多用于视频会议,WCDMA多用于可视移动电话。当然3者都可实现这些功能。不过目前除了LMDS尚可在国内见到,其余的恐怕要过两年才能见到。

局域网

1.Bluetooth

蓝牙,大家一定听说过吧。这种系统是使用扩频(spread spectrum)技术,在携带型装置和区域网络之间提供一个快速而安全的短距离无线电连接。它提供的服务包括网际网络(Internet)、电子邮件、影像和数据传输以及语音应用,延伸容纳于3个并行传输的64kb/s PCM通道中,提供1Mbps的流量。这一观念已被2000个左右的不同用户组织所采用,并获得许多主要半导体制造厂家的支持。

蓝牙无线技术既支持点到点连接,又支持点到多点的连接。蕴藏在笔记本电脑、Palm和PDA、Windows CE设备、蜂窝手机、PCS电话及其他外设的转发设备中,可以使这些设备在各种网络环境中进行通讯。现在的规范允许7个“从属”设备和一个“主”设备进行通讯。几个这样的小网络(piconet)也可以连接在一起,通过灵活的配置彼此进行沟通。

㈩ 现代无线网络的新技术是什么

c计算机通信分两种:有线通信和无线通信
无线通信包括卫星,微波,红外等等

无线局域网(Wireless LAN)技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备,人们可随时、随地、随意地访问网络资源。在推动网络技术发展的同时,无线局域网也在改变着人们的生活方式。本文分析了无线局域网的优缺点极其理论基础,介绍了无线局域网的协议标准,阐述了无线局域网的体系结构,探讨了无线局域网的研究方向。

关键词 以太网 无线局域网 扩频 安全性 移动IP

一、引 言

随着无线通信技术的广泛应用,传统局域网络已经越来越不能满足人们的需求,于是无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)应运而生,且发展迅速。尽管目前无线局域网还不能完全独立于有线网络,但近年来无线局域网的产品逐渐走向成熟,正以它优越的灵活性和便捷性在网络应用中发挥日益重要的作用。

无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲,无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信,并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲,无线局域网就是在不采用网线的情况下,提供以太网互联功能。

广阔的应用前景、广泛的市场需求以及技术上的可实现性,促进了无线局域网技术的完善和产业化,已经商用化的802.11b网络也正在证实这一点。随着802.11a网络的商用和其他无线局域网技术的不断发展,无线局域网将迎来发展的黄金时期。

二、无线局域网概述

无线网络的历史起源可以追溯到50年前第二次世界大战期间。当时,美国陆军研发出了一套无线电传输技术,采用无线电信号进行资料的传输。这项技术令许多学者产生了灵感。1971年,夏威夷大学的研究员创建了第一个无线电通讯网络,称作ALOHNET。这个网络包含7台计算机,采用双向星型拓扑连接,横跨夏威夷的四座岛屿,中心计算机放置在瓦胡岛上。从此,无线网络正式诞生。

1.无线局域网的优点

(1)灵活性和移动性。在有线网络中,网络设备的安放位置受网络位置的限制,而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性,连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。

(2)安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个接入点设备,就可建立覆盖整个区域的局域网络。

(3)易于进行网络规划和调整。对于有线网络来说,办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程,无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。

(4)故障定位容易。有线网络一旦出现物理故障,尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断,往往很难查明,而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障,只需更换故障设备即可恢复网络连接。

(5)易于扩展。无线局域网有多种配置方式,可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络,并且能够提供节点间"漫游"等有线网络无法实现的特性。

由于无线局域网有以上诸多优点,因此其发展十分迅速。最近几年,无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。

2.无线局域网的理论基础

目前,无线局域网采用的传输媒体主要有两种,即红外线和无线电波。按照不同的调制方式,采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。

(1)红外线(Infrared Rays,IR)局域网

采用红外线通信方式与无线电波方式相比,可以提供极高的数据速率,有较高的安全性,且设备相对便宜而且简单。但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差,使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制,通常IR局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。

(2)扩频(Spread Spectrum,SS)局域网

如果使用扩频技术,网络可以在ISM(工业、科学和医疗)频段内运行。其理论依据是,通过扩频方式以宽带传输信息来换取信噪比的提高。扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。扩频技术主要分为跳频技术(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)两种方式。

所谓直接序列扩频,就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱,而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。而跳频技术与直序扩频技术不同,跳频的载频受一个伪随机码的控制,其频率按随机规律不断改变。接收端的频率也按随机规律变化,并保持与发射端的变化规律一致。跳频的高低直接反映跳频系统的性能,跳频越高,抗干扰性能越好,军用的跳频系统可达到每秒上万跳。

(3)窄带微波局域网

这种局域网使用微波无线电频带来传输数据,其带宽刚好能容纳信号。但这种网络产品通常需要申请无线电频谱执照,其它方式则可使用无需执照的ISM频带。

3.无线局域网的不足之处

无线局域网在能够给网络用户带来便捷和实用的同时,也存在着一些缺陷。无线局域网的不足之处体现在以下几个方面:

(1)性能。无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发射,而建筑物、车辆、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输,所以会影响网络的性能。

(2)速率。无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。目前,无线局域网的最大传输速率为54Mbit/s,只适合于个人终端和小规模网络应用。

(3)安全性。本质上无线电波不要求建立物理的连接通道,无线信号是发散的。从理论上讲,很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号,造成通信信息泄漏。

三、无线局域网协议标准

无线局域网技术(包括IEEE802.11、蓝牙技术和HomeRF等)将是新世纪无线通信领域最有发展前景的重大技术之一。以IEEE(电气和电子工程师协会)为代表的多个研究机构针对不同的应用场合,制定了一系列协议标准,推动了无线局域网的实用化。

1.IEEE802.11系列协议

作为全球公认的局域网权威,IEEE 802工作组建立的标准在局域网领域内得到了广泛应用。这些协议包括802.3以太网协议、802.5令牌环协议和802.3z100BASE-T快速以太网协议等。IEEE于1997年发布了无线局域网领域第一个在国际上被认可的协议——802.11协议。1999年9月,IEEE提出802.11b协议,用于对802.11协议进行补充,之后又推出了802.11a、802.11g等一系列协议,从而进一步完善了无线局域网规范。IEEE802.11工作组制订的具体协议如下:

(1)802.11a

802.11a采用正交频分(OFDM)技术调制数据,使用5GHz的频带。OFDM技术将无线信道分成以低数据速率并行传输的分频率,然后再将这些频率一起放回接收端,可提供25Mbit/s的无线ATM接口和10Mbit/s的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口。在很大程度上可提高传输速度,改进信号质量,克服干扰。物理层速率可达54Mbit/s,传输层可达25Mbit/s,能满足室内及室外的应用。

(2)802.11b

802.11b也被称为Wi-Fi技术,采用补码键控(CCK)调制方式,使用2.4GHz频带,其对无线局域网通信的最大贡献是可以支持两种速率--5.5Mbit/s和11Mbit/s。多速率机制的介质访问控制可确保当工作站之间距离过长或干扰太大、信噪比低于某个门限值时,传输速率能够从11Mbit/s自动降到5.5Mbit/s,或根据直序扩频技术调整到2Mbit/s和1Mbit/s。在不违反FCC规定的前提下,采用跳频技术无法支持更高的速率,因此需要选择DSSS作为该标准的惟一物理层技术。

(3)802.11g

2001年11月,在802.11 IEEE会议上形成了802.11g标准草案,目的是在2.4GHz频段实现802.11a的速率要求。该标准将于2003年初获得批准。802.11g采用PBCC或CCK/OFDM调制方式,使用2.4GHz频段,对现有的802.11b系统向下兼容。它既能适应传统的802.11b标准(在2.4GHz频率下提供的数据传输率为11Mbit/s),也符合802.11a标准(在5GHz频率下提供的数据传输率56Mbit/s),从而解决了对已有的802.11b设备的兼容。用户还可以配置与802.11a、802.11b以及802.11g均相互兼容的多方式无线局域网,有利于促进无线网络市场的发展。

(4)其他相关协议

IEEE802工作组今后将继续对802.11系列协议进行探讨,并计划推出一系列用于完善无线局域网应用的协议,其中主要包括802.11e(定义服务质量和服务类型)、802.11f(AP间协议)、802.11h(欧洲5GHz规范)、802.11i(增强的安全性&认证)、802.11j(日本的4.9GHz规范)、802.11k(高层无线/网络测量规范)以及高吞吐量研究工作组的相关协议。

2.蓝牙规范(Bluetooth)

蓝牙规范是由SIG(特别兴趣小组)制定的一个公共的、无需许可证的规范,其目的是实现短距离无线语音和数据通信。蓝牙技术工作于2.4GHz的ISM频段,基带部分的数据速率为1Mbit/s,有效无线通信距离为10~100m,采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙技术采用自动寻道技术和快速跳频技术保证传输的可靠性,具有全向传输能力,但不需对连接设备进行定向。其是一种改进的无线局域网技术,但其设备尺寸更小,成本更低。在任意时间,只要蓝牙技术产品进入彼此有效范围之内,它们就会立即传输地址信息并组建成网,这一切工作都是设备自动完成的,无需用户参与。

3.HomeRF标准

在美国联邦通信委员会(FCC)正式批准HomeRF标准之前,HomeRF工作组于1998年为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范,即共享无线访问协议(SWAP)。该协议主要针对家庭无线局域网,其数据通信采用简化的IEEE802.11协议标准。之后,HomeRF工作组又制定了HomeRF标准,用于实现PC机和用户电子设备之间的无线数字通信,是IEEE802.11与泛欧数字无绳电话标准(DECT)相结合的一种开放标准。HomeRF标准采用扩频技术,工作在2.4GHz频带,可同步支持4条高质量语音信道并且具有低功耗的优点,适合用于笔记本电脑。

4.HyperLAN/2标准

2002年2月,ETI的宽带无线接入网络(Broadband Radio Access Networks,BRAN)小组公布了HiperLAN/2标准。HiperLAN/2标准由全球论坛(H2GF)开发并制定,在5GHz的频段上运行,并采用OFDM调制方式,物理层最高速率可达54Mbit/s,是一种高性能的局域网标准。HyperLAN/2标准定义了动态频率选择、无线小区切换、链路适配、多波束天线和功率控制等多种信令和测量方法,用来支持无线网络的功能。基于HyperRF标准的网络有其特定的应用,可以用于企业局域网的最后一部分网段,支持用户在子网之间的IP移动性。在热点地区,为商业人士提供远端高速接入因特网的服务,以及作为W-CDMA系统的补充,用于3G的接入技术,使用户可以在两种网络之间移动或进行业务的自动切换,而不影响通信。

5.无线局域网标准的比较

802.11系列协议是由IEEE制定的,目前居于主导地位的无线局域网标准。HomeRF主要是为家庭网络设计的,是802.11与DECT的结合。HomeRF和蓝牙都工作在2.4GHz ISM频段,并且都采用跳频扩频(FHSS)技术。因此,HomeRF产品和蓝牙产品之间几乎没有相互干扰。蓝牙技术适用于松散型的网络,可以让设备为一个单独的数据建立一个连接,而HomeRF技术则不像蓝牙技术那样随意。组建HomeRF网络前,必须为各网络成员事先确定一个惟一的识别代码,因而比蓝牙技术更安全。802.11使用的是TCP/IP协议,适用于功率更大的网络,有效工作距离比蓝牙技术和HomeRF要长得多。

四、无线局域网的体系架构

1.无线局域网的主要组件

(1)无线网卡。提供与有线网卡一样丰富的系统接口,包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。在有线局域网中,网卡是网络操作系统与网线之间的接口。在无线局域网中,它们是操作系统与天线之间的接口,用来创建透明的网络连接。

(2)接入点。接入点的作用相当于局域网集线器。它在无线局域网和有线网络之间接收、缓冲存储和传输数据,以支持一组无线用户设备。接入点通常是通过标准以太网线连接到有线网络上,并通过天线与无线设备进行通信。在有多个接入点时,用户可以在接入点之间漫游切换。接入点的有效范围是20~500m。根据技术、配置和使用情况,一个接入点可以支持15~250个用户,通过添加更多的接入点,可以比较轻松地扩充无线局域网,从而减少网络拥塞并扩大网络的覆盖范围。

2.无线局域网的配置方式

(1)对等模式。Ad-hoc模式。这种应用包含多个无线终端和一个服务器,均配有无线网卡,但不连接到接入点和有线网络,而是通过无线网卡进行相互通信。它主要用来在没有基础设施的地方快速而轻松地建无线局域网。

(2)基础结构模式。Infrastructure模式。该模式是目前最常见的一种架构,这种架构包含一个接入点和多个无线终端,接入点通过电缆连线与有线网络连接,通过无线电波与无线终端连接,可以实现无线终端之间的通信,以及无线终端与有线网络之间的通信。通过对这种模式进行复制,可以实现多个接入点相互连接的更大的无线网络。

五、未来的研究方向

如上所述,无线局域网技术的研究和应用方兴未艾,是目前无线通信领域乃至整个通信行业的研究热点。从无线局域网的进一步推广应用来看,未来的研究方向主要集中在安全性、移动漫游、网络管理以及与3G等其他移动通信系统之间的关系上。

1.安全性问题

IEEE802.11协议标准建议使用两种安全解决方案。一种是IEEE 802.11安全任务组(TGi)构建的安全框架--鲁棒型安全网络(RSN)。这种网络用IEEE 802.1x提供基于端口的接入控制、鉴权和密钥管理。该标准用可扩展鉴权协议(EAP)实现对用户的鉴权。鉴权服务器和用户之间使用远程鉴权拨入用户服务协议(RADIUS)进行通信,RADIUS协议在网络接入的鉴权、授权和计费(AAA)中得到广泛采用。由于IEE802.1x主要是针对有线局域网设计的,在无线局域网中使用IEE802.1x不可避免地存在漏洞。所以,尽管它对无线局域网的安全性能有很大改善,802.1x和802.11的结合仍然不能提供足够的安全。

另一种方式则是目前广泛应用于局域网络及远程接入等领域的虚拟专用网(VPN)安全技术。与802.11b标准所采用的安全技术不同,在IP网络中,VPN主要采用IPSec技术来保障数据传输的安全。对于安全性要求更高的用户,将现有的VPN安全技术与802.11b安全技术结合起来,是目前较为理想的无线局域网络的安全解决方案。

2.漫游切换问题

无线局域网的漫游问题是继安全问题之后的一个至关重要的问题。在无线网络中,如果一边使用无线局域网接入服务,一边移动接入位置,那么一旦移动终端超越子网覆盖范围,IP数据包就无法到达移动终端,正在进行的通信将被中断。为此,IETF制定了扩展IP网络移动性的系列标准。所谓移动IP,就是指在IP网络上的多个子网内均可使用同一IP地址的技术。这种技术是通过使用被称为本地代理(Home Agent)和外地代理(Foreign Agent)的特殊路由器对网络终端所处位置的网络进行管理来实现的。在移动IP系统中,可保证用户的移动终端始终使用固定的IP地址进行网络通信,不管在怎样的移动过程中皆可建立TCP连接并不会发生中断。在无线局域网系统中,广泛的应用移动IP技术可以突破网络的地域范围限制,并可克服在跨网段时使用动态主机配置协议(DHCP)方式所造成的通信中断、权限变化等问题。

3.无线网络管理问题

相对于有线网络,无线局域网具有非常独特的特性,因此必须建立相应的无线网络管理系统。除了系统结构、用户需求和典型应用等模块之外,一个好的无线网络管理系统还必须考虑以下因素:

(1)标准的网管通信方式。网管子系统通常与中央主机相连。网管子系统必须基于工业标准的管理协议(比如SNMP),这样才能监视主机和子系统之间每条链路上的状态信息,并可根据状态信息快速分析和解决出现的问题。

(2)网络监视和报告。主机必须能够监视无线网络系统中所有单元。考虑到无线网络的连接性不如有线网络那样稳定,无线网络管理系统必须监视和报告无线信号的变化以及接入点的业务类型和负载情况,还须能自动发现进入无线网络体系结构的新设备。

(3)有效地利用带宽。尽管随着新技术的发展,无线网络的可用带宽逐步增大,但还是远远小于有线局域网的带宽。因此,在实际应用中必须考虑带宽的合理使用。

4.无线局域网与3G

无线局域网不否会对第三代移动通信系统构成威胁是近年来业界关心的一个问题。实际上,无线局域网与3G采用的是截然不同的两种技术,用于满足不同的需要。与3G不同的是,无线局域网并不是一个完备的全网解决方案,而只用于满足小型用户群的需求。无线局域网与3G可以互补,因此不会对3G运营商造成威胁,运营商还可以从无线局域网和3G的共存中获得好处。NorthStream的研究表明,无线局域网与3G和GPRS的结合可增加用户的满意程度和业务量,从而增加移动运营商的利润。作为3G的一个重要补充,无线局域网可用于在诸如机场候机厅、宾馆休息室和咖啡厅等地方建立无线Internet连接。

六、结束语

经过10多年的发展,无线局域网在技术上已经日渐成熟,应用日趋广泛,无线局域网将从小范围应用进入主流应用。预计全球无线局域网接入点的销售量将从2000年的50万台稳步增长到450万台,每年的涨幅为55%。无线网卡的销售量将从2000年的约300万块增加到2005年的3400万块,每年的涨幅为53%。今后几年,无线局域网技术将更加成熟,产品性能将更加稳定,市场将持续不断地增长,价钱将持续降低,大型设备提供商将进入这个市场,大多数企业和公司将采用无线局域网进行内部网络建设。