无线局域网论文

WLAN相关论述

刘雅蓉20092202

摘要：本文由无线网络的应用引入wlan为何产生，简单介绍了无线局域网的技术原理，发展和利用。

本文共分为七个部分

第一部分引言介绍了无线网络。以及无线局域网与无线网络的关系。

第二部分着重讲了无线局域网的概念。

第三部分无线局域网的理论基础。

第三部分为无线局域网的技术标准。

第四部分为无线局域网设备。

第五部分无线局域网的优点。

第六部分无线局域网的应用领域。

关键字：无线局域网IEEE802.11 技术标准无线设备

引言

无线网络是计算机网络技术与无线通信技术相结合的产物，采用红外线、微波、激光等无线传媒代替传统电缆，既可以独立地作为有线替代设施，也可以作为有线网络的扩展。无线网络技术范围非常的广泛，既包括远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括近距离无线连接的红外线和蓝牙技术等，可连接无线网络的设备已扩展到各类计算机及计算机外部设备、数码产品、家用电器等。

利用无线网络技术，人们可以非常便捷地以无线方式连接网络设备，随时、随地访问网络资源。传统有线网络组网时使用的传输媒体主要是铜缆或光缆，具有布线施工难度大、费用高、耗时长、网络节点不可移动等缺点。无线网络有效的解决了这些问题。

无线网络分为无线广域网、无线城域网、无线局域网几类。无线局域网(Wireless Local Area Network ,WLAN）技术可以使用户在本地创建无线连接（例如，在公司或校园大楼里，或是在网吧，机场等公共场所），用于临时办公室或其他不便于设线缆的场所，或者用于增强现有的有线局域网，目前，无线局域网的推广和认证工作主要由产业标准组织Wi-Fi （Wireless Fidelity,无线保真）联盟完成，所以无线局域网技术常常又被称为Wi-Fi。

对于无线局域网广阔的应用前景、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802.11x以及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。

1.无线局域网的概念

1.1无线局域网的简介

一般而言，凡是采用无线传输的计算机局域网都可以称为无线局域网（Wireless Local Area Network ,WLAN）。它是指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以相互通信和实现资源共享的网络体系。无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使用网络的构建和终端的移动更加灵活。

无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它利用射频（radio frequency，RF）技术，取代旧式的有线构成的局域网网络；从专业角度讲，无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通俗的说，无线局域网（Wireless Local Area Network ,WLAN）就是在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。

1.2无线局域网的历史

无线网的运用嘴杂可以追溯达到二战时期军事应用上，它真正跨入民用领域是七十年代的事了。无线网络的出现期必要条件是以太网的全面普及，企业话，以及家庭化。

最早的有线网络标准IEEE 802.3于1983年面向公众发布。1990年无线局域网产品在市场出现，但价格昂贵，标准混乱。于是国际电气电子工程师学会IEEE开始着手制定行业标准，直至1997年才有了第一个无线网络标准IEEE802.11标准问世。不过这一标准传输速率只有2Mbps，与当时有线网络10Mbps主流相比没有任何优势，而且价格不菲，所以

市场冷淡。

经过两年的改良，1999年，802.11b无线网络标准的确立才开始真正意义上的无线推广阶段。它比最初的网络标准更可靠，更快捷，同时其成不不高，所以它开始被运用于家庭与企业局域网的架设中。

为了犟无线网络速度进一步提升，部分商家自行推出802.11b+无线设备，比过这类产品并未获得成功。不久802.11a无线网络标准问世，但它不向下兼容，导致市场接纳程度有限而无法铺开。为了很好的解决这一困境，802.11g标准随着发布，在提供高速无线连接的同时，还向下兼容802.11b标准。

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2中，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和窄带调制方式。

（1）红外线局域网

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的投射和绕射能力很差，是的传输距离和覆盖范围都受到很大的限制，通常IR局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。

（2）扩频局域网

如果使用扩频局域网技术，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和直接序列扩频两种方式。

（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。但这中网络产品通常需要申请无线电频谱执照，其他方式则可使用无需执照的ISM。

3.无线局域网的技术标准

无线局域网技术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为代表的多个研究机构针对不同应用场合，制订了一系列协议标准，推动了无线局域网的实用化。

3.1 IEEE802.11系列协议

最为全球公认的局域网权威，IEEE802工作组建立的标准在局域网；领域内得到了广泛应用。IEEE在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提成802.11b协议，用于对802.11协议进行补充，之后友推进了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工作组制定的具体协议如下：

（1）802.11a

802.11a采用正交频分技术调制数据，使用50Hz的频带。OFDM技术将无线信道分为i以数据速率并行传输的分频率，然后在讲这些频率一起放回接收端，可提供25Mbit/s的

ATM接口和10Mbit/s的以太网帧结构接口，物理层速率可达54Mbit/s，传输层可达25Mbit/s，妈满足室内及室外的应用。

（2）802.11b

其也被称为wi-fi技术，采用补码监控调制方式，使用2.4GHz频带，其对无线局域网通信最大的贡献是可以支持两种速率：5.5Mbit/s和11Mbit/s。多速率机制的介绍访问控制可确保当工作站之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自动下降到5.5Mbit/s，或根据直序扩频技术调制到2Mbit/s和1Mbit/s。再不违反FCC规定的前提下，采用跳频技术无法支持更高速率，因此需要选择DSSS作为该标准的唯一物理层技术。

（3）802.1g

2001年11月，在802.11IEEE会议上形成了802.11g标准草案，目的是在2.4GH在频段实现802.11a的速率要求。该标准采用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802.11b标准（在2.4GHz频率下提供数据传输速率11Mbit/s），也符合802.11a标准（在5GHz频率下提供数据传输速率5Mbit/s），从而解决了对已有的802.11b设备的兼容。

（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）以及高吞量研究组的相关协议等。

4.无线局域网设备

4.1无线网卡

网卡（network interface card , NIC）又被称为网络适配器（network interface adapter）,网卡是连接计算机和网络电缆之间的基础设备，它能够为计算机之间相互通信提供一条物理通道，并通过这条通道进行数据传输。

网卡又分为有线和无线之分，无线网卡的作用类似于以太网中的网卡（即有线网卡），作为无线网络的接口，实现与无线网络的连接。无线网卡根据接口类型的不同，主要分为三种类型，即PCMCIA无线网卡，PCI无线网卡和USB无线网卡。

4.2无线AP

无线AP（Access Point）即无线接人点，它是用于无线网络的无线交换机，也是无线网络的核心。无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点，主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部，典型距离覆盖几十米至上百米，目前主要主要技术为802.11系列。大

多数无线AP还带有接入点客户端模式（AP client）,可以和其它AP进行无线连接，延展网络的覆盖范围。

无线AP（AP，Access Point，无线访问节点、会话点或存取桥接器）是一个包含很广的名称，它不仅包含单纯性无线接入点（无线AP），也同样是无线路由器（含无线网关，无线网桥）等类设备的统称。

4.3无线路由

无线路由器：无线路由器是单纯型AP与宽带路由器的一种结合体；借助于路由器功能，可实现通过无线网络与Internet连接共享，实现ADSL和小区宽带的无线共享接入，另外，无线路由器可以把通过它进行无线和有线连接的终端都分配到一个子网，这样子网内的各种设备交换数据就非常方便。

无线路由器可广范应用于金融、保险、电力、监控、交通、气象、水文监测等行业。无线路由器借助CDMA，GPRS等无线网络在公用移动网络覆盖的条件下，原先采用以太网接口，依靠有线以太网通信系统的各个终端设备，如PC机、工控机、ATM机、POS机、网络摄像机等，都可以很方便地通过无线路由器接入到GPRS/CAMA 1X网络中，利用移动互联网提供的数据服务来进行数据通信。随着现在越来越多的公司深入研究WIFI WIMAX 的技术，使得无线路由的应用也越来越广。

现阶段无线路由的开发处于一个飞速发展的阶段，无线模式由2.4G时代开始进入5G 网络，由B过渡的B and G至现在的B/G/N模式，在无线网络需求越来越大的现在，无线路由产品的研发已经进入一个升华的发展阶段。

4.4无线网桥

无线网桥是为使用无线（微波）进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。从作用上来理解无线网桥，它可以用于连接两个或多个独立的网络段，这些独立的网络段通常位

于不同的建筑内，相距几百米到几十公里。所以说它可以广泛应用在不同建筑物间是互联。同时，根据协议不同，无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11G以及采用5.8GHz频段的802.11a无线网桥。无线网桥有三种工作方式，点对点，点对多点中继连接。特别适用于城市中的远距离通讯。它有2种接入方式，IP+E1双接口接入。

在无高大障碍的条件下，一对速组网和野外作业的临时组网。其作用距离取决于环境和天线，现7km的点对点微波互连，一对27dbi的定向天线可以实现10km的点对点微波互连。12dbi的定向天线可以实现2km的点对点微波互连；一对只实现到链路层功能的无线网桥是透明网桥，而具有路由等网络层功能、在网络24dbi的定向天线可以异种网络互联的设备交无线路由器，也可作为第三层网桥使用。

无线网桥通常是用于室外，主要用于连接两个网络，使用无线网桥不可能只使用一个，必须两个以上，而AP可以单独使用。无线网桥功率大，传输距离

远（最大可达约50km），抗干扰能力强等，不自带天线，一般配备抛物面天线实现长距离的点对点连接。

现在市面上已经出现了802.11n的无线网桥，传输速率可达到300Mbps以上。不过由于各种因素是影响，实际速率远远低于商家标榜的数值。但相对于11g的速率的确提高了很多，这也使得我们要求高宽带，高传输速率成为可能。随着技术的不断发展，相信有更好的新产品会随着新技术的出现而衍生出来。

4.5无线天线

天线是将传输线中的电磁能转化为自由空间的电磁波，或空间电磁波转化成传输线中的电磁专用设备。

天线的分类标准很多，一般按照天线的辐射和接受水平面的方向性可分为定西和全向天线。全向天线具有较大的覆盖区域，而定向天线则具有较大的信号强度。另外，在介于这

两种之间的就是扇面天线，它具有能量定向聚焦的功能，可以在水平不同的角度范围内进行有效覆盖。

天线的主要特性指标包括了：方向图、方向性参数、天线增益。输入阻抗。电压驻波比（voltage standing wave ratio，VSWR）、频率范围等。

4.6其他无线网络设备

除了以上的主要无线网络设备外，还有众多的设备；比如：AP控制器、无线交换机等，它们在实际的应用中都各有特点。

5.无线局域网的优点

与有线网络相比，无线局域网具有以下优点：

(1)安装便捷。

一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施HIH工程，在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。而无线局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点AP(Access Point)设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。

(2)使用灵活和移动性。

在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制，而一旦无线局域网建成后，在无线网的信号覆盖区域内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。

(3)经济节约。

由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点，而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造，而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。

(4)易于扩展。

无线局域网有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，无线局域网就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游(Roaming)”等有线网络无法提供的特性，由于无线局域网具有多方面的优点，所以发展十分迅速。在最近几年里，无线局域网已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛应用。

6.无线局域网的应用领域

基于无线局域网具有的诸多优点，它可以广泛应用与下列领域：

（1）接入网络信息系统:电子邮件、文件传输和终端仿真。

（2）难以布线的环境：老建筑、布线困难或昂贵的露天区域、城市建筑群、校园和工厂。

（3）频繁变化的环境：频繁更换工作地点和改变位置的零售商、生产商、以及野外勘测、试验、军事、公交和银行等。

（4）使用便携式计算机等可移动设备进行款速网络连接。

（5）用于远距离信息传输：如在林区进行火灾、病虫害等信息的传输；公交管理部门进行交通管理等。

（6）专门工程或高峰时间锁需要的暂时局域网：学校、商业展览、建设地点等人员流动较强的地方；利用无线局域网进行信息交流；零售商、空运和航运公司高分时间所需要的额外工作站等。

（7）流动工作者可得到信息的区域：需要在医院、零售商店或办公室区域流动得到信息的医生、护士、零售商、白领工作者。

（8）办公室和家庭办公室用户。以及需要方便快捷地安装小型网络的用户。

总结：

无线局域网技术自从民用以来经历了30多年漫长的发展历程，字1997年IEEE发布802.11标准以来已经有了长足的发展，随着用户的增多以及技术的成熟，无线网络已经拜托了网络速度慢。价格高等因素。应用广泛，架设灵活，铺设速度快等优势逐渐爱你使它在市场上有了相当强的竞争力。目前无线局域网还不能完全脱离有线网络，无线网络与有线网络互补的关系，而不是竞争的关系；目前还只是有线网的补充而不是替换。但也能看得到，近年来，随着适用于无线局域网产品的价格正在下降，相应软件也逐渐成熟。此外，无线局域网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。相信在未来，无线局域网将以它的告诉传输能力和灵活性发挥更加重要的作用。

参考文献：

1.《无线局域网》作者:钟章队主编；赵红礼等编著页数:288 出版社:北京市：科学出版社出版日期:2004

2.《IEEE802.11无线局域网》作者：金纯，陈林星，杨吉云，出版社：电子工业出版社出版日期：2004

3.《无线局域网》作者:郭峰等编著页数:239 出版社:北京市：电子工业出版社出版日期:1997

4.新浪网https://www.360docs.net/doc/a410811838.html,/w/2007-03-30/14511265577

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5.《无线通信与网络》作者:宋俊德等编著页数:256 出版社:北京市：国防工业出版社出版日期:2008