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      无线技术给人们带来的影响是无可争议的。如今每一天大约有15万人成为新的无线用户，全球范围内的无线用户数量目前已经超过2亿。这些人包括大学教授、仓库管理员、护士、商店负责人、办公室经理和卡车司机。他们使用无线技术的方式和他们自身的工作一样都在不断地更新。无线局域网的应用范围非常广范，如果将其应用划分为室内和室外的话，室内应用包括大型办公室、车间、智能仓库、临时办公室、会议室、证券市场；室外应用包括城市建筑群间通信、学校校园网络、工矿企业厂区自动化控制与管理网络、银行金融证券城区网、矿山、水利、油田、港口、码头、江河湖坝区、野外勘测实验、军事流动网、公安流动网等。

无线局域网的演进
      从七十年代，人们就开始了无线网的研究。在整个八十年代，伴随着以太局域网的迅猛发展，以具有不用架线、灵活性强等优点的无线网以己之长补“有线”所短，也赢得了特定市场的认可，但也正是因为当时的无线网是作为有线以太网的一种补充，遵循了IEEE802.3标准，使直接架构于802.3上的无线网产品存在着易受其他微波噪声干扰,性能不稳定,传输速率低且不易升级等弱点,不同厂商的产品相互也不兼容,这一切都限制了无线网的进一步应用。 到1997年6月，IEEE终于通过了802.11标准。802.11标准是IEEE制定的无线局域网标准，主要是对网络的物理层(PH)和媒质访问控制层(MAC)进行了规定，其中对MAC层的规定是重点。各厂商的产品在同一物理层上可以互操作，逻辑链路控制层(LLC)是一致的，即MAC层以下对网络应用是透明的。这样就使得无线网的两种主要用途----“(同网段内)多点接入”和“多网段互连”，易于质优价廉地实现。对应用来说，更重要的是，某种程度上的“兼容”就意味着竞争开始出现；而在IT这个行业，“兼容”，就意味着“十倍速时代”降临了。在MAC层以下，802.11规定了三种发送及接收技术：扩频(SpreadSpectrum)技术；红外(Infared)技术；窄带(NarrowBand)技术。而扩频又分为直接序列(DirectSequence,DS)扩频技术(简称直扩)，和跳频(FrequencyHopping,FH)扩频技术。直序扩频技术，通常又会结合码分多址CDMA技术。根据预测，今后几年，无线网在全世界将有较大的发展，单只美国无线局域网销售额就将从1997年的2.1亿美元增加到2001年的8亿美元。

直扩技术在IEEE802.11中的体现
      扩频技术是利用开放的ISM2.4GHz的频段。也正是由于这个2.4~2.484GHz频段无需申请许可证(但发射功率受限制)，因而此频段很拥挤，微波噪声最大，采取何种发送及接收技术，都将直接影响到微波传输的速率和质量。 比较而言，直扩采取主动占有方式，跳频是被动适应。直扩技术同时使用整个子频段，信号被扩展多次而无损耗；跳频技术是连续间断跳跃使用多个频点，当跳跃至某个频点时，判断该频点是否有噪声干扰，若无则传输信号，若有则依据算法跳至下一频点继续判断。因此跳频技术的频率及传输率会变化。并且很难避免一些无谓的效率上的损耗，即在检测频点是否空闲的信号发生延迟时，因为有响应时间限制，跳频设备会以为检测信号发射失败（丢包），又会重发。因此通常情况下，直扩速率比跳频更高，系统容量（带宽，即可接纳基站的数量）也比跳频方式更大.通常情况下直扩技术是这样具体实现的：在发射端，用数字位信号表示的源信号，与一个唯一的伪随机代码信元（CodeBits）复合，经过调制产生微波信号发射出去。这种代码信元是由代码发生器产生的唯一的高速的多位随机码(chips)。在接收端，能产生与发射端同步并相同的随机码元，按照发射的逆过程解调，即能解析出源信号。所以，市场上的802.11产品有以下典型特点：

1、抗干扰能力强

      我们知道微波信号传输质量低，往往是因为在发送信号的中心频点附近有能量较强的同频噪声干扰，导致信号失真。而直扩技术产生的11位随机码元能将源信号在中心频点向上下各展宽11MHz，使源信号独占22MHz的带宽，且信号平均能量降低。在实际传输中，接收端接收到的是混合信号，即混合了（高能量低频宽的）噪声。混合信号经过同步随机码元解调，在中心频点处重新解析出高能的源信号，依据同样算法，混合的噪声反而被解调为平均能量很低可忽略不计的背景噪声。

2、码分多址能力强

      开放的2.4GHzISM频带(工业、科学教育、医学频带)范围是2.4~2.484GHz。IEEE802.11支持2.4GHz频带下的13个子信道，每个信道占有高达22MHz的带宽，并可在2.4GHz频带下同时拥有3个完全独占的子信道，因此可将相互干扰减至最小。在每一个子信道内，依据11位随机码元对各基站用户进行编码分址。各用户使用正交或接近正交的扩频编码，各用户的源信号能被复合到同一个无线发射信道中，实现频道复用。在选择低速传输模式下，IEEE802.11产品可在满足办公自动化应用的需求下，支持最多254个用户的分址能力。

3、高速可扩展能力强

      由于独占信道且码分多址，IEEE802.11产品的速率高。但由于在IEEE802.11标准中，11位随机码元中只有1位用来传输数据，因此吞吐量的扩展能力强。贝尔实验室新出的增强型IEEE802.11Turbo，最大速率达到8Mbps（实际有效传输速率与10M有线网速率相同），就充分利用了这种扩展能力。相对于通用标准采用的相位变化DQPSK/DPSK调制技术，Turbo型采用了直序/脉冲位置调制（DS/PPM）技术。PPM技术使用了预置的8位码元中的3位传输数据，这就使传输率产生了飞跃。用不了多久，作为被IEEE802.11委员会接受为高速方案的提案人，贝尔实验室采用CCK（ComplementaryCodeKeying）技术将IEEE802.11产品传输速率进一步提高到11Mbps。

IEEE802.11协议的重要技术规定

      由于无线局域网传输介质（微波、红外线）非“有限”的有线，客观上存在一些全新的技术难题，为此IEEE802.11协议规定了一些至关重要的技术机制。

1、CSMA/CA协议

       我们知道总线型局域网在MAC层的标准协议是CSMA/CD，即载波侦听多点接入/冲突检测（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection）。但由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突，因此802.11全新定义了一种新的协议，即载波侦听多点接入/避免冲撞CSMA/CA（withCollisionAvoidance）。一方面，载波侦听----查看介质是否空闲；另一方面，避免冲撞----通过随机的时间等待，使信号冲突发生的概率减到最小，当介质被侦听到空闲时，优先发送。不仅如此，为了系统更加稳固，802.11还提供了带确认帧ACK的CSMA/CA。在一旦遭受其他噪声干扰，或者由于侦听失败时，信号冲突就有可能发生，而这种工作于MAC层的ACK此时能够提供快速的恢复能力。

2、RTS/CTS协议

       RTS/CTS协议即请求发送/允许发送协议，相当于一种握手协议，主要用来解决“隐藏终端”问题。“隐藏终端”（HiddenStations）是指，基站A向基站B发送信息，基站C未侦测到A也向B发送，故A和C同时将信号发送至B，引起信号冲突，最终导致发送至B的信号都丢失了。“隐藏终端”多发生在大型单元中（一般在室外环境），这将带来效率损失，并且需要错误恢复机制。当需要传送大容量文件时，尤其需要杜绝“隐藏终端”现象的发生。802.11提供了如下解决方案。在参数配置中，若使用RTS/CTS协议，同时设置传送上限字节数----一旦待传送的数据大于此上限值时，即启动RTS/CTS握手协议：首先，A向B发送RTS信号，表明A要向B发送若干数据，B收到RTS后，向所有基站发出CTS信号，表明已准备就绪，A可以发送，其余基站暂时“按兵不动”，然后，A向B发送数据，最后，B接收完数据后，即向所有基站广播ACK确认帧，这样，所有基站又重新可以平等侦听、竞争信道了。

3、信包重整

      当传送帧受到严重干扰时，必定要重传。因此若一个信包越大时，所需重传的耗费（时间、控制信号、恢复机制）也就越大；这时，若减小帧尺寸----把大信包分割为若干小信包，即使重传，也只是重传一个小信包，耗费相对小的多。这样就能大大提高无线局域网产品在噪声干扰地区的抗干扰能力。当然，作为一个可选项，用户若在一个“干净”地区，也可以关闭这项功能。

4、多信道漫游

      人类是无限追求自由的，随着移动计算设备的日益普及，我们希望出现一种真正无所羁绊的网络接入设备。传输频带是在接入设备AP（AccessPoint）上设置的，而基站不须设置固定频带，并且基站具有自动识别功能，基站动态调频到AP设定的频带，这个过程称之为扫描（Scan）。IEEE802.11定义了两种模式：被动扫描和主动扫描。被动扫描是指，基站侦听AP发出的指示信号，并切换到给定的频带；主动扫描是指，基站提出一个探视请求，接入点AP回送一个包含频带信息的响应，基站就切换到给定的频带。WaveLAN802.11采用的是主动扫描，并且能结合天线接收灵敏度，以信号最佳的信道确定为当前传输信道。这样，当原来位于接入点AP（A）覆盖范围内的基站漫游到接入点AP（B）时，基站能自适应，重新以AP（B）为当前接入点。

5、可靠的安全性能

      目前，市场上无线局域网产品本身的发射功率很小，小于35mW，而且还被扩展到22MHz带宽，一方面，平均能量很低（15dBm），另一方面，不存在频率单一的载波，因此很难被扫描跟踪，这也是此项技术一直用于军事上的原因。这些是物理上的安全机制，在软件上，还采用了域名控制、访问权限控制和协议过滤等多重安全机制；并且在有线同等保密（WEP）方面，对于特殊用户，可选以下附件：基于RC4加密（1988RSA运算法则）和密码（40位或者128位加密钥匙）。

速度

2.4Ghz直接序列扩频无线电提供最大为11mbps的数据传输速率，无须直线传播

动态速率转换

当射频情况变差时，降低数据传输速率为5.5mbps、2mbps和1mbps


使用范围

802.11b支持以百米为单位的范围（在室外为300米；在办公环境中最长为100米）

可靠性

与以太网类似的连接协议和数据包确认提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用

互用性

与以前的标准不同的是，802.11b只允许一种标准的信号发送技术。WIFI将认证产品的互用性

电源管理

802.11b网络接口卡可转到休眠模式，访问点将信息缓冲到客户，延长了笔记本电脑的电池寿命

漫游支持

当用户在楼房或公司部门之间移动时，允许在访问点之间进行无缝连接

加载平衡

802.11b NIC更改与之连接的访问点，以提高性能（例如，当前的访问点流量较拥挤，或发出低质量的信号时）

可伸缩性

最多三个访问点可以同时定位于有效使用范围中，以支持上百个用户

安全性

内置式鉴定和加密

      802.11b运作模式基本分为两种：点对点模式和基本模式。点对点模式是指无线网卡和无线网卡之间的通信方式。只要PC插上无线网卡即可与另一具有无线网卡的PC连接，对于小型的无线网络来说，是一种方便的连接方式，最多可连接256台PC。而基本模式是指无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，这是802.11b最常用的方式。此时，插上无线网卡的PC需要由接入点与另一台PC连接。接入点负责频段管理及漫游等指挥工作，一个接入点最多可连接1024台PC（无线网卡）。当无线网络节点扩增时，网络存取速度会随着范围扩大和节点的增加而变慢，此时添加接入点可以有效控制和管理频宽与频段。无线网络需要与有线网络互连，或无线网络节点需要连接和存取有线网的资源和服务器时，接入点可以作为无线网和有线网之间的桥梁。

802.11b的典型解决方案

      802.11b无线局域网由于其便利性和可伸缩性，特别适用于小型办公环境和家庭网络。在室内环境中，针对不同的实际情况可以有不同的典型解决方案
　   对等解决方案
　　对等解决方案是一种最简单的应用方案，只要给每台电脑安装一片无线网卡，即可相互访问。如果需要与有线网络连接，可以为其中一台电脑再安装一片有线网卡，无线网中其余电脑即利用这台电脑作为网关，访问有线网络或共享打印机等设备。 对等解决方案是一种点对点方案，网络中的电脑只能一对一互相传递信息，而不能同时进行多点访问。如果要实现像有线局域网的互通功能，则必须借助接入点。
　   单接入点解决方案
　　接入点相当于有线网络中的集线器。无线接入点可以连接周边的无线网络终端，形成星形网络结构，同时通过10Base-T端口与有线网络相连，使整个无线网的终端都能访问有线网络的资源，并可通过路由器访问Internet。
　   多接入点解决方案
　　当网络规模较大，超过了单个接入点的覆盖半径时，可以采用多个接入点分别与有线网络相连，从而形成以有线网络为主干的多接入点的无线网络，所有无线终端可以通过就近的接入点接入网络，访问整个网络的资源，从而突破无线网覆盖半径的限制。
　   无线中继解决方案
　　无线接入器还有另外一种用途，即充当有线网络的延伸。比如在工厂车间中，车间具有一个网络接口连接有线网，而车间中许多信息点由于距离很远使得网络布线成本很高，还有一些信息点由于周边环境比较恶劣，无法进行布线。由于这些信息点的分布范围超出了单个接入点的覆盖半径，我们可以采用两个接入点实现无线中继，以扩大无线网络的覆盖范围。
　   无线冗余解决方案
　　对于网络可靠性要求较高的应用环境，比如金融、证券等，接入点一旦失效，整个无线网络会瘫痪，将带来很大损失。因此，可以将两个接入点放置在同一位置，从而实现无线冗余备份的方案。
　   多蜂窝漫游工作方式
　　在一个大楼中或者在很大的平面里面部署无线网络时，可以布置多个接入点构成一套微蜂窝系统，这与移动电话的微蜂窝系统十分相似。微蜂窝系统允许一个用户在不同的接入点覆盖区域内任意漫游，随着位置的变换，信号会由一个接入点自动切换到另外一个接入点。整个漫游过程对用户是透明的，虽然提供连接服务的接入点发生了切换，但对用户的服务却不会被中断。

802.11b的应用前景 

      早期的802.11b无线局域网技术已经在纵向市场应用方面取得成功，例如生产、存货控制和零售点等方面，1999年已经取得了4亿美元的销售额。随着802.11b性能价格比实质性的提高，一个全新的横向市场应用将全面展开。企业将可以应用无线局域网作为他们有限局域网的延伸。这一应用将使他们全方位地与公司应用程序和网络外围设备取得连接，从而大大提高雇员在移动中的工作效率。无线局域网技术将首先应用于企业的会议厅和部门办公室，随着其使用的深入，最终将应用于公司的每一个角落。

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