無線網絡之理論篇（1）
2019-11-05 02:44:34
供稿：網友
無線網絡之理論篇
您是否渴望在寬敞的辦公室內不依靠繁雜的網絡線纜，就能將各個角落的計算機連接起來，從而在一定范圍內自由地擺放電腦卻絲毫不影響網絡的通訊，實現資源及網絡方便、快捷的共享？您是否渴望在舒適的家中不必再忍受網絡布線的煩惱，自由安閑地在家里的任何位置實現Ｉｎｔｅｒｎｅｔ互聯，甚至是移動中……
所有的這些夢想，如今已不再是可望而不可即的“空中樓閣”。基于Ｗｉ－Ｆｉ標準的ＩＥＥＥ ８０２．１１系列無線局域網（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ，簡稱ＷＬＡＮ）已將人們“無線”的愿望變成了現實。無需復雜的設計、煩瑣的布線；無需龐大的投入、高昂的成本。無線局域網以其功能強大、組網靈活、移動性優越等優點，提供了不受限制的廣泛應用。令“移動互聯”的實現越來越輕松簡單，真正地融入人們的工作生活中。
概 念
科技的飛速發展，信息時代的網絡互聯已不再是簡單地將計算機以物理的方式連接起來，取而代之的是合理地規劃及設計整個網絡體系、充分利用現有的各種資源，建立遵循標準的高效可靠、同時具備擴充性的網絡系統。無線網絡的諸多特性，正好符合了這一需求。
一般而言，凡采用無線傳輸的計算機網絡都可稱為無線網。從WLAN到藍牙、從紅外線到移動通信，所有的這一切都是無線網絡的應用典范。就本文的主角——WLAN而言，從其定義上可以看到，它是一種能讓計算機在無線基站覆蓋范圍內的任何地點（包括戶內戶外）發送、接收數據的局域網形式，說得通俗點，就是局域網的無線連接形式。
接著，讓我們來熟悉一下Wi-Fi。就目前的情況來看，Wi-Fi已被公認為WLAN的代名詞。但要注重的是，這二者之間有著根本的差異：Wi-Fi是一種無線局域網產品的認證標準；而WLAN則是無線局域網的技術標準，二者都保持著同步更新的狀態。
Wi-Fi的英文全稱為“Wireless Fidelity”，即“無線相容性認證”。之所以說它是一種認證標準，是因為它并不是只針對某一WLAN規范的技術標準。例如，IEEE 802.11b是較早出臺的無線局域網技術標準，因此當時人們就把IEEE 802.11b標準等同于Wi-Fi。但隨著無線技術標準的多樣化，Wi-Fi的內涵也就相應地發生了變化，因為它針對的是整個WLAN領域。
由于無線技術標準的多樣化出現，所使頻段和調頻方式的不盡相同，造成了各種標準的無線網絡設備互不兼容，這就給無線接入技術的發展帶來了相當大的不確定因素。為此。1999年8月組建的WECA（無線以太網兼容性聯盟）推出了Wi-Fi標準，以此來統一和規范整個無線網絡市場的產品認證。只有通過了WECA認證，廠家生產的無線產品才能使用Wi-Fi認證商標，有了Wi-Fi認證，一切兼容性問題就變得簡單起來。用戶只需認準Wi-Fi標簽，便可保證他們所購買的無線AP、無線網卡等無線周邊設備能夠很好地協同工作。
原 理
盡管各類無線網所遵循的標準和規范有所不同，但就其傳輸方式來看則不外兩種，即無線電波方式和紅外線方式。其中紅外線傳輸方式是目前應用最廣泛的一種無線網技術，我們所使用的家電遙控器幾乎都是采用紅外線傳輸技術。作為一種無線局域網的傳輸方式，紅外線傳輸的最大優點是不受無線電波的干擾，而且紅外線的使用也不會被國家無線電治理委員會加以限制。然而，紅外線傳輸方式的傳輸質量受距離的影響非常大，并且紅外線對非透明物體的穿透性也非常差，這就直接導致了紅外線傳輸技術與計算機無線網的“主角地位”無緣；相比之下，無線電波傳輸方式的應用則廣泛得多。基于本文的定位，在此筆者僅簡單介紹無線電波的調制方式。
１． 擴展頻譜方式
在這種方式下，數據信號的頻譜被擴展成幾倍甚至幾十倍后再被發射出去。這一做法固然犧牲了頻帶帶寬，但卻提高了通信系統的抗干擾能力和安全性。
采用擴展頻譜方式的無線局域網一般選擇的是ISM頻段，這里ISM分別取于Industrial、Scientific及Medical的第一個字母。許多工業、科研和醫療設備的發射頻率均集中于該頻段。例如美國ISM頻段由902MHz~928MHz，2.4GHz~2.48GHz，5.725GHz~5.850GHz三個頻段組成。假如發射功率及帶寬輻射滿足美國聯邦通信委員會（FCC）的要求，則無須向FCC提出專門的申請即可使用ISM頻段。
２． 窄帶調制方式
顧名思義，在這種調制方式下，數據信號在不做任何擴展的情況下即被直接發射出去。與擴展頻譜方式相比，窄帶調試方式占用頻帶少，頻帶利用率高。但采用窄帶調制方式的無線局域網要占用專用頻段，因此需經過國家無線電治理部門的批準方可使用。當然，用戶也可以直接選用ISM頻段來免去頻段申請。但所帶來的問題是，當臨近的儀器設備或通信設備也在使用這一頻段時，會嚴重影響通信質量，通信的可靠性無法得到保障。
目前，基于IEEE 802.11標準的WLAN均使用的是擴展頻譜方式。
