无线网络的原理
一、无线网络的原理及主要标准
无线网络是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它提供了使用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、个人化和多媒体应用提供了潜在的手段。一般而言，凡采用无线传输的计算机网络都可称为无线网。从WLAN到蓝牙、从红外线到移动通信，所有的这一切都是无线网络的应用典范。它不采用传统电缆线提供传统有线局域网的所有功能，网络所需的基础设施不需要埋在地下或隐藏在墙里，网络能够随着实际需要移动或变化。说得通俗点，就是局域网的无线连接形式，也就是无线局域网(Wireless Local-area Network，WLAN)。
1.无线网络传输原理
无线局域网的传输原理和普通有线网络一样，也是采用了ISO/RM七层网络模型，只是在模型的最低两层“物理层”和“数据链路层”中，使用了无线的传输方式。尽管目前各类无线网络的标准和规范并不统一，但是就其传输方式来看肯定是以下两种之一：无线电波方式和红外线方式。其中红外线传输方式是目前应用最为广泛的一种无线网技术，现在家用电器中使用频繁的家电遥控器几乎都是采用红外线传输技术。作为无线局域网的传输方式，红外线传输的最大优点是不受无线电波的干扰，而且红外线的使用也不会被国家无线电管理委员会加以限制。但是，红外线传输方式的传输质量受距离的影响非常大，并且红外线对非透明物体的穿透性也非常差，这就直接导致了红外线传输技术很难成为计算机无线网络中的主角。相比之下，无线电波传输方式的应用则广泛得多。采用无线电波进行传输，不仅覆盖范围大、发射功率强，而且还具有隐蔽性、保密性等特点，不会干扰同频的系统，具有很高的可用性。以下介绍几种主要的无线电波调制方式。
(1)扩频谱方式
扩频通信的基本特征是使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码把载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带的低功率频谱密度的信号来发射。增加带宽可以在较低的信噪比情况下以相同的信息传输率来可靠地传输信息。在信号被噪声淹没的情况下，只要相应地增加信号带宽，仍然能够保持可靠的通信，也就是可以用扩频方法以宽带传输信息来换取信噪比上的好处。这就是扩频通信的基本思想和理论依据。这一做法虽然牺牲了频带带宽，但却提高了通信系统的抗干扰能力和安全性。
目前采用扩展频谱方式的无线局域网一般选择的都是ISM频段，这里ISM分别取于Industrial、Scientific及Medical的第一个字母。许多工业、科研和医疗设备的发射频率均集中于该频段。例如美国ISM频段由902MHz~928MHz、2.4GHz~2.48GHz、5.725GHz~5.850GHz三个频段组成。如果发射功率及带宽辐射满足美国联邦通信委员会(FCC)的要求，则无须向FCC提出专门的申请即可使用ISM频段。
实现扩频通信的基本工作方式有4种：直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式(简称DSSS方式);跳变频率(Frequency Hopping)工作方式(简称FH方式);跳变时间(Time Hopping)工作方式(简称TH方式);线性调频(Chirp Modulation)工作方式(简称Chirp方式)。目前使用最多、最典型的扩频工作方式是直扩式(DSSS方式)，在无线网络的通信中，就是采用这种工作方式。
(2)窄带调制方式
顾名思义，在这种调制方式下，数据信号在不做任何扩展的情况下直接发射出去。与扩展频谱方式相比，窄带调试方式占用频带少，频带利用率高。不过，采用窄带调制方式的无线局域网要占用专用频段，在国内现有条件下需经过国家无线电管理部门的批准才能使用。
2.无线网络的优点
与有线网络相比，无线局域网具备了如下主要优势：
安装便捷：在网络的组建过程中，对周边环境影响最大的就是网络布线了。而无线局域网的组建则几乎不用考虑它对环境带来的影响，一般只需在该区域安放一个或多个无线接入(Access Point)设备即可建立网络覆盖。
使用灵活：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。而无线局域网一旦建成后，在信号覆盖区域内的任何位置都可方便地接入网络，进行数据通信。
经济节约：由于有线网络灵活性的不足，设计者往往要尽可能地考虑到未来扩展的需要，在网络规划时要预设大量利用率较低的接入点，造成资源浪费。而且一旦网络的发展超出了预期的规划，整体的改造也将是一笔不小的开支。无线局域网的出现，彻底解决了这一规划上的难题，充分保护了已有的投资，而且改造和维护起来也十分简便。
易于扩展：同有线局域网一样，无线局域网具备了多种配置方式，能根据实际需要灵活选择、合理搭配，并能提供像漫游等有线网络无法提供的特性。
目前，无线局域网的数据传输速率可达54Mbps，已经非常接近有线局域网的传输速率，而且其远至20km的传输距离也是有线局域网所望尘莫及的。作为有线局域网的一种补充和扩展，无线局域网使计算机具有了可移动性，能快速、方便地解决有线网络不易实现的网络连通问题。
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