無線局域網的主要類型和基本特點

王海霞

河北省邢臺縣電視臺，河北邢臺 054000

無線局域網使用的是無線傳輸介質，按照所采用的技術可以分為三類：紅外線局域網、擴頻局域網和窄帶微波無線局域網。

1 紅外線局域網

紅外線是按視距方式傳播的，也就是說發送點可以直接看到接收點，中間沒有阻擋。紅外線相對于微波傳輸方案來說有一些明顯的優點。首先，紅外線頻譜是非常寬的，所以就有可能提供極高的數據傳輸率。由于紅外線與可見光有一部分特性是一致的，所以它可以被淺色物體漫反射，這樣就可以用天花板反射來覆蓋整個房間。紅外線不會穿過墻壁或其他的不透明的物體，因此紅外線無線局域網具有以下幾個優點：

2）安裝在大樓中每個房間里的紅外線網絡可以互不干擾，因此建立一個大的紅外線網絡是可行的。

3）紅外線局域網設備相對便宜又簡單。紅外線數據基本上是用強度調制，所以紅外線接收器只要測量光信號的強度，而大多數的微波接收器則是要測量信號的頻譜或相位。

紅外線局域網的數據傳輸有三種基本技術。

1）定向光束紅外線

定向光束紅外線可以被用于點一點鏈路。在這種方式中，傳輸的范圍取決于發射的強度與接收裝置的性能。紅外線連接可以被用于連接幾座大樓的網絡，但是每幢大樓的路由器或網橋都必須在視線范圍內；

2）全方位紅外傳輸技術

一個全方位 (Omini Direction) 配置要有一個基站。基站能看到紅外線無線局域網中的所有結點。典型的全方位配置結構是將基站安裝在天花板上。基站的發射器向所有的方向發送信號，所有的紅外線收發器都能接收到信號，所有結點的收發器都用定位光束瞄準天花板上的基站；

3）漫反射紅外傳輸技術

進行秸稈覆蓋的另一個作用就是降低土壤中水分的蒸發，通過試驗可以發現，在進行秸稈覆蓋之后，可以有效的減緩土壤中水分流失到空氣中的現象。同時，秸稈覆蓋還可以降低陽光對耕地的暴曬，以此來減弱土壤中的水分氣化并調節土壤的溫度，達到保水保墑的效果。

全方位配置需要在天花板安裝一個基站，而漫反射配置則不需要在天花板安裝一個基站。在漫反射紅外線配置中，所有結點的發射器都瞄準天花板上的漫反射區。紅外線射到天花板上，被漫反射到房間內的所有接收器上。

紅外線局域網也存在一些缺點。例如，室內環境中的陽光或室內照明的強光線，都會成為紅外線接收器的噪聲部分，因此限制了紅外線局域網的應用范圍。

2 擴頻無線局域網

擴展頻譜技術是指發送信息帶寬的一種技術，又稱為擴頻技術。它是一種信息傳輸方式， 其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必須的最小帶寬。頻帶的擴展是通過一個獨立的碼序列來完成，用編碼及調制的方法來實現的，與所傳信息數據無關；在接收端也用同樣的碼進行相關同步接收、解擴及恢復所傳信息數據。

在50年前，擴展頻譜技術第一次被軍方公開介紹，用來進行保密傳輸。一開始它就被設計成抗噪音、抗干擾、抗阻塞和抗未授權檢測。在這種技術中，信號可以跨越很寬的頻段，數據基帶信號的頻譜被擴展至幾倍至幾十倍，然后才搬移至射頻發射出去。這一做法雖然犧牲了頻帶帶寬，但由于其功率密度隨頻譜擴寬而降低，甚至可以將通信信號淹沒在自然背景噪聲中。因此，其保密性很強，要截獲或竊聽、偵察信號非常困難，除非采用與發送端相同的擴頻碼與之同步后再進行相關的檢測，否則對擴頻信號無能為力。目前，最普遍的無線局域網技術是擴展頻譜（簡稱擴頻）技術。擴頻的第一種方法是跳頻（Frequency Hopping），第二種方法是直接序列（Direct Sequence）擴頻。這兩種方法都被無線局域網所采用。

1）跳頻通信

在跳頻方案中，發送信號頻率按固定的間隔從一個頻譜跳到另一個頻譜。接收器與發送器同步跳動，從而正確地接收信息。而那些可能的入侵者只能得到一些無法理解的標記。發送器以固定的間隔一次變換一個發送頻率。IEEE 802.11標準規定每 300ms 的間隔變換一次發送頻率。發送頻率變換的順序由一個偽隨機碼決定，發送器和接收器使用相同變換的順序序列。數據傳輸可以選用頻移鍵控（FSK）或二進制相位鍵控（PSK）方法。

2）直接序列擴頻

在直接序列擴頻方案中，輸入數據信號進入一個通道編碼器（Channel Encoded）并產 生一個接近某中央頻譜的較窄帶寬的模擬信號。這個信號將用一系列看似隨機的數字（偽隨機序列）來進行調制，調制的結果大大地拓寬了要傳輸信號的帶寬，因此稱為擴頻通信。在接收端，使用同樣的數字序列來恢復原信號，信號再進入通道解碼器來還原傳送的數據。

3 窄帶微波無線局域網

窄帶微波 (Narrowband Microwave) 是指使用微波無線電頻帶來進行數據傳輸，其帶寬剛好能容納信號。以前所有的窄帶微波無線網產品都使用申請執照的微波頻帶，直到最近至少有一個制造商提供了在工業、科學和醫藥（ISM，Industrial Scientific and Medicine）頻帶內的窄帶微波無線網產品。

1）申請執照的窄帶RF（Radio Frequency）

用于聲音、數據和視頻傳輸的微波無線電頻率需要申請執照和進行協調，以確保在一個地理環境中的各個系統之間不會相互干擾。在美國，由FCC控制執照。每個地理區域的半徑為28km，并可以容納5個執照，每個執照覆蓋兩個頻率。在整個頻帶中，每個相鄰的單元都避免使用互相重疊的頻率。為了提供傳輸的安全性，所有的傳輸都經過加密。申請執照的窄帶無線網的一個優點是，它保證了無干擾通信。與免申請執照的 ISM 頻帶相比，申請執照的頻帶執照擁有者，其無干擾數據通信的權利在法律上得到保護。

2）免申請執照的窄帶RF

1995年，Radio LAN 成為第一個使用免申請執照ISM的窄帶無線局域網產品。RadioLAN的數據傳輸速率為10Mbps，使用5.8GHz的頻率，在半開放的辦公室有效范圍是50m，在開放的辦公室是100m。Radio LAN采用了對等網絡的結構方法。傳統局域網（例如Ethernet網）組網一般需要有集線器，而 Radio LAN 組網不需要有集線器，它可以根據位置、干擾和信號強度等參數來自動地選擇一個結點作為動態主管。當連網的結點位置發生變化時，動態主管也會自動變化。這個網絡還包括動態中繼功能，它允許每個站點像轉發器一樣工作，以使不在傳輸范圍內的站點之間也能進行數據傳輸。