局域網(wǎng)無線通信系統(tǒng)的思考

周博

摘 要：由于現(xiàn)如今社會發(fā)展的信息化趨勢，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)今社會中成為了人們生產(chǎn)生活不可或缺的部分。無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Networks，即WLAN）隨著無線通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)運而生。無線多址信道作為無線局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)，高效地實現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)的普及程度已經(jīng)滲透到各行各業(yè)中去，越來越多的信息化需求以及大量上網(wǎng)需求得不到滿足。問題在我國現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)量達不到飛速發(fā)展的上網(wǎng)需求。文章主要介紹了無線局域網(wǎng)的基本概念、局域網(wǎng)無線通信系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：局域網(wǎng) 無線通信系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中圖分類號：TUI 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（c）-0008-02

無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Networks，即WLAN）隨著無線通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)運而生。無線多址信道作為無線局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)，高效地實現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)然無線局域網(wǎng)在發(fā)展過程中遇到過很大的挑戰(zhàn)和阻礙，但與此同時該技術(shù)也為無線通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計及其發(fā)展灌輸了新的思想。

1 無線局域網(wǎng)的概念

無線局域網(wǎng)相比有線局域網(wǎng)（Local Area Network，即LAN）在設(shè)計和組建上都顯得簡單和方便。無線局域網(wǎng)絡(luò)主要是應(yīng)用了射頻RF（RadioFrequency）技術(shù)，從而使存取構(gòu)架較為簡單，相對于傳統(tǒng)繁瑣的雙膠銅線（Coaxia1）所組建的有線局域網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢不言而喻，是一種十分便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。無線局域網(wǎng)是利用無線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以無線多址信道作為傳輸媒介，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的功能，能夠使用戶不管在何時何地都能快捷方便地接入到寬帶網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)絡(luò)處理器是作為一種可編程器件能應(yīng)用在特定的通信領(lǐng)域中來執(zhí)行各種任務(wù)，通常像協(xié)議分析、包處理、聲音/數(shù)據(jù)的匯聚、防火墻及路由分析都是靠網(wǎng)絡(luò)處理器參與工作來完成的。其內(nèi)部一般都是由若干硬件協(xié)處理器與若干微碼處理器所構(gòu)成，其中硬件協(xié)處理器往往應(yīng)用于路由表查找算法、內(nèi)存操作、流量調(diào)度算法、QoS的擁塞控制算法等高層次復(fù)雜的操作，而一般簡單標準的操作由多個微碼處理器通過預(yù)先編制的微碼來控制，進行并行處理。兩者相輔相成，達到高效靈活地處理信息的要求。為了實現(xiàn)某一區(qū)域內(nèi)的資源共享，像打印機、文件、軟件、電郵傳真及日程安排等，就需要將區(qū)域內(nèi)的數(shù)臺計算機通過有線或無線設(shè)備連接成一個工作組，這就是所謂的局域網(wǎng)。局域網(wǎng)相對外部來說是封閉的，僅僅對內(nèi)部是網(wǎng)絡(luò)相通，資源共享的。無線通信，顧名思義，是通過無線信號來傳輸信息的，主要包含了微波通信和衛(wèi)星通信。其中，微波通信通信容量大，但傳輸距離較短僅有幾十千米，所以在傳輸過程中還要依靠微波中繼站，通常每個微波中繼站相隔幾十千米。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成，簡單地說衛(wèi)星通信就是地球上（包括地面和低層大氣中）無線電通信站之間利用衛(wèi)星作為中繼來達到通信的目的。現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)的普及程度已經(jīng)滲透到各行各業(yè)中去，越來越多的信息化需求以及大量上網(wǎng)需求得不到滿足。問題在于我國現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)量達不到飛速發(fā)展的上網(wǎng)需求，從而需要尋求新的方式重新組建網(wǎng)絡(luò)。在對網(wǎng)絡(luò)處理器、局域網(wǎng)和無線通信有了大概的認識后，雖然在局域網(wǎng)無線通信的設(shè)計中有了網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)的支持，但還是有必要對局域網(wǎng)無線通信進行深入的思考和研究。在無線局域網(wǎng)的設(shè)計中不僅要充分發(fā)揮靈活性，移動性，易于擴展等優(yōu)勢，還要滿足人們的日常需要，讓人們真真切切地感受到無線局域網(wǎng)的便利。

2 無線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)備

無線網(wǎng)卡，無線AP，無線天線，無線路由器都是無線局域網(wǎng)組建的基礎(chǔ)設(shè)備。人們所熟知的無線路由器是帶有無線覆蓋功能的路由器，主要是應(yīng)用于用戶上網(wǎng)和無線覆蓋，將家中墻上接出的寬帶網(wǎng)絡(luò)信號通過無線路由器和天線就可以轉(zhuǎn)發(fā)給附近的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，比如筆記本電腦、手機，也就相當(dāng)于一個轉(zhuǎn)發(fā)器。它不僅支持VPN、支持DHCP客戶端、防火墻、支持WEP加密等功能，而且還包括了網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT），支持局域網(wǎng)用戶的網(wǎng)絡(luò)連接共享等功能。無線網(wǎng)卡則是采用無線信號進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端，不用通過有線連接，其功能和普通電腦的網(wǎng)卡基本相同，但局限于已布有無線局域網(wǎng)的范圍內(nèi)。無線AP（無線接入點）。AP是Access Point的縮寫，它是一個無線網(wǎng)絡(luò)的接入點。但當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)中各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相距較遠時，隨著信號強度的衰減，傳輸速率會明顯下降導(dǎo)致無法實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的正常運作，此時就要借助于無線天線對所接收或發(fā)送的信號進行增。

3 IXP425網(wǎng)絡(luò)處理器的構(gòu)架及其功能

由Intel公司研發(fā)的IXP系列網(wǎng)絡(luò)處理器產(chǎn)品在網(wǎng)絡(luò)市場上占有率最高，其最具代表性的產(chǎn)品為IXP425網(wǎng)絡(luò)處理器。IXP425所具備的組成結(jié)構(gòu)與普通處理器并沒有什么大的差異，同樣是處理器、異步收發(fā)端口、網(wǎng)絡(luò)口以及總線，然而值得一提的是在普通網(wǎng)絡(luò)處理器的基礎(chǔ)構(gòu)架上又新增設(shè)了硬件加速系統(tǒng)和新式網(wǎng)絡(luò)處理引擎加密單元等功能。IXP425中的硬件加速系統(tǒng)主要是用來獨立執(zhí)行相關(guān)數(shù)據(jù)認證算法和信息數(shù)據(jù)加密算法的功能，包括了3DES、DES、AES等，擁有著獨立運行的特點。并且IXP425的中央處理器并不參與獨立執(zhí)行的任務(wù)，為CPU的高效運轉(zhuǎn)提供了保證。這樣在運行多個程序時，IXP425不占用CPU的優(yōu)勢也為其他程序的順利運行提供了支持。換言之，在普通網(wǎng)絡(luò)處理器所普遍具備功能的基礎(chǔ)上，IXP425還具備了更敏銳更快的網(wǎng)絡(luò)信息的傳播速度，保證了用戶數(shù)據(jù)的隱私安全。提供給上網(wǎng)者一個更為高速、安全的上網(wǎng)空間，所以獲得不少用戶的青睞與信賴。在控制器的集成方面上，其精巧的內(nèi)部構(gòu)造與優(yōu)異的功能保證了IXP425在使用的過程中能夠支持對流媒體信號的相關(guān)處理。同時在CPU（即計算機運行核心與控制核心）的多項設(shè)置的支持下IXP425能夠只靠自己本身去運行多種流媒體的加解碼，這是IXP425在媒體信號上的優(yōu)勢體現(xiàn)。當(dāng)然，IPX425能夠運行處理較大的用數(shù)字方法對信號進行分析、變換、濾波、檢測、調(diào)制、解調(diào)以及快速算法的軟件庫也是其突出優(yōu)異與普通網(wǎng)絡(luò)處理器的重要原因。因為在IPX425的CPU上，能夠在維持原有的性能的基礎(chǔ)上，更好地去優(yōu)化擁有強大功能的DSP（Digital Signal Processing）軟件庫，同時還可以處理內(nèi)部四個不同的語音接口數(shù)據(jù)。并且，因為IXP425 CPU內(nèi)部構(gòu)架優(yōu)良，有著十分充裕的空間，可以把處理器內(nèi)存中的數(shù)字信號集中起來統(tǒng)一處理，從而在一定程度上縮短了處理信號的時。

4 如何設(shè)計局域網(wǎng)無線通信系統(tǒng)

4.1 無線通信技術(shù)的優(yōu)勢

顯而易見，無線通信技術(shù)在信息的收集以及信息的傳輸方式上，是與有線通信技術(shù)相對立的。在有線通信的信息傳輸中，是以固定的電路為前提，同時采用電流的傳輸方式，將信息中的數(shù)據(jù)進行傳輸，其建設(shè)費用較大。傳輸中信息數(shù)據(jù)的傳輸范圍通常會受到限制，這是因為數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中經(jīng)常會受到電路的限制。而無線通信是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式，其不會局限在任何電路的范圍之內(nèi)。用戶在使用的過程中，可以輕松地體驗到它帶來的方便和快捷。它的實現(xiàn)也為人們的網(wǎng)絡(luò)生活增添了色彩，同時也為我們節(jié)省了在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟上的開銷。

4.2 無線通信技術(shù)的基本原理

在OSI網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，有了無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的設(shè)置。不同的是在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層中有著明確的分工。通常是以802.11協(xié)議為使用途徑，802.11是IEEE最初制定的一個無線局域網(wǎng)標準，主要用于解決校園網(wǎng)和辦公室局域網(wǎng)中，用戶與用戶終端的無線接人，業(yè)務(wù)主要用于數(shù)據(jù)存取，速率最高只能達到2Mbps。目前，3Com等公司都有基于該標準的無線網(wǎng)卡。因為802.11往往在傳輸距離和傳輸速率上都不能滿足人們的日常需要，所以IEEE小組又相繼推出了802.11a和802.11ab兩個新標準。其三者之間技術(shù)上的主要差別在于MAC子層和物理層。

5 結(jié)語

無線局域網(wǎng)完美地把網(wǎng)絡(luò)和移動應(yīng)用有機地結(jié)合在一起，克服了有線局域網(wǎng)的不足。相信無線局域網(wǎng)會得到更大的完善優(yōu)化，給用戶一個全新的面貌。當(dāng)然無線局域網(wǎng)技術(shù)還有很大前景，值得我們不斷思考研究。

參考文獻

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