無線局域網技術白皮書

無線局域網是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物。它利用射頻(RF)技術,取代舊式的雙絞銅線構成局域網絡,提供傳統有線局域網的所有功能,網絡所需的基礎設施不需再埋在地下或隱藏在牆裏,也能夠隨需移動或變化。使得無線局域網絡能利用簡單的存取構架讓用戶透過它,達到“信息隨身化、便利走天下”的理想境界。WLAN是20世紀90年代計算機與無線通信技術相結合的產物,它使用無線信道來接入網絡,爲通信的移動化,個人化和多媒體應用提供了潛在的手段,併成爲寬帶接入的有效手段之一。

一、IEEE802.11無線局域網標準

1997年IEEE802.11標準的制定是無線局域網發展的里程碑,它是由大量的局域網以及計算機專家審定通過的標準。IEEE802.11標準定義了單一的MAC層和多樣的物理層,其物理層標準主要有IEEE802.11b,a和g。

1.1 IEEE802.11b

1999年9月正式通過的IEEE802.11b標準是IEEE802.11協議標準的擴展。它可以支持最高11Mbps的數據速率,運行在2.4GHz的ISM頻段上,採用的調製技術是CCK。但是隨着用戶不斷增長的對數據速率的要求,CCK調製方式就不再是一種合適的方法了。因爲對於直接序列擴頻技術來說,爲了取得較高的數據速率,並達到擴頻的目的,選取的碼片的速率就要更高,這對於現有的碼片來說比較困難;對於接收端的RAKE接收機來說,在高速數據速率的情況下,爲了達到良好的時間分集效果,要求RAKE接收機有更復雜的結構,在硬件上不易實現。

1.2 IEEE802.11a

IEEE802.11a工作5GHz頻段上,使用OFDM調製技術可支持54Mbps的傳輸速率。802.11a與802.11b兩個標準都存在着各自的優缺點,802.11b的優勢在於價格低廉,但速率較低(最高11Mbps);而802.11a優勢在於傳輸速率快(最高54Mbps)且受干擾少,但價格相對較高。另外,11a與11b工作在不同的頻段上,不能工作在同一AP的網絡裏,因此11a與11b互不兼容。

1.3 IEEE802.11g

爲了解決上述問題,爲了進一步推動無線局域網的發展,2003年7月802.11工作組批准了802.11g標準,新的標準終於浮出水面成爲人們對無線局域網關注的焦點。IEEE802.11工作組開始定義新的物理層標準IEEE802.11g。該草案與以前的802.11協議標準相比有以下兩個特點:其在2.4G頻段使用OFDM調製技術,使數據傳輸速率提高到20Mbps以上;IEEE802.11g標準能夠與802.11b的WIFI系統互相連通,共存在同一AP的網絡裏,保障了後向兼容性。這樣原有的WLAN系統可以平滑的向高速無線局域網過渡,延長了IEEE802.11b產品的使用壽命,降低用戶的投資。

1.4 IEEE802.11n

IEEE已經成立802.11n工作小組,以制定一項新的高速無線局域網標準802.11n。802.11n工作小組是由高吞吐量研究小組發展而來的,由802.11g工作小組主席Matthew B. Shoemaker擔任主席一職。該工作小組計劃在2003年9月召開首次會議。

IEEE802.11n計劃將WLAN的傳輸速率從802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上,最高速率可達320Mbps,成爲802.11b、802.11a、802.11g之後的另一場重頭戲。和以往地802.11標準不同,802.11n協議爲雙頻工作模式(包含2.4GHz和5GHz兩個工作頻段)。這樣11n保障了與以往的802.11a b, g標準兼容。

IEEE802.11n計劃採用MIMO與OFDM相結合,使傳輸速率成倍提高。另外,天線技術及傳輸技術,使得無線局域網的傳輸距離大大增加,可以達到幾公里(並且能夠保障100Mbps的傳輸速率)。IEEE802.11n標準全面改進了802.11標準,不僅涉及物理層標準,同時也採用新的高性能無線傳輸技術提升MAC層的性能,優化數據幀結構,提高網絡的吞吐量性能。

二、 IEEE802.11無線局域網的物理層關鍵技術

隨着無線局域網技術的應用日漸廣泛,用戶對數據傳輸速率的要求越來越高。但是在室內,這個較爲複雜的電磁環境中,多經效應、頻率選擇性衰落和其他干擾源的存在使的實現無線信道中的高速數據傳輸比有線信道中困難,WLAN需要採用合適的調製技術。

IEEE802.11無線局域網絡是一種能支持較高數據傳輸速率(1-54Mbit/s),採用微蜂窩,微微蜂窩結構的自主管理的計算機局域網絡。其關鍵技術大致有三種:DSSS、CCK技術,和 PBCC,和OFDM。每種技術皆有其特點,目前,擴頻調製技術正成爲主流,而OFDM技術由於其優越的傳輸性能成爲人們關注的新焦點。

2.1 DSSS調製技術

基於DSSS的調製技術有三種。最初IEEE802.11標準制定在1Mbps數據速率下采用DBPSK。如提供2Mbps的數據速率,要採用DQPSK,這種方法每次處理兩個比特碼元,成爲雙比特。第三種是基於CCK的QPSK,是11b標準採用的基本數據調製方式。它採用了補碼序列與直序列擴頻技術,是一種單載波調製技術,通過PSK方式傳輸數據,傳輸速率分爲1,2,5.5和11Mbps。CCK通過與接收端的Rake接收機配合使用,能夠在高效率的傳輸數據的同時有效的克服多徑效應。IEEE802.11b使用了CCK調製技術來提高數據傳輸速率,最高可達11Mbps。但是傳輸速率超過11Mbps,CCK爲了對抗多徑干擾,需要更復雜的均衡及調製,實現起來非常困難。因此,802.11工作組,爲了推動無線局域網的發展,又引入新的調製技術。

2.2 PBCC調製技術

PBCC調製技術是由TI公司提出的,已作爲802.11g的可選項被採納。PBCC也是單載波調製,但它與CCK不同,它使用了更多複雜的信號星座圖。PBCC採用8PSK,而CCK使用BPSK/QPSK;另外PBCC使用了卷積碼,而CCK使用區塊碼。因此,它們的解調過程是十分不同的。PBCC可以完成更高速率的數據傳輸,其傳輸速率爲11,22和33Mbps。

2.3 OFDM技術

OFDM技術是一種無線環境下的高速多載波傳輸技術。無線信道的頻率響應曲線大多是非平坦的,而OFDM技術的主要思想:就是在頻域內將給定信道分成許多正交子信道,在每個子信道上使用一個子載波進行調製,並且各子載波並行傳輸,從而有效的抑制無線信道的時間彌散所帶來的ISI。這樣就減少了接收機內均衡的複雜度,有時甚至可以不採用均衡器,僅通過插入循環前綴的方式消除ISI的不利影響。

由於在OFDM系統中各個子信道的載波相互正交,於是它們的頻譜是相互重疊的,這樣不但減小了子載波間的相互干擾,同時又提高了頻譜利用率。(如圖1.1所示)在各個子信道中的這種正交調製和解調可以採用IFFT和FFT方法來實現,隨着大規模集成電路技術與DSP技術的發展,IFFT和FFT都是非常容易實現的。FFT的引入,大大降低了OFDM的實現複雜性,提升了系統的性能。(如圖1.2所示OFDM發送接收機系統結構)






圖1.1 FDM信號與OFDM信號頻譜比較

無線數據業務一般都存在非對稱性,即下行鏈路中傳輸的數據量要遠遠大於上行鏈路中的數據傳輸量。因此無論從用戶高速數據傳輸業務的需求,還是從無線通信自身來考慮,都希望物理層支持非對稱高速數據傳輸,而OFDM容易通過使用不同數量的子信道來實現上行和下行鏈路中不同的傳輸速率。

由於無線信道存在頻率選擇性,所有的子信道不會同時處於比較深的衰落情況中,因此可以通過動態比特分配以及動態子信道分配的方法,充分利用信噪比高的子信道,從而提升系統性能。由於窄帶干擾只能影響一小部分子載波,因此OFDM系統在某種程度上抵抗這種干擾。






圖1.2 OFDM系統結構框圖

另外,同單載波系統相比,OFDM還存在一些缺點,易受頻率偏差的影響,存在較高的PAR。

OFDM技術有非常廣闊的發展前景,已成爲第4帶移動通信的核心技術。IEEE802.11a g標準爲了支持高速數據傳輸都採用了OFDM調製技術。目前,OFDM結合時空編碼、分集、干擾(包括符號間干擾ISI和鄰道干擾ICI)抑制以及智能天線技術,最大程度的提高物理層的可靠性。如再結合自適應調製、自適應編碼以及動態子載波分配、動態比特分配算法等技術,可以使其性能進一步優化。

2.4 MIMO OFDM技術

MIMO技術能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統的容量和頻譜利用率。它可以定義爲發送端和接收端之間存在多個獨立信道,也就是說天線單元之間存在充分的間隔,因此消除了天線間信號的相關性,提高信號的鏈路性能增加了數據吞吐量。






圖1.3 MIMO系統原理框圖

現代信息論表明:對於發射天線數爲N,接收天線數爲M的多入多出(MIMO)系統,假定信道爲獨立的瑞利衰落信道,並設N、M很大,則信道容量C近似爲公式

(2.1)

(其中B爲信號帶寬,ρ爲接收端平均信噪比,min(M,N)爲M,N的較小者)。

上式表明,MIMO技術能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統的容量和頻譜利用率。研究表明,在瑞利衰落信道環境下,OFDM系統非常適合使用MIMO技術來提高容量。採用多輸入多輸出(MIMO)系統是提高頻譜效率的有效方法。我們知道,多徑衰落是影響通信質量的主要因素,但MIMO系統卻能有效地利用多徑的影響來提高系統容量。系統容量是干擾受限的,不能通過增加發射功率來提高系統容量。而採用MIMO結構不需要增加發射功率就能獲得很高的系統容量。因此將MIMO技術與OFDM技術相結合是下一代無線局域網發展的趨勢。

在OFDM系統中採用多發射天線實際上就是根據需要在各個子信道上應用多發射天線技術。每個子信道都對應一個多天線子系統。一個多發射天線的OFDM系統。目前正在開發的設備由2組IEEE802.11a收發器、發送天線和接收天線各2個(2×2)和負責運算處理過程的MIMO系統組成,能夠實現最大108Mbit/秒的傳輸速度。支持AP和客戶端之間的傳輸速度爲108Mbit/秒,客戶端不支持該技術時(IEEE802.11a客戶端的情況),通信速度爲54Mbit/秒。

三、IEEE802.11無線局域網的網絡構成

WLAN網絡產品的多種使用方法可以組合出適合各種情況的無線聯網設計,可以方便地解決許多以線纜方式難以聯網的用戶需求。例如,數十公里遠的兩個局域網相聯:其間或有河流、湖泊相隔,拉線困難且線纜安全難保障,或在城市中敷設專線要涉及審批覆雜,週期很長的市政施工問題,WLAN能以比線纜低幾倍的費用在幾天內實現,WLAN也可方便地實現不經過大的施工改建而使舊式建築具有智能大廈的功能。

WLAN的設備主要包括:無線網卡、無線訪問接入點、無線集線器和無線網橋,幾乎所有的無線網絡產品中都自帶無線發射/接收功能,且通常是一機多用。WLAN的網絡結構主要有兩種類型:無中心網絡和有中心網絡。

3.1 無中心網絡

無中心網絡(無AP網絡)也稱對等網絡或Ad-hoc網絡,它覆蓋的服務區稱IBSS。對等網絡用於一臺無線工作站(STA, Station)和另一臺或多臺其他無線工作站的直接通訊,該網絡無法接入有線網絡中,只能獨立使用。這是最簡單的無線局域網結構。(如圖1.4所示)一個對等網絡由一組有無線接口的計算機組成。這些計算機要有相同的工作組名、ESSID和密碼。

對等網絡組網靈活,任何時間,只要兩個或更多的無線接口互相都在彼此的範圍之內,它們就可以建立一個獨立的網絡。這些根據要求建立起來的典型網絡在管理和預先調協方面沒有任何要求。






圖1.4 無中心網絡結構

對等網絡中的一個節點必需能同時"看"到網絡中的其他節點,否則就認爲網絡中斷,因此對等網絡只能用於少數用戶的組網環境,比如4至8個用戶,並且他們離得足夠近。

3.2 有中心網絡

有中心網絡也稱結構化網絡。它由無線AP、無線工作站(STA)以及DSS構成,覆蓋的區域分BSS和ESS。無線訪問點也稱無線AP或無線Hub,用於在無線STA和有線網絡之間接收、緩存和轉發數據。無線AP通常能夠覆蓋幾十至幾百用戶,覆蓋半徑達上百米。(如圖1.5)






圖1.5 有中心網絡結構

BSS由一個無線訪問點以及與其關聯(associate)的無線工作站構成,在任何時候,任何無線工作站都與該無線訪問點關聯。換句話說,一個無線訪問點所覆蓋的微蜂窩區域就是基本服務區。無線工作站與無線訪問點關聯採用AP的BSSID,在802.11中,BSSID是AP的MAC地址。






圖1.6 ESS網絡結構

擴展服務區ESS是指由多個AP以及連接它們的分佈式系統組成的結構化網絡,所有AP必需共享同一個ESSID,也可以說擴展服務區ESS中包含多個BSS。分佈式系統在IEEE802.11標準中並沒有定義,但是目前大都是指以太網。擴展服務區只包含物理層和數據鏈路層,網絡結構不包含網絡層及其以上各層。因此,對於高層協議比如IP來說,一個ESS就是一個IP子網。(結構如圖1.5)

四、 IEEE802.11無線局域網的操作

WLAN網絡的操作可分爲兩個主要工作過程:工作站加入一個BSS,工作站從一個BSS移動到另一個BSS,實現小區間的漫遊。一個站點訪問現存的BSS需要幾個階段。首先,工作站開機加電開始運行,過後進入睡眠模式或者進入BSS小區。站點始終需要獲得同步信號,該信號一般來自AP接入點。站點則通過主動和被動掃頻來獲得同步

主動掃頻是指STA啓動或關聯成功後掃描所有頻道;一次掃描中,STA採用一組頻道作爲掃描範圍,如果發現某個頻道空閒,就廣播帶有ESSID的探測信號;AP根據該信號做響應。被動掃頻是指AP每100毫秒向外傳送燈塔信號,包括用於STA同步的時間戳,支持速率以及其它信息,STA接收到燈塔信號後啓動關聯過程。

WLAN爲防止非法用戶接入,在站點定位了接入點,並取得了同步信息之後,就開始交換驗證信息。驗證業務提供了控制局域網接入的能力,這一過程被所有終用來建立合法介入的身份標誌

站點經過驗證後,關聯(Associate)就開始了。關聯用於建立無線訪問點和無線工作站之間的映射關係,實際上是把無線變成有線網的連線。分佈式系統將該映射關係分發給擴展服務區中的所有AP。一個無線工作站同時只能與一個AP關聯。在關聯過程中,無線工作站與AP之間要根據信號的強弱協商速率,速率變化包括:11Mbps, 5.5Mbps, 2Mbps和1Mbps(以802.11b爲例)。

工作站從一個小區移動到另一個小區需要從新關聯。重關聯(Reassociate)是指當無線工作站從一個擴展服務區中的一個基本服務區移動到另外一個基本服務區時,與新的AP關聯的整個過程。重關聯總是由移動無線工作站發起。

IEEE802.11無線局域網的每個站點都與一個特定的接入點相關。如果站點從一個小區切換到另一個小區,這就是處在漫遊(Roaming)過程中。漫遊指無線工作站在一組無線訪問點之間移動,並提供對於用戶透明的無縫連接,包括基本漫遊和擴展漫遊。基本漫遊是指無線STA的移動僅侷限在一個擴展服務區內部。擴展漫遊指無線SAT從一個擴展服務區中的一個BSS移動到另一個擴展服務區的一個BSS,802.11並不保證這種漫遊的上層連接。近年來,無線局域網技術發展迅速,但無線局域網的性能與傳統以太網相比還有一定距離,因此如何提高和優化網絡性能顯得十分重要。

五、無線局域網的優化方式:移動IP, IEEE802.11e 與雙頻多模WLAN

近年來,無線局域網技術發展迅速,但無線局域網的性能與傳統以太網相比還有一定距離,因此如何提高和優化網絡性能顯得十分重要。

5.1網絡層的優化:移動IP

移動IP概述

由於Internet使用域名來轉換成IP地址,一個發給一個地址的分組總是路由到同一個地方,因此,IP地址是與一個物理網絡的位置相對應,傳統的IP鏈接方式不能經受任何地址的變化。移動IP的引入解決了WLAN跨IP子網漫遊的問題,是網絡層的優化方案。可以把移動IP歸結爲一句話:如果用戶可以憑一個IP地址進行不間斷跨網漫遊,就是移動IP(RFC2002)。如前文所述,802.11無線局域網只規定了MAC層和物理層。爲了保證移動站在擴展服務區之間的漫遊,需要在其MAC層之上引入Mobile IP技術。

移IP的無線局域網

移動主機(MN)在外地通過外地代理(FA)向位於家鄉的家鄉代理(HA)註冊,從而使HA得知MN當前的位置,從而實現了移動性。有了移動IP,主機就可以跨越IP子網實現漫遊。如圖1所示,IP子網的網關路由器旁連接一個FA,FA負責其下無線網段用戶的註冊認證。FA不斷地向本地子網發送代理通告,當移動終端進入子網A時,接收到FA的代理廣播,獲得當地FA的信息,通過當地FA向HA註冊,經過認證後可以被授權接入,訪問Internet。終端在本子網內部移動時,不斷監測AP和FA的信號質量,通過一定的算法得出當前所有FA的優先級,再根據指定的切換策略適時發起切換。如果只是在同一網段的AP間切換,因所處IP子網未變,不需要重新註冊,AP的功能可以支持這種二層的漫遊。當終端在跨網段的AP間切換時,所處IP子網發生改變,此時必須通過新的FA向HA重新註冊,告知當前位置,以後的數據就會被HA轉發至新的位置。移動IP技術大大擴展了WLAN接入方案的覆蓋範圍,提供大範圍的移動能力,使用戶在移動中時刻保持Internet連接。






圖1.7 無線局域網移動IP的網絡結構

WLAN實現移動IP的問題

爲實現移動IP,無線局域網要解決一些技術問題:

IP地址分配:用戶將獲得唯一的IP地址,如同使用移動電話時有一個唯一號碼。

應用透明性:無論上層應用採用何種上層協議都感覺不到移動的影響,這要求無縫移動性在IP層實現。

基礎設施:爲保證服務品質不受影響,用戶在漫遊時,帶寬和服務質量要有保證。

協議軟件:包括網絡側和用戶側的軟件,客戶端軟件須向服務器端軟件報告自己的信息,網絡側軟件則負責解析用戶的實際位置,鑑定用戶身份、分配權限,並提供預定的業務。

5.2 MAC層優化:IEEE802.11e協議

概述

隨着用戶的增多,有線網絡中提出的業務要求,如視頻、語音等實時業務在WLAN中也將得到滿足。這些實時業務要求WLAN的MAC層能夠提供可靠的分組傳輸,傳輸時延低且抖動小。爲此,IEEE 802.11工作組的媒體訪問控制(MAC—Medium Access Control)改進任務組(即E任務組)着手對目前802.11 MAC協議進行改進,使其可以支持具有QoS(Quality of Service)要求的應用。

IEEE802.11MAC協議

普通的802.11無線局域網MAC層有兩種通訊方式,一種叫分佈式協同式(DCF),另一種叫點協同式。分佈式協同(DCF)基於具有衝突檢測的載波偵聽多路存取方法(CSMA/CA),無線設備發送數據前,先探測一下線路的忙閒狀態,如果空閒,則立即發送數據,並同時檢測有無數據碰撞發生。這一方法能協調多個用戶對共享鏈路的訪問,避免出現因爭搶線路而誰也無法通信的情況。它對所有用戶都一視同仁,在共享通訊介質時沒有任何優先級的規定。

點協同方式(PCF)是指無線接入點設備週期性地發出信號測試幀,通過該測試幀與各無線設備就網絡識別、網絡管理參數等進行交互。測試幀之間的時間段被分成競爭時間段和無競爭時間段,無線設備可以在無競爭時間段發送數據。由於這種通訊方式無法預先估計傳輸時間,因此,與分佈式協同相比,目前用得還比較少。

IEEE802.11e的EDCF機制

無論是分佈式協同還是點協同,它們都沒有對數據源和數據類型進行區分。因此,IEEE對分佈式協同和點協同在QoS的支持功能方面進行增補,通過設置優先級,既保證大帶寬應用的通訊質量,又能夠向下兼容普通802.11設備。

對分佈式協同(DCF)的修訂標準稱爲增強型分佈式協同(EDCF)。增強型分佈式協同(EDCF)把流量按設備的不同分成8類,也就是8個優先級。當線路空閒時,無線設備在發送數據前必須等待一個約定的時間,這個時間稱爲“給定幀間時隙”(AIFS),其長短由其流量的優先級決定:優先級越高,這個時間就越短。不難看出,優先級高的流量的傳輸延遲比優先級低的流量小得多。爲了避免衝突,在8個優先級之外還有一個額外的控制參數,稱爲競爭窗口,實際上也是一個時間段,其長短由一個不斷遞減的隨機數決定。哪個設備的競爭窗口第一個減到零,哪個設備就可以發送數據,其它設備只好等待下一個線路空閒時段,但決定競爭窗口大小的隨機數接着從上次的剩餘值減起。

對點協同的改良稱爲混和協同(HCF),混和查詢控制器在競爭時段探測線路情況,確定發送數據的起始時刻,並爭取最大的數據傳輸時間。

5.3物理層優化:雙頻多模無線局域網

雙頻多模WLAN的引入

IEEE802.11工作組先後推出了802.11a、802.11b,和802.11g物理層標準。豐富多樣的標準提升了無線局域網的性能,同時帶來了新的問題。如前文所述802.11a和802.11b分別工作在不同頻段(802.11a工作在5GHz,而802.11b工作在2.4GHz),採用不同調制方式(802.11a採用OFDM,而802.11b採用CCK方式)。一個採用802.11b標準設備工作站進入一個802.11a標準的小區中(其AP節點採用802.11a的標準設備),無法與AP節點進行聯繫。因此,其必須更換爲同比標準的網絡設備,才能正常工作。這就是由不同物理層標準,引起的網絡兼容性問題。






圖1.8 雙頻多模無線局域網結構示意圖

爲了解決上述問題,使不同標準的網絡設備可以更爲自由的移動,出現了一種無線局域網的優化方式:“雙頻多模”的工作方式。如同有線網的發展進程,現在有線網絡主要工作在多模方式下,例如10Mbps/100Mbps混合的局域網加速了有線網絡的發展,成爲有線局域網的主要工作方式。WLAN也開始走向“多模”發展趨勢。

雙頻多模WLAN簡述

所謂“雙頻”產品,是指可工作在2.4GHz和5GHz的自適應產品。也就是說,可支持802.11a與802.11b兩個標準的產品。由於802.11b和802.11a兩種標準的設備互不兼容,用戶在接入支持802.11a和802.11b的公共無線接入網絡時,必須隨着地點而更換無線網卡,這給用戶帶來很大的不便。而採用支持802.11a/b雙頻自適應的無線局域網產品就可以很好的解決這一問題。雙頻產品可以自動辨認802.11a和802.11b信號並支持漫遊連接,使用戶在任何一種網絡環境下都能保持連接狀態。54Mbps的802.11a標準和11Mbps802.11b標準各有優劣,但從用戶的角度出發,這種雙頻自適應無線網絡產品,無疑是一種將兩種無線網絡標準有機融合的解決方案,其需要的投資也很大。

隨着802.11g標準的誕生,雙頻產品隨後也將該標準融入其中,成爲全方位的無線網絡解決方案。而這種可與三個標準互聯的產品叫做“雙頻三模”產品,也稱雙頻多模(Dual Band and Multimode WLAN)。“雙頻三模”顧名思義,就是運行在兩個頻段,支持三種模式(標準)的產品。即同時支持802.11a/b/g三個標準自適應的無線產品,通過該產品,可實現目前大多無線局域網標準的互聯與兼容。可使用戶順暢地高速漫遊於802.11a、b、g標準的無線網絡中,橫跨於三種標準之上,這類產品目前市面上還比較少見,但卻是“雙頻”產品的發展方向,具有良好的前景。(如圖1.9)






圖1.9 雙頻多模WLAN接收發送端組成框圖

雙頻多模WLAN的應用

隨着802.11標準b, a和g不斷融合,雙頻多模無線局域網越來越顯示出其優越性。首先,如前文所述b, a和g標準有其各自的優勢和特點以及適合它們的工作環境。雙頻多模方式根據不同的環境,使用不同的標準,最大程度的發揮802.11標準的各自優勢和特點。其次,在熱點地區如車站,飛機場,倉庫,超市等,無線局域網的密度大,小區間的切換頻繁。雙頻多模的工作方式也是解決小區間無縫切換的問題的好的思路。

六、 無線局域網行業應用現狀

無線局域網的應用範圍非常廣泛,如果其應用劃分爲室內和室外的話,室內應用包括大型辦公室、車間、智能倉庫、臨時辦公室、會議室、證券市場;室外應用包括城市建築羣間通信、學校校園網絡、工礦企業廠區自動化控制與管理網絡、銀行金融證券城區網、礦山、水利、油田、港口、碼頭、江河湖壩區、野外勘測實驗、軍事流動網、公安流動網等。

6.1石油工業

油礦的地形起伏不平,敷設電纜後不易傳導,而且電纜穿過煉油廠可能是潛在的危險。無線網連接可提供從鑽井臺到壓縮機房的數據鏈路以便顯示和輸入由鑽井獲取的重要數據。海上鑽井平臺由於寬大的水域阻隔,數據和資料的傳輸比較困難。敷設光纜費用又很高,施工難度很大。使用無線網技術,費用不及敷設光纜的十分之一,效率高,質量好。

6.2運輸行業

鐵路運輸貨場和碼頭貨場,由於大型吊車,運輸道路和貨物通道不能敷設電纜,使用步話機報告貨位和貨號極易產生差錯,無線計算機網絡可以把貨物情況和資料直接傳輸到計算機中進行處理,大大提高了工作效率和服務質量,避免了不必要的差錯。

6.3醫療行業

現在很多醫院都有了計算機管理系統、大量的計算機病人監護設備、計算機控制的醫療裝置和藥品等庫存計算機管理系統。無線網絡可以使醫療專家和管理者在醫院內的任何地方使用移動和手持計算機設備方便地存取這些信息。利用無線網,醫生和護士在設置計算機專線的病房、診室或急救中進行匯診、查房、手術時可以不必帶着沉重的病例,而使用筆記本電腦實時記錄醫囑,並傳遞處置意見,查詢病人病歷和檢索藥品,還可以訪問中央專家系統以幫助診斷或預測藥物的相互作用和反應。

6.4製造行業

製造工廠往往不能敷設連到計算機的電纜,在加固混凝土的地板下面也無法敷設計算機電纜,空中起重機使人很難在空中佈線,零備件及貨物運輸通道使得也不便在地面佈線。這種情況使用數字化製造設備、數字採集裝置、機器人設備時應用無線網絡是很合適的。工程師和技術人員在進行檢修,更改產品設計,討論工程方案以及其他技術處理時,可以利用無線網在工廠車間或廠區的任何地方查閱技術檔案、工程工藝和過程圖,發出技術指令,請求技術求援,甚至和廠外專家討論問題。

6.5零售業

倉庫零備件和貨物的發送和貯存註冊可以使用無線鏈路直接爲條形碼閱覽器、筆記本電腦和中央處理計算機進行連接,進行清查貨物,更新存儲記錄和出據清單。流動的工作人員直接使用手持設備就可以進行庫存管理和數據採集加工。

6.6 金融服務行業

銀行和證券、期貨交易業務都需要無線網絡的支持,把一個城市的銀行與其分佈在城市各處的下屬機構相連。即使已經有了有線計算機網,爲了避免由於線路等出現的故障,仍可使用無線計算機網做備份。在證券和期貨交易業務中,價格以"買"和"賣"的信息變化極爲迅速、頻繁,利用手持通信器輸入信息,通過無線網絡迅速傳遞到計算機、報價服務系統和交易大廳的顯示屏,管理員、經紀人和交易者可以迅速利用信息進行管理和手持通信器進行交易。避免了用手勢、送話器和人工錄入及報價而產生的不準確和時間延誤而造成的損失。

6.7飲食、交通旅遊服務行業

很多餐廳的服務員已經使用步話機或尋呼技術把餐廳中顧客需要的菜通知廚房,廚房也用同樣的辦法通知餐廳,顧客所需要的菜已經準備好了,這實際只是整個過程中的一部分。無線網絡可以進一步做到,由餐廳中走來走去的點菜服務員通過手持終端機把顧客的需求送入計算機,把菜單立即打印給廚房並且把做好的菜立即通知給服務員,當然也可以在手持終端機屏幕顯示的菜單上直接點菜,結賬時可通過同一個系統及時打印結賬單。旅館採用無線網,可以做到隨時隨地爲顧客進行及時周到的服務。登記和記賬系統一經建立,顧客無論在區域範圍內的任何地點進行任何活動,比如在酒吧、健身房、娛樂廳或餐廳等都可以通過服務員的手持通信終端來更新記賬系統,而不必等待複雜的核算系統結果。

6.8比賽競技場

無線網可以用來完成比賽場館進行的各種競賽記分的處理、統計、發送和記錄存儲工作。也適合於一些文藝及其他競賽的比賽記分系統,特別是在那些多用途並進行多種比賽的場合。

6.9移動辦公環境

在辦公環境中使用無線網絡系統,可以使辦公用的計算機具有移動能力,在網絡範圍內可實現計算機漫遊。各種業務人員、部門負責人、工程技術專家和管理人員,只要有可移動計算機或筆記本電腦,無論是在辦公室、會議室、洽談室,甚至在宿舍都可通過無線網絡隨時查閱資料、獲取信息。

目前,越來越多的無線局域網產品投放市場,價格越來越低、覆蓋範圍也不斷增大,而依據規範開發網絡底層到應用層接口的中間件廠家也將有更多的應用產品投放市場。無線局域網已作爲一種寬帶網絡解決方案得到了應用,可以預見,隨着網上多媒體技術的日益應用發展,傳輸速率更高的無線網絡設備將會涌現。所以,對無線局域網設備和服務的投資前景將會非常樂觀。總之,在無線局域網用戶和運營商的雙重推動下,未來兩年內,WLAN網絡的應用將會成爲未來網絡的技術主流之一。  

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