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(huì)發(fā)展的信息化趨勢，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)今社會(huì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)運(yùn)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(shí)現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸?，F(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(dá)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(xiàn)標(biāo)識(shí)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)運(yùn)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(shí)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(shí)該技術(shù)也為無線通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)的操作由多個(gè)微碼處理器通過預(yù)先編制的微碼來控制，進(jìn)行并行處理。兩者相輔相成，達(dá)到高效靈活地處理信息的要求。為了實(shí)現(xiàn)某一區(qū)域內(nèi)的資源共享，像打印機(jī)、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(tái)計(jì)算機(jī)通過有線或無線設(shè)備連接成一個(gè)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(gè)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(dá)到通信的目的?，F(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(dá)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(rèn)識(shí)后，雖然在局域網(wǎng)無線通信的設(shè)計(jì)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(jìn)行深入的思考和研究。在無線局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)中不僅要充分發(fā)揮靈活性，移動(dòng)性，易于擴(kuò)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(jī)，也就相當(dāng)于一個(gè)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(jìn)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(diǎn)）。AP是Access Point的縮寫，它是一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)。但當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)中各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相距較遠(yuǎn)時(shí)，隨著信號強(qiáng)度的衰減，傳輸速率會(huì)明顯下降導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作，此時(shí)就要借助于無線天線對所接收或發(fā)送的信號進(jìn)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(dú)立執(zhí)行相關(guān)數(shù)據(jù)認(rèn)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(dú)立運(yùn)行的特點(diǎn)。并且IXP425的中央處理器并不參與獨(dú)立執(zhí)行的任務(wù)，為CPU的高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供了保證。這樣在運(yùn)行多個(gè)程序時(shí)，IXP425不占用CPU的優(yōu)勢也為其他程序的順利運(yùn)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(gè)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(shí)在CPU（即計(jì)算機(jī)運(yùn)行核心與控制核心）的多項(xiàng)設(shè)置的支持下IXP425能夠只靠自己本身去運(yùn)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(yùn)行處理較大的用數(shù)字方法對信號進(jìn)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?yàn)樵贗PX425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(qiáng)大功能的DSP（Digital Signal Processing）軟件庫，同時(shí)還可以處理內(nèi)部四個(gè)不同的語音接口數(shù)據(jù)。并且，因?yàn)镮XP425 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(shí)。

4 如何設(shè)計(jì)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(shí)采用電流的傳輸方式，將信息中的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，其建設(shè)費(fèi)用較大。傳輸中信息數(shù)據(jù)的傳輸范圍通常會(huì)受到限制，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中經(jīng)常會(huì)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(jìn)行信息交換的一種通信方式，其不會(huì)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(yàn)到它帶來的方便和快捷。它的實(shí)現(xiàn)也為人們的網(wǎng)絡(luò)生活增添了色彩，同時(shí)也為我們節(jié)省了在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)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(gè)無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，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(dá)到2Mbps。目前，3Com等公司都有基于該標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)卡。因?yàn)?02.11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(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。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(dòng)應(yīng)用有機(jī)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(huì)得到更大的完善優(yōu)化，給用戶一個(gè)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。

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