無線基礎--無線網絡的結構
無線網絡技術的發展日益成熟,那么作為網絡新手,我們并不了解無線網絡的構造,它是如何進行過工作的呢?下面文章就為我們揭示答案。
凡是采用無線傳輸媒體的網絡都可稱為無線網絡,這里的無線媒體可以是無線電波、紅外線或激光。無線網絡包括無線局域網和無線廣域網,在這里我們總結一下各種常見的無線網絡。
一、無線局域網
無線局域網的組成包括無線網絡接口卡(NIC)和無線接點(Access Point,AP)。無線網絡接口卡把PC機或其它設備與無線網絡連接起來;接入點就像是無線網絡的一個無線基站,將多個無線的接入站聚合到有線的網絡上。
無線局域網的傳輸方式涉及到采用的傳輸媒體、選擇的頻段及調制方式。目前無線局域網采用的傳輸媒體主要有兩種,即無線電波與紅外線。在采用無線電波為傳輸媒體的無線局域網移調制方式不同,又可分為擴展頻譜方式與窄帶調制方式。
二、藍芽技術
Bluetooth(藍芽)取自十世紀統一了丹麥的國王(哈拉德二世)的名字。用他的名字來命名這種新的技術標準,其目的是不言而喻的,那就是期望統一。所謂藍芽(Bluetooth)技術,實際上是一種短距離無線通信技術,它是一種無線數據與語音通信的開放性全球規范。藍芽以低成本的近距離無線連接為基礎,為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接。利用“藍芽“技術,能夠有效地簡化掌上電腦、筆記本電腦和移動電話手機等移動通信終端設備之間的通信,也能夠成功地簡化以上這些設備與Internet之間的通信,從而使這些現代通信設備與internet之間的數據傳輸變得更加迅速高效,為無線通信拓寬道路。
1998年5月,瑞典Ericsson、芬蘭Nokia、日本Toshiba、美國IBM和Intel公司等五家著名廠商,在聯合開展短程無線通信技術的標準化活動時提出了“藍芽”技術,其宗旨是提供一種短距離、低成本的無線傳輸應用技術,有效傳輸距離大約為10m,在配備功率放大器時,傳輸距離可擴大。這五家廠商還成立了藍芽特殊利益集團(BluetoothSIG),盡力使“藍芽”技術能夠成為未來的無線通信標準。
藍芽系統一般由無線單元、鏈路控制(固件)單元、鏈路管理(軟件)單元和藍芽軟件(協議棧)單元四個功能單元組成。
無線單元射頻部分通過2.4GHzISM頻段的微波來實現數據位流的過濾和傳輸。藍芽要求其天線部分體積十分小巧、重量輕,因此,藍芽天線屬于微帶天線。
鏈路控制單元負責處理基帶協議和其它一些低層常規協議。它有3種糾錯方案:
■1/3比例前向糾錯(FEC)碼
■2/3比例前向糾錯碼
■數據的自動請求重發方案。
鏈路管理(LM)軟件模塊攜帶了鏈路的數據設置、鑒權、鏈路硬件配置和其它一些協議。LM能夠發現其它遠端LM并通過LMP(鍵路管理協議)與之通信。
藍芽軟件(協議棧)單元是一個獨立的操作系統,不與任何操作系統捆綁。它必須符合已經制定好的藍芽規范。藍芽規范是為個人區域內的無線通信制定的協議,它包括兩部分:第一部分為核心(Core)部分,用以規定諸如射頻、基帶、連接管理、業務搜尋(service discovery)、傳輸層以及與不同通信協議間的互用、互操作性等組件;第二部分為協議子集(Profile)部分,用以規定不同藍芽應用(也稱使用模式)所需的協議和過程。
三、HiperLAN技術
HiperLAN(高性能無線局域網)是為集團消費者、公共和家庭環境提供無線接入到因特網和未來多媒體,即實時視頻服務。由歐洲電信標準化協會(ETSI)的寬帶無線電接入網絡(BRAN)小組制定的,到目前為止,已推出HiperLAN1和HiperLAN2兩種標準。該標準與IEEE 802.11標準類似,制定了網絡結構中的物理層和數據鏈路層。
ETSI所制定的標準有4個:HiperLAN1、HiperLAN2、HiperLink和HiperAccess;其中HiperLAN1和2用于高速無線LAN接入,HiperLink用于室內無線主干系統,HiperAccess用于室外對有線通信設施提供固定接入。
HiperLAN中的兩個站點不通過有線網絡也能直接交換數據,這與IEEE802.11的Ad Hoc工作模式相似。最簡單的HiperLAN包含兩個站點,但是如果兩個HiperLAN站點彼此處在覆蓋范圍之外,那么就利用其他站點中轉信息。工作頻帶為5.15~5.3GHz和17.1~17.3GHz。
HiperLAN1對應1EEE802.11b,HiperLAN2與1EEE802.11a具有相同的物理層。HiperLAN1采用高斯濾波最小頻移鍵控(GMSK)調制,其速率最大23.5Mbps,工作在5.15~5.3GHZ。HiperLAN1具有如下特點:
■覆蓋范圍小,約為50m。
■支持同步和異步話音傳輸。
■支持2Mbit/s視頻傳輸。
■支持10Mbit/s數據傳輸。
HiperLAN2的協議棧由兩大部分組成:控制部分和用戶部分。用戶部分主要負責通過已建立的連接信道進行通信,而控制部分主要負責對連接建立、釋放和監督等進行控制和管理。 HiperLAN2的協議結構可以分為三個基本層:物理層(PHY)、數據鏈路控制層(DLC)和聚合層(CL)。
HiperLAN2物理層的傳輸方式為猝發,它由前導部分和數據部分組成,而數據內容主要來源于DLC中的每條傳輸信道。HiperLAN2使用正交頻分多路復用(OFDM)技術,這主要是因為它被用于高度分散的信道時具有優異的性能。協議規定信道間距為20MHz,這樣,每個信道不但可以具有高比特率,而且在分配的頻譜內可以提供的信道數量也比較合適(如歐洲為19條信道)。每條信道使用52個子載波,其中48個子載波攜帶實際數據,其余4個子載波攜帶導頻信息。保護間隔的時長是800ns,這個時間足以使得延遲擴散高達250ns的信道具有良好的性能。在較小的室內環境中,可以選用更短的時長為400ns的保護間隔。
物理層的一個重要作用是提供調制和編碼功能。它不僅非常適合于當前的無線鏈路質量,而且能夠滿足不同的物理層特性。HiperLAN2還支持BPSK、QPSK和16QAM、64QAM等子載波調制方案。
數據鏈路層(DLC)由AP和MT之間的邏輯鏈路組成。 DLC包括媒體訪問和傳輸(用戶部分)功能,以及用于終端/用戶的連接處理(控制部分)功能。因此,DLC層由以下幾個部分組成:媒體訪問控制(MAC)協議、差錯控制(EC)協議以及各種信令和控制協議等。