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利用无线网络组建局域网
万敏 刘可薇
西南石油学院（610500）
摘 要：本文首先介绍了无线网络技术以及其传输方式、结构、网络协议和应用，然后讨论了在不同地理环境中组建局域网的几种连网方式。
关键词：无线网络、局域网、IEEE802.11
1 引言
随着网络技术日新月异的迅速发展，人们已经无法抵制网络对传统生活与工作方式的影响与渗透。但由于用户越来越多、设备越来越复杂以及区域不断扩大等多种因素，传统的有线网络带给我们方便的同时也存在着诸多不便。也许你正为实验室、办公室中错综复杂的线缆发愁，也许你正为耳机或网线太短而烦恼，或者你正为如何方便地控制纷繁复杂的数据语音设备而绞尽脑汁，更或者你正为如何实现高校两相距很远的校区间的组网而束手无策。那么怎样解决这些日益严重的问题呢？办法就是无线网络，它在这方面具有无与伦比的优越性。
在未来的信息社会中，无线网络将以其独特的灵活性、可移动性、易扩展性得到越来越广泛的应用。不管是把它作为有线网络的补充，还是局部代替有线网络都是具有现实意义和经济效益的。
2无线网络介绍
2.1无线网络技术
一般来讲，凡是采用无线传输媒体的计算机网络都可以称为无线网络，它主要有以下三
种应用：蓝牙技术、红外线通讯技术、无线局域网技术。
蓝牙（Blue Tooth）技术是目前一项十分先进的无线网络技术，它以低成本、短距离的无线连接为基础，取代电缆把一定范围内的通讯设备连接起来，实现不同设备之间的快速通信。具有蓝牙功能的产品有手机、PDA、手表、家用电器、数据网络产品等，这些产品可以非常容易的组成一个小范围的临时专用无线网络，实现数据传送的速率可以达到721Kb/s。
红外线（IR）通讯技术是以红外线为传输介质无线网络技术。由于它不受无线电干扰，而且红外线不受无线管理委员会的限制，最近几年发展很快。但是红外线的穿透性很差，因此只适合于没有障碍物的环境。目前主要应用于家庭中，比如说大多数家庭遥控器就采用红外线通讯。
无线局域网（WLAN）是以无线电波作为传输介质，使用射频技术实现与设备位置无关的网络数据传输系统。虽然有线网络因为传输速度高、产品众多、技术发展快，成为市场上主要采用的连网方式，但随着网络在各行各业中应用越来越广，有线网络的弊端也日益显露出来，而且随着无线网络技术的不断完善，产品的增加和成本的下降，无线局域网成为目前发展最迅速的领域之一，相应的技术层出不穷，应用日益广泛。
2.2无线网络传输方式
传输方式包括无线网络的传输媒体、选择频段和调制方式。传输媒体现阶段主要是无线电波和红外线。前面讲过，红外线的使用范围有限，我们主要介绍以微波为媒介的无线网络。采用微波作为传输媒体的无线网络根据调制方式不同，又分为扩展频谱方式和窄带调制方式。
扩展频谱方式就是把基带信号的频谱扩展到几倍~几十倍，然后搬移到射频发射出去，射频描述的是无线电波一秒钟振动的次数。扩展频谱方式虽然牺牲了频带带宽，但提高了通讯系统的抗干扰能力，而且由于单位频带里的功率降低，对其他的电子设备的干扰也减小了。这种方式的无线网络一般采用ISM（Industrial Scientific Medical）频段，大多数工业、科研和医疗设备的辐射能量集中在这个频段。
窄带调制方式中基带信号被直接搬移到射频发射出去，不做任何的频谱扩展，因此这种方式所占频带少，频带利用率高。窄带调制方式的无线网络一般选用专用的频段，这需要国家无线电管理部门的许可，显得比较麻烦。当然也可以选用ISM频段，但通信质量无法保证，尤其附近有设备使用ISM频段时，通讯可靠性会受到严重影响。
2.3无线网络的拓扑结构
无线网络的拓扑结构就是网络连接和通讯方式，它分为无中心拓扑结构和有中心拓扑结构。在实际应用中，根据具体情况通常是把两种结构混合使用。
无中心拓扑结构（PEER TO PEER）就是网络中的任意两个站点都可以直接通讯，每个站点都可以竞争公用信道，信道的接入控制协议（MAC）采用载波监测多址接入（CSMA）类型的多址接入协议。无中心拓扑结构的优点是抗毁性强、建网容易、费用低。但是从它的结构可以看出，当网络中站点过多时，竞争公用信道变的非常激烈，这将成为影响系统性能的主要杀手，而且为了满足任意两个站点的直接通讯，公用信道的布局也将受到环境的限制，因此这种结构主要应用在用户较少的网络。
有中心拓扑结构（HUB—BASED）就是网络中有一个无线站点作为中心站，控制所有站点对网络的访问。这种结构解决了无中心拓扑结构中当用户增多时竞争公用信道所带来的性能恶化，同时也没有了怎样布局公用信道的烦恼。当无线局域网需要接入有线网络比如Internet时，有中心拓扑结构就显得非常方便，它只需要将中心站点接入有线网络就可以了。这种结构的缺点就是抗毁性差，只要中心站点出现故障，会导致整个网络的通讯中断，而且中心站点的设立也增加了网络成本。
2.4无线网络的协议
IEEE802.11是IEEE委员会在1977 年制定的最初的无线局域网标准。它规定了无线局域网的电气特性和数据通信准则，主要用于办公室和校园网，速率只能达到2Mb/s。由于802.11不能满足距离和速度上的要求，后来又制定了IEEE802.11a和IEEE802.11b，这两个标准的速度较快，稳定性和互用性较高，适用区域网。三种标准的不同在于MAC子层和物理层。IEEE802.11a工作在5GHZ频带，物理层速率达到54Mb/s，传输层达到25Mb/s，采用正交频分复用的独特扩频技术，提供25Mb/s的天线接口和10Mb/s的以太网无线帧结构接口，支持语音、数据、图像业务。IEEE802.11b的物理层支持5.5Mb/s和11Mb/s两个新速率，使用动态速率漂移，可随环境变化在几个速度之间切换。
以低速度、短距离应用为主的蓝牙（IEEE802.15）和Home RF等标准更具有移动性，而且体积小，可作为IEEE 802.11系列的补充，主要应用于家庭和小型办公室。
IEEE802.11g是目前被普遍看好的新一代无线网络协议，最大传输速率是54Mb/s，工作频率采用2.4GHZ，符合802.11g的无线设备可以兼容802.11b的无线客户端。
3 无线网络的应用
无线网络的应用非常广泛，石油工业、医护管理、工厂车间、库存控制、展览和会议、金融系统、旅游服务、无线视频监控、移动办公、矿场等多种场合都可以利用无线网络所带来的便利。在国外一些发达国家，无线局域网已经广泛应用于计算机需要移动办公的地方，实现漫游联网，使用者只要在自己的电脑上装上无线网卡就可以在任何时候、任何地方运用网络进行通讯。新加坡的国立大学建立了一个无线校园网，全校师生无论在教室、宿舍还是操场都可以与学校的主干网相连。在国内，无线网络主要应用于工厂总部和各分厂之间、银行和下属单位之间、商业中心和各营业点之间。
3.1两地相隔较远地方的连网方式
对于相隔一公里以上的两个地方连网，基于有线网络难于布线的缺点，最好使用无线网络。由于我们只需要分区之间的相互通讯，不考虑对其他无关地域的网络覆盖，因此采用定向微波传送来进行分区之间的连接。我们可以通过点对点通讯，数据传送距离可达到50公里。如果实际距离超出最大距离，可根据实际需要增加中继点。参考连接图如图1所示。

图1 两个分区之间的连网图
3.2分区的室外连网方式
两个分区的室外建网采取有线网络为主，无线网络为辅的原则。在容易布线的情况下采用有线网络LAN方式，难于布线的环境下采用无线网络WLAN方式，同时注意原有有线网络资源的利用。 具体我们可以在各建筑群中采取点对多点的连接通讯方式，将其中一个建筑设置为中心站点，其它建筑作为从站，然后利用全向天线把各站点覆盖在信号范围内。室外全向天线大约可覆盖10km的半径范围。参考连接图如图2所示。

图2 分区的室外连网方式
3.3室内的连网方式
室内的连网我们可以继续使用原先已组建好的有线网络，但是若在没有安装有线网络或需要把有线网络改造成为可移动无线网络的地方，可以利用无线接入点AP进行室内无线组网。
我们首先要确定AP的数量和位置。一个AP通常可以支持80台计算机，但要工作性能最佳的话最好只接入20~30台。AP的室内覆盖范围是30~100m，每个AP形成的无线信号覆盖区要交叉覆盖，而且必须是无缝连接。最后我们用双绞线将AP连到局域网的交换机上，使室内的无线网络能与校园内的骨干网通讯，当然骨干网络可以是有线网络，也可以是无线网络，这根据实际情况确定，只不过连接的时候前者需要线缆，后者需要无线网桥等设备。参考连接图如图3所示。

图3 室内的无线组网方式
前面根据不同情况所提出的三种组网方式，使整个网络成为一个有线、无线的混合体。这种混合组网方式不仅克服了单纯有线网络布线困难，不能支持漫游和移动的缺点，又避免了单纯无线网络成本较高的烦恼。 这不只是方便使用者，同时也提高了整个网络的性能和档次，为以后的维护和扩展提供了便利。虽然现在国内局域网基本上还是处于单纯的有线网络时代，但上述的混合组网方式具有极大的优越性，相信在不久的将来必然成为通领局域网的佼佼者。
4 结束语
在国内无线网络技术还没有得到广泛的应用，但随着人们对信息化要求的不断提高和有线网络本身的缺点，无线网络最终要融入到我们的生活中来。无线网络虽然具有传统网络无法比拟的优越性，但从实际来看无线网络并不能完全取代有线网络，而两者因地制宜的结合使用却能是整个网络的性能、品质最优。现在这种混合组网的方式已出现在国内外的一些高校和企业中，相信不久的将来它将成为局域网的主要组网形式。

参考文献：
1． 无线网络·刘昌华·科技创业·2003
2． 无线局域网络的技术特性和应用状况·姚金章·网络与多媒体·2004
3． 局域网经典案例教程·李馥娟·清华大学出版社·2002.12