有线电视技术 协议中，是由一种称为ＣＳＭＡ／ＣＤ（载波侦听多路访问／ 冲突检测）的协议来完成调节，而在８０２．１１无线局域网 程是完全透明的。 ４．２ ８０２．１１ｂ 通信、互联网技术及应用 大数据报进行重新组装，对于上层协议这个分片的过 协议中，冲突的检测存在一定的问题，这个问题称为 “Ｎｅａｒ／Ｆａｒ”现象，这是由于要检测冲突，设备必须能够 一８０２．１ ｌｂ在无线局域网协议中最大的贡献就在于 它在８０２．１１协议的物理层增加了两个新的速度： 边接收数据信号一边传送数据信号，而这在无线系 统中是无法办到的。鉴于这个差异，在８０２．１１中对 ５．５Ｍｂｐｓ和１ １Ｍｂｐｓ。为了实现这个目标，ＤＳＳＳ被选作 该标准的唯一的物理层传输技术，这个决定使得 ８０２．１ｌｂ可以和１Ｍｂｐｓ和２Ｍｂｐｓ的８０２．１１ ＤＳＳＳ系 ＣＳＭＡ／ＣＤ进行了一些调整，采用了新的协议ＣＳＭＡ／ＣＡ （载波侦听多路访问／冲突避免）或者ＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ，分布式协调功能）。 统互操作。最初８０２．１１的ＤＳＳＳ标准使用１１位的 ＣＳＭＡ／ＣＡ利用ＡＣＫ信号来避免冲突的发生，也 就是说，只有当客户端收到网络上返回的ＡＣＫ信号 后才确认送出的数据已经正确到达目的地。ＣＳＭＡ／ＣＡ ｃｈｉｐｐｉｎｇ—Ｂａｒｋｅｒ序列将数据编码并发送，每一个１ １ 位的ｃｈｉｐｐｉｎｇ（码片）代表一个一位的数字信号１或 者０，这个序列被转化成波形（称为一个Ｓｙｍｂｏ１），然 通过这种方式来提供无线的共享访问，这种方式的 ＡＣＫ机制在处理无线问题时非常有效。然而不管是 对于８０２．１ １还是８０２．３来说，这种方式都增加了额外 的负担，所以８０２．１１网络和类似的Ｅｔｈｅｒｎｅｔ网比较总 是在性能上稍逊一筹。 后在空气中传播。这些Ｓｙｍｂｏｌ以１ＭＳｐｓ（每秒１Ｍ的 Ｓｙｍｂｏｌｓ）的速度进行传送，传送的机制称为ＢＰＳＫ （Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ｋｅｙｉｎｇ），在２Ｍｂｐｓ的传送速 率中，使用了一种更加复杂的传送方式称为ＱＰＳＫ （Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ｋｅｙｉｎｇ，正交相移键控）， 无线ＭＡＣ层的另一个问题是“隐藏终端”问题。 两个相反的工作站利用一个中心接入点进行连接，这 两个工作站都能够“听”到中心接人点的存在，而互相 之间则可能由于障碍或者距离原因无法感知到对方 的存在。为了解决这个问题，８０２．１１在ＭＡＣ层上引入 了一个新的Ｓｅｎｄ／Ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ（请求发送／允许发送 ＱＰＳＫ中的数据传输率是ＢＰＳＫ的两倍，以此提高了 无线传输的带宽。 在８０２．１ ｌｂ标准中，一种更先进的编码技术被采 用了，在这个编码技术中，抛弃了原有的１１位Ｂａｒｋｅｒ 序列技术，而采用了ｃｃＫ（ｃ０ｍｐ１ｅｍｅｎｔａｒｙ Ｃｏｄｅ Ｋｅｙｉｎｇ， 补码键控）技术，它的核心编码中有一个由６４个８位 协议）选项，当这个选项打开后，一个发送工作站传送 一编码组成的集合，在这个集合中的数据有特殊的数学 特性使得他们能够在经过干扰或者由于反射造成的 多方接受问题后还能够被正确地互相区分。５．５Ｍｂｐｓ 使用ＣＣＫ串来携带４位的数字信息，而１１Ｍｂｐｓ的速 率使用ＣＣＫ串来携带８位的数字信息。两个速率的 传送都利用ＱＰＳＫ作为调制的手段，不过信号的调制 速率为１．３７５ＭＳｐｓ。这也是８０２．１ ｌｂ获得高速的机理。 个ＲＴＳ信号，随后等待访问接人点回送ＲＴＳ信号， 由于所有的网络中的工作站都能够“听”到访问接入 点发出的信号，所以ＣＴＳ能够让他们停止传送数据， 这样发送端就可以发送数据和接收ＡＣＫ信号而不会 造成数据的冲突，这就间接解决了“ｈｉｄｄｅｎ ｎｏｄｅ”问 题。由于ＲＴＳ／ＣＴＳ需要占用网络资源而增加了额外的 网络负担，一般只是在那些大数据报上采用（重传大 数据报会耗费较大）。 最后，８０２．１１ ＭＡＣ子层提供了另外两个强壮的 为了在有噪音的环境下能够获得较好的传输速 率，８０２．１ｌｂ采用了动态速率调节技术，允许用户在不 同的环境下自动使用不同的连接速度来补充环境的 不利影响。在理想状态下，用户以１１Ｍ的全速运行， 功能，ＣＲＣ校验和包分片。在８０２．１１协议中，每一个 在无线网络中传输的数据报都被附加上了校验位以 保证它在传送的时候没有出现错误，这和Ｅｔｈｅｒｎｅｔ中 通过上层ＴＣＰ／ＩＰ协议来对数据进行校验有所不同。 然而，当用户移出理想的１ １Ｍ速率传送的位置或者 距离时，或者潜在地受到了干扰的话，这把速度自动 按序降低为５．５Ｍｂｐｓ、２Ｍｂｐｓ、ＩＭｂｐｓ。同样，当用户回 到理想环境，连接速度也会以反向增加直至１１Ｍｂｐｓ。 速率调节机制是在物理层自动实现而不会对用户和 其它上层协议产生任何影响。 ４．３ ８０２．１１ａ 包分片的功能允许大的数据报在传送的时候被分成 较小的部分分批传送。这在网络十分拥挤或者存在干 扰的情况下（大数据报在这种环境下传送非常容易遭 到破坏）是一个非常有用的特性。这项技术大大减少 了许多情况下数据报被重传的概率，从而提高了无线 网络的整体性能。ＭＡＣ子层负责将收到的被分片的 ８０２．１ ｌａ协议主要工作在５ＧＨｚ的频率下，数据 传输速率可以达到５４Ｍｂｐｓ，传输距离在１０～１００ｍ之 ２０１ ３年第６期（总第２８２期） ● 通信、互联网技术及应用 问；采用了ＯＦＤＭ（正交频分多路复用）调制技术，可 以支持语音、数据、图像的传输，不过与８０２．１１ｂ协议 不兼容。 有线电视技术 和相移，这会造成信号严重失真。信号带宽中一些频 率干涉使信号增强；而有些频率产生相消干涉，使得 特定频率的信号减弱，甚至有可能消失。 在室内环境下，载波经由不同延迟路径到达接收 ８０２．１１ａ协议凭借传输速度快、受干扰比较少的 特点（因为使用了５ＧＨｚ工作频率），也被应用于无线 局域网。但是因为价格比较昂贵，且向下不兼容，所以 目前市场上并不普及。 ４．４ ８０２．１１ｇ 天线会导致信号“溢出”。多路径引发的信号间冲突 （ＩＳＩ）会引发严重的信号失真；更有甚者，在单一信号 周期内失真情况会不一样。ＩＥＥＥ ８０２．１ ｌｂ协议技术采 用波形称为补码键控（ＣＣＫ），调制实质是单载波正交 相移键控（ＱＰＳＫ），因而也存在多路径延迟问题。 ８０２．１ ｌｇ的最大优势是覆盖地域和吞吐率，它采 用Ｔ作于２．４ＧＨｚ频段的ＯＦＤＭ（正交频分多路复用） ８０２．１ｌｂ采用信道均衡技术解决多路径引发的ＩＳＩ问 题，但要增加信号中继，而且其中复杂的均衡器设计 会影响到系统性能。 技术，与如今广为配置的８０２．１ｌｂ设备保持了后向兼 容性。ＯＦＤＭ最初是作为ＩＥＥＥ ８０２．１ｌａ标准的一部 分应用于ＷＬＡＮ；８０２．１ｌｇ Ｔ作于２．４ＧＨｚ频段，对室 相对于单载波系统，ＯＦＤＭ系统不采用补偿办法 来消除多路径引发的ＩＳＩ问题。ＯＦＤＭ脉冲具备保护 间隔，可将其视为包含冗余信息的信号前缀，在接收 器一方可丢弃而不影响正常的信号解码。设置此保护 间隔为ＯＦＤＭ系统的最重要特性。保护间隔比一般延 迟路径的时间都要长，８０２．１１ａ／ｇ为８００ｎｓ，接收器很 内ＷＬＡＮ环境来说，低频率具备更好的传播特性，因 而地域覆盖要比８０２．１ ｌａ设备广。 尽管业界对ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｇ协议技术仍存在纷 争，但相对于目前其它ＷＬＡＮ技术而言，其高数据率 和远距离传输能力是毋庸置疑的。＿Ｔ作于２．４ＧＨｚ频 段的ＯＦＤＭ波形技术具备的有效组合能力和极强的 穿透能力，令其他ＷＬＡＮ技术望尘莫及，因为它能以 单一ＡＰ实现整个室内环境下的高吞吐率覆盖。 在企业和公众接入网应用领域，８０２．１ｌｇ与 ８０２．１ ｌａ各有千秋。８０２．１ ｌａ丁作于５ＧＨｚ频段，具备更 容易在信号内容中识别并将其舍弃。而且，ＯＦＤＭ原 来应用于８０２．１ｌａ系统中，“移植”到２．４ＧＨｚ频段将 有利于保持与传统８０２．１ ｌｂ设备问的兼容性。 ８０２．１ １ ＷＬＡＮ系统采用的主要信道共享机制为 ＣＳＭＡ／ＣＡ（载波监听多路接入／冲突避免），即“会话前 监听”机制。其中每个节点负责监听传输，它处于基本 服务集（ＢＳＳ）中，服务集包含一个接入点（ＡＰ）和所有 相关客户端。这就引发一个问题，８０２．１ ｌｂ无线信号将 无法监听到采用ＯＦＤＭ的８０２．１ｌｇ信号。 ８０２．１ｌｇ采用所有８０２．１ １信号都能识别的传统 多信道，因而能提供可伸缩性访问。在企业和公众接 入网应用方面，可通过安装更多ＡＰ来补偿地域覆盖 方面的不足。但在室内组网方面不符合成本效益；而 且很多情形下企业网对传输距离要求很高，这种情况 下８０２．１ １ｇ基础架构必然成为首选。理想的方案是低 成本的双模式（同时支持８０２．１１ａ和８０２．１ｌｇ协议）客 户端，这样企业用户就能在８０２．１ｌａ与８０２．１ｌｇ ＡＰ问 实现无缝漫游。 尽管在实际应用方面仍存在诸多争议，但ＩＥＥＥ ＲＴＳ／ＣＴＳ（请求发送／允许发送）应答方式解决了这一问 题。在８０２．１ １网中，所有节点应在ＡＰ接收范围内，但 有可能无法相互识别，这时采用ＲＴＳ／ＣＴＳ机制能明显 减少冲突。８０２．１ ｌｇ正是采用这类机制实现与８０２．１ ｌｂ 问的互操作。运用ＲＴＳ／ＣＴＳ机制，８０２．１ｌｇ ＡＰ能对传 统无线设备进行监控，如果没有发现传统８０２．１ ｌ ｂ设 备，则舍弃ＲＴＳ／ＣＴＳ信号，吞吐率也随之提高。 远距离地域覆盖： ８０２．１１ｇ在现行ＷＬＡＮ技术中的优势还是相当明显 的。ＯＦＤＭ技术具备的高数据率和极强的多路径冗余 能力，使得遵循８０２．１ ｌｇ协议技术的无线设备能够实 现高数据率传输和远距离地域覆盖。 ＯＦＤＭ缓解信号衰耗： 在当今ＷＬＡＮ应用中，ＯＦＤＭ被认为是最佳波形 技术。众所周知，对ＷＬＡＮ设备设计者来说，要解决 的最大难题是多路径传输中的信号衰耗问题。在室内 如上所述，ＯＦＤＭ波形技术特别适合于室内 ＷＬＡＮ应用。从物理学角度来说，传输距离跟波长是 成正比的，因而采用工作于２．４ＧＨｚ频段（波长较长） 的ＯＦＤＭ技术，传输距离比工作于５ＧＨｚ（波长较短） 频段的类似系统要远。当然这是在自由空间的情形， 在应用于室内如家庭或办公室时，情况会略有不同， 环境，信号可从多个方向抵达天线。由于每条传输路 径的距离不一样——最大可达数百英尺（近百米），因 而不同信号从发送器到接收器会有特定的时间延迟 但低频率仍有传输距离优势。 ● ２０１ ３年第６期（总第２８２期） 有线电视技术 通信、互联网技术及应用 从无线传输角度来看，在多数室内ＷＬＡＮ应用 （３）监视系统 系统中，大部分无线信号都得穿透墙壁，并绕过家具 一般位于远方且需受监控现场之场所，由于布线 或其它障碍物。 之困难，可藉由无线网络将远方之影像传回主控站。 （４）展示会场 ５无线局域网拓扑结构与应用范围 诸如一般的电子展、计算机展，由于网络需求极 高，而且布线又会让会场显得凌乱，因此若能使用无 ５．１ 网络拓扑结构 线网络，则是再好不过的选择。 对于不同局域网的应用环境与需求，无线局域网 可采取不同的网络结构来实现互联。 ６与有线网络相比无线局域网的优势 网桥连接型：不同的局域网之间进行互联时，由 于物理上的原因，若采取有线方式不方便，则可利用 （１）安装便捷 无线网桥的方式实现二者的点对点连接，无线网桥不 一般在网络建设中，施 】：周期最长、对周边环境 仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接，还为两 影响最大的就是网络布线施Ｔ工程。在施工过程中， 个网的用户提供较高层的路由与协议转换。 往往需要破墙掘地、穿线架管。而ＷＬＡＮ最大的优势 基站接人型：当采用移动蜂窝通信网接入方式组 就是免去或减少了网络布线的Ｔ作量，一般只要安装 建无线局域网时，各站点之间的通信是通过基站接 一个或多个接入点（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）设备，就可建立覆 入、数据交换方式来实现互联的。各移动站不仅可以 盖整个建筑或地区的局域网络。 通过交换中心自行组网，还可以通过广域网与远地站 （２）使用灵活 点组建自己的工作网络。 在有线网络中 网络设备的安放位置受网络信息 交换机接人型：利用无线交换机可以组建星型结 点位置的。而一旦ＷＬＡＮ建成后，在无线网的信 构的无线局域网，具有与有线交换机组网方式相类似 号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。 的优点。在该结构基础上的ＷＬＡＮ，可采用类似于交 （３）经济节约 换型以太网的工作方式，要求交换机具有简单的网内 由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者 交换功能。 尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大 无中心结构：要求网中任意两个站点均可直接通 量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设 信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道， 计规划，又要花费较多费用进行网络改造。而ＷＬＡＮ ＭＡＣ层采用ＣＳＭＡ类型的多址接人协议。 可以避免或减少以上情况的发生。 ５．２应用范围 （４）易于扩展 （１）大楼之间 ＷＬＡＮ有多种配置方式，能够根据需要灵活选 大楼之间建构网络的连接，取代专线，简单又便宜。 择。这样，ＷＬＡＮ就能胜任从只有几个用户的小型局 （２）企业 域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游 当企业内的员工使用无线局域网络产品时，不管 （Ｒｏａｍｉｎｇ）”等有线网络无法提供的业务。 他们在办公室的任何一个角落，有无线局域网络产 参考文献 品，就能随意地发电子邮件、分享档案及上网浏览。 …《网络工程师培训教程》Ａ （上接第５８页） 互动、宽带业务和移动智能终端点播、直播的需求，实 机顶盒配置如图１３所示。 现广电融合创新业务，将继续促进现有业务的用户规 模和价值提升，为广东有线网络管理和业务发展打下 ５ 结 论 了良好的基础，使在 网融合发展中更具竞争力。 参考文献 在三网融合的严峻形势下，业务的创新和产业的 ［１］ＤＨＣＰ技术，ＷＷＷ．ｈｕａｗｅｉ．ｅｏｍ ｎ 发展，极其关键。广东有线应用０ｐｔｉｏｎ６０和ＣＮＲ技 ［２１ ＲＦＣ ２１３２：ＤＨＣＰ Ｏｐｔｉｏｎｓ ａｎｔ］ＢＯＯ Ｉ＇Ｐ Ｖｅｎｄｏｒ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ，ＷＷＷ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ 术，推出带有ＷｉＦｉ功能的机顶盒，同时满足用户高清 【３］Ｃｉｓｃｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｒｅｇｉｓｔｒａｒ ７．０说明书，ｗｗｗ ｉｓｃｏ．ｃｏｌｎＡ Ａ ２０１ ３年第６期（总第２８２期） ●
