1.1　什么是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)（Wireless network）是采用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)，與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的用途十分類(lèi)似，最大的不同在于傳輸媒介的不同，一般來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可以分為狹義無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和廣義無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)兩種。

1.1.1　狹義無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

狹義無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)就是我們常說(shuō)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，是基于802.11b/g/n標(biāo)準(zhǔn)的WLAN無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，具有可移動(dòng)性、安裝簡(jiǎn)單、高靈活性和高擴(kuò)展能力等特點(diǎn)，作為對(duì)傳統(tǒng)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的延伸，這種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在許多特殊環(huán)境中得到了廣泛地應(yīng)用，如企業(yè)內(nèi)部、學(xué)校內(nèi)部、家庭等。這種網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)是覆蓋范圍小，使用距離在5~30m內(nèi)。

隨著無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)解決方案的不斷推出，全球WiFi設(shè)備迅猛增長(zhǎng)，相信在不久的將來(lái)，“不論在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以輕松上網(wǎng)”這一目標(biāo)就會(huì)被實(shí)現(xiàn)，下面介紹一些有關(guān)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的概念。

1. 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的起源

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的起源，可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)期間，當(dāng)時(shí)美軍采用無(wú)線(xiàn)電信號(hào)作資料的傳輸，他們研發(fā)出了一套無(wú)線(xiàn)電傳輸技術(shù)，并且采用相當(dāng)高強(qiáng)度的加密技術(shù)。當(dāng)時(shí)美軍和盟軍都廣泛使用這項(xiàng)技術(shù)。

無(wú)線(xiàn)電傳輸技術(shù)讓許多學(xué)者得到了靈感，在1971年時(shí)，夏威夷大學(xué)（University of Hawaii）的研究員創(chuàng)造了第一個(gè)基于封包式技術(shù)的無(wú)線(xiàn)電通信網(wǎng)絡(luò)，被稱(chēng)作ALOHNET網(wǎng)絡(luò)，這可以算是相當(dāng)早期的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)（WLAN）了。最早的WLAN包括了7臺(tái)計(jì)算機(jī)，它們采用雙向星型拓?fù)洌╞i-directional star topology），橫跨四座夏威夷的島嶼，中心計(jì)算機(jī)放置在瓦胡島（Oahu Island）上，從那時(shí)開(kāi)始，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可說(shuō)是正式誕生了。下圖為一個(gè)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。

2. IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)

IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)第一個(gè)版本發(fā)表于1997年，其中定義了介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)接入控制層（MAC層）和物理層。物理層定義了工作在2.4GHz的ISM頻段上的兩種無(wú)線(xiàn)調(diào)頻方式和一種紅外傳輸?shù)姆绞?，總?shù)據(jù)傳輸速率設(shè)計(jì)為2Mb/s。兩個(gè)設(shè)備之間的通信可以以自由直接（ad hoc）的方式進(jìn)行，也可以在基站（Base Station，BS）或者訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)（Access Point，AP）的協(xié)調(diào)下進(jìn)行。

對(duì)于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重要發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，用戶(hù)有必要了解一下IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過(guò)程，具體內(nèi)容見(jiàn)下表。

目前，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備主要使用的是IEEE 802.llb/g/n標(biāo)準(zhǔn)，尤其以IEEE 802.llg最為普及，不過(guò)IEEE 802.lln正在以飛快的速度趕超。

除了上面的IEEE標(biāo)準(zhǔn)，另外有一個(gè)被稱(chēng)為IEEE 802.11b+的技術(shù)，通過(guò)PBCC技術(shù)（packet binary convolutional code）在IEEE 802.11b（2.4GHz頻段）基礎(chǔ)上提供22Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。但這事實(shí)上并不是一個(gè)IEEE的公開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)，而是一項(xiàng)產(chǎn)權(quán)私有的技術(shù)。

3. WiFi聯(lián)盟

WiFi聯(lián)盟成立于1999年，是一家全球及非營(yíng)利性的行業(yè)協(xié)會(huì)，擁有幾百家企業(yè)會(huì)員，致力解決符合IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品的生產(chǎn)和設(shè)備兼容性問(wèn)題，從而推動(dòng)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以增強(qiáng)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)、便攜、移動(dòng)和家用設(shè)備的用戶(hù)體驗(yàn)為目標(biāo)。自2003年3月WiFi聯(lián)盟開(kāi)展此項(xiàng)認(rèn)證以來(lái)，已經(jīng)有超過(guò)4000多種產(chǎn)品獲得了WiFi GERTIFIED指定認(rèn)證標(biāo)志，有力地推動(dòng)了WiFi產(chǎn)品和服務(wù)在消費(fèi)者市場(chǎng)和企業(yè)市場(chǎng)兩方面的全面開(kāi)展。

WiFi聯(lián)盟認(rèn)證標(biāo)志就是無(wú)線(xiàn)技術(shù)支持的象征，被廣泛應(yīng)用在智能手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)和各種便攜式設(shè)備上。

4. 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的組成

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)由以下幾個(gè)部分組成。

（1）站點(diǎn)（Station）。網(wǎng)絡(luò)最基本的組成部分，通常指的就是無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端。

（2）基本服務(wù)單元（Basic Service Set，BSS）。網(wǎng)絡(luò)最基本的服務(wù)單元。最簡(jiǎn)單的服務(wù)單元可以只由兩個(gè)無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端組成，客戶(hù)端可以動(dòng)態(tài)地連接（Associate）到基本服務(wù)單元中。

（3）分配系統(tǒng)（Distribution System，DS）。分配系統(tǒng)用于連接不同的基本服務(wù)單元，分配系統(tǒng)使用的媒介邏輯上和基本服務(wù)單元使用的媒介是截然分開(kāi)的，盡管它們物理上可能會(huì)是同一個(gè)媒介，例如同一個(gè)無(wú)線(xiàn)頻道。

（4）接入點(diǎn)（Access Point，AP）。無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)既有普通有線(xiàn)接入點(diǎn)的能力，又有接入到上一層網(wǎng)絡(luò)的能力。其實(shí)AP和無(wú)線(xiàn)路由器是有區(qū)別的，相比來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)路由器的功能更多，不過(guò)在基本功能方面，兩者并無(wú)實(shí)質(zhì)性的區(qū)別，所以在實(shí)際應(yīng)用中，都會(huì)將無(wú)線(xiàn)路由器稱(chēng)為AP。

（5）擴(kuò)展服務(wù)單元（Extended Service Set，ESS）。由分配系統(tǒng)和基本服務(wù)單元組合而成。這種組合是邏輯上的，并非物理上的，不同的基本服務(wù)單元有可能在地理位置上相差甚遠(yuǎn)。分配系統(tǒng)也可以使用各種各樣的技術(shù)。

（6）關(guān)口（Portal）。用于將無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)和有線(xiàn)局域網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)，是一個(gè)邏輯成分。

以上組成部分使用了3種媒介，站點(diǎn)使用的無(wú)線(xiàn)媒介，分配系統(tǒng)使用的媒介，以及和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)集成一起的其他局域網(wǎng)使用的媒介，物理上它們可能相互重疊。IEEE 802.11只負(fù)責(zé)在站點(diǎn)使用的無(wú)線(xiàn)媒介上尋找地址，分配系統(tǒng)和其他局域網(wǎng)的尋址不屬于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的范圍。

5. 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行原理

要想建立一個(gè)有效運(yùn)行的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，首先需要至少一個(gè)AP，如無(wú)線(xiàn)路由器，然后是至少一個(gè)無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端，即裝有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡的便攜式設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)等。硬件準(zhǔn)備完成后，AP每100ms將SSID信號(hào)封包廣播一次，無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端可以借此決定是否要和這一個(gè)SSID的AP連接，使用者還可以設(shè)定要連接到哪一個(gè)SSID。這就好比用戶(hù)使用智能手機(jī)連接周邊的WiFi一樣，可以有選擇地進(jìn)行連接。不過(guò)，WiFi系統(tǒng)總是對(duì)客戶(hù)端開(kāi)放其連接標(biāo)準(zhǔn)，并支持漫游，這是WiFi的優(yōu)點(diǎn)。

1.1.2　廣義無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

廣義無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)主要包含3個(gè)方面，分別是WPAN、WLAN和WWAN，下面分別進(jìn)行介紹。

1. WPAN

WPAN（Wireless Personal Area Network，無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)通信技術(shù)）即常說(shuō)的無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)。無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)（WPAN）是一種采用無(wú)線(xiàn)連接的個(gè)人局域網(wǎng)。它被用在諸如電話(huà)、計(jì)算機(jī)、附屬設(shè)備以及小范圍（個(gè)人局域網(wǎng)的工作范圍一般是在10m以?xún)?nèi)）內(nèi)的數(shù)字助理設(shè)備之間的通信。

無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)（WPAN）是一種與無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)（WWAN）、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）并列但覆蓋范圍相對(duì)較小的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成上，WPAN位于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈的末端，用于實(shí)現(xiàn)同一地點(diǎn)終端與終端間的連接，如連接手機(jī)和藍(lán)牙耳機(jī)等，WPAN設(shè)備具有價(jià)格便宜、體積小、易操作和功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

支持無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)的技術(shù)包括：藍(lán)牙、ZigBee、超頻波段（UWB）、IrDA、HomeRF等，其中藍(lán)牙技術(shù)在無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)中使用最廣泛，下面就來(lái)介紹幾種主要的技術(shù)。

●　藍(lán)牙（Bluetooth）：藍(lán)牙是一種短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，它可以用于在較小的范圍內(nèi)通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接的方式實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，從而在各種數(shù)字設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)靈活、安全、低動(dòng)耗、低成本的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。

藍(lán)牙技術(shù)的一般有效通信范圍為10m，強(qiáng)的可以達(dá)到100m左右，其最高速率可達(dá)1Mb/s。其傳輸使用的功耗很低，廣泛應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)設(shè)備，如平板計(jì)算機(jī)、手機(jī)、智能電話(huà)等領(lǐng)域。下圖為一個(gè)智能手機(jī)的藍(lán)牙設(shè)置界面，在其中可以開(kāi)啟與關(guān)閉藍(lán)牙。

●　IrDA（紅外）：IrDA是紅外數(shù)據(jù)組織（Infrared Data Association）的簡(jiǎn)稱(chēng)，目前廣泛采用的IrDA紅外連接技術(shù)就是由該組織提出的，到目前為止，全球采用IrDA技術(shù)的設(shè)備超過(guò)了5000萬(wàn)部。

IrDA技術(shù)的主要特點(diǎn)有：利用紅外傳輸數(shù)據(jù)，無(wú)須專(zhuān)門(mén)申請(qǐng)?zhí)囟l段的使用執(zhí)照；設(shè)備體積小、功率低；由于采用點(diǎn)到點(diǎn)的連接方式，數(shù)據(jù)傳輸受到的干擾較小，數(shù)據(jù)傳輸速率高，可達(dá)lGb/s。但存在一定的技術(shù)缺陷，如受視距影響其傳輸距離短、要求通信設(shè)備的位置固定、其點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸連接無(wú)法靈活地組成網(wǎng)絡(luò)等。

2. WLAN

WLAN（Wireless Local Area Networks，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)）即上面所說(shuō)的“狹義無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)”，具體請(qǐng)參考上面狹義無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容。

3. WWAN

WWAN（Wireless Wide Area Network，無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)通信技術(shù)）即常說(shuō)的無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)。WWAN技術(shù)是使得筆記本計(jì)算機(jī)或者其他的設(shè)備裝置在蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)可以在任何地方連接到互聯(lián)網(wǎng)。目前全球的無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)絡(luò)主要采用GSM及CDMA技術(shù)，其他還有3G或者4G等技術(shù)。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，WWAN指的就是通過(guò)通信設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)上網(wǎng)，不管是以前的GSM、EDGE和CDMA，還是現(xiàn)在的3G、4G網(wǎng)絡(luò)，只要用計(jì)算機(jī)中的PC卡裝SIM卡，或者把手機(jī)連在筆記本計(jì)算機(jī)上當(dāng)作Modem連網(wǎng)，都叫WWAN。