2011/10/15

ch2無線區域網路概念wireless lan 802.11

第二章、無線區域網路概念

1985年,美國聯邦通訊委員會(FCCFederal Communications Commission)決定開放三個ISM頻帶(Industrial Scientific Medical bands),即902~928MHz2.4~2.483GHz5.725~5.875GHz等三個頻帶。此一動作不僅滿足了當時對通訊頻帶日益增加的需求,對於無線網路發展更有著重要的影響。到了90年代初,使用ISM頻帶的通訊產品紛紛出現在市場上,為了使各種競爭的產品之間能夠互通,標準的制訂就成了重要的工作,而後便有IEEE 802.11無線區域網路(wireless LAN)的標準產生。

第一節、IEEE 802.11標準

IEEE 802.11主要的目的是要制訂一套適合在無線網路環境下作業的通訊協定,最重要的工作,就是要制訂出MAC層(Media access control sublayer

和實體層。因此IEEE 802.11的參考模式主要分成三個部份;第一部份定義適用於所有無線網路系統的MAC規格;第二部份制訂和傳輸媒介相關的PHY規格;第三部份則是說明power saving functionality的部份。

為了要達到無線網路的透明化,無線區域網路希望做到在邏輯鍵結層(LLC)就能和別的網路相通,這使得無線區域網路必須將處理移動性收發站及保持資料傳輸可靠性的能力全部做在MAC層中,這和傳統有線網路在MAC所需具有的功能是不同的。此外,針對三種不同的ISM頻帶,也都有不同的PHY規格。

IEEE 802.11無線網路的主要特性如下:

u 傳輸速率最低為1Mbps

u 傳輸媒介為無線電波。

u 通訊協定為CSMA/CA,提供優先權服務。

u 訊框為IEEE 802.11 CSMA/CA訊框。

u 提供保證傳送延遲服務。如果同時有兩個或兩個以上的工作站同時傳送訊框,則會發生衝撞並將訊框視為無效且丟棄。而使用CSMA/CA可避免大部份不必要的衝撞,因此可提供保證傳送延遲的服務。

u 頻寬使用不保證公平。每個工作站實際使用的頻寬量可能不同。

u 較不適合多媒體資訊傳輸。雖然提供保證傳送延遲服務,但1~2Mbps尚不足以應付具有及時要求的多媒體資訊。

第二節、無線區域硬體網路架構

IEEE 802.11中,制訂了兩種不同類型的無線區域網路架構:

² 有基礎架構之無線區域網路(infrastructure Wireless LAN

² 無基礎架構之無線區域網路(Ad Hoc Wireless LAN

所謂的基礎架構通常指的mobile可經過Singlehop聯繫上一個現存的有線網路。在這種網路中,mobile經過Singlehop所連結上的有線網路的特殊節點,稱作access points(簡稱AP)。AP的功能就是要將一個或多個的無線區域網路和現存的有線網路分散系統相連結,以提供某個無線區域網路中的收發站,能和遠距離另一個無線區域網路的收發站通訊。另一方也促使無線區域網路中的收發站,能擷取有線分散是系統中的網路資源。這一類的無線網路通訊範圍,通常是以同一棟建築物出現,例如:商店、醫院,或是同一層樓。

無基礎架構的無線網路主要是要提供不限量的用戶,能及時架設起無線通信網路。在這種網路架構中,通常任兩個用戶間都可以直接通訊,這一類的無線網路架構在會議室、戰場或山區經常用的上。IEEE 802.11所制訂的架構允許Infrastructure Wireless LANAd Hoc Wireless LAN使用同一套基本擷取協定。不過,應用上還是以Infrastructure Wireless LAN居多。

第三節、無線區域網路軟體架構

軟體架構主要可分為收發站軟體與分散式系統軟體二部份。IEEE 802.11的標準中並沒有規定應如何實作軟體架構,而僅是彈性的規定軟體架構應符合哪些功能才能滿足整個系統的需求。

收發站服務由收發站所提供,主要是要求收發站具備正確收送資料的能力,另外也考慮到傳送資料的安全性:

² 身份確認服務(Authentication

² 隱密性服務(Privacy

分散式系統服務則由分散式系統所提供。此類服務要求MAC封包可以在所有與分散式系統連結的無線網路間正確的傳送。這也就是說,只要是在整個擴展無線網路區域中,不論收發站如何移動,都應該要能正確的傳輸與接受其本身的資料。分散式系統服務大部份是由AP來呼叫使用,因此AP也扮演著工作站與分散式系統間的橋樑。其提供五種服務

² 連結服務 (Association)

² 取消連結服務 (Disassociation)

² 分送服務 (Distribution)

² 整合服務 (Integration)

² 重連結服務(Reassociation

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