集群服务器如何通信

一、 集群通信系统的概念
集群(英文名为：Trunking),是一种多用户共用一组通信信道而不互相影响的技术。集群这一技术概念其实已在双向的无线通信领域中被广泛应用。
集群通信系统能使大量的用户共享相对有线的频率资源，即系统的所有可用信道可为系统内所有用户共用，具有自动识别用户，自动并动态地分配无线信道的功能，是一种多用途，高效率的移动调度通信系统
二、 集群通信系统的特点
1、 集群使用的频率
集群的工作频段为800兆频段，具体的：
· 上行频段为：806～821（MHz）;下行频段为：851～866(MHz);
· 邻道之间的频率间隔为：25KHz;
· 集群系统中，通信的双方（基站和用户终端）采用两个频率为一组，实现双向通信；
· 一组频点的上下行频率间隔为：45MHz;
2、 集群通信的工作方式
集群系统中基站采用双频全双工的工作方式，用户终端则根据不同的工作模式采用不同的工作方式：
调度模式下，采用双频半双工方式；
电话模式下，若用户终端为全双工类型的终端可采用双频全双工方式；若为单工用户机，则只能采用双频半双工方式；
双频全双工的定义：通信双方采用两个频率为一组，通信的任何一方在发射的同时也能接收， *** 作方便，无需进行按键通信。
双频半双工的定义：通信的双方采用两个频率为一组，通信的一方（基站）为全双工方式工作；另一方为单工方式，即在发射的同时无法接收，在接收的同时也无法发射，只能采用按键发话，松键收听的方式。
3、 集群系统的组网方式
模拟集群系统一般采用小容量大区制的覆盖（又称为单站结构），模拟联网的集群系统和数字集群系统一般采用大容量小区制的覆盖（又成为蜂窝网结构）；
所谓大区制是指用一个基站覆盖整个业务区，业务区半径一般为30km左右，以可大至60km。大区制一般可容纳几千至上万用户。
所谓小区制是将整个服务区话分为若干无线小区（有称基站区），每个小区服务半径为2～10km。采用该组网方式的系统中频率可以重复利用,而且根据小区分割模式不同可采用不同的频率复用方式。
4、 集群系统的基本功能
集群系统所共有的基本功能如下：
1、具有强劲的调度通信功能；
2、兼备有与公共电话网和公共移动通信网互联的电话通信功能；
3、智能化的用户移动行管理功能；
5、 智能化的无线信道分配管理、系统控制和交换功能；
三、 集群通信系统分类
1、按控制方式分
有集中控制和分布控制。集中控制是指一个系统中有一个独立的智能控制器统一控制、管理资源和拥护。分布式控制方式是指每个信道都有一个单独的控制起，这些控制器分别独立的控制、管理相应的系统资源和一部分用户。
2、按信令方式分
有共路信令和随路信令方式。共路信令是指基站或小区内设定了一个专门的信道作为控制信道，用以接收用户机发出的通信、入网等请求信号，同时传输系统的控制信令，向用户下达信道分配信息和用户通知信息。
3、按通话占用信道分
有信息集群、传输集群和准传输集群。信息集群是指用户完成一次通信后，该信道仍为该用户保留一段时间（一般为10秒左右），以确保该用户在这段时间内再次呼叫时仍能成功占用信道，如此来保证信息的完整性；传输集群是指当用户完成一次通信后，新道立即释放，以提供系统再次分配，如此来提高系统资源的利用率；准传输集群是介于以上两种之间的一种集群方式，即信道保留的时间略短于信息集群（一般为3秒左右）。
4、按信令占信道方式分
有固定式和搜索式。固定实是指信令信道（控制信道）是系统中固定的一个信道，用户在入网或业务请求式固定向该信道发起请求；搜索式是指信令信道不固定，由系统随机指定，用户每次入网或业务请求均必须搜索信令信道。
模拟集群
一、设备及组织结构
本公司三个集群基站均采用美国MOTOROLA公司生产的集群移动通信系统SMARTNETII，系统组成如图所示，主要由中央控制器、电话互联终端、集群信道机、收发天线共用器、天线、系统管理终端、系统监视终端、移动台和手机等设备组成。如图3-1
中央控制器：
负责控制和管理整个系统的运行，包括：选择和分配可用信道；监视话音信道活动；监测和报告告警情况；为系统管理提供接口等。
电话互联终端(CIT)：
是集群通信网与有线电话网的接口，供调度台和移动台自动接入有线电话网之用。
集群信道机：
分为控制信道和话音信道，提供中央控制器与用户设备间的接口。每个信道机要求一部发射机和一部收发信机全双工工作。
系统管理终端：
提供系统 *** 作员输入或修改系统运行参数、设备状态及告警报告、调整系统定时及系统接续参数、报告信道工作状态及控制用户接入系统等。
天馈系统：
天馈系统包括从天线到传输线接头为止的所有匹配、平衡、移相或其他耦合装置，包括天线、发射机合路器、接收机多路耦合器、传输线、雷电保护和避雷器及塔顶放大器等。
模拟集群系统组织结构图
二、功能简介
1、 用户终端实现的功能：
组呼：通话小组是集群系统中最基本的通信组织。通过用户机编码可以将多个用户机编在一个通话小组中，用户机按键进行组呼，只有同一组码的用户机才能与本小组内的成员进行通信。
私线呼叫（单呼）：一个用户机能有选择性地指定用户与其建立单独通话。
呼叫提示：由一方用户机发起的对另一方用户机的寻呼，被叫的一方机器会间隔几秒钟发出"嘟嘟"的响声，直到被叫用户响应，同时被叫方的机器将会显示主叫方的用户ID；被叫用户此时若直接按键，会向主叫方发起一次私线呼叫。
电话互连：集群用户可以通过系统拨打有线电话（市话、长话），市话用户也可通过二次拨号与集群用户建立电话通信。
紧急呼叫：由用户按紧急呼叫键发起，紧急呼叫具有最高等级，当信道遇忙时，通常有两种方式：队首式和强拆式。
2、 系统管理实现的功能：
系统对用户机ID码的识别和管理
用户每一次申请，系统都必须对其ID码进行认别，以辨别其合法性及小组归属。
用户机功能的遥闭、授权、开启
系统可以根据需要对分散在各处的用户机进行空中关闭---遥闭或开启。系统也可以对用户机优先等级、电话功能等进行远程授权或取消。
遇忙排队
当用户发起呼叫申请时，系统内无空闲信道，则系统记录下用户机的ID码并进行排队，按一定的程序进行处理。
动态的信道分配
由系统中央控制器根据系统当前的状态按一定的顺序进行向用户提供动态的信道分配。
故障弱化模式
当中央控制器或所有的控制信道故障时，系统会工作在故障弱化模式下，这时所有用户机以常规模式工作，占用用户机编程时设定的故障弱化信道进行通信。
系统的故障诊断和处理、状态监视、系统参数的调整
· 系统能对于当前发生在信道机或控制器部件上的故障作出响应和处理，将故障的部件自动暂闭，以使系统不再将用户的通信分配上去。
· 系统对当前的运行状态进行不断的监视，如哪些/哪个信道机被占用，哪些空闲，哪些故障等，以便在信道分配时作出准确的处理。
· 系统内有大量的参数，可以通过系统管理终端进行及时的远程调整。
数字集群
IDEN(Integrated Digital Enhanced Networks)是美国MOTOROLA公司生产的800M数字集群移动通信系统，这个系统是利用了多项先进的数字话技术，能在一部iDEN用户机上集成了调度、电话、短信、数传四项功能。其先进的无线射频技术使得一个25kHz的载频上容纳6路话音，从而使得有限的频点得到了更大程度的利用。iDEN数字集群通信网具有大容量、大覆盖区、高保密和高通话清晰度的特点。
1、 组织结构及设备
iDEN的基本组织结构包含：调度子系统、互联子系统、 *** 作维护子系统、计费及用户数据管理子系统和基站子系统；
运行管理中心（MSO）：是上层网络控制和交换设备所在的机房，负责执行系统的日常管理，为长期的网络工程系统监控和规划工具提供数据库资料。在MSO中包含的子系统为：调度子系统、互联子系统、OMC子系统、计费及用户数据管理子系统；
*** 作维护中心（OMC）:承担对全网设备的管理，对运行参数进行设置和修改，收集运行数据，监控系统运行情况。
计费及用户数据管理子系统（ADC）：实现对用户进行的开、关、授权、采集计费数据等功能。
基站子系统: 包含了分布在全市各个方向上的基站（EBTS-增强型基站传输系统）。各个基站通过E1数字中继线路与MSO设备联接。在本公司的iDEN基站系统中目前分布在外环线以内的基站均为3扇区的基站，分布在外环线以外的基站为全向基站。
调度子系统包含以下设备：
调度应用处理器（DAP）：为调度通信提供了总体的协调、控制和实时的调度呼叫处理，实现了调度通信时所需的资源管理、用户访问控制、位置跟踪和调度子系统内所有设备的网络管理，同时也为OMC子系统提供接口；DAP包含了D-HLR、D-VLR、i-HLR
· D-HLR：调度归属位置寄存器，是一个驻留在硬盘上的用户数据库。用以记录用户与调度通信相关的身份码、权限、通话组号、开设的调度业务类别等；
· D-VLR：调度访问位置寄存器，是一个驻留在内存上的用户数据库，用以记录在系统中当前一开机的调度用户状态、位置以及相关权限等；
· i-HLR：分组业务归属位置寄存器，是一个与分组数传业务相关的用户数据库，用以记录为用户的分组数传业务分配的IP地址；
快速分组交换机（MPS）:在DAP的控制下将来自基站的话音分组进行复制，根据DAP的指令在各个基站之间实现话音分组的交换。
移动数据网关（MDG）:是一个企业基叫环路由器，通过该接口网关可以建立起与其他intranet或internet的互联路由
互联子系统包括以下设备：
移动交换中心（MSC）:为iDEN用户的电话通信提供了控制管理和实时的呼叫处理和话音交换功能。另一方面，又为MSC与公共电话网（PSTN）之间的互联提供了接口。MSC包含了T-HLR和T-VLR
· T-HLR：电话归属位置寄存器，是一个集成在MSC交换机核心内的用户数据库。记录了所有用户与电话通信相关的身份码、业务类型和状态等。
· T-VLR:电话访问位置寄存器，是一个驻留在交换机核心内存上的用户数据库。记录了当前开机用户的位置、状态等。
短消息业务服务中心：（SMS-SC）为用户的短消息提供接收、存储和转发功能。
基站控制器（BSC）: 是基站与MSC之间的接口，又称为A接口。它一方面实现了将电话通信的话音从EBTS接续至MSC进行交换；另一方面也将公共有线电话网内的交换信令转换为移动电话应用信令，为移动用户与PSTN之间的通信建立信令握手。BSC包括BSC-CP,和BSC-XCDR
· BSC-CP（基站控制器-处理器）：承担呼叫处理，包括信令转换、话音接续等。
· BSC-XCDR(基站控制器-话音变码器): 提供PSTN网内使用的PCM话音编码和iDEN EBTS系统内使用的VSELP话音编码之间的转换
iDEN基本网络结构
二、关键技术
· 时分多址TDMA技术：是把时间分割成周期性的帧，每一帧在分割成若干个时隙。然后根据一定的时间分配原则，使各个移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接受各移动台的信号而不混扰。同时基站发向多个移动台的信号都按顺序安排在预定的时隙中传输，各移动台只要在指定的时隙内接收，就能在合路的时隙中把发给它的信号区分出来。
iDEN系统把每个25kHz信道分割为6个时隙，每个时隙占15ms。
· VESLP语音编码技术（矢量和激励线性预测编码技术）：将90ms的模拟话音压缩为15ms的数字信号。以适应其在一个15ms的时隙信道内传送。
· M-16QAM调制技术（多路复用-16点阵正交振幅调制技术）：这是一种专为集群系统设计的调制技术这种调制方式具有线形频谱，克服时间扩散产生的影响。
三、 承载业务
1、新增的用户机功能
新增的调度功能：
· 组呼
--本地呼叫（支持用户在其归属的Service Area的小区内进行呼叫）
--选区呼叫（支持用户选择某一Service Area进行呼叫）
--广域呼叫（支持用户在iDEN区域网络的任何位置进行呼叫）
· 单呼
--私线呼叫
--呼叫提示
· 紧急呼叫-在按下紧急呼叫按钮后，允许该用户强拆本组用户在用的通信，使本组内所有成员均收听到其话音；
· 单站 *** 作模式（ISO）---- ISO功能支持当一个基站失去与MSO的链接后，仍能保持在该机站范围内的受限的调度功能
· 移动用户状态消息----允许有增强功能的MS单机向iDEN增强型调度台或其他有此功能的MS发送预定义的状态短信；
· 多组通信（MSTG）---- MSTG支持调度模式下可访问一个主要的通话组和3个辅助的通话组;
增强的电话功能：
· 蜂窝小区和双工漫游
· 呼叫等待、三方会谈、呼叫转移
· 自动漫游和越区切换
短消息收发功能-在用户机不具备接收短信的条件下（如:关机、不在服务区或手机存储器已满等），信息存储在短信中心内，在用户可以接受时（如开机并在服务区内等），信息发送给用户；
分组数传功能-在16QAM调制技术下，一个载频的传输速率为22Kbit/s;
2、新增的系统管理功能
（1） 配置管理，如：改变显示基站设备及系统网络管理设备的配置、改变和显示控制用户机的数据库、报告所有数据库的最新数据、确定用户机的使用功能等
（2） 计费管理：记录用户机在空中的使用时间和时长，输出记录的数据到计算机
（3） 错误诊断管理：显示各类设备的故障报告、告警报告、输出各设备的状态变化信息、进行环路反馈的测试等。
（4） 安全保密管理：控制有关人员对系统资源的访问、提供用户机的无线遥毙、开启功能等。
（5） 运行管理：对运行着的设备进行有针对性的监控、收集和处理各类运行数据。
四、用户机编码结构
· IMEI(international Mobile Equipment Identifier)-国际移动终端设备身份码，这是一台用户终端再生产过程中有生产厂家根据国际标准给移动台设立的，在国际范围内唯一的机器编号。该编码长15个字节，编写在移动台硬件芯片(如SIM卡)中。
· IMSI(International Mobile Station Identifier)- 国际移动台身份码，这是由服务提供商为移动台设立的，在国际范围内唯一的身份码。改编码长15个字节，系统首先在上层网络设备中进行分配，在数据库中建立并存储起IMEI于IMSI的唯一对应关系，移动台在首次开机注册时在通过了系统鉴定后，由控制信道上读取并自动存储在移动台内存中。
· TMSI(Temporary Mobile Station Identifier)-临时的移动台身份码，这是由系统在移动台每次的开机或更新位置区域时分配的编码，在VLR范围内唯一。该编码是为了防止用户身份的盗用，同时节省呼叫建立的时间。
· MSISDN(Mobile Station ISDN)-移动台ISDN号码，是一个电话号码，它唯一地标识了移动它在iDEN网和PSTN网内的身份，iDEN用户在电话通信时使用该号码。该号码长度部超过15个字节。
· FLEET & MEM-调度大组号及成员号，大组号在整个iDEN系统内唯一的标识了一个单位或团体；成员号则在该大组范围内唯一的标识了一个调度用户单机。
· Talkgroup-通话组号，在FLEET范围内唯一，它将FLEET范围内的成员组织为一个一个独立调度的小组。
五、 用户机与系统之间的部分叫呼过程
1、关于用户机的身份码分配过程
首先由管理员登录到系统管理终端连接到系统的HLR(归属位置登记器)，将记录在用户机CPU内存中的串号（IMEI-国际移动设备标识符）登记到HLR中，为其分配一个在系统中有效的且唯一的IMSI（国际移动用户标识），以及一系列的其他参数，包括编组情况。所有这些参数必须确保在HLR内正确地成功注册。
在HLR中IMEI和IMSI必须都保持唯一，即一个IMEI对应一个IMSI，一个IMSI也只能分配给一个用户机。
2、 用户机在系统中的登记过程
用户机的每次开机时与系统之间相互传递数据的过程为登记过程。
用户机在注册后的首次登记时将IMEI通过基站传送至系统中心设备，系统收到后与用户机之间执行鉴证过程。当鉴证通过后，将IMSI、Individual ID（一个半固定的身份码）等通过基站发送给用户机。
用户机以后每次的开机时所触发的登记过程向系统发送IMSI，在鉴证通过后收到Individual ID等。
用户机在成功地开机登记后到关机之前，每次位置更新和业务通信申请时，均向系统传递Individual ID。
用户机的鉴证过程：
系统HLR产生一个随机数，传送到系统的CPU上执行一次运算（特定的运算程序）得到与此随机数相应的结果值，保存在VLR（访问位置寄存器）中。随机数通过基站发送给用户机。
用户机收到随机数后由用户机的CPU进行相关的运算，并将其得到的结果数通过基站传送给VLR，VLR将此结果数与系统运算的结果数比较，两数相等，则鉴证正确，通过；反之则鉴证失败，系统拒绝该用户机入网。

c计算机通信分两种:有线通信和无线通信
无线通信包括卫星,微波,红外等等
无线局域网（Wireless LAN）技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备，人们可随时、随地、随意地访问网络资源。在推动网络技术发展的同时，无线局域网也在改变着人们的生活方式。本文分析了无线局域网的优缺点极其理论基础，介绍了无线局域网的协议标准，阐述了无线局域网的体系结构，探讨了无线局域网的研究方向。
关键词 以太网 无线局域网 扩频 安全性 移动IP
一、引 言
随着无线通信技术的广泛应用，传统局域网络已经越来越不能满足人们的需求，于是无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）应运而生，且发展迅速。尽管目前无线局域网还不能完全独立于有线网络，但近年来无线局域网的产品逐渐走向成熟，正以它优越的灵活性和便捷性在网络应用中发挥日益重要的作用。
无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信，并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲，无线局域网就是在不采用网线的情况下，提供以太网互联功能。
广阔的应用前景、广泛的市场需求以及技术上的可实现性，促进了无线局域网技术的完善和产业化，已经商用化的80211b网络也正在证实这一点。随着80211a网络的商用和其他无线局域网技术的不断发展，无线局域网将迎来发展的黄金时期。
二、无线局域网概述
无线网络的历史起源可以追溯到50年前第二次世界大战期间。当时，美国陆军研发出了一套无线电传输技术，采用无线电信号进行资料的传输。这项技术令许多学者产生了灵感。1971年，夏威夷大学的研究员创建了第一个无线电通讯网络，称作ALOHNET。这个网络包含7台计算机，采用双向星型拓扑连接，横跨夏威夷的四座岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛上。从此，无线网络正式诞生。
1．无线局域网的优点
（1）灵活性和移动性。在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。
（2）安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络。
（3）易于进行网络规划和调整。对于有线网络来说，办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。
（4）故障定位容易。有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。
（5）易于扩展。无线局域网有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间"漫游"等有线网络无法实现的特性。
由于无线局域网有以上诸多优点，因此其发展十分迅速。最近几年，无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。
2．无线局域网的理论基础
目前，无线局域网采用的传输媒体主要有两种，即红外线和无线电波。按照不同的调制方式，采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。
（1）红外线（Infrared Rays，IR）局域网
采用红外线通信方式与无线电波方式相比，可以提供极高的数据速率，有较高的安全性，且设备相对便宜而且简单。但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差，使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制，通常IR局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。
（2）扩频（Spread Spectrum，SS）局域网
如果使用扩频技术，网络可以在ISM（工业、科学和医疗）频段内运行。其理论依据是，通过扩频方式以宽带传输信息来换取信噪比的提高。扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。扩频技术主要分为跳频技术（FHSS）和直接序列扩频（DSSS）两种方式。
所谓直接序列扩频，就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。而跳频技术与直序扩频技术不同，跳频的载频受一个伪随机码的控制，其频率按随机规律不断改变。接收端的频率也按随机规律变化，并保持与发射端的变化规律一致。跳频的高低直接反映跳频系统的性能，跳频越高，抗干扰性能越好，军用的跳频系统可达到每秒上万跳。
（3）窄带微波局域网
这种局域网使用微波无线电频带来传输数据，其带宽刚好能容纳信号。但这种网络产品通常需要申请无线电频谱执照，其它方式则可使用无需执照的ISM频带。
3．无线局域网的不足之处
无线局域网在能够给网络用户带来便捷和实用的同时，也存在着一些缺陷。无线局域网的不足之处体现在以下几个方面：
（1）性能。无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发射，而建筑物、车辆、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输，所以会影响网络的性能。
（2）速率。无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。目前，无线局域网的最大传输速率为54Mbit/s，只适合于个人终端和小规模网络应用。
（3）安全性。本质上无线电波不要求建立物理的连接通道，无线信号是发散的。从理论上讲，很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号，造成通信信息泄漏。
三、无线局域网协议标准
无线局域网技术（包括IEEE80211、蓝牙技术和HomeRF等）将是新世纪无线通信领域最有发展前景的重大技术之一。以IEEE（电气和电子工程师协会）为代表的多个研究机构针对不同的应用场合，制定了一系列协议标准，推动了无线局域网的实用化。
1．IEEE80211系列协议
作为全球公认的局域网权威，IEEE 802工作组建立的标准在局域网领域内得到了广泛应用。这些协议包括8023以太网协议、8025令牌环协议和8023z100BASE-T快速以太网协议等。IEEE于1997年发布了无线局域网领域第一个在国际上被认可的协议——80211协议。1999年9月，IEEE提出80211b协议，用于对80211协议进行补充，之后又推出了80211a、80211g等一系列协议，从而进一步完善了无线局域网规范。IEEE80211工作组制订的具体协议如下：
（1）80211a
80211a采用正交频分（OFDM）技术调制数据，使用5GHz的频带。OFDM技术将无线信道分成以低数据速率并行传输的分频率，然后再将这些频率一起放回接收端，可提供25Mbit/s的无线ATM接口和10Mbit/s的以太网无线帧结构接口，以及TDD/TDMA的空中接口。在很大程度上可提高传输速度，改进信号质量，克服干扰。物理层速率可达54Mbit/s，传输层可达25Mbit/s，能满足室内及室外的应用。
（2）80211b
80211b也被称为Wi-Fi技术，采用补码键控（CCK）调制方式，使用24GHz频带，其对无线局域网通信的最大贡献是可以支持两种速率--55Mbit/s和11Mbit/s。多速率机制的介质访问控制可确保当工作站之间距离过长或干扰太大、信噪比低于某个门限值时，传输速率能够从11Mbit/s自动降到55Mbit/s，或根据直序扩频技术调整到2Mbit/s和1Mbit/s。在不违反FCC规定的前提下，采用跳频技术无法支持更高的速率，因此需要选择DSSS作为该标准的惟一物理层技术。
（3）80211g
2001年11月，在80211 IEEE会议上形成了80211g标准草案，目的是在24GHz频段实现80211a的速率要求。该标准将于2003年初获得批准。80211g采用PBCC或CCK/OFDM调制方式，使用24GHz频段，对现有的80211b系统向下兼容。它既能适应传统的80211b标准(在24GHz频率下提供的数据传输率为11Mbit/s)，也符合80211a标准(在5GHz频率下提供的数据传输率56Mbit/s)，从而解决了对已有的80211b设备的兼容。用户还可以配置与80211a、80211b以及80211g均相互兼容的多方式无线局域网，有利于促进无线网络市场的发展。
（4）其他相关协议
IEEE802工作组今后将继续对80211系列协议进行探讨，并计划推出一系列用于完善无线局域网应用的协议，其中主要包括80211e（定义服务质量和服务类型）、80211f（AP间协议）、80211h（欧洲5GHz规范）、80211i（增强的安全性&认证）、80211j（日本的49GHz规范）、80211k（高层无线/网络测量规范）以及高吞吐量研究工作组的相关协议。
2．蓝牙规范（Bluetooth）
蓝牙规范是由SIG（特别兴趣小组）制定的一个公共的、无需许可证的规范，其目的是实现短距离无线语音和数据通信。蓝牙技术工作于24GHz的ISM频段，基带部分的数据速率为1Mbit/s，有效无线通信距离为10~100m，采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙技术采用自动寻道技术和快速跳频技术保证传输的可靠性，具有全向传输能力，但不需对连接设备进行定向。其是一种改进的无线局域网技术，但其设备尺寸更小，成本更低。在任意时间，只要蓝牙技术产品进入彼此有效范围之内，它们就会立即传输地址信息并组建成网，这一切工作都是设备自动完成的，无需用户参与。
3．HomeRF标准
在美国联邦通信委员会（FCC）正式批准HomeRF标准之前，HomeRF工作组于1998年为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范，即共享无线访问协议（SWAP）。该协议主要针对家庭无线局域网，其数据通信采用简化的IEEE80211协议标准。之后，HomeRF工作组又制定了HomeRF标准，用于实现PC机和用户电子设备之间的无线数字通信，是IEEE80211与泛欧数字无绳电话标准（DECT）相结合的一种开放标准。HomeRF标准采用扩频技术，工作在24GHz频带，可同步支持4条高质量语音信道并且具有低功耗的优点，适合用于笔记本电脑。
4．HyperLAN/2标准
2002年2月，ETI的宽带无线接入网络（Broadband Radio Access Networks，BRAN）小组公布了HiperLAN/2标准。HiperLAN/2标准由全球论坛（H2GF）开发并制定，在5GHz的频段上运行，并采用OFDM调制方式，物理层最高速率可达54Mbit/s，是一种高性能的局域网标准。HyperLAN/2标准定义了动态频率选择、无线小区切换、链路适配、多波束天线和功率控制等多种信令和测量方法，用来支持无线网络的功能。基于HyperRF标准的网络有其特定的应用，可以用于企业局域网的最后一部分网段，支持用户在子网之间的IP移动性。在热点地区，为商业人士提供远端高速接入因特网的服务，以及作为W-CDMA系统的补充，用于3G的接入技术，使用户可以在两种网络之间移动或进行业务的自动切换，而不影响通信。
5．无线局域网标准的比较
80211系列协议是由IEEE制定的，目前居于主导地位的无线局域网标准。HomeRF主要是为家庭网络设计的，是80211与DECT的结合。HomeRF和蓝牙都工作在24GHz ISM频段，并且都采用跳频扩频（FHSS）技术。因此，HomeRF产品和蓝牙产品之间几乎没有相互干扰。蓝牙技术适用于松散型的网络，可以让设备为一个单独的数据建立一个连接，而HomeRF技术则不像蓝牙技术那样随意。组建HomeRF网络前，必须为各网络成员事先确定一个惟一的识别代码，因而比蓝牙技术更安全。80211使用的是TCP/IP协议，适用于功率更大的网络，有效工作距离比蓝牙技术和HomeRF要长得多。
四、无线局域网的体系架构
1．无线局域网的主要组件
（1）无线网卡。提供与有线网卡一样丰富的系统接口，包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。在有线局域网中，网卡是网络 *** 作系统与网线之间的接口。在无线局域网中，它们是 *** 作系统与天线之间的接口，用来创建透明的网络连接。
（2）接入点。接入点的作用相当于局域网集线器。它在无线局域网和有线网络之间接收、缓冲存储和传输数据，以支持一组无线用户设备。接入点通常是通过标准以太网线连接到有线网络上，并通过天线与无线设备进行通信。在有多个接入点时，用户可以在接入点之间漫游切换。接入点的有效范围是20~500m。根据技术、配置和使用情况，一个接入点可以支持15~250个用户，通过添加更多的接入点，可以比较轻松地扩充无线局域网，从而减少网络拥塞并扩大网络的覆盖范围。
2．无线局域网的配置方式
（1）对等模式。Ad-hoc模式。这种应用包含多个无线终端和一个服务器，均配有无线网卡，但不连接到接入点和有线网络，而是通过无线网卡进行相互通信。它主要用来在没有基础设施的地方快速而轻松地建无线局域网。
（2）基础结构模式。Infrastructure模式。该模式是目前最常见的一种架构，这种架构包含一个接入点和多个无线终端，接入点通过电缆连线与有线网络连接，通过无线电波与无线终端连接，可以实现无线终端之间的通信，以及无线终端与有线网络之间的通信。通过对这种模式进行复制，可以实现多个接入点相互连接的更大的无线网络。
五、未来的研究方向
如上所述，无线局域网技术的研究和应用方兴未艾，是目前无线通信领域乃至整个通信行业的研究热点。从无线局域网的进一步推广应用来看，未来的研究方向主要集中在安全性、移动漫游、网络管理以及与3G等其他移动通信系统之间的关系上。
1．安全性问题
IEEE80211协议标准建议使用两种安全解决方案。一种是IEEE 80211安全任务组（TGi）构建的安全框架--鲁棒型安全网络（RSN）。这种网络用IEEE 8021x提供基于端口的接入控制、鉴权和密钥管理。该标准用可扩展鉴权协议（EAP）实现对用户的鉴权。鉴权服务器和用户之间使用远程鉴权拨入用户服务协议（RADIUS）进行通信，RADIUS协议在网络接入的鉴权、授权和计费（AAA）中得到广泛采用。由于IEE8021x主要是针对有线局域网设计的，在无线局域网中使用IEE8021x不可避免地存在漏洞。所以，尽管它对无线局域网的安全性能有很大改善，8021x和80211的结合仍然不能提供足够的安全。
另一种方式则是目前广泛应用于局域网络及远程接入等领域的虚拟专用网（***）安全技术。与80211b标准所采用的安全技术不同，在IP网络中，***主要采用IPSec技术来保障数据传输的安全。对于安全性要求更高的用户，将现有的***安全技术与80211b安全技术结合起来，是目前较为理想的无线局域网络的安全解决方案。
2．漫游切换问题
无线局域网的漫游问题是继安全问题之后的一个至关重要的问题。在无线网络中，如果一边使用无线局域网接入服务，一边移动接入位置，那么一旦移动终端超越子网覆盖范围，IP数据包就无法到达移动终端，正在进行的通信将被中断。为此，IETF制定了扩展IP网络移动性的系列标准。所谓移动IP，就是指在IP网络上的多个子网内均可使用同一IP地址的技术。这种技术是通过使用被称为本地代理（Home Agent）和外地代理（Foreign Agent）的特殊路由器对网络终端所处位置的网络进行管理来实现的。在移动IP系统中，可保证用户的移动终端始终使用固定的IP地址进行网络通信，不管在怎样的移动过程中皆可建立TCP连接并不会发生中断。在无线局域网系统中，广泛的应用移动IP技术可以突破网络的地域范围限制，并可克服在跨网段时使用动态主机配置协议（DHCP）方式所造成的通信中断、权限变化等问题。
3．无线网络管理问题
相对于有线网络，无线局域网具有非常独特的特性，因此必须建立相应的无线网络管理系统。除了系统结构、用户需求和典型应用等模块之外，一个好的无线网络管理系统还必须考虑以下因素：
（1）标准的网管通信方式。网管子系统通常与中央主机相连。网管子系统必须基于工业标准的管理协议(比如SNMP)，这样才能监视主机和子系统之间每条链路上的状态信息，并可根据状态信息快速分析和解决出现的问题。
（2）网络监视和报告。主机必须能够监视无线网络系统中所有单元。考虑到无线网络的连接性不如有线网络那样稳定，无线网络管理系统必须监视和报告无线信号的变化以及接入点的业务类型和负载情况，还须能自动发现进入无线网络体系结构的新设备。
（3）有效地利用带宽。尽管随着新技术的发展，无线网络的可用带宽逐步增大，但还是远远小于有线局域网的带宽。因此，在实际应用中必须考虑带宽的合理使用。
4．无线局域网与3G
无线局域网不否会对第三代移动通信系统构成威胁是近年来业界关心的一个问题。实际上，无线局域网与3G采用的是截然不同的两种技术，用于满足不同的需要。与3G不同的是，无线局域网并不是一个完备的全网解决方案，而只用于满足小型用户群的需求。无线局域网与3G可以互补，因此不会对3G运营商造成威胁，运营商还可以从无线局域网和3G的共存中获得好处。NorthStream的研究表明，无线局域网与3G和GPRS的结合可增加用户的满意程度和业务量，从而增加移动运营商的利润。作为3G的一个重要补充，无线局域网可用于在诸如机场候机厅、宾馆休息室和咖啡厅等地方建立无线Internet连接。
六、结束语
经过10多年的发展，无线局域网在技术上已经日渐成熟，应用日趋广泛，无线局域网将从小范围应用进入主流应用。预计全球无线局域网接入点的销售量将从2000年的50万台稳步增长到450万台，每年的涨幅为55%。无线网卡的销售量将从2000年的约300万块增加到2005年的3400万块，每年的涨幅为53%。今后几年，无线局域网技术将更加成熟，产品性能将更加稳定，市场将持续不断地增长，价钱将持续降低，大型设备提供商将进入这个市场，大多数企业和公司将采用无线局域网进行内部网络建设。

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