随着计算机技术和网络技术的蓬勃发展和电信市场的开放,目前各种高速率的宽带接入方式不断涌现,特别是无线网络的应用领域正在不断地增长。而基于ieee 802.11无线以太网标准的宽带无线接入系统则凭借其高达11m~54mbps的数据传输速率,及其建网速度快、运营成本低和投资成本回报快等特点,正逐渐受到电信制造和运营商的青睐。
ieee802.11规范包括介质访问控制(mac)和物理层的操作,它定义了mac子层、mac服务和协议以及由跳频扩频(fhss)、直接序列扩频(dsss)及红外(ir)构成的三类物理层。fhss可以同时使用多达4个频率来发送信息,并且一个频率在跳到新的频率之前保持较短时间。dsss的工作方式是把数据分成几个码片(chip),并以尽可能多的不同频率同时发送这些码片,此种方式更容易受到较多的干扰影响。
目前wlan的两种流行规范分别是802.11b和802.11a,在应用中分别采用dsss和ofdm的编码方式。802.11b通信频带为2.4ghz,数据率为11mbps,物理层采用高速直接序列扩频技术hr-dsss。调制方式有两种:一种是采用补码键控(cck)调制,从而达到11mbps的数据率,另一种则采用信息包二进制回转式编码(pbcctm)调制,并具有3db的编码增益,从而延伸了通信的实用距离,可优化5.5~11mpbs的速率。802.11a的频带为5.2ghz,数据率高达54mbps。与单个载波系统的802.11b不同,它运用了提高频率信道利用率的正交频分多址(ofdm)的多载波调制技术,在低移动性无线条件下提供更高的数据率、更好的频谱效应,改进的信道多径效应和更低的干扰。
802.11体系结构由以下几个互联单元来描述:无线设备或电台、接入点、无线介质、分布式系统(ds)、基本服务装置(bbs)、扩展服务装置(ess)以及工作站和分布服务。所有这些设备完成一个无缝链接,可使无线设备在wlan区域自由漫游。
接入点的三种实现形式
主机ap方式。主机ap方式是软件程序通过主机的cpu来运行并完成几乎所有的802.11b控制功能,例如neesus datacom公司的11mb 802.11b软ap方案和absolute value systems公司的linux ap方案。neesus公司的程序通过主机ap固件的应用编程接口(api)将呼叫调用至用户卡。这种方式需要主机的cpu不低于486处理器的性能,并且至少具有100mhz的时钟,另加一个操作系统,如windows, vxworks, linux, nucleus等。应用软件和主机ap程序可执行所有的802.11b功能并附带路由、网桥协议和管理等功能。
主机ap产品主要有neesus公司的软件ap,cisco 公司的ap340和350系列,nokia、 absolute value systems linux ap(power pc专用) 和zoomair ap等产品。大多数的无线ap产品至今仍以主机式ap为主。这种方式必须占有较强的cpu资源。其中多数ap产品主要采用以下几种cpu: x486或更高、elan450、mediagx处理器、power pc或68360系列,这种方式因其软件程序较易更改而具有很强的灵活性。要执行ieee802.11e的edcf和epcf的服务质量(qos),主机必须采用更快的cpu和更加实时的操作系统(rtos)。
采用第三代码(tertiary code)的固件方式ap。固件方式ap采用第三代码在用户转换卡上执行802.11b功能,主机cpu仅需完成802.11b的参数设定,如信道、网络模式、同步序列和wep等,以及路由、网桥协议和管理等功能。此方式可降低ap的主机cpu成本,并占用较少的系统资源。在系统处于机站模式时,用户卡功率消耗会有所上升,第三代码由主机cpu上的初级和第二级码生成并被下载到用户卡的sram内,然后再将它转换而成802.11b识别的ap代码。几乎所有802.11b的功能都可在此用户卡上完成。主机cpu仅用于控制设置和管理功能(非时实性),发送来自于mac控制器的发射和接收数据包以及路由、网桥等协议。
第三代码固件方式非常适于单点的ap。lucent和enterasys(cabletron)公司采用它制造单点ap,apple airport公司的产品也为tertiary ap产品。这种方法的缺点在于用户必须从intersil公司获得第三代码的固化软件,在没有固化程序的源码和专门技术支持的情况下,不可以写入和修改程序代码。
在现有的choice mac平台上,这类用户卡转换的ap可能没有可高达每秒百万条指令(mips)的足够速率执行ap下的edcf或epcf等服务质量(qos)。它们较适用于嵌入式的设计,可用于pcmcia、minipci甚至usb卡。
带自身固化程序的固件方式ap。此ap方式带有自身固件程序