① 無線網路經歷了幾代
1:二戰時,美國陸軍採用無線電信號做資料傳輸。他們研發出一套無線電傳輸科技,並且採用高強度加密技術,得到美軍和盟軍的廣泛使用。
2:1971年時,夏威夷大學的研究員創造了第一個基於封包式技術的無線電通訊網路,這可以算是最高的無線區域網(WLAN)。
3:1990年,IEEE正式啟用了802.11項目,無線網路技術走向成熟。先後有802.11a、802.11b、802.11g、802.11e、802.11f、802.11h、802.11i、802.11j等標准目前802.11n應用已經非常普遍。
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② 基於802.11無線區域網傳輸技術的研究
在這個「網路就是計算機」的時代,伴隨著有線網路的廣泛應用,以快捷高效,組網靈活為優勢的無線網路技術也在飛速發展。無線區域網是計算機網路與無線通信技術相結合的產物。從專業角度講,無線區域網利用了無線多址信道的一種有效方法來支持計算機之間的通信,並為通信的移動化、個性化和多媒體應用提供了可能。通俗地說,無線區域網(Wireless local-area network,WLAN)就是在不採用傳統纜線的同時,提供乙太網或者令牌網路的功能。 通常計算機組網的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜,構成有線區域網。但有線網路在某些場合要受到布線的限制:布線、改線工程量大;線路容易損壞;網中的各節點不可移動。特別是當要把相離較遠的節點連接起來時,敷設專用通信線路的布線施工難度大、費用高、耗時長,對正在迅速擴大的聯網需求形成了嚴重的瓶頸阻塞。無線區域網就是解決有線網路以上問題而出現的。
無線區域網的歷史
說到無線網路的歷史起源,可能比各位想像的還要早。無線網路的初步應用,可以追溯到五十年前的第二次世界大戰期間,當時美國陸軍採用無線電信號做資料的傳輸。他們研發出了一套無線電傳輸科技,並且採用相當高強度的加密技術。當初美軍和盟軍都廣泛使用這項技術。這項技術讓許多學者得到了靈感,在1971年時,夏威夷大學(University of Hawaii)的研究員創造了第一個基於封包式技術的無線電通訊網路,這被稱作ALOHNET的網路,可以算是相當早期的無線區域網絡(WLAN)。這最早的WLAN包括了7台計算機,它們採用雙向星型拓撲(bi-directional star topology),橫跨四座夏威夷的島嶼,中心計算機放置在瓦胡島(Oahu Island)上。從這時開始,無線網路可說是正式誕生了。 雖然目前幾乎所有的區域網絡(LAN)都仍舊是有線的架構,不過近年來無線網路的應用卻日漸增加,主要應用在學術界(像是大學校園)、醫療界、製造業和倉儲業等,而且相關的技術也一直在進步,對企業而言要轉換到無線網路也更加容易、更加便宜了。
無線區域網的技術特點
無線區域網利用電磁波在空氣中發送和接受數據,而無需線纜介質。無線區域網的數據傳輸速率現在已經能夠達到11Mbps,傳輸距離可遠至20km以上。它是對有線聯網方式的一種補充和擴展,使網上的計算機具有可移動性,能快速方便地解決使用有線方式不易實現的網路聯通問題。
1.無線區域網的優點
與有線網路相比,無線區域網具有以下優點:
安裝便捷
一般在網路建設中,施工周期最長、對周邊環境影響最大的,就是網路布線施工工程。在施工過程中,往往需要破牆掘地、穿線架管。而無線區域網最大的優勢就是免去或減少了網路布線的工作量,一般只要安裝一個或多個接入點AP(Access Point)設備,就可建立覆蓋整個建築或地區的區域網絡。
使用靈活
在有線網路中,網路設備的安放位置受網路信息點位置的限制。而一旦無線區域網建成後,在無線網的信號覆蓋區域內任何一個位置都可以接入網路。
經濟節約
由於有線網路缺少靈活性,這就要求網路規劃者盡可能地考慮未來發展的需要,這就往往導致預設大量利用率較低的信息點。而一旦網路的發展超出了設計規劃,又要花費較多費用進行網路改造,而無線區域網可以避免或減少以上情況的發生。
易於擴展
無線區域網有多種配置方式,能夠根據需要靈活選擇。這樣,無線區域網就能勝任從只有幾個用戶的小型區域網到上千用戶的大型網路,並且能夠提供像「漫遊(Roaming)」等有線網路無法提供的特性。由於無線區域網具有多方面的優點,所以發展十分迅速。在最近幾年裡,無線區域網已經在醫院、商店、工廠和學校等不適合網路布線的場合得到了廣泛應用。
2.無線區域網的相關技術
1). IEEE 802.11標准
IEEE 802.11是在1997年由大量的區域網以及計算機專家審定通過的標准。IEEE 802.11規定了無線區域網在2.4GHz波段進行操作,這一波段被全球無線電法規實體定義為擴頻使用波段。
1999年8月,802.11標准得到了進一步的完善和修訂,包括用一個基於SNMP的MIB來取代原來基於OSI協議的MIB。另外還增加了兩項內容,一是802.11a,它擴充了標準的物理層,頻帶為5GHz,採用QFSK調制方式,傳輸速率為6Mb/s-54Mb/s。它採用正交頻分復用(OFDM)的獨特擴頻技術,可提供25Mbps的無線ATM介面和10Mbps的乙太網無線幀結構介面,並支持語音、數據、圖像業務。這樣的速率完全能滿足室內、室外的各種應用場合。但是,採用該標準的產品目前還沒有進入市場。另一種是802.11b標准,在2.4GHz頻帶,採用直接序列擴頻(DSSS)技術和補償編碼鍵控(CCK)調制方式。該標准可提供11Mb/s的數據速率,還能夠根據情況的變化,在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率之間自動切換。它從根本上改變無線區域網設計和應用現狀,擴大了無線區域網的應用領域,現在,大多數廠商生產的無線區域網產品都基於802.11b標准。
2). 無線區域網的相關概念
在一個典型的無線區域網環境中,有一些進行數據發送和接收的設備,稱為接入點(AP)。通常,一個AP能夠在幾十至上百米的范圍內連接多個無線用戶。在同時具有有線和無線網路的情況下,AP可以通過標準的Ethernet電纜與傳統的有線網路相聯,作為無線網路和有線網路的連接點。無線區域網的終端用戶可通過無線網卡等訪問網路。
無線區域網在室外主要有以下幾種結構:點對點型、點對多點型、多點對點型和混合型。
● 點對點型
該類型常用於固定的要聯網的兩個位置之間,是無線聯網的常用方式,使用這種聯網方式建成的網路,優點是傳輸距離遠,傳輸速率高,受外界環境影響較小。
● 點對多點型
該類型常用於有一個中心點,多個遠端點的情況下。其最大優點是組建網路成本低、維護簡單;其次,由於中心使用了全向天線,設備調試相對容易。該種網路的缺點也是因為使用了全向天線,波束的全向擴散使得功率大大衰減,網路傳輸速率低,對於較遠距離的遠端點,網路的可靠性不能得到保證。
● 混合型
這種類 型適用於所建網路中有遠距離的點、近距離的點,還有建築物或山脈阻擋的點。在組建這種網路時,綜合使用上述幾種類型的網路方式,對於遠距離的點使用點對點方式,近距離的多個點採用點對多點方式,有阻擋的點採用中繼方式。
無線區域網的室內應用則有以下兩類情況
● 獨立的無線區域網
這是指整個網路都使用無線通信的情形。在這種方式下可以使用AP,也可以不使用AP。在不使用AP時,各個用戶之間通過無線直接互聯。但缺點是各用戶之間的通信距離較近,且當用戶數量較多時,性能較差。
● 非獨立的無線區域網
在大多數情況下,無線通信是作為有線通信的一種補充和擴展。我們把這種情況稱為非獨立的無線區域網。在這種配置下,多個AP通過線纜連接在有線網路上,以使無線用戶即能夠訪問網路的各個部分。
其他相關概念
● 微單元和無線漫遊
無線電波在傳播過程中會不斷衰減,導致AP的通訊范圍被限定在一定的范圍之內,這個范圍被稱為微單元。當網路環境存在多TAP,且它們的微單元互相有一定范圍的重合時,無線用戶可以在整個無線區域網覆蓋區內移動,無線網卡能夠自動發現附近信號強度最大的AP,並通過這個AP收發數據,保持不間斷的網路連接,這就稱為無線漫遊。
● 擴頻
大多數的無線區域網產品都使用了擴頻技術。擴頻技術原先是軍事通訊領域中使用的寬頻無線通信技術。使用擴頻技術,能夠使數據在無線傳輸中完整可靠,並且確保同時在不同頻段傳輸的數據不會互相干擾。
● 直序擴頻
所謂直接序列擴頻,就是使用具有高碼率的擴頻序列,在發射端擴展信號的頻譜,而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴,把展開的擴頻信號還原成原來的信號。
● 跳頻擴頻
跳頻技術與直序擴頻技術完全不同,是另外一種擴頻技術。跳頻的載頻受一個偽隨機碼的控制,在其工作帶寬范圍內,其頻率按隨機規律不斷改變頻率。接收端的頻率也按隨機規律變化,並保持與發射端的變化規律一致。
跳頻的高低直接反映跳頻系統的性能,跳頻越高,抗干擾的性能越好,軍用的跳頻系統可以達到每秒上萬跳。實際上移動通信GSM系統也是跳頻系統。出於成本的考慮,商用跳頻系統跳速都較慢,一般在50跳/秒以下。由於慢跳跳頻系統實現簡單,因此低速無線區域網常常採用這種技術。
無線區域網的應用
基於無線區域網具有的諸多優點,它可廣泛應用於下列領域:
1.接入網路信息系統:電子郵件、文件傳輸和終端模擬。
2.難以布線的環境:老建築、布線困難或昂貴的露天區域、城市建築群、校園和工廠。
3.頻繁變化的環境:頻繁更換工作地點和改變位置的零售商、生產商,以及野外勘測、試驗、軍事、公安和銀行等。
4.使用攜帶型計算機等可移動設備進行快速網路連接。
5.用於遠距離信息的傳輸:如在林區進行火災、病蟲害等信息的傳輸;公安交通管理部門進行交通管理等。
6.專門工程或高峰時間所需的暫時區域網:學校、商業展覽、建設地點等人員流動較強的地方;利用無線區域網進行信息的交流;零售商、空運和航運公司高峰時間所需的額外工作站等。
7.流動工作者可得到信息的區域:需要在醫院、零售商店或辦公室區域流動時得到信息的醫生、護士、零售商、白領工作者。
8.辦公室和家庭辦公室(SOHO)用戶,以及需要方便快捷地安裝小型網路的用戶。
無線區域網的結構
根據不同區域網的應用環境與需求的不同,無線區域網可採取不同的網路結構來實現互聯。常用的具體有如下幾種:
1、網橋連接型:不同的區域網之間互聯時,由於物理上的原因,若採取有線方式不方便,則可利用無線網橋的方式實現二者的點對點連接,無線網橋不僅提供二者之間的物理與數據鏈路層的連接,還為兩個網的用戶提供較高層的路由與協議轉換。
2、基站接入型:當採用移動蜂窩通信網接入方式組建無線區域網時,各站點之間的通信是通過基站接入、數據交換方式來實現互聯的。各移動站不僅可以通過交換中心自行組網,還可以通過廣域網與遠地站點組建自己的工作網路。
3、HUB接入型:利用無線Hub可以組建星型結構的無線區域網,具有與有線Hub組網方式相類似的優點。在該結構基礎上的WLAN,可採用類似於交換型乙太網的工作方式,要求Hub具有簡單的網內交換功能。
4、無中心結構:要求網中任意兩個站點均可直接通信。此結構的無線區域網一般使用公用廣播信道,MAC層採用CSMA類型的多址接入協議。
無線區域網可以在普通區域網基礎上通過無線Hub、無線接入站(AP)、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現,其中以無線網卡最為普遍,使用最多。無線區域網的關鍵技術,除了紅外傳輸技術、擴頻技術、網同步技術外還有一些其他技術,如:調制技術、加解擾技術、無線分集接收技術、功率控制技術和節能技術。
無線區域網的具體實現
筆者通過在實際工作中對無線區域網設備和技術實現有過較為深刻的接觸。下面以廣州凱創公司(Enterasys Networks)的RoamAbout 802.11系列無線區域網設備對無線區域網的具體實現加以簡單介紹:
1. RoamAbout802.11設備簡介:
Enterasys推出的RoamAbout無線網路解決方案,用於迅速、輕松和經濟地建立無線LAN,它可以為用戶提供類似乙太網的可靠性能。RoamAbout 802.11系列產品由兩部分組成:全功能交換接入點和2.4GHz直接序列擴頻無線乙太網PC卡。前者可以通過無屏蔽雙絞線對,迅速而輕松地連接有線LAN;後者的功能類似於所有標準的有線乙太網卡,但它使用射頻而不是電纜來建立LAN連接。當用戶在整個網路內漫遊時,RoamAbout PC卡可以無縫地切換到不同接入點上,從而始終保持與網路的連接。
2. 工程具體實現實例:
例1:某稅務分局大樓內已建成一條有線區域網,在分局大樓外有七個所需要通過無線區域網與大樓內的有線網相連接。分局大樓外的七個所,至分局最遠距離15km,最近3km,其中有兩個所在一棟建築物內已建成一個小有線區域網,各所一般擁有2至4台工作站。我們採用的無線區域網產品工作在2.4GHz至2.4835GHz頻率范圍內,它要求兩個通信點的天線之間最好沒有物體遮擋,但由於大樓處於繁華地帶,因此選擇一個樓層較高的所作為無線區域網的中心站點。在中心站點上接入一個無線接入點AP-10D,其它各所通過接入一個站適配器SA-40D與中心站點的AP-10D進行通信,分局大樓內的有線區域網則通過接入一個無線網橋WB-10D與中心站點AP-10D進行通信。這樣各所與分局所有站點對無線區域網的訪問均通過中心站點的控制來實現,它們共享中心站點AP-10D的3M帶寬。
例2:某集團公司各企業分布在不同的建築物內辦公,按常規設計必須專線連接,每月支付昂貴的月租費和維護費用,並且無法解決移動站點訪問和存取公司網上信息。採用2.4GHz頻段無線區域網產品,可以比較靈活地組成一體化企業網路,達到與專線相同的性能,並解決移動站點問題,且安裝維護方便,不需交頻率使用費。具體方法是使用無線接入點(AP)的橋接功能,一端與建築物間天線相連,一端與有線網路Hub相連,這樣把兩棟大樓互相連接起來替代專線功能。周圍移動站點通過無線接入點與公司有線網路互聯,訪問和存取公司信息。
結束語
無線網路的出現就是為了解決有線網路無法克服的困難。雖然無線網路有諸多優勢,但與有線網路相比,無線區域網也有很多不足。無線網路速率較慢、價格較高,因而它主要面向有特定需求的用戶。目前無線區域網還不能完全脫離有線網路,無線網路與有線網路是互補的關系,而不是競爭;目前還只是有線網路的補充,而不是替換。但也應該看到,近年來,隨著適用於無線區域網產品的價格正逐漸下降,相應軟體也逐漸成熟。此外,無線區域網已能夠通過與廣域網相結合的形式提供移動互聯網的多媒體業務。相信在未來,無線區域網將以它的高速傳輸能力和靈活性發揮更加重要的作用!
③ 戰場網路數字化建設有哪些
指揮、控制、通信、情報系統(C3I系統)是一個國家威懾力量的重要組成部分,是現代軍隊的神經中樞。C3I系統按作戰任務的性質和規模分為戰略C3I系統和戰術C3I系統。如果按系統的功能分類,一般可分為偵察探測和預警系統、數據處理和顯示系統、通信系統、電子戰系統、防空系統、火力支援系統、後勤系統等。
戰略C3I系統一般指用來指揮控制戰略部隊的C3I系統,美軍戰略C3I系統的全稱是全球軍事指揮控制系統(WWMCCS)。它不是一個單層結構的系統,而是一個由許多子系統組成的大型金字塔式結構的C3I系統。它的主要組成部分包括10多個探測預警系統、30多個指揮中心和60多個通信系統以及安裝在這些指揮中心裡的自動數據處理系統。美軍戰術C3I系統包括陸軍戰術C3I系統、海軍戰術C3I系統和空軍戰術C3I系統。陸軍戰術C3I系統一般是指軍以下單位使用的C3I系統。
在信息時代,信息戰制勝是在兩軍對壘中迅速取得決定性勝利的中心環節。欲以信息戰取勝的一方,必須具有實時收集、處理和傳送信息的能力,並同時不使敵方獲得同樣的能力,陸軍作為聯合武裝部隊的一部分,必須通過其計劃和行動,實施干擾,乃至破壞敵方的信息傳輸,從而確保己方獲得准確而有用的信息。從根本上說,每一種現代化武器系統只要依靠兼容的數字數據鏈路,並通過顯示器共同觀察戰場來提高反應能力,都可成為信息戰制勝的有機組成部分。
數字化情報偵察系統。為了在未來戰場上以信息戰取勝,美陸軍正在實施一個龐大的發展計劃。其中實現偵察和信息系統現代化佔有極其重要的地位,囊括了戰場指揮、控制、通信和情報(C3I)的各個方面,因為它們對於指揮員獲取准確的信息至關重要。美陸軍為了通觀戰場,加強了空中偵察系統的研製工作,主要系統有:
RAH-66「科曼奇」武裝偵察直升機,是美陸軍新一代直升機,主要用於空降突擊部隊。它將顯著提高美陸軍在各種地形、惡劣氣候和戰場環境下晝夜作戰的能力。由於它在飛行速度、抗毀能力、空對空作戰能力方面都有較大提高,並配備了第二代寬視場數字式前視紅外系統等先進的設備,故可支援部署在前線的部隊和應急作戰部隊,進行近距離和大縱深作戰。該直升機尺寸小,生產型重3522千克,巡航速度314.5千米/小時,最大飛行距離達1260海里,續航時間2.5小時。它能完成目前需要AH-1、OH-58A/C和OH-6三種直升機才能完成的任務,具有較強的作戰和支援能力。一旦它裝備部隊,可大大提高美陸軍戰術作戰的靈活性。
「護欄」系統,是用來向軍級和師級指揮部提供目標情報信息的決策支持系統。RC-12和RU-21系列飛機將作為軍級情報收集系統的運載平台。RC-12K/N/P飛機機載的「護欄」通用感測器系統把改進型「護欄」V系統的通信情報感測器與高精度機載通信定位系統綜合在一起,可對360千米以外的敵方無線電台測向和定位,具有先進「快看」系統的電子信號截收和測向功能。美軍在駐歐第5軍裝備了第一個「護欄」通用感測器系統。美軍第3軍裝備了改進型「護欄」V通信情報感測器系統。1994財年,美第18空降軍也裝備了改進型「護欄」V通用感測器系統。美軍還將向韓國提供這種感測器。「護欄」V將繼續為美軍情報和保密司令部服務,並繼續在第3軍和第18空降軍中眼役。
近程無人航空器,將使陸軍指揮官至少能夠在距離己方前沿150千米的地方,對敵進行全天候偵察,並具有快速反應能力。更重要的是,無人航空器在敵占區執行偵察和監視任務期間,可避免己方作戰人員受敵方火力的傷害。近程無人航空器不僅用於陸軍和海軍陸戰隊,而且還用於海軍的航母和較大的兩棲攻擊艦上。
近程無人航空器是正在研製的無人航空器系列中的基本型,該系列還包括垂直/短距起落、留空時間長的中程無人航空器。最初裝備的近程無人航空器將配備白晝電視、夜用前視紅外系統和微光偵察系統。近程無人航空器的作戰半徑為150千米,沖刺速度大於203.5千米/小時,巡航和空中巡邏速度小於111千米/小時。該航空器的留空時間為8~12小時,在此期間,無論是白天還是黑夜,都可提供近實時的圖像信息。
聯合監視與目標攻擊雷達系統(簡稱「聯合星」系統),是由美國空軍和陸軍於1985年開始合作研製,1989年生產出樣機,用以滿足空中地上作戰需要的指揮控制和通信系統。該系統由改進的波音707-320C飛機、機載AN/APY-3雷達、2部高頻/單邊帶(HF/SSB)電台、16部HAVEOUICKI型超高頻(UHF)電台、5部甚高頻/調頻(VHF/FM)電台或1部聯合戰術信息分發系統(JTIDS)數據通信終端設備、FMS-800飛行管理系統、158部計算機網路設備和車載地面站組成。它能為陸軍和空軍指揮官提供完整的戰場狀況,使他們對敵方前沿地域的進攻規模、兵力部署以及縱深第二梯隊和後續部隊的推進情況了如指掌。
數字化指揮控制系統。指揮控制系統領域的裝備是美陸軍武器裝備發展重點中的重點,這也是數字化C3I網路的核心內容。主要裝備有:
指揮控制車,是一項聯合研製計劃,包括現代化裝甲車和指揮控制系統兩部分。它採用「布雷德利」戰車的底盤,並在此基礎上安裝了指揮控制設備,用以代替海灣戰爭中重兵機動集團用的M577A1指揮所運載車。這種車輛將為移動指揮所提供快速機動能力、較強的抗毀能力以及定位導航能力,並增強指揮所對核生化武器的防護能力。指揮控制車將裝備陸軍戰術指揮控制系統的硬體和軟體,增強自動化指揮能力,並通過與武器系統兼容的數字數據機擴大通信能力。1993年3月,指揮控制車按計劃完成了可行性論證,相繼由各承包商和軍方分別對樣車進行了系統試驗和鑒定。未來的計劃將繼續進行標准系統和各分系統的合格試驗,車內功能設備試驗和樣車生產。
標准化綜合指揮所系統,是美陸軍研製的系列化指揮所設施,計劃容納美陸軍5個戰場功能領域的設備,包括機動控制系統、前方地域防空指揮和控制系統。「阿法茲」高級野戰炮兵戰術數據系統、全信息源分析系統和戰斗勤務支援控制系統。該系列化指揮所設施包括帳篷式剛性方艙型指揮所、履帶車型指揮所、5噸重加長的廂式車型指揮所和M998高機動性多用途輪式車型指揮所。帳篷式剛性方艙的側壁尺寸為3.34米×3.34米,可互換和任意組合。這種方艙安裝在高機動性多用途輪式車上,通過配置指揮控制設備、5千瓦的電源裝置和核生化綜合防護設施等,構成帳篷式剛性方艙型指揮所。履帶車型指揮所和5噸加長的廂式車型指揮所,也同樣是在相應車輛上配置了指揮控制設備構成。其中帳篷式剛性方艙型指揮所和履帶車型指揮所已小批量生產,5噸加長的廂式車型指揮所和高機動性多用途輪式車型指揮所仍在研製中。
多維作戰管理與武器控制系統,美陸軍1993年版《作戰綱要》提出了「全維行動」的概念,強調未來的軍事行動是涉及各維空間的行動。同時數字化戰場將向指揮官提供大量的實時數據。如何從中篩選出有用的信息以指揮全維軍事行動,遂成為急待解決的主要問題。為此,美國雷西昂公司最近推出了多維作戰管理與武器控制系統,據稱該系統將成為數字化戰場的核心裝備,其主要作用是能實時地模擬武器系統的性能,接收戰場上各種數字系統的數據,為指揮官提供重新部署兵力的最佳方案,協助指揮官迅速作出決策。
旅以下指揮和控制系統,是一個軟體系統,安裝在戰斗指揮車、各戰斗車輛和攻擊直升機上。該軟體系統可為所有旅及旅以下指揮官提供戰斗指揮能力,還可為單兵以及武器、感測器和支援平台提供數據和信息的橫向與縱向的綜合處理能力。該系統的各個子系統能對所有戰斗、後勤支援及戰斗火力報告的圖形及文本信息進行存儲和訪問。該系統將與其他陸軍戰斗指揮系統互用並交換有關的數據與信息,還能為運動中的單兵及其操作的武器平台提供上述能力,其數據與信息交換方式和通信規程將在陸軍戰斗指揮系統的技術結構內互用。
車載信息系統(IVIS),是目前美軍用於營以下實現指揮、控制和情報「橫向一體化」的自動化綜合系統。它裝備於MIA2坦克,M2A2步兵戰斗車和攻擊直升機等作戰平台上。由IVIS綜合顯示器、光塔電子裝置及通信系統等組成,並由軟體綜合控制。
IVIS綜合顯示器,可向指揮人員實時地顯示出作戰區域的地圖,敵友雙方部隊位置,後勤保障信息,車輛診斷與預測信息,本車的坐標位置,行駛方向和速度,並且可以接收命令和情報,發送報告,使指揮員及時、准確、全面地了解戰場景象。IVIS的電子裝置能夠迅速處理各種感測器傳來的信息(包括車輛運行數據)、目標和友軍等戰術數據。IVIS採用了國防部標準的NITF 2.0圖像傳輸格式和數字圖像壓縮技術,大大壓縮的圖像數據,利於圖像的傳送。由於數字信息傳輸速度快,從而極大地減少了通信業務,也減少了人為的誤差。同時,命令的改變可以隨時通過通信網的廣播形式迅速、准確、全面地傳達到各用戶終端,可與一個分隊內所有車輛、陣地進行准確通信聯絡,並可傳送圖像、圖表、文字和數據。由於IVIS利用了數字技術,通過SINCGARS使指揮員能以「快跳頻」方式,向部屬發出命令,並在戰場上橫向地與間接火力支援分隊的「數字信息設備」及「航空兵的改進的數據數據機」互相交換信息。坦克、步戰車、火炮及飛機裝備了IVIS後,通過實時的數字化情報信息交流,可以極大地改善數字化部隊間瞄火力和空中火力之間的協同行動,有效地支持了機動作戰。該系統至少有以下5個優點:①可以加速指揮人員作出決策的時間;②提高了對全局形勢的了解;③提高了指揮員在戰場關鍵陣地集結兵力的可能;④減少了友軍間的相互誤傷;⑤提高了總體作戰效能。
陸軍戰術指揮控制系統,是戰場網路的基本框架結構,綜合了5個以計算機為基礎的現代化指揮控制子系統,即機動控制、防空、情報、火力支援和戰斗勤務支援系統。只有實現了它們之間的互通,戰場指揮員才能迅速獲取和綜合信息,確定最佳作戰行動,在各軍兵種聯合作戰時正確實施指揮和控制。為了實現互通性,該系統採取的主要措施是確定通用的協調規程、系統語言、報告格式,並對每個子系統設有必要的介面;採用通用的具有連通性的硬體和軟體;採用模塊化、面向目標的Ada語言;配備了以下改進型數字通信系統:
(1)「阿法茲」高級野戰炮兵戰術數據系統,是美國陸軍和海軍陸戰隊共用的自動化指揮控制和協調系統。為了確保對所有火力支援設施(迫擊炮、近距離空中支援、海軍炮火支援、武裝直升機和進攻性電子戰)的規劃、協調與控制,並實施火力封鎖和遏制敵方目標,它可提供綜合的自動化支援。該系統配備有改進型數字通信系統,以改善武器系統對環境的感知和提高火力請示速度;採用加固的通用硬體和軟體;軟體採用美國國防部標准化的Ada語言編制,每一種版本都具有附加功能,並實現了互通。按計劃,該系統的第三版本每小時能處理720次射擊任務。
(2)機動控制系統,為美陸軍軍和軍以下戰術指揮官實施部隊調遣提供輔助決策手段。為了實現與其他系統的互通,該系統採用通用硬體和Ada語言編寫的軟體。在1990~1991年的海灣戰爭中該系統已初步試用。到90年代中期,其系統開發由最初的試驗系統向目標系統發展,到1994年初開始批量生產。
(3)全信息源分析系統,用於接收和分析處理來自戰略和戰術情報感測器和信息源的數據;為實施戰術部署提供計算機輔助能力;顯示有關敵情的信息;迅速分發情報信息;指定目標以及支配部隊建制內的情報和電子戰資源;為部隊行動提供安全保障。為完成這些任務,該系統必須增強其軟體和硬體的通用性。為達到目標,該系統採用漸進采辦計劃。第一階段計劃在1993~1995年選定11支部隊和訓練基地優先裝備。第二階段採用通用硬體和軟體向開放系統體系結構過渡。第三階段將改進軟體,以實現該系統的最終目標能力。
(4)前方地域防空指揮控制系統,用於對防空炮兵的指揮信息、分發和接收的防空炮兵的管理數據、空中目標的跟蹤數據和遠方感測器的數據進行自動交換。其核心部分是一個空戰管理作戰中心和若干個陸軍空中指揮控制站,該系統傳輸數據的速度非常快。例如,E-3頂警機的數據傳到火炮瞄準手只需4~9秒鍾。該系統已得到美國政府批准,投入小批量生產。最先裝備3個輕型和特種作戰師及一個訓練基地。這3個師是第101空降師(空中突擊師)、第10山地師(輕步兵師)和第2步兵師。美陸軍重型師將於1997年裝備該系統第二階段研製的設備。未來的防空武器系統(如超視距武器系統和「布雷德利-針刺」導彈發射車)都將納入第二階段的前方地域防空指揮控制系統的管轄之下。
(5)戰斗勤務支援控制系統,包括補給、維修保養、運輸、醫療衛生、人事和財務等方面的工作。陸軍正在購買9000餘部戰術陸軍指揮和控制系統通用硬體和軟體項目中的攜帶型計算機系統,它們是加固的非研製項目設備,具有數據人口、詢問、檢索、編輯、列印和傳輸功能。民用設備軟體也執行文字處理、分類/歸並、電子擴展圖表、編程等任務。加固的計算機採用16位結構,有一個容量為768K位元組的隨機存取存儲器,以及一個67M位元組的大容量存儲器。戰斗勤務支援控制系統有專用的通信系統,稱為戰斗勤務支援通信系統網。該通信網允許行政官員和後勤官員相互交換信息,並與其他的指揮控制網中的同行交換信息。通信設備包括話音無線電系統,高頻/調頻/單邊帶無線電系統、定位/數據通信系統和傳真設備。
數字化通信系統。數字化通信系統是指以數字形式處理並傳送信息。計算機模擬表明:在常規情況下,缺乏數字通信設備的4個連中只有2個連能如期部署到位與敵方交戰,而使用數字通信的部隊,4個連能全部部署到位投入戰斗;數字通信比話音通信的錯誤率減少60%,在傳輸速度上,連級採用數字通信向營級報告的速度幾乎比採用非數字通信的快1倍。因此,數字通信能提高部隊的反應速度、殺傷力和生存力;能使指揮員更好地協調部隊;提高直射和間射武器的射擊精度、協同性和時效性,特別是在應急時刻,可充分發揮間射武器系統的齊射效果,等等。可以毫不誇張地說,當作戰部隊普遍使用數字通信的時候,部隊的作戰條令、訓練和設備方面都將有重大變革。為此,美陸軍為未來信息戰開發了6種新的數字通信系統。
單信道地面與機載無線電系統,是為指揮官在前沿戰場實施指揮控制,提供可靠抗干擾和保密的無線電通信網。它有背負式、車載式和機載式三種型式。該系統中基本電台的通信頻率為30~87.975兆赫,有2320個可用頻道,重量8.4千克,通信距離可達8~35千米。美軍計劃采購180000部,其中141500部裝備第一線部隊,38500部裝備其他部隊。每個陸軍師將裝備3500部電台。目前己在陸軍師中裝備了28000部。為了增強系統性能,美軍還著手在系統中增加數據通信和定位報告能力,以及與公共用戶系統的介面能力,並減少重量,簡化操作。
陸軍數據分發系統,陸軍數據分發系統ADDS,是一個專門設計用於支援陸軍戰術指揮與控制系統和其他戰場自動化系統的戰術數據分發系統,專用於數字通信,無話音通信能力,是美軍為了解決話音傳輸與數字傳輸爭奪線路的矛盾而研製的。它是美陸軍師級和軍級指揮控制系統使用的一個數據通信系統,用於在預期的電子干擾環境中提供近實時的數據分發,以提高戰場信息系統的互通能力。該系統由增強型定位報告系統和聯合戰術信息分發系統組成。它的主要特點是採用了時分多址技術,可在4秒鍾內進行快速數據通信,並可解決傳輸爭奪線路的矛盾;採用跳頻和擴頻技術,具有較強的抗干擾能力;重量輕,背負式定位報告接收機重10千克,聯合戰術信息分發系統終端重34千克。雖然美軍的移動用戶設備系統MSE具有話音、數據、傳真通信等多種功能,但實際使用時,主要是為分散配置的各級指揮所提供電話服務。ADDS則可以滿足數字化戰場上越來越多的數字式自動化指揮、控制和情報系統的需要,專門用於在計算機之間傳送數據。
ADDS系統由實施中速數據分發的增強型定位報告系統(EPLRS)和實施高速數據分發的聯合戰術信息分發系統(JTIDS)的2M類終端結合而成,能在可預見的電子對抗環境中,在師地域內實施近實時數據的分發。EPLRS系統是一個超高頻無線電網路,由網路控制台和背負式車載式及機載大用戶分機組成。用戶分機內有一個數據分發模塊,對步兵和車輛的定位精度小於15米,對機載用戶小於25米。EPLRS系統用戶分機裝備數據傳輸量較小的單位,如炮兵營、連射擊指揮中心、火力支援小組、激光觀測組以及火力支援協調組等。JTIDS系統的2M類終端,也工作在超高頻波段,採用了時分多址、跳頻、擴頻技術,裝備於數據傳輸量較大的單位,如師炮兵和炮兵旅射擊指揮中心及目標偵察單位。EPLRS系統用戶機「通話」,不但能進行點對點的傳輸,而且可以通過多種路由把數據送給用戶,由於使用多種路由和中繼台站,ADDS系統可以用較小的輸出功率工作,並覆蓋較大的地域。
「軍事星」軍事戰略與戰術中繼衛星系統,包括移動式戰術終端和可運輸式的固定式戰略終端。美陸軍主要研製「惡棍」單信道,抗干擾、背負式終端和「斯馬特」-T移動式、保密、抗干擾、可靠的戰術終端,以保障利用「軍事星」進行戰術通信的需「惡棍」是一種低數據率衛星通信終端,工作在極高頻頻段,每秒可傳輸75~2400比特的話音和數據。該終端重量輕,原型重量為13.6千克,後續終端可減少到5.44~6.8千克;波束窄,可降低被探測概率,因而它主要用於擴大指揮控制主鏈路與遠距離偵察分隊和特種作戰部隊的通信距離。「斯馬特」-T終端是一種由高機動性多用途輪式車載的衛星通信終端,為戰術用戶提供中數據率和低數據率話音和數據通信。它不僅具有保密、抗干擾能力,而且還能擴大美陸軍軍和軍以下移動用戶設備系統的通信距離。美陸軍已與3家公司簽訂了合同,研製42部工程樣機。
聯合戰術信息分發系統(JTIDS),是美國於1997年正式開始研製,用於三軍聯合作戰C3I系統的一種全綜合的具有多個網路和相對導航能力的TDMA(Time Division Multipe Access)時分多址、保密、抗干擾的數字信息分發系統。
該系統的容量足以為分散的戰術指揮控制分隊、飛機、水面艦艇、潛水艇和其他是信息源又是信息用戶的分隊提供保障。某種信息可在往一網路內通播,一個戶可選擇任意一種所需要的或指定接收的信息或分組。必要時還可以建立附加網路。
網路採取無節點結構。工作在主網路的單元能與在通信或定位網路內的所有其他單元相連接。不管哪一個單元破壞均不致削弱功能。而且任何一個終端均可起中繼作用。因此,以中繼方式工作的飛機只是暫時成為節點。一個聯合戰術信息分發系統的網路是由一組已知的偽雜訊和跳頻調制的碼序列確定的,擁有該碼序列的全體網路用戶均可共享每個用戶通播的信息,也可只選擇需要的一些分組信息。一個信道是網路的一個重要分組。其重復率與該信道的用戶數據率相等。
聯合戰術信息分發系統中規定一個時元為2.8分鍾,這是作為時隙新編號依據的時間周期。有源網路成員必須在每個時元中至少佔有一個時隙。無源網路成員只能接收,因而不必為它分配時隙。一個時元包含98304個時隙,每個時隙為7.8125毫秒。因此,如果在全網每隔2.8分鍾沒有信息需要進行一次以上更新的話,則每個單獨的網路的容量大約為98000個用戶或98000個單獨的信息。一個中等周期規定為12秒,這只對定時工作的某個系統具有重要意義。
聯合戰術信息分發系統的工作頻率為965~1215兆赫。為了最大限度地抗干擾和保密,傳輸脈沖利用偽雜訊編碼和偽隨機跳頻技術在整個頻段內進行擴展並跳變。雖然該信息系統工作在「塔康」頻段上並跨越了整個敵我識別頻段,但也證明,「塔康」對它的干擾可忽略不記,因為聯合戰術信息分發系統的頻段寬、工作周期短,並可採取不用敵我識別專用的頻率的方法,避免受到敵我識別信號的干擾。
移動用戶設備系統(MsE),是美陸軍歷史上最大、最現代化的一個保密、自動、高度機動、可快速部署和抗毀的戰術地域通信系統,可在整個陸軍師和軍作戰地域內提供數據、話音和傳真通信。MsE系統在150×250平方千米的作戰地域內,展開完整的地域通信網,由42個節點中心、9個大型用戶入口節點、224個小型用戶入口節點聯成一個柵格狀的干線節點網,可為8100個用戶(其中固定用戶為6200個,移動用戶為1900個)服務,各用戶入口節點為固定有線電用戶服務(主要供各獨立營直至軍的高級司令部使用)。移動用戶由92個無線電入口單元(RAU)來提供服務,每個無線電入口單元按標准規定可連接16~25個移動用戶無線電話終端(MsRT),並能保持初試呼叫成功率為90%。無論網路用戶怎樣移動,也無論用戶處於網路中的任何位置,都能立即建立通信聯絡。MsE系統為全數字、保密、自動交換的戰術通信網,使用AN/TT-47、AN/TTC-46、AN/TTC-48V等交換機、AN/TRC-190接力機、AN/GRC-224超高頻設備、AN/TRC-191無線電入口單元、AN-1035U數字非保密話音終端、AN/VRC-97移動用戶無線電終端以及AN/TTC-35(V)系統控制中心等設備和分系統,為用戶提供機動話音、數據和傳真通信,它可與戰略通信網、民用通信網互通,也能和AN/TSC-85A、AN/TSC-93A等衛星終端互聯,為師、旅兩級部隊在更大范圍內的通信提供方便。該系統使用方便,節點一般由通信兵開設,而用戶終端的裝備使用則貫徹「用戶擁有,用戶操作」的原則,用戶主要任務就是使用用戶的終端設備。MSE還是一種撥號電話系統,用戶只要入網即可用直接撥號的方法進行通話。系統設備全部車載,可隨部隊機動,一個大型分支節點開設或撤收作業,在30分鍾內即可完成。該系統結構靈活,具有很高的冗餘度,抗毀性好,在網路負荷過大時、轉移時或某一部分受損時,可以自動調整通信線路,保證指揮作業的連續性。MSE使用了泛路由搜索技術,發出呼叫的交換機可以把呼叫請示發往鄰近的所有交換機,鄰近的交換機也做同樣的呼叫,使MSE抗毀性能得到增強。
該系統採用泛搜索路由和增量調制技術,可使移動和固定用戶實現邊疆的戰場覆蓋,不管指揮官和參謀人員調動到哪裡,都能使用一個固定的電話號碼進行通信。系統中的每個信道的傳輸速率為16千比特/秒。一個移動用戶設備網可保障5個軍、總共裝備26個師、2個訓練基地和20個軍的通信營。
全球定位系統,是美陸、海、空三軍的一個聯合發展項目。在該項目中,陸軍牽頭負責背負式接收機、車載式接收機和低/中性能的機載接收機的研製。這些接收機將廣泛裝備在陸軍的所有梯隊。其中小型化機載接收機已通過試驗。
微型全球定位系統接收機已可從「導航星」全球定位系統接收信號。據悉,已有一種輕型精確全球定位系統接收機於1994年初裝備部隊。這是一種手持式地面接收機,能夠處理全球定位系統信號、提供用戶的位置、平台速度和時間信息。美陸軍正在研製機載嵌入式全球定位系統接收機。該機只有一塊或幾塊集成電路板,嵌入機載通信或導航設備中,就能在全球定位接收衛星信號。美陸軍計劃將之裝備於一部分直升機和電子戰飛機上。同時美陸軍還在生產改進型微型數據數據機,以便使接收到的信號與諸兵種合成部隊共享。改進型數據數據機的性能優於美陸軍目前使用的機載目標信息自動傳輸系統,能同時傳送和接收數個信道的無線電信息、能向運行車輛、直升機、聯合監視與目標攻擊雷達系統以及各運籌中心等傳送實時的信息。
由此可見,美軍已組建成完備的數字化情報偵察系統、指揮控制系統和數字化通信系統。它是以移動用戶設備系統、單信道地面及空中通信系統和全球定位系統等為基礎的高技術綜合體,通過電子計算機利用改進的數據機、車載信息系統等進行各種武器系統之間的數據、圖像、圖表和命令等情報的實時傳遞,全面綜合來自各種渠道的偵察數據,包括士兵、野戰炮兵及飛機發回的圖像和報文,由戰斗指揮車等平台上運行的旅以下指揮控制系統迅速組合出戰場的動態畫面,利用有關設備,使下屬了解其意圖和目標,及時向戰斗部隊發布戰斗行動的命令,使戰場高度透明,使作戰部隊和各種武器系統縱橫聯系、信息共享一體化和精確打擊,從而實現了數字化C3I網路的一體化和高度自動化。
④ 軍用通信網路技術主要的發展歷程
19世紀30年代後,有線電和無線電通信相繼問世,軍事通信發生重大變革。20世紀初,陸軍中裝備了野戰無線電通信,海軍中有了艦對艦、岸對艦無線電通信。空軍於1912年實現了空對地通信。第一次世界大戰時,參戰國使用埋地電纜與被覆線路傳輸電報、電話信號;有的參戰國無線電配備到營一級指揮所。第二次世界大戰期間,出現了野戰電話機、交換機、電傳打字機、傳真機和調幅、調頻無線電台等通信設備。「黑鳥」SR-71偵察機第二次世界大戰後,軍事通信技術有了重大發展,相繼出現了散射通信、微波接力通信、衛星通信和光纖通信。60年代後,數據網和計算機網被用於軍事通信,提高了通信保障的自動化水平與快速反應能力。80年代開始研究的綜合業務數字網,在通信聯絡組織上,注重通信聯絡的整體保障,形成多手段、多方向的迂迴通信。
⑤ 現代無線網路的新技術是什麼
c計算機通信分兩種:有線通信和無線通信
無線通信包括衛星,微波,紅外等等
無線區域網(Wireless LAN)技術可以非常便捷地以無線方式連接網路設備,人們可隨時、隨地、隨意地訪問網路資源。在推動網路技術發展的同時,無線區域網也在改變著人們的生活方式。本文分析了無線區域網的優缺點極其理論基礎,介紹了無線區域網的協議標准,闡述了無線區域網的體系結構,探討了無線區域網的研究方向。
關鍵詞 乙太網 無線區域網 擴頻 安全性 移動IP
一、引 言
隨著無線通信技術的廣泛應用,傳統區域網絡已經越來越不能滿足人們的需求,於是無線區域網(Wireless Local Area Network,WLAN)應運而生,且發展迅速。盡管目前無線區域網還不能完全獨立於有線網路,但近年來無線區域網的產品逐漸走向成熟,正以它優越的靈活性和便捷性在網路應用中發揮日益重要的作用。
無線區域網是無線通信技術與網路技術相結合的產物。從專業角度講,無線區域網就是通過無線信道來實現網路設備之間的通信,並實現通信的移動化、個性化和寬頻化。通俗地講,無線區域網就是在不採用網線的情況下,提供乙太網互聯功能。
廣闊的應用前景、廣泛的市場需求以及技術上的可實現性,促進了無線區域網技術的完善和產業化,已經商用化的802.11b網路也正在證實這一點。隨著802.11a網路的商用和其他無線區域網技術的不斷發展,無線區域網將迎來發展的黃金時期。
二、無線區域網概述
無線網路的歷史起源可以追溯到50年前第二次世界大戰期間。當時,美國陸軍研發出了一套無線電傳輸技術,採用無線電信號進行資料的傳輸。這項技術令許多學者產生了靈感。1971年,夏威夷大學的研究員創建了第一個無線電通訊網路,稱作ALOHNET。這個網路包含7台計算機,採用雙向星型拓撲連接,橫跨夏威夷的四座島嶼,中心計算機放置在瓦胡島上。從此,無線網路正式誕生。
1.無線區域網的優點
(1)靈活性和移動性。在有線網路中,網路設備的安放位置受網路位置的限制,而無線區域網在無線信號覆蓋區域內的任何一個位置都可以接入網路。無線區域網另一個最大的優點在於其移動性,連接到無線區域網的用戶可以移動且能同時與網路保持連接。
(2)安裝便捷。無線區域網可以免去或最大程度地減少網路布線的工作量,一般只要安裝一個或多個接入點設備,就可建立覆蓋整個區域的區域網絡。
(3)易於進行網路規劃和調整。對於有線網路來說,辦公地點或網路拓撲的改變通常意味著重新建網。重新布線是一個昂貴、費時、浪費和瑣碎的過程,無線區域網可以避免或減少以上情況的發生。
(4)故障定位容易。有線網路一旦出現物理故障,尤其是由於線路連接不良而造成的網路中斷,往往很難查明,而且檢修線路需要付出很大的代價。無線網路則很容易定位故障,只需更換故障設備即可恢復網路連接。
(5)易於擴展。無線區域網有多種配置方式,可以很快從只有幾個用戶的小型區域網擴展到上千用戶的大型網路,並且能夠提供節點間"漫遊"等有線網路無法實現的特性。
由於無線區域網有以上諸多優點,因此其發展十分迅速。最近幾年,無線區域網已經在企業、醫院、商店、工廠和學校等場合得到了廣泛的應用。
2.無線區域網的理論基礎
目前,無線區域網採用的傳輸媒體主要有兩種,即紅外線和無線電波。按照不同的調制方式,採用無線電波作為傳輸媒體的無線區域網又可分為擴頻方式與窄帶調制方式。
(1)紅外線(Infrared Rays,IR)區域網
採用紅外線通信方式與無線電波方式相比,可以提供極高的數據速率,有較高的安全性,且設備相對便宜而且簡單。但由於紅外線對障礙物的透射和繞射能力很差,使得傳輸距離和覆蓋范圍都受到很大限制,通常IR區域網的覆蓋范圍只限制在一間房屋內。
(2)擴頻(Spread Spectrum,SS)區域網
如果使用擴頻技術,網路可以在ISM(工業、科學和醫療)頻段內運行。其理論依據是,通過擴頻方式以寬頻傳輸信息來換取信噪比的提高。擴頻通信具有抗干擾能力和隱蔽性強、保密性好、多址通信能力強的特點。擴頻技術主要分為跳頻技術(FHSS)和直接序列擴頻(DSSS)兩種方式。
所謂直接序列擴頻,就是用高速率的擴頻序列在發射端擴展信號的頻譜,而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴,把展開的擴頻信號還原成原來的信號。而跳頻技術與直序擴頻技術不同,跳頻的載頻受一個偽隨機碼的控制,其頻率按隨機規律不斷改變。接收端的頻率也按隨機規律變化,並保持與發射端的變化規律一致。跳頻的高低直接反映跳頻系統的性能,跳頻越高,抗干擾性能越好,軍用的跳頻系統可達到每秒上萬跳。
(3)窄帶微波區域網
這種區域網使用微波無線電頻帶來傳輸數據,其帶寬剛好能容納信號。但這種網路產品通常需要申請無線電頻譜執照,其它方式則可使用無需執照的ISM頻帶。
3.無線區域網的不足之處
無線區域網在能夠給網路用戶帶來便捷和實用的同時,也存在著一些缺陷。無線區域網的不足之處體現在以下幾個方面:
(1)性能。無線區域網是依靠無線電波進行傳輸的。這些電波通過無線發射裝置進行發射,而建築物、車輛、樹木和其它障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸,所以會影響網路的性能。
(2)速率。無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目前,無線區域網的最大傳輸速率為54Mbit/s,只適合於個人終端和小規模網路應用。
(3)安全性。本質上無線電波不要求建立物理的連接通道,無線信號是發散的。從理論上講,很容易監聽到無線電波廣播范圍內的任何信號,造成通信信息泄漏。
三、無線區域網協議標准
無線區域網技術(包括IEEE802.11、藍牙技術和HomeRF等)將是新世紀無線通信領域最有發展前景的重大技術之一。以IEEE(電氣和電子工程師協會)為代表的多個研究機構針對不同的應用場合,制定了一系列協議標准,推動了無線區域網的實用化。
1.IEEE802.11系列協議
作為全球公認的區域網權威,IEEE 802工作組建立的標准在區域網領域內得到了廣泛應用。這些協議包括802.3乙太網協議、802.5令牌環協議和802.3z100BASE-T快速乙太網協議等。IEEE於1997年發布了無線區域網領域第一個在國際上被認可的協議——802.11協議。1999年9月,IEEE提出802.11b協議,用於對802.11協議進行補充,之後又推出了802.11a、802.11g等一系列協議,從而進一步完善了無線區域網規范。IEEE802.11工作組制訂的具體協議如下:
(1)802.11a
802.11a採用正交頻分(OFDM)技術調制數據,使用5GHz的頻帶。OFDM技術將無線信道分成以低數據速率並行傳輸的分頻率,然後再將這些頻率一起放回接收端,可提供25Mbit/s的無線ATM介面和10Mbit/s的乙太網無線幀結構介面,以及TDD/TDMA的空中介面。在很大程度上可提高傳輸速度,改進信號質量,克服干擾。物理層速率可達54Mbit/s,傳輸層可達25Mbit/s,能滿足室內及室外的應用。
(2)802.11b
802.11b也被稱為Wi-Fi技術,採用補碼鍵控(CCK)調制方式,使用2.4GHz頻帶,其對無線區域網通信的最大貢獻是可以支持兩種速率--5.5Mbit/s和11Mbit/s。多速率機制的介質訪問控制可確保當工作站之間距離過長或干擾太大、信噪比低於某個門限值時,傳輸速率能夠從11Mbit/s自動降到5.5Mbit/s,或根據直序擴頻技術調整到2Mbit/s和1Mbit/s。在不違反FCC規定的前提下,採用跳頻技術無法支持更高的速率,因此需要選擇DSSS作為該標準的惟一物理層技術。
(3)802.11g
2001年11月,在802.11 IEEE會議上形成了802.11g標准草案,目的是在2.4GHz頻段實現802.11a的速率要求。該標准將於2003年初獲得批准。802.11g採用PBCC或CCK/OFDM調制方式,使用2.4GHz頻段,對現有的802.11b系統向下兼容。它既能適應傳統的802.11b標准(在2.4GHz頻率下提供的數據傳輸率為11Mbit/s),也符合802.11a標准(在5GHz頻率下提供的數據傳輸率56Mbit/s),從而解決了對已有的802.11b設備的兼容。用戶還可以配置與802.11a、802.11b以及802.11g均相互兼容的多方式無線區域網,有利於促進無線網路市場的發展。
(4)其他相關協議
IEEE802工作組今後將繼續對802.11系列協議進行探討,並計劃推出一系列用於完善無線區域網應用的協議,其中主要包括802.11e(定義服務質量和服務類型)、802.11f(AP間協議)、802.11h(歐洲5GHz規范)、802.11i(增強的安全性&認證)、802.11j(日本的4.9GHz規范)、802.11k(高層無線/網路測量規范)以及高吞吐量研究工作組的相關協議。
2.藍牙規范(Bluetooth)
藍牙規范是由SIG(特別興趣小組)制定的一個公共的、無需許可證的規范,其目的是實現短距離無線語音和數據通信。藍牙技術工作於2.4GHz的ISM頻段,基帶部分的數據速率為1Mbit/s,有效無線通信距離為10~100m,採用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。藍牙技術採用自動尋道技術和快速跳頻技術保證傳輸的可靠性,具有全向傳輸能力,但不需對連接設備進行定向。其是一種改進的無線區域網技術,但其設備尺寸更小,成本更低。在任意時間,只要藍牙技術產品進入彼此有效范圍之內,它們就會立即傳輸地址信息並組建成網,這一切工作都是設備自動完成的,無需用戶參與。
3.HomeRF標准
在美國聯邦通信委員會(FCC)正式批准HomeRF標准之前,HomeRF工作組於1998年為在家庭范圍內實現語音和數據的無線通信制訂出一個規范,即共享無線訪問協議(SWAP)。該協議主要針對家庭無線區域網,其數據通信採用簡化的IEEE802.11協議標准。之後,HomeRF工作組又制定了HomeRF標准,用於實現PC機和用戶電子設備之間的無線數字通信,是IEEE802.11與泛歐數字無繩電話標准(DECT)相結合的一種開放標准。HomeRF標准採用擴頻技術,工作在2.4GHz頻帶,可同步支持4條高質量語音信道並且具有低功耗的優點,適合用於筆記本電腦。
4.HyperLAN/2標准
2002年2月,ETI的寬頻無線接入網路(Broadband Radio Access Networks,BRAN)小組公布了HiperLAN/2標准。HiperLAN/2標准由全球論壇(H2GF)開發並制定,在5GHz的頻段上運行,並採用OFDM調制方式,物理層最高速率可達54Mbit/s,是一種高性能的區域網標准。HyperLAN/2標準定義了動態頻率選擇、無線小區切換、鏈路適配、多波束天線和功率控制等多種信令和測量方法,用來支持無線網路的功能。基於HyperRF標準的網路有其特定的應用,可以用於企業區域網的最後一部分網段,支持用戶在子網之間的IP移動性。在熱點地區,為商業人士提供遠端高速接入網際網路的服務,以及作為W-CDMA系統的補充,用於3G的接入技術,使用戶可以在兩種網路之間移動或進行業務的自動切換,而不影響通信。
5.無線區域網標準的比較
802.11系列協議是由IEEE制定的,目前居於主導地位的無線區域網標准。HomeRF主要是為家庭網路設計的,是802.11與DECT的結合。HomeRF和藍牙都工作在2.4GHz ISM頻段,並且都採用跳頻擴頻(FHSS)技術。因此,HomeRF產品和藍牙產品之間幾乎沒有相互干擾。藍牙技術適用於鬆散型的網路,可以讓設備為一個單獨的數據建立一個連接,而HomeRF技術則不像藍牙技術那樣隨意。組建HomeRF網路前,必須為各網路成員事先確定一個惟一的識別代碼,因而比藍牙技術更安全。802.11使用的是TCP/IP協議,適用於功率更大的網路,有效工作距離比藍牙技術和HomeRF要長得多。
四、無線區域網的體系架構
1.無線區域網的主要組件
(1)無線網卡。提供與有線網卡一樣豐富的系統介面,包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。在有線區域網中,網卡是網路操作系統與網線之間的介面。在無線區域網中,它們是操作系統與天線之間的介面,用來創建透明的網路連接。
(2)接入點。接入點的作用相當於區域網集線器。它在無線區域網和有線網路之間接收、緩沖存儲和傳輸數據,以支持一組無線用戶設備。接入點通常是通過標准乙太網線連接到有線網路上,並通過天線與無線設備進行通信。在有多個接入點時,用戶可以在接入點之間漫遊切換。接入點的有效范圍是20~500m。根據技術、配置和使用情況,一個接入點可以支持15~250個用戶,通過添加更多的接入點,可以比較輕松地擴充無線區域網,從而減少網路擁塞並擴大網路的覆蓋范圍。
2.無線區域網的配置方式
(1)對等模式。Ad-hoc模式。這種應用包含多個無線終端和一個伺服器,均配有無線網卡,但不連接到接入點和有線網路,而是通過無線網卡進行相互通信。它主要用來在沒有基礎設施的地方快速而輕松地建無線區域網。
(2)基礎結構模式。Infrastructure模式。該模式是目前最常見的一種架構,這種架構包含一個接入點和多個無線終端,接入點通過電纜連線與有線網路連接,通過無線電波與無線終端連接,可以實現無線終端之間的通信,以及無線終端與有線網路之間的通信。通過對這種模式進行復制,可以實現多個接入點相互連接的更大的無線網路。
五、未來的研究方向
如上所述,無線區域網技術的研究和應用方興未艾,是目前無線通信領域乃至整個通信行業的研究熱點。從無線區域網的進一步推廣應用來看,未來的研究方向主要集中在安全性、移動漫遊、網路管理以及與3G等其他移動通信系統之間的關繫上。
1.安全性問題
IEEE802.11協議標准建議使用兩種安全解決方案。一種是IEEE 802.11安全任務組(TGi)構建的安全框架--魯棒型安全網路(RSN)。這種網路用IEEE 802.1x提供基於埠的接入控制、鑒權和密鑰管理。該標准用可擴展鑒權協議(EAP)實現對用戶的鑒權。鑒權伺服器和用戶之間使用遠程鑒權撥入用戶服務協議(RADIUS)進行通信,RADIUS協議在網路接入的鑒權、授權和計費(AAA)中得到廣泛採用。由於IEE802.1x主要是針對有線區域網設計的,在無線區域網中使用IEE802.1x不可避免地存在漏洞。所以,盡管它對無線區域網的安全性能有很大改善,802.1x和802.11的結合仍然不能提供足夠的安全。
另一種方式則是目前廣泛應用於區域網絡及遠程接入等領域的虛擬專用網(VPN)安全技術。與802.11b標准所採用的安全技術不同,在IP網路中,VPN主要採用IPSec技術來保障數據傳輸的安全。對於安全性要求更高的用戶,將現有的VPN安全技術與802.11b安全技術結合起來,是目前較為理想的無線區域網絡的安全解決方案。
2.漫遊切換問題
無線區域網的漫遊問題是繼安全問題之後的一個至關重要的問題。在無線網路中,如果一邊使用無線區域網接入服務,一邊移動接入位置,那麼一旦移動終端超越子網覆蓋范圍,IP數據包就無法到達移動終端,正在進行的通信將被中斷。為此,IETF制定了擴展IP網路移動性的系列標准。所謂移動IP,就是指在IP網路上的多個子網內均可使用同一IP地址的技術。這種技術是通過使用被稱為本地代理(Home Agent)和外地代理(Foreign Agent)的特殊路由器對網路終端所處位置的網路進行管理來實現的。在移動IP系統中,可保證用戶的移動終端始終使用固定的IP地址進行網路通信,不管在怎樣的移動過程中皆可建立TCP連接並不會發生中斷。在無線區域網系統中,廣泛的應用移動IP技術可以突破網路的地域范圍限制,並可克服在跨網段時使用動態主機配置協議(DHCP)方式所造成的通信中斷、許可權變化等問題。
3.無線網路管理問題
相對於有線網路,無線區域網具有非常獨特的特性,因此必須建立相應的無線網路管理系統。除了系統結構、用戶需求和典型應用等模塊之外,一個好的無線網路管理系統還必須考慮以下因素:
(1)標準的網管通信方式。網管子系統通常與中央主機相連。網管子系統必須基於工業標準的管理協議(比如SNMP),這樣才能監視主機和子系統之間每條鏈路上的狀態信息,並可根據狀態信息快速分析和解決出現的問題。
(2)網路監視和報告。主機必須能夠監視無線網路系統中所有單元。考慮到無線網路的連接性不如有線網路那樣穩定,無線網路管理系統必須監視和報告無線信號的變化以及接入點的業務類型和負載情況,還須能自動發現進入無線網路體系結構的新設備。
(3)有效地利用帶寬。盡管隨著新技術的發展,無線網路的可用帶寬逐步增大,但還是遠遠小於有線區域網的帶寬。因此,在實際應用中必須考慮帶寬的合理使用。
4.無線區域網與3G
無線區域網不否會對第三代移動通信系統構成威脅是近年來業界關心的一個問題。實際上,無線區域網與3G採用的是截然不同的兩種技術,用於滿足不同的需要。與3G不同的是,無線區域網並不是一個完備的全網解決方案,而只用於滿足小型用戶群的需求。無線區域網與3G可以互補,因此不會對3G運營商造成威脅,運營商還可以從無線區域網和3G的共存中獲得好處。NorthStream的研究表明,無線區域網與3G和GPRS的結合可增加用戶的滿意程度和業務量,從而增加移動運營商的利潤。作為3G的一個重要補充,無線區域網可用於在諸如機場候機廳、賓館休息室和咖啡廳等地方建立無線Internet連接。
六、結束語
經過10多年的發展,無線區域網在技術上已經日漸成熟,應用日趨廣泛,無線區域網將從小范圍應用進入主流應用。預計全球無線區域網接入點的銷售量將從2000年的50萬台穩步增長到450萬台,每年的漲幅為55%。無線網卡的銷售量將從2000年的約300萬塊增加到2005年的3400萬塊,每年的漲幅為53%。今後幾年,無線區域網技術將更加成熟,產品性能將更加穩定,市場將持續不斷地增長,價錢將持續降低,大型設備提供商將進入這個市場,大多數企業和公司將採用無線區域網進行內部網路建設。
⑥ 如果不小心佔用了軍用無線電頻率,會不會被抓
會的。
依據《中華人民共和國軍事設施保護法實施辦法》第三十四條規定:在軍用電磁環境保護范圍內,禁止建設、設置或者使用發射、輻射電磁信號的設備和電磁障礙物體。
地方在軍用電磁環境保護范圍內安排建設項目,對軍用電磁環境可能產生影響的,應當按照規定徵求有關軍事機關的意見;必要時,可以由軍事設施管理單位和地方有關部門共同對其干擾程度和電磁障礙物的影響情況進行測試和論證。
(6)陸軍無線電工程網路擴展閱讀:
軍事設施保護的相關要求規定:
1、禁止私自開啟封閉的作戰工程,禁止破壞作戰工程的偽裝,禁止阻斷入出作戰工程的通道。未經作戰工程管理單位的上級師級以上主管軍事機關批准,不得對作戰工程進行攝影、攝像、勘察、測量、描繪和記述,不得在作戰工程內存放非軍用物資器材或者從事種植、養殖等生產活動。
2、在軍用機場凈空保護區域內種植植物,設置燈光或者物體,排放煙塵、粉塵、火焰、廢氣或者從事其他類似活動,不得影響飛行安全和機場助航設施的使用效能。
⑦ 軍事通信網路技術有著怎麼樣的重大變革
19世紀30年代後,有線電和無線電通信相繼問世,軍事通信發生重大變革。20世紀初,陸軍中裝備了野戰無線電通信,海軍中有了艦對艦、岸對艦無線電通信。空軍於1912年實現了空對地通信。第一次世界大戰時,參戰國使用埋地電纜與被覆線路傳輸電報、電話信號;有的參戰國無線電配備到營一級指揮所。第二次世界大戰期間,出現了野戰電話機、交換機、電傳打字機、傳真機和調幅、調頻無線電台等通信設備。第二次世界大戰後,軍事通信技術有了重大發展,相繼出現了散射通信、微波接力通信、衛星通信和光纖通信。60年代後,數據網和計算機網被用於軍事通信,提高了通信保障的自動化水平與快速反應能力。80年代開始研究的綜合業務數字網,在通信聯絡組織上,注重通信聯絡的整體保障,形成多手段、多方向的迂迴通信。
⑧ 陸軍工程大學定向網路工程,請問定向具體意思是
作為工程師職稱序列的一環,助理工程師證作為一個基本的職稱,能代表你掌握了助理工程師的基本知識和基本技能。 為以後報考或參評工程師職稱證打基礎,因為在報考或參評工程師職稱時,會要求提交助理工程師證,並達到一定的工作年限。