① 无线网络经历了几代
1:二战时,美国陆军采用无线电信号做资料传输。他们研发出一套无线电传输科技,并且采用高强度加密技术,得到美军和盟军的广泛使用。
2:1971年时,夏威夷大学的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络,这可以算是最高的无线局域网(WLAN)。
3:1990年,IEEE正式启用了802.11项目,无线网络技术走向成熟。先后有802.11a、802.11b、802.11g、802.11e、802.11f、802.11h、802.11i、802.11j等标准目前802.11n应用已经非常普遍。
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② 基于802.11无线局域网传输技术的研究
在这个“网络就是计算机”的时代,伴随着有线网络的广泛应用,以快捷高效,组网灵活为优势的无线网络技术也在飞速发展。无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。从专业角度讲,无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信,并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通俗地说,无线局域网(Wireless local-area network,WLAN)就是在不采用传统缆线的同时,提供以太网或者令牌网络的功能。 通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆,构成有线局域网。但有线网络在某些场合要受到布线的限制:布线、改线工程量大;线路容易损坏;网中的各节点不可移动。特别是当要把相离较远的节点连接起来时,敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长,对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞。无线局域网就是解决有线网络以上问题而出现的。
无线局域网的历史
说到无线网络的历史起源,可能比各位想象的还要早。无线网络的初步应用,可以追溯到五十年前的第二次世界大战期间,当时美国陆军采用无线电信号做资料的传输。他们研发出了一套无线电传输科技,并且采用相当高强度的加密技术。当初美军和盟军都广泛使用这项技术。这项技术让许多学者得到了灵感,在1971年时,夏威夷大学(University of Hawaii)的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络,这被称作ALOHNET的网络,可以算是相当早期的无线局域网络(WLAN)。这最早的WLAN包括了7台计算机,它们采用双向星型拓扑(bi-directional star topology),横跨四座夏威夷的岛屿,中心计算机放置在瓦胡岛(Oahu Island)上。从这时开始,无线网络可说是正式诞生了。 虽然目前几乎所有的局域网络(LAN)都仍旧是有线的架构,不过近年来无线网络的应用却日渐增加,主要应用在学术界(像是大学校园)、医疗界、制造业和仓储业等,而且相关的技术也一直在进步,对企业而言要转换到无线网络也更加容易、更加便宜了。
无线局域网的技术特点
无线局域网利用电磁波在空气中发送和接受数据,而无需线缆介质。无线局域网的数据传输速率现在已经能够达到11Mbps,传输距离可远至20km以上。它是对有线联网方式的一种补充和扩展,使网上的计算机具有可移动性,能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络联通问题。
1.无线局域网的优点
与有线网络相比,无线局域网具有以下优点:
安装便捷
一般在网络建设中,施工周期最长、对周边环境影响最大的,就是网络布线施工工程。在施工过程中,往往需要破墙掘地、穿线架管。而无线局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个接入点AP(Access Point)设备,就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。
使用灵活
在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦无线局域网建成后,在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。
经济节约
由于有线网络缺少灵活性,这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要,这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划,又要花费较多费用进行网络改造,而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。
易于扩展
无线局域网有多种配置方式,能够根据需要灵活选择。这样,无线局域网就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络,并且能够提供像“漫游(Roaming)”等有线网络无法提供的特性。由于无线局域网具有多方面的优点,所以发展十分迅速。在最近几年里,无线局域网已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛应用。
2.无线局域网的相关技术
1). IEEE 802.11标准
IEEE 802.11是在1997年由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。IEEE 802.11规定了无线局域网在2.4GHz波段进行操作,这一波段被全球无线电法规实体定义为扩频使用波段。
1999年8月,802.11标准得到了进一步的完善和修订,包括用一个基于SNMP的MIB来取代原来基于OSI协议的MIB。另外还增加了两项内容,一是802.11a,它扩充了标准的物理层,频带为5GHz,采用QFSK调制方式,传输速率为6Mb/s-54Mb/s。它采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术,可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,并支持语音、数据、图像业务。这样的速率完全能满足室内、室外的各种应用场合。但是,采用该标准的产品目前还没有进入市场。另一种是802.11b标准,在2.4GHz频带,采用直接序列扩频(DSSS)技术和补偿编码键控(CCK)调制方式。该标准可提供11Mb/s的数据速率,还能够根据情况的变化,在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率之间自动切换。它从根本上改变无线局域网设计和应用现状,扩大了无线局域网的应用领域,现在,大多数厂商生产的无线局域网产品都基于802.11b标准。
2). 无线局域网的相关概念
在一个典型的无线局域网环境中,有一些进行数据发送和接收的设备,称为接入点(AP)。通常,一个AP能够在几十至上百米的范围内连接多个无线用户。在同时具有有线和无线网络的情况下,AP可以通过标准的Ethernet电缆与传统的有线网络相联,作为无线网络和有线网络的连接点。无线局域网的终端用户可通过无线网卡等访问网络。
无线局域网在室外主要有以下几种结构:点对点型、点对多点型、多点对点型和混合型。
● 点对点型
该类型常用于固定的要联网的两个位置之间,是无线联网的常用方式,使用这种联网方式建成的网络,优点是传输距离远,传输速率高,受外界环境影响较小。
● 点对多点型
该类型常用于有一个中心点,多个远端点的情况下。其最大优点是组建网络成本低、维护简单;其次,由于中心使用了全向天线,设备调试相对容易。该种网络的缺点也是因为使用了全向天线,波束的全向扩散使得功率大大衰减,网络传输速率低,对于较远距离的远端点,网络的可靠性不能得到保证。
● 混合型
这种类 型适用于所建网络中有远距离的点、近距离的点,还有建筑物或山脉阻挡的点。在组建这种网络时,综合使用上述几种类型的网络方式,对于远距离的点使用点对点方式,近距离的多个点采用点对多点方式,有阻挡的点采用中继方式。
无线局域网的室内应用则有以下两类情况
● 独立的无线局域网
这是指整个网络都使用无线通信的情形。在这种方式下可以使用AP,也可以不使用AP。在不使用AP时,各个用户之间通过无线直接互联。但缺点是各用户之间的通信距离较近,且当用户数量较多时,性能较差。
● 非独立的无线局域网
在大多数情况下,无线通信是作为有线通信的一种补充和扩展。我们把这种情况称为非独立的无线局域网。在这种配置下,多个AP通过线缆连接在有线网络上,以使无线用户即能够访问网络的各个部分。
其他相关概念
● 微单元和无线漫游
无线电波在传播过程中会不断衰减,导致AP的通讯范围被限定在一定的范围之内,这个范围被称为微单元。当网络环境存在多TAP,且它们的微单元互相有一定范围的重合时,无线用户可以在整个无线局域网覆盖区内移动,无线网卡能够自动发现附近信号强度最大的AP,并通过这个AP收发数据,保持不间断的网络连接,这就称为无线漫游。
● 扩频
大多数的无线局域网产品都使用了扩频技术。扩频技术原先是军事通讯领域中使用的宽带无线通信技术。使用扩频技术,能够使数据在无线传输中完整可靠,并且确保同时在不同频段传输的数据不会互相干扰。
● 直序扩频
所谓直接序列扩频,就是使用具有高码率的扩频序列,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。
● 跳频扩频
跳频技术与直序扩频技术完全不同,是另外一种扩频技术。跳频的载频受一个伪随机码的控制,在其工作带宽范围内,其频率按随机规律不断改变频率。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,抗干扰的性能越好,军用的跳频系统可以达到每秒上万跳。实际上移动通信GSM系统也是跳频系统。出于成本的考虑,商用跳频系统跳速都较慢,一般在50跳/秒以下。由于慢跳跳频系统实现简单,因此低速无线局域网常常采用这种技术。
无线局域网的应用
基于无线局域网具有的诸多优点,它可广泛应用于下列领域:
1.接入网络信息系统:电子邮件、文件传输和终端仿真。
2.难以布线的环境:老建筑、布线困难或昂贵的露天区域、城市建筑群、校园和工厂。
3.频繁变化的环境:频繁更换工作地点和改变位置的零售商、生产商,以及野外勘测、试验、军事、公安和银行等。
4.使用便携式计算机等可移动设备进行快速网络连接。
5.用于远距离信息的传输:如在林区进行火灾、病虫害等信息的传输;公安交通管理部门进行交通管理等。
6.专门工程或高峰时间所需的暂时局域网:学校、商业展览、建设地点等人员流动较强的地方;利用无线局域网进行信息的交流;零售商、空运和航运公司高峰时间所需的额外工作站等。
7.流动工作者可得到信息的区域:需要在医院、零售商店或办公室区域流动时得到信息的医生、护士、零售商、白领工作者。
8.办公室和家庭办公室(SOHO)用户,以及需要方便快捷地安装小型网络的用户。
无线局域网的结构
根据不同局域网的应用环境与需求的不同,无线局域网可采取不同的网络结构来实现互联。常用的具体有如下几种:
1、网桥连接型:不同的局域网之间互联时,由于物理上的原因,若采取有线方式不方便,则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接,无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接,还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。
2、基站接入型:当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时,各站点之间的通信是通过基站接入、数据交换方式来实现互联的。各移动站不仅可以通过交换中心自行组网,还可以通过广域网与远地站点组建自己的工作网络。
3、HUB接入型:利用无线Hub可以组建星型结构的无线局域网,具有与有线Hub组网方式相类似的优点。在该结构基础上的WLAN,可采用类似于交换型以太网的工作方式,要求Hub具有简单的网内交换功能。
4、无中心结构:要求网中任意两个站点均可直接通信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道,MAC层采用CSMA类型的多址接入协议。
无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入站(AP)、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现,其中以无线网卡最为普遍,使用最多。无线局域网的关键技术,除了红外传输技术、扩频技术、网同步技术外还有一些其他技术,如:调制技术、加解扰技术、无线分集接收技术、功率控制技术和节能技术。
无线局域网的具体实现
笔者通过在实际工作中对无线局域网设备和技术实现有过较为深刻的接触。下面以广州凯创公司(Enterasys Networks)的RoamAbout 802.11系列无线局域网设备对无线局域网的具体实现加以简单介绍:
1. RoamAbout802.11设备简介:
Enterasys推出的RoamAbout无线网络解决方案,用于迅速、轻松和经济地建立无线LAN,它可以为用户提供类似以太网的可靠性能。RoamAbout 802.11系列产品由两部分组成:全功能交换接入点和2.4GHz直接序列扩频无线以太网PC卡。前者可以通过无屏蔽双绞线对,迅速而轻松地连接有线LAN;后者的功能类似于所有标准的有线以太网卡,但它使用射频而不是电缆来建立LAN连接。当用户在整个网络内漫游时,RoamAbout PC卡可以无缝地切换到不同接入点上,从而始终保持与网络的连接。
2. 工程具体实现实例:
例1:某税务分局大楼内已建成一条有线局域网,在分局大楼外有七个所需要通过无线局域网与大楼内的有线网相连接。分局大楼外的七个所,至分局最远距离15km,最近3km,其中有两个所在一栋建筑物内已建成一个小有线局域网,各所一般拥有2至4台工作站。我们采用的无线局域网产品工作在2.4GHz至2.4835GHz频率范围内,它要求两个通信点的天线之间最好没有物体遮挡,但由于大楼处于繁华地带,因此选择一个楼层较高的所作为无线局域网的中心站点。在中心站点上接入一个无线接入点AP-10D,其它各所通过接入一个站适配器SA-40D与中心站点的AP-10D进行通信,分局大楼内的有线局域网则通过接入一个无线网桥WB-10D与中心站点AP-10D进行通信。这样各所与分局所有站点对无线局域网的访问均通过中心站点的控制来实现,它们共享中心站点AP-10D的3M带宽。
例2:某集团公司各企业分布在不同的建筑物内办公,按常规设计必须专线连接,每月支付昂贵的月租费和维护费用,并且无法解决移动站点访问和存取公司网上信息。采用2.4GHz频段无线局域网产品,可以比较灵活地组成一体化企业网络,达到与专线相同的性能,并解决移动站点问题,且安装维护方便,不需交频率使用费。具体方法是使用无线接入点(AP)的桥接功能,一端与建筑物间天线相连,一端与有线网络Hub相连,这样把两栋大楼互相连接起来替代专线功能。周围移动站点通过无线接入点与公司有线网络互联,访问和存取公司信息。
结束语
无线网络的出现就是为了解决有线网络无法克服的困难。虽然无线网络有诸多优势,但与有线网络相比,无线局域网也有很多不足。无线网络速率较慢、价格较高,因而它主要面向有特定需求的用户。目前无线局域网还不能完全脱离有线网络,无线网络与有线网络是互补的关系,而不是竞争;目前还只是有线网络的补充,而不是替换。但也应该看到,近年来,随着适用于无线局域网产品的价格正逐渐下降,相应软件也逐渐成熟。此外,无线局域网已能够通过与广域网相结合的形式提供移动互联网的多媒体业务。相信在未来,无线局域网将以它的高速传输能力和灵活性发挥更加重要的作用!
③ 战场网络数字化建设有哪些
指挥、控制、通信、情报系统(C3I系统)是一个国家威慑力量的重要组成部分,是现代军队的神经中枢。C3I系统按作战任务的性质和规模分为战略C3I系统和战术C3I系统。如果按系统的功能分类,一般可分为侦察探测和预警系统、数据处理和显示系统、通信系统、电子战系统、防空系统、火力支援系统、后勤系统等。
战略C3I系统一般指用来指挥控制战略部队的C3I系统,美军战略C3I系统的全称是全球军事指挥控制系统(WWMCCS)。它不是一个单层结构的系统,而是一个由许多子系统组成的大型金字塔式结构的C3I系统。它的主要组成部分包括10多个探测预警系统、30多个指挥中心和60多个通信系统以及安装在这些指挥中心里的自动数据处理系统。美军战术C3I系统包括陆军战术C3I系统、海军战术C3I系统和空军战术C3I系统。陆军战术C3I系统一般是指军以下单位使用的C3I系统。
在信息时代,信息战制胜是在两军对垒中迅速取得决定性胜利的中心环节。欲以信息战取胜的一方,必须具有实时收集、处理和传送信息的能力,并同时不使敌方获得同样的能力,陆军作为联合武装部队的一部分,必须通过其计划和行动,实施干扰,乃至破坏敌方的信息传输,从而确保己方获得准确而有用的信息。从根本上说,每一种现代化武器系统只要依靠兼容的数字数据链路,并通过显示器共同观察战场来提高反应能力,都可成为信息战制胜的有机组成部分。
数字化情报侦察系统。为了在未来战场上以信息战取胜,美陆军正在实施一个庞大的发展计划。其中实现侦察和信息系统现代化占有极其重要的地位,囊括了战场指挥、控制、通信和情报(C3I)的各个方面,因为它们对于指挥员获取准确的信息至关重要。美陆军为了通观战场,加强了空中侦察系统的研制工作,主要系统有:
RAH-66“科曼奇”武装侦察直升机,是美陆军新一代直升机,主要用于空降突击部队。它将显着提高美陆军在各种地形、恶劣气候和战场环境下昼夜作战的能力。由于它在飞行速度、抗毁能力、空对空作战能力方面都有较大提高,并配备了第二代宽视场数字式前视红外系统等先进的设备,故可支援部署在前线的部队和应急作战部队,进行近距离和大纵深作战。该直升机尺寸小,生产型重3522千克,巡航速度314.5千米/小时,最大飞行距离达1260海里,续航时间2.5小时。它能完成目前需要AH-1、OH-58A/C和OH-6三种直升机才能完成的任务,具有较强的作战和支援能力。一旦它装备部队,可大大提高美陆军战术作战的灵活性。
“护栏”系统,是用来向军级和师级指挥部提供目标情报信息的决策支持系统。RC-12和RU-21系列飞机将作为军级情报收集系统的运载平台。RC-12K/N/P飞机机载的“护栏”通用传感器系统把改进型“护栏”V系统的通信情报传感器与高精度机载通信定位系统综合在一起,可对360千米以外的敌方无线电台测向和定位,具有先进“快看”系统的电子信号截收和测向功能。美军在驻欧第5军装备了第一个“护栏”通用传感器系统。美军第3军装备了改进型“护栏”V通信情报传感器系统。1994财年,美第18空降军也装备了改进型“护栏”V通用传感器系统。美军还将向韩国提供这种传感器。“护栏”V将继续为美军情报和保密司令部服务,并继续在第3军和第18空降军中眼役。
近程无人航空器,将使陆军指挥官至少能够在距离己方前沿150千米的地方,对敌进行全天候侦察,并具有快速反应能力。更重要的是,无人航空器在敌占区执行侦察和监视任务期间,可避免己方作战人员受敌方火力的伤害。近程无人航空器不仅用于陆军和海军陆战队,而且还用于海军的航母和较大的两栖攻击舰上。
近程无人航空器是正在研制的无人航空器系列中的基本型,该系列还包括垂直/短距起落、留空时间长的中程无人航空器。最初装备的近程无人航空器将配备白昼电视、夜用前视红外系统和微光侦察系统。近程无人航空器的作战半径为150千米,冲刺速度大于203.5千米/小时,巡航和空中巡逻速度小于111千米/小时。该航空器的留空时间为8~12小时,在此期间,无论是白天还是黑夜,都可提供近实时的图像信息。
联合监视与目标攻击雷达系统(简称“联合星”系统),是由美国空军和陆军于1985年开始合作研制,1989年生产出样机,用以满足空中地上作战需要的指挥控制和通信系统。该系统由改进的波音707-320C飞机、机载AN/APY-3雷达、2部高频/单边带(HF/SSB)电台、16部HAVEOUICKI型超高频(UHF)电台、5部甚高频/调频(VHF/FM)电台或1部联合战术信息分发系统(JTIDS)数据通信终端设备、FMS-800飞行管理系统、158部计算机网络设备和车载地面站组成。它能为陆军和空军指挥官提供完整的战场状况,使他们对敌方前沿地域的进攻规模、兵力部署以及纵深第二梯队和后续部队的推进情况了如指掌。
数字化指挥控制系统。指挥控制系统领域的装备是美陆军武器装备发展重点中的重点,这也是数字化C3I网络的核心内容。主要装备有:
指挥控制车,是一项联合研制计划,包括现代化装甲车和指挥控制系统两部分。它采用“布雷德利”战车的底盘,并在此基础上安装了指挥控制设备,用以代替海湾战争中重兵机动集团用的M577A1指挥所运载车。这种车辆将为移动指挥所提供快速机动能力、较强的抗毁能力以及定位导航能力,并增强指挥所对核生化武器的防护能力。指挥控制车将装备陆军战术指挥控制系统的硬件和软件,增强自动化指挥能力,并通过与武器系统兼容的数字调制解调器扩大通信能力。1993年3月,指挥控制车按计划完成了可行性论证,相继由各承包商和军方分别对样车进行了系统试验和鉴定。未来的计划将继续进行标准系统和各分系统的合格试验,车内功能设备试验和样车生产。
标准化综合指挥所系统,是美陆军研制的系列化指挥所设施,计划容纳美陆军5个战场功能领域的设备,包括机动控制系统、前方地域防空指挥和控制系统。“阿法兹”高级野战炮兵战术数据系统、全信息源分析系统和战斗勤务支援控制系统。该系列化指挥所设施包括帐篷式刚性方舱型指挥所、履带车型指挥所、5吨重加长的厢式车型指挥所和M998高机动性多用途轮式车型指挥所。帐篷式刚性方舱的侧壁尺寸为3.34米×3.34米,可互换和任意组合。这种方舱安装在高机动性多用途轮式车上,通过配置指挥控制设备、5千瓦的电源装置和核生化综合防护设施等,构成帐篷式刚性方舱型指挥所。履带车型指挥所和5吨加长的厢式车型指挥所,也同样是在相应车辆上配置了指挥控制设备构成。其中帐篷式刚性方舱型指挥所和履带车型指挥所已小批量生产,5吨加长的厢式车型指挥所和高机动性多用途轮式车型指挥所仍在研制中。
多维作战管理与武器控制系统,美陆军1993年版《作战纲要》提出了“全维行动”的概念,强调未来的军事行动是涉及各维空间的行动。同时数字化战场将向指挥官提供大量的实时数据。如何从中筛选出有用的信息以指挥全维军事行动,遂成为急待解决的主要问题。为此,美国雷西昂公司最近推出了多维作战管理与武器控制系统,据称该系统将成为数字化战场的核心装备,其主要作用是能实时地模拟武器系统的性能,接收战场上各种数字系统的数据,为指挥官提供重新部署兵力的最佳方案,协助指挥官迅速作出决策。
旅以下指挥和控制系统,是一个软件系统,安装在战斗指挥车、各战斗车辆和攻击直升机上。该软件系统可为所有旅及旅以下指挥官提供战斗指挥能力,还可为单兵以及武器、传感器和支援平台提供数据和信息的横向与纵向的综合处理能力。该系统的各个子系统能对所有战斗、后勤支援及战斗火力报告的图形及文本信息进行存储和访问。该系统将与其他陆军战斗指挥系统互用并交换有关的数据与信息,还能为运动中的单兵及其操作的武器平台提供上述能力,其数据与信息交换方式和通信规程将在陆军战斗指挥系统的技术结构内互用。
车载信息系统(IVIS),是目前美军用于营以下实现指挥、控制和情报“横向一体化”的自动化综合系统。它装备于MIA2坦克,M2A2步兵战斗车和攻击直升机等作战平台上。由IVIS综合显示器、光塔电子装置及通信系统等组成,并由软件综合控制。
IVIS综合显示器,可向指挥人员实时地显示出作战区域的地图,敌友双方部队位置,后勤保障信息,车辆诊断与预测信息,本车的坐标位置,行驶方向和速度,并且可以接收命令和情报,发送报告,使指挥员及时、准确、全面地了解战场景象。IVIS的电子装置能够迅速处理各种传感器传来的信息(包括车辆运行数据)、目标和友军等战术数据。IVIS采用了国防部标准的NITF 2.0图像传输格式和数字图像压缩技术,大大压缩的图像数据,利于图像的传送。由于数字信息传输速度快,从而极大地减少了通信业务,也减少了人为的误差。同时,命令的改变可以随时通过通信网的广播形式迅速、准确、全面地传达到各用户终端,可与一个分队内所有车辆、阵地进行准确通信联络,并可传送图像、图表、文字和数据。由于IVIS利用了数字技术,通过SINCGARS使指挥员能以“快跳频”方式,向部属发出命令,并在战场上横向地与间接火力支援分队的“数字信息设备”及“航空兵的改进的数据调制解调器”互相交换信息。坦克、步战车、火炮及飞机装备了IVIS后,通过实时的数字化情报信息交流,可以极大地改善数字化部队间瞄火力和空中火力之间的协同行动,有效地支持了机动作战。该系统至少有以下5个优点:①可以加速指挥人员作出决策的时间;②提高了对全局形势的了解;③提高了指挥员在战场关键阵地集结兵力的可能;④减少了友军间的相互误伤;⑤提高了总体作战效能。
陆军战术指挥控制系统,是战场网络的基本框架结构,综合了5个以计算机为基础的现代化指挥控制子系统,即机动控制、防空、情报、火力支援和战斗勤务支援系统。只有实现了它们之间的互通,战场指挥员才能迅速获取和综合信息,确定最佳作战行动,在各军兵种联合作战时正确实施指挥和控制。为了实现互通性,该系统采取的主要措施是确定通用的协调规程、系统语言、报告格式,并对每个子系统设有必要的接口;采用通用的具有连通性的硬件和软件;采用模块化、面向目标的Ada语言;配备了以下改进型数字通信系统:
(1)“阿法兹”高级野战炮兵战术数据系统,是美国陆军和海军陆战队共用的自动化指挥控制和协调系统。为了确保对所有火力支援设施(迫击炮、近距离空中支援、海军炮火支援、武装直升机和进攻性电子战)的规划、协调与控制,并实施火力封锁和遏制敌方目标,它可提供综合的自动化支援。该系统配备有改进型数字通信系统,以改善武器系统对环境的感知和提高火力请示速度;采用加固的通用硬件和软件;软件采用美国国防部标准化的Ada语言编制,每一种版本都具有附加功能,并实现了互通。按计划,该系统的第三版本每小时能处理720次射击任务。
(2)机动控制系统,为美陆军军和军以下战术指挥官实施部队调遣提供辅助决策手段。为了实现与其他系统的互通,该系统采用通用硬件和Ada语言编写的软件。在1990~1991年的海湾战争中该系统已初步试用。到90年代中期,其系统开发由最初的试验系统向目标系统发展,到1994年初开始批量生产。
(3)全信息源分析系统,用于接收和分析处理来自战略和战术情报传感器和信息源的数据;为实施战术部署提供计算机辅助能力;显示有关敌情的信息;迅速分发情报信息;指定目标以及支配部队建制内的情报和电子战资源;为部队行动提供安全保障。为完成这些任务,该系统必须增强其软件和硬件的通用性。为达到目标,该系统采用渐进采办计划。第一阶段计划在1993~1995年选定11支部队和训练基地优先装备。第二阶段采用通用硬件和软件向开放系统体系结构过渡。第三阶段将改进软件,以实现该系统的最终目标能力。
(4)前方地域防空指挥控制系统,用于对防空炮兵的指挥信息、分发和接收的防空炮兵的管理数据、空中目标的跟踪数据和远方传感器的数据进行自动交换。其核心部分是一个空战管理作战中心和若干个陆军空中指挥控制站,该系统传输数据的速度非常快。例如,E-3顶警机的数据传到火炮瞄准手只需4~9秒钟。该系统已得到美国政府批准,投入小批量生产。最先装备3个轻型和特种作战师及一个训练基地。这3个师是第101空降师(空中突击师)、第10山地师(轻步兵师)和第2步兵师。美陆军重型师将于1997年装备该系统第二阶段研制的设备。未来的防空武器系统(如超视距武器系统和“布雷德利-针刺”导弹发射车)都将纳入第二阶段的前方地域防空指挥控制系统的管辖之下。
(5)战斗勤务支援控制系统,包括补给、维修保养、运输、医疗卫生、人事和财务等方面的工作。陆军正在购买9000余部战术陆军指挥和控制系统通用硬件和软件项目中的便携式计算机系统,它们是加固的非研制项目设备,具有数据人口、询问、检索、编辑、打印和传输功能。民用设备软件也执行文字处理、分类/归并、电子扩展图表、编程等任务。加固的计算机采用16位结构,有一个容量为768K字节的随机存取存储器,以及一个67M字节的大容量存储器。战斗勤务支援控制系统有专用的通信系统,称为战斗勤务支援通信系统网。该通信网允许行政官员和后勤官员相互交换信息,并与其他的指挥控制网中的同行交换信息。通信设备包括话音无线电系统,高频/调频/单边带无线电系统、定位/数据通信系统和传真设备。
数字化通信系统。数字化通信系统是指以数字形式处理并传送信息。计算机模拟表明:在常规情况下,缺乏数字通信设备的4个连中只有2个连能如期部署到位与敌方交战,而使用数字通信的部队,4个连能全部部署到位投入战斗;数字通信比话音通信的错误率减少60%,在传输速度上,连级采用数字通信向营级报告的速度几乎比采用非数字通信的快1倍。因此,数字通信能提高部队的反应速度、杀伤力和生存力;能使指挥员更好地协调部队;提高直射和间射武器的射击精度、协同性和时效性,特别是在应急时刻,可充分发挥间射武器系统的齐射效果,等等。可以毫不夸张地说,当作战部队普遍使用数字通信的时候,部队的作战条令、训练和设备方面都将有重大变革。为此,美陆军为未来信息战开发了6种新的数字通信系统。
单信道地面与机载无线电系统,是为指挥官在前沿战场实施指挥控制,提供可靠抗干扰和保密的无线电通信网。它有背负式、车载式和机载式三种型式。该系统中基本电台的通信频率为30~87.975兆赫,有2320个可用频道,重量8.4千克,通信距离可达8~35千米。美军计划采购180000部,其中141500部装备第一线部队,38500部装备其他部队。每个陆军师将装备3500部电台。目前己在陆军师中装备了28000部。为了增强系统性能,美军还着手在系统中增加数据通信和定位报告能力,以及与公共用户系统的接口能力,并减少重量,简化操作。
陆军数据分发系统,陆军数据分发系统ADDS,是一个专门设计用于支援陆军战术指挥与控制系统和其他战场自动化系统的战术数据分发系统,专用于数字通信,无话音通信能力,是美军为了解决话音传输与数字传输争夺线路的矛盾而研制的。它是美陆军师级和军级指挥控制系统使用的一个数据通信系统,用于在预期的电子干扰环境中提供近实时的数据分发,以提高战场信息系统的互通能力。该系统由增强型定位报告系统和联合战术信息分发系统组成。它的主要特点是采用了时分多址技术,可在4秒钟内进行快速数据通信,并可解决传输争夺线路的矛盾;采用跳频和扩频技术,具有较强的抗干扰能力;重量轻,背负式定位报告接收机重10千克,联合战术信息分发系统终端重34千克。虽然美军的移动用户设备系统MSE具有话音、数据、传真通信等多种功能,但实际使用时,主要是为分散配置的各级指挥所提供电话服务。ADDS则可以满足数字化战场上越来越多的数字式自动化指挥、控制和情报系统的需要,专门用于在计算机之间传送数据。
ADDS系统由实施中速数据分发的增强型定位报告系统(EPLRS)和实施高速数据分发的联合战术信息分发系统(JTIDS)的2M类终端结合而成,能在可预见的电子对抗环境中,在师地域内实施近实时数据的分发。EPLRS系统是一个超高频无线电网络,由网络控制台和背负式车载式及机载大用户分机组成。用户分机内有一个数据分发模块,对步兵和车辆的定位精度小于15米,对机载用户小于25米。EPLRS系统用户分机装备数据传输量较小的单位,如炮兵营、连射击指挥中心、火力支援小组、激光观测组以及火力支援协调组等。JTIDS系统的2M类终端,也工作在超高频波段,采用了时分多址、跳频、扩频技术,装备于数据传输量较大的单位,如师炮兵和炮兵旅射击指挥中心及目标侦察单位。EPLRS系统用户机“通话”,不但能进行点对点的传输,而且可以通过多种路由把数据送给用户,由于使用多种路由和中继台站,ADDS系统可以用较小的输出功率工作,并覆盖较大的地域。
“军事星”军事战略与战术中继卫星系统,包括移动式战术终端和可运输式的固定式战略终端。美陆军主要研制“恶棍”单信道,抗干扰、背负式终端和“斯马特”-T移动式、保密、抗干扰、可靠的战术终端,以保障利用“军事星”进行战术通信的需“恶棍”是一种低数据率卫星通信终端,工作在极高频频段,每秒可传输75~2400比特的话音和数据。该终端重量轻,原型重量为13.6千克,后续终端可减少到5.44~6.8千克;波束窄,可降低被探测概率,因而它主要用于扩大指挥控制主链路与远距离侦察分队和特种作战部队的通信距离。“斯马特”-T终端是一种由高机动性多用途轮式车载的卫星通信终端,为战术用户提供中数据率和低数据率话音和数据通信。它不仅具有保密、抗干扰能力,而且还能扩大美陆军军和军以下移动用户设备系统的通信距离。美陆军已与3家公司签订了合同,研制42部工程样机。
联合战术信息分发系统(JTIDS),是美国于1997年正式开始研制,用于三军联合作战C3I系统的一种全综合的具有多个网络和相对导航能力的TDMA(Time Division Multipe Access)时分多址、保密、抗干扰的数字信息分发系统。
该系统的容量足以为分散的战术指挥控制分队、飞机、水面舰艇、潜水艇和其他是信息源又是信息用户的分队提供保障。某种信息可在往一网络内通播,一个户可选择任意一种所需要的或指定接收的信息或分组。必要时还可以建立附加网络。
网络采取无节点结构。工作在主网络的单元能与在通信或定位网络内的所有其他单元相连接。不管哪一个单元破坏均不致削弱功能。而且任何一个终端均可起中继作用。因此,以中继方式工作的飞机只是暂时成为节点。一个联合战术信息分发系统的网络是由一组已知的伪噪声和跳频调制的码序列确定的,拥有该码序列的全体网络用户均可共享每个用户通播的信息,也可只选择需要的一些分组信息。一个信道是网络的一个重要分组。其重复率与该信道的用户数据率相等。
联合战术信息分发系统中规定一个时元为2.8分钟,这是作为时隙新编号依据的时间周期。有源网络成员必须在每个时元中至少占有一个时隙。无源网络成员只能接收,因而不必为它分配时隙。一个时元包含98304个时隙,每个时隙为7.8125毫秒。因此,如果在全网每隔2.8分钟没有信息需要进行一次以上更新的话,则每个单独的网络的容量大约为98000个用户或98000个单独的信息。一个中等周期规定为12秒,这只对定时工作的某个系统具有重要意义。
联合战术信息分发系统的工作频率为965~1215兆赫。为了最大限度地抗干扰和保密,传输脉冲利用伪噪声编码和伪随机跳频技术在整个频段内进行扩展并跳变。虽然该信息系统工作在“塔康”频段上并跨越了整个敌我识别频段,但也证明,“塔康”对它的干扰可忽略不记,因为联合战术信息分发系统的频段宽、工作周期短,并可采取不用敌我识别专用的频率的方法,避免受到敌我识别信号的干扰。
移动用户设备系统(MsE),是美陆军历史上最大、最现代化的一个保密、自动、高度机动、可快速部署和抗毁的战术地域通信系统,可在整个陆军师和军作战地域内提供数据、话音和传真通信。MsE系统在150×250平方千米的作战地域内,展开完整的地域通信网,由42个节点中心、9个大型用户入口节点、224个小型用户入口节点联成一个栅格状的干线节点网,可为8100个用户(其中固定用户为6200个,移动用户为1900个)服务,各用户入口节点为固定有线电用户服务(主要供各独立营直至军的高级司令部使用)。移动用户由92个无线电入口单元(RAU)来提供服务,每个无线电入口单元按标准规定可连接16~25个移动用户无线电话终端(MsRT),并能保持初试呼叫成功率为90%。无论网络用户怎样移动,也无论用户处于网络中的任何位置,都能立即建立通信联络。MsE系统为全数字、保密、自动交换的战术通信网,使用AN/TT-47、AN/TTC-46、AN/TTC-48V等交换机、AN/TRC-190接力机、AN/GRC-224超高频设备、AN/TRC-191无线电入口单元、AN-1035U数字非保密话音终端、AN/VRC-97移动用户无线电终端以及AN/TTC-35(V)系统控制中心等设备和分系统,为用户提供机动话音、数据和传真通信,它可与战略通信网、民用通信网互通,也能和AN/TSC-85A、AN/TSC-93A等卫星终端互联,为师、旅两级部队在更大范围内的通信提供方便。该系统使用方便,节点一般由通信兵开设,而用户终端的装备使用则贯彻“用户拥有,用户操作”的原则,用户主要任务就是使用用户的终端设备。MSE还是一种拨号电话系统,用户只要入网即可用直接拨号的方法进行通话。系统设备全部车载,可随部队机动,一个大型分支节点开设或撤收作业,在30分钟内即可完成。该系统结构灵活,具有很高的冗余度,抗毁性好,在网络负荷过大时、转移时或某一部分受损时,可以自动调整通信线路,保证指挥作业的连续性。MSE使用了泛路由搜索技术,发出呼叫的交换机可以把呼叫请示发往邻近的所有交换机,邻近的交换机也做同样的呼叫,使MSE抗毁性能得到增强。
该系统采用泛搜索路由和增量调制技术,可使移动和固定用户实现边疆的战场覆盖,不管指挥官和参谋人员调动到哪里,都能使用一个固定的电话号码进行通信。系统中的每个信道的传输速率为16千比特/秒。一个移动用户设备网可保障5个军、总共装备26个师、2个训练基地和20个军的通信营。
全球定位系统,是美陆、海、空三军的一个联合发展项目。在该项目中,陆军牵头负责背负式接收机、车载式接收机和低/中性能的机载接收机的研制。这些接收机将广泛装备在陆军的所有梯队。其中小型化机载接收机已通过试验。
微型全球定位系统接收机已可从“导航星”全球定位系统接收信号。据悉,已有一种轻型精确全球定位系统接收机于1994年初装备部队。这是一种手持式地面接收机,能够处理全球定位系统信号、提供用户的位置、平台速度和时间信息。美陆军正在研制机载嵌入式全球定位系统接收机。该机只有一块或几块集成电路板,嵌入机载通信或导航设备中,就能在全球定位接收卫星信号。美陆军计划将之装备于一部分直升机和电子战飞机上。同时美陆军还在生产改进型微型数据调制解调器,以便使接收到的信号与诸兵种合成部队共享。改进型数据调制解调器的性能优于美陆军目前使用的机载目标信息自动传输系统,能同时传送和接收数个信道的无线电信息、能向运行车辆、直升机、联合监视与目标攻击雷达系统以及各运筹中心等传送实时的信息。
由此可见,美军已组建成完备的数字化情报侦察系统、指挥控制系统和数字化通信系统。它是以移动用户设备系统、单信道地面及空中通信系统和全球定位系统等为基础的高技术综合体,通过电子计算机利用改进的调制解调器、车载信息系统等进行各种武器系统之间的数据、图像、图表和命令等情报的实时传递,全面综合来自各种渠道的侦察数据,包括士兵、野战炮兵及飞机发回的图像和报文,由战斗指挥车等平台上运行的旅以下指挥控制系统迅速组合出战场的动态画面,利用有关设备,使下属了解其意图和目标,及时向战斗部队发布战斗行动的命令,使战场高度透明,使作战部队和各种武器系统纵横联系、信息共享一体化和精确打击,从而实现了数字化C3I网络的一体化和高度自动化。
④ 军用通信网络技术主要的发展历程
19世纪30年代后,有线电和无线电通信相继问世,军事通信发生重大变革。20世纪初,陆军中装备了野战无线电通信,海军中有了舰对舰、岸对舰无线电通信。空军于1912年实现了空对地通信。第一次世界大战时,参战国使用埋地电缆与被覆线路传输电报、电话信号;有的参战国无线电配备到营一级指挥所。第二次世界大战期间,出现了野战电话机、交换机、电传打字机、传真机和调幅、调频无线电台等通信设备。“黑鸟”SR-71侦察机第二次世界大战后,军事通信技术有了重大发展,相继出现了散射通信、微波接力通信、卫星通信和光纤通信。60年代后,数据网和计算机网被用于军事通信,提高了通信保障的自动化水平与快速反应能力。80年代开始研究的综合业务数字网,在通信联络组织上,注重通信联络的整体保障,形成多手段、多方向的迂回通信。
⑤ 现代无线网络的新技术是什么
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802.11b网络也正在证实这一点。随着802.11a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IEEE802.11、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.IEEE802.11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802.3以太网协议、802.5令牌环协议和802.3z100BASE-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——802.11协议。1999年9月,IEEE提出802.11b协议,用于对802.11协议进行补充,之后又推出了802.11a、802.11g等一系列协议,从而进一步完善了无线局域网规范。IEEE802.11工作组制订的具体协议如下:
(1)802.11a
802.11a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)802.11b
802.11b也被称为Wi-Fi技术,采用补码键控(CCK)调制方式,使用2.4GHz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--5.5Mbit/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5.5Mbit/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)802.11g
2001年11月,在802.11 IEEE会议上形成了802.11g标准草案,目的是在2.4GHz频段实现802.11a的速率要求。该标准将于2003年初获得批准。802.11g采用PBCC或CCK/OFDM调制方式,使用2.4GHz频段,对现有的802.11b系统向下兼容。它既能适应传统的802.11b标准(在2.4GHz频率下提供的数据传输率为11Mbit/s),也符合802.11a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802.11b设备的兼容。用户还可以配置与802.11a、802.11b以及802.11g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802.11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802.11e(定义服务质量和服务类型)、802.11f(AP间协议)、802.11h(欧洲5GHz规范)、802.11i(增强的安全性&认证)、802.11j(日本的4.9GHz规范)、802.11k(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2.4GHz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IEEE802.11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IEEE802.11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2.4GHz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
802.11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802.11与DECT的结合。HomeRF和蓝牙都工作在2.4GHz 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。802.11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,网卡是网络操作系统与网线之间的接口。在无线局域网中,它们是操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
IEEE802.11协议标准建议使用两种安全解决方案。一种是IEEE 802.11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 802.1x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IEE802.1x主要是针对有线局域网设计的,在无线局域网中使用IEE802.1x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,802.1x和802.11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(VPN)安全技术。与802.11b标准所采用的安全技术不同,在IP网络中,VPN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VPN安全技术与802.11b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。
⑥ 如果不小心占用了军用无线电频率,会不会被抓
会的。
依据《中华人民共和国军事设施保护法实施办法》第三十四条规定:在军用电磁环境保护范围内,禁止建设、设置或者使用发射、辐射电磁信号的设备和电磁障碍物体。
地方在军用电磁环境保护范围内安排建设项目,对军用电磁环境可能产生影响的,应当按照规定征求有关军事机关的意见;必要时,可以由军事设施管理单位和地方有关部门共同对其干扰程度和电磁障碍物的影响情况进行测试和论证。
(6)陆军无线电工程网络扩展阅读:
军事设施保护的相关要求规定:
1、禁止私自开启封闭的作战工程,禁止破坏作战工程的伪装,禁止阻断入出作战工程的通道。未经作战工程管理单位的上级师级以上主管军事机关批准,不得对作战工程进行摄影、摄像、勘察、测量、描绘和记述,不得在作战工程内存放非军用物资器材或者从事种植、养殖等生产活动。
2、在军用机场净空保护区域内种植植物,设置灯光或者物体,排放烟尘、粉尘、火焰、废气或者从事其他类似活动,不得影响飞行安全和机场助航设施的使用效能。
⑦ 军事通信网络技术有着怎么样的重大变革
19世纪30年代后,有线电和无线电通信相继问世,军事通信发生重大变革。20世纪初,陆军中装备了野战无线电通信,海军中有了舰对舰、岸对舰无线电通信。空军于1912年实现了空对地通信。第一次世界大战时,参战国使用埋地电缆与被覆线路传输电报、电话信号;有的参战国无线电配备到营一级指挥所。第二次世界大战期间,出现了野战电话机、交换机、电传打字机、传真机和调幅、调频无线电台等通信设备。第二次世界大战后,军事通信技术有了重大发展,相继出现了散射通信、微波接力通信、卫星通信和光纤通信。60年代后,数据网和计算机网被用于军事通信,提高了通信保障的自动化水平与快速反应能力。80年代开始研究的综合业务数字网,在通信联络组织上,注重通信联络的整体保障,形成多手段、多方向的迂回通信。
⑧ 陆军工程大学定向网络工程,请问定向具体意思是
作为工程师职称序列的一环,助理工程师证作为一个基本的职称,能代表你掌握了助理工程师的基本知识和基本技能。 为以后报考或参评工程师职称证打基础,因为在报考或参评工程师职称时,会要求提交助理工程师证,并达到一定的工作年限。