网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局,即用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接。网络的拓扑结构有很多种,主要有星型结构、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构等。区别如下:
星型结构是最古老的一种连接方式,星型结构是各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点,其他节点(工作站、服务器)都与中央节点直接相连。
环行结构的特点是:每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作,于是便有上游端用户和下游端用户之称;信息流在网中是沿着固定方向流动的,两个节点仅有一条道路。
总线上传输信息通常多以基带形式串行传递,每个结点上的网络接口板硬件均具有收、发功能,接收器负责接收总线上的串行信息并转换成并行信息送到PC工作站;这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据,其它端用户必须等待到获得发送权;媒体访问获取机制较复杂;维护难,分支结点故障查找难。
分布式结构的网络具有如下特点:由于采用分散控制,即使整个网络中的某个局部出现故障,也不会影响全网的操作,因而具有很高的可靠性;网中的路径选择最短路径算法,故网上延迟时间少,传输速率高,但控制复杂;各个结点间均可以直接建立数据链路,信息流程最短;便于全网范围内的资源共享。
树型结构通信线路总长度短,成本较低,节点易于扩充,寻找路径比较方便,但除了叶节点及其相连的线路外,任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。
网状拓扑结构主要指各节点通过传输线互联连接起来,并且每一个节点至少与其他两个节点相连。网状拓扑结构具有较高的可靠性,但其结构复杂,实现起来费用较高,不易管理和维护,不常用于局域网。
蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构,它以无线传输介质(微波、卫星、红外等)点到点和多点传输为特征,是一种无线网,适用于城市网、校园网、企业网。
Ⅱ 无线网络中使用的是什么拓扑结构
1、拓扑结构图是指由网络节点设备和通信介质构成的网络结构图。
2、一般这种平面的结构图都用 coreldraw来制作,简单的用WORD. EXCEL就能完成,对图片色彩和视觉感官要求高的可以结合 PHOTOSHOP来完成。
3、专业性要求使用 VISIO5专业版,图库比较多,并且安装一次后只需COPY安装目录即可。VSIO2000专业版,除了图库多外,使用也容易。
1、网状拓扑结构
优点:任意两个设备间有自己专用的通信通道,不会产生网络冲突,当某个设备发生故障时,不会影响网络中其他设备的通信。
缺点:硬件实现比较困难,需要的电缆多,n个结点的网络至少需要n(n-1)/2条连接电缆,安装成本高,向网络中添加或删除结点都非常困难。
2、星形拓扑结构
优点:硬件安装比较简单成本,向网络中添加或删除结点简便。
缺点:如果中心结点发生故障,整个网络通信将完全瘫痪;另外,由于网络各设备间不能直接通信,需要通过中心结点转发,因此通信时会带来一定的时间延迟。
Ⅲ 新装跃层大户型洋房 如何实现WIFI网络全覆盖
最好是用面板 AP来做wifi覆盖。结合AC+AP这种模式。使用AC管理所有AP。每个面板AP安装在房间,客厅,大厅等等。面板AP做可以保证房间里的信号稳定。网速就有保证。面板AP可以提供无线wifi上网,又可以有线上网
实景图:
Ⅳ 常用网络拓扑结构有哪些各有什么特点
网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局,即用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接。网络的拓扑结构有很多种,主要有星型结构、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构等。区别如下:
星型结构是最古老的一种连接方式,星型结构是各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点,其他节点(工作站、服务器)都与中央节点直接相连。
环行结构的特点是:每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作,于是便有上游端用户和下游端用户之称;信息流在网中是沿着固定方向流动的,两个节点仅有一条道路。
总线上传输信息通常多以基带形式串行传递,每个结点上的网络接口板硬件均具有收、发功能,接收器负责接收总线上的串行信息并转换成并行信息送到PC工作站;这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据,其它端用户必须等待到获得发送权;媒体访问获取机制较复杂;维护难,分支结点故障查找难。
分布式结构的网络具有如下特点:由于采用分散控制,即使整个网络中的某个局部出现故障,也不会影响全网的操作,因而具有很高的可靠性;网中的路径选择最短路径算法,故网上延迟时间少,传输速率高,但控制复杂;各个结点间均可以直接建立数据链路,信息流程最短;便于全网范围内的资源共享。
树型结构通信线路总长度短,成本较低,节点易于扩充,寻找路径比较方便,但除了叶节点及其相连的线路外,任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。
网状拓扑结构主要指各节点通过传输线互联连接起来,并且每一个节点至少与其他两个节点相连。网状拓扑结构具有较高的可靠性,但其结构复杂,实现起来费用较高,不易管理和维护,不常用于局域网。
蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构,它以无线传输介质(微波、卫星、红外等)点到点和多点传输为特征,是一种无线网,适用于城市网、校园网、企业网。
Ⅳ 无线监控系统的组成
目前有一部分网络厂商提供了一些所谓的无线监控方案,其网络拓扑图如下:
上图是一些网络厂家提供的无线监控系统,我们从图中可以看出,这套系统主要分为两部分,一个是监控中心,还有一个是前台监控,前台监控主要由网络摄像机和视频编码器组成,有些还配备了云台等设备,它们是整个监控系统的核心;我们清楚一套监控系统中最重要的设备是网络摄像机,网络摄像机采用有线或无线连接将决定整个监控系统是有线监控还是无线监控系统。 在这套方案中,我们能明显看出它采用有线网络摄像机,通过视频编码器连接到无线AP上,然后通过无线AP将拍摄的图像信号传输到监控中心。之所以这套方案叫无线监控方案是因为监控中心和前台监控之间采用无线数据传输,但它并不是真正意义上的无线监控,因为这套系统还是需要布线,同样会给组建这套系统的用户带来麻烦。我们所说的真正意义上的无线监控系统是一种采用无线网络摄像机组成的系统,在监控系统前台的任何一个环节都不需要布线。
下图是无线监控系统的拓扑结构图:从上图我们看出无线监控系统的分布比较简单,产品的种类选择也比较少,基本上只需要无线网络摄像机、无线AP加上控制终端和一些普通用的交换机就能实现无线监控。相信大家比较清楚有线网络监控系统的组成结构,那么在无线网络监控系统中我们为什么没有使用视频服务器等设备呢?实际上这些功能都集成到无线网络监控摄像机里面,因此,无线网络监控摄像机在无线监控系统中起着无法代替的作用。
一个无线局域网的组建要根据具体环境来看,无线监控系统是基于无线局域网之上组建的一个监控系统。因此,无线监控系统的组建同样要根据具体的环境来决定,但总的来说可以,无线监控系统具有三种模式,一种是室外无线监控系统,一种是室内无线监控系统,还有一种是室外和室内混合监控系统。室外无线监控系统应用在一些工厂,它们需要对各个地方的安全进行监控等;室内的无线监控系统应用在如矿井、钢铁冶炼、酒店宾馆等行业中;室外和室内混合组建的监控系统我们就不在叙述,只要能够将室外和室内的监控系统组建成功,这种混合方式也就显得非常简单。
室外无线监控系统,我们不用过多考虑无线信号的穿墙问题,并且室外无线监控系统中的无线网络摄像机一般都比较分散,但我们也要考虑一些外来信号的干扰问题。我们可以直接通过监控中心的无线AP就能接收到监控信号,下图在无线AP传输距离内的无线监控系统网络拓扑结构图:
如果无线网络摄像机与监控中心之间的距离在1公里以内,我们可在靠近无线网络摄像机的地方增加无线AP,然后通过无线AP的桥接功能实现与监控中心无线AP的连接,从而将数据传输到监控中心,下图是无线网络摄像机与监控中心距离在1公里以内的无线网络监控系统拓扑结构图:如果无线网络摄像机与监控中心之间的距离非常远,已经超过1公里或更远,那么我们就要考虑采用无线网桥来实现数据传输,网桥一般应用在1公里以上,50公里以下的无线网络连接。所以,我们采用无线网桥组建无线监控系统。
Ⅵ 无线局域网的结构
无线局域网拓扑结构概述:基于IEEE802.11标准的无线局域网允许在局域网络环境中使用可以不必授权的ISM频段中的2.4GHz或5GHz射频波段进行无线连接。它们被广泛应用,从家庭到企业再到Internet接入热点。
简单的家庭无线WLAN:在家庭无线局域网最通用和最便宜的例子,如图1所示,一台设备作为防火墙,路由器,交换机和无线接入点。这些无线路由器可以提供广泛的功能,例如:保护家庭网络远离外界的入侵。允许共享一个ISP(Internet服务提供商)的单一IP地址。可为4台计算机提供有线以太网服务,但是也可以和另一个以太网交换机或集线器进行扩展。为多个无线计算机作一个无线接入点。通常基本模块提供2.4GHz802.11b/g操作的Wi-Fi,而更高端模块将提供双波段Wi-Fi或高速MIMO性能。
双波段接入点提供2.4GHz802.11b/g/n和5.8GHz802.11a性能,而MIMO接入点在2.4GHz范围中可使用多个射频以提高性能。双波段接入点本质上是两个接入点为一体并可以同时提供两个非干扰频率,而更新的MIMO设备在2.4GHz范围或更高的范围提高了速度。2.4GHz范围经常拥挤不堪而且由于成本问题,厂商避开了双波段MIMO设备。双波段设备不具有最高性能或范围,但是允许你在相对不那么拥挤的5.8GHz范围操作,并且如果两个设备在不同的波段,允许它们同时全速操作。家庭网络中的例子并不常见。该拓扑费用更高但是提供了更强的灵活性。路由器和无线设备可能不提供高级用户希望的所有特性。在这个配置中,此类接入点的费用可能会超过一个相当的路由器和AP一体机的价格,归因于市场中这种产品较少,因为多数人喜欢组合功能。一些人需要更高的终端路由器和交换机,因为这些设备具有诸如带宽控制,千兆以太网这样的特性,以及具有允许他们拥有需要的灵活性的标准设计。 中等规模的企业传统上使用一个简单的设计,他们简单地向所有需要无线覆盖的设施提供多个接入点。这个特殊的方法可能是最通用的,因为它入口成本低,尽管一旦接入点的数量超过一定限度它就变得难以管理。大多数这类无线局域网允许你在接入点之间漫游,因为它们配置在相同的以太子网和SSID中。从管理的角度看,每个接入点以及连接到它的接口都被分开管理。在更高级的支持多个虚拟SSID的操作中,VLAN通道被用来连接访问点到多个子网,但需要以太网连接具有可管理的交换端口。这种情况中的交换机需要进行配置,以在单一端口上支持多个VLAN。
尽管使用一个模板配置多个接入点是可能的,但是当固件和配置需要进行升级时,管理大量的接入点仍会变得困难。从安全的角度来看,每个接入点必须被配置为能够处理其自己的接入控制和认证。RADIUS服务器将这项任务变得更轻松,因为接入点可以将访问控制和认证委派给中心化的RADIUS服务器,这些服务器可以轮流和诸如Windows活动目录这样的中央用户数据库进行连接。但是即使如此,仍需要在每个接入点和每个RADIUS服务器之间建立一个RADIUS关联,如果接入点的数量很多会变得很复杂。 交换无线局域网是无线连网最新的进展,简化的接入点通过几个中心化的无线控制器进行控制。数据通过Cisco,ArubaNetworks,Symbol和TrapezeNetworks这样的制造商的中心化无线控制器进行传输和管理。这种情况下的接入点具有更简单的设计,用来简化复杂的操作系统,而且更复杂的逻辑被嵌入在无线控制器中。接入点通常没有物理连接到无线控制器,但是它们逻辑上通过无线控制器交换和路由。要支持多个VLAN,数据以某种形式被封装在隧道中,所以即使设备处在不同的子网中,但从接入点到无线控制器有一个直接的逻辑连接。从管理的角度来看,管理员只需要管理可以轮流控制数百接入点的无线局域网控制器。这些接入点可以使用某些自定义的DHCP属性以判断无线控制器在哪里,并且自动连结到它成为控制器的一个扩充。这极大地改善了交换无线局域网的可伸缩性,因为额外接入点本质上是即插即用的。要支持多个VLAN,接入点不再在它连接的交换机上需要一个特殊的VLAN隧道端口,并且可以使用任何交换机甚至易于管理的集线器上的任何老式接入端口。VLAN数据被封装并发送到中央无线控制器,它处理到核心网络交换机的单一高速多VLAN连接。安全管理也被加固了,因为所有访问控制和认证在中心化控制器进行处理,而不是在每个接入点。只有中心化无线控制器需要连接到RADIUS服务器,这些服务器在图6显示的例子中轮流连接到活动目录。
交换无线局域网的另一个好处是低延迟漫游。这允许VoIP和Citrix这样的对延迟敏感的应用。切换时间会发生在通常不明显的大约50毫秒内。传统的每个接入点被独立配置的无线局域网有1000毫秒范围内的切换时间,这会破坏电话呼叫并丢弃无线设备上的应用会话。交换无线局域网的主要缺点是由于无线控制器的附加费用而导致的额外成本。但是在大型无线局域网配置中,这些附加成本很容易被易管理性所抵消。
Ⅶ 常见的无线网络设备有哪些适用于何种组网需要。
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解析:
一、由名称看区别
首先来看无线AP,AP是英文ACCESS POINT的首字母所写,翻译过来就是“无线访问点”或“无线接入点”,从名字上看就是通过它,能把你的拥有无线网卡的机器接入到网络中来。它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问,在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。通俗的讲,无线AP是无线网和有线网之间沟通的桥梁。由于无线AP的覆盖范围是一个向外扩散的圆形区域,因此,应当尽量把无线AP放置在无线网络的中心位置,而且各无线客户端与无线AP的直线距离最好不要超过太长,以避免因通讯信号衰减过多而导致通信失败。
无线AP相当于一个无线集线器(HUB),接在有线交换机或路由器上,为跟它连接的无线网卡从路由器那里分得IP。
无线路由器,从名称上我们就可以知道这种设备具有路由的功能,大家可能对有线的宽带路由器有所了解,那么我们可以说无线路由器是单纯型AP与宽带路由器的一种结合;它借助于路由器功能,可实现家庭无线网络中的Inter连接共享,实现ADSL和小区宽带的无线共享接入,另外,无线路由器可以把通过它进行无线和有线连接的终端都分配到一个子网,这样子网内的各种设备交换数据就非常方便。
无线路由器就是AP、路由功能和集线器的 *** 体,支持有线无线组成同一子网,直接接上上层交换机或ADSL猫等,因为大多数无线路由器都支持PPOE拨号功能。
说到无线网桥,首先大家要了解网桥的概念,网桥(Bridge)又叫桥接器,它是一种在链路层实现局域网互连的存储转发设备。网桥有在不同网段之间再生信号的功能,它可以有效地联接两个LAN(局域网),使本地通信限制在本网段内,并转发相应的信号至另一网段。网桥通常用于联接数量不多的、同一类型的网段。
无线网桥顾名思义就是无线网络的桥接,它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁(无线网桥亦是无线AP的一种分支)。无线网桥除了具备上述有线网桥的基本特点之外,比其它有线网络设备更方便部署。
二、初识三种设备外观
通过上面的介绍,相必大家对这三种设备有了初步模糊的认识,OK,那下面我们再来真实的看一下三种设备的外观,以求有更进一步的直观了解。
无线AP
单纯型无线AP的外观比较简单,通常有一个接有线的RJ45网口、电源接口、配置口(u *** 口或通过web界面配置)和几个状态指示灯。
无线AP外观图
无线路由器
与无线AP相比,从外观上看,市面上的无线路由器最大的不同之处是多了四个有线网口,一般有一个WAN口用于上联上级网络设备,四个LAN口可以用于连接处于内网中的带有线网卡的计算机,相应的指示灯也同样多了一些。
无线路由器外观图
无线网桥
由于无线网桥室外工作、远距离传输的需要,所以组成部件要必无线AP和无线路由器多不少,在设备组成上,无线网桥主要由无线网桥主设备(无线收发器)和天线组成。无线收发器由发射机和接收机组成,发射机将从局域网获得的数据编码,变成特定的频率信号,再通过天线发送出去;接收机则相反,将从天线获取的频率信号解码,还原成数据,再送到局域网中。
由于室外工作,所以一般在天线和无线网桥主设备之间时候,会一些小部件来起到防水、防雷击的作用。
无线网桥外观图
对三种设备有了概念上的认识和直观上的产品外观认识了,下面我们再来看一下在具体组网的时候他们的各自的组网拓扑是什么样子的,严格的说,在这儿我们要讲的是一种理想的拓扑结构情况,因为实际中有很多无线AP或无线路由器也有桥的功能,所以在设成桥模式的情况下,也可以按网桥的结构来组网,不过在此为了行文方便,暂且不考虑此。
无线AP作为一个无线局域网的中心设备,以星型连接其覆盖范围内的具有无线网卡的计算机,然后通过无线AP上的双绞线链接到有线网络中的交换机或HUB上,所以结构非常简单。
无线AP组网结构图
无线路由器结构与无线AP组网结构类似,不同的是他还可以通过双绞线以有线的方式链接计算机,轻松实现有线和无线的互相通信。
无线路由器组网结构
无线网桥一般用于距离比较远的两栋或更多建筑物之间的互联互通。其典型组网结构如下图:
无线网桥组网结构(点对点)
四、适用环境及投资成本分析
无线AP的投资成本最低,现在市面上最简单的无线AP一般都不到200元,适合那些家庭中有笔记本的朋友体验无线上网的乐趣,以及都一些小型的soho办公环境。另外一些室外无线AP还可以让你体验室外上网的新鲜体验。
与无线AP相比,无线路由器价格稍微高一点,但是其提供了与价格相比更全面更强大的功能,适合组建既有笔记本又有台式机的有线无线混合网络。另外通常在无线路由器中都有无线防火墙、虚拟服务器等功能,对于家庭及soho族们来说,可以说是最佳选择。
无线宽带路由器已逐步取带单纯型无线AP成为市场上的主流,所以建议目前在组网时不管你所使用的MODEM是否带路由都可首选无线宽带路由器。
专门的无线网桥价格相对前两者来说,价格要贵不少,具体价格和产品品牌及功能相差很大,几千到几万不等。但是对于哪些需要远距离传输的环境来说,要么自己铺设光缆,要么租用光缆,其成本却相对较小,而且可再利用性很强。还有可以克服有线无法克服的障碍问题。
结论
平常生活中我们都追求时尚,那么无线上网是提高我们网络体验的最佳选择,对于家庭来说,只需要花费可能是我们平常和朋友一顿饭的的投资,就可以让你立即体现到无线给你带来的便利和方便,而且还等什么呢?对于企业来说,同一城市不同办公地点互联困难?不安全?那么考虑一下无线网桥是否能帮您解决棘手的难题吧。
Ⅷ ZigBee无线传感器网络拓扑结构有哪几种
ZigBee技术具有强大的组网能力,可以形成星型、树型和网状网,可以根据实际项目需要来选择合适的网络结构;星型和族树型网络适合点多多点、距离相对较近的应用。
ZigBee节点是可以组建Mesh网络的,设置一个ZigBee节点为网络协调器,其他每个ZigBee节点都可以当做路由节点来使用,也可以设置为终端节点但是就失去了路由功能。由于ZIGBEE一般都是用2。4G频段传输,其实际应用中传输距离及穿透性都很差,一般只能传输几十米到上百米。
(8)无线网络结构图扩展阅读:
相较于传统式的网络和其他传感器相比,无线传感器网络有以下特点:
(1)组建方式自由。无线网络传感器的组建不受任何外界条件的限制,组建者无论在何时何地,都可以快速地组建起一个功能完善的无线网络传感器网络,组建成功之后的维护管理工作也完全在网络内部进行。
(2)网络拓扑结构的不确定性。从网络层次的方向来看,无线传感器的网络拓扑结构是变化不定的,例如构成网络拓扑结构的传感器节点可以随时增加或者减少,网络拓扑结构图可以随时被分开或者合并。
Ⅸ 求wlan的组网结构
一个无线局域网可当作有线局域网的扩展来使用,也可以独立作为有线局域网的替代设施,因此无线局域网提供了很强的组网灵活性。
无线局域网(WLAN)技术的成长始于20世纪80年代中期,它是由美国联邦通信委员会(FCC)为工业、科研和医学(ISM)频段的公共应用提供授权而产生的。这项政策使各大公司和终端用户不需要获得FCC许可证,就可以应用无线产品,从而促进了WLAN技术的发展和应用。
与有线局域网通过铜线或光纤等导体传输不同的是,无线局域网使用电磁频谱来传递信息。同无线广播和电视类似,无线局域网使用频道(Airwave)发送信息。传输可以通过使用无线微波或红外线实现,但要求所使用的有效频率且发送功率电平标准,在政府机构允许的范围之内。
WLAN技术的优势
WLAN是指以无线信道作传输媒介的计算机局域网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。
WLAN技术使网上的计算机具有便携性,能快速、方便地解决有线方式不易实现的网络信道的连通问题。WLAN利用电磁波在空气中发送和接收数据,而无需线缆介质。
与有线网络相比,WLAN具有以下优点:
◆安装便捷:无线局域网的安装工作简单,它无需施工许可证,不需要布线或开挖沟槽。它的安装时间只是安装有线网络时间的零头。
◆覆盖范围广: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。而无线局域网的通信范围,不受环境条件的限制,网络的传输范围大大拓宽,最大传输范围可达到几十公里。
◆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,所以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。WLAN不受布线接点位置的限制,具有传统局域网无法比拟的灵活性,可以避免或减少以上情况的发生。
◆易于扩展:WLAN有多种配置方式,能够根据需要灵活选择。这样,WLAN就能胜任从只有几个用户的小型网络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。
◆传输速率高:WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbit/s,传输距离可远至20km以上。应用到正交频分复用(OFDM)技术的WLAN,甚至可以达到54Mbit/s。
此外,无线局域网的抗干扰性强、网络保密性好。对于有线局域网中的诸多安全问题,在无线局域网中基本上可以避免。而且相对于有线网络,无线局域网的组建、配置和维护较为容易,一般计算机工作人员都可以胜任网络的管理工作。
由于WLAN具有多方面的优点,其发展十分迅速。在最近几年里,WLAN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的应用。
WLAN的拓扑结构
WLAN有两种主要的拓扑结构,即自组织网络(也就是对等网络,即人们常称的Ad-Hoc网络)和基础结构网络(Infrastructure Network)。
自组织型WLAN是一种对等模型的网络,它的建立是为了满足暂时需求的服务。自组织网络是由一组有无线接口卡的无线终端,特别是移动电脑组成。这些无线终端以相同的工作组名、扩展服务集标识号(ESSID)和密码等对等的方式相互直连,在WLAN的覆盖范围之内,进行点对点,或点对多点之间的通信,如图1所示。
图1自组织网络结构
组建自组织网络不需要增添任何网络基础设施,仅需要移动节点及配置一种普通的协议。在这种拓扑结构中,不需要有中央控制器的协调。因此,自组织网络使用非集中式的MAC协议,例如CSMA/CA。但由于该协议所有节点具有相同的功能性,因此实施复杂并且造价昂贵。
自组织WLAN另一个重要方面,在于它不能采用全连接的拓扑结构。原因是对于两个移动节点而言,某一个节点可能会暂时处于另一个节点传输范围以外,它接收不到另一个节点的传输信号,因此无法在这两个节点之间直接建立通信。
基础结构型WLAN利用了高速的有线或无线骨干传输网络。在这种拓扑结构中,移动节点在基站(BS)的协调下接入到无线信道,如图2所示。
图2基础结构网络结构
基站的另一个作用是将移动节点与现有的有线网络连接起来。当基站执行这项任务时,它被称为接入点(AP)。基础结构网络虽然也会使用非集中式MAC协议,如基于竞争的802.11协议可以用于基础结构的拓扑结构中,但大多数基础结构网络都使用集中式MAC协议,如轮询机制。由于大多数的协议过程都由接入点执行,移动节点只需要执行一小部分的功能,所以其复杂性大大降低。
在基础结构网路中,存在许多基站及基站覆盖范围下的移动节点形成的蜂窝小区。基站在小区内可以实现全网覆盖。在目前的实际应用中,大部分无线WLAN都是基于基础结构网络。
一个用户从一个地点移动到另一个地点,应该被认定为离开一个接入点,进入另一个接入点,这种情形称为“漫游”。漫游功能要求小区之间必须有合理的重叠,以便用户不会中断正在通信的链路连接。接入点之间也需要相互协调,以便用户透明地从一个小区漫游到另一个小区。发生漫游时,必须执行切换操作。切换既可以通过交换局,以集中的方式来控制,也可以通过移动节点,监测节点的信号强度来实现控制,也就是非集中式切换。
在基础结构型网络中,小区大小一般都比较小。小区半径的减小,意味着移动节点传输范围的缩短,这样可以减少功率损耗。并且,小的蜂窝小区可以采用频率复用技术,从而提高系统频谱利用率。目前,提高频谱利用率的常用策略有:固定信道分配(FCA)、动态信道分配(DCA)和功率控制(PC)等。
在使用FCA策略时,每个小区分配有固定的资源,但与移动节点数量无关。这种策略的问题在于,它没有充分考虑移动用户的分布。在人口稀少的地区,同样分配相同数量的带宽资源给小区,但小区可能仅包含几个或者是根本不包含任何移动节点,使资源被浪费。因此,在这种情况下,频谱的利用率并不是最优的。
在移动节点采用DCA、PC技术,或者是集成DCA和PC的技术,可以提高整个蜂窝系统的容量,减少信道干扰,并减少发射功率。
DCA技术将所有可用的信道放置在一个公共信道池中,并根据小区当前的负载,将这些信道动态地分配给小区。移动节点向基站报告其干扰水平,基站以最小干扰方式实现信道复用。
PC方案通过减小发送功率的方法,来减少系统中干扰,并减少移动节点的电池能量消耗。当某一个小区内受到的干扰增加时,PC方案通过增加发送节点的功率,来提高接收信号的信噪比(SIR)。当节点受到的干扰减小时,发送节点通过降低发送功率来节约能量。
除以上两种应用比较广泛的拓扑结构之外,还有另外一种正处于理论研究阶段的拓扑结构,即完全分布式网络拓扑结构。这种结构要求,相关节点在数据传输过程中完成一定的功能,类似于分组无线网的概念。对每一节点而言,它可能只知道网络的部分拓扑结构(也可通过安装专门软件获取全部拓扑知识),但它可与邻近节点按某种方式共享对拓扑结构的认识,来完成分布路由算法,即路由网络上的每一节点要互相协助,以便将数据传送至目的节点。
分布式结构抗损性能好,移动能力强,可形成多跳网,适合较低速率的中小型网络。对于用户节点而言,它的复杂性和成本较其它拓扑结构高,并存在多径干扰和“远—近”效应。同时,随着网络规模的扩大,其性能指标下降较快。但分布式WLAN将在军事领域中具有很好的应用前景。
缩略语注释
WLAN:Wireless Local Area Network,无线局域网
FCC:Federal Communications Commission,美国联邦通信委员会
OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用
ESSID:Extended Service Set ID,扩展服务集标识号
FCA:Fixed Channel Allocation,固定信道分配
DCA:Dynamic Channel Allocation,动态信道分配
PC:Power Control,功率控制
SIR:Signal to Interference Noise Ratio,信噪比