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无线局域网及其在国内轨道交通的应用

时间:2014-01-23 来源:中国集群通信网 作者:萧灼辉 点击:
    摘要:本文针对无线局域网络作了概念性的描述,并基于我国目前轨道交通的发展谈论了无线局域网在该领域的应用。
    关键词:无线局域网,扩频技术,红外技术,窄带技术,轨道交通,列车控制,无线介入节点

    一. 无线局域网的基本定义
    (1)   基本定义
    无线局域网(WLAN),顾名思义,就是采用无线通讯技术代替传统电缆,提供传统有线局域网功能的网络。然而,这并不说明无线局域网不需要传输介质,只是使用了人眼无法看到的电磁波而已。
    按与有线局域网的关系,无线局域网分为独立式和非独立式两种。独立式无线局域网指整个网络都使用无线通信的无线局域网,非独立式无线局域网指局域网中无线网络设备与有线网络设备相结合使用的局域网。目前,非独立式无线局域网居于无线局域网的主流,在有线局域网的基础上通过无线访问节点、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现,其本身还要依赖于有线局域网,是有线局域网的扩展和补充,而不是有线局域网的替代产品。
    802.11标准是IEEE制定的无线局域网标准,主要是对网络的物理层(PH)和煤质访问控制层(MAC)进行了规定,其中对MAC层的规定是重点。各厂商的产品在同一物理层上可以互操作,逻辑链路控制层(LLC)是一致的,即MAC层以下对网络应用是透明的。这样就使得无线网的两种主要用途—“(同网段内)多点接入”和“多网段互连”,易于质优价廉地实现。对应用来说,更重要的是,某种程度上的“兼容”就意味着竞争开始出现;而在IT这个行业,“兼容”,就意味着“十倍速时代”降临了。
     IEEE802.11b标准支持5.5Mbps和11Mbps两种物理层速率,可因环境变化,在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps之间切换,且在2Mbps、1Mbps速率时与IEEE802.11兼容。目前使用的无线局域网大多符合IEEE802.11b标准。     IEEE802.11a标准可支持高达54Mbps的物理层速率,可提供25Mbps的无线ATM接入和10Mbps的以太网无线接入以及其他比IEEE802.11b标准优秀的特性,但是IEEE802.11a标准目前实现成本非常高,因此使用的还不多。
    (2)应用范围
    目前,无线局域网的典型应用包括医院、学校、金融服务、制造业、服务行业、公司应用、公共访问等场所,可以提供移动办公、会议联入网络环境、布线困难的场所等应用,因此在具体部署WLAN网络设备时需要考虑建筑物内和建筑物之间这两种应用环境。譬如在部署建筑物内的WLAN时,与有线LAN非常相似,建筑物内WLAN设备由PC卡、个人计算机接口(PCI)、产业标准结构(ISA)、客户机适配器以及接入点(AP)组成。其中接入点的功能与有线网络中的集线器类似,可作为星型拓扑的中心,还可作为与以太网连接的桥接设备。
     (3)主要应用技术
     在MAC层以下,802.11规定了三种发送及接收技术:扩频(Spread Spectrum)技术;红外(Infrared)技术;窄带(Narrow Band)技术。而扩频又分为直接序列(Direct Sequence, DS)扩频技术(简称直扩),和跳频(Frequency Hopping, FH)扩频技术。直接扩频技术,通常又会结合码分多址CDMA技术。

    二.市场应用
    (1)国内无线局域网的主要应用
    无线局域网家庭网关不但提供无线的连接,同时也承担了共享IP的路由功能。最理想的解决方法是选择一台无线局域网网关设备,覆盖家庭的全部面积。比如KOWA的无线网关设备KOWAWLll00B—AR,与家中宽带服务的LAN口相连,能够覆盖30米范围内的全部面积,同时提供共享IP的功能。家中的计算机,只要安装无线局域网网卡,就可以通过AR连接上Internet。这样家中的网络相当简洁方便,台式机安装USB接口的网卡,可以任意选择摆放的房间和位置,笔记本则可以在任何地方使用,比如在沙发上或者阳台上。     小型办公室很多小型的公司需要建立一个内部的局域网,可以考虑利用无线局域网来实现办公室内的网络部署。在办公室内安装一个无线局域网的接入点(AP,Access Point),每个机器安装一个无线网卡,可以在一个小时内建立起公司内部网,快速进入工作状态。如果企业需要搬家,无线局域网的全部设备便可以迅速迁入新的环境投入使用。如果小企业招募了新的员工,也可以迅速连接到公司内部网。
    (2)无线局域网在轨道交通的应用
    随着信息技术的迅猛发展和广泛应用,社会信息化进程不断加快,信息网络的基础性、全局性作用日益增强。在信息技术中,无线通信技术是目前其中最耀眼最夺目的一环。而无线局域网技术则是无线通信领域中短距离高带宽应用的最佳之选。
    随着城市公共交通快速发展,国内轨道交通设施建设已经具有国际先进水平。在信息化程度不断提高的当今社会,越来越多的地铁用户对地铁上的信息产品消费需求不断的高涨,信息化需求不断强烈迫近。应用无线局域网(WLAN)技术,满足地铁运营需求,实现列车控制、并兼顾到列车行驶中的覆盖和列车停靠站点的覆盖,实时传输娱乐、新闻和广告等视频信息和列车车厢内的视频监控信息。
    目前,国内轨道交通行业,如:广州地铁已开始实施将无线局域网(WLAN)技术应用在地铁运营中,实现列车无人驾驶及自动控制,并为运营设置移动宽带传输网设备和天线提供实时信息显示服务。
    无线局域网技术在轨道交通的应用范围主要包括:
    ·列车自动控制
    ·远程视频监控
    ·远程诊断维护
    ·信息显示(运营信息、娱乐信息、广告信息)
    无线局域网为中心子系统、车载子系统提供了数据传输和系统监控的通道。无线局域网的组成包括站台及隧道内的无线接入节点、发射天线,以及列车上无线接收卡。无线接入节点通过车站交换机与通信主干网相连接。无线局域网作为中心子系统、车载子系统的数据桥梁,无线产品的技术成熟性和稳定性是设备选型的主要因素。
(中国集群通信网 | 责任编辑:陈晓亮)

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