關於局域網無線通信系統的探析

論文類別:工學論文 > 通信學論文
論文標簽:通信系統論文 無線通信論文
論文作者: 王明炯
上傳時間:2013/1/18 8:15:00

 論文關鍵詞:局域網 無線網絡 無線通信

  論文摘 要:在互聯網的普及應用中,由於各個方面的影響,在計算機的上網端口數量上,往往不能滿足人們的需求,因此需要大力的發展局域網互聯端口。文章介紹了網絡處理器、局域網,以及無線通信的概念以及功能,並對無線通信技術進行了探討。
  1 網絡處理器、局域網以及無線通信的概念介紹
  網絡處理器,根據國際網絡處理器會議(Network Processors Conference) 的定義:網絡處理器是一種可編程器件,它特定的應用於通信領域的各種任務,比如包處理、協議分析、路由查找、聲音/數據的匯聚、防火墻、QoS等。網絡處理器器件內部通常由若幹個微碼處理器和若幹硬件協處理器組成,多個微碼處理器在網絡處理器內部並行處理,通過預先編制的微碼來控制處理流程,而對於一些復雜的標準操作(如內存操作、路由表查找算法、QoS的擁塞控制算法、流量調度算法等)則采用硬件協處理器來進一步提高處理性能,從而實現了業務靈活性和高性能的有機結合。局域網是指在某一區域內由多臺計算機互聯成的計算機組。一般是方圓幾km以內。局域網可以實現文件管理、應用軟件共享、打印機共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。局域網是封閉型的,可以由辦公室內的兩臺計算機組成,也可以由一個公司內的上千臺計算機組成。無線通信主要包括微波通信和衛星通信。微波是一種無線電波,它傳送的距離一般只有幾十km。但微波的頻帶很寬,通信容量很大。微波通信每隔幾十km要建一個微波中繼站。衛星通信是利用通信衛星作為中繼站在地面上兩個或多個地球站之間或移動體之間建立微波通信聯系。綜上所述,對網絡處理器、局域網以及無線通信有了具體的認識了解之後,人們在局域網無線通信的設計過程中,除了擁有過硬的網絡操作技術外,還需要對無線局域網有一定的研究。在無線局域網的設計研究中,網絡市場上占有率最高的網絡處理器是由Intel公司研制開發的IXP系列產品,其中最具代表的產品為IXP425網絡處理器,不僅滿足了基於它的通信功能,同時,還使局域網無線網絡得到了充分的發展與利用,極大的滿足了人們的需求,同時也為人們的日常生活帶來了極大的方便。
  2 IXP425網絡處理器的基本構架與具體功能
  IXP425網絡處理器與其他網絡處理器相比較,其組成構架一樣,主要包括:處理器、異步收發端口、網絡口以及總線,但與此同時,IXP425的網絡處理器構架還具備了其他網絡處理器所沒有的構架,主要包括以下幾個方面:
  2.1 硬件加速單元
  在計算機的專業術語中,網絡處理引擎也可以用NPE來表示,主要包括:算術邏輯運算單元、內部數據存儲單元等。NPE在一定程度上還可以出來鏈路層以及網絡層中的一些數據,而與NPE連接的硬件加速單元,也是依據網絡處理器的具體功能而專門設計的。同時,每一個硬件加速單元都能夠加快網絡數據的運行速度,從而加快了網絡信息的傳輸速度。
  2.2 網絡處理引擎的IPSEC加密單元
  在網絡處理引擎中,還包含了IPSEC的加密單元,而IPSEC的加密單元,其工作地點在網絡層,其主要作用是在數據包的使用過程中加入了驗證頭,從而使數據在接收的過程中,必須通過數據發送方的驗證才能對數據進行接收。不僅為數據的傳輸提供了安全保障。同時,也實現了數據發送方驗證處理和數據加密處理,從而確保了數據在傳輸的過程中不會被查看或復制,有利的保障了數據在傳輸過程中的安全。
  2.3 控制器的集成
  2.3.1 IXP425與媒體信號
  IXP425良好的設計構架,在使用的過程中能夠支持對流媒體信號的相關處理。首先,IXP425能夠將語音加解碼與相關的數據處理同時集中到一個芯片,其次,由於IXP425的中央處理器中,擁有乘法運用以及加速單元設備,從而使IXP425中央處理器在處理多種流媒體加解碼的過程中,不僅能夠獨立的執行這一過程,同時還不需要額外的添加相應的數字信號處理芯片。
  2.3.2 IXP425與數字信號處理軟件庫
  IXP425的使用過程中,還具有支持強大數字信號處理軟件庫的優勢。在IXP425的中央處理器上,依據其具體的功能,從最大程度上優化了功能強大的數字信號處理軟件庫,從而使IXP425能夠同時處理內部四個不同的語音接口數據。與此同時,在IXP425中央處理器的內部,能夠憑借其足夠的空間優勢,將網絡處理器內存中數字信號的處理方法集中收集起來,從而在一定程度上大大節省了數字信號處理的時間。

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  2.3.3 IXP425中NPE的獨立運行
  IXP425中的NPE不僅具有獨立執行信息數據加密算法和相關的數據認證算法,其中主要包括:DES、3DES、AES等。同時還具有在獨立執行的過程中不占用IXP425的中央處理器的優勢。由此,在VPNs.802.11和802.1li的程序執行中,能夠取得高效率的程序執行率。因此,在無線通信的程序執行中,也可以達到較高的執行率。
  3 無線通信技術的設計
  3.1 無線通信技術的優勢
  顧名思義,無線通信技術在信息的傳輸方式以及信息的收集上,是與有線通信技術相對的。在有線通信的信息傳輸中,是以固定的電路為前提,同時采用電流的傳輸方式,將信息中的數據進行傳輸,在傳輸的過程中往往會受到電路的限制,從而在一定程度上限制了信息數據的傳輸範圍。而無線通信中的信息傳輸,則是以電磁波為傳輸載體,信息數據通過電磁波的傳輸,到達指定接收的網絡計算機中,不受到任何電路的範圍限制,同時在使用的過程中,不僅方便快捷,而且在對無線網絡操作的過程中,還具有操作簡單等優點。無線網絡通信的實現,不僅為人們的生活帶來了方便,同時也大大節省了人們在網絡經濟上的開銷。
  3.2 無線通信技術的設置原理
  無線網絡通信技術的設置,是以OSI網絡模型為基礎的,但是,它在物理層和數據鏈路層中,通常是以802.11協議為使用途徑,(802.1l是IEEE最初制定的一個無線局域網標準,主要用於解決辦公室局域網和校園網中,用戶與用戶終端的無線接人,業務主要限於數據存取,速率最高只能達到2Mbps。目前,3Com等公司都有基於該標準的無線網卡。由於802.11在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要,因此,IEEE小組又相繼推出了802.1lb和802.11a兩個新標準。三者之間技術上的主要差別在於MAC子層和物理層)而802.1l協議的來源,則是計算機的設備驅動程序。而在無線網絡通信的管理過程中,則和有線通信一樣,都由計算機的網絡操作系統負責具體的管理,其中主要包括:網絡層、傳輸層以及會話層等。同時,在通信技術的使用中,能夠為無線網卡提供其所需要的驅動,換而言之,也能在有線的網絡通信程序中支持無線網絡通信的執行及使用。

  3.3 802.11協議中的設備類型
  在日常使用的802.11協議中,包含了兩種設備類型,一種是以通過一臺PC機器和一塊無線網絡接口卡組合而成的無線站,而另外一種則是人們通常所說的無線接入點,在無線接入點的功能中,主要有以下兩點:首先,它是無線網絡通信和有線網絡通信的橋梁,使無線網絡通信能夠與有線網絡通信在條件允許的情況下互為轉換,從而為網絡信息的數據傳輸提供了極大的便利。其次,無線接入點在一定條件下還可以作為IXP425的無線路由器,不僅具有無線接入的優勢,同時還具備路由管理的具體使用功能。
  3.4 802.11 協議定義中的物理層
  在802.11最原始的定義的三個物理層中,主要包括了兩個擴散頻譜技術和一個紅外傳播規範兩個方面。其中,在擴散頻譜技術的使用上,不僅為802.11設備在該頻段上的可用性和可靠吞吐量提供了可靠的保障,同時還在一定程度上保證了該設備的獨立使用性,即在使用的過程中,不會與其他設備相互影響,從而保障了設備的正常使用功能。
  4 IXP425與無線通信程序的結合
  IXP425無線通信程序的實現,是以IEEE802.1lb協議為基礎的,同時,在無線通信組網的過程中,主要有四種組網方式,分別是:網橋連接、基站連接、HUB連接以及端對端連接。同時,在運行IXP425通信程序的過程中,首先要依據具體的使用狀況對IXP425進行相關的配置,在配置的過程中,主要包括以下幾個步驟:首先,將redboot.bin文件通過相應的程序制作出來,接著將其傳到windows等共享目錄中,與此同時及時地切換windows系統,然後利用系統中的JTAG將redboot.bin傳輸到IXP425中的16M Flash中。 這樣,就可以對網絡地址進行相應的配置;其次,在IXP425操作的過程中,首先應下載GCC的編譯器,從而保證IXP425的順利運行。同時,在無線通信程序下載安裝之後,就需要用chmod755來充分的改變程序的使用屬性,使其由原來的只讀轉變為可執行操作之後,就表示可以正常的運行。
  5 總結
  綜上所述,在詳細地介紹了網絡處理器中局域網以及無線網絡的設計應用後,同時也詳細地描述了其工作方法以及工作原理。此外,局域網以及無線網絡的設計應用,不僅大大節省了人們的日常開銷,同時還給人們的網絡使用提供了極大的方面。與此同時,局域網以及無線網絡在操作使用的過程中,其操作簡單且極其容易被人們掌握,因此受到人們的喜愛與歡迎。但是,由於局域網和無線網絡在設計安裝的過程中,仍需要專業的計算機人員安裝維護的實際情況進行安裝,因此,就需要計算機的網絡用戶在安裝的過程中,聘用專業的計算機網絡團隊對其進行仔細的安裝,以確保局域網或無線網的安裝使用,同時也為今後的網絡使用奠定了結實的基礎。
  

參考文獻


  [1]官洪運,徐金娣,李德敏.無線局域網802.11協議的分析及其MAC層實現[J].東華大學學報(自然科學版),2004(4).
  [2]鄭虔斌,朱旭濤.針對IXP425處理器的Bootloader(匯編部分)實現[J].微機發展,2005(3).

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