浅谈主流无线接入技术在家庭宽带中的应用

苏如亮

摘要：随着信息化社会的推进，无线通信网络技术得到了快速的发展，家庭宽带无线接入也成为了一个新兴的应用领域，对人们的生活提供了便利。本文主要详细介绍了两种主流的家庭无线宽带接入技术，同时介绍了常用的家庭宽带无线接入组建模式，以供相关人员参考。

关键词：无线接入；WiFi；UWB

一、家庭无线接入应用的推动背景

在以往传统的家庭中，电脑、电视机、DVD、音响、游戏机、手机等各种电子设备，独立发挥着自身的、声音，收发图像、接收视频节目等不同功能，各自为政互不干涉。比如家中要实现娱乐功能，电视，DVD、音响等电子设备就基本集中在客厅，而承载着网络信息传输和获得的是电脑，则主要存在于书房。随着科技的迅猛发展，人们对学习教育、各种娱乐、视频会议等多媒体应用的需求大幅度增加。同时，人们对网络带宽及速率也提出了更高的要求，促使网络由低速向高速、由共享到交换、由窄带向宽带方向迅速发展。在这种巨大市场需求下，推动着家庭无线网络接入技术的快速发展和应用。在家中利用无线接入，可以让家中的电脑和各种家电设备不必通过繁复的缆线就能相互渗透联系起来，带给我们更多的自由、效率和便捷，在家庭中的任意一个地方，如：卧室、起居室、厨房、浴室、卫生间甚至储藏室，都可以实现随心所欲的娱乐和上网，而不是仅仅局限在客厅和书房里。未来家庭将以网络为核心，在无线技术，超大容量的硬盘，各种通信标准、图像芯片等新技术和新器件的支持下，将家庭中所有的信息设备智能互连，实现信息共享，达到随时随地交换资源。

二、家庭宽带网络中两种主流无线接入技术

1、WIFI技术特点及发展

WiFi（802.11b）也被称作“无线通讯保真”，是一种主流的无线网络技术，可以在酒店、咖啡厅等公共集中访问区和公共机场中看到这-2.4GHz的技术的应用[1]。wiFi是家庭及企业内部等短距离的无线接入技术，它的最高数据传输速度为11Mbps，可以把互联网的连接信号传送到300英尺远的地方，它适用于那些诸如文件共享和邮件发送等商务应用场合。虽然现在802.11b已经被应用于家庭网络，如果不经常在计算机之间传输大型文件，并且希望使用无线网络来共享Internet连接，因其架设简单，而且基于此标准的产品众多，应用成熟，因此802.11b标准无疑是短距离无线接入的最佳之选。但是，WiFi仅有的11Mbps数据传输速度显然并不能满足家用市场的多媒体应用需求，它仅仅是解决了无线局域网的接入问题，无法做到更大范围的无线城域网接入。

WiFi技术的发展己经过十几年，经历了三代技术和产品更新。第一代WiFi主要采用AP，因为每一台接入点需单独进行配置，费时费事费力且成本高。第二代WiFi较第一代有了隔入网关功能，但是不能对其进行集中管理和配置，前两代WiFi对有线网络的依赖以及安全性成为了WiFi发展的绊脚石。第三代WiFi则与前两代WiFi大有不同，其架构采用AP，同时采用无线网络控制器，其作用是将密集型无线网络的安全处理功能集中到WiFi网络控制器中实现，其优点为可管理性强、安全性高，可根据用户名区分权限，可扩展语音等丰富业务。随着WiFi技术的日益成熟和市场竞争下的不断发展，各大运营商将会与企业想结合，用户将不断增多，运营商所关心的问题是WiFi系统所提供的服务质量，比如说，覆盖范围是服务质量的重要方面。在组建WIFI无线网络时，应充分考虑需求规模实用性、高安全性、可靠性、扩展性、可管理性等原则。

2、超宽带（UWB）技术特点及发展应用

超宽带（UWB）技术主要有以下几个特点：一是频带宽，传输速率高；二是结构简单，成本低；三是多径分辨能力强，对信号的衰落影响较少；四是带宽无线信号穿透能力强；五是隐蔽性好，增加了系统的安全性；六是低功率低功耗低辐射，干扰少。超宽带（UWB）技术作为一种低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术，在未来数字家庭中有着广泛的应用前景。超宽带（UWB）的应用主要有：1）各种电脑外围设备之间（如存储器、输入/输出设备）的无线连接，这将大大提高电脑应用的易用性和更好地发挥电脑的性能。2）在各种电脑设备和家用电器（如电视、数码照相机、摄像机、MP3播放机、投影机、车上多媒体娱乐设备等）之间实现高速无线数字信息传输，为用户提供全新的应用体验。3）由于有着高性能低能耗的优点，使得用户可以随时随地快速获得信息，无线家庭局域网得到更大的自由应用。

超宽带通信（UWB）是近年来通信领域兴起的一种无线互连技术。其具有高数据率、低功耗、结构简单和价格低廉等特点，为无线通信的发展开辟了新的机遇[2]。同时，由于其占用极宽的带宽，与其他通信系统共享频段，给干扰、兼容等相关领域的研究也带来了一定的挑战。而且尽管超宽带可以提供非常高的数据传输性能，但这种高性能只在有限的距离内有效，长距离无线网络互连传输，应使用诸如802.11g、IEEE802.11b这样的无线局域网技术。

三、常用家庭宽带无线接入组建模式

1、单一无线路由组建模式

本方案是采用单个无线路由器组建星型无线家庭网络，家庭设备终端可通过连接该无线路由器发出的无线信号直接接入到Internet，其连接方法是：首先用一根网线连接无线路由器的WAN口，无线路由器则是连接在外面放置综合机柜内的交换机一个LAN口，完成物理链路连接。无线路由器主要配置过程是：1）启用无线功能及SSID广播，配置局域网端口地址为192.168.0.1，配置SSID为shiyan0，信道采用11模式；2）启用无线局域网密码保护，配置加密方式为WPA-PSK/WPA2-PSK并设置密码；3）为使路由器动态分配局域网IP地址，启用动态主机配置服务功能。本方案组建的家庭网络既可以提供有线联网服务，又可以提供移动终端的无线接入需求，适用于宽带需求不高、资金有限的普通家庭网络组建。

2、无线路由器中继组建模式

本方案选择2款性能优异的无线路由器来构建，其中主路由器与外网接口连接，辅助无线路由器通过桥接方式与主路由器相连，从而实现中继组建模式，完成延伸对家庭范围内的无线信号覆盖。主路由器的配置过程是：1）启用无线功能及SSID广播，配置局域网端口地址为192.168.0.1，配置SSID为shiyan0，信道采用11模式；2）启用无线局域网密码保护，配置加密方式为WPA-PSK/WPA2-PSK并设置密码；3）为使路由器动态分配局域网IP地址，启用动态主机配置服务功能。辅助路由器的配置过程是：1）启用无线功能及SSID广播，配置局域网端口地址为192.168.0.101，配置SSID为shiyan1，信道采用11模式。2）启用无线桥接功能，扫描SSID为shiyan0的主路由器，选择连接。3）设置的密码要保持一致，禁用动态主机配置服务。通过这方案构建的无线家庭网络同样可以用于有线网宽带接入，也可提供移动终端的无线接入需求。同时，由于辅助路由器无线桥接功能的启用，使移动终端的接入范围明显扩大。经实际验证，如果主路由器放置合适位置，该方案可以使150平方米左右的家庭中没有信号盲区。

四、结束语

总之，随着无线网络接入技术的不断发展和成熟，无线网络通信在通信领域将得到大规模应用，前景也非常广阔。而对于家庭无线网络的搭建，应考虑针对不同的应用场所，为用户提供便捷而且不同的高效无线宽带接入服务。

参考文献：

[1]梁晓辉游志胜.家庭中的宽带无线网络技术[J].数字社区&智能家居.2008（03）

[2]卢进林.UWB技术要点及未来发展研究[J].城市建设理论研究（电子版）.2012（27）