第一章无线局域网概述资料课件

第一章第一章第一章第一章无线局域网概述无线局域网概述无线局域网概述无线局域网概述 name:name:李海鹏李海鹏 E-mail:E-mail: TEL:13527202061 TEL:13527202061 课程介绍课程介绍 无线局域网（Wireless LAN）,是利用无线射频技术构成的局域网络，它不需要铺设电缆，不受节点布局限制。网络拓朴结构具有很大的灵活性、安装便捷，使用灵活、费用节省、易于扩展。无线局域网应用范围非常广泛，是当今网络发展的一个潮流，应用于办公、医院、校园、厂房、会议、社区等。参考书籍参考书籍无线网络技术教程无线网络技术教程 清华大学出版社清华大学出版社无线局域网（无线局域网（WLAN WLAN）设计与实现）设计与实现 浙江大学出版社浙江大学出版社无线局域网构建及应用无线局域网构建及应用 中国工业出版社中国工业出版社讲授及考核方法讲授及考核方法讲授课时：讲授课时：4848学时学时理论课理论课 32 32 学时学时实验课实验课 16 16 学时学时考核办法考核办法平时成绩：平时成绩：6060 （出勤（出勤1515分分、实验、实验4545分分）期末考试成绩：期末考试成绩：4040内容提要内容提要无线局域网概述无线局域网概述无线局域网标准无线局域网标准关键技术关键技术设备及附件设备及附件拓朴结构拓朴结构规划与设计规划与设计无线局域网安全无线局域网安全无线局域网安装无线局域网安装无线局域网配置、调试、测试、验收及维护无线局域网配置、调试、测试、验收及维护第一章第一章第一章第一章 无线局域网概述无线局域网概述无线局域网概述无线局域网概述1 1、无线网的分类、无线网的分类2 2、无线局域网的基本概念、无线局域网的基本概念三、无线局域网的技术优势与不足三、无线局域网的技术优势与不足 四、无线局域网分类四、无线局域网分类 五、无线局域网的组件五、无线局域网的组件六无线局域网的传输方式六无线局域网的传输方式七无线局域网的组织机构七无线局域网的组织机构八蓝牙技术八蓝牙技术九九ZigBeeZigBee 技术技术十十.WLAN.WLAN前景前景糟糕的有线糟糕的有线网络连接网络连接问题一问题一：网吧等小型网络一般采用什么介质网吧等小型网络一般采用什么介质？-有线网络应用比较普遍有线网络应用比较普遍问题二问题二：假设距离上允许，在校园内任何角落假设距离上允许，在校园内任何角落都可以上网，若采用双绞线会可否办到都可以上网，若采用双绞线会可否办到无线无线网络是有线网络的有益补充。？网络是有线网络的有益补充。？结论结论：证明有线网络有其不适应的地方，需要证明有线网络有其不适应的地方，需要无线网络做必要的补充。无线网络做必要的补充。无线局域网技术无线局域网技术比尔的预言比尔的预言比尔的预言比尔的预言 今后10年内，无线通信和无线局域网将成为IT业最为强劲的发展领域。比尔盖茨 2002年元旦讲话为什么要使用为什么要使用WLAN网络网络 v无线让网络使用更自由无线让网络使用更自由v无线让网络建设更经济无线让网络建设更经济v无线让工作更有效无线让工作更有效 v无线让网络使用更自由无线让网络使用更自由 v无线让网络建设更经济无线让网络建设更经济 v无线让工作更有效无线让工作更有效一、无线网的种类一、无线网的种类一、无线网的种类一、无线网的种类根据无线网技术的不同(标准和规范的不同、数据发送的距离)，分为以下四类：无线个人网无线局域网无线城域网无线广域网1.无线个人网 WPAN（wireless personal area network）利用蓝牙（Bluetooth）和红外线(IrDA)技术 组成的网络。传输数据速率中低（1Mbps）传输距离短(10m)。应用于个人用户的工作空间(POS)设备，可以与计算机同步传输文件，连接笔记本电脑、PDA 手机、蓝牙耳机也可以访问本地外围设备，如打印机等。2.无线局域网 WLAN(wireless local-area network)利用IEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11g等 标准组成的网络。IEEE：国际电气与电子工程师协会传输速率达到中高（2-5Mbps），传输距离中等 应用在本地创建的无线连接，如公司、校园大楼、网吧、咖啡馆、机场等公共场所。WLAN 可用于临时办公室或其他不便于铺设线缆的场所，或者用于扩展现有的有线局域网。3.WMAN(无线城域网)WMAN使用无线电波或红外光波传送数据。高数据速率（22-54Mbps）可提供给用户高速访问因特网的无线访问带宽。传输距离中长（几km几十千米）用户可以在主要城市区域的多个场所之间创建无线连接(例如，在一个城市或大学校园的多个办公楼之间)，而不必花费高昂的费用铺设光缆、铜质电缆和租用线路。WMAN目前的主要问题是技术标准尚不统一 常用的有多路多点分布服务（MMDS）和本地多点分布服务（LMDS）等技术，IEEE802.16宽频无线访问标准工作组正在开发规范以使这些技术的发展标准化4.WWAN(无线广域网)Wireless Wide Area Network WWAN技术可以使用户通过远程公共网络或专用网络建立无线网络连接。传输速率较低（10-384Kbps）传输距离长（15km），WWAN可以覆盖广大的地理区域，如许多城市或者国家（地区）。PDA设备、手持设备到互联网目前主流的WWAN技术还是第二代（2G）系统，主要的2G系统包括全球数字移动通信系统（GSM），网络数字包数据（CDPD）和多址代码分区访问（CDMA）。现在，人们正努力从2G网络向3G（第三代）网络过渡，3G技术将执行全球标准并提供全球漫游功能。二、无线局域网（二、无线局域网（WLANWLAN）无线局域网无线局域网(Wireless LAN(Wireless LAN，WLAN)WLAN)，是一，是一种利用无线方式，提供无线对等种利用无线方式，提供无线对等(如如PCPC对对PCPC、PCPC对集线器或打印机对集线器对集线器或打印机对集线器)和点到点和点到点(如如LANLAN到到LAN)LAN)连接性的数据通信系统。连接性的数据通信系统。WLANWLAN代替了常规代替了常规LANLAN中使用的双绞线或同轴中使用的双绞线或同轴线路或光纤，通过电磁波传送和接收数据。线路或光纤，通过电磁波传送和接收数据。WLANWLAN执行像文件传输、外设共享、执行像文件传输、外设共享、WebWeb浏览、浏览、电子邮件和数据库访问等传统网络通信功能。电子邮件和数据库访问等传统网络通信功能。无线局域网2 2、什么情形需要无线局域网络：无线、什么情形需要无线局域网络：无线 局域网络绝局域网络绝不是不是用来用来取代取代有线局域网络，而是有线局域网络，而是用来用来弥补弥补有线局域网络之不足，以达到网络有线局域网络之不足，以达到网络延延伸伸之目的，下列情形可能须要无线局域网络之目的，下列情形可能须要无线局域网络 无固定工作场所的使用者无固定工作场所的使用者 有线局域网络架设受环境限制有线局域网络架设受环境限制 作为有线局域网络的备用系统作为有线局域网络的备用系统 开会时使用开会时使用开会时使用开会时使用办公无需电缆办公无需电缆 管理工厂方便快捷管理工厂方便快捷回到家中回到家中自动认证自动认证旅行途中旅行途中防止小孩走失防止小孩走失防止小孩走失防止小孩走失三、无线局域网的技术优势与不足三、无线局域网的技术优势与不足 优势：优势：1 1）灵活性和移动性）灵活性和移动性WLAN 利用无线技术在空中传输数据、语音和视频信号，用户可以在网络覆盖范围内的任何位置上网，实现移动办公。目前的 WLAN 可以支持最远50KM的传输距离和最高90KM/H的移动速度 2 2）安装便捷）安装便捷 安装工作快速且简单，不需要开挖沟槽和布线，并且组建、配置和维护都比较容易 3 3）易于进行网络规划和调整）易于进行网络规划和调整有线网络来说，办公地点或网络拓朴的改变通常意味着得新建网、布线、费时、费力和需要较大资金投入的过程。无线网络设备可以随办公环境的变化而轻松移动和布置，提高了设备的利用率并保护了用户的设备投资 4 4）故障定位容易，维护成本低）故障定位容易，维护成本低WLAN所需的资金投入比构建LAN的高30%左右，但由于后期维护方便，无线局域网的维护成本要比有线局域网低50%左右 5 5）易于扩展）易于扩展 WLAN可以一种独立于有线网络的形式存在，在需要时可以随时建立临时网络，而不依赖有线骨干网 WLAN比LAN提供更多可选的配置方式，既有适用于小数量用户的对等网络，也有适用于几千个移动用户的完整基础网络 6 6）网络覆盖范围广）网络覆盖范围广WLAN 具体的通信距离和覆盖范围视所选用的天线不同而异，定向传送天线的通信距离可达5KM-50KM，室外全向天线可覆盖范围15KM-20KM的半径范围。不足：不足：1 1）传输距离短传输距离短有线和无线都存在信号衰减的问题，无线局域网依靠无线电磁波进行传输，更易受到外界条件的干扰 其可靠性与所处的环境的电磁干扰频率及强度有很大的关系。建筑物、车辆、树木等障碍物可能阻碍电磁波的传输，影响网络的性能 2 2）传输带宽小）传输带宽小有线局域网主干网络的传输速率1000Mb/s；主流的IEEE802.11g无线局域网最多也只能提供54Mb/s的数据传输速率 无线网络一般具有带宽小、延时长、连接稳定性差、可用性较难预测等缺点。（无外部屏蔽能力，电源限制，可用频谱等条件）3 3）安全性）安全性由于无线信号是发散的，因此很容易被监听，如果没有足够可靠的信息加密方案及身份认证措施的话，很容易造成通信信秘泄露 4 4）标准不统一，产品不兼容）标准不统一，产品不兼容不同厂商的产品往往遵循的技术标准不同，从而导致诸多的无线局域网产品的兼容性方面的不足，如H3、INTEL、IBM、COMPAQ四按与有线局域网的关系，四按与有线局域网的关系，WLANWLAN分两类：分两类：独立式无线局域网、非独立式无线局域网独立式无线局域网：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无线局域网目前，非独立式无线局域网在实际应用中处于主流，它以有线局域网为基础，通过配置无线访问节点，无线网桥、无线网卡等设备来实现无线通信，五五.无线局域网的组件无线局域网的组件 按照Microsoft的解释，一个无线局域网包括3个组件：无线工作站、无线访问点和端口。无线工作站（无线工作站（STASTA）：）：又称为无线客户端，指配备有无线局域网适配器的计算机设备，无线工作站可以移动，并以直接相互通信或者通过无线访问点进行通信。无线访问点（无线访问点（APAP）：）：它不可移动，可以充当无线客户端和传统有线网络之间的网桥。无线客户端通过无线访问点与有线网络或其他无线客户端进行通信。端口：是设备的信道端口：是设备的信道 无线工作站（STA）只有一个端口，只能支持单个无线连接。典型的无线访问点（AP）具有多个端口，能够同时支持多个无线连接。六无线局域网的传输方式六无线局域网的传输方式无线电波（微波）方式、红外线方式1.1.红外线方式：红外线方式：应用：家电遥控器等应用：家电遥控器等 特点：有较强的方向性，很难被窃听，对邻近区域的类似系统也特点：有较强的方向性，很难被窃听，对邻近区域的类似系统也不会产生干扰。采用了低于可见光的部分频谱作为传输媒体，因不会产生干扰。采用了低于可见光的部分频谱作为传输媒体，因此使用不受无线电管理部门的限制此使用不受无线电管理部门的限制 优点：与微波相比，有极高的数据传输速率，较高的安全性，且优点：与微波相比，有极高的数据传输速率，较高的安全性，且设备简单，便宜设备简单，便宜 缺点：传输质量受距离影响很大，对非透明物体的穿透性非常差缺点：传输质量受距离影响很大，对非透明物体的穿透性非常差 2.2.无线电波方式（扩展频谱无线电波方式（扩展频谱spread spectrumSSspread spectrumSS方式）方式）无线电波划分为许多频段，分配给广播、电视、移动电话等无线电波划分为许多频段，分配给广播、电视、移动电话等大多数无线局域网都使用扩展频谱技术（扩频技术）来传输数据大多数无线局域网都使用扩展频谱技术（扩频技术）来传输数据采用扩频方式的无线局域网一般选择所谓的采用扩频方式的无线局域网一般选择所谓的ISM频段频段，ISM(IndustrialScientificMedical，工业、科学、医学，工业、科学、医学)是由美是由美国联邦通信委员会（国联邦通信委员会（FCC）定义的，频率范围为）定义的，频率范围为2.42-2.4835GHZISM频段是一个全球通用、向公众开放、没有使用授权限制的频段频段是一个全球通用、向公众开放、没有使用授权限制的频段抗干扰问题就变得非常重要（家用电器，无绳电话、汽车电子钥匙、抗干扰问题就变得非常重要（家用电器，无绳电话、汽车电子钥匙、微波炉等）微波炉等）说明说明：为了明确射频功率对人体的辐射以及对电子设备的电磁干扰，2002年，国家无线电管理局颁布了关于调整2.4GHZ频段发射功率限值及有关问题的通知规定：室内无线设备的等效射频功率=20dBm(100mW)，室外无线设备的等效射频不得高于27 dBm(500mW)分贝毫瓦 七、无线局域网的组织机构.频率管理机构美国的频率管理机构是联邦通信委员会(FCC)我国的频率管理机构是国家无线电管理局（SRRC）2.标准制定组织美国信息产业标准制定者：IEEE，即国际电气和电子工程师联合会。总部在美国纽约，1985年在北京成立了分部。IEEE，在 FCC 制定的法律范围内制定标准，它不但制定了几乎所有的电子和电气标准，还制定了几乎涵盖任何技术领域的标准，包括汽车、海运、超导体等。IEEE，制定了几乎所有的无线局域网的标准。我国的国家标准制定者：国家标准化管理委员会（SAC）SAC，由国务院授权的履行行政管理职能，统一管理全国标准化工作的主管机构。说明：其它组织，如欧洲电信标委员会（ETSI），我国宽带无线IP标准工作组(BWIPS)，红外线数据协会（IrDA），无线以太网兼容联盟(WECA)等组织，都为无线局域网领域作出了贡献。WLANWLAN相关组织和标准相关组织和标准 八、WLAN面临的挑战与问题 v干扰干扰 工作在相同频段的其他设备会对工作在相同频段的其他设备会对WLANWLAN设备的设备的正常工作产生影响。正常工作产生影响。v电磁辐射电磁辐射 WLANWLAN设备的发射功率应满足安全标准。以减设备的发射功率应满足安全标准。以减少对人体的伤害。少对人体的伤害。v数据安全性数据安全性 数据在空中传输，因此数据的安全性非常重数据在空中传输，因此数据的安全性非常重要。要。v干扰干扰 2.4GHz2.4GHz为为ISMISM频段，不需授权即可使用。频段，不需授权即可使用。同一区域内的同一区域内的WLANWLAN设备之间会产生干扰。设备之间会产生干扰。其他无线工业设备的干扰，如：其他无线工业设备的干扰，如：微波炉微波炉 蓝牙蓝牙 无绳电话无绳电话 双向寻呼系统双向寻呼系统v WLAN产品的电磁辐射 v数据安全性 在WLAN中，数据在空中传输，需要充分考虑数据业务的安全性，选择相应的加密方式。开放式，不加密 采用弱加密算法 采用强加密算法九、九、蓝牙技术蓝牙技术蓝牙是一种近距离无线通信技术规范，用来描述各种电子产品相互之间如何用这种无线协议进行连接。采用ISM频段（2.4GHz）蓝牙采用 FH-SS技术(跳频扩频技术)数据速率 1Mbps传输距离10m，必要时加功放可达100m50蓝牙技术的提出蓝牙技术的提出蓝牙技术的提出蓝牙技术的提出蓝牙技术于1994年由爱立信提出。其最初目的是为了其手机与其附件（如耳机话筒）以及电脑产品之间的无线连接。随之又推广到各种信息产品的“无绳化”。蓝牙名称的由来蓝牙名称的由来蓝牙名称的由来蓝牙名称的由来Bluetooth 取自中世纪丹麦一位海盗出身的开国君王Harald Bluetooth的名字。他于1049年统一了丹麦和挪威，建立了Danes王国。蓝牙的目的 要一统天下。第一个蓝牙产品：耳麦与手机第一个蓝牙产品：耳麦与手机 耳耳麦麦使使用用已已问问世世的的蓝蓝牙牙产产品品 蓝牙芯片缺点蓝牙芯片缺点蓝牙芯片缺点蓝牙芯片缺点蓝牙的缺点：抗干扰能力不强，传输距离太短，信息安全问题。价格居高不下ZigBeeZigBeeZigBeeZigBee 技术技术技术技术2002年8月，荷兰Philips,英国Invensys,日本Mitsubishi、美国Motorola发起组成ZigBee联盟ZigBee这个名字来源于蜂群的八字舞，蜜蜂通过跳ZigZag 舞来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信息 ZigBee是IEEE 802.15.4协议的代名词，是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术ZigBee ZigBee ZigBee ZigBee 的特点的特点的特点的特点数据传输速率低:只有10kbps250kbps 功耗低:在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月以上成本低,协议简单:主机端芯片约2.5美元，其他终端芯片仅 1.5美元网络容量大：每个ZigBee网络最多可支持255个设备 采用2.4G和868/915MHz，DS-SS工作方式安全性：有数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128ZigBeeZigBeeZigBeeZigBee技术的适用场合技术的适用场合技术的适用场合技术的适用场合*设备成本很低，传输的数据量少；*设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块；*没有电力支持，只能使用电池；*反复充电无法做到或者很困难；*需要较大范围的通信覆盖，网络用于监测或控制，但使用的设备非常多WLAN WLAN WLAN WLAN 前景前景据计世资讯的最新统计，截至03年底，国内WLAN市场规模为5.7亿元，单是无线网卡的销售量就达到了74万片，这个市场目前正处于“雪崩式增长”的前期，有着非常诱人的市场前景。WLAN短距离、低成本的优势将为用户带来极大的便利。无线通信的便利性，电磁波频谱资源的无限性，为人类信息社会的各个方面展示了极其美好的前景发展方向：更高：开发新的更高的可用频谱更宽：在现有频段拓展更宽的频带更好：给生活带来更大便利进入无线领域，前景无限美好Thank You!Thank You!Thank 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