第6章无线网络技术

单击此处编辑母版标题样式,中国经济出版社高等院校工科规划教材,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,*,第,6,章 无线网络技术,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,计算机网络技术与应用,第,6,章 无线网络技术,计算机网络技术与应用,2,本章内容,无线通信,技术,无线,网络设备,无线,局域网,应用,案例,组建蓝牙无线局域网,3,6.1,无线通信技术,无线通信技术概述,微波通信技术,蜂窝通信技术,卫星通信技术,红外通信技术,4,6.1.1,无线通信技术概述,概念,无线通信是以无线电波为传输介质、非导向传输的通信技术。,无线通信系统作为现代通信系统的重要组成部分，主要包括无线传输和无线接入两类系统。,无线通信的频率资源,无线频率是一种有限的自然资源，在各个国家都被严格管制使用。无线通信的频率资源可根据无线通信的业务种类和性质进行分类，如教材表,6-1,所示。,5,6.1.1,无线通信技术概述,无线信号的传播方式,地波,沿地球表面传播的无线电波称为地波。,天波,依靠电离层的反射来传播的无线电波称为天波。,直线传播,微波的传播形式和光一样，是沿直线传播的，称为直线传播。,6,6.1.2,微波通信技术,微波是一个有限频带的电磁波的统称，微波的频率范围为,30MHz-300GHz,，波长范围在,1m,到,1mm,之间。,微波的传播特性,似光性,穿透性,信息性,非电离性,微波通信的主要应用,7,6.1.3,蜂窝通信技术,蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式，把终端和网络设备通过无线通道连接起来，进而实现终端用户可相互通信。如图所示，整个通信网络由一个个小的正六边形组成，网络形状酷似“蜂窝”，因而把这种移动通信方式称为蜂窝移动通信方式。,8,6.1.3,蜂窝通信技术,蜂窝式移动通信系统,由移动业务交换中心、基站、移动台以及与市话网相连接的中继线等组成，如图所示,。,9,6.1.3,蜂窝通信技术,蜂窝通信技术的应用,GSM,移动通信系统,CDMA,移动通信系统,3G,W-CDMA,、,CDMA2000,和,TD-SCDMA,10,6.1.4,卫星通信技术,卫星通信是指地球表面的无线电通信站间利用人造地球卫星作为中继站而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。,优点,覆盖区域大，通信距离远；以广播的方式工作；通信容量大；通信质量好；有较好的保密通信能力。,缺点,频谱利用率较低；投资费用高、而寿命相对较短；地面微波和卫星通信系统之间会发生干扰。,11,6.1.5,红外通信技术,红外通信，就是利用红外技术实现两点间的近距离通信。红外通信系统一般由红外发射系统和接收系统两部分组成。,优点,保密性强,抗干扰性非常强,体积小、重量轻、结构简单和价格低廉,缺点,必须在直视距离内通信，且无法穿透墙体,12,6.2,无线网络设备,无线网卡,无线,AP,天线,无线路由器,其他无线网络设备,13,6.2.1,无线网卡,无线网卡的结构,无线网卡由网络接口处理器（,NIC,）、基带数字处理器（,BBP,）、中频处理单元（,IF,）和射频处理单元（,RF,）,4,部分组成。,14,6.2.1,无线网卡,无线网卡实例,台式机无线,PCI,网卡,WA05-PCI-101,15,6.2.1,无线网卡,无线网卡实例,笔记本用无线网卡,ORiNOCO,16,6.2.1,无线网卡,无线网卡实例,无线,USB,网卡,WA05-USB-101,17,6.2.2,无线,AP,无线接入点（,Access Point,AP,）是无线网络中的重要设备，也称无线,AP,。它的作用与以太网中的交换机类似，当网络中添加一个无线,AP,后，网络覆盖直径即可成倍的增加。,18,6.2.2,无线,AP,无线,AP,的典型应用环境,19,6.2.2,无线,AP,无线,AP,实例,ORiNOCOWA05-AP,公众型无线接入点（室外）,20,6.2.2,无线,AP,无线,AP,实例,WA05-AC,接入控制器（室内）,21,6.2.3,天线,天线的主要作用是增强无线网络信号。,天线的分类,根据天线的体积和安装位置划分,内置天线,22,6.2.3,天线,天线的分类,根据天线的体积和安装位置划分,外置天线,23,6.2.3,天线,天线的分类,根据天线的功率及覆盖范围划分,全向天线,24,6.2.3,天线,天线的分类,根据天线的功率及覆盖范围划分,定向天线,25,6.2.4,无线路由器,无线路由器同有线路由器一样，也是工作在网络层，其主要功能是进行路由和寻址。它既可连接无线网络，也可连接有线网络。,26,6.2.4,无线路由器,无线路由器的基本应用模式,27,6.2.5,其他无线网络设备,无线网桥,用于连接两个或多个独立的网段,28,6.2.5,其他无线网络设备,蓝牙适配器,蓝牙技术（,Bluetooth,）是无线网络传输技术的一种。,29,6.2.5,其他无线网络设备,无线局域网功率放大器,功率放大器的功能是将传输信号放大，以便进行更远距离的传输。,30,6.3,无线局域网,无线局域网概述,无线局域网的类型,无线局域网标准,31,6.3.1,无线局域网概述,无线局域网的起源与发展,起源,无线局域网的起源可以追溯到二十世纪四十年代，当时美国陆军采用无线电信号进行资料传输，他们研发出了一套无线电传输技术。,1971,年，夏威夷大学的研究人员创造了第一个无线电通信网络，名为,ALOHANET,，其可被视作最早的,WLAN,。,32,6.3.1,无线局域网概述,无线局域网的起源与发展,发展,整个八十年代，无线网逐渐赢得了人们的认可,；,1994,年，爱立信移动通信公司开始进行蓝牙技术的研究；,1998,年，创建了特别兴趣小组,SIG,，该小组开发了利用蓝牙在小范围内组建无线局域网的技术；,1999,年，以蓝牙,1.0,版本为基础，,IEEE,起草了,IEEE 802.15.1,（,TG1,）标准；,1999,年秋，,IEEE,推出,IEEE 802.11b,无线专用通信标准，之后，,IEEE 802.11a,标准问世；,2001,年,11,月,15,日，,IEEE 802.11g,标准正式推出。,33,6.3.1,无线局域网概述,无线局域网的特点,优点,灵活性和移动性,安装便捷,易于进行网络规划和调整，安装成本低,故障定位容易,易于扩展,不足,通信稳定性有待加强,安全隐患,无线信号对健康的危害,34,6.3.1,无线局域网概述,无线局域网的应用场景,无线局域网的应用范围非常广泛，一般按使用位置可分为室内应用和室外应用。,按其技术特点，无线局域网可用于不宜或难以布线的场所；同时，还适用于人员频繁变更办公位置的场所；此外，还可利用无线局域网的灵活性和移动性的特点，将其用于仪器监控、城市环境监控、交通信号控制、高速公路收费站等场合。,35,6.3.2,无线局域网的类型,对等无线网络,在此方案中，只使用无线网卡和计算机终端即可完成组网。,36,6.3.2,无线局域网的类型,独立无线网络,此网络，是无线,AP,所提供的最简单的一种网络架构，独立无线网络中包括一个无线,AP,和若干台计算机。,37,6.3.2,无线局域网的类型,接入点无线网络,该方案也是无线,AP,的一个典型应用模式。其适用于将无线用户连接至有线网络，能够以较低的代价扩展网络覆盖范围。,38,6.3.2,无线局域网的类型,无线漫游网络,在此网络中，无线,AP,担当无线基站和网络中枢的角色。,无线终端从一个,AP,的覆盖区域移动到另一个,AP,的覆盖区域，称为漫游。,39,6.3.2,无线局域网的类型,点对点无线网络,使用高增益室外天线可实现远程建筑物之间的连接。当双方均使用定向天线时，即可实现点对点的无线连接。,40,6.3.2,无线局域网的类型,点对多点无线网络,点对多点通信则是有一方使用全向天线，其他各方使用定向天线。其中心网络的无线,AP,配置全向天线，其他的无限,AP,为定向天线。,41,6.3.3,无线局域网标准,IEEE802.11,系列无线网络标准,IEEE 802.11a,802.11a,标准工作在,5GHz,频带，其最大传输速率达,54Mbps,，可以满足室内及室外的无线媒体传输应用的要求。,IEEE 802.11b,IEEE 802.11b,也被称为,Wi-Fi,技术，采用,DSSS,扩频技术和补码键控（,CCK,）技术调制数据，使用,2.4GHz,频带进行信号传输。,IEEE 802.11g,802.11g,采用,PBCC,或,CCK/OFDM,调制方式，其兼容现有的,802.11b,和,802.11a,网络。,42,6.3.3,无线局域网标准,IEEE802.11,系列无线网络标准,其他相关协议,IEEE 802.11e,IEEE 802.11f,IEEE 802.11h,IEEE 802.11i,IEEE 802.11j,IEEE 802.11k,IEEE 802.11n,43,6.3.3,无线局域网标准,蓝牙标准,蓝牙目前有,4,个版本，是,1.1,、,1.2,、,2.0,和,2.1,。,蓝牙,1.1,，传输速率约在,748-810kbps,，该版本不稳定，很容易受到同频率产品的干扰。,蓝牙,1.2,同样是只有,748-810kbps,的传输速率，但因增加抗干扰跳频功能，因而抗干扰能力大大增强。,蓝牙,2.0,是对,1.2,版本的改良提升版，传输速率约在,1.8Mbps2.1Mbps,，支持双工的工作方式。,蓝牙,2.1,最大的特点是配对流程简单，且具有更佳的省电效果，其传输速率最高可到,20Mbps,。,44,6.3.3,无线局域网标准,HomeRF,标准,1998,年，,HomeRF,工作组制定了共享无线访问协议（,SWAP,）。其数据通信采用简化的,IEEE802.11,协议标准。,之后，在,SWAP,的基础上，又制定了,HomeRF,标准，用于实现,PC,机和电子设备之间的无线数字通信，该标准是,IEEE802.11,与泛欧数字无绳电话标准（,DECT,）相结合的一种开放标准。,HomeRF,标准采用,DSSS,扩频技术，工作在,2.4GHz,频带，可同步支持,4,条高质量语音信道，适用于无线笔记本电脑和家庭无线设备之间的无线局域网组建。,45,6.3.3,无线局域网标准,不同标准的比较及应用范围,IEEE802.11,系列标准，是居于主导地位的无线局域网标准；,HomeRF,主要是为家庭网络设计的，是,IEEE 802.11,与,DECT,的结合；蓝牙主要也是面向小范围组网应用的。常见无线局域网标准的具体参数比较如表：,46,6.4,应用案例,组建蓝牙无线局域网,蓝牙设备安装及设置,文件传输,共享上网,47,本章小结,无线网络的概念。,网络体系结构的概念和网络体系结构的发展史。,无线信号传播方式：地波、天波和直线传播。,无线通信技术主要包括以下几种通信技术：微波通信技术、蜂窝通信技术、卫星通信技术、红外线通信技术。,无线网络设备主要有：无线网卡、无线,AP,、天线和无线路由器，此外还包括无线网桥、蓝牙适配器和无线局域网功率放大器等。,48,无线局域网的概念及其发展历史。,无线局域网的优点：灵活性、可移动性、安装便捷、安装成本低、故障定位容易和易扩展性；同时也存在一些不足：通信稳定性、安全隐患以及健康危害。,按接入方式来划分，无线局域网包括,5,种类型：对等无线网络、独立无线网络、接入以太网无线网络、无线漫游网络、点对点及点对多点无线网络。,无线局域网的标准主要包括,IEEE802.11,系列标准、蓝牙标准和,HomeRF,标准等。,如何组建蓝牙无线局域网。,49,