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文檔簡介
1、1.(調制技術 頻分 時分 擴頻 等等)復用技術復用技術的目的是單一媒體上傳輸多路信號或多路數據流來提高傳輸效率。 現在主要有五種多址方式:FDMA、TDMA、CDMA、SDMA和WDMA。SDMA(Space Division Multiple Access,空分多址)主要用于蜂窩小區(qū)劃分或定向無線通信WDMA(Wave Division Multiple Access,波分多址)主要用于光通信。擴展頻譜技術:擴展頻譜(Spread Spectrum)技術是一種常用的無線通訊技術,簡稱展頻技術,展頻技術的無線局域網絡產品是依據FCC(美國聯邦通訊委員會)規(guī)定的ISM(Industrial S
2、cientific, and Medical工業(yè)、醫(yī)療、科學),頻率范圍開放在902M928MHz 902M928MHz及2.4G2.484GHz兩個頻段,所以并沒有所謂使用授權的限制時分多址TDMA:TDMA以PSTN干線網絡上的多址技術TDM為基礎,它把時間分割成周期性幀,每一幀再分割成若干個時隙,然后根據一定的時隙分配原則,使移動臺在每幀中按指定的時隙向基站發(fā)送信號,基站可以分別在各時隙中接收到移動臺的信號而不干擾。同時基站發(fā)向多個移動臺的信號,都按規(guī)定在預定的時隙中發(fā)射,各移動臺在指定的時隙中接收(時間選擇),從合路的信號中提取發(fā)給它的信號。最主要的特征是其格式的靈活性。應用這種多址方
3、式的主要系統有北美IS-54和歐洲GSM。頻分多址FDMA:FDMA以PSTN干線網絡上的多址技術FDM為基礎,它把通信系統的總頻段劃分成若干個等間隔的頻道(或稱信道),分配給不同的用戶使用。這些頻道互不交疊,其寬度應能傳輸一路數字話音信息,而在相鄰頻道之間無明顯串擾。發(fā)送端將發(fā)送的信息調制到某個頻道上,接收端通過頻率選擇(濾波),從混合信號中選出相應的信號。模擬的蜂窩系統都采用了FDMA/FDD,如AMPS和TACS。數字無繩電話CT-2采用了FDMA/TDD。碼分多址CDMA:每個用戶(收發(fā)信機)具有特定的地址碼,用于發(fā)射信號的擴展頻譜調制,從而實現在公共信道上傳輸信息。CDMA的特征是代
4、表各信源信息的發(fā)射信號在結構上各不相同,并且其地址碼相互具有準正交性,以區(qū)別地址,而在頻率、時間和空間上都可能重疊。 由于CDMA多址技術在綜合語音、數據、視頻等多業(yè)務上的優(yōu)勢,它已被選作發(fā)展3G系統的原型技術。 CDMA采用的是擴頻通信技術。碼分多址CDMA原理,各用戶使用經過特殊挑選的不同碼型,因此彼此不會造成干擾。這種系統發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力,其頻譜類似于白噪聲,不易被敵人發(fā)現。 CDMA系統的優(yōu)勢,采用碼分多址,系統的容量大大提高;采用性能更好的聲碼器來提高語音的質量,可抑制多徑效應和衰落;使用軟切換,無需對頻率進行分配,功率消耗更?。痪邆涠嗝襟w業(yè)務需要的固有的靈活性。CDMA
5、系統的缺點,功率控制和實現上的復雜性。 CDMA的2個發(fā)展方向,W-CDMA,CDMA2000碼片序列:每個站被指派一個唯一的 m bit 碼片序列。如發(fā)送比特 1,則發(fā)送自己的 m bit 碼片序列。如發(fā)送比特 0,則發(fā)送該碼片序列的二進制反碼常用調制方式有:(1)模擬調制:用連續(xù)變化的信號調制一個高頻正弦波。有幅度調制包括AM,角度調制包括調頻(FM)、調相(PM)。(2)數字調制:用數字信號對正弦或余弦高頻振蕩進行調制。有振幅鍵控ASK,頻率鍵控FSK,移相鍵控PSK。3)脈沖調制:用脈沖序列作為載波。 脈幅調制PAM,脈寬調制PDM,脈位調制PPM,脈碼調制PCM,脈頻調制PFM2.(
6、無線局域網標準 802.11系列 802.15 802.16 802.20)IEEE 802.11家族技術就是被設計用來支援行動裝置在一些小范圍內進行無線運算,像是在建筑物內、機場或是公園等。其制定的協議層(Protocol Stack)主要為物理層和媒體存取控制層(MAC層)兩個。IEEE802.11 網絡由三個基本部分組成:站點、接入點、和分布式系統。凡使用802.11局域網又Wi-Fi(Wireless-Fidelity),IEEE802.11是IEEE制定的無線局域網協議標準,如IEEE802.11b、a,g,n.IEEE 802.11規(guī)格標準的主要特性如下:資料傳輸速率高。IEEE
7、802.11b規(guī)格支援11Mbps的最高傳輸速率,802.11a規(guī)格則提高速率至54Mbps ;傳輸媒介為無線電波;為了應用無線區(qū)域網絡的的特性而采用了載波感測多重存取/沖突避免(CSMA/CA)技術;CSMA/CA技術可避免大部份不必要的資料封包沖撞,因此可提供保證傳送服務;適合多媒體資訊傳輸。111Mbps的資料傳輸速率足以應付資料傳輸量大且有及時需求的多媒體資訊3.BSS:WLAN基于單元結構,每個單元被稱為基本業(yè)務區(qū)BSS。BSS系統是在一定的無線覆蓋區(qū)中由MSC控制,與MS進行通信的系統設備,它主要負責完成無線發(fā)送接收和無線資源管理等功能。功能實體可分為基站控制器(BSC)和基站收發(fā)
8、信臺(BTS)ESS:一個基本服務集通過接入點 AP連接到一個主干分配系統連接到另一個基本服務集構成擴展的服務集ESS (Extended Service Set)。 Ad Hoc:一組帶有無線收發(fā)裝置的移動終端組成的一個多跳的、臨時性 自創(chuàng)建(Self-Creating)、自組織(Self-Organizing)、自管理(Self-Administering)系統不依賴預設的基礎設施而臨時組建移動終端網絡拓撲??瑟毩⒐ぷ鳎部膳cInternet或蜂窩無線網絡連接具有路由功能,可以通過無線連接構成任意的網絡拓撲。可獨立工作,也可與Internet或蜂窩無線網絡連接。SSID:服務集標識符(SS
9、ID,Service Set Identifier)是相鄰的無線接入點(AP)區(qū)分的標志,無線接入用戶必須設定SSID才能和AP通信。RF:無線電頻率,簡稱射頻(RF)RF頻段是指9kHz300GHz之間的電磁頻譜。MIMO:多人多出,利用多發(fā)射、多接收天線進行空間和時間分集的技術,利用多天線來抑制信道衰落。一個無線通信系統,只要其發(fā)送端和接收端均采用了多根天線或天線陳列,就構成了一個無線MIMO。MIMO的關鍵技術包括信道估計、空時信號處理、同步、分集等。、4.(交換方式 電阻 電路)電路交換和分組交換:采用面向連接的方式,在雙方進行通信之前,需要為通信雙方分配一條具有固定帶寬的通信電路,通
10、信雙方在通信過程中將一直占用所分配的資源,直到通信結束,并且在電路的建立和釋放過程中都需要利用相關的信令協議。這種方式的優(yōu)點是在通信過程中可以保證為用戶提供足夠的帶寬,并且實時性強,時延小,交換設備成本較低,但同時帶來的缺點是網絡的帶寬利用率不高,一旦電路被建立不管通信雙方是否處于通話狀態(tài),分配的電路都一直被占用。 采用分組交換技術,在通信之前不需要建立連接,每個節(jié)點首先將前一節(jié)點送來的分組收下并保存在緩沖區(qū)中,然后根據分組頭部中的地址信息選擇適當的鏈路將其發(fā)送至下一個節(jié)點,這樣在通信過程中可以根據用戶的要求和網絡的能力來動態(tài)分配帶寬。分組交換比電路交換的電路利用率高,但時延較大。 5.無線設
11、備 無線介質無線網絡設備:無線網卡,無線天線,無線AP,無線網橋,無線路由器,無線交換機,無線網關1、無線接入點AP:,無線AP是無線網和有線網之間溝通的橋梁。由于無線AP的覆蓋范圍是一個向外擴散的圓形區(qū)域,因此,應當盡量把無線AP放置在無線網絡的中心位置,而且各無線客戶端與無線AP的直線距離最好不要超過太長,以避免因通訊信號衰減過多而導致通信失敗。無線AP相當于一個無線集線器(HUB),接在有線交換機或路由器上,為跟它連接的無線網卡從路由器那里分得IP 。2、無線網橋:無線網橋是為使用無線(微波)進行遠距離點對點網間互聯而設計。它是一種在鏈路層實現局域網絡互聯的存儲轉發(fā)設備,可用于固定數字設
12、備與其他固定數字設備之間的遠距離(可達20km)、高速(可達11mbps)無線組網。無線網橋按傳輸模式分類:點對點型PTP無線網橋,可用來連接分別位于不同建筑物中兩個固定的網絡。一般由一對橋接器和一對天線組成,兩個天線必須相對定向放置,室外的天線和室內的橋接器之間用電纜連接,而橋接器與網絡之間是物理連接。單點對多點型PTMT無線網橋,能夠把多個外圍建筑物的網絡連成一體,但結構更為復雜,需要使用全方位天線或多無線網卡和天線。無線網橋組網方式:點對點直接傳輸,中繼方式間接傳輸3、無線路由器:無線路由器是無線AP與寬帶路由器的一種結合體;它借助于路由器功能,可實現家庭無線網絡中的Internet連接
13、共享,實現ADSL和小區(qū)寬帶的無線共享接入 ,另外,無線路由器可以把通過它進行無線和有線連接的終端都分配到一個子網,這樣子網內的各種設備交換數據就非常方便。它不僅具備單純性無線AP所有功能如支持DHCP客戶端、支持VPN、防火墻、支持WEP加密等等,而且還包括了網絡地址轉換(NAT)功能,可支持局域網用戶的網絡連接共享??蓪崿F家庭無線網絡中的Internet連接共享,實現ADSL和小區(qū)寬帶的無線共享接入。無線路由器的功能:NAT網絡地址轉換,DHCP服務,DNS功能,MAC地址克隆。4、無線交換機:無線網絡的安全問題。無線網卡和AP進行通信時,要獨占信道,其他計算機處于等待狀態(tài)無法進行通信。無
14、線交換機“瘦”AP無線交換機提供諸如安全、QoS,接入控制等管理功能,動態(tài)智能地調整瘦AP的信道和功率。即提供集中控制和管理。5、無線網關:廣義上的“網關”指一個網絡連接到另一個網絡的“接口”,比如一個企業(yè)的內部網與外部互聯網相連結,就需要一個網關加以管理和控制。它是一種復雜的網絡連接設備,可以支持不同協議之間的轉換,實現不同協議網絡之間的互連。 而所謂的無線網關,是指集成有簡單路由功能的無線AP。從某種意義上來說,無線網關方案與寬帶路由器方案完全相同;即是說無線網關通過不同設置可完成無線網橋和無線路由器的功能,也可以直接連接外部網絡,如WAN,同時實現AP功能。6.無線分類 特點無線網絡的分
15、類有:WPAN無線個人網,采用技術IrDA,Bluetooth;WLAN無線局域網,采用技術802.11b/a/g;無線網絡主要技術有:Bluetooth技術;IrDA技術;NFC技術;ZigBee技術;UWB技術7.(CDMA/CA CSMA/CD)有線網絡的媒體訪問控制,CSMA/CD技術;無線網絡的媒體訪問控制,CSMA/CA技術:CSMA/CD技術與CSMA/CA技術區(qū)別:CSMA/CD技術可以一邊檢測沖突,一邊收發(fā)數據,一旦檢測到沖突,立刻停止。CSMA/CA技術先檢測是否有沖突,得到對端確認后,再發(fā)數據,而不能同時進行。擴展傳輸的分類:展頻技術分為 跳頻技術、直接序列 CSMA/C
16、A 協議 :無線局域網卻不能簡單地搬用 CSMA/CD 協議。這里主要有兩個原因。一、在無線局域網的適配器上,接收信號的強度往往會遠小于發(fā)送信號的強度,因此,若要實現碰撞檢測,那么在硬件上的花費就會過大。二、在無線局域網中,并非所有的站點都能聽見對方,而“所有站點都能聽見對方”正是實現CSMA/CD 協議必須具備的基礎。改進的辦法是把 CSMA 增加一個碰撞避免(Collision Avoidance)功能。802.11 就使用 CSMA/CA 協議。而在使用 CSMA/CA 的同時,還增加使用停止等待協議,這是因為無線信道的通信質量遠不如有線信道,因此無線站點每通過無線局域網發(fā)送完一幀,要等
17、到收到對方的確認后才能繼續(xù)發(fā)送下一幀,這叫做鏈路層確認。在討論CSMA/CA 協議之前先要介紹 802.11 的 MAC 層。CSMA/CA 協議的工作原理 :1、先檢測信道(進行載波監(jiān)聽),若檢測到信道空閑,則在等待一段時間 DIFS 后就發(fā)送整個數據幀,并等待確認。 為什么信道空閑還要再等待?這是考慮到可能有其他的站有高優(yōu)先級的幀要發(fā)送。如有,就要讓高優(yōu)先級幀先發(fā)送2、目的站若正確收到此幀,則經過時間間隔 SIFS 后,向源站發(fā)送確認幀 ACK。3、所有其他站都設置網絡分配向量NAV(信道忙),表明在這段時間內信道忙,不能發(fā)送數據。4、當確認幀ACK結束時,NAV(信道忙)也就結束了。8.
18、wimax、3G、 wifi、 mesh區(qū)別及特點 凡使用802.11系列協議的局域網又稱為Wi-Fi(Wireless-Fidelity)(第三部分p3)無線Mesh網絡的混合組網 :無線Mesh網可以和多種寬帶無線接入技術如WLAN、WiMAX、UWB、3G等移動通信技術相結合,組成一個含有多跳無線鏈路的無線網狀網絡。無線Mesh終端可以是筆記本電腦、掌上電腦、手機、PDA等裝有無線網卡天線的用戶設備。Mesh客戶端通過Mesh路由器接入骨干Mesh網絡形成Mesh網絡的混合結構。 Mesh Vs Wi-Fi :Wi-Fi基于IEEE802.11標準,包括IEEE802.11b/a/g。其
19、發(fā)射采用低功率無線電信號,穿透能力差,不能穿過金屬,水等密度高的材料。在一般典型的居家或辦公室里,網絡傳輸距離大約為25到50米。在戶外開放環(huán)境里,Wi-Fi網絡的傳輸距離在300米左右。其特點是帶寬較高但通信范圍較小,成本低,適用于小范圍的無線通訊,被定義為無線局域網。Mesh是一種基于多跳路由、對等網絡技術的新型網絡結構,具有移動寬帶的特性,同時它本身可以動態(tài)擴展,自組網、自管理,自動修復、自我平衡。相對于Wi-Fi,在組網方式、傳輸距離及移動性上都有很大的改進,它具有兼容Wi-Fi的特性,兩者可以相互補充、相互融合。Mesh Vs 3G :無線Mesh網絡和3G一樣也具有移動、寬帶的特性
20、,與3G提供的業(yè)務相近。但二者定位有所不同。3G定位在廣域網,與2G、2.5G一樣,將繼續(xù)為公眾移動通信服務,3G發(fā)展必須依賴大規(guī)模布網,時間較長。而無線Mesh是基于IP的,定位在城域網,組網靈活,可以先在小范圍使用,然后逐漸發(fā)展,更適合于各垂直行業(yè)的專網應用。它先于3G進入市場,同時又具有很強的兼容性,便于將來與3G兼容,解決3G末端接入問題?!耙苿幼呦騃P”和“IP走向移動”是通信發(fā)展的趨勢,在未來的通信市場,3G與Mesh的結合存在很大可能性。Mesh Vs WiMAX :WiMAX面向無線IP城域網,包含802.16a、802.16e。802.16a的標準已經制定,只支持視線范圍傳輸
21、,固定點接入,支持點對點或點對多點組網;802.16e標準尚處在開發(fā)階段,將會支持非視線傳輸和具有一定的移動性。Mesh已有商用化產品,標準剛剛開始制定,WiMAX已有標準,還沒有商用化產品。從市場角度講,無線Mesh與802.16a雖然都是城域網應用,但是不會產生競爭,無線Mesh是移動城域網,目標是為專網中的個體提供移動寬帶服務;而802.11a解決的點對點或點對多點的固定接入。待802.16e產品(加入了移動性能)出現,可能會與無線網狀網有競爭關系。Mesh優(yōu)勢 :無線Mesh網絡能夠自組織、自愈、自均衡,可靠性增強,還提供更大的冗余機制和通信負載平衡功能。 很容易實現非視距傳輸(NLO
22、S),大大擴展了應用領域和覆蓋范圍,信號避開了障礙物的干擾,傳送暢通無阻,消除了盲區(qū)。 組網更加靈活,只需增加少量無線設備即可。網絡柔韌性和可行性更強大更完善,網絡利用率大大提高。 兼容多種類型接入方式,連接到Internet只需幾個接入點,大大減少網絡成本,能夠降低70%75%的運營和安裝成本Mesh的不足:互操作性差,缺乏統一的無線Mesh技術標準。通信延遲大,Mesh網絡中數據通過中間節(jié)點進行多跳轉發(fā),每一跳都會帶來一些延時。安全性差,節(jié)點多,安全性問題就越發(fā)重要。802.11b,在4個增量中范圍從111Mbps。802.11a,在7個增量中范圍從654Mbps。WiMAX ( Worl
23、dwide Interoperability for Microwave Access )常用來表示無線城域網 WMAN,這與Wi-Fi 常用來表示無線局域網 WLAN 相似,802.16 。兩個正式標準:802.16d,是固定寬帶無線接入空中接口標準(2 66 GHz頻段)。802.16e,是支持移動性的寬帶無線接入空中接口標準(2 6 GHz頻段)。IEEE802.16又稱為IEEE WMAN空中接口標準,是適用于266GHZ頻段的空中接口規(guī)范。由于它所規(guī)定的無線接入系統覆蓋范圍可達50km,每基站提供的總數據速率最高可達280Mb/s,因此802.16系統主要應用于城域網。WiMAX技術
24、與3G技術的比較 1. WiMAX會與3G形成競爭態(tài)勢,并最終取代3G; 2. WiMAX只是一種無線接入技術,不可取代3G,二者可以形成互補。WiMAX技術與Wi-Fi技術的比較1.覆蓋2. 可擴展性3. Qos機制3G:第三代移動電話3G數字語音和數據(第一部分p17)IMT-2000 (International Mobile Telecommunication):高質量的語音傳輸、消息機制(取代email、fax、SMS、chat)、多媒體(聽音樂、看視頻/電影/電視)、訪問Internet(web沖浪)、視頻會議、群玩游戲、e-commerce、單一的標準化世界W-CDMA (Wid
25、eband CDMA):頻分雙工直接序列擴頻與GSM互通但不兼容CDMA2000:頻分雙工多載波CDMA 基于IS-95并與之兼容 不能與GSM互通1.移動(4.57億用戶)TD-SCDMA。2.中電信(2800萬)CDMA20003.中聯通(1.33億)WCDMA。9.無線網絡的分類及技術 分類內容及特點無線網絡主要技術有:Bluetooth技術;IrDA技術;NFC技術;ZigBee技術;UWB技術。無線網絡的分類有: WPAN無線個人網,采用技術IrDA,Bluetooth、WLAN無線局域網,采用技術802.11b/a/g、WMAN無線城域網,采用技術802.16,MMDS,LMDS、
26、WWAN無線廣域網,采用技術GSM,GPRS,CDMA,2.5-3G。10.無線網絡安全內容:WEP、WPA、WPAI、TKIP 等等相關無線局域網的安全措施主要體現在三個方面:1.信息過濾2.用戶訪問控制3.數據加密信息過濾時將不滿足用戶要求的信息屏蔽在網絡之外,用戶訪問控制保證敏感數據只能由授權的用戶進行訪問,數據加密保證發(fā)射的數據只能被所期望的用戶接收和理解.用戶訪問控制和數據加密集中在一個安全協議中.信息過濾是能夠使用的基本的安全機制.IEEE 802.11安全機制: 1WEP安全機制2WPA安全機制3WAPI安全機制WEP有線等效保密(WEP,Wired Equivalent Pri
27、vacy)是常見的資料加密措施,WEP安全技術源自于名為RC4的RSA數據加密技術,以滿足用戶更高層次的網絡安全需求。WPA-Wi-Fi保護性接入(WPA,Wi-Fi Protected Access)是繼承了WEP基本原理而又解決了WEP缺點的一種新技術。WPA標準采用了TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)、EAP和802.1X等技術,在保持Wi-Fi認證產品硬件可用性的基礎上,解決802.11在數據加密、接入認證和密鑰管理等方面存在的缺陷。(第三部分p226)國家標準WAPI ,無線局域網鑒別與保密基礎結構,它是針對IEEE802.11中WEP協議安全
28、問題,在中國無線局域網國家標準GB15629.11中提出的WLAN安全解決方案。WPAN是藍牙系統,其標準是 IEEE 802.15.1 。藍牙的數據率為 720 kb/s,通信范圍在 10 米左右。藍牙使用 TDM 方式和擴頻跳頻 FHSS 技術組成不用基站的皮可網(piconet) 。藍牙技術,作為一種無線數據與語音通信的開放性全球規(guī)范,藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎,為固定與移動設備通信環(huán)境建立一個特別連接,完成數據信息的短程無線傳輸。其實質內容是要建立通用的無線電空中接口(Radio Air Interface)及其控制軟件的公開標準,使通信和計算機進一步結合,使不同廠家生產的
29、便攜式設備在沒有電線或電纜相互連接的情況下,能夠在近距離范圍內具有互用、互操作的性能(Interoperability) 低速 WPAN 其速率是 2 250 kb/s。標準是 IEEE 802.15.4,最重要的就是 ZigBee。高速 WPAN 用于在便攜式多媒體裝置之間傳送數據,支持11 55 Mb/s的數據率,標準是 802.15.3 。UWB 技術工作在 3.1 10.6 GHz 微波頻段,有非常高的信道帶寬。超寬帶信號的帶寬應超過信號中心頻率的 25% 以上,或信號的絕對帶寬超過 500 MHz。MAC層的鏈路自適應機制1.自適應調制編碼2. 自動請求重傳3. 混合自動請求重傳無線
30、廣域網是指覆蓋全國或全球范圍內的無線網絡,提供更大范圍內的無線接入,與無線個域網、無線局域網和無線城域網相比,它更加強調的是快速移動性,從目前的應用來看,它的信息速率通常不是很高。典型的無線廣域網的例子就是GSM移動通信系統和衛(wèi)星通信系統,現在的3G、超3G技術也都屬于無線廣域網技術以下是不重要的!跳頻技術 (FHSS)在同步、且同時的情況下,接受兩端以特定型式的窄頻載波來傳送訊號,對于一個非特定的接受器,FHSS所產生的跳動訊號對它而言,也只算是脈沖噪聲。FHSS所展開的訊號可依特別設計來規(guī)避噪聲或One-to-Many的非重復的頻道,使用75個以上的跳頻訊號、且跳頻至下一個頻率的最大時間間
31、隔(Dwell Time)為400ms。 直接序列展頻技術(DSSS)是將原來的訊號1或0,利用10個以上的chips來代表1或0位,使得原來較高功率、較窄的頻率變成具有較寬頻的低功率頻率。而每個bit使用多少個chips稱做Spreading chips,一個較高的Spreading chips可以增加抗噪聲干擾,而一個較低Spreading Ration可以增加用戶的使用人數。 DSSS由于采用全頻帶傳送資料,速度較快,未來可開發(fā)出更高傳輸頻率的潛力也較大。DSSS技術適用于固定環(huán)境中、或對傳輸品質要求較高的應用,因此,無線廠房、無線醫(yī)院、網絡社區(qū)、分校連網等應用,大都采用DSSS無線技術
32、產品。 FHSS則大都使用于需快速移動的端點,如行動電話在無線傳輸技術部分即是采用FHSS技術;且因FHSS傳輸范圍較小,所以往往在相同的傳輸環(huán)境下,所需要的FHSS技術設備要比DSSS技術設備多,在整體價格上,可能也會比較高。BSC:具有對一個或多個BTS進行控制的功能,它主要負責無線網路資源的管理、小區(qū)配置數據管理、功率控制、定位和切換等,是個很強的業(yè)務控制點。 BTS:無線接口設備,它完全由BSC控制,主要負責無線傳輸,完成無線與有線的轉換、無線分集、無線信道加密、跳頻等功能。一個基本服務集 BSS 包括一個基站(接入點 AP )和若干個移動站,所有的站在本 BSS 以內都可以直接通信,
33、但在和本BSS 以外的站通信時 ,都要通過本 BSS 的基站。一個基本服務集可以是孤立的,也可通過接入點 AP連接到一個主干分配系統 DS(Distribution System),然后再接入到另一個基本服務集,構成擴展的服務集ESS (Extended Service Set),ESS 還可通過叫做門戶(portal)為無線用戶提供到非 802.11 無線局域網(例如,到有線連接的因特網)的接入。門戶就相當于一個網橋。定義了兩種設備類型:無線終端AP(Access Point。AP的基本業(yè)務域(BSA) 和基本業(yè)務集(BSS) ;BSA指一個AP覆蓋的面積;BSS指一個AP所控制的所有移動臺
34、。DS分布式系統指固定(或有線)的基礎結構,用來連接一組BSS,從而創(chuàng)建擴展業(yè)務集ESS.IEEE802.11標準定義了BSS的兩種工作模式:ad-hoc模式和固定結構模式。移動自組網絡又稱自組網絡(ad hoc network) :自組網絡是沒有固定基礎設施(即沒有 AP)的無線局域網。這種網絡由一些處于平等狀態(tài)的移動站之間相互通信組成的臨時網絡幾種不同的接入:固定接入(fixed access)在作為網絡用戶期間,用戶設置的地理位置保持不變。移動接入(mobility access)用戶設置能夠以車輛速度移動時進行網絡通信。當發(fā)生切換時,通信仍然是連續(xù)的便攜接入(portable acce
35、ss)在受限的網絡覆蓋面積中,用戶設備能夠在以步行速度移動時進行網絡通信,提供有限的切換能力。游牧接入(nomadic access)用戶設備的地理位置至少在進行網絡通信時保持不變。如用戶設備移動了位置,則再次進行通信時可能還要尋找最佳的基站 。802.11 幀共有三種類型,即控制幀、數據幀和管理幀。定義在2.4Ghz和5.8GHz的ISM(Industrial Scientific Medical)頻段內,使用FHSS和DSSS技術。FHSS技術在2.4GHz頻段上劃分為75個1MHz的子頻道,接受方和發(fā)送方協商一個調頻的模式,數據則按照這個序列在各個子頻道上進行傳送DSSS技術將2.4GH
36、z頻段劃分為14個22MHz的信道,臨近的信道相互重疊,在14個信道內只有3個信道不互相覆蓋。DSSS在每個22MHz信道中傳輸的數據都被轉化成一個帶冗余校驗的chip數據,它和真實的數據一起進行傳輸用來提供錯誤校驗和糾錯。802.11a物理層:它擴充了標準的物理層,規(guī)定該層使用5GHz 的頻帶, 頻段:5.15-5.25, 5.25-5.35 and 5.725-5.825 GHz bands,其物理層的吞吐量分為6、12、18、24、36、48、54Mbps。 高端的5.8GHz頻段,由于輸出功率高,適于建筑物之間或室外環(huán)境的無線應用。低端的 5.2 GHz 和 中部的 5.3 GHz 頻
37、段 特別適合于建筑物內的產品。對于 5.2 GHz band 的設備必須使用集成天線。 802.11g物理層: 2001 年11月15日,IEEE試驗性地批準一種新技術802.11g。該技術使無線網絡每秒傳輸最大速度可達54Mbps,比現在通用的802.11b要快出五倍,并且和802.11b兼容。IEEE802.11g中規(guī)定的調制方式有兩種,包括5GHz頻帯無線LAN“IEEE802.11a”中采用的OFDM與IEEE802.11b中采用的CCK。通過規(guī)定兩種調制方式,既達到了用2.4GHz頻段實現IEEE802.11a水平的數據傳送速度,也確保了與IEEE802.11b產品的兼容。802.1
38、1b/a/g標準比較:802.11b最大的缺點是速度慢,不能滿足日益增長的寬帶網絡需求。 802.11a與802.11g擁有一樣的54Mbps傳輸速率,但是802.11a的頻段高,5GHz,傳輸距離大打折扣, 802.11b 無線AP的覆蓋范圍為80-100,而802.11a僅有30m左右。并且5GHz頻段的電磁波在遭遇墻壁、地板、家具等障礙物時的反射和衍射效果均不如2.4GHz頻段的電磁好。802.11g成為目前時常的主流,市場主流產品是IEEE 802.11g。802.11n:802.11n采用MIMO(多入多出)+OFDM(正交頻分復用技術)相結合。802.11e/h/i:802.11e
39、是IEEE推出的無線通用標準,它將服務質量(Qos)功能加入到無線局域網上,用時分多址技術,它使企業(yè)、家庭和公共場所(如機場、飯店等)之間真實實現互通,而同時具有滿足不同行業(yè)特殊需求的特征;802.11h使無線系統避免與雷達和其他同類系統中的帶寬技術相干擾,保障無線通信的暢通;802.11i定義了強健的安全網絡的概念,規(guī)定了使用802.11x認證和密鑰管理方式,在數據加密方面定義了TKIP、CCMP和WRAP三種機密機制。WMAN無線城域網,采用技術802.16,MMDS,LMDS;WWAN無線廣域網,采用技GSM,GPRS,CDMA,2.5-3G。無線局域網拓撲結構類型:點對點模式(Peer
40、-to-Peer) /對等模式、基礎架構模式、多 AP 模式、無線網橋模式、無線中繼器模式、AP Client客戶端模式 、Mesh結構。1)點對點模式 Ad-hoc :無中心拓撲結構,由無線工作站組成,用于一臺無線工作站和另一臺或多臺其他無線工作站的直接通訊,該網絡無法接入到有線網絡中,只能獨立使用。無需AP,安全由各個客戶端自行維護。 點對點模式中的一個節(jié)點必需能同時“看”到網絡中的其他節(jié)點,否則就認為網絡中斷,因此對等網絡只能用于少數用戶的組網環(huán)境,比如 4 至 8 個用戶。2) 基礎架構模式Infrastructure :由無線接入點AP、無線工作站STA以及分布式系統DSS構成,覆蓋
41、區(qū)域稱基本服務區(qū)BSS。無線接入點AP用于在無線STA和有線網絡之間接收、緩存和轉發(fā)數據,所有無線通訊都經過AP完成,是有中心拓撲結構。AP通常能覆蓋幾十至幾百用戶,覆蓋半徑達上百米。AP可連接有線網絡,實現無線網絡和有線網絡的互聯。 3) 多AP模式 :指由多個AP以及連接它們的分布式系統DSS組成的基礎架構模式網絡,也稱為擴展服務區(qū)ESS。擴展服務區(qū)內的每個AP都是一個獨立的無線網絡基本服務區(qū)BSS,所有AP共享同一個擴展服務區(qū)標示符ESSID。分布式系統DSS在 802.11標準中并沒有定義,但是目前大都是指以太網。相同ESSID的無線網絡間可以進行漫游,不同ESSID的無線網絡形成邏輯
42、子網。多AP模式有時也稱為多蜂窩結構,蜂窩之間建議有15的重疊,以便于無線工作站在不同的蜂窩之間做無縫漫游。4 )無線網橋模式:利用一對無線網橋連接兩個有線或者無線局域網網段。5) 無線中繼器模式 :無線中繼器用來在通訊路徑的中間轉發(fā)數據,從而延伸系統的覆蓋范圍。6) AP Client客戶端模式 :也俗稱“主從模式”,在此模式下工作的AP會被主AP(中心AP)看做是一臺無線客戶端,其地位就和無線網卡等同。這種模式的好處在于能方便網管統一的管理子網絡。AP Client客戶端模式應用在室外的話,物理結構上象點對多點的連接方式。7) Mesh結構:無線Mesh網,即無線網狀網或無線多跳網。Mes
43、h詞的本意是指所有的節(jié)點都相互連接。傳統的無線網絡必須先訪問無線AP,稱為“單跳”網絡。無線Mesh網絡的核心思想是讓網絡中的每個節(jié)點都可以發(fā)送和接收信號。稱為“多跳”網絡。它可以大大增加無線系統的覆蓋范圍,同時可以提高無線系統的帶寬容量以及通信可靠性,是一種非常有發(fā)展前途的寬帶無線接入技術。無線Mesh網絡結構 :基站和基站之間的無線互聯有多條路徑連在一起形成網絡,網絡有多條路徑形成回聯,構成一個動態(tài)網絡,穩(wěn)固性很好。如果某一個路徑失敗,可以切換到另外一條路徑上,不會造成網絡的中斷。常用的有3種過濾機制:1服務集標識符(Service Set ID,SSID)2MAC地址過濾3. 協議端口過
44、濾服務集標識符(SSID,Service Set Identifier)技術將一個無線局域網分為幾個需要不同身份驗證的子網,每一個子網都需要獨立的身份驗證,只有通過身份驗證的用戶才可以進入相應的子網絡,防止未被授權的用戶進入本網絡,同時對資源的訪問權限進行區(qū)別限制。SSID是相鄰的無線接入點(AP)區(qū)分的標志,無線接入用戶必須設定SSID才能和AP通信。通常SSID須事先設置于所有使用者的無線網卡及A P中。嘗試連接到無線網絡的系統在被允許進入之前必須提供SSID,這是唯一標識網絡的字符串。但是SSID對于網絡中所有用戶都是相同的字符串,其安全性差,人們可以輕易地從每個信息包的明文里竊取到它。
45、SSID實際是一個簡單口令,可以提供一定的安全,但如果配置AP向外廣播其SSID,那么安全程度還將下降WEP:在鏈路層采用RC4對稱加密技術,當用戶的加密密鑰與AP的密鑰相同時才能獲準存取網絡的資源,從而防止非授權用戶的監(jiān)聽以及非法用戶的訪問。其工作原理是通過一組40位或128位的密鑰作為認證口令,當WEP功能啟動時,每臺工作站都使用這個密鑰,將準備傳輸的資料加密運算形成新的資料,并透過無線電波傳送,另一工作站在接收到資料時,也利用同一組密鑰來確認資料并做解碼動作,以獲得原始資料。 WEP目的是向無線局域網提供與有線網絡相同級別的安全保護,它用于保障無線通信信號的安全,即保密性和完整性。當WE
46、P提供了40位長度的密鑰機制,它存在許多缺陷。首先,40位的密鑰現在很容易破解。加上密鑰是手工輸入與維護,更換密鑰費時和困難,所以密鑰通常長時間使用而很少更換,若一個用戶丟失密鑰,則將危及到整個網絡。其次,WEP標準支持每個信息包的加密功能,但不支持對每個信息包的驗證。黑客可以從對已知數據包的響應來重構信息流,從而能夠發(fā)送欺騙信息包。WEP的威脅:由于算法的原因,當入侵者捕獲數據包后,可是通過工具計算出密鑰;WEP協議中沒有具體地規(guī)定何時使用不同的密鑰;一般廠商都會設置默認的密鑰,而用戶一般不修改,所以只要入侵者得到密鑰列表就可以輕松入侵網絡;密鑰如何分發(fā),如何在泄露后更改密鑰,如何定期地實現密鑰更新、密鑰備份、密鑰恢復等問題,WEP協議都沒有解決,把這個問題留給各大廠商,無疑會造成安全問題。對WEP加以擴展,提出了動態(tài)安全鏈路技術(DSL,Danamic Security link)。DSL采用了128 位密鑰,但與WEP 截然不同的是,DSL采用的密鑰是動態(tài)分配的。它針對每一個會話(Session)都自動生成一把密鑰,并且在同一個會話期間,對于每256個數據包,密鑰將自動改變一次。采用DSL時,要求無線訪問點AP中維護一個用戶訪問列表,而在用戶端請求訪問網絡時進行用戶名/口令的認證,只
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