第一章無線局域網(wǎng)概述資料課件

第一章

無線局域網(wǎng)概述

name:李海鵬

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課程介紹無線局域網(wǎng)（WirelessLAN）,是利用無線射頻技術(shù)構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，它不需要鋪設(shè)電纜，不受節(jié)點(diǎn)布局限制。網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)具有很大的靈活性、安裝便捷，使用靈活、費(fèi)用節(jié)省、易于擴(kuò)展。無線局域網(wǎng)應(yīng)用范圍非常廣泛，是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)潮流，應(yīng)用于辦公、醫(yī)院、校園、廠房、會議、社區(qū)等。參考書籍《無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程》清華大學(xué)出版社《無線局域網(wǎng)（WLAN）設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》浙江大學(xué)出版社《無線局域網(wǎng)構(gòu)建及應(yīng)用》中國工業(yè)出版社講授及考核方法講授課時(shí)：48學(xué)時(shí)理論課32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時(shí)考核辦法平時(shí)成績：60％（出勤15分、實(shí)驗(yàn)45分）期末考試成績：40％內(nèi)容提要無線局域網(wǎng)概述無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備及附件拓樸結(jié)構(gòu)規(guī)劃與設(shè)計(jì)無線局域網(wǎng)安全無線局域網(wǎng)安裝無線局域網(wǎng)配置、調(diào)試、測試、驗(yàn)收及維護(hù)第一章無線局域網(wǎng)概述、無線網(wǎng)的分類、無線局域網(wǎng)的基本概念三、無線局域網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢與不足四、無線局域網(wǎng)分類五、無線局域網(wǎng)的組件六．無線局域網(wǎng)的傳輸方式七．無線局域網(wǎng)的組織機(jī)構(gòu)八．藍(lán)牙技術(shù)九．ZigBee

技術(shù)十.WLAN前景糟糕的有線網(wǎng)絡(luò)連接導(dǎo)入...問題一：網(wǎng)吧等小型網(wǎng)絡(luò)一般采用什么介質(zhì)？

--有線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用比較普遍問題二：假設(shè)距離上允許，在校園內(nèi)任何角落都可以上網(wǎng)，若采用雙絞線會可否辦到—無線網(wǎng)絡(luò)是有線網(wǎng)絡(luò)的有益補(bǔ)充。？

結(jié)論：證明有線網(wǎng)絡(luò)有其不適應(yīng)的地方，需要無線網(wǎng)絡(luò)做必要的補(bǔ)充。無線局域網(wǎng)技術(shù)比爾的預(yù)言

……今后10年內(nèi)，無線通信和無線局域網(wǎng)將成為IT業(yè)最為強(qiáng)勁的發(fā)展領(lǐng)域。

——比爾·蓋茨2002年元旦講話為什么要使用WLAN網(wǎng)絡(luò)

無線讓網(wǎng)絡(luò)使用更自由無線讓網(wǎng)絡(luò)建設(shè)更經(jīng)濟(jì)無線讓工作更有效

無線讓網(wǎng)絡(luò)使用更自由

無線讓網(wǎng)絡(luò)建設(shè)更經(jīng)濟(jì)

無線讓工作更有效一、無線網(wǎng)的種類根據(jù)無線網(wǎng)技術(shù)的不同(標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的不同、數(shù)據(jù)發(fā)送的距離)，分為以下四類：無線個(gè)人網(wǎng)無線局域網(wǎng)無線城域網(wǎng)無線廣域網(wǎng)1.無線個(gè)人網(wǎng)

WPAN（wirelesspersonalareanetwork）利用藍(lán)牙（Bluetooth）和紅外線(IrDA)技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)。傳輸數(shù)據(jù)速率中低（<1Mbps）傳輸距離短(<10m)。應(yīng)用于個(gè)人用戶的工作空間(POS)設(shè)備，可以與計(jì)算機(jī)同步傳輸文件，連接筆記本電腦、PDA手機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)也可以訪問本地外圍設(shè)備，如打印機(jī)等。2.無線局域網(wǎng)

WLAN(wirelesslocal-areanetwork)利用IEEE802.11a,IEEE802.11b,IEEE802.11g等標(biāo)準(zhǔn)組成的網(wǎng)絡(luò)。

IEEE：國際電氣與電子工程師協(xié)會傳輸速率達(dá)到中高（2-5Mbps），傳輸距離中等應(yīng)用在本地創(chuàng)建的無線連接，如公司、校園大樓、網(wǎng)吧、咖啡館、機(jī)場等公共場所。WLAN可用于臨時(shí)辦公室或其他不便于鋪設(shè)線纜的場所，或者用于擴(kuò)展現(xiàn)有的有線局域網(wǎng)。

3.WMAN(無線城域網(wǎng))WMAN使用無線電波或紅外光波傳送數(shù)據(jù)。高數(shù)據(jù)速率（22-54Mbps）

可提供給用戶高速訪問因特網(wǎng)的無線訪問帶寬。傳輸距離中長（幾km—幾十千米

）用戶可以在主要城市區(qū)域的多個(gè)場所之間創(chuàng)建無線連接(例如，在一個(gè)城市或大學(xué)校園的多個(gè)辦公樓之間)，而不必花費(fèi)高昂的費(fèi)用鋪設(shè)光纜、銅質(zhì)電纜和租用線路。WMAN目前的主要問題是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一常用的有多路多點(diǎn)分布服務(wù)（MMDS）和本地多點(diǎn)分布服務(wù)（LMDS）等技術(shù)，IEEE802.16寬頻無線訪問標(biāo)準(zhǔn)工作組正在開發(fā)規(guī)范以使這些技術(shù)的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化4.WWAN(無線廣域網(wǎng))

WirelessWideAreaNetwork

WWAN技術(shù)可以使用戶通過遠(yuǎn)程公共網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)建立無線網(wǎng)絡(luò)連接。傳輸速率較低（10-384Kbps）傳輸距離長（<15km

），WWAN可以覆蓋廣大的地理區(qū)域，如許多城市或者國家（地區(qū)）。PDA設(shè)備、手持設(shè)備到互聯(lián)網(wǎng)目前主流的WWAN技術(shù)還是第二代（2G）系統(tǒng)，主要的2G系統(tǒng)包括全球數(shù)字移動通信系統(tǒng)（GSM），網(wǎng)絡(luò)數(shù)字包數(shù)據(jù)（CDPD）和多址代碼分區(qū)訪問（CDMA）?，F(xiàn)在，人們正努力從2G網(wǎng)絡(luò)向3G（第三代）網(wǎng)絡(luò)過渡，3G技術(shù)將執(zhí)行全球標(biāo)準(zhǔn)并提供全球漫游功能。二、無線局域網(wǎng)（WLAN）無線局域網(wǎng)(WirelessLAN，WLAN)，是一種利用無線方式，提供無線對等(如PC對PC、PC對集線器或打印機(jī)對集線器)和點(diǎn)到點(diǎn)(如LAN到LAN)連接性的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

WLAN代替了常規(guī)LAN中使用的雙絞線或同軸線路或光纖，通過電磁波傳送和接收數(shù)據(jù)。WLAN執(zhí)行像文件傳輸、外設(shè)共享、Web瀏覽、電子郵件和數(shù)據(jù)庫訪問等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信功能。

無線局域網(wǎng)2、什么情形需要無線局域網(wǎng)絡(luò)：無線局域網(wǎng)絡(luò)絕不是用來取代有線局域網(wǎng)絡(luò)，而是用來彌補(bǔ)有線局域網(wǎng)絡(luò)之不足，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)延伸之目的，下列情形可能須要無線局域網(wǎng)絡(luò)

◆無固定工作場所的使用者◆有線局域網(wǎng)絡(luò)架設(shè)受環(huán)境限制◆作為有線局域網(wǎng)絡(luò)的備用系統(tǒng)開會時(shí)使用辦公無需電纜

管理工廠方便快捷回到家中……自動認(rèn)證……旅行途中……防止小孩走失三、無線局域網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢與不足優(yōu)勢：1）靈活性和移動性WLAN利用無線技術(shù)在空中傳輸數(shù)據(jù)、語音和視頻信號，用戶可以在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的任何位置上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)移動辦公。目前的WLAN可以支持最遠(yuǎn)50KM的傳輸距離和最高90KM/H的移動速度

2）安裝便捷安裝工作快速且簡單，不需要開挖溝槽和布線，并且組建、配置和維護(hù)都比較容易3）易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和調(diào)整有線網(wǎng)絡(luò)來說，辦公地點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)拓樸的改變通常意味著得新建網(wǎng)、布線、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力和需要較大資金投入的過程。無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以隨辦公環(huán)境的變化而輕松移動和布置，提高了設(shè)備的利用率并保護(hù)了用戶的設(shè)備投資

4）故障定位容易，維護(hù)成本低WLAN所需的資金投入比構(gòu)建LAN的高30%左右，但由于后期維護(hù)方便，無線局域網(wǎng)的維護(hù)成本要比有線局域網(wǎng)低50%左右

5）易于擴(kuò)展

WLAN可以一種獨(dú)立于有線網(wǎng)絡(luò)的形式存在，在需要時(shí)可以隨時(shí)建立臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)，而不依賴有線骨干網(wǎng)

WLAN比LAN提供更多可選的配置方式，既有適用于小數(shù)量用戶的對等網(wǎng)絡(luò)，也有適用于幾千個(gè)移動用戶的完整基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)

6）網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣WLAN具體的通信距離和覆蓋范圍視所選用的天線不同而異，定向傳送天線的通信距離可達(dá)5KM-50KM，室外全向天線可覆蓋范圍15KM-20KM的半徑范圍。不足：1）傳輸距離短有線和無線都存在信號衰減的問題，無線局域網(wǎng)依靠無線電磁波進(jìn)行傳輸，更易受到外界條件的干擾其可靠性與所處的環(huán)境的電磁干擾頻率及強(qiáng)度有很大的關(guān)系。建筑物、車輛、樹木等障礙物可能阻礙電磁波的傳輸，影響網(wǎng)絡(luò)的性能

2）傳輸帶寬小有線局域網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率1000Mb/s；主流的IEEE802.11g無線局域網(wǎng)最多也只能提供54Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率

無線網(wǎng)絡(luò)一般具有帶寬小、延時(shí)長、連接穩(wěn)定性差、可用性較難預(yù)測等缺點(diǎn)。（無外部屏蔽能力，電源限制，可用頻譜等條件）3）安全性由于無線信號是發(fā)散的，因此很容易被監(jiān)聽，如果沒有足夠可靠的信息加密方案及身份認(rèn)證措施的話，很容易造成通信信秘泄露4）標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，產(chǎn)品不兼容不同廠商的產(chǎn)品往往遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，從而導(dǎo)致諸多的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的兼容性方面的不足，如H3、INTEL、IBM、COMPAQ四．按與有線局域網(wǎng)的關(guān)系，WLAN分兩類：

獨(dú)立式無線局域網(wǎng)、非獨(dú)立式無線局域網(wǎng)獨(dú)立式無線局域網(wǎng)：指整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都使用無線通信的無線局域網(wǎng)。非獨(dú)立式無線局域網(wǎng)：指局域網(wǎng)中無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相結(jié)合使用的無線局域網(wǎng)目前，非獨(dú)立式無線局域網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用中處于主流，它以有線局域網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過配置無線訪問節(jié)點(diǎn)，無線網(wǎng)橋、無線網(wǎng)卡等設(shè)備來實(shí)現(xiàn)無線通信，

五.無線局域網(wǎng)的組件

按照Microsoft的解釋，一個(gè)無線局域網(wǎng)包括3個(gè)組件：無線工作站、無線訪問點(diǎn)和端口。無線工作站（STA）：又稱為無線客戶端，指配備有無線局域網(wǎng)適配器的計(jì)算機(jī)設(shè)備，無線工作站可以移動，并以直接相互通信或者通過無線訪問點(diǎn)進(jìn)行通信。

無線訪問點(diǎn)（AP）：它不可移動，可以充當(dāng)無線客戶端和傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)橋。無線客戶端通過無線訪問點(diǎn)與有線網(wǎng)絡(luò)或其他無線客戶端進(jìn)行通信。

端口：是設(shè)備的信道無線工作站（STA）只有一個(gè)端口，只能支持單個(gè)無線連接。典型的無線訪問點(diǎn)（AP）具有多個(gè)端口，能夠同時(shí)支持多個(gè)無線連接。六．無線局域網(wǎng)的傳輸方式無線電波（微波）方式、紅外線方式紅外線方式：應(yīng)用：家電遙控器等特點(diǎn)：有較強(qiáng)的方向性，很難被竊聽，對鄰近區(qū)域的類似系統(tǒng)也不會產(chǎn)生干擾。采用了低于可見光的部分頻譜作為傳輸媒體，因此使用不受無線電管理部門的限制優(yōu)點(diǎn)：與微波相比，有極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，較高的安全性，且設(shè)備簡單，便宜缺點(diǎn)：傳輸質(zhì)量受距離影響很大，對非透明物體的穿透性非常差

2.無線電波方式（擴(kuò)展頻譜spreadspectrum\SS方式）無線電波劃分為許多頻段，分配給廣播、電視、移動電話等大多數(shù)無線局域網(wǎng)都使用擴(kuò)展頻譜技術(shù)（擴(kuò)頻技術(shù)）來傳輸數(shù)據(jù)采用擴(kuò)頻方式的無線局域網(wǎng)一般選擇所謂的ISM頻段，ISM(IndustrialScientificMedical，工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))是由美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）定義的，頻率范圍為2.42-2.4835GHZISM頻段是一個(gè)全球通用、向公眾開放、沒有使用授權(quán)限制的頻段

抗干擾問題就變得非常重要（家用電器，無繩電話、汽車電子鑰匙、微波爐等）

說明：為了明確射頻功率對人體的輻射以及對電子設(shè)備的電磁干擾，2002年，國家無線電管理局頒布了《關(guān)于調(diào)整2.4GHZ頻段發(fā)射功率限值及有關(guān)問題的通知》規(guī)定：室內(nèi)無線設(shè)備的等效射頻功率<=20dBm(100mW)，室外無線設(shè)備的等效射頻不得高于27dBm(500mW)——分貝毫瓦

七、無線局域網(wǎng)的組織機(jī)構(gòu)１.頻率管理機(jī)構(gòu)美國的頻率管理機(jī)構(gòu)是聯(lián)邦通信委員會(FCC)

我國的頻率管理機(jī)構(gòu)是國家無線電管理局（SRRC）2.標(biāo)準(zhǔn)制定組織美國信息產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定者：IEEE，即國際電氣和電子工程師聯(lián)合會?？偛吭诿绹~約，1985年在北京成立了分部。

IEEE，在FCC制定的法律范圍內(nèi)制定標(biāo)準(zhǔn)，它不但制定了幾乎所有的電子和電氣標(biāo)準(zhǔn)，還制定了幾乎涵蓋任何技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)，包括汽車、海運(yùn)、超導(dǎo)體等。

IEEE，制定了幾乎所有的無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。我國的國家標(biāo)準(zhǔn)制定者：國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會（SAC）

SAC，由國務(wù)院授權(quán)的履行行政管理職能，統(tǒng)一管理全國標(biāo)準(zhǔn)化工作的主管機(jī)構(gòu)。說明：其它組織，如歐洲電信標(biāo)委員會（ETSI），我國寬帶無線IP標(biāo)準(zhǔn)工作組(BWIPS)，紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會（IrDA），無線以太網(wǎng)兼容聯(lián)盟(WECA)等組織，都為無線局域網(wǎng)領(lǐng)域作出了貢獻(xiàn)。WLAN相關(guān)組織和標(biāo)準(zhǔn)

八、WLAN面臨的挑戰(zhàn)與問題干擾工作在相同頻段的其他設(shè)備會對WLAN設(shè)備的正常工作產(chǎn)生影響。電磁輻射

WLAN設(shè)備的發(fā)射功率應(yīng)滿足安全標(biāo)準(zhǔn)。以減少對人體的傷害。數(shù)據(jù)安全性數(shù)據(jù)在空中傳輸，因此數(shù)據(jù)的安全性非常重要。

干擾2.4GHz為ISM頻段，不需授權(quán)即可使用。同一區(qū)域內(nèi)的WLAN設(shè)備之間會產(chǎn)生干擾。其他無線工業(yè)設(shè)備的干擾，如： →微波爐 →藍(lán)牙 →無繩電話 →雙向?qū)ず粝到y(tǒng)

WLAN產(chǎn)品的電磁輻射數(shù)據(jù)安全性在WLAN中，數(shù)據(jù)在空中傳輸，需要充分考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的安全性，選擇相應(yīng)的加密方式。 →開放式，不加密 →采用弱加密算法 →采用強(qiáng)加密算法九、藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙是一種近距離無線通信技術(shù)規(guī)范，用來描述各種電子產(chǎn)品相互之間如何用這種無線協(xié)議進(jìn)行連接。采用ISM頻段（2.4GHz）藍(lán)牙采用FH-SS技術(shù)(跳頻擴(kuò)頻技術(shù))數(shù)據(jù)速率1Mbps傳輸距離10m，必要時(shí)加功放可達(dá)100m50藍(lán)牙技術(shù)的提出藍(lán)牙技術(shù)于1994年由愛立信提出。其最初目的是為了其手機(jī)與其附件（如耳機(jī)話筒）以及電腦產(chǎn)品之間的無線連接。隨之又推廣到各種信息產(chǎn)品的“無繩化”。藍(lán)牙名稱的由來Bluetooth取自中世紀(jì)丹麥一位海盜出身的開國君王HaraldBluetooth的名字。他于1049年統(tǒng)一了丹麥和挪威，建立了Danes王國。藍(lán)牙的目的——要一統(tǒng)天下。第一個(gè)藍(lán)牙產(chǎn)品：耳麥與手機(jī)

耳麥?zhǔn)褂靡褑柺赖乃{(lán)牙產(chǎn)品

藍(lán)牙芯片缺點(diǎn)藍(lán)牙的缺點(diǎn)：

—抗干擾能力不強(qiáng)，傳輸距離太短，信息安全問題。

—價(jià)格居高不下ZigBee

技術(shù)2002年8月，荷蘭Philips,英國Invensys,日本Mitsubishi、美國Motorola發(fā)起組成ZigBee聯(lián)盟ZigBee這個(gè)名字來源于蜂群的八字舞，蜜蜂通過跳ZigZag

舞來分享新發(fā)現(xiàn)的食物源的位置、距離和方向等信息ZigBee是IEE