無線通信技術(shù)相關(guān)知識

1、學(xué)習(xí)匯報分為三個部分：一、無線局域網(wǎng)簡介二、無線局域網(wǎng)設(shè)備三、無線局域網(wǎng)協(xié)議一、無線局域網(wǎng)簡介無線局域網(wǎng)，英文名稱：wirelessLAN;WLAN定義：工作于2.5GHz或5GHz頻段，以無線方式構(gòu)成的局域網(wǎng)。無線局域網(wǎng)絡(luò)(WirelessLocalAreaNetworks；WLAN)是相當(dāng)便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用射頻(RadioFrequency；RF)的技術(shù)，取代舊式的雙絞銅線(Coaxial)所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，使得無線局域網(wǎng)絡(luò)能利用簡單的存取架構(gòu)讓用戶透過它，達(dá)到信息隨身化、便利走天下的理想境界。特點：安裝快捷，覆蓋范圍廣，傳輸速率高，經(jīng)濟節(jié)約，易于擴展WAN廣域網(wǎng)，覆蓋范圍數(shù)百公里

2、甚至更遠(yuǎn)，可以覆蓋一個地區(qū);WAN廣域網(wǎng)，覆蓋范圍數(shù)百公里甚至更遠(yuǎn)，可以覆蓋一個地區(qū);LAN局域網(wǎng)，MAN城域網(wǎng)，覆蓋范圍幾十公里，可以覆蓋整座城市，局部地區(qū)SOHQ學(xué)校，企事業(yè)單位等。PAN的實現(xiàn)技術(shù)主要有：Bluetooth、IrDA、HomeRF、ZigBee和UWB(Ultra-WidebandRadio)四種。Zigbee是IEEE協(xié)議的代名詞。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來和同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點是近

3、距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。在中國被譯為紫蜂,它和藍(lán)牙相類似.是一種新興的短距離無線技術(shù)。UWB(UltraWideband)是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。有人稱它為無線電領(lǐng)域的一次革命性進展，認(rèn)為它將成為未來短距離無線通信的主流技術(shù)。WLAN和WIFI的區(qū)別：全稱WirelessFidelity。Wi-Fi是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機)等終端以無線方式互相連接的技術(shù)。802.11b有時也被錯誤

4、地標(biāo)為Wi-Fi，實際上Wi-Fi是無線局域網(wǎng)聯(lián)盟(WLANA)的一個商標(biāo)，該商標(biāo)僅保障使用該商標(biāo)的商品互相之間可以合作，和標(biāo)準(zhǔn)本身實際上沒有關(guān)系。但是后來人們逐漸習(xí)慣用WIFI來稱呼802.11b協(xié)議。它的最大優(yōu)點就是傳輸速度較高，可以達(dá)到11Mbps，另外它的有效距離也很長，同時也和已有的各種802.11DSSS設(shè)備兼容。筆記本電腦技術(shù)一一迅馳技術(shù)就是基于該標(biāo)準(zhǔn)的。二、無線局域網(wǎng)設(shè)備WLAN設(shè)備：無線AP(AccessPoint)即無線接入點，它是用于無線網(wǎng)絡(luò)的無線交換機，也是無線網(wǎng)絡(luò)的核心。無線AP是移動計算機用戶進入有線網(wǎng)絡(luò)的接入點，主要用于寬帶家庭、大樓內(nèi)部以及園區(qū)內(nèi)部，典型距離覆蓋

5、幾十米至上百米，目前主要技術(shù)為802.11系列。大多數(shù)無線AP還帶有接入點客戶端模式(APclient),可以和其它AP進行無線連接，延展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。無線網(wǎng)橋是為使用無線(微波)進行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c對點網(wǎng)間互聯(lián)而設(shè)計。這些獨立的網(wǎng)絡(luò)段通常位于不同的建筑內(nèi)，相距幾百米到幾十公里。所以說它可以廣泛使用在不同建筑物間的互聯(lián)。同時，根據(jù)協(xié)議不同，無線網(wǎng)橋又可以分為2.4GHz頻段的802.11b或802.11G以及采用5.8GHz頻段的802.11a無線網(wǎng)橋。無線網(wǎng)橋有三種工作方式，點對點，點對多點，中繼連接。特別適用于城市中的遠(yuǎn)距離通訊.它有2種接入方式，IP接口接入，IP+E1雙接口接入。從

6、作用上來理解無線網(wǎng)橋，它可以用于連接兩個或多個獨立的網(wǎng)絡(luò)段，無線AP:AP為AccessPoint簡稱，一般翻譯為“無線訪問節(jié)點”,它主要是提供無線工作站對有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對無線工作站的訪問，在訪問接入點覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站可以通過它進行相互通信。通俗的講，無線AP是無線網(wǎng)和有線網(wǎng)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(yīng)當(dāng)盡量把無線AP放置在無線網(wǎng)絡(luò)的中心位置，而且各無線客戶端和無線AP的直線距離最好不要超過30米，以避免因通訊信號衰減過多而導(dǎo)致通信失敗。胖、瘦蟲P性能比較FATAP方案FITAP方案技術(shù)模式傳統(tǒng)主流新生方式，増強管理安全性傳統(tǒng)加密、認(rèn)

7、證方式，普通安全性增加射頻環(huán)境監(jiān)控，基于用戶位置安全策略，高安全性網(wǎng)絡(luò)管理對毎AP下發(fā)配置文件無線交換機匕配置好文件，AP本身零配置，維護簡單用戶管理類似有線，棍據(jù)AP接入的有線端口區(qū)分權(quán)限無線專門虛擬專用組方式，根據(jù)用戶名區(qū)分權(quán)限，便用靈活WLAN組劇規(guī)模L2祝游，適合小規(guī)模組網(wǎng)，成本較低L2.L3程游，拓?fù)錈o關(guān)性.適合人規(guī)模組網(wǎng)，成木較高增值業(yè)務(wù)能力實現(xiàn)簡單數(shù)據(jù)接入可擴展語音等豐當(dāng)業(yè)務(wù)無線路由器(WirelessRouter)好比將單純性無線AP和寬帶路由器二為一的擴展型產(chǎn)品，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(wǎng)絡(luò)地址

8、轉(zhuǎn)換(NAT)功能，可支持局域網(wǎng)用戶的網(wǎng)絡(luò)連接共享?？蓪崿F(xiàn)家庭無線網(wǎng)絡(luò)中的Internet連接共享，實現(xiàn)ADSL和小區(qū)寬帶的無線共享接入。無線路由器可以和所有以太網(wǎng)接的ADSLMODEM或CABLEMODEM直接相連，也可以在使用時通過交換機/集線器、寬帶路由器等局域網(wǎng)方式再接入。其內(nèi)置有簡單的虛擬撥號軟件，可以存儲用戶名和密碼撥號上網(wǎng)，可以實現(xiàn)為撥號接入Internet的ADSLCM等提供自動撥號功能，而無需手動撥號或占用一臺電腦做服務(wù)器使用。此外，無線路由器一般還具備相對更完善的安全防護功能。無線控制器AC是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，能夠自動優(yōu)化基本無線網(wǎng)絡(luò)，并支持該網(wǎng)絡(luò)之上的高級移動服務(wù)。功能：管理

9、AP,射頻管理，安全管理，用戶數(shù)量和流量的負(fù)載均衡。思科MobilityExpress解決方案將526控制器和521無線接入點（AP）結(jié)合成一個靈活、經(jīng)濟、高效的無線解決方案，以滿足中小企業(yè)（SMB）的特殊需求。作為中小企業(yè)完整戰(zhàn)略的一部分，MobilityExpress解決方案和為中小企業(yè)開發(fā)的統(tǒng)一通信解決方案思科智能商業(yè)通信系統(tǒng)一脈相承，不但能提供語音、數(shù)據(jù)、視頻、安全和無線功能，還能和日歷、電子郵件和CRM等原有桌面使用集成在一起。隨著客戶需求的變化，思科MobilityExpress解決方案能夠不斷擴展，從提供企業(yè)級無線特性的堅實的移動基礎(chǔ)擴展為能夠支持領(lǐng)先移動服務(wù)和使用的經(jīng)濟高效的先

10、進無線網(wǎng)絡(luò)。組網(wǎng)方案：小型運營商網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖三、無線局域網(wǎng)協(xié)議目前無線路由器產(chǎn)品支持的主流協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.11g并且向F兼容802.11b。這里首先就要認(rèn)識這個標(biāo)準(zhǔn)所包含的意義。協(xié)議打頭的“IEEE是一個國際的無線標(biāo)準(zhǔn)組織，它負(fù)責(zé)電氣和電子設(shè)備、試驗方法、原器件、符號、定義以及測試方法等方面的標(biāo)準(zhǔn)制定。而在無線路由器領(lǐng)域，除了以上兩種協(xié)議外，其實還有一個IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)，只是由于其兼容性不太好而未被普及。而IEEE802.11b和802.11g標(biāo)準(zhǔn)是可以兼容的，它們最大的區(qū)別就是支持的傳輸速率不同，前者只能支持到11M，而后者可以支持54M。而新推出不久的802.11g+標(biāo)準(zhǔn)

11、可以支持108M的無線傳輸速率，傳輸速度可以基本和有線網(wǎng)絡(luò)持平。802.11全家族IEEE802.11，1997年，原始標(biāo)準(zhǔn)（2Mbit/s，工作在2.4GHz）。IEEE802.11a，1999年，物理層補充（54Mbit/s，工作在5GHz）。IEEE802.11b，1999年，物理層補充（11Mbit/s工作在2.4GHz）。IEEE802.11C，符合802.1D的媒體接入控制層橋接（MACLayerBridging）。IEEE802.11d,根據(jù)各國無線電規(guī)定做的調(diào)整。IEEE802.11e,對服務(wù)等級（QualityofService,QoS）的支持。IEEE802.11f基站的互

12、連性（IAPPInter-AccessPointProtocol），2006年2月被IEEE批準(zhǔn)撤銷。IEEE802.11g，2003年，物理層補充（54Mbit/s，工作在2.4GHz）。IEEE802.11h，2004年，無線覆蓋半徑的調(diào)整，室內(nèi)（indoor）和室外（outdoor）信道（5GHz頻段）。IEEE802.11i，2004年，無線網(wǎng)絡(luò)的安全方面的補充。IEEE802.11j，2004年，根據(jù)日本規(guī)定做的升級。IEEE802.11,預(yù)留及準(zhǔn)備不使用。IEEE802.11m,維護標(biāo)準(zhǔn)；互斥及極限。IEEE802.11n,2008年上半年通過正式標(biāo)準(zhǔn)，WLAN的傳輸速率由目前80

13、2.11a及802.11g提供的54Mbps、108Mbps，提高到300Mbps甚至高達(dá)600Mbps。IEEE802.11k,2008年,該協(xié)議規(guī)范規(guī)定了無線局域網(wǎng)絡(luò)頻譜測量規(guī)范。該規(guī)范的制訂體現(xiàn)了無線局域網(wǎng)絡(luò)對頻譜資源智能化使用的需求。IEEE802.11r,2008年,快速基礎(chǔ)服務(wù)轉(zhuǎn)移,主要是用來解決客戶端在不同無線網(wǎng)絡(luò)AP間切換時的延遲問題。IEEE802.11s,2007年9月.拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、路徑選擇和轉(zhuǎn)發(fā)、信道定位、安全、流量管理和網(wǎng)絡(luò)管理。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)帶來一些新的術(shù)語。IEEE802.11w,2009年,針對802.11管理幀的保護。IEEE802.11y,2008年，針對美國3650

14、-3700MHz的規(guī)定。除了上面的IEEE標(biāo)準(zhǔn)，另外有一個被稱為IEEE802.11b啲技術(shù)，通過PBCC技術(shù)(PacketBinaryConvolutionalCode)在IEEE802.11b(2.4GHz頻段)基礎(chǔ)上提供22Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。但這事實上并不是一個IEEE的公開標(biāo)準(zhǔn)，而是一項產(chǎn)權(quán)私有的技術(shù)，產(chǎn)權(quán)屬于美國德州儀器公司。IEEEWLAN標(biāo)準(zhǔn)家族技術(shù)M12.Itb朗21址-H02.Ih網(wǎng)擁拓井iidhex,InfrMiruciuri：LLC協(xié)辻802.2LLCSUMIMACtCSMAAtDCFflIKKt可迭卜RISCIS)安全機制IEEEM211WQPhii，WTA.

15、,APA2J樸頹田24GHx-ISMEt(8y5MMz)5S24J6.4S?n$4MbpNfiAI2JH.24J*i.4KIS4Mbp編碼cm口嗆沿幣碼.碼奉i也旳.s+淮枳碼瞬1乩2/3,3/4IMHm空內(nèi):!1SOm：主外:rJ(Mhn空內(nèi)-50m主中卜*150m-802JlMACL7Ji客戶端與AP之間的通訊。11耍功能包括：打描、接入、認(rèn)證、加密、漫游和同步。802.11MAC報文分類*數(shù)據(jù)幀用戶的數(shù)據(jù)報文控制幀協(xié)助發(fā)送數(shù)據(jù)幀的拎制報文，例如：RTS.CTS,ACK等-管理楨負(fù)責(zé)STAfllAPZ間的能力級的交互.認(rèn)證、關(guān)聯(lián)等管理工作，例如：Beacon,ProbeAssociatio

16、n*Authent(cationWLAN使用WEP、WPA和WAPI三種通信協(xié)議保障通信安全。WEP(WiredEquivalentPrivacy)是802.11b采用的安全標(biāo)準(zhǔn)，用于提供一種加密機制，保護數(shù)據(jù)鏈路層的安全，使WLAN的數(shù)據(jù)傳輸安全達(dá)到和有線LAN相同的級別。WEP采用RC4算法實現(xiàn)對稱加密。通過預(yù)置在AP和無線網(wǎng)卡間共享密鑰。在通信時，WEP標(biāo)準(zhǔn)要求傳輸程序創(chuàng)建一個特定于數(shù)據(jù)包的初始化向量(IV)，將其和預(yù)置密鑰相組合，生成用于數(shù)據(jù)包加密的加密密鑰。接收程序接收此初始化向量，并將其和本地預(yù)置密鑰相結(jié)合，恢復(fù)出加密密鑰。WEP允許40bit長的密鑰，這對于大部分使用而言都太短。

17、同時，WEP不支持自動更換密鑰，所有密鑰必須手動重設(shè)，這導(dǎo)致了相同密鑰的長期重復(fù)使用。第三，盡管使用了初始化向量，但初始化向量被明文傳遞，并且允許在5個小時內(nèi)重復(fù)使用，對加強密鑰強度并無作用。此外，WEP中采用的RC4算法被證明是存在漏洞的。綜上，密鑰設(shè)置的局限性和算法本身的不足使得WEP存在較明顯的安全缺陷，WEP提供的安全保護效果，只能被定義為“聊勝于無”。WPA(Wi-FiProtectedAccess)是保護Wi-Fi登錄安全的裝置。它分為WPA和WPA2兩個版本，是WEP的升級版本，針對WEP的幾個缺點進行了彌補。是802.11i的組成部分，在802.11i沒有完備之前，是802.11i的臨時替代版本。不同于WEP,WPA同時提供加密和認(rèn)證。它保證了數(shù)據(jù)鏈路層的安全，同時保證了只有授權(quán)用戶才可以訪問WLAN網(wǎng)絡(luò)。WPA采用TKIP協(xié)議(TemporalKeyIntegrityProtocol)作為加密協(xié)議，該協(xié)議提供密鑰重置機制，并且增強了密鑰的有效長度，通過這些方法彌補了WEP協(xié)議的不足。認(rèn)證可采取兩種方法，一種采用802.11x協(xié)議方式，一種采用預(yù)置密鑰PSK方式。WAPI(WLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure)是我國自主研發(fā)并大力