無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課件

本章內(nèi)容無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述無線局域網(wǎng)技術(shù)無線局域網(wǎng)協(xié)議標準無線局域網(wǎng)組網(wǎng)模式無線局域網(wǎng)設(shè)備選擇無線網(wǎng)絡(luò)的部署和配置課時：2.01.1無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述所謂無線網(wǎng)絡(luò)，是指無需布線即可實現(xiàn)計算機互連的網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)的適用范圍非常廣泛，凡是可以通過布線而建立網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境和行業(yè)，無線網(wǎng)絡(luò)也同樣能夠搭建，而通過傳統(tǒng)布線無法解決的環(huán)境或行業(yè)，卻正是無線網(wǎng)絡(luò)大顯身手的地方。無處不在的無線網(wǎng)絡(luò)為什么采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點包括：移動性和便捷性–機動性好，生活工作具有彈性

不受固定線路連接限制–范圍廣安裝快速且簡便–省時、省力容易擴展

–只需增加無線接入點AP即可無線網(wǎng)絡(luò)是如何工作的無線網(wǎng)絡(luò)兩種基本類型：簡易模式：配備無線適配器的計算機不用路由器或接入點就可以直接通信?？梢杂么朔椒ü蚕砦募痛蛴C。但是，不容易用它連接到網(wǎng)絡(luò)（有線和無線網(wǎng)絡(luò)）。這種模式也稱為點對點網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)是如何工作的無線網(wǎng)絡(luò)的兩種基本類型：基礎(chǔ)架構(gòu)模式：網(wǎng)絡(luò)中的每臺計算機用路由器或接入點處理所有的數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)流量?？梢苑奖愕卦L問有線網(wǎng)絡(luò)，不管它是LAN還是互聯(lián)網(wǎng)。對于大多數(shù)家庭網(wǎng)絡(luò)來說，基礎(chǔ)架構(gòu)模式是最好的選擇。無線網(wǎng)絡(luò)類型無線廣域網(wǎng)（WirelessWide-AreaNetwork，WWAN）

采用無線網(wǎng)絡(luò)把物理距離分散的局域網(wǎng)（LAN）連接起來的通信方式。連接地理范圍較大，可以是一個國家或是一個洲，它的結(jié)構(gòu)分為末端系統(tǒng)（兩端用戶集合）和通信系統(tǒng)（中間鏈路）兩部分。

IEEE802.20是WWAN的重要標準，在物理層技術(shù)上，以正交頻分復用技術(shù)（OFDM）和多輸入多輸出技術(shù)（MIMO）為核心，充分挖掘時域、頻域和空間域的資源，大大提高了系統(tǒng)的頻譜效率。無線網(wǎng)絡(luò)類型無線城域網(wǎng)（WirelessMetropolitanAreaNetworks，WMAN）無線城域網(wǎng)的推出是為了滿足日益增長的寬帶無線接入(BWA)市場需求，覆蓋范圍為幾千米到幾十千米。

2002年4月通過了802.16無線城域網(wǎng)的標準。歐洲的ETSI也制訂類似的無線城域網(wǎng)標準HiperMAN。

WMAN可提供“最后一英里”的寬帶無線接入（固定的、移動的和便攜的）。WiMAX

WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess

WiMAX

常用來表示無線城域網(wǎng)WMAN，這與Wi-Fi常用來表示無線局域網(wǎng)WLAN相似。

IEEE802.16工作組是無線城域網(wǎng)標準的制訂者，而WiMAX

論壇則是802.16技術(shù)的推動者。兩個正式標準802.16d（它的正式名字是802.16-2004），是固定寬帶無線接入空中接口標準（2~66GHz頻段）。802.16的增強版本，即802.16e，是支持移動性的寬帶無線接入空中接口標準（2~6GHz頻段），它向下兼容802.16-2004802.16無線城域網(wǎng)服務(wù)范圍的示意圖ISP802.11WLAN802.11熱點802.11WLAN802.16802.16802.16基站802.16因特網(wǎng)802.16基站802.16802.16電信網(wǎng)裝備有無線局域網(wǎng)設(shè)備的酒店或咖啡館等幾種無線網(wǎng)絡(luò)的比較用戶數(shù)據(jù)率覆蓋范圍PANLANMANWAN802.15.4ZigBee802.15.1藍牙802.15.3超寬帶802.11g,a802.11b802.162G移動通信3G移動通信4G移動通信Wi-FiWiMAX1Gb/s100Mb/s10Mb/s1Mb/s100kb/s10kb/s無線網(wǎng)絡(luò)類型無線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）

它是一種局域網(wǎng)的無線連接形式。

802.11是IEEE最初制定的一個無線局域網(wǎng)標準，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取，速率最高只能達到2Mbps。包括802.11b、802.11a、802.11g(+)、藍牙等標準，速率理論上可達100Mbps左右。

Wi-Fi是一種802.11b無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范。

無線網(wǎng)絡(luò)類型無線個人網(wǎng)（WirelessPersonalAreaNetwork，WPAN）

是一種采用無線連接的個人局域網(wǎng)。它被用在電話、計算機、附屬設(shè)備以及小范圍（個人局域網(wǎng)的工作范圍一般是在10米以內(nèi)）內(nèi)的數(shù)字助理設(shè)備之間的通訊。支持無線個人局域網(wǎng)的技術(shù)包括：藍牙(IEEE802.15)、超頻波段(UWB)、ZigBee

等.無線個人區(qū)域網(wǎng)WPAN在個人工作地方把屬于個人使用的電子設(shè)備用無線技術(shù)連接起來自組網(wǎng)絡(luò)，不需要使用接入點AP。整個網(wǎng)絡(luò)的范圍大約在10m左右。

藍牙系統(tǒng)(Bluetooth)最早使用的WPAN是1994年愛立信公司推出的藍牙系統(tǒng)，其標準是IEEE802.15.1。藍牙的數(shù)據(jù)率為720kb/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(shù)組成不用基站的皮可網(wǎng)(piconet)。皮可網(wǎng)(piconet)

Piconet

直譯就是“微微網(wǎng)”，表示這種無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積非常小。每一個皮可網(wǎng)有一個主設(shè)備(Master)和最多7個工作的從設(shè)備(Slave)。通過共享主設(shè)備或從設(shè)備，可以把多個皮可網(wǎng)鏈接起來，形成一個范圍更大的擴散網(wǎng)(scatternet)。這種主從工作方式的個人區(qū)域網(wǎng)實現(xiàn)起來價格就會比較便宜。藍牙系統(tǒng)中的皮可網(wǎng)和擴散網(wǎng)MMSSPSSSSSP皮可網(wǎng)2擴散網(wǎng)皮可網(wǎng)1M——主設(shè)備S——從設(shè)備P——擱置的設(shè)備

低速WPAN低速WPAN主要用于工業(yè)監(jiān)控組網(wǎng)、辦公自動化與控制等領(lǐng)域，其速率是2~250kb/s。低速WPAN的標準是IEEE802.15.4。最近新修訂的標準是IEEE802.15.4-2006。低速WPAN中最重要的就是ZigBee。

ZigBee

技術(shù)主要用于各種電子設(shè)備（固定的、便攜的或移動的）之間的無線通信，其主要特點是通信距離短（10~80m），傳輸數(shù)據(jù)速率低，并且成本低廉。ZigBee

的特點功耗非常低。在工作時，信號的收發(fā)時間很短；而在非工作時，ZigBee

結(jié)點處于休眠狀態(tài)，非常省電。對于某些工作時間和總時間之比小于1%的情況，電池的壽命甚至可以超過10年。網(wǎng)絡(luò)容量大。一個ZigBee

的網(wǎng)絡(luò)最多包括有255個結(jié)點，其中一個是主設(shè)備，其余則是從設(shè)備。若是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，整個網(wǎng)絡(luò)最多可以支持超過64000個結(jié)點。ZigBee

的標準在IEEE802.15.4標準基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。所有ZigBee

產(chǎn)品也是802.15.4產(chǎn)品。

IEEE802.15.4只是定義了ZigBee

協(xié)議棧的最低的兩層（物理層和MAC層），而上面的兩層（網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層）則是由ZigBee

聯(lián)盟定義的。ZigBee

的協(xié)議棧物理層MAC層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層IEEE802.15.4定義ZigBee

聯(lián)盟定義ZigBee協(xié)議棧ZigBee

的組網(wǎng)方式FFDFFDFFDFFDFFDRFD端設(shè)備路由器FFDFFD協(xié)調(diào)器

ZigBee

組網(wǎng)方式可采用星形和網(wǎng)狀拓撲，或兩者的組合。有一個全功能設(shè)備FFD充當網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器。

高速WPAN高速WPAN用于在便攜式多媒體裝置之間傳送數(shù)據(jù)，支持11~55Mb/s的數(shù)據(jù)率，標準是802.15.3。

IEEE802.15.3a工作組還提出了更高數(shù)據(jù)率的物理層標準的超高速WPAN，它使用超寬帶UWB技術(shù)。

UWB技術(shù)工作在3.1~10.6GHz微波頻段，有非常高的信道帶寬。超寬帶信號的帶寬應(yīng)超過信號中心頻率的25%以上，或信號的絕對帶寬超過500MHz。

高速WPAN超寬帶技術(shù)使用了瞬間高速脈沖，可支持100~400Mb/s的數(shù)據(jù)率，可用于小范圍內(nèi)高速傳送圖像或DVD質(zhì)量的多媒體視頻文件。無線局域網(wǎng)技術(shù)-無線局域網(wǎng)概述

1971年，夏威夷大學創(chuàng)造了第一個無線局域網(wǎng)絡(luò)ALOHNET網(wǎng)絡(luò)。這個WLAN包括了7臺計算機，采用雙向星型拓撲（bi-directionalstartopology）橫跨四座夏威夷的島嶼，中心計算機放置在瓦胡島（OahuIsland）上。從這時開始，無線局域網(wǎng)可以說是正式誕生了。無線局域網(wǎng)的優(yōu)點1．靈活性和移動性。2．安裝便捷。3．易于進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和調(diào)整。4．故障定位容易。5．易于擴展。無線局域網(wǎng)的理論基礎(chǔ)目前，無線局域網(wǎng)采用的傳輸媒體主要有兩種，即紅外線和無線電波。按照不同的調(diào)制方式，采用無線電波作為傳輸媒體的無線局域網(wǎng)又可分為擴頻方式與窄帶調(diào)制方式。1．紅外線（InfraredRays，IR）局域網(wǎng)2．擴頻（SpreadSpectrum，SS）局域網(wǎng)3．窄帶微波局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)協(xié)議標準

IEEE802.11系列協(xié)議無線局域網(wǎng)技術(shù)將是新世紀無線通信領(lǐng)域最有發(fā)展前景的重大技術(shù)之一。

1．IEEE802.11b2．IEEE802.11a3．IEEE802.11g4．IEEE802.11n5．其他相關(guān)協(xié)議無線局域網(wǎng)協(xié)議標準無線標準參考對比表藍牙規(guī)范（Bluetooth）藍牙規(guī)范是由SIG（特別興趣小組）制定的一個公共的、無需許可證的規(guī)范，其目的是實現(xiàn)短距離無線語音和數(shù)據(jù)通信。藍牙技術(shù)工作于2.4GHz的ISM頻段，基帶部分的數(shù)據(jù)速率為1Mbit/s，有效無線通信距離為10~100m，采用時分雙工傳輸方案實現(xiàn)全雙工傳輸。

HomeRF標準

HomeRF工作組于1998年為在家庭范圍內(nèi)實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)的無線通信制訂出一個規(guī)范，即共享無線訪問協(xié)議（SWAP）。該協(xié)議主要針對家庭無線局域網(wǎng)，其數(shù)據(jù)通信采用簡化的IEEE802.11協(xié)議標準。

HomeRF標準采用擴頻技術(shù)，工作在2.4GHz頻帶，可同步支持4條高質(zhì)量語音信道并且具有低功耗的優(yōu)點，適合用于筆記本電腦。

HyperLAN/2標準

2002年2月，ETI的寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)（BRAN）小組公布了HiperLAN/2標準。

HiperLAN/2標準由全球論壇（H2GF）開發(fā)并制定，在5GHz的頻段上運行，并采用OFDM調(diào)制方式，物理層最高速率可達54Mbit/s，是一種高性能的局域網(wǎng)標準。

HyperLAN/2標準定義了動態(tài)頻率選擇、無線小區(qū)切換、鏈路適配、多波束天線和功率控制等多種信令和測量方法，用來支持無線網(wǎng)絡(luò)的功能。無線局域網(wǎng)標準的比較

802.11系列協(xié)議是由IEEE制定的，目前居于主導地位的無線局域網(wǎng)標準。

HomeRF主要是為家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的，是802.11與DECT的結(jié)合。HomeRF和藍牙都工作在2.4GHzISM頻段，并且都采用跳頻擴頻（FHSS）技術(shù)。因此，HomeRF產(chǎn)品和藍牙產(chǎn)品之間幾乎沒有相互干擾。無線局域網(wǎng)標準的比較藍牙技術(shù)適用于松散型的網(wǎng)絡(luò)，可以讓設(shè)備為一個單獨的數(shù)據(jù)建立一個連接，而HomeRF技術(shù)則不像藍牙技術(shù)那樣隨意。組建HomeRF網(wǎng)絡(luò)前，必須為各網(wǎng)絡(luò)成員事先確定一個惟一的識別代碼，因而比藍牙技術(shù)更安全。

802.11使用的是TCP/IP協(xié)議，適用于功率更大的網(wǎng)絡(luò)，有效工作距離比藍牙技術(shù)和HomeRF要長得多。無線局域網(wǎng)組網(wǎng)模式目前，無線局域網(wǎng)的接入方式主要有以下4種：對等無線網(wǎng)絡(luò)獨立無線網(wǎng)絡(luò)接入以太網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)無線漫游的無線網(wǎng)絡(luò)對等無線網(wǎng)絡(luò)對等無線網(wǎng)絡(luò)也就是用無線網(wǎng)卡+無線網(wǎng)卡組成的無線局域網(wǎng)，如圖所示，該結(jié)構(gòu)的工作原理類似于有線對等網(wǎng)的工作方式。獨立無線網(wǎng)絡(luò)獨立無線網(wǎng)絡(luò)是指無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計算機之間構(gòu)成一個獨立的網(wǎng)絡(luò)，無法實現(xiàn)與其他無線網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)的連接，如圖所示。獨立無線網(wǎng)絡(luò)使用一個無線訪問點（AP，AccessPoint）和若干無線網(wǎng)卡。接入以太網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)當無線網(wǎng)絡(luò)用戶足夠多時，應(yīng)當在有線網(wǎng)絡(luò)中接入一個無線接入點（AP），從而將無線網(wǎng)絡(luò)連接至有線網(wǎng)絡(luò)主干。

AP在無線工作站和有線主干之間起網(wǎng)橋的作用，實現(xiàn)了無線與有線的無縫集成，即允許無線工作站訪問網(wǎng)絡(luò)資源，同時又為有線網(wǎng)絡(luò)增加了可用資源。接入以太網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)無線漫游的無線網(wǎng)絡(luò)利用以太網(wǎng)絡(luò)，將多個無線AP連接在一起，可搭建無線漫游網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)用戶在整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無線漫游。當用戶從一個位置移動到另一個位置時，以及一個無線訪問點的信號變?nèi)趸蛟L問點由于通信量太大而擁塞時，可以連接到新的訪問點，而不中斷與網(wǎng)絡(luò)的連接，這一點與日常使用的移動電話非常相似。無線漫游的無線網(wǎng)絡(luò)無線設(shè)備選擇

目前，無線產(chǎn)品進入飛速發(fā)展的階段。遵循幾種正式與非正式的無線協(xié)議的產(chǎn)品同時存在，市面上的無線產(chǎn)品，也因此而標準各異，品牌和功能就更加五花八門。面對如此種類繁多，用戶如何選擇？在此，我們向購買者提供幾點建議，為消費者選購無線產(chǎn)品提供一些參考。無