无线网络基础课件

本章内容无线网络技术概述无线局域网技术无线局域网协议标准无线局域网组网模式无线局域网设备选择无线网络的部署和配置课时：2.01.1无线网络技术概述所谓无线网络，是指无需布线即可实现计算机互连的网络。无线网络的适用范围非常广泛，凡是可以通过布线而建立网络的环境和行业，无线网络也同样能够搭建，而通过传统布线无法解决的环境或行业，却正是无线网络大显身手的地方。无处不在的无线网络为什么采用无线网络技术无线网络的优点包括：移动性和便捷性–机动性好，生活工作具有弹性

不受固定线路连接限制–范围广安装快速且简便–省时、省力容易扩展

–只需增加无线接入点AP即可无线网络是如何工作的无线网络两种基本类型：简易模式：配备无线适配器的计算机不用路由器或接入点就可以直接通信。可以用此方法共享文件和打印机。但是，不容易用它连接到网络（有线和无线网络）。这种模式也称为点对点网络。无线网络是如何工作的无线网络的两种基本类型：基础架构模式：网络中的每台计算机用路由器或接入点处理所有的数据传输和网络流量。可以方便地访问有线网络，不管它是LAN还是互联网。对于大多数家庭网络来说，基础架构模式是最好的选择。无线网络类型无线广域网（WirelessWide-AreaNetwork，WWAN）

采用无线网络把物理距离分散的局域网（LAN）连接起来的通信方式。连接地理范围较大，可以是一个国家或是一个洲，它的结构分为末端系统（两端用户集合）和通信系统（中间链路）两部分。

IEEE802.20是WWAN的重要标准，在物理层技术上，以正交频分复用技术（OFDM）和多输入多输出技术（MIMO）为核心，充分挖掘时域、频域和空间域的资源，大大提高了系统的频谱效率。无线网络类型无线城域网（WirelessMetropolitanAreaNetworks，WMAN）无线城域网的推出是为了满足日益增长的宽带无线接入(BWA)市场需求，覆盖范围为几千米到几十千米。

2002年4月通过了802.16无线城域网的标准。欧洲的ETSI也制订类似的无线城域网标准HiperMAN。

WMAN可提供“最后一英里”的宽带无线接入（固定的、移动的和便携的）。WiMAX

WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess

WiMAX

常用来表示无线城域网WMAN，这与Wi-Fi常用来表示无线局域网WLAN相似。

IEEE802.16工作组是无线城域网标准的制订者，而WiMAX

论坛则是802.16技术的推动者。两个正式标准802.16d（它的正式名字是802.16-2004），是固定宽带无线接入空中接口标准（2~66GHz频段）。802.16的增强版本，即802.16e，是支持移动性的宽带无线接入空中接口标准（2~6GHz频段），它向下兼容802.16-2004802.16无线城域网服务范围的示意图ISP802.11WLAN802.11热点802.11WLAN802.16802.16802.16基站802.16因特网802.16基站802.16802.16电信网装备有无线局域网设备的酒店或咖啡馆等几种无线网络的比较用户数据率覆盖范围PANLANMANWAN802.15.4ZigBee802.15.1蓝牙802.15.3超宽带802.11g,a802.11b802.162G移动通信3G移动通信4G移动通信Wi-FiWiMAX1Gb/s100Mb/s10Mb/s1Mb/s100kb/s10kb/s无线网络类型无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）

它是一种局域网的无线连接形式。

802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。包括802.11b、802.11a、802.11g(+)、蓝牙等标准，速率理论上可达100Mbps左右。

Wi-Fi是一种802.11b无线网络规范。

无线网络类型无线个人网（WirelessPersonalAreaNetwork，WPAN）

是一种采用无线连接的个人局域网。它被用在电话、计算机、附属设备以及小范围（个人局域网的工作范围一般是在10米以内）内的数字助理设备之间的通讯。支持无线个人局域网的技术包括：蓝牙(IEEE802.15)、超频波段(UWB)、ZigBee

等.无线个人区域网WPAN在个人工作地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来自组网络，不需要使用接入点AP。整个网络的范围大约在10m左右。

蓝牙系统(Bluetooth)最早使用的WPAN是1994年爱立信公司推出的蓝牙系统，其标准是IEEE802.15.1。蓝牙的数据率为720kb/s，通信范围在10米左右。蓝牙使用TDM方式和扩频跳频FHSS技术组成不用基站的皮可网(piconet)。皮可网(piconet)

Piconet

直译就是“微微网”，表示这种无线网络的覆盖面积非常小。每一个皮可网有一个主设备(Master)和最多7个工作的从设备(Slave)。通过共享主设备或从设备，可以把多个皮可网链接起来，形成一个范围更大的扩散网(scatternet)。这种主从工作方式的个人区域网实现起来价格就会比较便宜。蓝牙系统中的皮可网和扩散网MMSSPSSSSSP皮可网2扩散网皮可网1M——主设备S——从设备P——搁置的设备

低速WPAN低速WPAN主要用于工业监控组网、办公自动化与控制等领域，其速率是2~250kb/s。低速WPAN的标准是IEEE802.15.4。最近新修订的标准是IEEE802.15.4-2006。低速WPAN中最重要的就是ZigBee。

ZigBee

技术主要用于各种电子设备（固定的、便携的或移动的）之间的无线通信，其主要特点是通信距离短（10~80m），传输数据速率低，并且成本低廉。ZigBee

的特点功耗非常低。在工作时，信号的收发时间很短；而在非工作时，ZigBee

结点处于休眠状态，非常省电。对于某些工作时间和总时间之比小于1%的情况，电池的寿命甚至可以超过10年。网络容量大。一个ZigBee

的网络最多包括有255个结点，其中一个是主设备，其余则是从设备。若是通过网络协调器，整个网络最多可以支持超过64000个结点。ZigBee

的标准在IEEE802.15.4标准基础上发展而来的。所有ZigBee

产品也是802.15.4产品。

IEEE802.15.4只是定义了ZigBee

协议栈的最低的两层（物理层和MAC层），而上面的两层（网络层和应用层）则是由ZigBee

联盟定义的。ZigBee

的协议栈物理层MAC层网络层应用层IEEE802.15.4定义ZigBee

联盟定义ZigBee协议栈ZigBee

的组网方式FFDFFDFFDFFDFFDRFD端设备路由器FFDFFD协调器

ZigBee

组网方式可采用星形和网状拓扑，或两者的组合。有一个全功能设备FFD充当网络的协调器。

高速WPAN高速WPAN用于在便携式多媒体装置之间传送数据，支持11~55Mb/s的数据率，标准是802.15.3。

IEEE802.15.3a工作组还提出了更高数据率的物理层标准的超高速WPAN，它使用超宽带UWB技术。

UWB技术工作在3.1~10.6GHz微波频段，有非常高的信道带宽。超宽带信号的带宽应超过信号中心频率的25%以上，或信号的绝对带宽超过500MHz。

高速WPAN超宽带技术使用了瞬间高速脉冲，可支持100~400Mb/s的数据率，可用于小范围内高速传送图像或DVD质量的多媒体视频文件。无线局域网技术-无线局域网概述

1971年，夏威夷大学创造了第一个无线局域网络ALOHNET网络。这个WLAN包括了7台计算机，采用双向星型拓扑（bi-directionalstartopology）横跨四座夏威夷的岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛（OahuIsland）上。从这时开始，无线局域网可以说是正式诞生了。无线局域网的优点1．灵活性和移动性。2．安装便捷。3．易于进行网络规划和调整。4．故障定位容易。5．易于扩展。无线局域网的理论基础目前，无线局域网采用的传输媒体主要有两种，即红外线和无线电波。按照不同的调制方式，采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。1．红外线（InfraredRays，IR）局域网2．扩频（SpreadSpectrum，SS）局域网3．窄带微波局域网无线局域网协议标准

IEEE802.11系列协议无线局域网技术将是新世纪无线通信领域最有发展前景的重大技术之一。

1．IEEE802.11b2．IEEE802.11a3．IEEE802.11g4．IEEE802.11n5．其他相关协议无线局域网协议标准无线标准参考对比表蓝牙规范（Bluetooth）蓝牙规范是由SIG（特别兴趣小组）制定的一个公共的、无需许可证的规范，其目的是实现短距离无线语音和数据通信。蓝牙技术工作于2.4GHz的ISM频段，基带部分的数据速率为1Mbit/s，有效无线通信距离为10~100m，采用时分双工传输方案实现全双工传输。

HomeRF标准

HomeRF工作组于1998年为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范，即共享无线访问协议（SWAP）。该协议主要针对家庭无线局域网，其数据通信采用简化的IEEE802.11协议标准。

HomeRF标准采用扩频技术，工作在2.4GHz频带，可同步支持4条高质量语音信道并且具有低功耗的优点，适合用于笔记本电脑。

HyperLAN/2标准

2002年2月，ETI的宽带无线接入网络（BRAN）小组公布了HiperLAN/2标准。

HiperLAN/2标准由全球论坛（H2GF）开发并制定，在5GHz的频段上运行，并采用OFDM调制方式，物理层最高速率可达54Mbit/s，是一种高性能的局域网标准。

HyperLAN/2标准定义了动态频率选择、无线小区切换、链路适配、多波束天线和功率控制等多种信令和测量方法，用来支持无线网络的功能。无线局域网标准的比较

802.11系列协议是由IEEE制定的，目前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802.11与DECT的结合。HomeRF和蓝牙都工作在2.4GHzISM频段，并且都采用跳频扩频（FHSS）技术。因此，HomeRF产品和蓝牙产品之间几乎没有相互干扰。无线局域网标准的比较蓝牙技术适用于松散型的网络，可以让设备为一个单独的数据建立一个连接，而HomeRF技术则不像蓝牙技术那样随意。组建HomeRF网络前，必须为各网络成员事先确定一个惟一的识别代码，因而比蓝牙技术更安全。

802.11使用的是TCP/IP协议，适用于功率更大的网络，有效工作距离比蓝牙技术和HomeRF要长得多。无线局域网组网模式目前，无线局域网的接入方式主要有以下4种：对等无线网络独立无线网络接入以太网的无线网络无线漫游的无线网络对等无线网络对等无线网络也就是用无线网卡+无线网卡组成的无线局域网，如图所示，该结构的工作原理类似于有线对等网的工作方式。独立无线网络独立无线网络是指无线网络内的计算机之间构成一个独立的网络，无法实现与其他无线网络和以太网的连接，如图所示。独立无线网络使用一个无线访问点（AP，AccessPoint）和若干无线网卡。接入以太网的无线网络当无线网络用户足够多时，应当在有线网络中接入一个无线接入点（AP），从而将无线网络连接至有线网络主干。

AP在无线工作站和有线主干之间起网桥的作用，实现了无线与有线的无缝集成，即允许无线工作站访问网络资源，同时又为有线网络增加了可用资源。接入以太网的无线网络无线漫游的无线网络利用以太网络，将多个无线AP连接在一起，可搭建无线漫游网络，实现用户在整个网络内的无线漫游。当用户从一个位置移动到另一个位置时，以及一个无线访问点的信号变弱或访问点由于通信量太大而拥塞时，可以连接到新的访问点，而不中断与网络的连接，这一点与日常使用的移动电话非常相似。无线漫游的无线网络无线设备选择

目前，无线产品进入飞速发展的阶段。遵循几种正式与非正式的无线协议的产品同时存在，市面上的无线产品，也因此而标准各异，品牌和功能就更加五花八门。面对如此种类繁多，用户如何选择？在此，我们向购买者提供几点建议，为消费者选购无线产品提供一些参考。无