无线局域网技术

        一，蓝牙技术与标准

        (1)蓝牙技术的基本概念

       蓝牙技术是一种支持设备短距离通信的无线电技术，它的通信距离一般为10m以内。蓝牙技术能在包括移动电

话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙技术的标准是IEEE802.15，工

作在2.4GHz频带，带宽为1Mb/s。

        蓝牙技术是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。

        (2)蓝牙技术的优势和劣势

        蓝牙技术的优势在于：

        a)支持语音和数据传输。

        b)采用无线电技术，传输范围大，可穿透不同物质以及在物质间扩散。

        c)采用跳频展频技术，抗干扰性强。

        d)使用的频谱在各国都不受限制，理论上不存在干扰问题。

        e)功耗低。

        f)成本低。

        蓝牙的劣势即是它的传输速度较慢。

        (3)蓝牙技术的主要参数和技术指标

        a)工作频段：ISM频段2.402GHZ-2.480GHZ

        b)双工方式：TDD

        c)业务类别：同时支持电路交换及分组交换业务

        d)标称数据速率：1Mbps

        e)异步信道速率：非对称连接723.2kbps/57.6kbps;对称连接433.9kbps(全双工模式)

        f)同步信道速率：64kbps

        g)信道间隔：1MHz

        h)信道数：79

        i）发射功率级范围：0dBm(1mW),覆盖1-10m扩展，20dBm(100mW)，覆盖扩展至100m。

        j)跳频频点数：79个频点/MHz(2402+k(MHz),k=0,1,2...78)

        k)跳频速率：1600次/s

        l)工作模式：ACtive/Sniff/Hold/Pack

        m)数据连接方式：面向连接业务无连接业务ACL

        n)纠错方式：1/3FEC，2/3FEC，CRC16，ARQ。

        o)鉴权：反映逻辑算术方式

        p)密钥：以8bit为单位增减，最长为128bit

        q)安全机制：链路级，生成基于共享链路密钥询问、相应机制，认证和加密密钥生成基于SAFER+算法。

        r)话音编码方式：CVSD或对数PCM

        s)网络拓扑结构：AD hoc，Piconet及Scatternet结构。

       (4)蓝牙的技术性能参数

       有效传输距离为10cm~10m，增加发射功率可达到100m，甚至更远。蓝牙收发器工作频率为2.45GHz，覆盖范围

是相隔1MHz的79个通道，其速率分别从2.402GHz到2.480GHz。蓝牙数据传输技术使用短封包，跳频展频技术，切换

速率为1600次/秒，因此可以防止偷听且避免干扰；每次传送一个封包，封包的大小为126~287bit；封包的内容可以是

包含数据或者语音等不同服务的资料。同步连接的数据传输带宽为可达到每个方向32.6Kb/s，而异步连接的数据传输

速率允许一个方向达到721kb/s，用于上传或下载，这时相反方向的速率是57.6kb/s；数据传输通道为留出3条并发的同

步语音通道，每条带宽64kb/s；语音与数据也可以混合在一个通道内，提供一个64kb/s同步语音连接和一个异步数据连

接。

        二，HiperLAN技术与标准

        (1)HiperL技术的基本概念

        HiperLAN是一种在欧洲应用的无线局域网通信标准的一个子集，有HiperLAN/1和HiperLAN2两种标准。

HiperLAN/1采用5GHz射频频率，上行速率可达20Mb/s。HiperLAN/2同样采用5GHz射频频率，上行速率可达54Mb/s。HiperLAN/2系统通3G标准兼容。

        在HiperLAN/2的典型网络拓扑结构中，移动端通过接入点接入固定网。一个AP所覆盖的区域范围在室内一般为30米，在室外一般是150米。

        (2)HiperLAN/2的主要技术特点

        a)高速数据传输：采用OFDM调制技术

        b)面向连接

        c)Qos

        d)自动频率分配

        e)安全性

        f)移动性

        g)网络与应用无关

        h)省电

        三，IEEE802.11标准

        (1)IEEE802.11标准的基本概念

        IEEE802.11标准是第一代无线局域网WLAN标准之一，1997年6月被IEEE认可。IEEE802.11标准定义了两种类型

的设备：无线结点和无线接入点。无线结点通常是在一台接入设备上加上一块无线网络接口卡构成。无线接入点的作

用是提供无线和有线网络之间的桥接。

        该标准定义了物理层和媒体访问控制协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网

络设备。802.11标准在物理层定义了数据传输的信号特征和调制方法，802.11定义了使用红外，调频扩频，直接序列

扩频技术，传输速率为1或2Mbps的无线局域网标准。两个扩频技术，一个红外规范。FHSS(调频扩频)和DSSS(直序扩

频)无线传输频道定义在2.4Ghz的ISM波段内。

        (2) 无线局域网所使用的协议

        主要包括8IEEE02.11b、IEEE802.11a和IEEE802.11g等。

        a)802.11b协议

        802.11b协议的无线网络工作在2.4GHz频率下，最大传输速率可以达到11Mb/s，它可以实现速率

在1Mb/s、2Mb/s、5.5Mb/s以及11Mb/s之间的自动切换。

        b)802.11a协议

        802.11a协议在1999年制定完成，其主要工作在5GHz的频率下，数据传输速率可以达到54Mb/s，传输距离

在10~100m。

        c)802.11g协议

        802.11g协议在2003年6月推出，它是在802.11b协议的基础上改进的协议，支持2.4GHz工作频率以及DSSS技术，

它可以实现11Mb/s传输速率，同时保持着对802.11b的兼容，又可以实现54Mb/s高传输速率。

       802.11系列标准的比较：

 

       (3)IEEE802.11b

       IEEE802.11b是IEEE802.11标准的另一个扩充，它规定采用2.4GHz频带，不需要申请就可以使用，它既可作为对

有线网络的补充，也可独立组网，从而实现真正意义上的移动应用。

        a)802.11b的运作模式基本分为两种：点对点模式和基本模式

       1点对点模式

       点对点模式是指无线网卡之间的通信方式。两台插上无线网卡的PC，即可进行连接。这种连接方式对于小型的网

络来说是非常方便的，它最多可以允许连接256台PC。

       2 基本模式

       基本模式是指无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，这也是802.11b现在最普及的方式。在基本

模式中，插上无线网卡的PC要通过接入点与另一台PC连接。接入点负责频段管理及漫游等指挥工作，一个接入点最

多可连接1024台PC(无线网卡)。当无线网络节点扩增时，网络存取速度会随着范围扩大和节点的增加而变慢，此时添

加接入点可以有效控制和管理频宽与频段。无线网络需要与有限网络互连，或无线网络结点需要连接和存取有线网的

资源和服务器时，接入点可以作为无线网和有线网之间的桥梁。

         b)802.11b的典型解决方案

         802.11b无线局域网由于其便利性和可伸缩性，特别适用于中小型办公环境和家庭网络。在室内环境中，针对不

     同的实际情况可以有不同的典型解决方案。

        1对等解决方案

        每台电脑安装一片无线网卡。

        2单接入点解决方案

        接入点相当于集线器。

        3多接入点解决方案

        所有无线终端可通过就近接入点接入网络。

        4无线中继解决方案

        无线接入器充当有线网络的延伸。

        5无线冗余解决方案

        多接入点放在同一位置防止设备失效。

        6多蜂窝漫游工作方式

        与移动电话类似(部署多个接入点，自动切换服务不中断)

        c)IEEE802.11b的应用及其优点

 

        四，无线局域网的设计

        (1)初步调研

        Who

        谁在使用网络？

        What

        用户使用何种设备来访问该网络？

        When

        用户何时使用该网络？

        Where

       用户在何处使用该网络？

       Why

       用户为何要使用该网络？

       (2)综合当前情况分析

       无线局域网的设计者应该从当前的情况出发，综合初步调研得到的信息，充分理解现有网络，系统，用户以及应

用之间的关系和相互作用，并找出潜在的问题和难点，在满足网络需求的前提下，找出可行的解决方案并论证其可行

性。

        (3)初步设计

        1调研中的问题，困难和解决方案

        2网络拓扑图

        3数据流图

        4设计方案所需要的预算费用

        (4)详细设计

       当初步设计方案确定并且得到用户的反馈后，即可以进入详细设计环节。该环节最主要的任务即是确定用户的解

决方案，并把所有的所需的应用软件和硬件设备记录下来，列成清单。

        (5)设计的实施

        当网络的详细设计方案得到审批通过后，将进入设计的实施环节。即将纸面的设计方案付诸于现实。该环节涉及

到了无线局域网的安装，配置，测试以及建成该网络系统的所有软硬件设备。

        (6)文档管理

        文档中的大部分信息是整个设计过程中收集积累起来的，它们不仅可以作为用户手册，教学和培训指导，还可以

作为故障定位的参考资料。

        五，常用的无线局域网设备

        (1)无线网卡

       无线网卡在网线局域网中的作用相当于有线网卡在有线局域网中的作用。两台计算机只要各自插上无线网卡，就

可以实现通信。

       (2)无线接入点

       无线接入点也称为无线AP，它是在无线局域网环境中，进行数据发送和接收的集中设备，它的作用相当于有线网

络中的集线器。通常，一个AP能够在几十至上百米的范围内连接30台左右的无线网络终端或者其他的无线AP。

       (3)天线

       天线的功能则是将信号源发送的信号藉由天线本身的特性传送至远处。天线一般有所谓定向性与全向性之分，前

者较适合于长距离使用；而后者则较适合区域性之应用。无线天线有多种类型，最常见的有两种，即室内天线和室外

天线。

       (4)无线网桥、路由器及网关

       无线网桥主要用于无线或有线局域网之间的互连。当两个局域网无法实现有线连接或使用有线连接存在困难时，

就可使用无线网桥实现点对点的连接。在这里无线网桥起到了协议转换的作用。无线路由器则集成了无线AP的接入功

能和路由器的第三层路径选择功能，一般情况下它具有NAT功能。也主要用于连接几个不同的网段，实现较远距离的

无线数据通信。因此可以用它建立一个更小的无线局域网。

       六，无线接入点的安装与调试

       (1)Aironet 1100系列接入点概述

       Cisco公司的Aironet 1100系列接入点是一款无线局域网收发器，主要用于独立无线网络的中心点或无线网络和有

线网络之间的连接点。它兼容IEEE 802.11b和IEEE 802.11g，工作在2.4GHz频率段。使用IOS操作系统。

       (2)将接入点接入网络

       a)安装和配置AP之前，先向网络管理员询问以下信息：

       1系统名。

       2无线网络中对大小写敏感的服务集标识符(SSID)。

       3如果没有连接到DHCP服务器，则组要为接入点指定一个唯一的 IP地址。

       4如果接入点与PC不在同一个子网内，组需要子网掩码和默认网关。

       5简单网络管理协议(SNMP)集合名称以及SNMP文件属性(如果使用SNMP)

       b)可以用线内供电连接以太网和使用本地电源

       (3)配置接入点

       第一次配置无线接入点，一般采用本地配置方式，即无需将无线接入点连接到一个有线的网络中。它的默认IP地

址是10.0.0.1，并成为小型的DHCP服务器。可以为下列设备分配20个10.0.0.x范围的IP地址：

        1连接在接入点以太网端口的PC机

        2没有配置SSID或SSID配置为tsunami，并且关闭所有安全配置的无线设备。

       本地连接无线接入点的步骤：

        1使用五类以太网电缆连接PC机和无线接入点

        2给无线接入点加电

        3确认PC获得了10.0.0.x网段的地址

        4打开浏览器，在浏览器的地址栏输入10.0.0.1，按回车键

        5按Tab键越过用户名字段，输入大小写敏感的密码Cisco，然后确认，点击“ExpressSetup”进入快速配置界面，

在个输入框中填入相关的配置信息。

        各个配置参数的含义：

        1System name

        2Configuration server protocl

        3Ip address

        4Ip subnet mask

        5Default gateway

        6RAdio service set ID(SSID)：大小写区分《SSID是客户端设备用来访问接入点的唯一标识。

        7Broadcast SSID in beacon：设定允许设定不指定而访问接入点。YES选项是默认设置，允许设备不指定SSID

而访问接入点。NO选项表示设备必须指定SSID访问接入点。

       七，无线网卡的安装调试

       1在WindowXP/7中，点击【开始】→【控制面板】→【网络连接】，显示“网络连接”窗口。

       2右键单击“无线网络连接”图标，在弹出的菜单中选择【属性（R）】，弹出“无线网络连接属性”对话框。

       3点击“无线网络配置”选项卡，如果先前没有连接过无线网络，则点击【查看无线网络】，从显示出的可供选

择的无线网络中选中一个，点击【连接】，若已经配置过无线网络，进行可供连接的无线网络。添加无线网络到“首

选网络（P）”下的框中，点击【确定】即可。

       八，无线局域网

       (1无线局域网的基本概念

       WLAN（WirelessLocalAreaNetwork，无线局域网），也称为无线Ethernet，它是一种计算机网络与无线通信技术相

结合的产物，它利用射频技术来提供传统有线局域的全部功能，是一种能支持较高速率，采用蜂窝或微蜂窝的自我管

理的计算机局域网技术。WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mb/s，传输距离可远至20km以上，它是对有线联

网方式的一种补充和扩展，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活，并且能更快速、方便的解决有线方式不易实现

的网络连通问题。

        (2)无线局域网的工作原理

        无线局域网采用直序扩频接入技术，使用户可以在2.4GHz的ISM频段上进行无线Internet连接。无线局域网络的系

统包括无线网络接入管理系统、无线中心路由器、用户端无线路由器。网络接入管理系统可以为网络运营商提供如用

户管理功能和网络安全等方面的操作与维护支持；无线中心路由器同时提供多个无线接口，并采用扇区覆盖方式，提

供多用户大容量的IP接入，它可以进行用户验证、访问服务控制、动态IP地址分配等。同时，它比传统的无线网络接

入设备增加了强大的IP组网和路由功能，提高了无线宽带网络的扩展性、传输速率以及安全性。

        (3)无线局域网的组网模式

        1.对等网络

        对等网络是最简单的无线局域网结构。一个对等网络由一组有无线网络接口的计算机组成。这些计算机要有相同

的工作组名、ESSID和密码。任何时间，只要两个或更多的无线网络接口互相都在彼此的范围之内，它们就可以建立

一个独立的网络。

        对等网络示意图：

 

        2.基础结构网络

       由于对等模式在功能上的局限性，在具有一定数量用户或是需要建立一个稳定的无线网络平台时，一般会采用以

无线AP为中心的模式，将有限的“信息点”扩展为“信息区”，这种模式也是无线局域网最为普通的构建模式，即基

础结构模式。

       以无线AP为中心的基础网络结构示意图：

 

最后

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