1、1第第6章章 无线网络技术无线网络技术2本章内容本章内容q 无线通信技术q 无线网络设备q 无线局域网q 应用案例组建蓝牙无线局域网36.1 无线通信技术无线通信技术q 无线通信技术概述q 微波通信技术q 蜂窝通信技术q 卫星通信技术q 红外通信技术46.1.1 无线通信技术概述无线通信技术概述q概念概念l无线通信是以无线电波为传输介质、非导向传输的通无线通信是以无线电波为传输介质、非导向传输的通信技术。信技术。l无线通信系统作为现代通信系统的重要组成部分，主无线通信系统作为现代通信系统的重要组成部分，主要包括无线传输和无线接入两类系统。要包括无线传输和无线接入两类系统。q无线通信的频率资源无
2、线通信的频率资源l无线频率是一种有限的自然资源，在各个国家都被严无线频率是一种有限的自然资源，在各个国家都被严格管制使用。无线通信的频率资源可根据无线通信的格管制使用。无线通信的频率资源可根据无线通信的业务种类和性质进行分类，如教材表业务种类和性质进行分类，如教材表6-1所示。所示。56.1.1 无线通信技术概述无线通信技术概述q 无线信号的传播方式无线信号的传播方式l地波地波沿地球表面传播的无线电波称为地波。沿地球表面传播的无线电波称为地波。l天波天波依靠电离层的反射来传播的无线电波称为天波。依靠电离层的反射来传播的无线电波称为天波。l直线传播直线传播微波的传播形式和光一样，是沿直线传播的，
3、称为直微波的传播形式和光一样，是沿直线传播的，称为直线传播。线传播。66.1.2 微波通信技术微波通信技术q微波是一个有限频带的电磁波的统称，微波的微波是一个有限频带的电磁波的统称，微波的频率范围为频率范围为30MHz-300GHz，波长范围在，波长范围在1m到到1mm之间。之间。q 微波的传播特性微波的传播特性l似光性似光性l穿透性穿透性l信息性信息性l非电离性非电离性q微波通信的主要应用微波通信的主要应用76.1.3 蜂窝通信技术蜂窝通信技术q蜂窝移动通信是采用蜂窝蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式，把终端和无线组网方式，把终端和网络设备通过无线通道连网络设备通过无线通道连接起来，进而实现
4、终端用接起来，进而实现终端用户可相互通信。如图所示，户可相互通信。如图所示，整个通信网络由一个个小整个通信网络由一个个小的正六边形组成，网络形的正六边形组成，网络形状酷似状酷似“蜂窝蜂窝”，因而把，因而把这种移动通信方式称为蜂这种移动通信方式称为蜂窝移动通信方式。窝移动通信方式。86.1.3 蜂窝通信技术蜂窝通信技术q蜂窝式移动通信系统蜂窝式移动通信系统由移动业务交换中心、基由移动业务交换中心、基站、移动台以及与市话网相连接的中继线等组站、移动台以及与市话网相连接的中继线等组成，如图所示成，如图所示。96.1.3 蜂窝通信技术蜂窝通信技术q 蜂窝通信技术的应用蜂窝通信技术的应用lGSM移动通信
5、系统移动通信系统lCDMA移动通信系统移动通信系统l3Gq W-CDMA、CDMA2000和和TD-SCDMA106.1.4 卫星通信技术卫星通信技术q卫星通信是指地球表面的无线电通信站间利用卫星通信是指地球表面的无线电通信站间利用人造地球卫星作为中继站而进行的通信。卫星人造地球卫星作为中继站而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。通信系统由卫星和地球站两部分组成。q优点优点l覆盖区域大，通信距离远；以广播的方式工作；通信覆盖区域大，通信距离远；以广播的方式工作；通信容量大；通信质量好；有较好的保密通信能力。容量大；通信质量好；有较好的保密通信能力。q缺点缺点l频谱利用率较低；投资
6、费用高、而寿命相对较短；地频谱利用率较低；投资费用高、而寿命相对较短；地面微波和卫星通信系统之间会发生干扰。面微波和卫星通信系统之间会发生干扰。116.1.5 红外通信技术红外通信技术q红外通信，就是利用红外技术实现两点间的近红外通信，就是利用红外技术实现两点间的近距离通信。红外通信系统一般由红外发射系统距离通信。红外通信系统一般由红外发射系统和接收系统两部分组成。和接收系统两部分组成。q优点优点l保密性强保密性强l抗干扰性非常强抗干扰性非常强l体积小、重量轻、结构简单和价格低廉体积小、重量轻、结构简单和价格低廉q缺点缺点l必须在直视距离内通信，且无法穿透墙体必须在直视距离内通信，且无法穿透墙
7、体126.2 无线网络设备无线网络设备q 无线网卡q 无线APq 天线q 无线路由器q 其他无线网络设备136.2.1 无线网卡无线网卡q 无线网卡的结构无线网卡的结构l无线网卡由网络接口处理器（无线网卡由网络接口处理器（NIC）、基带）、基带数字处理器（数字处理器（BBP）、中频处理单元（）、中频处理单元（IF）和射频处理单元（和射频处理单元（RF）4部分组成。部分组成。146.2.1 无线网卡无线网卡q 无线网卡实例无线网卡实例l台式机无线台式机无线PCI网卡网卡WA05-PCI-101156.2.1 无线网卡无线网卡q 无线网卡实例无线网卡实例l笔记本用无线网卡笔记本用无线网卡ORiNO
8、CO166.2.1 无线网卡无线网卡q 无线网卡实例无线网卡实例l无线无线USB网卡网卡WA05-USB-101176.2.2 无线无线APq 无线接入点（无线接入点（Access Point, AP）是无线）是无线网络中的重要设备，也称无线网络中的重要设备，也称无线AP。它的。它的作用与以太网中的交换机类似，当网络中作用与以太网中的交换机类似，当网络中添加一个无线添加一个无线AP后，网络覆盖直径即可后，网络覆盖直径即可成倍的增加。成倍的增加。186.2.2 无线无线APq 无线无线AP的典型应用环境的典型应用环境196.2.2 无线无线APq 无线无线AP实例实例lORiNOCOWA05-A
9、P公众型无线接入点（室公众型无线接入点（室外）外）206.2.2 无线无线APq 无线无线AP实例实例lWA05-AC接入控制器（室内）接入控制器（室内）216.2.3 天线天线 q 天线的主要作用是增强无线网络信号。天线的主要作用是增强无线网络信号。 q 天线的分类天线的分类l根据天线的体积和安装位置划分根据天线的体积和安装位置划分q 内置天线内置天线226.2.3 天线天线 q 天线的分类天线的分类l根据天线的体积和安装位置划分根据天线的体积和安装位置划分q 外置天线外置天线 236.2.3 天线天线 q 天线的分类天线的分类l根据天线的功率及覆盖范围划分根据天线的功率及覆盖范围划分 q
10、全向天线全向天线 246.2.3 天线天线 q 天线的分类天线的分类l根据天线的功率及覆盖范围划分根据天线的功率及覆盖范围划分 q 定向天线定向天线 256.2.4 无线路由器无线路由器 q 无线路由器同有线路由器一样，也是工作无线路由器同有线路由器一样，也是工作在网络层，其主要功能是进行路由和寻址。在网络层，其主要功能是进行路由和寻址。它既可连接无线网络，也可连接有线网络。它既可连接无线网络，也可连接有线网络。266.2.4 无线路由器无线路由器 q 无线路由器的基本应用模式无线路由器的基本应用模式 276.2.5 其他无线网络设备其他无线网络设备 q 无线网桥无线网桥l用于连接两个或多个独
11、立的网段用于连接两个或多个独立的网段286.2.5 其他无线网络设备其他无线网络设备 q 蓝牙适配器蓝牙适配器l蓝牙技术（蓝牙技术（Bluetooth）是无线网络传输技术）是无线网络传输技术的一种。的一种。296.2.5 其他无线网络设备其他无线网络设备 q 无线局域网功率放大器无线局域网功率放大器l功率放大器的功能是将传输信号放大，以便功率放大器的功能是将传输信号放大，以便进行更远距离的传输。进行更远距离的传输。306.3 无线局域网无线局域网 q无线局域网概述q无线局域网的类型 q无线局域网标准 316.3.1 无线局域网概述无线局域网概述q 无线局域网的起源与发展无线局域网的起源与发展l
12、起源起源q 无线局域网的起源可以追溯到二十世纪四十年代，无线局域网的起源可以追溯到二十世纪四十年代，当时美国陆军采用无线电信号进行资料传输，他当时美国陆军采用无线电信号进行资料传输，他们研发出了一套无线电传输技术。们研发出了一套无线电传输技术。q 19711971年，夏威夷大学的研究人员创造了第一个无年，夏威夷大学的研究人员创造了第一个无线电通信网络，名为线电通信网络，名为ALOHANETALOHANET，其可被视作最早，其可被视作最早的的WLANWLAN。 326.3.1 无线局域网概述无线局域网概述q 无线局域网的起源与发展无线局域网的起源与发展l发展发展q 整个八十年代，无线网逐渐赢得了
13、人们的认可整个八十年代，无线网逐渐赢得了人们的认可； q 19941994年，爱立信移动通信公司开始进行蓝牙技术年，爱立信移动通信公司开始进行蓝牙技术的研究；的研究；q 19981998年，创建了特别兴趣小组年，创建了特别兴趣小组SIGSIG，该小组开发了，该小组开发了利用蓝牙在小范围内组建无线局域网的技术；利用蓝牙在小范围内组建无线局域网的技术；q 19991999年，以蓝牙年，以蓝牙1.01.0版本为基础，版本为基础，IEEEIEEE起草了起草了IEEE IEEE 802.15.1802.15.1（TG1TG1）标准；）标准；q 19991999年秋，年秋，IEEEIEEE推出推出IEEE
14、 802.11bIEEE 802.11b无线专用通信无线专用通信标准，之后，标准，之后，IEEE 802.11aIEEE 802.11a标准问世标准问世 ；q 20012001年年1111月月1515日，日，IEEE 802.11gIEEE 802.11g标准正式推出。标准正式推出。 336.3.1 无线局域网概述无线局域网概述q 无线局域网的特点无线局域网的特点 l优点优点 q 灵活性和移动性灵活性和移动性 q 安装便捷安装便捷 q 易于进行网络规划和调整，安装成本低易于进行网络规划和调整，安装成本低 q 故障定位容易故障定位容易 q 易于扩展易于扩展 l不足不足q 通信稳定性有待加强通信稳
15、定性有待加强 q 安全隐患安全隐患 q 无线信号对健康的危害无线信号对健康的危害 346.3.1 无线局域网概述无线局域网概述q 无线局域网的应用场景无线局域网的应用场景 l无线局域网的应用范围非常广泛，一般按使无线局域网的应用范围非常广泛，一般按使用位置可分为室内应用和室外应用。用位置可分为室内应用和室外应用。l按其技术特点，无线局域网可用于不宜或难按其技术特点，无线局域网可用于不宜或难以布线的场所；同时，还适用于人员频繁变以布线的场所；同时，还适用于人员频繁变更办公位置的场所；此外，还可利用无线局更办公位置的场所；此外，还可利用无线局域网的灵活性和移动性的特点，将其用于仪域网的灵活性和移动
16、性的特点，将其用于仪器监控、城市环境监控、交通信号控制、高器监控、城市环境监控、交通信号控制、高速公路收费站等场合。速公路收费站等场合。 356.3.2 无线局域网的类型无线局域网的类型 q 对等无线网络对等无线网络l在此方案中，只使用无线网卡和计算机终端在此方案中，只使用无线网卡和计算机终端即可完成组网。即可完成组网。 366.3.2 无线局域网的类型无线局域网的类型 q 独立无线网络独立无线网络l此网络，是无线此网络，是无线AP所提供的最简单的一种网所提供的最简单的一种网络架构，独立无线网络中包括一个无线络架构，独立无线网络中包括一个无线AP和和若干台计算机。若干台计算机。376.3.2
17、无线局域网的类型无线局域网的类型 q 接入点无线网络接入点无线网络 l该方案也是无线该方案也是无线AP的一个典型应用模式。其的一个典型应用模式。其适用于将无线用户连接至有线网络，能够以适用于将无线用户连接至有线网络，能够以较低的代价扩展网络覆盖范围。较低的代价扩展网络覆盖范围。386.3.2 无线局域网的类型无线局域网的类型 q 无线漫游网络无线漫游网络 l在此网络中，无线在此网络中，无线AP担当无线基站和网络中担当无线基站和网络中枢的角色。枢的角色。l无线终端从一个无线终端从一个AP的覆盖区域移动到另一个的覆盖区域移动到另一个AP的覆盖区域，称为漫游。的覆盖区域，称为漫游。 396.3.2
18、无线局域网的类型无线局域网的类型 q 点对点无线网络点对点无线网络l使用高增益室外天线可实现远程建筑物之间使用高增益室外天线可实现远程建筑物之间的连接。当双方均使用定向天线时，即可实的连接。当双方均使用定向天线时，即可实现点对点的无线连接。现点对点的无线连接。406.3.2 无线局域网的类型无线局域网的类型 q 点对多点无线网络点对多点无线网络l点对多点通信则是有一方使用全向天线，其点对多点通信则是有一方使用全向天线，其他各方使用定向天线。其中心网络的无线他各方使用定向天线。其中心网络的无线AP配置全向天线，其他的无限配置全向天线，其他的无限AP为定向天线。为定向天线。 416.3.3 无线局
19、域网标准无线局域网标准q IEEE802.11系列无线网络标准系列无线网络标准lIEEE 802.11aq 802.11a标准工作在标准工作在5GHz频带，其最大传输速率频带，其最大传输速率达达54Mbps，可以满足室内及室外的无线媒体传输，可以满足室内及室外的无线媒体传输应用的要求。应用的要求。lIEEE 802.11b q IEEE 802.11b也被称为也被称为Wi-Fi技术，采用技术，采用DSSS扩扩频技术和补码键控（频技术和补码键控（CCK）技术调制数据，使用）技术调制数据，使用2.4GHz频带进行信号传输。频带进行信号传输。 lIEEE 802.11g q 802.11g采用采用P
20、BCC或或CCK/OFDM调制方式，其调制方式，其兼容现有的兼容现有的802.11b和和802.11a网络。网络。 426.3.3 无线局域网标准无线局域网标准q IEEE802.11系列无线网络标准系列无线网络标准l其他相关协议其他相关协议q IEEE 802.11eIEEE 802.11eq IEEE 802.11fIEEE 802.11fq IEEE 802.11hIEEE 802.11hq IEEE 802.11iIEEE 802.11iq IEEE 802.11jIEEE 802.11jq IEEE 802.11kIEEE 802.11kq IEEE 802.11nIEEE 802.
21、11n436.3.3 无线局域网标准无线局域网标准q 蓝牙标准蓝牙标准 蓝牙目前有蓝牙目前有4 4个版本，是个版本，是1.11.1、1.21.2、2.02.0和和2.12.1。l蓝牙蓝牙1.11.1，传输速率约在，传输速率约在748-810kbps748-810kbps，该版，该版本不稳定，很容易受到同频率产品的干扰。本不稳定，很容易受到同频率产品的干扰。l蓝牙蓝牙1.21.2同样是只有同样是只有 748-810kbps 748-810kbps 的传输速的传输速率，但因增加抗干扰跳频功能，因而抗干扰率，但因增加抗干扰跳频功能，因而抗干扰能力大大增强。能力大大增强。l蓝牙蓝牙2.02.0是对是对
22、1.21.2版本的改良提升版，传输速版本的改良提升版，传输速率约在率约在 1.8Mbps2.1Mbps1.8Mbps2.1Mbps，支持双工的工作，支持双工的工作方式。方式。l蓝牙蓝牙2.12.1最大的特点是配对流程简单，且具有最大的特点是配对流程简单，且具有更佳的省电效果，其传输速率最高可到更佳的省电效果，其传输速率最高可到20Mbps20Mbps。 446.3.3 无线局域网标准无线局域网标准q HomeRF标准标准l19981998年，年，HomeRFHomeRF工作组制定了共享无线访问工作组制定了共享无线访问协议（协议（SWAPSWAP）。其数据通信采用简化的）。其数据通信采用简化的I
23、EEE802.11IEEE802.11协议标准。协议标准。l之后，在之后，在SWAPSWAP的基础上，又制定了的基础上，又制定了HomeRFHomeRF标标准，用于实现准，用于实现PCPC机和电子设备之间的无线数机和电子设备之间的无线数字通信，该标准是字通信，该标准是IEEE802.11IEEE802.11与泛欧数字无与泛欧数字无绳电话标准（绳电话标准（DECTDECT）相结合的一种开放标准。）相结合的一种开放标准。lHomeRFHomeRF标准采用标准采用DSSSDSSS扩频技术，工作在扩频技术，工作在2.4GHz2.4GHz频带，可同步支持频带，可同步支持4 4条高质量语音信道，条高质量语
24、音信道，适用于无线笔记本电脑和家庭无线设备之间适用于无线笔记本电脑和家庭无线设备之间的无线局域网组建。的无线局域网组建。 456.3.3 无线局域网标准无线局域网标准q 不同标准的比较及应用范围不同标准的比较及应用范围l IEEE802.11IEEE802.11系列标准，是居于主导地位的无系列标准，是居于主导地位的无线局域网标准；线局域网标准；HomeRFHomeRF主要是为家庭网络设主要是为家庭网络设计的，是计的，是IEEE 802.11IEEE 802.11与与DECTDECT的结合；蓝牙主的结合；蓝牙主要也是面向小范围组网应用的。常见无线局要也是面向小范围组网应用的。常见无线局域网标准的
25、具体参数比较如表：域网标准的具体参数比较如表： 466.4 应用案例应用案例组建蓝牙无线局域网组建蓝牙无线局域网 q蓝牙设备安装及设置 q文件传输 q共享上网 47本章小结本章小结 q无线网络的概念。无线网络的概念。 q网络体系结构的概念和网络体系结构的发展史。网络体系结构的概念和网络体系结构的发展史。q无线信号传播方式：地波、天波和直线传播。无线信号传播方式：地波、天波和直线传播。 q无线通信技术主要包括以下几种通信技术：微无线通信技术主要包括以下几种通信技术：微波通信技术、蜂窝通信技术、卫星通信技术、波通信技术、蜂窝通信技术、卫星通信技术、红外线通信技术。红外线通信技术。无线网络设备主要有
26、：无线无线网络设备主要有：无线网卡、无线网卡、无线AP、天线和无线路由器，此外还包、天线和无线路由器，此外还包括无线网桥、蓝牙适配器和无线局域网功率放括无线网桥、蓝牙适配器和无线局域网功率放大器等。大器等。48q无线局域网的概念及其发展历史。无线局域网的概念及其发展历史。 q无线局域网的优点：灵活性、可移动性、安装无线局域网的优点：灵活性、可移动性、安装便捷、安装成本低、故障定位容易和易扩展性；便捷、安装成本低、故障定位容易和易扩展性；同时也存在一些不足：通信稳定性、安全隐患同时也存在一些不足：通信稳定性、安全隐患以及健康危害。以及健康危害。 q按接入方式来划分，无线局域网包括按接入方式来划分，无线局域网包括5种类型：种类型：对等无线网络、独立无线网络、接入以太网无对等无线网络、独立无线网络、接入以太网无线网络、无线漫游网络、点对点及点对多点无线网络、无线漫游网络、点对点及点对多点无线网络。线网络。q无线局域网的标准主要包括无线局域网的标准主要包括IEEE802.11系列标系列标准、蓝牙标准和准、蓝牙标准和HomeRF标准等。标准等。q如何组建蓝牙无线局域网。如何组建蓝牙无线局域网。
