无线局域网（WLAN）设计与实现 第二章 无线局域网标准内蒙古商贸职业学院计算机系 2010-2011第一学期 08网络一班、二班课外学习 http:/www.topage.com 大家网-大家论 坛v学院网络考试系统准备了windows的相关试 题无线局域网WLANv无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合 的产物。它利用射频(RF)技术，取代旧式的双绞铜 线构成局域网络，提供传统有线局域网的所有功能 ，网络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙 里，也能够随需移动或变化。使得无线局域网络能 利用简单的存取构架让用户透过它，达到“信息随 身化、便利走天下”的理想境界。v无线局域网和有线网络的区别主要在于物理层和数 据链路层。无线局域网相关概念vISM频段v扩频技术v直序扩频DSSSv跳频扩频FHSSv正交频分复用技术OFDMv多入多出技术MIMOvWi-FivWiMAXWiMAXvWiMAX，又称IEEE802.16标准，或广带无线接入 (Broadband Wireless Access，BWA)标准。它是一 项无线城域网(WMAN)技术，是针对微波和毫米波 频段提出的一种新的空中接口标准。它用于将 802.11a无线接入热点连接到互联网，也可连结公 司与家庭等环境至有线骨干线路。它可作为线缆和 DSL的无线扩展技术，从而实现无线宽带接入。vWiMax的无线信号传输距离最远可达50公里，其网 络覆盖面积是3G基站的10倍。ISM频段v无线网络的工作频段，ISM(Industrial Scientific Medical) Band，此频段( 2.42.4835GHz)主要是开放给工业，科学、 医学，三个主要机构使用，该频段是依据美 国联邦通讯委员会(FCC)所定义出来，属于 Free License，并没有所谓使用授权的限制 。扩频技术v大多数的WLAN产品都使用了扩频技术。扩 频技术原先是军事通讯领域中使用的宽带无 线通信技术。使用扩频技术，能够使数据在 无线传输中完整可靠。并且确保同时在不同 频段传输的数据不会互相干扰。v展频技术主要又分为跳频技术及直接 序列两种方式。直序扩频DSSSv所谓直接序列扩频，就是使用具有高码率的 扩频序列，在发射端扩展信号的频谱，而在 接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展 开的扩频信号还原成原来的信号。 跳频扩频FHSSv跳频技术与直序扩频技术完全不同。跳频的载频受 一个伪随机码的控制，在其工作带宽范围内，其频 率按随机规律不断改变频率。接收端的频率也按随 机规律变化，并保持与发射端的变化规律一致。v跳频的高低直接反映跳频系统的性能，跳频越高， 抗干扰的性能越好。移动通信GSM系统也是跳频系 统。出于成本考虑，商用跳频系统跳速都较慢，一 般在50跳/秒以下。由于慢跳跳频系统实现简单，低 速WLAN常常采用此技术。 正交频分复用技术OFDMvOFDM（正交频分复用）是通过无线电波进 行大量数字数据传输的 FDM 调节技术。 OFDM 把无线信号分为多种小型的子信号， 然后在接收器的不同频率中进行同步传输。 802.11（WLAN）和802.16（WiMAX）技术 便使用 OFDM 作为物理层的通讯标准。多入多出技术MIMOv多入多出（MIMO）指的是在 WiFi 装置中使 用多天线来改善性能和流通量。此技术利用 了多路径的特征，当 A 点开始向外无线传输 ，然后通过多路径对表面或物体进行折射到 达 B 点。MIMO 技术通过这些路径和使用多 天线来收集和组织信号的接收。Wi-Fi认证v由于无线技术的多样性，各种无线设备互不 兼容，为了解决该问题，厂商自发组成了非 盈利组织Wi-Fi联盟。凡是通过其兼容性的测 试产品，都被准予打上“Wi-Fi CERTIFIED”标 记。我们在选购无线产品时，最好选购有Wi- Fi标记的产品，以保证产品之间的兼容性。无线局域网的三大标准家族v美国IEEE（国际电气和电子工程师联合会） 802.11家族v欧洲ETSI(欧洲通信标准学会)高性能局域网HIPERLAN系列v日本ARIB(日本电波产业会)移动多媒体接入通信MMACv113.无线网技术应用最广泛的传输方式是（）vA.红外传输vB.无线电波vC.蓝牙vD.近距离无线传输v答案:Av114.计算机无线网技术应用最广泛的传输方式是（）vA.红外传输vB.无线电波vC.蓝牙vD.近距离无线传输v答案:Bv113.无线网技术应用最广泛的传输方式是（）vA.红外传输vB.无线电波vC.蓝牙vD.近距离无线传输v答案:Av114.计算机无线网技术应用最广泛的传输方式是（）vA.红外传输vB.无线电波vC.蓝牙vD.近距离无线传输v答案:BIEEE 802.11系列v1990年，IEEE802标准化委员会成立，IEEE 802.11无线局域网（WLAN）标准工作组。vIEEE 802.11系列在MAC(媒体接入控制)层采 用的是CSMA/CA(CA：Collision Avoidance ，冲突避免)，这有别于传统以太网上的 CSMA/CD(CD:Collision Detection，冲突检 测)，HiperLAN1/HiperLAN2标准vHiperLAN1发布于1996年，工作于5GHz频带 ，提供的数据速率最高可达25Mbps。整体上 HiperLAN1与802.11b相当。 vHiperLAN2发布于2000年，是HiperLAN1的第 2代版本，对应于IEEE的802.11a，工作在 5GHz频带，采用OFDM技术，支持最高数据 速率为54Mbps。MMAC标准vMMAC多媒体无线接入系统目标是通过便携式可视 电话和因特网获得信息。目前主要提供两类高速无 线接入。第一类用于室内外宽带移动通信系统，用 3-60GHz频段传输30Mbps的数据；第二类提供超 高速WLAN室内接入，传输速率达到600Mbps，采 用60GHz频率，即毫米波。但是这些系统不能提供 大范围覆盖，也不能用于车辆业务环境，只能用于“ 热点地区”。研制出的毫米波样机可以演示60GHz的 WLAN与ATM或100BASE以太网接口，其数据速率 可以达到155Mbps。802.11系列标准v802.11v802.11bv802.11av802.11gv802.11ev802.11hv802.11i v802.11n 802.11标准v802.11标准是IEEE于1997年推出的，它工作于 2.4GHz频段，物理层采用红外、DSSS(直接序列扩 频)或FSSS(跳频扩频)技术，共享数据速率最高可 达2Mbps。它主要用于解决办公室局域网和校园网 中用户终端的无线接入问题。v802.11的数据速率不能满足日益发展的业务需要， 所以802.11标准很快被802.11b所取代。802.11b标准v1999年9月，802.11b被正式批准。该标准规定 WLAN工作频段为2.4GHz，数据传输速率达到 11Mbit/s，传输距离控制在50150英尺。该标准 是对802.11的一个补充，采用补偿编码键控调制方 式，采用点对点模式和基本模式两种运作模式，在 数据传输速率方面可以根据实际情况在11Mbit/s、 5.5Mbit/s、2Mbit/s、1Mbit/s的不同速率间自动切换 ，它改变了WLAN的设计状况，扩大了WLAN的应 用领域。v802.11b已成为当前主流的WLAN标准，被多 数厂商所采用，所推出的产品广泛应用于办公 室、家庭、宾馆、车站、机场等众多场合。然 而随着网络应用中视频、语音等关键数据传输 需求越来越多，速率问题将会成为802.11b进 一步发展的主要障碍。v802.11b使用的是ISM2.4GHz波段，而家用微 波炉、蓝牙芯片和无绳电话（在北美）也都使 用这个波段，所以相对802.11a而言，802.11b 还面临着更多的干扰源。v802.11b存在的安全问题也不容忽视，目前主 要通过WEP加密协议来弥补这一缺陷，IEEE 也正在开发另外一个标准802.11i来专门解决 WLAN中的安全问题。802.11a标准v1999年9月正式通过的802.11a工作在5GHz频带，它 采用OFDM(正交频分复用)技术。802.11a支持的数 据速率最高可达54Mbps或72Mbit/s，传输距离控制 在10100m，支持多种业务如话音、数据和图像等 ，一个扇区可以接入多个用户，每个用户可带多个 用户终端。v每个接入点（AP）支持最高并发64用户，最多可提 供12个互不重叠的子频道v802.11a速率虽高，但和802.11b不兼容，并且5GHz并 非免费频段，技术成本也比较高。 802.11g标准v2003年7月正式通过的802.11g是对802.11b的 一种高速物理层扩展，同802.11b一样， 802.11g工作于2.4GHz ISM频带，但采用了 OFDM技术，可以实现最高54Mbps的数据速 率，与802.11a相当；并且较好地解决了 WLAN与蓝牙的干扰问题。v802.11g可以和802.11b兼容。IEEE 802.11a/b/g比较vIEEE 802.11a ：使用5GHz频段，传输速度 54Mbps，与802.11b不兼容 vIEEE 802.11b ：使用2.4GHz频段，传输速 度11Mbps vIEEE 802.11g ：使用2.4GHz频段，传输速 度54Mbps，可向下兼容802.11b 802.11e标准v802.11e增强了802.11 MAC层，为WLAN应 用提供了QoS支持能力。802.11e对MAC层 的增强与802.11a、802.11b中对物理层的改 进结合起来，就增强了整个系统的性能，扩 大了802.11系统的应用范围，使得WLAN也 能够传送语音、视频等应用。802.11h标准v为了促进802.11a在欧洲的推广发展，与 ETSI的HiperLAN/2竞争，IEEE又提出了 802.11h标准，在802.11a基础上增加自动频 率选择(DFS)和发送功率控制(TPC)功能，以 适应802.11a在欧洲推广发展的需要，符合欧 洲有关管制规定的要求。 802.11i标准v802.11i标准，就不能不提到802.1X标准。 802.1X标准完成于2001年，它是所有IEEE 802系列LAN(包括无线LAN)的整体安全体系 架构，包括认证(EAP和Radius)和密钥管理 功能。802.11i是对802.11 MAC层在安全性 方面的增强，它与802.1X一起，为WLAN提 供认证和安全机制。802.11n标准v802.11n可以将WLAN的传输速率由目前 802.11a及802.11g提供的54Mbps提高到 108Mbps，甚至高达500Mbps。这得益于将 MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技 术相结合而应用的MIMO OFDM技术，这 个技术不但提高了无线传输质量，也使传输 速率得到极大提升。802.11f标准v802.11f标准定义了一套称之为IAPP(Inter- Access Point Protocol)的协议，以实现不同 供应商的接入点AP间的互操作性。 802.11d标准v802.11d标准定义了一些物理层方面的要求( 诸如信道化、跳频模式等)以适应802.11设备 在一些国家应用时这些国家无线电管制上的 特殊要求。 打开http:/192.168.100.200 使用新学号“08XXXXX”密码 123456登陆，进行前四章内容的 复习考试 作为平时成绩的一部分