1、第8章 無線局域網技術本章要點：8.1 無線局域網概念8.2 無線局域網的標準8.3 無線局域網的安裝技術8.4 無線局域網的組網模式8.5 無線局域網的設計8.1 無線局域網概念 8.1.1 基本概念 WLAN（Wireless Local Area Network，無線局域網），也稱為無線Ethernet，它是一種計算機網絡與無線通信技術相結合的產物，它利用射頻技術來提供傳統有線局域的全部功能，是一種能支持較高速率，采用蜂窩或微蜂窩的自我管理的計算機局域網技術。 WLAN的數據傳輸速率現在已經能夠達到11Mb/s，傳輸距離可遠至20km以上，它是對有線聯網方式的一種補充和擴展，從而使網絡的

2、構建和終端的移動更加靈活，并且能更快速、方便的解決有線方式不易實現的網絡連通問題。8.1.2 無線局域網的工作原理 無線局域網采用直序擴頻接入技術，使用戶可以在2.4GHz的ISM頻段上進行無線Internet連接。無線局域網絡的系統包括無線網絡接入管理系統、無線中心路由器、用戶端無線路由器。網絡接入管理系統可以為網絡運營商提供如用戶管理功能和網絡安全等方面的操作與維護支持；無線中心路由器同時提供多個無線接口，并采用扇區覆蓋方式，提供多用戶大容量的IP接入，它可以進行用戶驗證、訪問服務控制、動態IP地址分配等。同時，它比傳統的無線網絡接入設備增加了強大的IP組網和路由功能，提高了無線寬帶網絡的

3、擴展性、傳輸速率以及安全性。8.1.3 無線局域網常用設備1無線網卡 無線網卡在無線局域網中的作用相當于有線網卡在有線局域網中的作用。兩臺計算機只要各自插上無線網卡，就可以實現通信。 2無線網橋、路由器及網關 無線網橋主要用于無線或有線局域網之間的互連。當兩個局域網無法實現有線連接或使用有線連接存在困難時，就可使用無線網橋實現點對點的連接。在這里無線網橋起到了協議轉換的作用。無線路由器則集成了無線AP 的接入功能和路由器的第三層路徑選擇功能。3無線接入點 無線接入點也稱為無線AP，它是在無線局域網環境中，進行數據發送和接收的集中設備，它的作用相當于有線網絡中的集線器。通常，一個AP能夠在幾十至

4、上百米的范圍內連接多個無線用戶。 4天線 天線的功能則是將信號源發送的信號藉由天線本身的特性傳送至遠處。天線一般有所謂定向性與全向性之分，前者較適合于長距離使用；而后者則較適合區域性之應用。無線天線有多種類型，最常見的有兩種，即室內天線和室外天線。 8.2 無線局域網的標準8.2.1 藍牙標準 1藍牙技術 藍牙技術是一種支持設備短距離通信的無線電技術，它的通信距離一般為10m以內。藍牙技術能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。藍牙技術的標準是IEEE802.15，工作在2.4GHz 頻帶，帶寬為1Mb/s。 藍牙技術是由東芝、愛立信、IBM、I

5、ntel和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無線數字通信的技術標準。 藍牙技術的優勢在于： （1）支持語音和數據傳輸。 （2）采用無線電技術，傳輸范圍大，可穿透不同物質以及在物質間擴散。 （3）采用跳頻展頻技術，抗干擾性強。 （4）使用的頻譜在各國都不受限制，理論上不存在干擾問題。 （5）功耗低。 （6）成本低。 藍牙的劣勢即是它的傳輸速度較慢。 2藍牙的技術性能參數 有效傳輸距離為10cm10m，增加發射功率可達到100m，甚至更遠。藍牙收發器工作頻率為2.45GHz ，覆蓋范圍是相隔1MHz的79個通道，其速率分別從2.402GHz到2.480GHz。藍牙數據傳輸技術使用短封包，跳頻展

6、頻技術，切換速率為1600次/秒，因此可以防止偷聽且避免干擾；每次傳送一個封包，封包的大小為126287bit；封包的內容可以是包含數據或者語音等不同服務的資料。同步連接的數據傳輸帶寬為可達到每個方向32.6Kb/s，而異步連接的數據傳輸速率允許一個方向達到721kb/s，用于上傳或下載，這時相反方向的速率是57.6kb/s；數據傳輸通道為留出3條并發的同步語音通道，每條帶寬64kb/s；語音與數據也可以混合在一個通道內，提供一個64kb/s同步語音連接和一個異步數據連接。8.2.2 HiperLAN標準1HiperLAN標準的基本概念 HiperLAN標準是基于ETSI所規定的一些具體的功能

7、要求的，如數據速率、覆蓋范圍、具有多跳Ad-hoc網絡能力，支持時間限制業務和節能功率管理等，它是應用于歐洲的無線局域網通信標準的。HiperLAN-1標準是在1997年完成的，當時沒有制造商采用這個標準來用于產品的生產，因此它被認為是不成功的標準。該標準采用5GHz射頻頻率，上行速率可達20Mb/s。在HiperLAN-1標準之后，推出了HiperLAN-2標準，它分別用于是2.4GHz與5GHz的不同頻段，可分別與IEEE 802.11b、IEEE 802.11a相對應 。2HiperLAN-2標準的特點（1）數據傳輸速率高（2）面向連接的機制（3）QoS支持（4）自動頻率分配（5）安全性

8、無線網絡（6）移動性（7）網絡與應用無關（8）節能8.2.3 IEEE 802.11標準1IEEE 802.11系列 1997年6月，IEEE發布了針對無線局域網的802.11標準，該標準定義了物理層和媒體訪問控制協議的規范，允許無線局域網及無線設備制造商在一定范圍內建立互操作網絡設備。 802.11標準在物理層定義了數據傳輸的信號特征和調制方法，定義了兩個射頻（RF）傳輸方法和一個紅外線傳輸方法。 無線局域網所使用的協議主要包括802.11b、802.11a、802.11g等。 （1）802.11b協議 802.11b協議的無線網絡工作在2.4GHz頻率下，最大傳輸速率可以達到11Mb/s，

9、它可以實現速率在1Mb/s、2Mb/s、5.5Mb/s以及11Mb/s之間的自動切換 。 （2）802.11a協議 802.11a協議在1999年制定完成，其主要工作在5GHz的頻率下，數據傳輸速率可以達到54Mb/s，傳輸距離在10 100m 。 （3）802.11g協議 802.11g協議在2003年6月推出，它是在802.11b協議的基礎上改進的協議，支持2.4GHz工作頻率以及DSSS技術 ，它可以實現11Mb/s傳輸速率，同時保持著對802.11b的兼容，又可以實現54Mb/s高傳輸速率 表8-1 802.11系列標準的比較802.11802.11b802.11a802.11g定制時

10、間1997年1999年1999年2003年頻率2.42.4835GHz2.42.4835GHz5.155.25GHz5.255.35GHz5.7255.825GHz2.42.4835GHz速率1、2Mb/s11、5.5 Mb/s54、48、36、24、18、12、9、6 Mb/s20Mb/s距離100m100300m10m100m150m業務數據數據、圖像語音、數據、圖像語音、數據、圖像物理層傳輸方式紅外線、直接序列擴頻、跳頻擴頻高速直接序列擴頻正交頻分復用（OFDM）擴頻技術直接序列擴頻優點成本低、已經普及數據傳輸快，頻段干擾小數據傳輸快、與802.11b兼容缺點數據傳輸慢、受微波爐和藍牙等

11、同頻段設備的干擾成本高，不兼容當前流行的802.11b受微波爐和藍牙等同頻段設備的干擾使用情況使用最廣泛，技術最成熟產品剛具雛形、尚未大規模普及發展潛力巨大2IEEE 802.11b IEEE 802.11b是IEEE 802.11標準的另一個擴充，它規定采用2.4GHz頻帶，不需要申請就可以使用，它既可作為對有線網絡的補充，也可獨立組網，從而實現真正意義上的移動應用。 802.11b的運作模式基本分為兩種：點對點模式和基本模式 （1）點對點模式 點對點模式是指無線網卡之間的通信方式。兩臺插上無線網卡的PC，即可進行連接。這種連接方式對于小型的網絡來說是非常方便的，它最多可以允許256臺PC連

12、接。功能優點速度2.4GHz直接序列擴頻技術提供最大為11Mb/s的數據傳輸速率，無需直線傳播動態速率轉換當射頻情況變差時，降低數據傳輸速率為5.5Mb/s、2Mb/s、1Mb/s使用范圍802.11b支持以100m為單位的范圍（在室外為300m，辦公環境中最遠為100m）可靠性與Ethernet類似的連接協議和數據包確認提供可靠的數據傳送和網絡帶寬的有效使用互用性與以前標準不同的是，802.11b只允許一種標準的信號發送技術，WECA將認證產品的互用性電源管理802.11b網絡接口卡可轉到休眠模式，接入點將信息緩沖到客戶，延長了筆記本電腦的電池壽命漫游支持當用戶在樓房或公司部門之間移動時，允

13、許在接入點之間進行無縫連接加載平衡802.11b NIC更改與之連接的接入點，以提高性能（如：在當前的接入點流量較擁擠，或發出低質量的信號時）可伸縮性最多三個接入點可以同時定位于有效使用范圍中，以支持上百個用戶同時進行語言和數據支持安全性內置式鑒定和加密表8-2 IEEE 802.1b的優點 （2）基本模式 基本模式是指無線網絡規模擴充或無線和有線網絡并存時的通信方式，這也802.11b現在最普及的方式。在基本模式中，插上無線網卡的PC要通過接入點與另一臺PC連接。 802.11b可以有不同的典型解決方案 （1）對等解決方案 （2）單接入點解決方案 （3）多接入點解決方案 （4）無線中繼解決方

14、案 （5）無線冗余解決方案 （6）多蜂窩漫游工作方式 功能優點不易接線的區域在不易接線或接線費用較高的區域（如：有歷史意義的建筑物、有石棉的建筑物、教室）中提供網絡服務靈活的工作組為經常進行網絡配置更改的工作區降低了總擁有成本網絡化的會議室用戶可在從一個會議室移動到另一個會議室時進行網絡連接，以獲得最新的信息，并且可在決策時相互交流特殊網絡現場顧問和小工作組的快速安裝和兼容軟件可提高工作效率子公司網絡為遠程或銷售辦公室提供易于安裝、使用和維護的網絡部門范圍的網絡移動漫游功能使企業可以建立易于使用的無線網絡，可覆蓋所有部門表8-3 IEEE 802.11b的應用及其優點 重點提示：重點提示：80

15、2.11b標準使用的是2.4GHz射頻頻段，不需要申請即可以使用，它的帶寬最高可達11Mb/s，也可根據實際情況采用5.5Mb/s，2Mb/s、和1Mb/s的帶寬，它既可作為對有線網絡的擴充也可以獨立組網。802.11b的運作模式分為點對點模式與基本模式兩種。8.3 無線局域網的安裝技術1無線網卡的安裝 （1）在WindowXP中，點擊【開始】【控制面板】【網絡連接】，顯示“網絡連接”窗口。 （2）右鍵單擊“無線網絡連接”圖標，在彈出的菜單中選擇【屬性（R）】，彈出“無線網絡連接屬性”對話框。 （3）點擊“無線網絡配置”選項卡，如果先前沒有連接過無線網絡，則點擊【查看無線網絡】，從顯示出的可供

16、選擇的無線網絡中選中一個，點擊【連接】，若已經配置過無線網絡，進行可供連接的無線網絡。添加無線網絡到“首選網絡（P）”下的框中，點擊【確定】即可。圖8-1 網絡連接窗口圖8-2無線網絡連接屬性 (a)(b)2無線接入點的安裝 圖8-3 Cisco Aironet 1200 （1）通過IE瀏覽器配置 確認PC機獲得了10.0.0.x網段的地址 打開IE瀏覽器，在地址欄中輸入無線接入點的IP地址10.0.0.1，連接，桌面將彈出“連接到”對話框，要求輸入密碼。在“密碼（P）”框中輸入“Cisco”，點擊【確定】。 將進入相關頁面，選中頁面左上角菜單中的“Express Setup”進入快速配置頁面

17、，在各輸入框中填入相關的配置信息。 （2）通過Console口配置 在PC機和1200之間連接好控制線，打開PC機Windows操作系統下的超級終端，不出什么問題的會看到“ap”提示符號。輸入“enable”后，界面提示輸入密碼 “Cisco”，即可以開始對1200進行詳細配置。8.4 無線局域網的組網模式 1. 對等網絡 對等網絡是最簡單的無線局域網結構。一個對等網絡由一組有無線網絡接口的計算機組成。這些計算機要有相同的工作組名、ESSID 和密碼。任何時間，只要兩個或更多的無線網絡接口互相都在彼此的范圍之內，它們就可以建立一個獨立的網絡。2. 基礎結構網絡 由于對等模式在功能上的局限性，在

18、具有一定數量用戶或是需要建立一個穩定的無線網絡平臺時，一般會采用以無線AP為中心的模式，將有限的“信息點”擴展為“信息區”， 這種模式也是無線局域網最為普通的構建模式，即基礎結構模式。 圖8-4 對等網絡圖8-5 以無線AP為中心的基礎網絡結構8.5 無線局域網的設計 1初步調研 （1）Who誰在使用網絡？ （2）What用戶使用何種設備來訪問該網絡？ （3）When用戶何時使用該網絡？ （4）Where用戶在何處使用該網絡？ （5）Why用戶為何要使用該網絡？ 2綜合當前情況分析 無線局域網的設計者應該從當前的情況出發，綜合初步調研得到的信息，充分理解現有網絡、系統、用戶以及應用之間的關系和相互作用，并找出潛在的問題和難點，在滿足網絡需求的前提下，找出可行的解決方案并論證其可行性。 3初步設計 （1）調研中的問題、