無線網絡基礎第1頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線通信基本常識第2頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線通信的起源和發展1831年，英國科學家法拉第發現了電與磁場的關系，得出著名的電磁感應定律1832年，摩爾斯利用電磁感應發明摩爾斯編碼電報，至今軍事上還在使用1887年，德國科學家赫茲（HeinrichHertz)首此證明電可以以波的形式在大氣中傳播，并可利用特定裝置接受來自加電導體輻射產生的電磁波1901年，意大利科學家馬科尼發明了穿越大西洋的無線電通信1921年，移動無線技術在2M的頻率內被產品化1986年，個人通信業務（pcs)在1850赫茲頻率上開始運行1999年，IEEE公布了802.11a和802.11b標準第3頁，課件共72頁，創作于2023年2月

電磁波的產生電磁波是電場與磁場交叉感應的結果，交變的電場產生交變的磁場，而交變的磁場又產生交變的電場，如此不斷循環產生電磁波在實際使用中，我們利用振蕩器不斷產生連續的震蕩電場，通過電場和磁場的不斷相互作用，產生電磁波同聲波一樣，具有波的共性和特征：反射、折射、衍射、散射特性頻率、振幅、相位三要素第4頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線電通信頻率的劃分頻率數軸上從低到高存在一個不同頻率的信號帶-----頻譜無線電譜包括無線電頻譜、微波譜、紅外線譜三部分頻率（HZ)振幅無線電頻譜：3KHZ------300GHZ微波譜：100MHZ--------500GHZ紅外線光譜：500GHZ-----400THZ可見光譜：400THZ-------750THZ紫外線光譜：750THZ-----30PHZX射線：30PHZ---------10EHZY射線：10EHZ-------------10ZHZ宇宙射線:>10#22HZ第5頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線電頻譜的劃分按照頻譜特性，我們將頻譜按其頻率高低劃分為12段頻帶頻率范圍甚低頻/低頻（VLF/LF)低頻/中頻（FL/MF)中頻（MF)中頻/高頻（MF/HF）高頻（HF)高頻/甚高頻（HF/VHF)甚高頻/特高頻（VHF/UHF)特高頻（UHF)特高頻/超高頻（UHF/SHF）超高頻/極高頻（SHF/EHF）極高頻（EHF)0----------130KHZ103-------505KHZ505-------2107KHZ2107------3230KHZ3230------28000KHZ33---------162.0215MHZ322--------2655MHZ2655-------3700MHZ3700MHZ-----27.5HZ27.5--------32GHZ32----------400GHZ第6頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線電頻譜的劃分按照頻譜特性，我們將頻譜按其頻率高低劃分為12段運營范圍頻率調幅（AM)無線電模擬無繩電話電視調頻（FM)無線電電視電視無線數據射頻無線調制解調器蜂窩無線電個人通信全國尋呼衛星電話上行鏈路個人通信

無線網絡/醫療、科研、工業衛星電話下行鏈路大碟形天線衛星電視無線網絡接入小碟形天線衛星電視無線電纜電視535----------1635KHZ44-------49MHZ54------88MHZ88------108MHZ174------216MHZ470---------806MHZ700MHZ800MHZ900MHZ900-----929MHZ929-----932MHZ1610----1626.5MHZ1850-----1990MHZ2400-----2483.5MHZ2483.5---2500MHZ4----6GHZ5.8GHZ11.7-----12.7GHZ28------29GHZ第7頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線電信號的調制低頻信號的電磁輻射特性較差，必須將其搬遷到高頻段才能進行有效的發射和接收模擬信號調制：調幅調制（AM)調制調制（FM)數字信號的調制:開/關鍵控法調制（OOK)移頻鍵控法調制(FSK)移相鍵控法調制（PSK）第8頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線電通信的傳播特性電磁波的傳輸形式：沿導體傳播（有線信道）:電纜、有線電視自由空間傳播（無線信道)：長波通信中波通信短波通信超短波通信微波通信計算機無線網絡使用的2.4GHZ和5.8GHZ頻段屬于特高（UHF)的微波頻段，通常直射距離小于50公里地球1234第9頁，課件共72頁，創作于2023年2月影響無線電直射波傳輸的主要因素障礙物遮擋信號損耗過大，雙方將無法建立穩定通信。無線網網絡工作在2.4GHZ頻段上，穿透一堵混凝土墻，信號損耗約為20db。信號散射灰塵、樹葉、表面不平坦的障礙物，將分散和削弱能量多徑反射由于延遲和相位等原因，信號將發生命顯的衰落現象，對寬帶信號影響不大，對窄帶通信影響較大多譜勒頻移高速數據通信，每一個信元的脈沖寬度很窄，相位和頻率會發生細微變化，可能影響數字信號的正確解調環境電噪聲信號對電磁噪聲的信噪比（S/N）越高，信號強度越好第10頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線擴頻通信技術第11頁，課件共72頁，創作于2023年2月擴頻技術基本理論IEEE802.11要求無線通信網絡采用：無線擴頻技術和紅外線技術山農理論公式：C=Wlog2(1+S/N)式中：C為信道容量，單位為bit/s；W為帶寬；S為信號功率；N為噪聲功率G=W/B，處理增益是擴頻通信系統的一個重要指標，表示系統信噪比改善的程度式中：W為擴頻信號帶寬；B為所傳信息帶寬M=G-[L+(S/N)],干擾容限，單位為dB式中：M為干擾容限，G為處理增益，L為系統損耗分析山農公式，當傳輸速率一定時，加大信號帶寬，可獲得信號信噪比的極大改善第12頁，課件共72頁，創作于2023年2月調頻擴頻和直序擴頻技術跳頻擴頻(FHSS)：(多用于軍事）有較強的抗定干擾的能力通信安全保密性高數據傳輸速率低：1-3Mbps直接序列擴頻(DSSS)：抗強的定頻干擾抗衰落抗多徑干擾通信安全保密性高數據傳輸速率高：11-22-54Mbps高的接收靈敏度：通常增益比FHSS高10dB,在發射功率及天饋系統相同的情況下，比FHSS的通信距離遠一倍。第13頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線網絡技術和IEEE802.11標準第14頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線協議以太網:CSMA/CD無線網：CSMA/CA最重要的區別：處理流控制的方法無線網使用一種被稱為請求發送/清除發送（RTC/CTS)的沖突避免協議。第15頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線網絡技術和IEEE802.11標準現代商用數字無線通信系統現代無線移動技術發展歷史的劃分幾種典型的無線網絡技術的應用計算機無線網絡IEEE802.11標準IEEE802.11中的關鍵技術和WLAN的構造第16頁，課件共72頁，創作于2023年2月現代商用數字通信系統多點多信道分布業務（MMDS）本地多點分布式業務（LMDS)無線本地環路(WLL)點對點微波通信（PTPM)GSM無線移動通信CDMA系統無線集群系統第17頁，課件共72頁，創作于2023年2月現代無線移動通信技術發展史的劃分移動無線:基本的蜂窩電話服務美國：CDMA歐洲：GSM（GPRS數據業務）中國：兩種制式并存（1G、2G、2.5G、3G)第18頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線應用協議------WAP（WirelessApplicationProtocol）由諾基亞、愛立信、摩托羅拉等提出，世界上200多家大型設備廠商支持是個開放的規范，為移動電話、PDA訪問Internet內容服務。獨立于網絡（目前和以后的網絡體系）為瀏覽器和WAP網關建立連接，采用無線標記語言WML（WirelessMarkupLanguage)實現WML繼承了HTML和手持設備標記語言HDML,使轉為優化無線而設計的，有如下特點：支持文本和圖像、支持用戶輸入、導航和歷史棧、國際多語言支持為窄帶優化、狀態和上下文管理第19頁，課件共72頁，創作于2023年2月幾種典型無限網絡技術的應用藍牙:使用FHSS運行在2.4G范圍內的WPAN技術，降低設備成本和無線設備的微型化，由piconet組成、是松散方式的ad-hoc網絡。有一個主節點和7個能同時活動的從屬節點組成，10個piconet能被組合在一起，構成ScaterNet。用在較短距離內取代多種線纜連接方案，每個源速率為1Mbps的piconet的藍牙最大速率為740kbps,可能對802.11網絡發生干擾。HomeRF：運行在2.4GHZ頻率范圍之內，帶寬達1.6Mbp和大約650k的吞吐量，物理層FHSS發射機制，Ad-hoc體系結構，目標面向宅區市場，內部標準的無線接入協議（swap)能有效的處理多媒體應用。高性能的無線電LAN(HiperLAN):類型1支持5GHZ內的20Mbps,類型2支持5GHZ內的54Mbps,同時提供更多的Qos，比802.11a支持更多的多媒體應用。第20頁，課件共72頁，創作于2023年2月802.11無線網技術IEEE1997年正式頒布802.11無線局域網的標準802.11無線局域網（WLAN)802.15無線個人區域網絡（WPAN)802.16寬帶無線接入(最后一公里，提出語音/視頻/數據)第21頁，課件共72頁，創作于2023年2月移動中的無線服務第22頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線局域網優勢安裝便捷使用靈活經濟節約易于擴展第23頁，課件共72頁，創作于2023年2月802.11無線標準簡介802.2802.11MACFHSSDSSSIR三個物理層選項：紅外線基帶物理層(IR)和兩種無線頻率物理層這三種物理層都能以1Mbps或2Mbps的速度運行。FHSS:在眾多頻率上發送猝發數據來工作，許多獨立網絡可以在同一物理空間并存。DSSS:把數據分成幾片，并以盡可能多的不同頻率發送這些片。實質上，DSSS曾一度完全充斥了頻譜，而FHSS卻總是有選擇的在一定頻率上進行發射。第24頁，課件共72頁，創作于2023年2月IEEEStandardsIEEE802.112.4GHz2MbpsIEEE802.11b2.4GHz11MbpsIEEE802.11a5.8GHz54Mbps(Turbomodeupto108Mbps)IEEE802.11g2.4GHz22Mbps(Turbomodeupto54Mbps)IEEE802.11e2.4GHz,11MbpsQoSWLAN的標準WLAN技術第25頁，課件共72頁，創作于2023年2月802.11無線標準的發展無線以太網兼容聯盟（WECA）-------Wi-Fi802.11d(專注于當前標準無法提供服務的802.11wlan設備開發)802.11f(主要針對各個競爭廠家制造的接入點之間禁止漫游的限制問題）第26頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線局域網標準第27頁，課件共72頁，創作于2023年2月兩種現存的擴頻技術第28頁，課件共72頁，創作于2023年2月802.11無線體系結構無線設備或電臺接入點（AceessPoint,AP)：市內和室外無線介質、分布式系統（DistributionSystem,DS)基本服務單元（BasicServiceSet,BSS)擴展服務單元（ExtendedServiceSet,ESS）第29頁，課件共72頁，創作于2023年2月支持802.11無線體系結構的服務站服務:提供等同標準802.3有線網絡所提供的服務。認證服務：基于MAC清單取消認證服務：無線設備不能再接入到WLAN數據投遞服務：確保數據可靠的從一個MAC傳輸到另一個MAC加密服務：WEP(WireEquivalencyPrivacy)加密（基于RC4)和第三方加密分布式服務：決定802.11數據幀的轉發和漫游轉移。關聯：在設備之間建立邏輯連接，并決定DSS到達無線設備所需的路徑，無線設備一旦連接上AP,就會使用關聯服務。再關聯服務：在漫游情況下，再關聯服務使當前AP與先前AP取得聯系。斷開關聯：把數據發送給另一個AP和可能的另一個無線設備。集成服務：該服務實現數據從802.11幀格式到有線網絡的幀格式之間轉換。第30頁，課件共72頁，創作于2023年2月802.11無線工作機制-----CSMA/CA與CSMA/CD的兩點不同：以太網先發送信號，直到檢測到沖突時才停止信號的發送；CSMA/CA直接監聽接收單元，當確定中心沒有與其它單元正在通話時，它才進行傳輸。這成之為先聽后講。在數據包傳輸之前，無線設備先進行監聽，看是否有任何其他設備正在傳輸，若有等待一段隨機的時間，然后再監聽；若沒有其他設備正在使用介質，該設備將開始傳輸數據；否則，繼續監聽。第31頁，課件共72頁，創作于2023年2月802.11無線工作機制-----CSMA/CARTS/CTS機制：減小沖突的機率數據確認：接收單元將會向發送單元發回一個確認通知。分割配置：使數據報的重傳工作能較快的完成，是一個可配置的屬性。電源管理選項:使用20字節的電源通信幀（PS-Poll),告知AP進入節能模式，定期喚醒，察看AP。延長移動用戶使用WLAN的時間和電池的壽命，且不會失去與基本無線設施的連接。多信元漫游：信噪比（S/N）決定連接的AP,無線設備向新的AP發送認證信息并試著與之關聯，并通知新AP，設備來自哪個AP。新AP獲取老AP的數據幀信息，并要求老AP釋放資源。各廠家實現方法不同，互操作有問題（802.11f).第32頁，課件共72頁，創作于2023年2月服務集標識符SSIDMAC地址過濾有線等效保密(WEP)改進WEP2(802.11i)端口訪問控制技術(802.1x)虛擬專用網絡(VPN)目前無線網絡常用的安全策略第33頁，課件共72頁，創作于2023年2月WI-FI認證第34頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN安全性體系結構第35頁，課件共72頁，創作于2023年2月802.11無線網的安全性無線網的無線擴頻通信技術本身就起源于軍事上的防竊聽技術。802.11服務裝置標識（SSID):原始密碼作用，用戶共享，改變耗時。MAC地址表過濾：AP(小型WLAN)和有線網絡上MAC數據庫（大型WLAN)硬件加密：WEP(RC4)使用60位加密，密鑰輪換都必須人工進行，耗費精力。第36頁，課件共72頁，創作于2023年2月集中式基于用戶的認證第37頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN安全需求第38頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN可靠性需求第39頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN性能需求第40頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN互操作需求第41頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線網絡通信組件第42頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN的構成

接入點(AccessPoint)充當共享hub連接到有線網絡(認證,流量匯聚)由無線,以太網接口和橋接軟件組成無線網橋

網卡(NIC

)

筆記本型或桌面型卡，將無線站點連接到無線網絡

固件和軟件（天線、饋線）

漫游及負載平衡

安全性

網絡管理

配置和診斷WLAN技術第43頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN－AP的安裝方式1、桌面安裝2、掛墻安裝3、隱蔽安裝：1）AP隱藏放置于房間吊頂上（天花板里）；

2）大廳橫梁上；

3)房間的屋頂角落注意：

進行隱蔽性工程安裝，必須遵守相關綜合布線的國家標準與規范WLAN技術第44頁，課件共72頁，創作于2023年2月在酒店、機場的安裝，一般選擇在天花板上安裝：1、為了滿足覆蓋要求，在AP安裝時可以通過在天花板上開兩個小孔，將AP的兩個天線對準小孔朝下放置，為不影響美觀，將天線噴涂成與天花同色；2、五類線的傳輸距離是100米，如果超出范圍，則考慮是否增加LANSWITCH；WLAN－AP的安裝方式安裝所用工具及材料1、人字梯、電鉆、插線排、刀具、鉗子（剝線、做網線）；2、PVC阻燃套管、扎帶、鋼釘等；WLAN技術第45頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN－AP的規劃AP覆蓋范圍：室內容許最大覆蓋距離為35~100米室外容許最大距離100~400米2.4G電磁波對于各種建筑材質的穿透損耗的經驗值如下：

A. 水泥墻(15~25cm):衰減10~12dBB. 木板墻(5~10cm):衰減5~6dBC. 玻璃窗(3~5cm):衰減5~7dBWLAN技術第46頁，課件共72頁，創作于2023年2月各種建筑材料對無線訊號的影響如下：1、當AP與終端隔一座水泥墻時,AP的可傳送覆蓋距離約剩下<5米有效距離。2、當AP與終端中間隔一座木板墻時,AP的傳送距離約剩下<15米有效距離。3、當AP與終端中間隔一座玻璃墻時,AP的傳送距離約剩下<15米有效距離WLAN－AP的規劃AP覆蓋范圍：所以在安裝時選點時，一定要注意以避開墻、柱子等WLAN技術第47頁，課件共72頁，創作于2023年2月

對于面積小于150平方米的普通開放空間，如酒店公共休息區，小酒吧，咖啡廳，會議室，西餐廳等區域，預計用戶數量不超過30個時，每個場所放置一個AP即可滿足需求AP數量的確定：WLAN－AP的規劃當空間較大，將以安裝多個AP來滿足覆蓋需求，當容量需求較大，即AP的覆蓋區域內用戶數目過多時，需在同一空間放置多個AP以增加容量WLAN技術第48頁，課件共72頁，創作于2023年2月單個房間中安裝一個AP，盡量把AP安放在大廳的中央位置，最好選擇放置于大廳的天花板上若安裝兩個AP，可將其放置在大廳的兩個對角上WLAN－AP的規劃AP選址原則：要維持一個質量較好的WLAN，需要考慮覆蓋范圍內用戶數量，單個AP的聯機終端用戶數不應超過30個WLAN技術第49頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN－AP的規劃AP頻率規劃：

在理論上，要求相鄰頻點的隔離度>=35db。根據經驗值，當相鄰AP設定相同頻點時,要求間隔25米以上；當相鄰AP設定相鄰頻點時,要求AP間隔16米以上；當AP設定相隔頻點時,要求間隔12米以上。WLAN技術第50頁，課件共72頁，創作于2023年2月干擾源的種類微波爐防盜設施（商場門檢）其它大功率的電子設備WLAN－AP的規劃AP外界干擾：所以AP應該遠離干擾源1—2米WLAN技術第51頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN－AP規劃實例此類辦公室應將AP裝于中央天花上，并將天線外露WLAN技術第52頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN的拓樸結構(一)點對點或AdHoc模式多點接入或Bss模式WLAN技術第53頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN的拓樸結構(二)多接入點漫游模式LANAAPPCALANBAPPCBWLAN技術第54頁，課件共72頁，創作于2023年2月BAWLAN的拓樸結構(三)無線橋接模式WLAN技術第55頁，課件共72頁，創作于2023年2月WLAN的拓樸結構(四)AB無線路由模式！無線設備須具備兩個以上端口10.1.1.1/2420.1.1.1/24WLAN技術第56頁，課件共72頁，創作于2023年2月1152接入點1Mbps(速度)帶寬取決于產品和設置離AP最近的端點比最遠的端點獲得更高的帶寬WLAN的最大問題……無線網絡帶寬問題：帶寬：11M/22M/54M/108MWLAN技術第57頁，課件共72頁，創作于2023年2月無線網絡的傳輸距離Server:Useraccessandcontrol.LocalContentAAAPublicAccessSwitch本地后臺運營WANWi-FiWi-FiWi-F