四级网络工程师教材第八章
第8章 无线局域网技术 本章要点: 8.1 无线局域网概念 8.2 无线局域网的标准 8.3 无线局域网的安装技术 8.4 无线局域网的组网模式 8.5 无线局域网的设计 8.1 无线局域网概念 8.1.1 基本概念 WLAN(Wireless Local Area Network,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,它利用射频技术来供应传统有线局域的全部功能,是一种能支持较高速率,采纳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敏捷,并且能更快速、便利的解决有线方式不易实现的网络连通问题。 8.1.2 无线局域网的工作原理 无线局域网采纳直序扩频接入技术,运用户可以在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供应如用户管理功能和网络平安等方面的操作与维护支持;无线中心路由器同时供应多个无线接口,并采纳扇区覆盖方式,供应多用户大容量的IP接入,它可以进行用户验证、访问服务限制、动态IP地址安排等。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、传输速率以及平安性。 8.1.3 无线局域网常用设备 1. 无线网卡 无线网卡在无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运用有线连接存在困难时,就可运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。 3. 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多个无线用户 4.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运用;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。 8.2 无线局域网的标准 8.2.1 蓝牙标准 1. 蓝牙技术 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。 蓝牙技术的优势在于: (1)支持语音和数据传输。 (2)采纳无线电技术,传输范围大,可穿透不同物质以及在物质间扩散。 (3)采纳跳频展频技术,抗干扰性强。 (4)运用的频谱在各国都不受限制,理论上不存在干扰问题。 (5)功耗低。 (6)成本低。 蓝牙的劣势即是它的传输速度较慢。 2.蓝牙的技术性能参数 有效传输距离为10cm~10m,增加放射功率可达到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。蓝牙数据传输技术运用短封包,跳频展频技术,切换速率为1600次/秒,因此可以防止偷听且避开干扰;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,供应一个64kb/s同步语音连接和一个异步数据连接。 8.2.2 HiperLAN标准 1.HiperLAN标准的基本概念 HiperLAN标准是基于ETSI所规定的一些具体的功能要求的,如数据速率、覆盖范围、具有多跳Ad-hoc网络实力,支持时间限制业务和节能功率管理等,它是应用于欧洲的无线局域网通信标准的。HiperLAN-1标准是在1997年完成的,当时没有制造商采纳这个标准来用于产品的生产,因此它被认为是不胜利的标准。该标准采纳5GHz射频频率,上行速率可达20Mb/s。在HiperLAN-1标准之后,推出了HiperLAN-2标准,它分别用于是2.4GHz与5GHz的不同频段,可分别与IEEE 802.11b、IEEE 802.11a相对应 。 2.HiperLAN-2标准的特点 (1)数据传输速率高 (2)面对连接的机制 (3)QoS支持 (4)自动频率安排 (5)平安性无线网络 (6)移动性 (7)网络与应用无关 (8)节能 8.2.3 IEEE 802.11标准 1.IEEE 802.11系列 1997年6月,IEEE发布了针对无线局域网的802.11标准,该标准定义了物理层和媒体访问限制协议的规范,允许无线局域网及无线设备制造商在肯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,定义了两个射频(RF)传输方法和一个红外线传输方法。 无线局域网所运用的协议主要包括802.11b、802.11a、802.11g等。 (1)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 。 (2)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 。 (3)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 表8-1 802.11系列标准的比较 2.IEEE 802.11b IEEE 802.11b是IEEE 802.11标准的另一个扩充,它规定采纳2.4GHz频带,不须要申请就可以运用,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。 802.11b的运作模式基本分为