四級網(wǎng)絡(luò)工程師教材第八章

1、第 8 章 無線局域網(wǎng)技術(shù) 本章要點：8.1 無線局域網(wǎng)概念8.2 無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)8.3 無線局域網(wǎng)的安裝技術(shù)8.4 無線局域網(wǎng)的組網(wǎng)模式8.5 無線局域網(wǎng)的設(shè)計8.1 無線局域網(wǎng)概念8.1.1 基本概念WLAN （Wireless Local Area Network ,無線局域網(wǎng)），也稱為無線 Ethernet，它是一 種計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物， 它利用射頻技術(shù)來提供傳統(tǒng)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(wǎng)技術(shù)。WLAN的數(shù)據(jù)傳輸速率現(xiàn)在已經(jīng)能夠達(dá)到 11Mb/s ，傳輸距離可遠(yuǎn)至 20km 以上， 它是對有線聯(lián)網(wǎng)方 式的一種

2、補充和擴展， 從而使網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)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(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)連通問題。8.1.2 無線局域網(wǎng)的工作原理無線局域網(wǎng)采用直序擴頻接入技術(shù)，使用戶可以在 2.4GHz 的 ISM 頻段上進(jìn)行無線 Internet 連接。 無線局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)包括無線網(wǎng)絡(luò)接入管理系統(tǒng)、 無線中心路由器、 用戶端無線路由 器。網(wǎng)絡(luò)接入管理系統(tǒng)可以為網(wǎng)絡(luò)運營商提供如用戶管理功能和網(wǎng)絡(luò)安全等方面的操作與維 護(hù)支持； 無線中心路由器同時提供多個無線接口， 并采用扇區(qū)覆蓋方式， 提供多用戶大容量 的 IP 接入，它可以進(jìn)行用戶驗證、訪問服務(wù)控制、動態(tài) IP 地址分配等。同時，它比傳統(tǒng)的

3、 無線網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備增加了強大的 IP 組網(wǎng)和路由功能，提高了無線寬帶網(wǎng)絡(luò)的擴展性、傳輸 速率以及安全性。8.1.3 無線局域網(wǎng)常用設(shè)備1無線網(wǎng)卡無線網(wǎng)卡在無線局域網(wǎng)中的作用相當(dāng)于有線網(wǎng)卡在有線局域網(wǎng)中的作用。兩臺計算機只要各自插上無線網(wǎng)卡，就可以實現(xiàn)通信。2無線網(wǎng)橋、路由器及網(wǎng)關(guān) 無線網(wǎng)橋主要用于無線或有線局域網(wǎng)之間的互連。當(dāng)兩個局域網(wǎng)無法實現(xiàn)有線連接或使 用有線連接存在困難時， 就可使用無線網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)點對點的連接。 在這里無線網(wǎng)橋起到了協(xié)議 轉(zhuǎn)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(wǎng)環(huán)境中，進(jìn)行

4、數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的集中設(shè)備， 它的作用相當(dāng)于有線網(wǎng)絡(luò)中的集線器。通常， 一個 AP 能夠在幾十至上百米的范圍內(nèi)連接多 個無線用戶4天線 天線的功能則是將信號源發(fā)送的信號藉由天線本身的特性傳送至遠(yuǎn)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(qū)域性之應(yīng)用。 無線天線有 多種類型，最常見的有兩種，即室內(nèi)天線和室外天線。8.2 無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)1藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)是一種支持設(shè)備短距離通信的無線電技術(shù)，它的通信距離一般為10m 以內(nèi)。藍(lán)牙技術(shù)能在包括移動電話、 PDA 、無線耳機、 筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行 無線信息交換。藍(lán)牙技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE8

5、02.15，工作在2.4GHz頻帶，帶寬為1Mb/s。藍(lán)牙技術(shù)是由東芝、愛立信、IBM、In tel和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無線數(shù)字通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)勢在于：（1 ）支持語音和數(shù)據(jù)傳輸。（2）采用無線電技術(shù)，傳輸范圍大，可穿透不同物質(zhì)以及在物質(zhì)間擴散。（ 3）采用跳頻展頻技術(shù)，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(lán)牙的劣勢即是它的傳輸速度較慢。2藍(lán)牙的技術(shù)性能參數(shù)有效傳輸距離為10cm10 m,增加發(fā)射功率可達(dá)到100m，甚至更遠(yuǎn)。藍(lán)牙收發(fā)器工作頻率為 2.45GHz ，覆蓋范圍是相隔 1MHz 的 79

6、 個通道，其速率分別從 2.402GHz 到 2.480GHz。藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)使用短封包，跳頻展頻技術(shù)，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(nèi)容可以是包含數(shù)據(jù)或者語音等不同服務(wù)的資料。同步連接的數(shù)據(jù)傳輸帶寬為可達(dá)到每個方向 32.6Kb/s，而異步連接的數(shù)據(jù)傳輸速率允許一個方向達(dá)到721kb/s，用于上傳或下載，這時相反方向的速率是57.6kb/s;數(shù)據(jù)傳輸通道為留出3條并發(fā)的同步語音通道，每條帶寬64kb/s ；語音與數(shù)據(jù)也可以混合在一個通道內(nèi)，提供一個64kb/s同步語音連接和一個異步數(shù)據(jù)連接。8.2.2 Hipe

7、rLAN 標(biāo)準(zhǔn)1 HiperLAN 標(biāo)準(zhǔn)的基本概念HiperLAN 標(biāo)準(zhǔn)是基于 ETSI 所規(guī)定的一些具體的功能要求的,如數(shù)據(jù)速率、覆蓋 范圍、具有多跳 Ad-hoc 網(wǎng)絡(luò)能力,支持時間限制業(yè)務(wù)和節(jié)能功率管理等,它是應(yīng)用于歐洲 的無線局域網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)的。 HiperLAN-1 標(biāo)準(zhǔn)是在 1997 年完成的, 當(dāng)時沒有制造商采用這個 標(biāo)準(zhǔn)來用于產(chǎn)品的生產(chǎn), 因此它被認(rèn)為是不成功的標(biāo)準(zhǔn)。 該標(biāo)準(zhǔn)采用 5GHz 射頻頻率, 上行 速率可達(dá)20Mb/s。在HiperLAN-1標(biāo)準(zhǔn)之后，推出了 HiperLAN-2標(biāo)準(zhǔn)，它分別用于是 2.4GHz 與5GHz的不同頻段，可分別與 IEEE 802.11b、

8、IEEE 802.11a相對應(yīng)。2HiperLAN-2 標(biāo)準(zhǔn)的特點（1 ）數(shù)據(jù)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）安全性無線網(wǎng)絡(luò)（6）移動性（7）網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用無關(guān)（8）節(jié)能8.2.3 IEEE 802.11 標(biāo)準(zhǔn)1IEEE 802.11 系列1997 年 6 月, IEEE 發(fā)布了針對無線局域網(wǎng)的 802.11 標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層和 媒體訪問控制協(xié)議的規(guī)范, 允許無線局域網(wǎng)及無線設(shè)備制造商在一定范圍內(nèi)建立互操作網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備。 802.11 標(biāo)準(zhǔn)在物理層定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柼卣骱驼{(diào)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(wǎng)所

9、使用的協(xié)議主要包括802.11b、802.11a、802.11g等。(1) 802.11b 協(xié)議802.11b協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)工作在2.4GHz頻率下，最大傳輸速率可以達(dá)到11Mb/s，它可以實現(xiàn)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(xié)議802.11a協(xié)議在1999年制定完成，其主要工作在5GHz的頻率下，數(shù)據(jù)傳輸速率可 以達(dá)到54Mb/s，傳輸距離在 10 100m。(3) 802.11g 協(xié)議802 11802 1 lbnniia802 llR室制引間17年頻率Z3J3J3G1z5L725-5JJ25GHE工4835GHT2M

10、b/tm 5J MWt54、JM.20Mbh10(1100-MtanlOOtai幾2Fm15Gn數(shù)噩諳咅、數(shù)昭*圖嚟輸方憂虹外st言接辱 列擴頻、欽壩擴鬲恒亙接序刖JT埶正交瓠才旦舟OFDM；護(hù)直播瑋列護(hù)預(yù)應(yīng)本低、己捱普匡贊振佯輸快*頻段干找小數(shù)需詩輛快與802 Jb薈容缺點雌傳徹乩曼顯爐和 藍(lán)牙諄刁頊皆設(shè)畜的T-J才如壽.不兼客當(dāng)蜩斤的SfflAlh旻臓爐和至礙 同頻段設(shè)番的二拈使用恃憶便用斌廣眨，崔來最成熟產(chǎn)品別耳年形、向未斕橫叢屛潛另巨大802.11g協(xié)議在2003年6月推出，它是在 802.11b協(xié)議的基礎(chǔ)上改進(jìn)的協(xié)議，支持 2.4GHz工作頻率以及 DSSS技術(shù)，它可以實現(xiàn)11Mb/

11、s傳輸速率，同時保持著對802.11b的兼容，又可以實現(xiàn) 54Mb/s高傳輸速率表8-1802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的比較2. IEEE 802.11bIEEE 802.11b是IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的另一個擴充，它規(guī)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(wǎng)絡(luò)的補充，也可獨立組網(wǎng)，從而實現(xiàn)真正意義上的移動應(yīng)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(wǎng)卡之間的通信方式。兩臺插上無線網(wǎng)卡的PC,即可進(jìn)行連接。這種連接方式對于小型的網(wǎng)絡(luò)來說是非常方便的，它最多可以允許256臺PC連接。表 8-2 IEEE 802.1b 的優(yōu)點

12、(2 )基本模式基本模式是指無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴充或無線和有線網(wǎng)絡(luò)并存時的通信方式，這也802.11b現(xiàn)在最普及的方式。在基本模式中，插上無線網(wǎng)卡的PC要通過接入點與另一臺 PC恍點2禍業(yè)直接斥列擴換技術(shù)理火為11沁的疑戢曲漸機無盂脫慢樓當(dāng)肘蟆情況姥時*障低姻傳就率為s皿晦IMhfe支持以IWm為單檢的范圉存臺外為3051甘仝環(huán)境中最遠(yuǎn)為IWra)可能性切啖的炒整廊演和數(shù)獣帥認(rèn)網(wǎng)坷靠的期曲坡t和剤寡帶寶的有效樓用與以前標(biāo)確不同的迢，*W2.1lh只允許訥標(biāo)準(zhǔn)咐信號發(fā)送技術(shù)，WK6勵認(rèn)證產(chǎn)品的瓦幀Mh網(wǎng)蚣播卡匸借到怵|民模式，雄入點痂思燼沖到客戶，廷忙它盼電JK的電讒瞬支持當(dāng)用戶托的威埜司部門之何鯽時

13、.允許徳入點之何時犬謝儺MOiaihNK?更說與3姓樓的證入乂 以養(yǎng)高性龍(處 在肖曲的接入點流益鞍狒T噥 發(fā)出魅啟星的信號時可忡聲性鬼爭三個按入點可嘆同時宣恆于看敕牧聞范囤中，嘆支持上廿個用戶同時進(jìn)存譜肓和數(shù) 據(jù)支持內(nèi)胃式瞥宇和廁密連接。802.11b可以有不同的典型解決方案車易按煽吋就黴在不易搖験或接統(tǒng)費川較島的咳域(如 石歷史世文的建側(cè)、育圧棉 的缽物、教室中髭供網(wǎng)絡(luò)|蚩務(wù)靈活的工作組為經(jīng)常進(jìn)打網(wǎng)路配畫愛改的工作區(qū)障低r總擁冇必本用戶可在從一 酒爭功到另議室時酚劇裁連接，缺獲得屍 新的倍息，并巳可在決銖時相帀交諒現(xiàn)綁樹和小工他A&快速安裝和兼容軟杵叩提陸工作效率為匾程威犒售她室糧供易于妄熱 粳用砂護(hù)的兩堀那門范圍尚網(wǎng)借移動漫游功能便企業(yè)可以建有晶于使用吋無疲兩智可覆蓋所仔部門(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) 無線中繼解決方案(5) 無線冗余解決方案(6) 多蜂窩漫游工作方式表8-3 IEEE 802.11b的應(yīng)用及其優(yōu)點重點提示：802.11b標(biāo)準(zhǔn)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(dá)11Mb/s，也可根據(jù)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(wǎng)絡(luò)的擴充也可以獨立組網(wǎng)。802.11b的運作