計算機網(wǎng)絡無線局域網(wǎng)簡介 ppt講解)

1、無線局域網(wǎng)Wi-Fi (Wireless Fidelity) 什么是Wi-Fi Wi-Fi (Wireless Fidelity)是無線局域網(wǎng)聯(lián)盟(WLANA)的一個商標。該商標僅保障使用該商標的商品互相之間可以合作。WIFI是指由AP(Access Point)和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡。Wi-Fi使用的是IEEE標準。 802.11 局域網(wǎng)的物理層 802.11 無線局域網(wǎng)可再細分為不同的類型。 現(xiàn)在最流行的無線局域網(wǎng)是 兩種802.11a 和 802.11g,產(chǎn)品廣泛存在幾種常用的 802.11 無線局域網(wǎng) 標準頻段數(shù)據(jù)速率物理層優(yōu)缺點802.11b2.4 GHz最高為11 Mb/sHR-

2、DSSS 最高數(shù)據(jù)率較低，價格最低，信號傳播距離最遠，且不易受阻礙 802.11a5 GHz最高為54 Mb/sOFDM最高數(shù)據(jù)率較高，支持更多用戶同時上網(wǎng)，價格最高，信號傳播距離較短，且易受阻礙802.11g2.4 GHz最高為54 Mb/sOFDM最高數(shù)據(jù)率較高，支持更多用戶同時上網(wǎng)，信號傳播距離最遠，且不易受阻礙，價格比 802.11b貴802.11 局域網(wǎng)的 MAC 幀 802.11 幀共有三種類型，即控制幀、數(shù)據(jù)幀和管理幀。 下面是數(shù)據(jù)幀的主要字段。 字節(jié) 2 2 6 6 6 2 6 0 2312 4幀控制持續(xù)期地址 1地址 2地址 3序號控制地址 4幀主體FCS協(xié)議版本類型子類型到

3、DS從DS更多分片重試功率管理更多數(shù)據(jù)WEP 順序位 2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1MAC 首部802.11 數(shù)據(jù)幀的三大部分 MAC 首部，共 30 字節(jié)。幀的復雜性都在幀的首部。 幀主體，也就是幀的數(shù)據(jù)部分，不超過2312 字節(jié)。這個數(shù)值比以太網(wǎng)的最大長度長很多。不過 802.11 幀的長度通常都是小于 1500 字節(jié)。 幀檢驗序列 FCS 是尾部，共 4 字節(jié) 1. 關于 802.11 數(shù)據(jù)幀的地址 802.11 數(shù)據(jù)幀最特殊的地方就是有四個地址字段。地址 4 用于自組網(wǎng)絡。我們在這里只討論前三種地址。 到 DS從 DS地址 1地址 2地址 3地址 401目的地址AP 地址源

4、地址11AP 地址源地址目的地址返回2.序號控制字段、持續(xù)期字段和幀控制字段 序號控制字段占 16 位，其中序號子字段占 12 位，分片子字段占 4 位。 持續(xù)期字段占 16 位。 幀控制字段共分為 11 個子字段。 協(xié)議版本字段現(xiàn)在是 0。 類型字段和子類型字段用來區(qū)分幀的功能。 更多分片字段置為 1 時表明這個幀屬于一個幀的多個分片之一。 有線等效保密字段 WEP 占 1 位。若 WEP = 1，就表明采用了 WEP 加密算法。 分片的發(fā)送舉例 ttt源站目的站 其他站RTSCTS分片 1ACK分片 2ACK分片 3ACKSIFSNAV (RTS)NAV (CTS)長的幀劃分為許多分片9.

5、2 無線個人區(qū)域網(wǎng) WPAN (Wireless Personal Area Network) 在個人工作地方把屬于個人使用的電子設備用無線技術連接起來自組網(wǎng)絡，不需要使用接入點 AP。 整個網(wǎng)絡的范圍大約在 10 m 左右。 無線個人區(qū)域網(wǎng) WPAN 和個人區(qū)域網(wǎng) PAN (Personal Area Network)并不完全等同，因為 PAN 不一定都是使用無線連接的。 WPAN 和 WLAN 并不一樣。 WPAN 是以個人為中心來使用的無線人個區(qū)域網(wǎng)，它實際上就是一個低功率、小范圍、低速率和低價格的電纜替代技術。WPAN 都工作在 2.4 GHz 的 ISM 頻段。 但 WLAN 卻是同

6、時為許多用戶服務的無線局域網(wǎng)，它是一個大功率、中等范圍、高速率的局域網(wǎng)。 1. 藍牙系統(tǒng)(Bluetooth) 最早使用的 WPAN 是 1994 年愛立信公司推出的藍牙系統(tǒng)，其標準是 IEEE 802.15.1 。 藍牙的數(shù)據(jù)率為 720 kb/s，通信范圍在 10 米左右。 藍牙使用 TDM 方式和擴頻跳頻 FHSS 技術組成不用基站的皮可網(wǎng)(piconet)。皮可網(wǎng)(piconet) Piconet 直譯就是“微微網(wǎng)”，表示這種無線網(wǎng)絡的覆蓋面積非常小。 每一個皮可網(wǎng)有一個主設備(Master)和最多7個工作的從設備(Slave)。 通過共享主設備或從設備，可以把多個皮可網(wǎng)鏈接起來，形成

7、一個范圍更大的擴散網(wǎng)(scatternet)。 這種主從工作方式的個人區(qū)域網(wǎng)實現(xiàn)起來價格就會比較便宜。 藍牙系統(tǒng)中的皮可網(wǎng)和擴散網(wǎng) MMSSPSSSSSP皮可網(wǎng) 2擴散網(wǎng)皮可網(wǎng) 1M 主設備S 從設備P 擱置的設備2. 低速 WPAN 低速 WPAN 主要用于工業(yè)監(jiān)控組網(wǎng)、辦公自動化與控制等領域，其速率是 2 250 kb/s。 低速 WPAN 的標準是 IEEE 802.15.4。最近新修訂的標準是 IEEE 802.15.4-2006。 低速 WPAN 中最重要的就是 ZigBee。 ZigBee 技術主要用于各種電子設備（固定的、便攜的或移動的）之間的無線通信，其主要特點是通信距離短（1

8、0 80 m），傳輸數(shù)據(jù)速率低，并且成本低廉。 ZigBee 的特點 功耗非常低。在工作時，信號的收發(fā)時間很短；而在非工作時，ZigBee 結(jié)點處于休眠狀態(tài)，非常省電。對于某些工作時間和總時間之比小于 1% 的情況，電池的壽命甚至可以超過10 年。 網(wǎng)絡容量大。一個 ZigBee 的網(wǎng)絡最多包括有255 個結(jié)點，其中一個是主設備，其余則是從設備。若是通過網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器，整個網(wǎng)絡最多可以支持超過 64000 個結(jié)點。 ZigBee 的標準 在 IEEE 802.15.4 標準基礎上發(fā)展而來的。 所有 ZigBee 產(chǎn)品也是 802.15.4 產(chǎn)品。 IEEE 802.15.4 只是定義了 ZigBe

9、e 協(xié)議棧的最低的兩層（物理層和 MAC 層），而上面的兩層（網(wǎng)絡層和應用層）則是由 ZigBee 聯(lián)盟定義的。ZigBee 的協(xié)議棧 物理層MAC 層網(wǎng)絡層應用層IEEE 802.15.4 定義ZigBee 聯(lián)盟定義ZigBee協(xié)議棧ZigBee 的組網(wǎng)方式可采用星形和網(wǎng)狀拓撲，或兩者的組合 FFDFFDFFDFFDFFDRFD端設備路由器FFDFFD協(xié)調(diào)器有一個全功能設備 FFD 充當網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器。ZigBee 網(wǎng)絡中數(shù)量最多的端設備是精簡功能設備 RFD 結(jié)點。 3. 高速 WPAN 高速 WPAN 用于在便攜式多媒體裝置之間傳送數(shù)據(jù)，支持11 55 Mb/s的數(shù)據(jù)率，標準是 802.1

10、5.3， 。 IEEE 802.15.3a 工作組還提出了更高數(shù)據(jù)率的物理層標準的超高速 WPAN，它使用超寬帶 UWB 技術。 UWB 技術工作在 3.1 10.6 GHz 微波頻段，有非常高的信道帶寬。超寬帶信號的帶寬應超過信號中心頻率的 25% 以上，或信號的絕對帶寬超過 500 MHz。 超寬帶技術使用了瞬間高速脈沖，可支持 100 400 Mb/s 的數(shù)據(jù)率，可用于小范圍內(nèi)高速傳送圖像或 DVD 質(zhì)量的多媒體視頻文件。 9.3 無線城域網(wǎng) WMAN(Wireless Metropolitan Area Network) 2002 年 4 月通過了 802.16 無線城域網(wǎng)的標準。歐洲

11、的 ETSI 也制訂類似的無線城域網(wǎng)標準 HiperMAN。 WMAN 可提供“最后一英里”的寬帶無線接入（固定的、移動的和便攜的）。 在許多情況下，無線城域網(wǎng)可用來代替現(xiàn)有的有線寬帶接入，因此它有時又稱為無線本地環(huán)路。 WiMAXWorldwide Interoperability for Microwave Access WiMAX 常用來表示無線城域網(wǎng) WMAN，這與Wi-Fi 常用來表示無線局域網(wǎng) WLAN 相似。 IEEE 的 802.16 工作組是無線城域網(wǎng)標準的制訂者，而 WiMAX 論壇則是 802.16 技術的推動者。 兩個正式標準 802.16d（它的正式名字是 802.1

12、6-2004），是固定寬帶無線接入空中接口標準（2 66 GHz頻段）。 802.16 的增強版本，即 802.16e，是支持移動性的寬帶無線接入空中接口標準（2 6 GHz頻段），它向下兼容 802.16-2004。 802.16 無線城域網(wǎng)服務范圍的示意圖 ISPU N I V E R S I T YU N I V E R S I T Y802.11 WLAN802.11 熱點802.11 WLAN802.16802.16802.16 基站802.16因特網(wǎng)802.16 基站802.16802.16電信網(wǎng)覆蓋范圍幾種無線網(wǎng)絡的比較 1 Gb/s100 Mb/s10 Mb/s1 Mb/s100 kb/s10 kb/s用戶數(shù)據(jù)率PAN LAN MAN WAN802.15.4ZigBee802.15.1藍牙802.15.3超寬帶802.11g, a802.11b802.162G移動通信3G移動通信4G移動通信Wi-FiWiMAX1. 藍牙系統(tǒng)(Bluetooth) 最早使用的 WPAN 是 1994 年愛立信公司推出的藍牙系統(tǒng)，其標準是 IEEE 802.15.1 。 藍牙的數(shù)據(jù)率為 720 kb/s，通