第1講 無線網(wǎng)絡概述

1、無線網(wǎng)絡技術主講教師：張燕玲E-mail： 學習目標l 掌握無線網(wǎng)絡的基本工作原理；l 掌握無線網(wǎng)絡的關鍵技術；l 理解IEEE 802.11系列無線網(wǎng)絡標準；l 認識藍牙、ZigBee、WiFi、無線Mesh網(wǎng)絡等無線網(wǎng)絡技術。l 培養(yǎng)學生設計和部署中小規(guī)模無線局域網(wǎng)的能力；l 培養(yǎng)學生進行無線網(wǎng)絡測試和優(yōu)化的能力；l 培養(yǎng)學生無線網(wǎng)絡的維護和管理的能力。參考資料l教材： 無線局域網(wǎng)絡（WLAN）設計與實現(xiàn)，浙江大學出版社。l參考網(wǎng)址：http:/http:/ CCNA無線認證考試指南，人民郵電出版社。l 無線自組織網(wǎng)絡和對等網(wǎng)絡原理與安全，清華大學出版社。l 802.11 wireless

2、 networks（802.11定義手冊）。l 無線網(wǎng)絡技術導論，清華大學出版社。課程考核辦法及要求 （1）實驗完成情況（實驗報告） 20按時到課，完成實驗內容按要求及時完成實驗報告 （2）筆記+作業(yè)+課堂表現(xiàn)20按時上課，認真聽講，課堂認真記筆記。按要求及時完成作業(yè) （3）考試 60引入l 無線網(wǎng)絡=計算機網(wǎng)絡+無線通信技術。l 射頻（RF）技術，取代舊式的雙絞線纜構成局域網(wǎng)絡，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能。l WLAN已經(jīng)成為寬帶接入的有效手段之一，使用WLAN的區(qū)域及其承載的業(yè)務愈來愈多 。l 為了更好地構建理想中的無線網(wǎng)絡，我們需要了解無線網(wǎng)絡的技術體系、熟悉構建無線網(wǎng)絡的設備功能。本

3、講主要內容 無線網(wǎng)絡的發(fā)展 無線網(wǎng)絡的多樣性 無線網(wǎng)絡的分類 無線網(wǎng)絡的標準化組織和標準 無線產(chǎn)品的電磁輻射無線網(wǎng)絡的興起 無線網(wǎng)絡的歷史起源可以追朔到第二次世界大戰(zhàn)期間，美國陸軍采用無線電信號進行數(shù)據(jù)傳輸。 1971年時，夏威夷大學的研究員創(chuàng)造了第一個基于封包式技術的無線電通訊網(wǎng)絡Aloha網(wǎng)絡，可以算是相當早期的無線局域網(wǎng)絡(WLAN)。無線網(wǎng)絡的發(fā)展l標準發(fā)布時間l速率的發(fā)展變化l頻段的發(fā)展免授權的無線頻段(ISM)l902MHz 26MHz 頻寬頻寬 比較擁擠比較擁擠 Worldwide limitedl2.4GHz 83.5MHz BW 世界范圍內可用世界范圍內可用 IEEE802.

4、11 WLANsl5.1GHz 300MHz BW不連續(xù)的不連續(xù)的 發(fā)展中的發(fā)展中的North & South America902MHz240025002440SpainFrance2480902 9282.4GHz Americas, most of Europe, ChinaJapanU-NII: Unlicensed National Information Infrastructure*Frequency Allocations are pending510052005300540055005600570058005900U-NIIEuropeHiperLAN2*U-NIIJ

5、apan*EuropeHiperLAN15.1GHz工業(yè)：家用無繩電話、監(jiān)控系工業(yè)：家用無繩電話、監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)科學研究：藍牙、微波爐科學研究：藍牙、微波爐醫(yī)療醫(yī)療各個國家授權使用的信道12Channel Freq (GHz) US/CanEuropeJapanxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx12345678910111213142.4122.4172.4222.4272.4322.4372.4422.4472.4522.4572.4622.4672.4722.484802.11b/g信道劃分圖2.4122.4172.4222.4322.4422.4522.4622.4722.4

6、842.4272.4372.4472.4572.4672345178910611121314無線網(wǎng)絡的多樣性常見的無線技術l想一想生活中會用到的哪幾種無線網(wǎng)絡技術？IrDA BlueToothNFCZigBeeUWBWiFi無線網(wǎng)絡的分類l依據(jù)覆蓋范圍劃分為：WPAN 、WLAN 、WMAN 、WWAN 。l依據(jù)網(wǎng)絡架構劃分：基礎結構的無線網(wǎng)絡、Ad hoc無線網(wǎng)絡。l依據(jù)應用來分：無線傳感器網(wǎng)絡、無線Mesh網(wǎng)絡、移動Ad hoc網(wǎng)絡。無線網(wǎng)絡技術比較WPAN 點對點或小型網(wǎng)絡 應用從遠程控制到復雜語音 特點：易用、低費用和便攜 2.4 GHz頻段WLAN 耗電量大 設計靈活性大 速度快 2

7、.4 和5 GHzWMAN 骨干鏈路或用戶覆蓋的應用 具體技術：WiMax 授權的頻段：2GHz11GHz非授權頻段：5GHzWWAN 大覆蓋范圍 問題：帶寬和用戶數(shù) 基于時長和流量收費 具體技術：3G監(jiān)管組織l定義如何使用RF范圍條例：頻譜和信道傳輸功率編碼和調制技術l美國聯(lián)邦委員會FCCl歐洲電信標準化協(xié)會ETSIl無線電管理局SRRCWLAN相關組織和標準l Wi-Fi聯(lián)盟成立于1999年的Wi-Fi聯(lián)盟是一個非牟利國際協(xié)會，旨在認證基于IEEE 802.11規(guī)格無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的互操作性和推動wireless新標準制定。目前已知的相關標準：WPA、WPA2、WMM。l WAPI中國無線網(wǎng)

8、絡產(chǎn)品國標中安全機制 的標準，包括無線局域網(wǎng)鑒別（WAI）和保密基礎結構（WPI）兩部分。無線網(wǎng)絡協(xié)議族19PHY802.11(1/2 Mbps)MAC802.11/11a/11b/11g MAC802.11e QoS802.11b(5.5/11 Mbps)802.11f 漫游和切換漫游和切換802.11g(54 Mbps)802.11a(54 Mbps)802.11n(600 Mbps)802.11i 安全增強安全增強802.11s mesh802.11r快切快切WLAN產(chǎn)品對人體的電磁輻射l 很多研究已經(jīng)證明，WLAN產(chǎn)品可以在家庭及商業(yè)中使用，對人體來說是安全。l 典型的WLAN產(chǎn)品，如AP輸出功率100mw，對于網(wǎng)卡來說，通常只有10mw至50mw。相比較來說，手機的發(fā)射功率在通話時可以超過1W，而無線對講機甚至可以達到5 W。l 政府有相關的法令對發(fā)射功率進行嚴格的限制，因此通過政府相關部門認證過的無線設備對人體是無害的。作業(yè)l 課后作業(yè)：課后作業(yè)：l 簡答題：簡答題：1、請分別從技術、速度和頻段等幾個方面來論述無線網(wǎng)絡技術的發(fā)展過程。2、試舉出幾種常用的無線網(wǎng)絡技術，