三级网络技术第8章：无线局域网设备（一）

采用的方式直接做学习笔记，利用好这剩下不多的时间。

---

8.1 基础知识

无线网络使用各种无线通信技术，为移动设备提供必要的物理接口，实现物理层和数据链路层的功能。
常用的无线局域网标准包括：蓝牙标准、HiperLAN标准、IEEE802.11标准。

8.1.1 蓝牙技术与标准

一 、蓝牙技术的基本概念

它是一个开放性的、短距离无线通信技术标准。蓝牙系统结构的基本特征表现在：网络拓扑、节能模式、抗干扰性能、鉴权与加密、话音编码、软件结构等。前者定义了蓝牙的技术细节，后者为全球兼容性奠定了基础。
蓝牙协议分为4层：核心协议、蓝牙电缆替代协议RFCOMM、电话传送控制协议TCB BIN/AT与Internet应用相关的高层协议。

二、蓝牙系统的主要参数与技术指标

1）工作频段：ISM频段2.402GHz~2.480GHz
2） 双工方式：TDD
3）业务类别：同时支持电路交换及分组交换
4）标称数据速率：1Mbps
5）异步信道速率：非对称连接 723.2kbps/57.6kbps
对称连接：433.9kbps
6）同步信道速率：64kbps (3个全双工）
7）信道间隔：1MHz
8）信道数：79
11）跳频次数：1600次/s
13）数据连接方式：面向连接业务SCO，无连接业务ACL，
14）纠错方式：1/3 FEC （3 bit重复码），2/3 FEC，CRC-16，ARQ
15）密钥：8bit增减，最长128bit
19）网络拓扑结构：Ad hoc、Piconnet及Scatternet结构。

8.1.2 HiperLan技术与标准

一、HiperLAN技术的基本概念

HiperLAN是在欧洲应用的无线局域网通信标准的一个子集，有HyperLAN/1和HyperLAN/2两种标准，均被ETSI采用，它提供了类似于IEEE 802.11无线局域网协议。
HiperLAN/1具有5G射频频率，上行20Mbps速率。HiperLAN/2采用5G频率，上行速率54Mbps，同3G标准兼容。
一个AP（接入点，Access Point）所覆盖的区域称为一个小区，室内一般30m，室外150m。

二、HiperLAN/2主要技术特点

1. 高速数据传输

OFDM调制技术，对多径效应解决很有效。MAC采用动态TDD模式。

2. 面向连接

在传送数据之前，AP和MT之间通过HiperLAN/2控制层的信令预先建立连接。在空中接口上是时分双工的，连接分点对点——双向连接，和点对多点——下行方向单向连接。HyperLAN/2采用专用广播信道。

3. QoS

由于高传输率和对QoS的支持，HiperLAN/2可以同时传输不同类型的数据流。

4.自动频率分配

接入点AP能自动选择适当的无线信道进行数据传输。

5. 安全性

HiperLAN/2网络支持安全认证和加密功能。

6. 移动性

移动终端与具有最好信噪比的接入点通信。

7. 网络与应用无关

HiperLAN/2网络协议栈具有灵活的体系结构，可被用作交换式以太网的无线部分，也可作为第三代蜂窝网络的接入网使用。

8. 省电

省电机制是基于MT对睡眠期的初始约定。移动终端可以在任何时间要求AP进入低功率状态，并且请求特定的睡眠周期。

8.1.3 IEEE 802.11标准

一、基本概念

IEEE 802.11是第一代无线局域网WLAN标准之一，定义了无线结点和无线接入点这两种类型的设备。前者是在一台接入设备上加上一块无线网络接口卡构成，后者的作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口802.3接口构成，桥接软件符合802.1d桥接协议。
IEEE 802.11的三个物理层包括了两个扩频技术（FHSS和DSSS）和一个红外传播规范，无线传输的频道定义在2.4GHz的ISM波段内。
802.11无线标准定义的传输速率是1Mbps和2Mbps，可以使用FHSS跳频扩频和DSSS直序扩频技术。在802.11中，存在Near/Far现象，因此对CSMA/CD进行了调整，采用了新的协议CSMA/CA和DCF。另一个无线MAC层问题是hidden node问题，两个相反的工作站利用一个中心接入点进行连接，工作站互相之间由于障碍或者距离原因无法感知到对方的存在。因此，802.11在MAC层引入了一个新的Send/Char to Send (RTS/CTS）选项。
目前无线网络的标准有IEEE 802.11b, IEEE 802.11a和IEEE 802.11g等。

属性	802.11b	802.11a	802.11g
最大数据传输率	11Mbps	54Mbps	54Mbps
实际吞吐量	5～7Mbps	28~31Mbps	2831Mbps(802.11g)/1012Mbps(与802.11b混合
最大容量	33Mbps	432Mbps	162Mbps

二、IEEE 802.11b优点

1）速度：2.4GHz直接序列扩频无线技术，最大11Mbps
2）动态速率转换：射频变差时，降低数据传输速率为5.5Mbps, 2Mbps和1Mbps
3）使用范围：以百米为单位，室外300米，室内100m
4）可靠性：与以太网类似
5）互用性：802.11只允许一种标准的信号发送技术
6）电源管理：网络接口卡可转到休眠模式
7）漫游支持：接入点之间无缝连接
8）加载平衡：802.11b NIC更改接入点，以提高性能
9）可伸缩性：最多三个接入点，支持上百个用户
10）安全性：内置式鉴定和加密

三、基本动作模式

1. 点对点模式（Ad hoc）

它指无线网卡之间的通信方式，PC插上无线网卡即可与另一具有无线网卡的PC连接，最多256台。

2. 基本模式（infrastructure)

无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式。插上无线网卡的PC需要由接入点与另一台PC连接，一个接入点最多1024台PC。

四、典型解决方案

1. 对等解决方案

给PC安装无线网卡，互相访问。

2. 单接入点解决方案

相当于有线网络中的集线器，同时通过10Base-T端口与有线网络相连。

3. 多接入点解决方案

当网络规模较大，超过单个接入点覆盖半径时。

4. 无线中继解决方案

充当有线网络的延伸。

5. 无线冗余解决方案

将两个接入点放置在同一位置，实现无线冗余备份。

6. 多蜂窝漫游工作方式

允许一个用户在不同的接入点覆盖区域内任意漫游。

五、主要应用

1）不易接线的区域

2）灵活的工作组

3）网络化的会议室

4）特殊网络

5）子公司网络

6）部门范围内的网络移动