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校园无线局域网的设计方案 - 图文

来源:用户分享 时间:2025/5/31 5:29:40 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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无线AP(AP,Access Point,无线访问节点、会话点或存取桥接器)是一个包含很广的名称,它不仅包含单纯性无线接入点(无线AP),也同样是无线路由器(含无线网关、无线网桥)等类设备的统称,无线客户端通过无线AP与有线网络或其他无线客户端得通信。

端口是设备的信道,计算机与外界通讯交流的出口,可以支持个点对点连接。

1.3 无线局域网的设备

无线设备包括无线网卡、无线AP、无线网桥、无线路由器、无线天线、无线局域网交换机等。

无线网卡是终端无线网络的设备,是无线局域网的无线覆盖下通过无线连接网络进行上网使用的无线终端设备。具体来说无线网卡就是使你的电脑可以利用无线来上网的一个装置,但是有了无线网卡也还需要一个可以连接的无线网络,如果在家里或者所在地有无线路由器或者无线AP的覆盖,就可以通过无线网卡以无线的方式连接无线网络可上网。

无线AP(Access Point)即无线接入点,它是用于无线网络的无线交换机,也是无线网络的核心。无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点,主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部,典型距离覆盖几十米至上百米,目前主要技术为802.11系列。大多数无线AP还带有接入点客户端模式(AP client),可以和其它AP进行无线连接,延展网络的覆盖范围。

无线网桥顾名思义就是无线网络的桥接,它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁(无线网桥亦是无线AP的一种分支)。无线网桥除了具备上述有线网桥的基本特点之外,无线网桥工作在2.4G或5.8G的免申请无线执照的频段,因而比其它有线网络设备更方便部署。

无线路由器是带有无线覆盖功能的路由器,它主要应用于用户上网和无线覆盖。市场上流行的无线路由器一般都支持专线xdsl/ cable,动态xdsl,pptp四种接入方式,它还具有其它一些网络管理的功能,如dhcp服务、nat防火墙、mac地址过滤等等功能。

当计算机与无线AP或其他计算机相距较远时,随着信号的减弱,或者传输速率明显下降,或者根本无法实现与AP或其他计算机之间通讯,此时,就必须借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增益(放大)。

无线天线有多种类型,不过常见的有两种,一种是室内天线,优点是方便灵活,缺点是增益小,传输距离短;一种是室外天线。室外天线的类型比较多,一种是锅状的定向天线,一种是棒状的全向天线。室外天线的优点是传输距离远。比较适合远距离传输。

无线设备本身的天线都有一定距离的限制,当超出这个限制的距离,就要通过这些外接天线来增强无线信号,达到延伸传输距离的目的。这里面要涉及到两个概念: 1、 频率范围

它是指天线工作的频段。这个参数决定了它适用于哪个无线标准的无线设备。比如802.11a标准的无线设备就需要频率范围在5GHz的天线来匹配,所以在购买天线时一定要认准这个参数对应相应的产品。

2、 增益值

此参数表示天线功率放大倍数,数值越大表示信号的放大倍数就越大,也就是说当增益数值越大,信号越强,传输质量就越好。

无线局域交换机,就是进行无线局域网数据交换的终端网络设备,可以广泛用于家庭、企业,免去有线数据交换的布线,后期维护的麻烦!对目前大部分IPTV无法实现无线连接,实现了可能!

第二章 无线局域网的关键技术

目前,无线局域网所采用的技术主要有扩频技术、蓝牙技术、红外技术以及IEEE802.11系列和HomeRF等。

2.1 扩频技术

扩频技术其特点是传输信息所用的带宽远大于信息本身带宽。扩频通信技术在发进行扩频调制,在收端以相关解调技术收信。其原理是:将无线信道分解成若干个正交子信道。然后将高速的数据信号转换成并行的、低速子数据流,并调制到每个子信道上,由于信号带宽小于信道的相关带宽,从而减少了各个载波之间的相互干扰。

扩频通信技术在发端以扩频编码进行扩频调制,在收端以相关解调技术收信,这一过程使其具有诸多优良特性:

(1)、抗干扰性能好:它具有极强的抗人为宽带干扰、窄带瞄准式干扰、中继转发式干扰的能力,有利于电子反对抗。如果再采用自适应对消、自适应天线、自适应滤波,可以使多径干扰消除,这对军用和民用移动通信是很有利的。

(2)、隐蔽性强、干扰小:因信号在很宽的频带上被扩展,则单位带宽上的功率很小,即信号功率谱密度很低。信号淹没在白噪声之中,别人难于发现信号的存在,再加之不知扩频编码,就更难拾取有用信号。而极低的功率谱密度,也很少对其它电讯设备构成干扰。扩频通信技术把被传送的信号带宽展宽,从而降低了系统在单位频带内的电波“通量密度”,这对空间通信大有好处。国际无线电咨询委员会及国际电信联盟规定了空间通信系统在地面上产生“通量密度”的国际标准,以防止对地面通信的干扰。例如规定在S波段内每4KHz频带内“通量密度”为-154dB/m2。

(3)、易于实现码分多址:扩频通信占用宽带频谱资源通信,改善了抗干扰能力,是否浪费了频谱资源呢?其实正相反,是提高了频带的利用率。正

是由于扩频通信要用扩频编码进行扩频调制发送,而信号接收需要用相同的扩频编码之间的相关解扩才能得到,这就给频率复用和多址通信提供了基础。充分利用不同码型的扩频编码之间的相关特性,分配给不同用户不同的扩频编码,就可以区别不同用户的信号,众多用户,只要配对使用自己的扩频编码,就可以互不干扰地同时使用同一频率通信,从而实现了频率复用,使拥挤的频谱得到充分的利用。

(4)、数模兼容:可以传输数字信号,也可以传输模拟信号。 常规的无线电通信是在频率上分配(称为频分)或从时间上分配(称为时分)给通信用户,使之在频段上或时间上互不相同,以使彼此互不干扰共用频谱资源。扩频通信是以各用户使用不同的扩频编码来共用同一频率。采用扩频通信多址方式的频谱利用率高于采用频分多址方式的频谱利用率。而且扩频码分多址还易于解决增加新用户的问题。

扩频系统的缺点 : 1.系统用频带宽。 2.相对于FDMA、TDMA多址方式,采用扩频技术的CDMA多址方式在移动通信的系统实现更为复杂。

2.2 蓝牙(Bluetooth)技术

是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,它以低成本的近距离无线连接为基础,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。其程序写在一个9 x 9 mm的微芯片中,可以方便的嵌入到各种数码设备中。

2.3 IEEE802.11系列标准

IEEE802.11系列标准主要针对无线局域网的媒体访问控制(MAC)层和物理(PHY)层。我们通常所说的IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g,等无线局域网标准主要是根据PHY层得不同来区分的,这些标准之间的区别主要体现在他们的工作频段、数据传输速率、最大传输距离等指标上。而IEEE802.11e、IEEE802.11i等标准工作在MAC层上,他们为整个IEEE802.11系列标准所共用。另外IEEE802.11n标准是一个横跨MAC层与PHY层的标准。

2.3.1 IEEE802.11a

IEEE无线网络标准,指定最大54Mbps 的数据传输速率和 5GHz 的工作频段。 802.11a标准是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用的802.11b无线联网标准的后续标准。它工作在5GHzU-NII频带,物理层速率可达54Mb/s,传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口;支持语音、数据、图像业务;一个扇区可接入多个用户,每个用户可带多个用户终端。 802.11的第二个分支被指定为802.11a。承受着风险将802.11带入了不同的频带——5.2GHzU-NII频带,并被指定高达54Mbps的数据速率。802.11a的传输技术是多载波调制技术。

2.3.2 IEEE802.11b

IEEE802.11b是一种11Mb/s 无线标准,工作在2.4GHz频段,可为笔记本电脑或桌面电脑用户提供完全的网络服务,改变了无线局域网的设计和应用现状,满足了人们在一定区域内实现不间断移动办公的需求,为我们创造了一个自由的空间。IEEE802.11b系统可以与数据传输速率为1M/s和2M/s的IEEE802.11DSSS系统兼容,但却无法与数据传输速率为1M/s和2M/s的IEEE802.11FHSS系统兼容。

2.3.3 IEEE802.11g

IEEE802.11g在2.4GHz频段使用正交频分复用(OFDM)调制技术,使数据传输速率提高到20Mbit/s以上,能够与IEEE802.11b的Wi-Fi系统互联互通,可共存于同一AP的网络里,从而保障了后向兼容性。

2.3.4 IEEE802.11e

EEE 802.11e定义了无线局域网的服务质量(quality-of-service,QOS),例如对语音IP(voice-over IP)的支持。802.11e标准定义了混合协调功能(HCF)。HCF以新的访问方式取代了DCF和PCF,以便提供改善的访问带宽并且减少了高优先等级通信的延迟。这称作“增强分布式协调访问”(EDCA)的访问方式扩展了DCF的功能,名为“混合控制信道访问”(HCCA)的访问方式扩展了PCF的功能。

2.3.5 IEEE802.11i

IEEE 802.11的i工作组致力于制订被称为IEEE 802.11i的新一代安全标准,这种安全标准为了增强WLAN的数据加密和认证性能,定义了RSN(Robust Security Network)的概念,并且针对WEP加密机制的各种缺陷做了多方面的改进。

IEEE 802.11i规定使用802.1x认证和密钥管理方式,在数据加密方面,定义了TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)、CCMP(Counter-Mode/CBC-MAC Protocol)和WRAP(Wireless Robust Authenticated Protocol)三种加密机制。其中TKIP采用WEP机制里的RC4作为核心加密算法,可以通过在现有的设备上升级固件和驱动程序的方法达到提高WLAN安全的目的。CCMP机制基于AES(Advanced Encryption Standard)加密算法和CCM(Counter-Mode/CBC-MAC)认证方式,使得WLAN的安全程度大大提高,是实现RSN的强制性要求。由于AES对硬件要求比较高,因此CCMP无法通过在现有设备的基础上进行升级实现。WRAP机制基于AES加密算法和OCB(Offset Codebook),是一种可选的加密机制。

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