第3章无线数据通信及无线LAN
第三章 ZigBee 无线网络技术
第三章ZigBee 无线网络技术3.1 ZigBee无线网络技术的特点ZigBee技术主要用于无线个域网（WPAN），是基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的。
IEEE802.15.4定义了两个底层，即物理层和媒体接入控制（Media Access Control，MAC）层；ZigBee联盟则在IEEE 802.15.4的基础上定义了网络层和应用层。
ZigBee联盟成立于2001年8月，该联盟由Invensys、三菱、摩托罗拉、飞利浦等公司组成，如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入，其目标市场是工业、家庭以及医学等需要低功耗、低成本、对数据速率和QoS（服务质量）要求不高的无线通信应用场合。
ZigBee这个名字来源于蜂群的通信方式：蜜蜂之间通过跳Zigzag形状的舞蹈来交互消息，以便共享食物源的方向、位置和距离等信息。
与其它无线通信协议相比，ZigBee无线协议复杂性低、对资源要求少，主要有以下特点：(1)低功耗：这是ZigBee的一个显著特点。
由于工作周期短、传输速率低，发射功率仅为lmw，以及采用了休眠机制，因此ZigBee设备功耗很低，非常省电。
据估算，ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间，这是其它无线设备望尘莫及的。
(2)低成本：协议简单且所需的存储空间小，这极大降低了ZigBee的成本，每块芯片的价格仅2美元，而且ZigBee协议是免专利费的。
低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。
(3)时延短：通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延为30ms，休眠激活的时延是15ms，活动设备信道接入的时延为15ms。
这样一方面节省了能量消耗，另一方面更适用于对时延敏感的场合，例如一些应用在工业上的传感器就需要以毫秒的速度获取信息，以及安装在厨房内的烟雾探测器也需要在尽量短的时间内获取信息并传输给网络控制者，从而阻止火灾的发生。
王道计算机网络第三章数据链路层思维导图
思想
1-坚持CSMA
只要媒体空闲，站点就马上发送，避免了媒体利用率的损失
优点
假如有两个或两个以上的站点有数据要发送，冲突就不可避免
缺点
非坚持指的是对于监听信道忙之后就不继续监听
信道空闲
CSMA协议
如果一个主机要发送消息，那么它先监听信道
相同点
1.传输介质不同：CSMA/CD用于总线以太网【有线】，而CSMA/CA用于无线局 域网【无线】
CSMA/CD与CSMA/CA对比
2.载波检测方式不同：因传输介质不同，CSMA/CD与CSMA/CA的检测方式也不 同。CSMA/CD迪过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电 压就会随着发生变化；而CSMA/CA采用能量检测（ED)、载波检测（CS）和能量 载波混合检测三种检测信道空闲的方式
粗同轴电缆
细同轴电缆
传输介质
双绞线+集线器 逻辑上总线型 物理上星型
拓扑结构
传输介质与拓扑结构的发展
10BASE-T是传送基带信号的双绞线以太网，T表示采用双绞线，现10BASE-T采 用的是无屏蔽双绞线（UTP），传输速率是10Mb/s
物理上采用星型拓扑，逻辑上总线型，每段双绞线最长为100m
10BASE-T以太网
隐蔽站
无线局域网
为什么会有CSMA/CA
发送数据前，先检测信道是否空闲
空闲则发出RTS（request to send），RTS包括发射端的地址、接收端的地址、 下一份数据将持续发送的时间等信息；信道忙则等待
接收端收到RTS后，则响应CTS（clear to send）
短距离无线通信设备检测第三章-无线通信设备测试参数及测试流程
3.3.6.发射机杂散发射功率
发射机的杂散发射功率是指当设备处于发送或待机状态时在 规定的频率范围以外的辐射功率。根据国家标准GB13421-92 《无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法》的规 定，杂散发射的表示方法有两种。一种是绝对电平表示法， 它是以“”或“”表示的杂散发射的平均功率或波峰包络功 率；另一种表示方法为相对电平表示法，它是以分贝表示的 杂散发射平均功率或波峰包络功率相对于发射波峰包络功率 的衰减量。
3.2.2. 同轴转接头
射频信号有其自身频率特点，所以此类信号在传输过程中需 要特殊媒介，从而相应同轴转接头在进行无线通信设备检测 过程中必不可少，主要包括以下几种类型：
（1）BNC接头。 （2）N接头。 （3）SMA接头。
3.3 无线通信设备常用检测参数
3.3.1. 等效全向辐射功率 等效全向辐射功率即为设备的最大发射功率，它指的是卫星
3.1.3 缩略词
3.2 检测连接设备
3.2.1. 连线 在低频情况下，良好的连接就是指导线之间要相互接触，称
之为简单的连续性；而在射频情况下，阻抗失配是很严重的 问题，这意味着良好的连接不仅要确保导线相互接触，而且 要求连接器也要正确的扭转在一起。因此，射频制造商常采 用7英尺 磅大小的扭矩，以确保连接器之间具有很好的接触 和最小的电阻（射频术语称为插入损耗）。
3.3.4.跳频扩频技术要求
对于使用跳频扩频调制的设备其技术要求主要体现在延迟时 间、跳频信道、跳频序列三个方面。
，又称作介质访问控制，它与逻辑链路 控制（LLC）同属于数据链路层。媒体访问控制层是数据链路 层的底级组成部分，主要负责解决与媒体接入有关的问题和 在物理层的基础上进行无差错的通信。
2.功率单位 射频信号的功率是表征信号强度的物理量。功率是描述做功
第三章网络技术基础-资料
• ④交换机 是一个中心控制点，将需要连网 的计算机都通过网卡、电缆线等与集线器交 换机相连，则可以把这里计算机互连在一起 组成局域网。
• ⑤网桥（bridge）：能对不同类型的局域网实行桥 接，实现互相通信，但又能有效地阻止各自网内 的通信不会流到别的网络。网桥有时也用在同一 网络内，可以隔离不同的网段，把不需要越出网 段的通信限制在段内，避免网络传输的过重负担 。
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③调制解调器（modem）。
• 俗称“猫”，是计算机电话上网所必需的设备， 通过电话线在相互通信的计算机的两端连接调制 解调器。发送数据的一方将数字信号加载到模拟 信号中（这一过程叫调制），接收数据的一方从 接收到的模拟信号中分离出数字信号（这一过程 叫解调），在通信的两端都应具备调制和解调的 功能，以便既能发送也能接收数据。按照与计算 机的连接方式，调制解调器可分为外置式和内置 式两种。外置式调制解调器从机体角度讲，它与 计算机是互相独立的，通过外线与计算机的COM 端口和电话线连接。内置式调制解调器被安装在 计算机的扩展槽内，不占用物理COM端口。
资源和软件资源，外设属于可被网络用户共享的 、常用的硬件资源。通常情况下，共享资源一般 是一些大型的、昂贵的外部设备：如大型激光打 印机、绘图设备、大容量存储系统等。
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2.网络软件
• 网络软件包括网络操作系统、网络应用软件、防 火墙。
• 网络软件中最主要的是网络系统软件，在网络系 统软件中最重要的是网络操作系统，网络操作系统 往往决定了网络的性能、功能、类型等。计算机系 统的运行需要操作系统的控制和管理，如DOS、 WINDOWS、UNIX、OS／2等，网络系统的运行 也需要网络操作系统。局域网上有很多种网络操作 系统，目前使用最广泛的网络操作系统主要有 Microsoft公司的Windows 2000、Novell公司的 Netware、Banyan公司的VINES，以及UNIX、 LINUX等。Windows 2000的最大特点是方便， Unix的最大特点是封闭和安全，Linux和Unix类似 2，020/但2/20是它是免费的。
第三章 IEEE802标准系列
IEEE 802.11使用CSMA/CA协议，在该协议中使用了物理信道的监 听手段与虚拟信道的监听手段。 CSMA/CA支持以下两种操作方法： 1、当一个站要传送数据时，首先监听信道。若信道空闲，就开始 传送，在传送过程中它并不监听信道，而是直接送出整个帧。 2、以MACAW为基础，使用虚拟信道监听方法。
蓝牙协议栈
图3-14 802.15版本的蓝牙协议结构
蓝牙的帧结构
图3-15 一个典型的蓝牙数据帧
IEEE 802.15.1标准与蓝牙规范v1.1的关系
IEEE 802.15.1虽然是以蓝牙规范v1.1为基础，但又不是完全的照 搬，而是按照IEEE 802系列的标准体系加以取舍和补充。为了加深对 标准的理解，它除了把蓝牙目前的协议纳入IEEE 802标准模式外，在 标准的开始部分还增加了所有IEEE 802标准都要有的一些说明信息， 包括概述，参考引用文件，定义和缩略语等内容。
将一个手持话机与本地的基站连 接起来
intercom
内部通信联 络系统
数字步话机
headest object push file transfer
头戴通话 对象推送 文件传送
允许免提的话音通信
提供一种交换简单对象的方法
提供一种更为通用的文件传送设 施
synchronization 同步
允许一个PDA与另一台计算机进 行数据同步
（1）发送数据封装部分的功能 （2）发送媒体访问管理部分的功能 （3）接收媒体访问管理部分的功能 （4）接收数据解封装部分的功能
IEEE 802.3ae标准与10G以太网
10G以太网技术特点： ▪ 采用IEEE 802.3以太网的帧格式 ，保留了IEEE 802.3
规定的以太网最小和最大桢长 ▪ 采用光纤作为通信物理介质 ▪ 数据传输采用全双工方式 ▪ 万兆以太网的物理层不再使用已有的光纤通道技术，
第3章 无线局域网
电源管理很重要：当某站不处于数据收发状态时，使机内 收发处于休眠状态；当要收发数据时，再激活收发信机；
(8)多业务与多媒体：发展方向； (9)移动性：目前还不能支持高速移动，即使在小范围 的低速移动过程中，性能还要受到影响； (10)小型化、低价格
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3.1.3 无线局域网的发展历程与相关标准化活动 无线局域网的发展经历了四代: (1)第一代无线局域网：1985年，FCC颁布的电波法 规为无线局域网的发展扫清了道路。
如灾难恢复、临时商用系统和大型会议、军事临时组网等
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3.1.5 无线局域网的需求（1）
吞吐量(throughput)
为了使容量最大化，媒体接入控制协议应尽可能高效地 利用无线媒体。
节点数(number
of nodes)
可能需要在多个蜂窝区中支持上百个节点。
与骨干LAN的连接(connection
3．无线接入点
无线接入点类似蜂窝结构中的基站，是无线局域网的
重要组成单元。它是一种特殊的站，通常处于BSA的 中心，固定不动。
无线接入点是具有无线网络接口的网络设备，其至少
应包括：
与分布式系统的接口（至少一个） 无线网络接口（至少一个）和相关软件 桥接软件、接入控制软件、管理软件等AP软件和网络软件
power consumption)
当使用无线网卡时，要求移动节点不间断地监视接入点 或不停地与基站频繁握手的MAC协议是不适当的。 因此，在不使用网络时，无线LAN应具有减少功率消耗 的功能，如进入睡眠模式等。
传输的安全性(transmission
security)
无线LAN在传输中可能很容易被干扰和被窃听。 要求无线LAN的设计必须达到即使在噪音环境下仍有可 靠的传输及应提供一些安全级别以避免被窃听。
LAN技术
第3章局域网技术主要内容:1、局域网定义和特性2、各种流行的局域网技术3、高速局域网技术4、基于交换的局域网技术5、无线局域网技术及城域网技术一、局域网定义和特性局域网(Local Area Network)即LAN:将小区域内的各种通信设备互联在一起的通信网络。
1、局域网三个特性:(1)高数据速率在0.1-100Mbps(2)短距离0.1-25Km(3)低误码率10-8-10-11。
2、决定局域网特性的三个技术:(1)用以传输数据的介质(2)用以连接各种设备的拓扑结构(3)用以共享资源的介质控制方法。
3、设计一个好的介质访问控制协议三个基本目标:(1)协议要简单(2)获得有效的通道利用率(3)对网上各站点用户的公平合理。
二、以太网Ethernet IEEE802.3以太网是一种总路线型局域网，采用载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD介质访问控制方法。
1、载波监听多路访问CSMA的控制方案:(1)一个站要发送，首先需要监听总线，以决定介质上是否存在其他站的发送信号。
(2)如果介质是空闲的，则可以发送。
(3)如果介质忙，则等待一段间隔后再重试。
坚持退避算法:(1)非坚持CSMA:假如介质是空闲的，则发送;假如介质是忙的，等待一段时间，重复第一步。
利用随机的重传时间来减少冲突的概率，缺点:是即使有几个站有数据发送，介质仍然可能牌空闲状态，介质的利用率较低。
(2)1-坚持CSMA:假如介质是空闲的，则发送;假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲，立即发送;假如冲突发生，则等待一段随机时间，重复第一步。
缺点:假如有两个或两个以上的站点有数据要发送，冲突就不可避免的。
(3)P-坚持CSMA:假如介质是空闲的，则以P的概率发送，而以(1-P)的概率延迟一个时间单位，时间单位等于最大的传播延迟时间;假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲，重复第一步;假如发送被延迟一个时间单位，则重复第一步。
2、载波监听多路访问/冲突检测这种协议广泛运用在局域网内，每个帧发送期间，同时有检测冲突的能力，一旦检测到冲突，就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号，通知总线上各站冲突已经发生，这样通道的容量不致因白白传送已经损坏的帧而浪费。
《计算机网络技术及应用》教材部分复习提纲2014版
《计算机网络技术及应用》复习提纲一、教材内容复习资料1.第一章⏹计算机网络定义：计算机网络是将分散在不同地点且具有独立功能的起来，在网络协议和软件的支持下进行数据多个计算机系统，利用通信设备和线路相互连接通信，实现资源共享的计算机系统的集合。
1．两台或两台以上的计算机相互连接起来才能构成网络。
网络中的各计算机具有独立功能。
2．计算机之间要通信，要交换信息，彼此就需要有某些约定和规则，这些约定和规则就是网络协议。
网络协议是计算机网络工作的基础。
3．网络中的各计算机间进行相互通信，需要有一条通道以及必要的通信设备。
通道指网络传输介质，它可以是有线的（如双绞线，同轴电缆线等），也可以是无线的（如激光、微波等）。
通信设备是在计算机与通信线路之间按照一定通信协议传输数据的设备。
4．计算机网络的主要目的是实现计算机资源共享，使用户能够共享网络中的所有硬件、软件和数据资源。
⏹计算机网络分类按地理覆盖范围分类：局域网（Local Area Network 简称LAN）城域网（Metropolitan Area Network 简称MAN）广域网（Wide Area Network 简称WAN）按通讯介质分类：有线网（双绞线网、同轴线网、光纤网）无线网（微波通信、激光通信、卫星通信、红外线按通信传播方式分类：点对点传输方式的网络：由一对对机器间的多条传输链路构成。
信源与信宿之间的通信需经过一台和多台中间设备进行传输。
广播方式网络：一台计算机发送的信息可被网络上所有的计算机接收。
按拓扑结构分类：常用络拓扑结构：总线、星型、环形、树型等其它分类方式（详见教材）按网络的传输速率分类按网络中使用的操作系统分类按网络带宽分类按交换方式分类⏹计算机网络的功能1．数据通信：数据通信是计算机网络最基本的功能。
（1）传输文件（2）电子邮件、IP电话、视频会议、信息发布、交互式娱乐、音乐2．资源共享：组建计算机网络的主要目的是资源共享。
无线局域网WIFI基础知识概述
简单接入、低带 宽
技术演进时间
更高带宽：802.11a/g速率达到54Mbps，802.11n可达600Mbps（采用MIMO技术，目前处 于草案2.0版本）。
更广覆盖范围：从802.11a/g的100m到802.11n的500~1000m。
更强的障碍物穿透能力：可以使用于多堵墙壁的商务住宅、复杂房间结构的写字楼等环境中。
泛应用于办公室、家庭、宾馆、车站、机场等众多场合，但是由于许多WLAN新
标准的出现，IEEE 802.11a和IEEE 802.11g更是倍受业界关注。
WLAN标准- 802.11a
1999年，IEEE 802.11a标准制定完成，该标准规定WLAN工作频段在5.7255.850 GHz，数据传输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo), 传输距离控制在 10-100米。该标准也是IEEE 802.11的一个补充，扩充了标准的物理层，采用 正交频分复用（OFDM）的独特扩频技术。 IEEE 802.11a标准是IEEE 802.11b的后续标准，其设计初衷是取代802.11b标 准，然而，工作于2.4GHz频带是不需要执照的，该频段属于工业、教育、医
802.11i
自主管理
WAPI
小规模网络
轻量级管理
大规模网络
WLAN频谱
WLAN可以工作在2.4GHz频段，也可以工作在5.8G频段。 2.4GHz为各国共同的ISM频段，工作频率范围为2400 ~ 2483.5 MHz。此频段为共用频 段，公众无线局域网与其它无线接入系统、蓝牙技术设备、点对点或点对多点扩频通信 系统等共用频率。 开放的2.4GHz ISM频段上无绳电话，微波基站，蓝牙网络设备等的干扰，影响WLAN网 络设备之间的信号传输。
无线传感网络第三章
传输层
网络层 数据链路层 IEEE802.15.4 物理层
图 3-3 传感器网络通信协议的分层结构
1. 网络通信协议
IEEE 802.15.4是针对低速无线个域网(Low-Rate Wireless Personal Area Network，LR-WPAN)制定的标准。该标准把低能量消耗、低速率 传输、低成本作为重点目标，旨在为个人或家庭范围内不同设备之间
(1)拓扑控制。 一些传感器结点为了节约能量会在某些时刻进入休眠状 态，这导致网络的拓扑结构不断变化，而需要通过拓扑控制技术管理各 结点状态的转换，使网络保持畅通，数据能够有效传输。拓扑控制利用 链路层、路由层完成拓扑生成，反过来又为它们提供基础信息支持，优 化MAC协议和路由协议，降低能耗。
2. 网络管理平台
、相移键控和各种扩频技术。
(2)提高数据传输速率可以减少数据收发的时间，对于节能具有意义， 但需要同时考虑提高网络速度对误码的影响。一般用单个比特的收发能 耗来定义数据传输对能量的效率，单比特能耗越小越好。
3.3数据链路层协议
无线传感网络除了需要传输层机制实现高等级误差和拥塞控制外，还需 要数据链路层功能。总体而言，数据链路层主要负责多路数据流、数据 结构探测、媒体访问和误差控制，从而确保通信网络中可靠的Pointto-Point与Point-to-Multipoint连接。然而，无线传感网络协作与面 向应用的性质，以及无线传感节点的物理约束(例如能量和处理能力约 束)决定了完成这些功能的方式。
3. 无线传感器网络物理层的特点
第3章-局域网和无线局域网
的都是城域网。
3.1.1 网络的分类
• 广域网（Wide Area Network，WAN）能覆盖大面积的地理
区域，通常由多个可能使用不同计算机平台和网络技术的较 小型网络构成。因特网是世界上最大的广域网，全国性的银 行网络、大型有线电视公司网络或各地的连锁超市网络也属 于广域网。 • 本地化网络通常包括少量可由基本设备进行连接的计算机。 随着网络覆盖区域的扩大和工作站数量的增加，有时需要专 门的设备来增强信号，而多样化的设备也需要复杂的管理工
输能力。就像四车道高速路比两车道道路的交通承载能力更 强一样，高带宽的通信信道较之低带宽的通信信道能传输更 多的数据。例如，可以承载100甚至更多个有线电视频道的 同轴电缆，比家庭电话线的带宽就宽得多。数字数据信道的 带宽通常用比特/秒（b/s）来度量，模拟数据信道的带宽通 常用赫兹（Hz）来度量。
3.1.1 网络的分类
• 局域网（Local Area Network，LAN）是指连接有限地理区
域（通常是单一建筑）内个人计算机的数据通信网络。局域 网可以使用多种有线和无线技术。例如，学校的计算机实验 室或家庭网络都是局域网。在家里或宿舍里安装或升级网络， 主要是和局域网技术打交道。 • 城域网（Metropolitan Area Network，MAN）是指能在约80 公里的距离内进行声音和数据传输的高速公共网络。例如， 本地因特网服务提供商、有线电视公司和本地电话公司使用
3.2 有线网络
• 与无线网络相比，有线网络能为需要安全快速的网络接入应
用提供更多好处。例如，经常要将比较大的视频文件从一台 计算机传输到另一台计算机，如果担心无线网络的安全性， 或者要把一个大的图形打印任务发送到网络打印机，那么有 线网络连接将是首选。
无线网络技术基础第3章 无线局域网
IEEE802.11g的物理层选项
3.1.2 无线局域网的特点
优点: (1)移动性(Mobility) (2)灵活性(Flexibility) (3)可伸缩性(Scalability) (4)经济性(Saving)
无线局域网的局限性
(1)可靠性(Reliability) (2)带宽与系统容量 (3)兼容性(Compatibility)与共存性(Coexistence) (4)覆盖范围 (5)干扰 (6)安全性 (7)节能管理 (8)多业务与多媒体 (9)移动性 (10)小型化、低价格
3.4.2 IEEE 802.11a
1.信道结构 IEEE 802.11a使用通用网络信息基础结构UNII 的频带。UNII-1频段(5.15~5.25GHz)用于室内； UNII-2频段(5.25~5.35GHz)用于室内或者室外； UNII-3频段(5.725~5.825GHz)用于室外。
2．编码和调制 IEEE 802.11a使用正交频分多路复用OFDM。 OFDM也称多载波调制，在不同频率上使用多个载 波信号，在每个信道上发送若干位，类似于FDM。 然而，在OFDM中，所有的子信道被指定给单个的 数据源。
第3章 无线局域网
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 概述 无线局域网的体系结构与服务 无线局域网的协议体系 IEEE802.11物理层 IEEE802.11媒体访问控制层 其他IEEE802.11标准 无线局域网安全 5G Wi-Fi
3.3 无线局域网的协议体系
1．无线网络逻辑结构
1．分布对等式拓扑
分布对等式网络是一种独立的(Independent) BSS(IBSS)，它至少有两个站。是一种典型的、以 自发方式构成的单区网，该工作模式被称作特别 网络或自组织网络(Ad Hoc Network)
计算机网络课后题答案
《计算机网络》课后习题答案第一章概述1-1计算机网络向用户可以提供哪些服务？答：计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个，连通性和共享。
1-2试简述分组交换的特点答：分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
1-3试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。
当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。
在整个通信过程中双方一直占用该电路。
它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。
但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。
电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。
（2）报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。
当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。
报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。
但它的缺点也是显而易见的。
以报文为单位进行存储转发，网络传输时延大，且占用大量的交换机内存和外存，不能满足对实时性要求高的用户。
报文交换适用于传输的报文较短、实时性要求较低的网络用户之间的通信，如公用电报网。
（3）分组交换分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
无线网络知识要点
⽆线⽹络知识要点第⼀章⽆线通信（或⽆线电通信）是指利⽤⽆线电波传播信息的通信⽅式。
⽆线电波是指在⾃由空间传播的电磁波。
与有线通信相⽐，⽆线通信不需要架设传输线路，不受通信距离限制，机动性能好，建⽴迅速。
1837年美国⼈莫尔斯(Morse)发明了有线电报1876年美国⼈贝尔(Bell)发明了有线电话1865年英国⼈麦克斯维尔(Maxwell)预测了电磁波的存在1886⾄1888年德国⼈赫兹(Hertz)验证了电磁波的存在1899和1901年英国⼈马可尼(Marconi)实现了⽆线通信1946年美国电报公司(AT&T)建设了移动电话服务系统。
1962年出现了寻呼机1979年在⽇本出现了蜂窝⽆线服务系统1982年提出并成⽴了GSM1988年美国⾼通公司提出CDMA⽆线电波以“横向电磁波”的形式在空间中传播。
传播速度为3 * 108m/s。
⾃由空间是不存在能量损耗的空间。
⽆线电波在⾃由空间传播时不存在能量损耗，但是会因为波的扩展⽽产⽣衰减。
衰减与发射天线增益、接收天线增益、发射机与接收机之间的距离有关。
卫星作为中继器的⽆线通信。
地球静⽌卫星：距离地球表⾯⾼度为35784Km的卫星的轨道周期等于地球⾃转⼀周所需的时间，如果卫星运动的⽅向与地球⾃转的⽅向⼀致，则卫星就会保持在地球表⾯上空的某⼀点⼏乎静⽌不变。
低轨道卫星：轨道⾼度在1500Km以下中轨道卫星：轨道⾼度在10000-15000Km⾼轨道卫星：轨道⾼度在20000Km以上⽹络分类：1. 按⽹络的地理位置分类1）局域⽹：简称LAN 2）城域⽹：简称MAN 3）⼴域⽹：简称WAN 2. 按⽹络的拓扑结构分类1）星型⽹络 2）环形⽹络 3）总线型⽹络（树型）3. 按传输介质（基础设施）分类1）有线⽹ 2）光纤⽹ 3）⽆线⽹4. 按通信⽅式分类1）点对点传输⽹络 2）⼴播式传输⽹络5. 按⽹络使⽤的⽬的分类1）共享资源⽹ 2）数据处理⽹ 3）数据传输⽹：⽤来收集、交换、传输数据的⽹络，如情报检索⽹络6.按服务⽅式分类1）客户机/服务器⽹络 2）对等⽹第⼆章从信源得到的电信号频率很低，称为基带信号。
无线局域网
Jin & Jiang, 无线网络技术教程：原理、应用与仿真实验, Tsinghua University Press
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☆无线接入点(BS) ●无线AP类似于移动通信网络的基站，通常处于 BSA的中心，固定不动 ●无线AP是具有无线网络接口的网络设备 ☆分布式系统(DS) 连接多个BS的系统称为DS 详细内容见教材第62-62页
Jin & Jiang, 无线网络技术教程：原理、应用与仿真实验, Tsinghua University Press
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无线局域网的特点
☆无线局域网的优点 移动性,灵活性,可伸缩性,经济性 ☆无线局域网的局限性 可靠性,兼容性与共存性,带宽与系统容量,覆盖 范围,干扰,安全性,节能管理,多业务与多媒体,移 动性,小型化和低成本 详细内容见教材第59-61页
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无线局域网概述
无线电话 PDA 无线打印机 笔记本
PC
服务器
笔记本
PC
典型WLAN和LAN集成部署示意图
Jin & Jiang, 无线网络技术教程：原理、应用与仿真实验, Tsinghua University Press
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(a)PCMCIA无线局域网卡
(b)USB无线局域网卡
(c)室内AP
(d)室外AP
Jin & Jiang, 无线网络技术教程：原理、应用与仿真实验, Tsinghua University Press
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无线局域网的组成与服务
无线局域网的组成
☆站(STA) 站也称主机或终端，是WLAN的基本组成单元。 站一般作为客户端，是具备无线网络接口的计算 机设备，通常包括终端用户设备、无线网络接口 和网络软件三部分。 ☆无线介质(WM) 无线介质是WLAN中站或AP间通信的传输介质， 空气是无线电波和红外线传播的良好介质。
第3章 计算机网络
根据计算机网络所覆盖的地理范围、信息的 传递速率及其应用目的，计算机网络通常分为局 域网（local area network，LAN）、广域网 （wide area network，WAN）和城域网 （metropolitan area network，MAN），城域网 和广域网又可称为互联网。
（2）按网络的拓扑结构分类
图3-2 OSI参考模型
① 物理层：它的作用是通过物理介质进行比特数据流的传 输。 ② 数据链路层：它提供网络相邻结点间的可靠通信，用来 传输以帧为单位的数据包，向网络层提供正确无误的信息 包的发送和接收服务。 ③ 网络层：它的功能包括提供分组传输服务，进行路由选 择以及进行拥塞控制。 ④ 传输层：它的功能是在通信用户进程之间提供端到端的 可靠的通信。 ⑤ 会话层：它的功能是在传输层服务的基础上增加控制、 协调会话的机制，建立、组织和协调应用进程之间的交互。 ⑥ 表示层：它要保证所传输的信息传输到目的计算机后其 意义不发生改变。 ⑦ 应用层：它是直接面向用户的，为用户提供应用服务。
（2）从系统组成的角度进行划分
从系统组成的角度，一个计算机网络由三部 分内容组成：计算机及智能性外部设备（服务器、 工作站等）；网络接口卡及通信介质（网卡、通 信电缆等）；网络操作系统及网管系统。其中前 两部分构成了计算机网络的硬件部分，第三部分 构成了计算机网络的软件部分。
2．计算机网络的分类
（1）按网络的连接范围分类
所谓网络拓扑结构是地理位臵上分散的各个 网络结点互连的几何逻辑布局。网络的拓扑结构 决定了网络的工作原理及信息的传输方式，拓扑 结构一旦选定必定要选择一种适合于这种拓扑结 构的工作方式与信息传输方式。网络的拓扑结构 不同，网络的工作原理及信息的传输方式也不同。 按拓扑结构分类计算机网络系统主要有：总线型、 星型、环型、树型和网状（混合）型拓扑结构。
《5G移动通信系统及关键技术》第03章 5G无线技术3.2-3.3
3.2.1 灵活双工技术
载波聚合（Carrier Aggregation，CA）——将多个不同频率（或者相同） 的载波聚合成一个更宽的频谱，同时也可以把一些不连续的 频谱碎片聚合到一起，从而达到提高带宽的效果 载波聚合、非载波聚合都可以采用灵活双工技术。 载波聚合应用场景中，网络可将原用于上行传输的频带用于 下行传输，并将该频带配置成辅载波辅小区； 非载波聚合应用场景中，网络可将原用于上行传输的频带用 于下行传输，并将该频带和上行频带配置成配对的频带。
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3.2.2 同频同时双工
双工干扰分两类：
➢ 发射天线到接收天线的直达波 ➢ 经过多物体反射的多径到达波
全双工技术包括两方面：
➢ 全双工系统的自干扰抑制技术 ➢ 组网技术
双工干扰消除越多，系统频谱效率增益越大， 双工干扰被完全消除，则系统容量提升1倍。
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3.2.2 同频同时双工
3、同时同频全双工中的干扰消除技术
简单，用户间干扰较小，但是受传输中信道衰落的影响比较 大。 – 间隔扩展子载波（Comb Spread Subcarriers），其特点是 通过频域扩展，增加频率分集，从而减少了信道衰落的影响。
多载波技术
(a) 分组子载波方式 (b) 间隔扩展thogonal Frequency Division Multiplexing）技 术是主流无线通信所采用的信号形式
Duplex，CCFD ——通信双方能够使用相同的时间、相同的频 率，同时发射和接收无线信号，从而将频谱效 率翻倍。 同频同时全双工的关键在于干扰的有效消除。
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3.2.2 同频同时双工
2、同频同时全双工节点
节点基带信号经射频调制，从发射天线发出，而接收天线正在 接收来自期望信源的通信信号。
物联网与短距离无线通信技术_第三章wifi
第三章 WLAN本章内容 WLAN发展 WLAN网络结构 WLAN安全架构 WLAN协议小节提纲 WLAN发展介绍 ¾ WLAN是什么 ¾ WLAN大事记 ¾ WLAN标准族 ¾ WLAN网站 网站WLAN是什么蓝牙 WPAN：无线个域网zWi Fi Wi-FiWiM WiMax采用无线连接的个人局域网，它被用在诸如手机、计算机、PDA之间的小范围（一般是在10米 以内）通讯。
WPAN的技术包括蓝牙、ZigBee、红外等，其中蓝牙应用最广泛。
WLAN：无线局域网 无线局域网z z 一般应用于家庭、企业和热点覆盖，覆盖半径几十米到几百米，提供PC和手机高速上网。
无线局域网采用Wi-Fi技术，速率可到达几十Mbps，使用方式与有线局域网一样，简单易用。
WMAN：无线城域网z z 提供城市范围的无线覆盖，用于进行城市范围内的宽带无线数据传输。
无线城域网采用WiMax技术，覆盖半径几公里到几十公里，速率可达到几十Mbps。
WLAN是什么WLAN： Wireless Local Area Networkz 广义的WLAN，是指通过无线通信技术将计算机设备互联起来，构成通信网络。
z 狭义的WLAN，是指采用IEEE 802.11无线技术进行互连的通信网络。
目前的WLAN一 般指802.11无线网络。
z IEEE 802.11，是国际电工电子委员会（Institute of Electrical and Electronics Engineers）下负责WLAN标准制定的工作组。
Wi-Fi：Wireless Fidelityz 是最大的WLAN工业组织Wi-Fi联盟（Wi-Fi Alliance）的商标，该组织致力于对 WLAN设备进行兼容性认证测试。
z Wi-Fi是指Wi-Fi联盟认证，通过认证的产品，可以使用Wi-Fi的LOGO。
z 通常，Wi-Fi作为WLAN的同义词使用，尽管并非所有WLAN设备都进行Wi-Fi认证。
信息通信中的无线通信和卫星通信
信息通信中的无线通信和卫星通信随着科技的不断进步和信息化的发展，无线通信和卫星通信已经成为了我们日常生活中不可或缺的重要工具。
在这篇文章中，我们将会探讨无线通信和卫星通信的基本概念、发展历程以及应用。
一、无线通信无线通信是通过无线电波在不同设备之间进行数据传输的方式。
它的原理是利用无线电波来传递声音、数据、图像等信息。
同时，无线通信也可以分为多种形式，比如蓝牙、WIFI、移动电话等等。
无线通信的发展历程可以追溯到20世纪初期。
最开始，无线通信主要是应用在军事领域。
在第二次世界大战期间，无线电通信成为了极其重要的通信手段，它被广泛用于军事指挥、枢纽指挥、情报收集等任务。
随着电子技术的发展，无线通信技术也得到了极大的改进，并开始应用于民用领域。
20世纪80年代，移动电话的普及使得无线通信开始进入人们日常生活。
现如今，无线通信已经成为了现代通讯技术的中心。
二、卫星通信卫星通信是利用人造卫星进行通信的方式，卫星通信可以使信息在远距离范围内实现无障碍传输。
卫星通信的历史可以追溯到20世纪50年代。
早期的卫星通信系统只能够实现语音通信，但今天的卫星通信已经可以支持高清视频、互联网传输、卫星导航等多项功能。
卫星通信可以提供覆盖范围广、传输速度快、传输质量高、安全性强等优点。
同时，卫星通信也是解决地面通信网络无法覆盖的偏远和海洋地区通信的有效方式。
以上是无线通信和卫星通信的基本概念和发展历程。
接下来将会详细探讨无线通信和卫星通信在现代生活中的应用。
三、无线通信的应用1、移动电话近年来，移动电话发展势头迅猛，移动电话成为了我们日常生活中不可或缺的通讯工具。
与住在固定地点的电话不同，移动电话可以随时随地使用。
目前，在全球范围内，移动电话用户数量已经超过了50亿，而这个数字还在不断增加中。
2、WIFIWIFI是一种用于无线本地局域网络（LAN）的无线技术。
在现代生活中，无论是在家中、公共场所还是商业办公楼内，WIFI 都已经成为了一种通用的网络接入方式。
粤教版信息技术必修二第三章知识点梳理复习
粤教版信息技术必修二《信息系统与社会》第三章信息系统的网络组建【知识结构体系】信息系统的网络组建信息系统与外部世界的连接方式连接方式人与计算机计算机与计算机计算机与物体环境物联网的特征全面感知、可靠传递、智能处理物联网的结构感知层、网络层、应用层物联网的技术传感技术、嵌入式系统技术射频识别技术（RFID）条形码技术、二维码技术计算机网络分类局域网（LAN）城域网（MAN）广域网（WAN）作用数据传输传输介质网络协议带宽与下载速度资源共享硬件、软件、数据、信道分布式处理组建小型无线网络接入方式Wi-Fi、蓝牙技术、红外线...相关设备无线网卡、路由器调制解调器、交换机无线网络设备的连接无线网络的配置接入终端设备智能控制主机【知识梳理】一、信息系统与外部世界的连接方式（一）信息系统与物联网1.信息系统与外部世界连接方式的演变人与计算机对话—>计算机与计算机对话—>计算机与物体、环境对话2.物联网：（1）物理世界的联网需求+信息世界的扩展需求——>物联网（2）概念：物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸①它利用感知技术与智能装备对物理世界进行感知识别——全面感知②通过网络传输互联——可靠传递③进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物的信息交互和无缝连接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。
——智能处理（2）技术特征：①全面感知：利用无线射频识别、传感器、定位器和二维码等手段，随时随地进行信息采集和获取。
✓条码技术：是一种自动识别技术，将宽度不等的多个黑条和白条，按照一定的编码规则排成平行线图案，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符。
其中黑条和白条分别对应二进制数的‘1’和‘0’。
✓二维码技术：用某种特定几何图形按一定规律在平面上分布不同颜色的图形。
可以表示图像、声音，具有错误修正技术，防伪功能。
②可靠传递：通过各种网络，对接收到的物体信息进行实时且准确的远程传送，实现信息的交互和共享，并进行各种有效的处理。
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红外无线数据通信分类
按发射器/接收器的布局不同，红外无线通 信系统的工作方式可分为： • 直视 定向，信道特性好，但难于实现漫游 • 漫射 非方向性，易于实现漫游，但信道质量 不如直视方式
红外无线数据通信分类
按应用分为： • 点对点无线数据传输 • 红外无线局域网 按工作环境分为： • 室外：即激光通信 • 室内：应用更广泛，更具有实用价值
第 3章
无线数据通信技术
第1节 无线数据通信概述 第2节 红外无线数据通信 第3节 蓝牙技术Bluetooth 第4节 基于802.11的无线局域网 第5节 紫蜂技术ZigBee 课后作业
第1节 无线数据通信概述
3.1.1 概念 3.1.2 主要类别 3.1.3 特点和应用 3.1.4 网络 3.1.5 发展趋势
无线个人区域网络（WPAN）
• Wireless Personal Area Network • 10米范围内，带宽在1Mbps以下的个人
网络。 • 目标：低功耗、小尺寸、低成本 • 主要技术：视距红外、蓝牙、ZigBee
IEEE与WPAN
IEEE 802.15工作组主要致力于研究个人区域 网络和短程无线网络标准化问题。它定义了3 种不同类型的WPAN标准 • HR-WPAN：高速无线个域网，传输速率高于 20Mbps，标准IEEE 802.15.3 • MR-WPAN：中速无线个域网，传输速率 1Mbps ，标准IEEE 802.15.1 • HR-WPAN：低速无线个域网，传输速率比较 低，标准IEEE 802.15.4
红外无线数据通信的主要协议 ——IrDA协议集
IrDA协议是一种点对点的半双工技术，采 用分层结构，IrDA协议栈结构如下：
3.1.5
无线数据通信的发展趋势
• 无线移动终端的智能化和普及 • 无线通信网络的宽带化 • 协议标准的统一化，实现不同网络互联
第2节 红外无线数据通信
3.2.1 概述 3.2.2 系统组成、原理及分类 3.2.3 特点 3.2.4 主要协议——IrDA协议集 3.2.5 红外数据网络
红外无线数据通信概述
光噪声与干扰 • 常用元件：光学滤光片、聚光镜等 作用： 整形、滤波、视场变换、频段划分
红外接收器
• 主要问题：红外发射器的发射功率较小，
且是无线传输，易受外界环境影响。 • 组成： • 光接收机（光电转换） • 采样、滤波、判决、量化、均衡和解码部分
调制技术
• • • • •
基带调制 ASK（幅度键控，即调幅） PSK（移相键控，即调相） MSK（多路副载波调制） PPM（脉位调制）：将二进制数字信号 调制成某一频率的脉冲序列 其中，PPM在功能效率和频带利用率之间， 折中较好。
无线数据通信（广义）
指在无线终端与中心主机或无线终端之 间采用无线连接，通过无线方式传输数 据。
无线数据通信的主要类别
• 移动数据通信 • 固定或半固定无线数据通信
移动数据通信
指通信客户端常处于移动状态，其位置 具有不确定性的数据通信方式。 特点： 所处环境较差，技术实现难度较大，数 据传输率较低。
红外无线数据通信的优点
• 体积小、重量轻、成本低 • 频带宽、使用范围灵活、不受无线
电管制 • 不能穿透墙壁，传输视距，难以被 干扰和窃听，安全保密性强，容易 管理
红外无线数据通信的局限性
• 几乎没有绕射能力，反射能力也较弱，
不能穿透墙壁，仅用于视距数据传输 • 易受阳光和荧光灯（噪声）、水蒸气和 二氧化碳（吸收作用）、雾雪云烟（散 射作用）影响。 • 接收红外线的点和波长都是由器件所固 定，实现全双工链路困难。
无线区域网络WRAN
• Wireless Regional Area Network • 传输范围可达许可执照(LE)
频谱。 • 面向无线宽带（远程）接入、面向独立 分散的、人口稀疏的区域。 • 解决特定授权频带频谱利用率低的问题， 最大限度地提高频谱的利用率 • 技术： IEEE802.22
700nm~950nm • 理想波长：820nm，空气在这个数值点 所产生的衰减最小。
系统组成
• 红外发射器 • 传输信道 • 红外接收器
红外发射器
• 功能：完成信号的电光转换，向空间发
射红外脉冲。 • 关键部件：红外发光二极管和相应的驱 动电路。
传输信道
• 主要问题：光信号的反射、散射及背景
• 公共接入网络：蜂窝技术 • 专用无线数据通信网络：集群技术 • 主要问题：速度慢、安全性差、费用高 • 主要技术： GPRS、3G、WAP、 WiMAX
无线局域网（WLAN）
• Wireless Local Area Network • 有限范围内（传送距离一般为几十米），
可移动、高速率的无线通信网。 • 主要应用：有线局域网的扩展和补充 • 主要技术：IEEE定义的802.11系列标准
固定或半固定无线数据通信（狭义）
指通信双方位置变化不大，无线传输距 离较短的数据通信方式。 特点： 通信环境条件较好，技术上实现相对容 易，有利于形成高速数据传输。
无线数据通信的特点
• 方便地扩展了现有有线网络 • 受物理线路的限制较小，可扩展性好，
具有较强的独立性 • 接入与传输方式灵活，性价对较高
无线数据通信的应用
• • • • •
个人通信 电子商务应用 专用系统调度与定位 遥感遥测 家庭网络
3.1.4
• • • •
无线数据通信网络
无线广域网（WWAN） 无线局域网（WLAN） 无线个人区域网络（WPAN） 无线区域网络（WRAN）
无线广域网（WWAN）
• Wireless Wide Area Network • 一般指对公众运营的移动数据网络 • 主要应用
• 已主宰低速遥控市场 • 在无线多信道室内话音系统、无绳电话、
计算机外设短距离无线连接等方面得到 应用 • 高带宽、高速率的红外无线数据通信技 术也得到迅速发展
红外无线数据通信的 系统组成、原理及分类
• • • •
红外线 系统组成 调制技术 分类
红外线
• 红外线波长范围：700nm~1300nm • 红外线LED通常工作在近红外区，即