第3章 组建SOHO无线局域网
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结构模式WLAN中，AP和工作站可以针对具体的网络信号 强弱调整传输速率，如11Mb/s的IEEE 802.11b的速率可以 调整为1Mb/s、2Mb/s、5.5Mb/s和11Mb/s。
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第3章 组建SOHO无线局域网
5．基础结构模式WLAN的标识
（1）服务集识别符（Service Set ID，SSID）：在BSS内，
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第3章 组建SOHO无线局域网
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第3章 组建SOHO无线局域网
4．基础结构模式WLAN特点 基础结构模式 WLAN 在网络扩展、集中管理、用户身 份验证等方面有优势，另外数据传输性能也明显高于 Adhoc模式。在基础结构模式WLAN中，由于STA之间的通信
必须通过AP，因此AP的故障将导致整个网络瘫痪。在基础
M7-1 Linux系统WEB服务安装与配置
《无线局域网项目教程》
胡 云 编著
第3 章 组建SOHO无线局域网
第3章 组建SOHO无线局域网
1
2 3 4 5 6
教学目标 教学重点 教学难点 教学过程 本章小结 本章作业
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第3章 组建SOHO无线局域网
教学目标
· 了解IEEE 802.11标准及其更新补充。 · 掌握无线局域网使用的电磁波频段及信道。 · 掌握基础结构（Infrastructure）模式WLAN。 · 了解IEEE802.11的逻辑结构。 · 了解IEEE802.11物理层技术。 · 了解IEEE802.11数据链路层技术。 · 掌握无线路由器的功能及配置方法。 · 掌握无线路由器组建SOHO无线局域网的技术。
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第3章 组建SOHO无线局域网
3.3.3 WLAN的电磁波频段及信道
1.电磁波
1）在空间传播着的交变电磁场，即是电磁波。电磁波 能够在真空环境中传播。电磁波在真空中的传播速度约为 3×105 km/s。电磁波在物理介质中传播时会产生衰减。 2 ）无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X 射线、 γ
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第3章 组建SOHO无线局域网
3.3.5 IEEE802.11物理层技术 1.直接序列扩频（DSSS）技术 1)扩频 (Spread Spectrum，SS) 扩频是一种重要的通信技术，可用于传输模拟信息和 数字信息。 发送方的数据进入信道编码器后，生成窄带模拟信号， 然后使用伪随机序列生成器产生的扩展码进行调制，调 制后的信号带宽显著增加，即扩展了频谱。经信道传输 至接收方后，使用同一数字序列对扩频信号进行解调， 最终还原为数据。
教学难点
· IEEE802.11物理层技术； · IEEE802.11数据链路层技术。
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第3章 组建SOHO无线局域网
3.1 项目导引
SOHO（Small Office Home Office），就是家庭办公
室、小型办公室的意思。某公司最近租用了一个新房间作
为小会议室。这个房间只有两个有线网络接口和一个电话 接口。为了使大家开会时的交流和信息的互通更为方便， 公司希望在会议室能让10台左右的计算机上网。 小王是公司的兼职网络管理员。他建议在会议室里组
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第3章 组建SOHO无线局域网
教学重点
·IEEE 802.11标准及其更新补充； · 电磁波频段及信道； · 基础结构（Infrastructure）模式WLAN ； ·IEEE802.11物理层技术； · IEEE802.11数据链路层技术； · 无线路由器的功能及配置方法； · 用无线路由器组建SOHO无线局域网。
当便携式计算机通过无线网络发送数据时，该数据必 须利用码片序列进行编码处理，随后通过无线电波进行 调 制 。 在 图 3-10 中 ， 比 特 值 为 1 的 碎 片 代 码 被 扩 展 为 00110011011 码片序列，比特值为 0 的碎片代码被扩展为
个信道带宽为22 MHz。各国使用2.4GHz频段的信道数量是
不一样的，美国使用 11个信道，我国及欧洲使用 13个信道， 如教材表3-2所示。
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第3章 组建SOHO无线局域网
4）信道的重叠与不重叠
为有效地使用 2.4GHz频段，减少信道竞争时间和同频
干扰，对于邻近的 WLAN，应该使用频率互不重叠的信道 组中的信道。一个WLAN可选13个信道中的任意一个；2个 邻近的WLAN，可选的频率互不重叠信道组有36个；3个邻 近的WLAN，可选的频率互不重叠信道组有3个，即1、6、
802.11ac
2011
物理层补充（1×1 MIMO，433 Mb/s，使用5GHz频段的电磁波）
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3.3.2 基础结构模式WLAN
1. 基础结构（Infrastructure）模式WLAN的拓扑结构
基础结构模式WLAN由一台AP和若干台工作站构成， 如图3-1所示。其中无线AP相当于有线网络中的交换机或集 线器，具有集中连接无线节点和数据交换的作用。 工作站是指配置有支持 IEEE802.11 协议的无线网卡的
计算机，也称为无线终端。
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第3章 组建SOHO无线局域网
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第3章 组建SOHO无线局域网
2．基本服务集（BSS） 在基础结构模式 WLAN 中，通常把 AP 的通信覆盖区域 称为基本服务区（Basic Server Area，BSA）。一个BSA内 相互联系、相互通信的AP和工作站组成基本服务集（Basic
道，欧洲将UNII频段划分为19个频道 。
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第3章 组建SOHO无线局域网
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第3章 组建SOHO无线局域网
我国WLAN使用的5.735～5.835GHz频段常称为5.8GHz 频段，划分了5个信道，各个信道带宽为20 MHz。 信道 149 153 157 161 信道中心频率/GHz 5.745 5.765 5.785 5.805 信道低端/高端频率/GHz 5.735/5.755 5.755/5.775 5.775/5.795 5.795/5.815
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第3章 组建SOHO无线局域网
在 DSSS 中，传输信号被扩展到正在使用的整个频谱 上。例如，在信道1上发送数据的一个AP将载波信号扩展到 2.401～2.423GHz范围内的22MHz带宽的信道上。
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第3章 组建SOHO无线局域网
2) 数据碎片代码与码片序列 编码是将信息从一种形式转换成另一形式的过程。 利 用 DSSS 对 数 据 进 行 编 码 ， 需 要 使 用 一 个 码 片 序 列 （Chip Sequence）。码片和比特本质上是一样的，但比 特代表数据，而码片用于载波编码。
建SOHO无线局域网，只需要购置一台无线路由器，在计算
机上安装无线网卡，就可以实现无线上网。
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3.2 项目分析
组建SOHO无线局域网方便快捷，部署灵活，适合小型
办公区域的用户或家庭的用户，无线联网并共用一个有线
网络接口。无线路由器是组网的关键设备，把无线局域网 和有线网络连接起来，使用户可以接入互联网。组建 SOHO 无线局域网主要是进行无线路由器的配置。
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第3章 组建SOHO无线局域网
涉及物理层技术的几个标准
标准名称 802.11 802.11a 802.11b 802.11g 802.11n 发布年 1997 1999 1999 2003 2009 简要说明
原始标准（最快传输速率2Mb/s，使用2.4GHz频段的电磁波） 物理层补充（最快传输速率54Mb/s，使用5GHz频段的电磁波） 物理层补充（最快传输速率11Mb/s，使用2.4GHz频段的电磁波） 物理层补充（最快传输速率54Mb/s，使用2.4GHz频段的电磁波） 使 用 MIMO 技 术 的 高 吞 吐 量 规 范 （ 传 输 速 率 300Mb/s 甚 至 高 达 600Mb/s，支持双频段：使用2.4GHz频段和5GHz频段的电磁波）
AP 使用 SSID 来标识特定的区域。 SSID 由字母、数字组成， 字母区分大小写。SSID通常是无线LAN子系统中设备的网
络名称，无线设备利用SSID来建立和维持连接，它提供低
级别的访问控制。 （2）扩展服务集标识符（Extended Service Set Identifier， ESSID）：在ESS内所有AP共享同一个扩展服务集标识符 。
165
5.825
5.815/5. 835
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3.3.4 IEEE802.11的逻辑结构 1.IEEE 802.11 的物理层（ PHY ）由物理汇聚子层、物 理介质相关子层和物理层管理构成。数据链路层分为逻辑 链路控制子层、介质访问控制子层和介质访问控制管理。 2.物理汇聚子层主要进行载波侦听和对不同物理层形成 不同格式的分组，物理介质相关子层识别介质传输信号使 用的调制与编码技术，物理层管理进行信道选择。 3.逻辑链路控制子层负责建立和释放逻辑连接、提供高 层接口、差错控制、为帧添加序号等;介质访问控制子层主 要控制节点获取信道的访问权 ;介质访问控制管理负责越区 切换、功率管理等。 4.站点管理层负责协调物理层和MAC层的交互。
11信道；2、7、12信道；3、8、13信道。
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第3章 组建SOHO无线局域网
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4．UNII频段
无需许可证的国家信息基础设施（Unlicensed National
Information Infrastructure ，UNII，发音为you-nee）电磁 波频段范围是 5.150 ～ 5.825GHz ，通常称为 5GHz 频段，免 费、免许可证使用，主要用于无线联网，也可以用于其他 方面，如宽带多媒体广播。美国将UNII频段划分为12个频
一定的发射功率（一般小于1W），并且不要对其他频段造
成干扰即可 。
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2）信道用数字表示
人们通常把传输数据信号的电磁波频段划分成一定数
量的、带宽相同的小频段，并称其为信道（或频道）。信 道用数字表示。 3） 2.4GHz频段有14个信道 FCC 公布 IEEE802.11G 的 2.4GHz 频段有 14 源自文库信道，各
世界多数发达国家将无线电分成若干频段，再通过许 可和注册的方式将这些频段分配给特定的使用或用途。 美 国 联 邦 通 信 委 员 会 （ Federal Communications Commission，FCC）通过控制无线电广播、电视、电信、 卫星和电缆来协调国内和国际通信，负责授权和管理除联
邦政府使用之外的射频传输装置和设备 。
射线都是电磁波，它们的区别仅在于频率或波长范围的不
同。
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第3章 组建SOHO无线局域网
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第3章 组建SOHO无线局域网
2. FCC频段分配 无线电频谱资源是人类共享的自然资源，在一定的时 间、空间、地点都是有限的。各国都颁布专门的法规来保 护、开发和管理无线电频谱资源，由专设机构予以执行。
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第3章 组建SOHO无线局域网
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第3章 组建SOHO无线局域网
3．ISM频段 1）什么是ISM频段 ISM频段由国际电信联盟无线电通信委员会定义。 ISM 取自工业（ Industrial ）、科学（ Scientific ）和医
疗（Medical）的第一个字母。
ISM频段主要给工业、科学、医疗三大领域使用。 使用 ISM 频段无需许可证授权，免费使用，只要遵守
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第3章 组建SOHO无线局域网
3.3 技术准备
3.3.1 IEEE 802.11系列标准 1. IEEE802.11系列标准 IEEE802.11系列标准是无线局域网技术的规范。IEEE （电气和电子工程师协会）在1990年成立IEEE802.11工作 组，1993年形成基础协议，1997年完成IEEE802.11标准， 并公布了第一个正式版本。此后，IEEE802.11标准一直在 不断发展和补充更新之中，形成IEEE802.11系列标准，如 教材表3-1 。
Server Set ， BSS ）。图 3-2 所示是由 3 个 STA 和 1 个 AP 构成
的一个BSS。 3．扩展服务集（ESS）
当一个以上的AP连接到公共分布式系统上时，这些AP
的无线信号覆盖范围被称为扩展服务区（Extended Service Area，ESA），也称为扩展服务集（ESS）。
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5．基础结构模式WLAN的标识
（1）服务集识别符（Service Set ID，SSID）：在BSS内，
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4．基础结构模式WLAN特点 基础结构模式 WLAN 在网络扩展、集中管理、用户身 份验证等方面有优势，另外数据传输性能也明显高于 Adhoc模式。在基础结构模式WLAN中，由于STA之间的通信
必须通过AP，因此AP的故障将导致整个网络瘫痪。在基础
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教学目标
· 了解IEEE 802.11标准及其更新补充。 · 掌握无线局域网使用的电磁波频段及信道。 · 掌握基础结构（Infrastructure）模式WLAN。 · 了解IEEE802.11的逻辑结构。 · 了解IEEE802.11物理层技术。 · 了解IEEE802.11数据链路层技术。 · 掌握无线路由器的功能及配置方法。 · 掌握无线路由器组建SOHO无线局域网的技术。
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3.3.3 WLAN的电磁波频段及信道
1.电磁波
1）在空间传播着的交变电磁场，即是电磁波。电磁波 能够在真空环境中传播。电磁波在真空中的传播速度约为 3×105 km/s。电磁波在物理介质中传播时会产生衰减。 2 ）无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X 射线、 γ
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3.3.5 IEEE802.11物理层技术 1.直接序列扩频（DSSS）技术 1)扩频 (Spread Spectrum，SS) 扩频是一种重要的通信技术，可用于传输模拟信息和 数字信息。 发送方的数据进入信道编码器后，生成窄带模拟信号， 然后使用伪随机序列生成器产生的扩展码进行调制，调 制后的信号带宽显著增加，即扩展了频谱。经信道传输 至接收方后，使用同一数字序列对扩频信号进行解调， 最终还原为数据。
教学难点
· IEEE802.11物理层技术； · IEEE802.11数据链路层技术。
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3.1 项目导引
SOHO（Small Office Home Office），就是家庭办公
室、小型办公室的意思。某公司最近租用了一个新房间作
为小会议室。这个房间只有两个有线网络接口和一个电话 接口。为了使大家开会时的交流和信息的互通更为方便， 公司希望在会议室能让10台左右的计算机上网。 小王是公司的兼职网络管理员。他建议在会议室里组
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第3章 组建SOHO无线局域网
教学重点
·IEEE 802.11标准及其更新补充； · 电磁波频段及信道； · 基础结构（Infrastructure）模式WLAN ； ·IEEE802.11物理层技术； · IEEE802.11数据链路层技术； · 无线路由器的功能及配置方法； · 用无线路由器组建SOHO无线局域网。
当便携式计算机通过无线网络发送数据时，该数据必 须利用码片序列进行编码处理，随后通过无线电波进行 调 制 。 在 图 3-10 中 ， 比 特 值 为 1 的 碎 片 代 码 被 扩 展 为 00110011011 码片序列，比特值为 0 的碎片代码被扩展为
个信道带宽为22 MHz。各国使用2.4GHz频段的信道数量是
不一样的，美国使用 11个信道，我国及欧洲使用 13个信道， 如教材表3-2所示。
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4）信道的重叠与不重叠
为有效地使用 2.4GHz频段，减少信道竞争时间和同频
干扰，对于邻近的 WLAN，应该使用频率互不重叠的信道 组中的信道。一个WLAN可选13个信道中的任意一个；2个 邻近的WLAN，可选的频率互不重叠信道组有36个；3个邻 近的WLAN，可选的频率互不重叠信道组有3个，即1、6、
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物理层补充（1×1 MIMO，433 Mb/s，使用5GHz频段的电磁波）
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3.3.2 基础结构模式WLAN
1. 基础结构（Infrastructure）模式WLAN的拓扑结构
基础结构模式WLAN由一台AP和若干台工作站构成， 如图3-1所示。其中无线AP相当于有线网络中的交换机或集 线器，具有集中连接无线节点和数据交换的作用。 工作站是指配置有支持 IEEE802.11 协议的无线网卡的
计算机，也称为无线终端。
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2．基本服务集（BSS） 在基础结构模式 WLAN 中，通常把 AP 的通信覆盖区域 称为基本服务区（Basic Server Area，BSA）。一个BSA内 相互联系、相互通信的AP和工作站组成基本服务集（Basic
道，欧洲将UNII频段划分为19个频道 。
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我国WLAN使用的5.735～5.835GHz频段常称为5.8GHz 频段，划分了5个信道，各个信道带宽为20 MHz。 信道 149 153 157 161 信道中心频率/GHz 5.745 5.765 5.785 5.805 信道低端/高端频率/GHz 5.735/5.755 5.755/5.775 5.775/5.795 5.795/5.815
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在 DSSS 中，传输信号被扩展到正在使用的整个频谱 上。例如，在信道1上发送数据的一个AP将载波信号扩展到 2.401～2.423GHz范围内的22MHz带宽的信道上。
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第3章 组建SOHO无线局域网
2) 数据碎片代码与码片序列 编码是将信息从一种形式转换成另一形式的过程。 利 用 DSSS 对 数 据 进 行 编 码 ， 需 要 使 用 一 个 码 片 序 列 （Chip Sequence）。码片和比特本质上是一样的，但比 特代表数据，而码片用于载波编码。
建SOHO无线局域网，只需要购置一台无线路由器，在计算
机上安装无线网卡，就可以实现无线上网。
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第3章 组建SOHO无线局域网
3.2 项目分析
组建SOHO无线局域网方便快捷，部署灵活，适合小型
办公区域的用户或家庭的用户，无线联网并共用一个有线
网络接口。无线路由器是组网的关键设备，把无线局域网 和有线网络连接起来，使用户可以接入互联网。组建 SOHO 无线局域网主要是进行无线路由器的配置。
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涉及物理层技术的几个标准
标准名称 802.11 802.11a 802.11b 802.11g 802.11n 发布年 1997 1999 1999 2003 2009 简要说明
原始标准（最快传输速率2Mb/s，使用2.4GHz频段的电磁波） 物理层补充（最快传输速率54Mb/s，使用5GHz频段的电磁波） 物理层补充（最快传输速率11Mb/s，使用2.4GHz频段的电磁波） 物理层补充（最快传输速率54Mb/s，使用2.4GHz频段的电磁波） 使 用 MIMO 技 术 的 高 吞 吐 量 规 范 （ 传 输 速 率 300Mb/s 甚 至 高 达 600Mb/s，支持双频段：使用2.4GHz频段和5GHz频段的电磁波）
AP 使用 SSID 来标识特定的区域。 SSID 由字母、数字组成， 字母区分大小写。SSID通常是无线LAN子系统中设备的网
络名称，无线设备利用SSID来建立和维持连接，它提供低
级别的访问控制。 （2）扩展服务集标识符（Extended Service Set Identifier， ESSID）：在ESS内所有AP共享同一个扩展服务集标识符 。
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3.3.4 IEEE802.11的逻辑结构 1.IEEE 802.11 的物理层（ PHY ）由物理汇聚子层、物 理介质相关子层和物理层管理构成。数据链路层分为逻辑 链路控制子层、介质访问控制子层和介质访问控制管理。 2.物理汇聚子层主要进行载波侦听和对不同物理层形成 不同格式的分组，物理介质相关子层识别介质传输信号使 用的调制与编码技术，物理层管理进行信道选择。 3.逻辑链路控制子层负责建立和释放逻辑连接、提供高 层接口、差错控制、为帧添加序号等;介质访问控制子层主 要控制节点获取信道的访问权 ;介质访问控制管理负责越区 切换、功率管理等。 4.站点管理层负责协调物理层和MAC层的交互。
11信道；2、7、12信道；3、8、13信道。
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4．UNII频段
无需许可证的国家信息基础设施（Unlicensed National
Information Infrastructure ，UNII，发音为you-nee）电磁 波频段范围是 5.150 ～ 5.825GHz ，通常称为 5GHz 频段，免 费、免许可证使用，主要用于无线联网，也可以用于其他 方面，如宽带多媒体广播。美国将UNII频段划分为12个频
一定的发射功率（一般小于1W），并且不要对其他频段造
成干扰即可 。
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2）信道用数字表示
人们通常把传输数据信号的电磁波频段划分成一定数
量的、带宽相同的小频段，并称其为信道（或频道）。信 道用数字表示。 3） 2.4GHz频段有14个信道 FCC 公布 IEEE802.11G 的 2.4GHz 频段有 14 源自文库信道，各
世界多数发达国家将无线电分成若干频段，再通过许 可和注册的方式将这些频段分配给特定的使用或用途。 美 国 联 邦 通 信 委 员 会 （ Federal Communications Commission，FCC）通过控制无线电广播、电视、电信、 卫星和电缆来协调国内和国际通信，负责授权和管理除联
邦政府使用之外的射频传输装置和设备 。
射线都是电磁波，它们的区别仅在于频率或波长范围的不
同。
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第3章 组建SOHO无线局域网
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第3章 组建SOHO无线局域网
2. FCC频段分配 无线电频谱资源是人类共享的自然资源，在一定的时 间、空间、地点都是有限的。各国都颁布专门的法规来保 护、开发和管理无线电频谱资源，由专设机构予以执行。
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第3章 组建SOHO无线局域网
3．ISM频段 1）什么是ISM频段 ISM频段由国际电信联盟无线电通信委员会定义。 ISM 取自工业（ Industrial ）、科学（ Scientific ）和医
疗（Medical）的第一个字母。
ISM频段主要给工业、科学、医疗三大领域使用。 使用 ISM 频段无需许可证授权，免费使用，只要遵守
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3.3 技术准备
3.3.1 IEEE 802.11系列标准 1. IEEE802.11系列标准 IEEE802.11系列标准是无线局域网技术的规范。IEEE （电气和电子工程师协会）在1990年成立IEEE802.11工作 组，1993年形成基础协议，1997年完成IEEE802.11标准， 并公布了第一个正式版本。此后，IEEE802.11标准一直在 不断发展和补充更新之中，形成IEEE802.11系列标准，如 教材表3-1 。
Server Set ， BSS ）。图 3-2 所示是由 3 个 STA 和 1 个 AP 构成
的一个BSS。 3．扩展服务集（ESS）
当一个以上的AP连接到公共分布式系统上时，这些AP
的无线信号覆盖范围被称为扩展服务区（Extended Service Area，ESA），也称为扩展服务集（ESS）。