无线接入网
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������ 目前的Ad-Hoc可以与有线网络连接，移动 主机并不要求相互都能“看”到，当然，源主机 到目的主机至少存在一条通路，途中的站点（移 动主机）同时也将兼作路由器用。
Wireless LAN（无线局域网）
Ad-Hoc模式
Wireless LAN（无线局域网）
基本服务集合BSS（Basic Service Set） BSS相当于一个蜂窝（Cell）。 BSS由一组执行相同MAC协议、争用同一共享媒 体的接入站点组成，并由一个BSS-ID来标识，通常 为网络中无线接入点AP（Access Point）的MAC地 址。 BSS内的移动主机都可以相互通信，也可通过接入 点AP接入有线网络与有线网络中的站点通信。 接入点AP通常由一个有线网络接口（如802.3）和 一个无线网络接口组成，无线网络接口将多个无线 站点汇聚到有线网络中。
Wireless LAN（无线局域网）
高速直接序列扩频HR-DSSS
（High Rate Direct Sequence Spread Spectrum） 1999年提出的802.11b，工作在ISM的2.4~2.4835G Hz频段，传输速率最高为11Mbps。 波特率为1M，如一波特携带1 bit，传输速率为1 M bps，携带2 bit，为2M bps，如采用调相调制， 则波特率将为1.375M，并携带4 bit和8 bit，传输速 率将为5.5M bps和11M bps。
802.1 ：高层局域网协议Higher Layer LAN Protocols 802.2 ：逻辑链路控制Logical Link Control 802.3 ：以太网Ethernet 802.4 ：令牌总线Token Bus 802.5 ：令牌环Token Ring 802.11：无线局域网Wireless LAN 802.15：无线个域网Wireless Personal Area Network 802.16：宽带无线接入Broadband Wireless Access 802.17：弹性分组环Resilient Packet Ring 802.18：无线管制Radio Regulatory TAG 802.19：共存Coexistence TAG 802.20：移动宽带无线接入Mobile Broadband Wireless Access 802.21：媒质无关切换Media Independent Handoff
Wireless LAN（无线局域网）
扩频（SS）系统的一般模型
输入 数据 信道编码 调制 信道 解调 信道解码 输出 数据
伪随机 数字序列
伪随机 数字序列
信道编码产生具有围绕某个中心频率的、相对较窄的带宽的模拟信号。 模拟信号被一个伪随机数字序列进行调制，通过调制使传输信号的带 宽有显著增加，即频谱被扩展。在接收端，使用相同的伪随机数字序列 对扩频信号进行解调，最后信号进入信道解码器被还原成数据。 伪随机数使用一些被称为种子（seed）的初始值通过某个算法得到， 在通信过程中，除非知道算法和种子，否则不可能推测出这个序列，因 此只有与发送方共享信息的接收器才可能成功地将信号解码。
WLAN
Ethernet
IP:192.168.0.X/24
DG:192.168.0.254
典型（小规模）WLAN接入
IP:192.168.0.254/24
楼道单元交换机
SOHO Router
WLAN
Ethernet
IP:192.168.0.X/24
DG:192.168.0.254
Wireless LAN（无线局域网）
扩展服务集合ESS （Extended Service Set) ESS：由多个BSS通过一个分布式系统DS（Dist ribution System）互联而成，就像一个逻辑上的 局域网。
一般来说，DS是一个有线主干局域网，通常表 现为以太网。 BSS之间的通信将通过DS实现，BSS在LLC子 层上相统一，至此，一个移动主机可以漫游在不 同的BSS之间。
Wireless LAN（无线局域网）
802.11b采用2.4GHz的频段，可支持11Mbps 的共享接入速率，覆盖范围100米。 802.11g其实是一种混合标准，既能适应802. 11b标准，又符合802.11a标准，其速率高达54Mb ps，它比802.11b速率快5倍，并和802.11b兼容。 正在等待批准的IEEE802.11n ，其速率高达 300Mbps，目前部分厂商已经投入市场应用。
使用直接序列方式扩频，原始信号中的一个比特 在传输信号中采用Chipping code（切片编码）被转 换成多个比特（在802.11中为11个），称为Barker s equence，这种切片编码将信号扩展到较宽的频带 范围，而这个频带范围与使用的比特数成正比。
DSSS的波特率为1M，当一个波特携带2个bit时， 其传输速率为2Mbps。
Wireless LAN（无线局域网）
W L A N 的 组 网 模 式
Ad-Hoc模式
基本服务集合BSS Infarstructure模式
扩展服务集合ESS
Wireless LAN（无线局域网）
Ad-Hoc模式
早期的Ad-Hoc模式用于多个移动主机（无线 站点）之间的直接通信，毋需接到有线网络，每 个站点必须“看”到其它所有站点。
个人网
Personal Area Network
居民接入网
Residential Access Network
Wireless PAN（无线个人网）
Bluetooth的结构——基本组成单元Piconet（微微网）
Piconet1
S
Piconet2 S S M
S
M S S
S
S
S
Bridge Slave
IEEE 802的标准体系
WAN IEEE 802.20 IEEE 802.16 MAN Wireless MAN LAN
WiMAX Wi-Fi Bluetooth
IEEE 802.21
IEEE 802.11 Wireless LAN
IEEE 802.15 PAN
PAN→LAN→MAN→WAN→RAN
Parked Slave
Active Slave
Scatternet（分散网）
Wireless PAN（无线个人网）
蓝牙（Bluetooth，2.4GHz，ISM频段）用来 替代智能设备，如：电脑、手机、PDA、数码相 机/摄像机等的外接电缆，Pinconet主要特点： 一个Pinconet中只有一个主机（M），最多支持 255个从机（S），同时允许7个从机是Active状态， 其他数据Parked状态。 Pinconet以主机为中心，10M为半径的空间范围。 Parked状态只能接收主机呼叫，禁止其他任何 操作。 从机只能与主机通信，从机间不能通信。
30m 107
3m 108
30μm 3μm 1012 1013 1014 1015 1016
双绞线 同轴电缆 AM FM TV
卫星
光通信
微波
Wireless LAN（无线局域网）
跳频扩频FHSS （Frequency Hopping Spread Spectrum） 该标准于1997年提出，工作在2.4~2.4835GHz（I SM频段）共83.5M，整个频段被分成79个1MHz的 信道，采用调频调制，传输速率为1Mbps。
由一个伪随机数发生器生成一个随机序列，所有 站点都按此随机序列同时跳到相同的频率并作一停 顿（<400ms）。
由于入侵者不知道随机序列和停顿时间，所以具 有一定的安全性。 常用于楼与楼之间的连接，但传输带宽较低。
Wireless LAN（无线局域网）
直接序列扩频DSSS
（Direct Sequence Spread Spectrum） 该标准于1997年提出，工作在2.4~2.4835GHz（IS M频段），传输速率为1M或2Mbps，采用调相调制。
Wireless LAN（无线局域网）
基本服务集合BSS由一个AP和一组无线站点组 成，通常AP包括两个接口，无线接口用于管理一组 无线站点，另一个接口将作为有线网络的接入。
AP Ethernet
典型（小规模）WLAN接入
IP:192.168.0.254/24
SOHO Router 外线 电话 接线盒 分离器 ADSL Modem
AP AP AC
Internet
Wireless LAN（无线局域网）
POE（Power Over Ethernet）指的是在现有 的以太网Cat.5布线基础架构不作做何改动的情 况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、 无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数 据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电 的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安 全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度 地降低成本。
Wireless LAN（无线局域网）
用于通信的电磁波频段
f 100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1022 1024
无线电波
微波
可 红外线 见 光
30mm 3mm 109 1010 1011
紫 外 线
x射线
y射线
λ f
30km 104
3km 105 106
Wireless LAN（无线局域网）
正交频分复用OFDM
（Orthogonal Frequency Division Multiplexing） 该标准于1999年提出，工作在5.735~5.860GHz（I SM频段）共125M，用于第一个高速WLAN 802.11 a，传输速率最高为54Mbps。 不同的信道采用频分多路复用（FDM）方式，但 不同的信道在相位上是正交的， 802.11a使用了52 个频率，其中48个用于传送数据，4个用于同步。 2001年提出的802.11g采用相同的OFDM，但工作 在ISM的2.4GHz频段，速率为11Mbps~54Mbps。
Wireless LAN（无线局域网）
WI-FI技术优势 WI-FI是由AP（Access Point）和无线网卡组成 的无线局域网络。 组网简单，可以不受布线条件 的限制，因此非常适合移动办公用户的需要。
应用灵活：能灵活胜任只有几个用户的小型网 络到上千用户的大型网络。 丰富的终端支持，经济节约，厂商进入该领域 的门槛比较低。WI-FI组网的成本低廉。 提供漫游服务：能提供有线网络无法提供的漫 游特性，方便用户使用。
Wireless LAN（无线局域网）
WLAN标准主要包括802.11b、802.11a、802. 11g、802.11n等。目前，WLAN的推广和认证工 作主要由产业标准组织Wi-Fi（Wireless Fidelity， 无线保真）联盟完成，所以WLAN技术常常被称 之为Wi-Fi。 802.11b采用2.4GHz的频段，可支持11Mbps 的共享接入速率；802.11a采用5GHz的频段，其 速率高达54Mbps，采用OFDM（正交频分复用） 技术，但无障碍的接入距离降到30－50米。
Wireless LAN（无线局域网）
扩展服务集合ESS将跨越BSS的通信，同时 也允许一台移动主机在不同的BSS之间漫游。 Ethernet（DS）
BSS1
BSS2
Wireless LAN（无线局域网）
ESS 两种 模式 胖AP——AP集成网管功能。
瘦AP——AP上连至AC（接入控制器）， 由AC统一管理AP。 AP
Wireless LAN（无线局域网）
802.11协议的物理层除使用红外线外，主 要采用扩频（Spread Spectrum）技术进行通信。 扩频技术最初是为军事及情报部门的需求 而开发的，早期的通信使用固定的频率，很容 易被敌方侦测到并加以窃听或干扰，扩频技术 的基本思想是将携带信息的信号扩散到较宽的 频谱带宽上，接收端必须知道所传播的扩频信 号相关参数才能正确地恢复发送信号，否则它 收到的扩频信号将是一片噪声。
项目五 无线接入网
无线接入网的基本概念
无线接入系统采用无线传输技术，通过空 间电磁波来传输信息，无线传输所占用的信道 即称为无线信道。 卫星 移动宽带化 微波 宽带移动化 红外 常用 无线 蓝牙 技术 WLAN（802.11） WMAN（802.16） 3G
IEEE 802的标准体系
Wireless LAN（无线局域网）
Ad-Hoc模式
Wireless LAN（无线局域网）
基本服务集合BSS（Basic Service Set） BSS相当于一个蜂窝（Cell）。 BSS由一组执行相同MAC协议、争用同一共享媒 体的接入站点组成，并由一个BSS-ID来标识，通常 为网络中无线接入点AP（Access Point）的MAC地 址。 BSS内的移动主机都可以相互通信，也可通过接入 点AP接入有线网络与有线网络中的站点通信。 接入点AP通常由一个有线网络接口（如802.3）和 一个无线网络接口组成，无线网络接口将多个无线 站点汇聚到有线网络中。
Wireless LAN（无线局域网）
高速直接序列扩频HR-DSSS
（High Rate Direct Sequence Spread Spectrum） 1999年提出的802.11b，工作在ISM的2.4~2.4835G Hz频段，传输速率最高为11Mbps。 波特率为1M，如一波特携带1 bit，传输速率为1 M bps，携带2 bit，为2M bps，如采用调相调制， 则波特率将为1.375M，并携带4 bit和8 bit，传输速 率将为5.5M bps和11M bps。
802.1 ：高层局域网协议Higher Layer LAN Protocols 802.2 ：逻辑链路控制Logical Link Control 802.3 ：以太网Ethernet 802.4 ：令牌总线Token Bus 802.5 ：令牌环Token Ring 802.11：无线局域网Wireless LAN 802.15：无线个域网Wireless Personal Area Network 802.16：宽带无线接入Broadband Wireless Access 802.17：弹性分组环Resilient Packet Ring 802.18：无线管制Radio Regulatory TAG 802.19：共存Coexistence TAG 802.20：移动宽带无线接入Mobile Broadband Wireless Access 802.21：媒质无关切换Media Independent Handoff
Wireless LAN（无线局域网）
扩频（SS）系统的一般模型
输入 数据 信道编码 调制 信道 解调 信道解码 输出 数据
伪随机 数字序列
伪随机 数字序列
信道编码产生具有围绕某个中心频率的、相对较窄的带宽的模拟信号。 模拟信号被一个伪随机数字序列进行调制，通过调制使传输信号的带 宽有显著增加，即频谱被扩展。在接收端，使用相同的伪随机数字序列 对扩频信号进行解调，最后信号进入信道解码器被还原成数据。 伪随机数使用一些被称为种子（seed）的初始值通过某个算法得到， 在通信过程中，除非知道算法和种子，否则不可能推测出这个序列，因 此只有与发送方共享信息的接收器才可能成功地将信号解码。
WLAN
Ethernet
IP:192.168.0.X/24
DG:192.168.0.254
典型（小规模）WLAN接入
IP:192.168.0.254/24
楼道单元交换机
SOHO Router
WLAN
Ethernet
IP:192.168.0.X/24
DG:192.168.0.254
Wireless LAN（无线局域网）
扩展服务集合ESS （Extended Service Set) ESS：由多个BSS通过一个分布式系统DS（Dist ribution System）互联而成，就像一个逻辑上的 局域网。
一般来说，DS是一个有线主干局域网，通常表 现为以太网。 BSS之间的通信将通过DS实现，BSS在LLC子 层上相统一，至此，一个移动主机可以漫游在不 同的BSS之间。
Wireless LAN（无线局域网）
802.11b采用2.4GHz的频段，可支持11Mbps 的共享接入速率，覆盖范围100米。 802.11g其实是一种混合标准，既能适应802. 11b标准，又符合802.11a标准，其速率高达54Mb ps，它比802.11b速率快5倍，并和802.11b兼容。 正在等待批准的IEEE802.11n ，其速率高达 300Mbps，目前部分厂商已经投入市场应用。
使用直接序列方式扩频，原始信号中的一个比特 在传输信号中采用Chipping code（切片编码）被转 换成多个比特（在802.11中为11个），称为Barker s equence，这种切片编码将信号扩展到较宽的频带 范围，而这个频带范围与使用的比特数成正比。
DSSS的波特率为1M，当一个波特携带2个bit时， 其传输速率为2Mbps。
Wireless LAN（无线局域网）
W L A N 的 组 网 模 式
Ad-Hoc模式
基本服务集合BSS Infarstructure模式
扩展服务集合ESS
Wireless LAN（无线局域网）
Ad-Hoc模式
早期的Ad-Hoc模式用于多个移动主机（无线 站点）之间的直接通信，毋需接到有线网络，每 个站点必须“看”到其它所有站点。
个人网
Personal Area Network
居民接入网
Residential Access Network
Wireless PAN（无线个人网）
Bluetooth的结构——基本组成单元Piconet（微微网）
Piconet1
S
Piconet2 S S M
S
M S S
S
S
S
Bridge Slave
IEEE 802的标准体系
WAN IEEE 802.20 IEEE 802.16 MAN Wireless MAN LAN
WiMAX Wi-Fi Bluetooth
IEEE 802.21
IEEE 802.11 Wireless LAN
IEEE 802.15 PAN
PAN→LAN→MAN→WAN→RAN
Parked Slave
Active Slave
Scatternet（分散网）
Wireless PAN（无线个人网）
蓝牙（Bluetooth，2.4GHz，ISM频段）用来 替代智能设备，如：电脑、手机、PDA、数码相 机/摄像机等的外接电缆，Pinconet主要特点： 一个Pinconet中只有一个主机（M），最多支持 255个从机（S），同时允许7个从机是Active状态， 其他数据Parked状态。 Pinconet以主机为中心，10M为半径的空间范围。 Parked状态只能接收主机呼叫，禁止其他任何 操作。 从机只能与主机通信，从机间不能通信。
30m 107
3m 108
30μm 3μm 1012 1013 1014 1015 1016
双绞线 同轴电缆 AM FM TV
卫星
光通信
微波
Wireless LAN（无线局域网）
跳频扩频FHSS （Frequency Hopping Spread Spectrum） 该标准于1997年提出，工作在2.4~2.4835GHz（I SM频段）共83.5M，整个频段被分成79个1MHz的 信道，采用调频调制，传输速率为1Mbps。
由一个伪随机数发生器生成一个随机序列，所有 站点都按此随机序列同时跳到相同的频率并作一停 顿（<400ms）。
由于入侵者不知道随机序列和停顿时间，所以具 有一定的安全性。 常用于楼与楼之间的连接，但传输带宽较低。
Wireless LAN（无线局域网）
直接序列扩频DSSS
（Direct Sequence Spread Spectrum） 该标准于1997年提出，工作在2.4~2.4835GHz（IS M频段），传输速率为1M或2Mbps，采用调相调制。
Wireless LAN（无线局域网）
基本服务集合BSS由一个AP和一组无线站点组 成，通常AP包括两个接口，无线接口用于管理一组 无线站点，另一个接口将作为有线网络的接入。
AP Ethernet
典型（小规模）WLAN接入
IP:192.168.0.254/24
SOHO Router 外线 电话 接线盒 分离器 ADSL Modem
AP AP AC
Internet
Wireless LAN（无线局域网）
POE（Power Over Ethernet）指的是在现有 的以太网Cat.5布线基础架构不作做何改动的情 况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、 无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数 据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电 的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安 全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度 地降低成本。
Wireless LAN（无线局域网）
用于通信的电磁波频段
f 100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1022 1024
无线电波
微波
可 红外线 见 光
30mm 3mm 109 1010 1011
紫 外 线
x射线
y射线
λ f
30km 104
3km 105 106
Wireless LAN（无线局域网）
正交频分复用OFDM
（Orthogonal Frequency Division Multiplexing） 该标准于1999年提出，工作在5.735~5.860GHz（I SM频段）共125M，用于第一个高速WLAN 802.11 a，传输速率最高为54Mbps。 不同的信道采用频分多路复用（FDM）方式，但 不同的信道在相位上是正交的， 802.11a使用了52 个频率，其中48个用于传送数据，4个用于同步。 2001年提出的802.11g采用相同的OFDM，但工作 在ISM的2.4GHz频段，速率为11Mbps~54Mbps。
Wireless LAN（无线局域网）
WI-FI技术优势 WI-FI是由AP（Access Point）和无线网卡组成 的无线局域网络。 组网简单，可以不受布线条件 的限制，因此非常适合移动办公用户的需要。
应用灵活：能灵活胜任只有几个用户的小型网 络到上千用户的大型网络。 丰富的终端支持，经济节约，厂商进入该领域 的门槛比较低。WI-FI组网的成本低廉。 提供漫游服务：能提供有线网络无法提供的漫 游特性，方便用户使用。
Wireless LAN（无线局域网）
WLAN标准主要包括802.11b、802.11a、802. 11g、802.11n等。目前，WLAN的推广和认证工 作主要由产业标准组织Wi-Fi（Wireless Fidelity， 无线保真）联盟完成，所以WLAN技术常常被称 之为Wi-Fi。 802.11b采用2.4GHz的频段，可支持11Mbps 的共享接入速率；802.11a采用5GHz的频段，其 速率高达54Mbps，采用OFDM（正交频分复用） 技术，但无障碍的接入距离降到30－50米。
Wireless LAN（无线局域网）
扩展服务集合ESS将跨越BSS的通信，同时 也允许一台移动主机在不同的BSS之间漫游。 Ethernet（DS）
BSS1
BSS2
Wireless LAN（无线局域网）
ESS 两种 模式 胖AP——AP集成网管功能。
瘦AP——AP上连至AC（接入控制器）， 由AC统一管理AP。 AP
Wireless LAN（无线局域网）
802.11协议的物理层除使用红外线外，主 要采用扩频（Spread Spectrum）技术进行通信。 扩频技术最初是为军事及情报部门的需求 而开发的，早期的通信使用固定的频率，很容 易被敌方侦测到并加以窃听或干扰，扩频技术 的基本思想是将携带信息的信号扩散到较宽的 频谱带宽上，接收端必须知道所传播的扩频信 号相关参数才能正确地恢复发送信号，否则它 收到的扩频信号将是一片噪声。
项目五 无线接入网
无线接入网的基本概念
无线接入系统采用无线传输技术，通过空 间电磁波来传输信息，无线传输所占用的信道 即称为无线信道。 卫星 移动宽带化 微波 宽带移动化 红外 常用 无线 蓝牙 技术 WLAN（802.11） WMAN（802.16） 3G
IEEE 802的标准体系