无线网络安全
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接入点（fat AP，标准的无线接入）
2020/4/15
计算机科学与技术学院
22
❖多功能智慧型接入点（fat AP）：是一个独 立的设备，能提供WLAN所需的所有功能， 包括认证、无线加密和WLAN管理
2020/4/15
计算机科学与技术学院
23
❖精简型接入点（thin AP）：智能中央控制 器（通过有线或者无线的方式）处理所有 其他智能功能，并能根据网络需求逐个配 置和控制每个接入点
精简型 AP
无线接入控 制器
精简型 AP
2020/4/15
计算机科学与技术学院
24
多频段接入点
❖多频段接入点：可以同时支持两个或者多 个不同的WLAN标准
Nfiniti是一款集双频无 线路由与访问接入点与 一体的新型产品。本品 基于新一代高速无线网 络标准802.11n制造， 能够同时工作在 802.11n、802.11g/b和 802.11a标准中的任两 个频段
2020/4/15
计算机科学与技术学院
8
1921年，移动无线电开始使用2MHz频段
但没有和有线电话系统集成在一起（当时人们认为 移动无线电不是一种可以在公共领域使用的技术， 主要是为了满足警察和紧急服务人员的需要）
1924年，贝尔实验室发明了具备双向通话能力 的基于语音的无线电话系统。但仍没有和有线 系统相连
(WPAN)
（a,b,g,i,n）
Bluetooth（蓝牙） 传输速率：
ZigBee
11~300Mbit/s
传输速率：10Mbit/s
传输距离：城市大 部分地区 典型技术：
IEEE 802.16 （WiMAX）
*:有的分类也将其 作为3G 标准之一
无线广域网（Wireless Wide Area Network, WWAN）
▪ 从固定宽带无线接入到移动宽带无线接入
▪ 从蓝牙到红外、HomeRF，从UWB到ZigBee
▪ 从GSM、GPRS、CDMA到3G、超3G、4G
▪ ......
2020/4/15
计算机科学与技术学院
7
无线网络发展史
❖无线通信技术是在没有物理连接的情况下 多个设备之间能够互相通信的技术
▪ 1901年-意大利物理学家G. Marconi（马可尼） 演示了跨越大西洋的3200公里的无线电波的试 验----Morse Code(莫尔斯码)
计算机科学与技术学院
17
无线设备
❖个人移动设备：PDA（个人数字助理）、 手机
❖无线联网设备：网络适配器、接入点 （AP）、WLAN交换机、无线路由器、无 线网桥、无线中继器、天线
❖无线IP电话（VoIP）
❖射频标签（RFID）
❖工业或商业无线应用：无线传感器网络 （WSN）
2020/4/15
计算机科学与技术学院
无线网络安全
第0章：概述
张立江 cheungcumt163
课程内容概述
无线局域 网与安全
• 无线局域网标准与技术（第1章） • 无线局域网安全技术（第1章）
无线网络 概述
（第0章）
2020/4/15
无线城域 • 无线城域网标准与技术（第2章） 网与安全 • 无线城域网安全技术（第2章）
无线广域 • 无线广域网标准与技术（第2章） 网与安全 • 无线广域网安全技术（第2章）
• 体积庞大—占据一个皮箱的体积
• 成本—相当于一辆汽车
2020/4/15
计算机科学与技术学院
9
▪ 1935年，首次采用调频技术（FM），提高了 整体的传输质量，减小了体积
• 时机恰到好处：二战刚刚开始，军方迅速采用了FM 来提供双向的移动无线电通信
• 摩托罗拉和AT&T等公司设计了体积大幅缩小的设 备
• 7台计算机；双向星形拓扑跨越4 座夏威夷的岛屿
• 无线网络可以说是正式诞生了
▪ 现代的数字无线系统的性能更 好了，但基本思想并没有变化
• WPAN、WLAN、WMAN、 WWAN
2020/4/15
计算机科学与技术学院
ALOHA示意图
13
无线网络分类
无线网络
无线个域网（Wireless Personal Area
▪ 从无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)、无线体 域网、无线城域网(WMAN)到无线广域网(WWAN)
▪ 从移动Ad Hoc网络到无线传感器网络(WSN)、无线 Mesh网络
▪ 从Wi-Fi到WiMedia、WiMAX
▪ 从IEEE 802.11、IEEE 802.15、IEEE 802.16到 IEEE802.20
无线个域 网与安全
• 无线个域网标准与技术（第3章） • 无线个域网安全技术（第3章）
计算机科学与技术学院
2
课程内容概述
无线网络 概述
（第0章）
基于应用的 无线网络
•Ad Hoc网络、无线传感器 网络WSN、无线Mesh网 络技术、移动 IP（第4章）
无线传感 器网络
WSN安全 技术
•无线传感器网络WSN 安全技术（第4章）
18
PDA 无线访问点
2020/4/15
无线网卡
无线路由器
RFID
ETC:电子不停车收费系统
IP电话
计算机科学与技术学院
19
无线网卡
❖无线网卡的选择：
▪ 接入类型（内置、USB、PCI等） ▪ 无线标准（802.11a、802.11b、802.11g、
蓝牙等） ▪ 天线类型（可分离的、不可分离的） ▪ 功率输出（40mW、50mW、200mW）
• 整个美国有45000名用户，但仍有20000个申请者 在等待，其中最长的已经等了10年之久
2020/4/15
计算机科学与技术学院
11
❖ 蜂窝技术经历了漫长的发展之路：
▪ 早期使用800MHz频率来传递模拟信号 ▪ 随后出现的个人通信服务（PCS）使用
1850MHz的频率
• Sprint公司是PCS服务的主要提供商
2020/4/15
计算机科学与技术学院
25
桥接接入点
❖用无线接入点的桥接功能连接两个或者多 个局域网，允许他们之间通信和交换信息
❖可以配置为点到点或者点到多点
AP
桥接接入
AP
点
点到点桥接
2020/4/15
计算机科学与技术学院
26
桥接接入
AP
AP
点
点到多点桥接
2020/4/15
计算机科学与技术学院
❖IEEE 802.11b和802.11g标准基本兼容，但是 802.11a与802.11b或者802.11g都不兼容；蓝 牙与任何一个802.11标准都不兼容
2020/4/15
计算机科学与技术学院
20
常见无线网卡比较
网卡类型 PC卡（PCMCIA）
优点
无需开盒安装 支持热插拔
PCI和miniPCI卡 USB
▪ 一些移动运营商也开始使用数字技术:
• TDMA—时分多址 • CDMA—码分多址 • GSM—全球移动通信系统 • 3G —(WCDMA、CDMA2000、TD-
SCDMA) • 4G？！……
2020/4/15
计算机科学与技术学院
12
▪ 1971年，夏威夷大学的研究员 创造了第一个基于封包式技术 的无线通信网络—Aloha net （一种早期的以太网版本；局 域网技术)
2020/4/15
计算机科学与技术学院
10
❖1947年，西南贝尔和AT&T第一次推出了 商业性的移动电话服务
▪ 美国联邦通信委员会（FCC）限制了可用频率的数量， 使一个服务区最多只能同时进行23个电话交谈
▪ 相邻信道干扰也使通话质量非常糟糕
▪ AT&T公司只能把部分申请人暂时放在等候名单上
• 1976年，纽约市只有不到600名移动电话用户，申 请者超过了3500人
2020/4/15
计算机科学与技术学院
3
课件ຫໍສະໝຸດ Baidu箱
❖用户名：wsecurity163 ❖密码：wsecurity1
2020/4/15
计算机科学与技术学院
4
2020/4/15
主要内容
无线网络概述 无线网络发展史 无线网络分类 无线网络设备 无线网络安全概述
计算机科学与技术学院
5
无线网络概述
❖5W：
UNIVERSIT Y
2020/4/15
计算机科学与技术学院
29
天线
❖天线是用来辐射电流所产生的电磁场
▪ 电线：试图控制或减少电磁场 ▪ 天线：自由发射电磁场
❖所有RF天线都具有如下五个特征：
▪ 频率：2.4GHz（802.11b/g）、5GHz（802.11a） ▪ 增益：提高信号功率的能力 ▪ 功率： ▪ 辐射方向图：天线产生的无线电波传播的形状和宽带 ▪ 极化：电磁信号的电通量的方向（水平或垂直极化）
10 Mb/s 1 Mb/s
100 kb/s
802.15.1 蓝牙
802.15.4 ZigBee
802.11n Wi-Fi
802.11g, a
802.11b
WiMAX 802.16
10 kb/s
WPAN
WLAN
WMAN
2020/4/15
计算机科学与技术学院
4G 移动通信
3G 移动通信
2G 移动通信
覆盖范围 WWAN
安装一劳永逸
无需开盒安装，拆卸方便 USB2.0可达480Mbps速率
可用于台式或便携式PC
缺点
于大多数台式PC不兼容， 功率需求相对较高， 天线方向性差
开盒安装 天线方向性差
802.11a/802.11g需要USB2.0 较高的CPU占用率 较容易被盗
2020/4/15
PCMCIA：个人计算计机科算学与机技术存学院储卡国际协会
16
❖其他分类：
▪ 从应用的角度看，还可划分出
• Ad hoc 网络 • 无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，
WSN） • 无线Mesh网络 • 无线穿戴网络 • 无线体域网 • ……
▪ 这些网络一般是基于已有的无线网络技术，针 对具体的应用而构建的无线网络
2020/4/15
❖6A：
▪ 任何人（Whoever） ▪ 任何时候（Whenever） ▪ 任何地方（Wherever） ▪ 与任何人（Whomever） ▪ 能以任何形式（Whatever）
通信的移动计算技术
❖ 任何人(Anyone) ❖ 任何时候(Anytime) ❖ 任何地点(Anywhere) ❖ 采用任何方式(Any means) ❖ 与其他任何人(Any other) ❖ 进行任何通信(Anything)
主要是通过移动通 信卫星进行数据通 信的网络 典型技术： IEEE 802.20 （MBWA，移动宽 带无线接入系统） 3G （未来的4G） 传输速率：2Mbit/s
2020/4/15
计算机科学与技术学院
14
❖IEEE 关于无线网络的标准：
IEEE标准 802.11 802.11a 802.11b 802.11g 802.11n 802.11r 802.15 802.16 802.20
❖ 实例：
▪ 短消息（SMS） ▪ 多媒体消息（MMS） ▪ 移动邮件服务（MMMS） ▪ 移动即时通信服务（MIM）
无线网络技术是实现 5W/6A梦想、移动计算、
普适计算(Ubiquitous Computing)的核心技术
▪ 移动定位服务（LBS）
2020/4/15
计算机科学与技术学院
6
❖无线网络现状：新技术层出不穷、新名词 应接不暇
21
无线网络接入点
❖接入点AP（Access Point）包括：
▪ 无线电收发机（用于使用射频信号与无线NIC通信） ▪ 一个有线802.3接口 ▪ 桥接电路或者桥接软件
❖安装（多少）接入点取决于：
▪ 覆盖范围 ▪ 放置：屋内放在较高的位置 ▪ 网络模式：Ad hoc或者基础模式 ▪ 精简型接入点（thin AP）或者多功能智慧型
2020/4/15
计算机科学与技术学院
30
❖天线可分为（NIC卡、接入点等设备中内置的）
偶极天线和（用于建筑物之间的）外部天线
27
无线中继器
❖中继器的作用：接收信号，恢复信号的原 始强度并转发信号；并且在大多数情况下， 可以去除大部分的噪音
2020/4/15
计算机科学与技术学院
28
无线网桥
❖功能同有线网桥，即在使用相同联网协议 的两个局域网和网段之间建立一个交叉点
❖通常用于在一个校园网的两栋建筑物中的 WLAN之间提供连接点
Network, WPAN）
无线局域网（Wireless Local Area Network,
WLAN ）
无线城域网（Wireless Metropolitan Area Network, WMAN）
传输距离：10m左 传输距离：
右
几十米~几千米
典型技术：
典型技术：
IEEE 802.15
IEEE 802.11
定义 无线局域网标准 54Mbps无线联网 11Mbps无线联网 54Mbps无线联网 100Mbps无线联网 红外无线联网 无线个域网（PAN） 无线城域网（WMAN） 固定无线宽带
2020/4/15
计算机科学与技术学院
15
❖几种无线网络的比较：
用户数据率
1 Gb/s 100 Mb/s
802.15.3 超宽带
2020/4/15
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22
❖多功能智慧型接入点（fat AP）：是一个独 立的设备，能提供WLAN所需的所有功能， 包括认证、无线加密和WLAN管理
2020/4/15
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23
❖精简型接入点（thin AP）：智能中央控制 器（通过有线或者无线的方式）处理所有 其他智能功能，并能根据网络需求逐个配 置和控制每个接入点
精简型 AP
无线接入控 制器
精简型 AP
2020/4/15
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24
多频段接入点
❖多频段接入点：可以同时支持两个或者多 个不同的WLAN标准
Nfiniti是一款集双频无 线路由与访问接入点与 一体的新型产品。本品 基于新一代高速无线网 络标准802.11n制造， 能够同时工作在 802.11n、802.11g/b和 802.11a标准中的任两 个频段
2020/4/15
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8
1921年，移动无线电开始使用2MHz频段
但没有和有线电话系统集成在一起（当时人们认为 移动无线电不是一种可以在公共领域使用的技术， 主要是为了满足警察和紧急服务人员的需要）
1924年，贝尔实验室发明了具备双向通话能力 的基于语音的无线电话系统。但仍没有和有线 系统相连
(WPAN)
（a,b,g,i,n）
Bluetooth（蓝牙） 传输速率：
ZigBee
11~300Mbit/s
传输速率：10Mbit/s
传输距离：城市大 部分地区 典型技术：
IEEE 802.16 （WiMAX）
*:有的分类也将其 作为3G 标准之一
无线广域网（Wireless Wide Area Network, WWAN）
▪ 从固定宽带无线接入到移动宽带无线接入
▪ 从蓝牙到红外、HomeRF，从UWB到ZigBee
▪ 从GSM、GPRS、CDMA到3G、超3G、4G
▪ ......
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无线网络发展史
❖无线通信技术是在没有物理连接的情况下 多个设备之间能够互相通信的技术
▪ 1901年-意大利物理学家G. Marconi（马可尼） 演示了跨越大西洋的3200公里的无线电波的试 验----Morse Code(莫尔斯码)
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无线设备
❖个人移动设备：PDA（个人数字助理）、 手机
❖无线联网设备：网络适配器、接入点 （AP）、WLAN交换机、无线路由器、无 线网桥、无线中继器、天线
❖无线IP电话（VoIP）
❖射频标签（RFID）
❖工业或商业无线应用：无线传感器网络 （WSN）
2020/4/15
计算机科学与技术学院
无线网络安全
第0章：概述
张立江 cheungcumt163
课程内容概述
无线局域 网与安全
• 无线局域网标准与技术（第1章） • 无线局域网安全技术（第1章）
无线网络 概述
（第0章）
2020/4/15
无线城域 • 无线城域网标准与技术（第2章） 网与安全 • 无线城域网安全技术（第2章）
无线广域 • 无线广域网标准与技术（第2章） 网与安全 • 无线广域网安全技术（第2章）
• 体积庞大—占据一个皮箱的体积
• 成本—相当于一辆汽车
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▪ 1935年，首次采用调频技术（FM），提高了 整体的传输质量，减小了体积
• 时机恰到好处：二战刚刚开始，军方迅速采用了FM 来提供双向的移动无线电通信
• 摩托罗拉和AT&T等公司设计了体积大幅缩小的设 备
• 7台计算机；双向星形拓扑跨越4 座夏威夷的岛屿
• 无线网络可以说是正式诞生了
▪ 现代的数字无线系统的性能更 好了，但基本思想并没有变化
• WPAN、WLAN、WMAN、 WWAN
2020/4/15
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ALOHA示意图
13
无线网络分类
无线网络
无线个域网（Wireless Personal Area
▪ 从无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)、无线体 域网、无线城域网(WMAN)到无线广域网(WWAN)
▪ 从移动Ad Hoc网络到无线传感器网络(WSN)、无线 Mesh网络
▪ 从Wi-Fi到WiMedia、WiMAX
▪ 从IEEE 802.11、IEEE 802.15、IEEE 802.16到 IEEE802.20
无线个域 网与安全
• 无线个域网标准与技术（第3章） • 无线个域网安全技术（第3章）
计算机科学与技术学院
2
课程内容概述
无线网络 概述
（第0章）
基于应用的 无线网络
•Ad Hoc网络、无线传感器 网络WSN、无线Mesh网 络技术、移动 IP（第4章）
无线传感 器网络
WSN安全 技术
•无线传感器网络WSN 安全技术（第4章）
18
PDA 无线访问点
2020/4/15
无线网卡
无线路由器
RFID
ETC:电子不停车收费系统
IP电话
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19
无线网卡
❖无线网卡的选择：
▪ 接入类型（内置、USB、PCI等） ▪ 无线标准（802.11a、802.11b、802.11g、
蓝牙等） ▪ 天线类型（可分离的、不可分离的） ▪ 功率输出（40mW、50mW、200mW）
• 整个美国有45000名用户，但仍有20000个申请者 在等待，其中最长的已经等了10年之久
2020/4/15
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11
❖ 蜂窝技术经历了漫长的发展之路：
▪ 早期使用800MHz频率来传递模拟信号 ▪ 随后出现的个人通信服务（PCS）使用
1850MHz的频率
• Sprint公司是PCS服务的主要提供商
2020/4/15
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桥接接入点
❖用无线接入点的桥接功能连接两个或者多 个局域网，允许他们之间通信和交换信息
❖可以配置为点到点或者点到多点
AP
桥接接入
AP
点
点到点桥接
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桥接接入
AP
AP
点
点到多点桥接
2020/4/15
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❖IEEE 802.11b和802.11g标准基本兼容，但是 802.11a与802.11b或者802.11g都不兼容；蓝 牙与任何一个802.11标准都不兼容
2020/4/15
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常见无线网卡比较
网卡类型 PC卡（PCMCIA）
优点
无需开盒安装 支持热插拔
PCI和miniPCI卡 USB
▪ 一些移动运营商也开始使用数字技术:
• TDMA—时分多址 • CDMA—码分多址 • GSM—全球移动通信系统 • 3G —(WCDMA、CDMA2000、TD-
SCDMA) • 4G？！……
2020/4/15
计算机科学与技术学院
12
▪ 1971年，夏威夷大学的研究员 创造了第一个基于封包式技术 的无线通信网络—Aloha net （一种早期的以太网版本；局 域网技术)
2020/4/15
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10
❖1947年，西南贝尔和AT&T第一次推出了 商业性的移动电话服务
▪ 美国联邦通信委员会（FCC）限制了可用频率的数量， 使一个服务区最多只能同时进行23个电话交谈
▪ 相邻信道干扰也使通话质量非常糟糕
▪ AT&T公司只能把部分申请人暂时放在等候名单上
• 1976年，纽约市只有不到600名移动电话用户，申 请者超过了3500人
2020/4/15
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课件ຫໍສະໝຸດ Baidu箱
❖用户名：wsecurity163 ❖密码：wsecurity1
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主要内容
无线网络概述 无线网络发展史 无线网络分类 无线网络设备 无线网络安全概述
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5
无线网络概述
❖5W：
UNIVERSIT Y
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29
天线
❖天线是用来辐射电流所产生的电磁场
▪ 电线：试图控制或减少电磁场 ▪ 天线：自由发射电磁场
❖所有RF天线都具有如下五个特征：
▪ 频率：2.4GHz（802.11b/g）、5GHz（802.11a） ▪ 增益：提高信号功率的能力 ▪ 功率： ▪ 辐射方向图：天线产生的无线电波传播的形状和宽带 ▪ 极化：电磁信号的电通量的方向（水平或垂直极化）
10 Mb/s 1 Mb/s
100 kb/s
802.15.1 蓝牙
802.15.4 ZigBee
802.11n Wi-Fi
802.11g, a
802.11b
WiMAX 802.16
10 kb/s
WPAN
WLAN
WMAN
2020/4/15
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4G 移动通信
3G 移动通信
2G 移动通信
覆盖范围 WWAN
安装一劳永逸
无需开盒安装，拆卸方便 USB2.0可达480Mbps速率
可用于台式或便携式PC
缺点
于大多数台式PC不兼容， 功率需求相对较高， 天线方向性差
开盒安装 天线方向性差
802.11a/802.11g需要USB2.0 较高的CPU占用率 较容易被盗
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PCMCIA：个人计算计机科算学与机技术存学院储卡国际协会
16
❖其他分类：
▪ 从应用的角度看，还可划分出
• Ad hoc 网络 • 无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，
WSN） • 无线Mesh网络 • 无线穿戴网络 • 无线体域网 • ……
▪ 这些网络一般是基于已有的无线网络技术，针 对具体的应用而构建的无线网络
2020/4/15
❖6A：
▪ 任何人（Whoever） ▪ 任何时候（Whenever） ▪ 任何地方（Wherever） ▪ 与任何人（Whomever） ▪ 能以任何形式（Whatever）
通信的移动计算技术
❖ 任何人(Anyone) ❖ 任何时候(Anytime) ❖ 任何地点(Anywhere) ❖ 采用任何方式(Any means) ❖ 与其他任何人(Any other) ❖ 进行任何通信(Anything)
主要是通过移动通 信卫星进行数据通 信的网络 典型技术： IEEE 802.20 （MBWA，移动宽 带无线接入系统） 3G （未来的4G） 传输速率：2Mbit/s
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❖IEEE 关于无线网络的标准：
IEEE标准 802.11 802.11a 802.11b 802.11g 802.11n 802.11r 802.15 802.16 802.20
❖ 实例：
▪ 短消息（SMS） ▪ 多媒体消息（MMS） ▪ 移动邮件服务（MMMS） ▪ 移动即时通信服务（MIM）
无线网络技术是实现 5W/6A梦想、移动计算、
普适计算(Ubiquitous Computing)的核心技术
▪ 移动定位服务（LBS）
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❖无线网络现状：新技术层出不穷、新名词 应接不暇
21
无线网络接入点
❖接入点AP（Access Point）包括：
▪ 无线电收发机（用于使用射频信号与无线NIC通信） ▪ 一个有线802.3接口 ▪ 桥接电路或者桥接软件
❖安装（多少）接入点取决于：
▪ 覆盖范围 ▪ 放置：屋内放在较高的位置 ▪ 网络模式：Ad hoc或者基础模式 ▪ 精简型接入点（thin AP）或者多功能智慧型
2020/4/15
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30
❖天线可分为（NIC卡、接入点等设备中内置的）
偶极天线和（用于建筑物之间的）外部天线
27
无线中继器
❖中继器的作用：接收信号，恢复信号的原 始强度并转发信号；并且在大多数情况下， 可以去除大部分的噪音
2020/4/15
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28
无线网桥
❖功能同有线网桥，即在使用相同联网协议 的两个局域网和网段之间建立一个交叉点
❖通常用于在一个校园网的两栋建筑物中的 WLAN之间提供连接点
Network, WPAN）
无线局域网（Wireless Local Area Network,
WLAN ）
无线城域网（Wireless Metropolitan Area Network, WMAN）
传输距离：10m左 传输距离：
右
几十米~几千米
典型技术：
典型技术：
IEEE 802.15
IEEE 802.11
定义 无线局域网标准 54Mbps无线联网 11Mbps无线联网 54Mbps无线联网 100Mbps无线联网 红外无线联网 无线个域网（PAN） 无线城域网（WMAN） 固定无线宽带
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❖几种无线网络的比较：
用户数据率
1 Gb/s 100 Mb/s
802.15.3 超宽带