第6章 无线网络基础

1第6章无线网络基础6.1无线传输技术介绍6.2IEEE802.116.3HomeRF6.4蓝牙技术（Bluetooth）6.5GSM&GPRS6.6WAP6.7小结26.1无线传输技术介绍6.1.1以光为传输介质6.1.2以无线电波为传输介质6.1.3窄频微波36.1无线传输技术介绍无线网络的传输技术可分为两大类：光学传输和无线电波传输。6.1.1以光为传输介质不管是红外线或激光，因为是利用光作为传输介质，所以都必须受限于光的特性。1.红外线红外线传输标准是在1993年由IrDA协会（Infra-redDataAssociation）所制定，其目的是为了建立互通性佳、低成本、低功耗的数据传输解决方案，目前几乎所有笔记本电脑都备有红外线通信端口。4（1）直接红外线连接直线式红外线连接（2）反射式红外线连接左右偏移15°反射式红外线连接5（3）全向性红外线连接全向性红外线连接6.1.2以无线电波为传输介质目前大部分的无线网络都是采用无线电波为传输介质，这是因为无线电波的穿透力强，而且是全方位传输，不局限于特定方向，和光波传输相比，无线电波传输特别适合用在局域网。66.1.3窄频微波微波和激光类似，一样可提供点对点的远距离无线连接，应用方式也类似，不过它是采用高频率短波长的电波来传送数据，所以微波较容易受到外在因素的干扰，例如：雷雨天气或受邻近频道的杂音（Crosstalk）干扰。76.2IEEE802.116.2.1直接序列扩频6.2.2跳频式扩频6.2.3IEEE802.lla6.2.4IEEE802.llb86.2IEEE802.11IEEE802.11最早是由IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，电子电机工程协会）在1997年6月正式发布，此文档为无线网络的标准规格。6.2.1直接序列扩频直接序列扩频是通过扩频码（SpreadingCode），也称为虚拟噪声码（PseudoNoiseCode，PNCode），将原本窄频高能量的信号扩展为原本的数倍带宽，而且将能量变小，以低于背景杂音值（BackgroundNoise），然后才把信号发送出去。9直接序列扩频示意图6.2.2跳频式扩频跳频式扩频是利用一个很宽的频带，将其细分成数十个小频道，然后把数据塞到频道上送出去，而且每次传送数据所使用的频道都不一样。更清楚的定义是：在一个很宽的频带内，先由连线的两端协商好要使用哪些频道，然后轮流使用这些频道传送数据（见图6-6）。10直接序列扩频示意图6.2.3IEEE802.11aIEEE802.11a是使用5GHz的频带，又称为U-NII（UnlicensedNationalInformationInfrastructure）频带，理论上也是属于不需申请的范围，不过并非每个国家都有开放，因此目前支持此规格的无线设备尚属少数。116.2.4IEEE802.11bIEEE802.11b是使用高速直接序列扩频（HR/DSSS）的传输技术，利用2.4GHz的频带，按所使用的调制技术不同，有4种传输速率。126.3HomeRF6.3.1HomeRF的标准6.3.2高速HomeRF136.3HomeRFHomeRF（HomeRadioFrequency）是由国际电信协会（InternationalTelecommunicationUnion，ITU）所推行的一种家用无线网络标准，目的是为了提供一个低成本、低性能，并可以同时传输语音和数据资料的家庭网络（见图6-7）。在家庭中的应用146.3.1HomeRF的标准HomeRF是以共享无线访问协议（SharedWirelessAccessProtocol，SWAP）为基础，此协议能将语音与数据资料整合在一起传输。1．传输数据资料在传输数据资料部分，HomeRF采用的是IEEE802.11FHSS的传输技术，即在2.4GHz的公用频带内，利用跳频式扩频技术传送数据资料，传输速率最高为2Mbit/s。152．传输语音数据在传输语音数据部分，HomeRF采用了DECT（DigitalEnhancedCordlessTelephone）标准，以时分多路访问（TimeDivisionMultipleAccess，TDMA）模式传输语音数据。3．其他特点除了可以同时传输语音和数据资料外，HomeRF还有以下特点：涵盖范围达50m；支持128个节点；可和蓝牙设计在同一个设备中。166.3.2高速HomeRFHomeRF虽然可以同时传输语音和数据资料，但在数据传输部分，有2Mbit/s的速度，和IEEE802.11b相比，实在差距太大，因此导致HomeRF的市场一直无法扩展。176.4蓝牙技术（Bluetooth）6.4.1什么是蓝牙6.4.2蓝牙技术的标准6.4.3蓝牙技术的特性186.4蓝牙技术（Bluetooth）在10世纪的挪威，维京国王哈拉德蓝牙（HaraldBluetooth）统一了丹麦，从此名留青史。6.4.1什么是蓝牙简言之，蓝牙就是一种同时可用于电信和计算机的无线传输技术。6.4.2蓝牙技术的标准蓝牙传输的范围最远达10m，若接上放大器则可达100m，使用2.4GHz公用频带，采用的无线传输技术是跳频式扩频，和IEEE802.11雷同，只不过其跳跃的频率很高，每秒1600次。196.4.3蓝牙技术的特性前面提到过，跳频式扩频的特点就是高容错能力，因为当某个频道被干扰时，另外一个频道可能没有被干扰到，因此遗失的信息包可以通过未被干扰的频道重送出去，但是问题来了，同样采用2.4GHz的频带，蓝牙以高达每秒1600次的跳跃速度，和其他跳跃速度较慢的无线电波设备一起传输数据时，会发生什么情况？206.5GSM&GPRS6.5.1何谓GSM6.5.2何谓GPRS216.5GSM&GPRS当中国正式提供移动电话服务的时候，一部移动电话要价数万元，申请一个手机号码至少要半年，因此除了少数人外，对老百姓来说，使用移动电话根本是个梦想。6.5.1何谓GSMGSM是欧洲电信标准协会（EuropeanTelecommunicationsStandardInstitute，ETSI）于1990年底所制定的数字移动网络标准，该标准主要是说明如何将模拟式的语音转为数字信号，再通过无线电波传送出去。226.5.2何谓GPRS很多报刊杂志都写通用分组无线业务（GeneralPacketRadioService，GPRS）是新一代的移动通信标准，这种说法并不正确，在接下来的说明中，读者就可以了解其原因是为什么了。1.GPRS和GSM的关系GPRS可算是数字移动通信时代的宽带网络结构，它和GSM的关系就如同传统调制解调器拨号和ADSL宽带上网的关系一样。232.GPRS和GSM不同之处前面说过，GSM采用的是电路交换技术。但GPRS就不同了，它采用的是报文分组交换（PacketSwitch）技术。246.6WAP6.6.1什么是WAP6.6.2WAP的标准6.6.3WAP和GPRS的关系256.6WAP互联网的兴起，让我们的生活产生了革命性的改变，中国古人曾言：“秀才不出门，能知天下事”。通过互联网，这个梦想成真了。6.6.1什么是WAPWAP是一种新的移动通信技术，简单来说，通过WAP，我们的手机就可以访问互联网的信息，如同用计算机上网一样，也就是说，有了WAP，我们随时随地都可以利用手机上网查找资料、订票、收发电子邮件等。266.6.2WAP的标准WAP的功能其实类似互联网的HTTP协议，但主要是用在无线通信设备（这指的多为手机，但也可以是PDA之类的设备）上。使用TCP/IP访问互联网27访问互联网的结构WAP和HTTP在OSI模型中的相对位置286.6.3WAP和GPRS的关系WAP和GPRS能否相提并论，近一年来国内已经讨论过多次了，在网络上，WAP与GPRS相关的网站中，这个话题也一直是大家争论的焦点，现在就来解释一下WAP和GPRS的区别，并对应到OSI模型，以要求更清楚地解释两者之间的异同。OSI模型与WAP、HTTP的相对位置296.7小结（1）使用红外线光束在设备之间传送数据以实现红外线传输，在传送设备和接收设备之间必须有一条清晰的视线，任何阻碍红外线信号的物体将阻止通信。（2）IEEE802.11标准规定了3种不同的物理层结构，即红外线物理层结构，以及两种采用不同扩频技术的射频数据传输物理层结构。