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1、智能建筑的技术前瞻(无线网络)新本文由sunyelove2008贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 智能楼宇前瞻： 智能楼宇前瞻：无线网络 无线传输技术概述 无线传输技术标准 无线传输技术分析 无线传输技术发展 无线网络在智能化建筑中的应用 一、无线传输技术概述 计算机网络技术在发展中衍生出无线网络（Wireless Network)。无线网络可分为两部分来讨论：负责计算机间数 据共享，即取代或与原有的以太网搭配使用的部分，另一部 分是让个人数字终端设备与机算机沟通，取代传统的有线传 输方式。前者指无线局域网（Wireless Local
2、 Area Network， WLAN），后者指手机上网，即无线通信（Wireless Communication)。 无线局域网（WLAN）的使用可以不受地理条件的限制，具有 有线网络所不具备的优势，在应用上可与有线网络媲美，市 场潜力大。上一个世纪90年代初，工作在900MHz、2.4GHz和 5GHz频率上的无线局域网设备就已出现，由于种种原因，没 有广泛地进入应用。1997年月，第一个无线局域网标准 IEEE802.11正式颁布实施，为无线局域网的物理层和媒体访 问控制 (MAC)层提供了统一的标准，无线局域网技术开始迅 速发展。 预测： 预测： 今后10年内，无线通信和无线局域 网将
3、成为IT业最为强劲的发展领域。 比尔盖茨 2002年元旦讲话 无线网络的传输媒质中有一段是无线路由，即无线网络的物 理路由中有一段是无线路由。无线网络的传输技术分为：光 学传输和无线电波传输。光学传输应用的介质可以是红外线、 激光；无线电传输应用的传输介质可以是窄频微波等，利用 无线电波传输的技术含：窄频微波、直接序列展频、跳频式 展频、蓝牙等技术。 无线网络中的光传输介质 红外与激光都是光频段的电磁波，其传输特性遵从光频 段电磁波传输的原理，它们在传输中无法穿透大多数障碍物 （由于吸收)、光路呈直线状，通过折射与反射可以改变光 的传输路径。 （一）红外线 笔记本电脑一般都配备了红外线通信端口
4、（IR PORT）。 使用红外线连接有三种模式。 （1）直接红外线连接模式。 直接红外线连接模式。 将两个配置有红外线通信端口的笔记本电脑在无障碍物 的情况下并在较小的距离内互相对应，两个红外线通信端口即 可实现连接，两个红外线通信端口的连接可以偏离二者连线一 定的角度，但这个角度很小。如图-。 （2）反射式红外线连接模式。 反射式红外线连接模式。 在一个封闭的空间内，两台设备可通过红外线在室 内的反射传输来实现连接。这种连接方式易受干扰源的干扰， 导致数据传输失败。 （3）全向红外线连接。 全向红外线连接。 使用一个中继站，将各设备的红外线端口指向这个中继站， 彼此问建立起连接。 红外数据传
5、输以点对点方式进行，传输距离较小（仅1.5米 以内）；红外传输容易受障碍物的于扰导致不能进行正常的信 道连接，因此红外线传输不适宜作无线网络的主要传输介质。 （二）激光 使用激光束作为无线网络的一段传输媒质传输数据，仅能 在直接发射一接受耦合方式下工作。两个不同的局域网在一定 的距离上可通过激光束实现连接传输数据。 无线电波作传输介质 1997年6月IEEE（美国电气电子工程师学会）的802.11工作 组制定了世界上第一个无线局域网（Wireless Local Area Network WLAN）的协议标准，ISO/IEO也批准了这个标准。这一 标准是无线局域网标准和无线个人局域网（Wire
6、less Personal Area Network WPAN）的标准。实现WLAN的最佳无线传输介质是 无线电波。无线电波对于障碍物的穿透能力强，可全方位传输 不受限于特定方向，特别适合用于局域网。 由于无线电频段被分成许多子频带，其中有许多子频带属于公 用频带，分别用于不同的用途。2.4GHz(2.4-2.4835GHz）频带 原划分给工业、科学及医疗领域，后来对所有无线电设备开放。 无线网络设备也多采用2.4GHz频带为主要传输频带。另外， 900MHz（900-928MHz)、5.8GHz (5.725-5.850GHz）的公用频 z 带也应用于工业、医疗、科研行业。 目前大部分无线网
7、络都采用了军事通信技术中的展频技术来发 送信号，该技术的保密能力和抗干扰能力都很强。以无线电波 作为传输介质的技术有：窄频微波，直接序列展频、跳频式展 频。 WLAN多领域应用 WLAN多领域应用 由于WLAN的特点，可广泛地应用于以下多种领域： (1)老式建筑及布线困难的区域、城市建筑群、校园。 (2)用于远距离的信息传输，如林区，较大地段的交通管理。 (3)频繁变化的环境：工作场所频繁的更换，如野外勘测、实 验、军事等单位。 (4)专门工程或高峰时间所需的临时性局域网：商业展览、建 设场区等。 无线局 域网的 网络设 备 无线接 入点： 入点： 有集线 器和交 换器功 能 用实现移动办公、
8、构建局域网 实现移动办公、 实现移动办公 在有线局域网布线暂时不能涉及的一些移动场所使用无 线局域网络，可用于移动办公。江苏、某港口集装箱码头为 提高现场办公管理的效率构建了一个无线局域网，用于现场 办公业务数据传送。该无线局域网采用IEEE802.11b标准、 2.4GHz工作频率，设有个基站，覆盖范围达到一个长700米、 宽500米的区域。 最新消息：北京、深圳、上海等 还可以在医院病房使用笔记本电脑（安装了无线网卡） 随时连接到有线网络访问医疗信息系统。 除了移动办公，企事业单位还可以通过实现与 分支机构之间的局域网互联，以此代替有线或专线构建广域 网。使用无线局域网将若于有线局域网互联
9、成较大的局域网 甚至广域网，已有现实的实例。WLAN可在有线网的基础上， 拓展企业网络的覆盖范围，对于难于布线的区域，以及有移 动需求的场所构建有效的网络。 二、无线传输技术标准 IEEE802.11标准 IEEE802.11标准 IEEE（美国国家电子电气工程师协会）于1997年月颁布了无 线局域网的标准IEEE 802.11，同时规定种传输技术：直接 序列展频、跳频式展频、红外线传输技术。 至1999年，IEEE进一步提出了IEEE 802.11的扩展规格： IEEE802.11a和IEEE802.11b。扩展规格的公布实施，进一步加 快了无线网络技术的发展速度及推进了无线网络技术水平的提
10、 高。 IEEE802.11a，使用5GHz的频带，也叫U-NII频带。目前阶 段支持IEEE802.11a规格的无线设备尚不算多。2.4GHz可用的 带宽为80MHz，5GHz的可用带宽可达300MHz。 IEEE802.11a使 用OFDM（正交频分复用）传输技术，该技术防干扰能力强，使 用特殊的频道分割方式，有较好的信号传输性能，但传输过程 耗用较大的带宽，所以不太适合使用于拥挤且可用带宽小的 2.4GHz频段。支持IEEE802.11a的无线设备使用不同的调制技 术有不同的传输速率，传输速率范围从6Mbps到54Mbps。 使用IEEE802.11b扩展规格的无线设备使用直接序列展频
11、（HR/DSSS）传输技术，应用于.频带，采用不同的 调制技术，也对应地有几种不同的传输速率。 (1)使用/S调制技术，传输速率为1bps 。 (2)使用PSK，传输速率为。 (3)采用CCK调制技术，传输速率可达5.5bps，11bps。 IEEE802.11b+标准 IEEE802.11b+标准 目前阶段IEEE 802.11b作为无线局域网的主流标准，被众 多的无线设备生产厂商采用，但bps的传输速率仍然不够 理想，而802.11a可提供54bps的传输速率，但其标准的确定 和普及应用又须等待相当长的时日。由于802.11a与802.11标 准互不兼容，也给802.11a的市场应用带来了
12、很大障碍。 2001年月，美国电气电子工程师协会又实验性地推出 了一个混合标准802.11g，同时兼容802.11a与11标 准，在2.4Hz频段提供11bps的最高传输速率，在5频 段提供bps的最高传输速率。紧接着，有些厂家推出了应 用802.11的芯片组。 802.11g中规定了两种调制方式：OFDM和CCK调制方式。 在802.11基础上又发展了802.11+标准，它兼容802.11， 能够提供s的传输速率，是802.11b标准支持的传 输速率的两倍，支持高速数据传输。应用802.11+标准的设 备完全兼容802.11b的应用设备，彼此的应用设备可实现互连 互通，保护了用户对现有设备的
13、投资。 802.11+系列的无线网络产品的性能较802.11系列的 产品有较大的提升，很适合将无线网络作为有线布线网络的 一种替代方案或有效延伸，为许多有移动办公特点或移动场 合需要网络环境的企业单位构建实用的无线网络。 无线局域网的结构 无线局域网由无线网卡、无线接入点、计算机及相关设备组 成，与有线局域网的主要区别在于：在高速数据传输路由上 有一段无线传输媒质与介质访问控制子层（层）协议。 可与有线网络互连或单独使用。在802.11标准中， 网络结构划分为多区无线局域网和自组无线局域网 两种标准形式，如图所示。 在多区无线局域网中，各工作站均通过接入点接入有线网络， 接人点承担无线通信的管
14、理及将各工作站接入有线网络，并完 成网络中计算机和其他设备之间发送、接收及缓存无线数据。 自组无线局域网的结构是一种对等式网络结构，网络内的计算 机在网络覆盖的范围内可移动并建立点到点的连接，实现计算 机的通信，数据传输，但传输半径不超过00米。 无线局域网主要采用四种拓扑结构：网桥连接型。接入点连接型、接 入型、无中心接入型。 （一）网桥连接型 这种拓扑结构组成的WLAN如下图-3。这种结构主要用于有线网络之间的互 联及无线网络与有线网络的连接。如果两个有线局域网无法通过布线方式互 联，或通过布线方式互连较困难，就可以用网桥连接型结构实现点对点连接。 网桥连接型结构中的有线局域网间通信由各自
15、的无线网桥实现，无线网桥可 进行路由选择和协议转换。 （二）接入点连接型 该结构采用移动蜂窝通信网接入方式，各移动站之间通过邻近的无线接收站 接收信息并通过有线网传入“移动交换中心”，再通过移动交换中心将信息 传送到所有的无线接收站完成各移动站间的通信。 ）接入型 （三）接入型 接入型网络结构如图。 使用无线（集线器）组建星型拓扑的无线局域网。工作情况与使用 组建星型拓扑的有线局域网类似。 无线局域网是有线局域网的扩展，在有线局域网的基础上，通过无线、 无线接入点、无线网桥、无线网卡等设备实现无线通信，将一段或若于段无 线传输介质与有线局域网相连，构成信息与数据传输的物理路由。 无线网卡由三个功能块组成：网卡单元、扩频通信机、天线。网卡单元负责 建立主机与物理层之间的连接。扩频通信机通过网络天线接收信息、数据帧 并传输给网卡单元，如接收出错，扩频通信机通过天线发出错信息，发送端 重发出错的数据。主机发送信息时，是将数据信息交给网卡单元，网卡单元 监测信道是否空闲，若信道空闲，将数据信息发出，信道正被占用，数据信 息暂不发送，继续监测等待。 （四）无中心型结构 这种结构的中，网中任 意两个站点都能直接进行信息交 互，每个站点是工作站同时又是 服务器。 三、无线传输技术分析 优点： ?使用方便，不受地形限制
