第6章 无线接入网技术分析
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第6章 无线网络技术
第6章 无线网络技术 章
1
第6章 无线网络技术
本章内容
无线通信技术 无线网络设备 无线局域网 应用案例——组建蓝牙无线局域网 组建蓝牙无线局域网 应用案例
2
第6章 无线网络技术
6.1 无线通信技术
无线通信技术概述 微波通信技术 蜂窝通信技术 卫星通信技术 红外通信技术
3
第6章 无线网络技术
6.1.1 无线通信技术概述
6
第6章 无线网络技术
6.1.3 蜂窝通信技术
蜂窝移动通信是采用蜂窝 无线组网方式， 无线组网方式，把终端和 网络设备通过无线通道连 接起来， 接起来，进而实现终端用 户可相互通信。如图所示， 户可相互通信。如图所示， 整个通信网络由一个个小 的正六边形组成， 的正六边形组成，网络形 状酷似“蜂窝” 状酷似“蜂窝”，因而把 这种移动通信方式称为蜂 窝移动通信方式。 窝移动通信方式。
9
第6章 无线网络技术
6.1.4 卫星通信技术
卫星通信是指地球表面的无线电通信站间利用 人造地球卫星作为中继站而进行的通信 而进行的通信。 人造地球卫星作为中继站而进行的通信。卫星 通信系统由卫星和地球站两部分组成。 通信系统由卫星和地球站两部分组成。 优点
覆盖区域大，通信距离远；以广播的方式工作； 覆盖区域大，通信距离远；以广播的方式工作；通信 容量大；通信质量好；有较好的保密通信能力。 容量大；通信质量好；有较好的保密通信能力。
28
第6章 无线网络技术
6.2.5 其他无线网络设备
无线局域网功率放大器
功率放大器的功能是将传输信号放大， 功率放大器的功能是将传输信号放大，以便 进行更远距离的传输。 进行更远距离的传输。
29
第6章 无线网络技术
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第6章 无线网络技术
本章内容
无线通信技术 无线网络设备 无线局域网 应用案例——组建蓝牙无线局域网 组建蓝牙无线局域网 应用案例
2
第6章 无线网络技术
6.1 无线通信技术
无线通信技术概述 微波通信技术 蜂窝通信技术 卫星通信技术 红外通信技术
3
第6章 无线网络技术
6.1.1 无线通信技术概述
6
第6章 无线网络技术
6.1.3 蜂窝通信技术
蜂窝移动通信是采用蜂窝 无线组网方式， 无线组网方式，把终端和 网络设备通过无线通道连 接起来， 接起来，进而实现终端用 户可相互通信。如图所示， 户可相互通信。如图所示， 整个通信网络由一个个小 的正六边形组成， 的正六边形组成，网络形 状酷似“蜂窝” 状酷似“蜂窝”，因而把 这种移动通信方式称为蜂 窝移动通信方式。 窝移动通信方式。
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第6章 无线网络技术
6.1.4 卫星通信技术
卫星通信是指地球表面的无线电通信站间利用 人造地球卫星作为中继站而进行的通信 而进行的通信。 人造地球卫星作为中继站而进行的通信。卫星 通信系统由卫星和地球站两部分组成。 通信系统由卫星和地球站两部分组成。 优点
覆盖区域大，通信距离远；以广播的方式工作； 覆盖区域大，通信距离远；以广播的方式工作；通信 容量大；通信质量好；有较好的保密通信能力。 容量大；通信质量好；有较好的保密通信能力。
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第6章 无线网络技术
6.2.5 其他无线网络设备
无线局域网功率放大器
功率放大器的功能是将传输信号放大， 功率放大器的功能是将传输信号放大，以便 进行更远距离的传输。 进行更远距离的传输。
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第6章 无线网络技术
通信网络技术-ch06接入网分解
AN主要功能包括交叉连接、复用、传输，但 一般不包括交换功能，并且独立于交换机。
AN对用户信令是透明的，不做解释和处理， 相应的信令处理由SN完成。
2020/10/10
通信网基础
10
接入网的物理参考模型
SW
SW
SW
RSU
SN
RT
FP
(交接箱)
DP (分线盒)
Sub CPN
馈线段
配线段 接入网(AN)
Q3
2020/10/10
接入网系统管理功能
UNI
SNI
用户口 核心 传送 核心 业务口
功能 功能 功能 功能 功能
通信网基础
24
传送功能(TF)：主要作用是为接入网中不同地点之 间公用承载通路的传送提供通道，也为所用传输媒 介提供媒介适配功能，主要功能有
复用功能、交叉连接功能、管理功能、物理媒介功能等。
功能 功能 功能 功能 功能
2020/10/10
通信网基础
22
业务口功能(SPF)：主要作用是将特定SNI规定的要求 与公用承载通路相适配以便核心功能处理，也负责选
择有关的信息以便在AN-SMF中进行处理，主要功能 有：
终结SNI功能
将承载通路的需要和即时的管理及操作需要映射进核心的功 能
对特定的SNI所需的协议进行协议映射
第六章 接入网
参考教材第六章
提纲
接入网的基本概念
接入网在通信网中的位置 接入网的定义和定界 接入网的功能结构和分层模型 接入网的分类
铜双绞线接入 光纤接入 无线接入
2020/10/10
通信网基础
2
提纲
接入网的基本概念
接入网在通信网中的位置 接入网的定义和定界 接入网的功能结构和分层模型 接入网的分类
AN对用户信令是透明的，不做解释和处理， 相应的信令处理由SN完成。
2020/10/10
通信网基础
10
接入网的物理参考模型
SW
SW
SW
RSU
SN
RT
FP
(交接箱)
DP (分线盒)
Sub CPN
馈线段
配线段 接入网(AN)
Q3
2020/10/10
接入网系统管理功能
UNI
SNI
用户口 核心 传送 核心 业务口
功能 功能 功能 功能 功能
通信网基础
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传送功能(TF)：主要作用是为接入网中不同地点之 间公用承载通路的传送提供通道，也为所用传输媒 介提供媒介适配功能，主要功能有
复用功能、交叉连接功能、管理功能、物理媒介功能等。
功能 功能 功能 功能 功能
2020/10/10
通信网基础
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业务口功能(SPF)：主要作用是将特定SNI规定的要求 与公用承载通路相适配以便核心功能处理，也负责选
择有关的信息以便在AN-SMF中进行处理，主要功能 有：
终结SNI功能
将承载通路的需要和即时的管理及操作需要映射进核心的功 能
对特定的SNI所需的协议进行协议映射
第六章 接入网
参考教材第六章
提纲
接入网的基本概念
接入网在通信网中的位置 接入网的定义和定界 接入网的功能结构和分层模型 接入网的分类
铜双绞线接入 光纤接入 无线接入
2020/10/10
通信网基础
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提纲
接入网的基本概念
接入网在通信网中的位置 接入网的定义和定界 接入网的功能结构和分层模型 接入网的分类
第六章 Internet及接入技术
ADSL
上行和下行带宽做成不对称的。 上行和下行带宽做成不对称的。 ISP， 到用户。 上行指从用户到 ISP，而下行指从 ISP 到用户。 ADSL 在用户线（铜线）的两端各安装一个 ADSL 调制 在用户线（铜线） 解调器。 解调器。 调制技术。 我国目前采用的方案是离散多音调 DMT 调制技术。这 里的“ 多音调” 就是“多载波” 多子信道” 的意思。 里的 “ 多音调 ” 就是 “ 多载波 ” 或 “ 多子信道 ” 的意思 。
ADSL语音分离器是用来将电话线路中的高频数字信号 ADSL 语音分离器是用来将电话线路中的高频数字信号 和低频话音信号分离。 和低频话音信号分离。
HFC— HFC—光纤同轴混合网
HFC网是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV HFC 网是在目前覆盖面很广的有线电视网CATV的基础 网是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV的基础 上开发的一种居民宽带接入网。 上开发的一种居民宽带接入网。 HFC网除可传送CATV HFC 网除可传送CATV 外 ， 还提供电话 、 数据和其他宽 网除可传送 CATV外 还提供电话、 带交互型业务。 带交互型业务。 现有的CATV网是树形拓扑结构的同轴电缆网络 现有的 CATV网是树形拓扑结构的同轴电缆网络 ， 它采 CATV 网是树形拓扑结构的同轴电缆网络， 用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向传输。 用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向传输。
DMT 技术的频谱分布
频谱
传统电话
上行信道
下行信道
…
…
频率 (kHz) 0 4 ~40 ~138 ~1100
ADSL 的组成
至 ISP 端局或远端站 PS ATU-C ATU-C 区域宽带网 ATU-C 居民家庭 DSLAM 至本地电话局 用户线 PS ATU-R 基于 ADSL 的接入网 电话 分离器
第六章 无线技术
6.5.4 无线设备的安装
6.6.1 WLAN 与 SSID
在构建无线网络时，需要将 无线组件连接到适当的 WLAN。 这可以通过使用服务集标识符 (SSID) 来完成。 SSID 是一个区分大小写的 字母数字字符串，最多可以包含 32 个字符。它包含在所有帧的 报头中，并通过 WLAN 传输。 SSID 用于标识无线设备所属的 WLAN 以及能与其相互通信的 设备。 无论是哪种类型的 WLAN， 同一个 WLAN 中的所有设备必 须使用相同的 SSID 配置才能进 行通信。
6.6.2 WLAN 与 SSID与 SSID
WLAN 有两种基本形式： 对等模式和基础架构模式。
对等: 对等: 在点对点网络中，将两台或 以上的客户端连接到一起，就 可以创建最简单的无线网络。 以这种方式建立的无线网络称 为对等网络，其中不含 AP。 一个对等网络中的所有客户端 是平等的。此网络覆盖的区域 称为独立的基本服务集 (IBSS)。 简单的对等网络可用于在设备 之间交换文件和信息，而免除 了购买和配置 AP 的成本与麻 烦。
6.1.2 红外线
红外线:
红外线 (IR) 的能量非常低， 无法穿透墙于连接壁或其它障 碍物。但它常用个人数字助理 (PDA) 和 PC 等设备并传送数 据。一种称为红外直接访问 (IrDA) 的专用通信端口便使 用红外线在设备之间交换信息。 IR 只支持一对一类型的连接， IR 还可用于遥控设备、无 线鼠标和无线键盘，但通常只 适合视线范围内的近距离通信。 通过反射 IR 信号，可以扩大 通信距离。要达到的距离越远， 所需的电磁波频率也就越高。
6.1.4 无线电射频
6.2.1 无线技术优点与局限性
与传统的有线网络相比， 无线技术具有诸多优点。
宽带IP网络第6章 宽带IP网络的接入技术
ADSL下行传输速率接近8Mbit/s，上 行传输速率可达1Mbit/s，并且在同一对双 绞线上可以同时传输上、下行数据信号和 传统的模拟话音信号等。
6.1.2 ADSL的系统结构
ADSL的系统结构如图6-1所示。 它是在一对普通铜线两端，各加装一 台ADSL局端设备和远端设备而构成。
图6-1 ADSL的系统结构
6.1.3 ADSL的频带分割
1、频分复用和回波抵消混合技术
采用频分复用（FDM）和回波抵消混 合技术可实现ADSL系统的全双工和非对 称通信。
（1）频分复用
频分复用是将整个信道从频域上划分 为独立的2个或多个部分，分别用于上行和 下行传输，彼此之间不会产生干扰。
（2）回波抵消技术
回波抵消方式是在2线传输的两个方 向上同时间、同频谱地占用线路，即在线 路上两个方向传输的信号完全混在一起。 为了分开收、发两个方向，一般采用 2／4线转换器(即混合电路)。
3、DMT调制
DMT（Discrete MultiTone，离散多 音频）是一种多载波调制技术，其核心思 想是将整个传输频带分成若干子信道，每 个子信道对应不同频率的载波，在不同载 波上分别进行QAM调制，不同信道上传输 的信息容量（即每个载波调制的数据信号） 根据当前子信道的传输性能决定。
DMT调制系统可以根据各子信道的瞬 时衰减特性、群时延特性和噪声特性等情 况使用这255个子信道，在每个子信道分配 1～15bit的数据，并关闭不能传输数据的 信道，从而使通信容量达到可用的最高传 输能力。
2、ADSL技术的主要优点
（1）可以充分利用现有铜线网络， 只要在用户线路两端加装ADSL设备 即可为用户提供服务。 （2）ADSL设备随用随装，施工简单， 节省时间，系统初期投资小。且 ADSL设备拆装容易，方便用户转移， 非常灵活。
宽带接入技术及应用6
频段的分配不统一
成本还是一个障碍。
19
6.1.4 固定宽带无线接入的业务
面向连接的业务
租用线业务
突发数据业务
交换话音业务 数字视频业务
20
6.1.4 固定宽带无线接入的业务
面向无连接的业务
基于IP方式的实时业务
因特网接入技术
局域网互联 虚拟专用网等。
宽带接入技术及应用
1
第6章无线接入技术
6.1 基本概念
6.2 宽带ATM无线接入 6.3 无线局域网
6.4 WiMAX:无线宽带改变未来
2
本章从基本概念出发，重点介绍固定宽带无线
接入系统的分类、特点业务以及几种主要的无
线接入技术，最后介绍无线接入技术的新进展。
3
6.1 基本概念
无线接入技术是指接入网的某一部分或全部
如朗讯的WS5系统
17
固定宽带无线接入的特点
建网投资费用低
扩容可以因需求而定，方便快捷。 运营成本低
可以和光纤相媲美（LMDS高达155Mbit/s）
具有提供对称业务的潜力 网络部署灵活 安全性能好 与原有基础设施关系不大
18
固定宽带无线接入的弱势
技术不够完善
21
6.1.5几种固定宽带无线接入系统
1. LMDS接入技术
2. 3.5GHz无线接入
3. MMDS（多路微波分配业务）接入技术
4. 无线局域网技术
5. 固定卫星接入技术
6. 不可见光纤无线系统
22
6.1.5几种固定宽带无线接入系统
1. LMDS（本地多点分配业务）接入技术
工作在20～40GHz毫米波波段 带宽1GHz，速率到155Mbit/s 支持主要的话音和数据传输标准
成本还是一个障碍。
19
6.1.4 固定宽带无线接入的业务
面向连接的业务
租用线业务
突发数据业务
交换话音业务 数字视频业务
20
6.1.4 固定宽带无线接入的业务
面向无连接的业务
基于IP方式的实时业务
因特网接入技术
局域网互联 虚拟专用网等。
宽带接入技术及应用
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第6章无线接入技术
6.1 基本概念
6.2 宽带ATM无线接入 6.3 无线局域网
6.4 WiMAX:无线宽带改变未来
2
本章从基本概念出发，重点介绍固定宽带无线
接入系统的分类、特点业务以及几种主要的无
线接入技术，最后介绍无线接入技术的新进展。
3
6.1 基本概念
无线接入技术是指接入网的某一部分或全部
如朗讯的WS5系统
17
固定宽带无线接入的特点
建网投资费用低
扩容可以因需求而定，方便快捷。 运营成本低
可以和光纤相媲美（LMDS高达155Mbit/s）
具有提供对称业务的潜力 网络部署灵活 安全性能好 与原有基础设施关系不大
18
固定宽带无线接入的弱势
技术不够完善
21
6.1.5几种固定宽带无线接入系统
1. LMDS接入技术
2. 3.5GHz无线接入
3. MMDS（多路微波分配业务）接入技术
4. 无线局域网技术
5. 固定卫星接入技术
6. 不可见光纤无线系统
22
6.1.5几种固定宽带无线接入系统
1. LMDS（本地多点分配业务）接入技术
工作在20～40GHz毫米波波段 带宽1GHz，速率到155Mbit/s 支持主要的话音和数据传输标准
第六章 无线网络
13
6.4.1 IEEE 802.11协议簇 6.4.2 IEEE 802.15协议簇 6.4.3 IEEE 802.15.4协议栈结构
14
IEEE 802.11无线局域网（Wireless LAN，WLAN）标准最初用于办 公室和校园的各类终端的无线接入，速率只达2Mbps。后随技术不断 改进，衍生出成系列标准，成为无线局域网（WLAN）的主导协议体系。
PCI无线网卡 USB接口无线网卡
10
无线网桥（工作方式） 点对点 点对多点 中继连接
11
无线天线 室内天线 室外天线
12
无线网络的接入方式
网桥连接型 访问节点连接型
HUB接入型 无中心型
用于无线或有线局域网之间的互联 采用移动蜂窝通信网接入方式 在有线局域网中利用HUB可组建星形网络 结构 类似于有线对等网的工作方式
3
6-1 接入网分类体系
4
安装便捷 使用灵活 经济节约 易于扩展 较好的安全性
5
6.3.1 无线网络的分类 6.3.2 无线网络常用的设备 6.3.3 无线网络的接入方式
6
无线网络分类（距离）
无线广域网（WWAN） 无线城域网（WMAN） 无线局域网（WLAN） 无线个域网（WPAN）
可使用户通过远程公用或专用网络建立无线 网络连接。通过电信运营商提供的大量无线 基站与卫星系统，无线广域网可覆盖广大的 地理区域，如若干城市、国家与地区。 使用户能在城区的多个场所之间创建无线 连接，而不必花费高昂的费用铺设光缆、 铜质电缆或租用线路。
27
WIFI标准
IEEE 802.11定义了介质访问接入控制层和物理层。物理层定义了工作在 2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式，总数据传输 速率设计为2Mbit/s。两设备间的通信可以ad hoc方式进行，也可在基站（BS ）或访问点（AP）的协调下进行。
6.4.1 IEEE 802.11协议簇 6.4.2 IEEE 802.15协议簇 6.4.3 IEEE 802.15.4协议栈结构
14
IEEE 802.11无线局域网（Wireless LAN，WLAN）标准最初用于办 公室和校园的各类终端的无线接入，速率只达2Mbps。后随技术不断 改进，衍生出成系列标准，成为无线局域网（WLAN）的主导协议体系。
PCI无线网卡 USB接口无线网卡
10
无线网桥（工作方式） 点对点 点对多点 中继连接
11
无线天线 室内天线 室外天线
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无线网络的接入方式
网桥连接型 访问节点连接型
HUB接入型 无中心型
用于无线或有线局域网之间的互联 采用移动蜂窝通信网接入方式 在有线局域网中利用HUB可组建星形网络 结构 类似于有线对等网的工作方式
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6-1 接入网分类体系
4
安装便捷 使用灵活 经济节约 易于扩展 较好的安全性
5
6.3.1 无线网络的分类 6.3.2 无线网络常用的设备 6.3.3 无线网络的接入方式
6
无线网络分类（距离）
无线广域网（WWAN） 无线城域网（WMAN） 无线局域网（WLAN） 无线个域网（WPAN）
可使用户通过远程公用或专用网络建立无线 网络连接。通过电信运营商提供的大量无线 基站与卫星系统，无线广域网可覆盖广大的 地理区域，如若干城市、国家与地区。 使用户能在城区的多个场所之间创建无线 连接，而不必花费高昂的费用铺设光缆、 铜质电缆或租用线路。
27
WIFI标准
IEEE 802.11定义了介质访问接入控制层和物理层。物理层定义了工作在 2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式，总数据传输 速率设计为2Mbit/s。两设备间的通信可以ad hoc方式进行，也可在基站（BS ）或访问点（AP）的协调下进行。
宽带接入网技术知识项目式模块六无线接入技术知识
用率。
安全技术包括加密、认证、访 问控制等技术，用于保护用户
隐私和网络安全。
无线接入网络的性能指标
01
无线接入网络的性能指标包括覆 盖范围、容量、传输速率和延迟 等。
02
覆盖范围指网络能够覆盖的地理 区域，容量指网络能够支持的最
大用户数和业务量。
传输速率指数据传输的速度，延 迟指数据传输的时延。
03
04
无线接入安全技术
无线接入面临的安全威胁
非法入侵
未经授权的用户通过无线接入网络接入网络， 获取非法利益。
病毒传播
无线接入网络中的病毒可以通过网络迅速传 播，影响网络的正常运行。
恶意攻击
攻击者利用无线接入网络的安全漏洞，进行 拒绝服务攻击、窃取数据等恶意行为。
篡改数据
攻击者可以在数据传输过程中篡改数据，导 致数据传输错误或信息泄露。
Байду номын сангаас
交换和业务控制。
终端设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等移动终端，也
03
可以是固定无线终端。
无线接入网络的关键技术
01
02
03
04
无线接入网络的关键技术包括 无线传输技术、无线资源管理
和安全技术等。
无线传输技术包括调制解调、 扩频、跳频、多天线等技术， 用于实现信号的传输和接收。
无线资源管理包括信道分配、 功率控制、移动性管理等技术 ，用于优化网络性能和资源利
波束成形技术
通过调整天线阵列的权重， 实现定向信号传输和增强。
分集接收技术
利用多根天线接收信号的 独立性，降低信道衰落的 影响。
协同通信技术
1 2
协同传输技术
利用多个节点之间的协作，实现信号的联合发送 和接收。
安全技术包括加密、认证、访 问控制等技术，用于保护用户
隐私和网络安全。
无线接入网络的性能指标
01
无线接入网络的性能指标包括覆 盖范围、容量、传输速率和延迟 等。
02
覆盖范围指网络能够覆盖的地理 区域，容量指网络能够支持的最
大用户数和业务量。
传输速率指数据传输的速度，延 迟指数据传输的时延。
03
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无线接入安全技术
无线接入面临的安全威胁
非法入侵
未经授权的用户通过无线接入网络接入网络， 获取非法利益。
病毒传播
无线接入网络中的病毒可以通过网络迅速传 播，影响网络的正常运行。
恶意攻击
攻击者利用无线接入网络的安全漏洞，进行 拒绝服务攻击、窃取数据等恶意行为。
篡改数据
攻击者可以在数据传输过程中篡改数据，导 致数据传输错误或信息泄露。
Байду номын сангаас
交换和业务控制。
终端设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等移动终端，也
03
可以是固定无线终端。
无线接入网络的关键技术
01
02
03
04
无线接入网络的关键技术包括 无线传输技术、无线资源管理
和安全技术等。
无线传输技术包括调制解调、 扩频、跳频、多天线等技术， 用于实现信号的传输和接收。
无线资源管理包括信道分配、 功率控制、移动性管理等技术 ，用于优化网络性能和资源利
波束成形技术
通过调整天线阵列的权重， 实现定向信号传输和增强。
分集接收技术
利用多根天线接收信号的 独立性，降低信道衰落的 影响。
协同通信技术
1 2
协同传输技术
利用多个节点之间的协作，实现信号的联合发送 和接收。