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无线网络技术蓝牙论文

发布时间: 2022-05-26 02:54:06

㈠ 关于毕业论文的蓝牙研究方向

外技术与蓝牙技术的比较

这一两年以来,蓝牙技术可谓风风火火、风光无限。自1998年蓝牙技术问世至今,短短的两三年时间,蓝牙获得了来自两千多家企业的响应,并引起了公众的广泛关注。——很少能有一种新技术刚提出来便能受到社会的如此厚爱。

同为近距离无线数据通讯技术,红外数据通讯技术(IRDA)却显得很平淡,尽管它已拥有每年一亿五千万套的设备安装量,尽管它保持着每年40%的高速增长,而蓝牙甚至至今也没有拿出来一个大规模生产并被广泛使用的成熟产品;

蓝牙会淘汰红外通讯技术吗?目前已有人提出了这样的疑问。蓝牙技术描述了一个完美的近距离无线数据通讯解决方案,尽管我们还从未切身体验过,但还是可以理解它之于红外数据通讯的胜出之处,所以在理论上它应该是一种可以取代红外通讯的技术。是的,蓝牙技术可能最终会取代红外通讯技术,但是其过程并不会那么简单。优秀的技术并不总是意味着市场的成功,铱星不是差点就掉下来了吗?昆腾也不得已地放弃了硬盘的生产!

下面让我们来分析一下这两种技术。

红外数据通讯技术

什么是IRDA?

IRDA是红外数据协会的简称,IRDA制订的一系列红外数据通讯标准形成了红外数据通讯技术的基础。红外通讯技术是一种点对点的数据传输协议,是传统的设备之间连接线缆的替代。它的通讯距离一般在0到1米之间,传输速率最快可达16Mbps,通讯介质为波长为900纳米左右的近红外线。

红外通讯技术的特点

■它是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术,被众多的硬件和软件平台所支持;
■通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发。
■主要是用来取代点对点的线缆连接;
■新的通讯标准兼容早期的通讯标准;
■小角度(30度锥角以内),短距离,点对点直线数据传输,保密性强;
■传输速率较高,目前4M速率的FIR技术已被广泛使用,16M速率的VFIR技术已经发布。

红外数据通讯技术的用途

红外通讯技术常被应用在下列设备中:

■笔记本电脑、台式电脑和手持电脑;
■打印机、键盘鼠标等计算机外围设备;
■电话机、移动电话、寻呼机;
■数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表;
■工业设备和医疗设备;
■网络接入设备,如调制解调器。

厂家和消费者的认同度

红外通讯技术已被全球范围内的众多软硬件厂商所支持和采用,目前主流的软件和硬件平台均提供对它的支持。红外技术已被广泛应用在移动计算和移动通讯的设备中,巨大的装机量使红外无线通讯技术有了庞大的用户群体。

植入成本

由于多数系统芯片都具有红外通讯控制电路,所以在系统里植入红外功能只需添加红外收发器件即可。这使红外通讯植入成本大幅降低,大批量生产可使植入成本控制在3美元以内。

缺点

■通讯距离短,通讯过程中不能移动,遇障碍物通讯中断。
■目前广泛使用的SIR标准通讯速率较低(115.2kbit/s)
■红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输,功能单一,扩展性差。

蓝牙技术简介

什么是蓝牙?

蓝牙(Bluetooth)是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数据通讯技术标准。它能够在10米的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输,其数据传输带宽可达1Mbps。通讯介质为频率在2.402GHz到2.480GHz之间的电磁波。

蓝牙通讯技术的特点

■蓝牙工作在全球开放的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段;
■使用跳频频谱扩展技术,把频带分成若干个跳频信道(hop channel),在一次连接中,无线电收发器按一定的码序列不断地从一个信道“跳”到另一个信道;
■一台蓝牙设备可同时与其它七台蓝牙设备建立连接;
■数据传输速率可达1Mbit/s;
■低功耗、通讯安全性好;
■在有效范围内可越过障碍物进行连接,没有特别的通讯视角和方向要求;
■支持语音传输;
■组网简单方便

蓝牙通讯技术的用途

蓝牙技术是一种新兴的技术,尚未投入广泛应用,目前许多蓝牙设备还处于实验室试验阶段。但可以肯定的是现在多数具有红外无线数据通讯功能的设备,在将来一样可以使用蓝牙技术来实现无线连接。同时蓝牙技术的网络特点和语音传输技术使它还可以实现红外技术无法实现的某些特定功能,如无线电话、多台设备组网等等。

厂家和消费者的认同度

蓝牙技术已获得了两千余家企业的响应,从而拥有了巨大的开发和生产能力。蓝牙已拥有了很高的知名度,广大消费者对这一技术很有兴趣。

植入成本

目前市面上的蓝牙设备还是比较少见。USB接口蓝牙适配器、蓝牙PC卡和蓝牙手机已经有了面向市场的产品,售价都很高。由此可见蓝牙早期发展阶段植入成本还是比较高的。但估计批量化后植入成本可在30美元以下。在蓝牙技术发展成熟的时期,植入成本应该可以控制在10美元以内。

缺点

蓝牙是一种还没有完全成熟的技术,尽管被描述得前景诱人,但还有待于实际使用的严格检验。蓝牙的通讯速率也不是很高,在当今这个数据爆炸的时代,可能也会对它的发展有所影响。

目前主流的软件和硬件平台均不提供对蓝牙的支持,这使得蓝牙的应用成本升高,普及难度增大。

ISM频段是一个开放频段,可能会受到诸如微波炉、无绳电话、科研仪器、工业或医疗设备的干扰。

总结

综上所述可见,蓝牙在技术上显然具有较大的优势,应该可以成为红外无线数据通讯的一种替代技术。但是由于目前蓝牙技术尚处于发展初期,受多方面条件的制约,蓝牙技术存在植入成本高,通讯对象少,通讯速率较低和技术不太成熟的问题,它的发展与普及尚需经过市场的磨炼和时间的考验,其自身的技术也有待于不断完善和提高。反观红外通讯技术,它具有技术成熟,成本低廉,兼容性好和通讯速率较高的特点,而且已经获得了广泛的软硬件支持并且正在被普遍地使用。虽然蓝牙技术可能最终会取代红外通讯技术,但这一过程也许需要很长的一段时间,这个时期内红外通讯技术仍会在近距离无线数据通讯领域担当重要角色。

红外技术(IRDA)与蓝牙技术(Bluetooth)各有其自身的优势和不足,在未来的一段时期内,它们将处于一种互相竞争,互相促进和互相补充的发展局面。蓝牙技术短时间内还难以撼动红外技术的稳固地位,实际上,红外技术与蓝牙技术的共同存在构成了完美的短距离无线数据通讯技术体系

㈡ 毕业论文--蓝牙技术

蓝牙技术定义了便携式设备之间无线通信的的物理媒介和电子通信协议。蓝牙不仅仅是一种简单的无线连接,而是一整套关于在特定范围内,不同便携式设备之间互联并识别的协议。

SIG组织于1999年7月26日推出了蓝牙技术规范1.0版本。蓝牙技术的系统结构分为三大部分:底层硬件模块、中间协议层和高层应用。 底层硬件部分包括无线跳频(RF)、基带(BB)和链路管理(LM)。无线跳频层通过2.4GHz无需授权的ISM频段的微波,实现数据位流的过滤和传输,本层协议主要定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所需要满足的条件。基带负责跳频以及蓝牙数据和信息帧的传输。链路管理负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。

蓝牙技术结合了电路交换与分组交换的特点,可以进行异步数据通信,可以支持多达3个同时进行的同步话音信道,还可以使用一个信道同时传送异步数据和同步话音。每个话音信道支持64kb/秒的同步话音链路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/秒、另一端速率为57.6kb/秒的不对称连接,也可以支持43.2kb/秒的对称连接。

中间协议层包括逻辑链路控制和适应协议、服务发现协议、串口仿真协议和电话通信协议。逻辑链路控制和适应协议具有完成数据拆装、控制服务质量和复用协议的功能,该层协议是其它各层协议实现的基础。服务发现协议层为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。串口仿真协议层具有仿真9针RS232串口的功能。电话通信协议层则提供蓝牙设备间话音和数据的呼叫控制指令。

主机控制接口层(HCI)是蓝牙协议中软硬件之间的接口,它提供了一个调用基带、链路管理、状态和控制寄存器等硬件的统一命令接口。蓝牙设备之间进行通信时,HCI以上的协议软件实体在主机上运行,而HCI以下的功能由蓝牙设备来完成,二者之间通过一个对两端透明的传输层进行交互。

在蓝牙协议栈的最上部是各种高层应用框架。其中较典型的有拨号网络、耳机、局域网访问、文件传输等,它们分别对应一种应用模式。各种应用程序可以通过各自对应的应用模式实现无线通信。拨号网络应用可通过仿真串口访问微微网(Piconet),数据设备也可由此接入传统的局域网;用户可以通过协议栈中的Audio(音频)层在手机和耳塞中实现音频流的无线传输;多台PC或笔记本电脑之间不需要任何连线,就能快速、灵活地进行文件传输和共享信息,多台设备也可由此实现同步操作。

总之,整个蓝牙协议结构简单,使用重传机制来保证链路的可靠性,在基带、链路管理和应用层中还可实行分级的多种安全机制,并且通过跳频技术可以消除网络环境中来自其它无线设备的干扰。

应用前景

蓝牙技术的应用范围相当广泛,可以广泛应用于局域网络中各类数据及语音设备,如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等,蓝牙的无线通讯方式将上述设备连成一个微微网(Piconet),多个微微网之间也可以进行互连接,从而实现各类设备之间随时随地进行通信。应用蓝牙技术的典型环境有无线办公环境、汽车工业、信息家电、医疗设备以及学校教育和工厂自动控制等。目前,蓝牙的初期产品已经问世,一些芯片厂商已经开始着手改进具有蓝牙功能的芯片。与此同时,一些颇具实力的软件公司或者推出自已的协议栈软件,或者与芯片厂商合作推出蓝牙技术实现的具体方案。尽管如此,蓝牙技术要真正普及开来还需要解决以下几个问题:首先要降低成本;其次要实现方便、实用,并真正给人们带来实惠和好处;第三要安全、稳定、可靠地进行工作;第四要尽快出台一个有权威的国际标准。一旦上述问题被解决,蓝牙将迅速改变人们的生活与工作方式,并大大提高人们的生活质量。

㈢ 写一篇关于无线网络的论文,重要的是论文中要有下面的要求里的啊!!最主要的是新技术方面的哟!!!急求!!!谢谢

1毕业论文属于学术论文。
2只要不是抄的,你写出全世界最差的一篇论文就 可以。
3比着葫芦画瓢,找一篇去年毕业 同学的范文,格式样式,照着写就行了。
4毕业论文的实 质是读后感,选一本书,花一个星期读一遍。边读 边做笔记。把笔记整理一下,按范文格式条理一下,就是很好的论文了。
5问题的关键是:你必须花一周的时间。许多同学不愿花费这个时间,那就没辙了。别的也别谈了。 完了。
6有的同学找朋友帮忙,自已不写,让朋友替自己写一篇。 这当然好,但现在的朋友大都靠不住。你让他写一篇给你,他满口答应,没过两天就送给你一篇。你千恩万谢。可是拿给老师一看,原来是从网上粘下来的,乱码都 还没改。更可气者,一稿多用,他还把这篇“论文”送给好几个人,赚了好几顿饭,造成“雷同抄袭”、频烦吃饭。
7结论:只能自己写,花一周时 间。
8那位问了:“我写得不好怎么 办?”答:“这是伪问题。别管好坏,先写出来就行。老师还怕都写好呢:没法分优良中差了!总之,你写出一篇全球最差的论文就行,只要不是抄的!”
9只要硬着头皮写,傻瓜都能写一篇。

第一章 选题
一、选题的原则
(一)有价值(有品位,内行)
(二)有可行性(或操作性,大小适中,难易恰当)
(三)有浓厚兴趣(兴趣是动力,必须是自己喜欢的。)
《论语·雍也篇》:“子曰:知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”
如果你什么都不喜欢,那就更好办:让辅导老师给你一个题目就行。
(四)专业对口(专业专长)
二、 选题的 方法
(一)亟待解决的课题
(二)填补空白的课题
(三)有争议的课题
(四)有矛盾的课题
(五)可综述的课题
第二章 搜集资料
学术研究往往是在前人已有成果的基础上,有所突破。因此,搜集相关文献信息,非常重要。要求能快 速、准确地搜集到所需的资料信息。
一、直接材料的搜集
第 一手材料
二、间接材料的搜集
从文献及网络查取的材料
(二手材料一定要注意核对。)
图书、期刊,纸本索引及网络检索GOOGL、网络网等,关键词检索。
三、材料的分析
让材料自然分类,类聚法。

第三章 写提纲
提纲尽可能详尽,条理清晰,条块分明。
(镶玻璃法: 把内容分成几块,一块块往上填内容就行了。)
一般分为序论、本论、结论三部分。
提出问题,分析问题,解决问题。
论证的形式,纵深式(递进式),平列式,综合式。

第四章 写论文
一、格式及要求:前置部分及主体部分
前置部分:标题、署名、指导教师、目录、摘要、关键词
(一)标题:对论文重点的直接呈现。准确得体,通俗易懂,简短精练(不能 简短,可加副标题),符合规范。
(二)署名,在题下。
(三)指导教师:xxx
(四)摘要(可复制文中关键句子,稍作修 饰、连缀即可)
(五)关键 词,一般3—5个即可,以重要程度为序。
(六)目录
主体部分:
前言、正文、结论、参考文献、致谢
(一)前言(引言,序论,导言,绪言)
(二)正文(本论,主体)
(三)结论
(四)注释

(五)参考文献
(文献名,作者,出版社,版次)

二、具体方法与规 范
(一)写作的顺序
1按照提纲自首至尾
2先写思考成熟的部分,最后焊接起来。(若不知从何写起,就这样写)
写此不管彼,只求一意法。
(二)引用材料的方法
1直接引用法
引证。推论,尊重,显示自己并非标新立异,不乏同道。(拉赞助)
2先斩后奏法
先概述观点,然后指出某人某文已详言之(加注参见)
3映带法
崇山峻岭,又有清流急湍映带左右。研究韩愈,不妨提及东坡;研究明清诗,也可上溯到汉魏。
4戒剽窃。学会运用,而不是照抄。
(三)论文的整体要求
准确,概括、简练,严谨客观,平实,文采。
不可以孤立的看问题,要注意上下影响。
(四)段落、标点规范
(五)语体的要求
要简约典雅。
第五章 修改、定稿
文不厌改,要改得死去活来。
一、自己反复阅读, (1)改正错误的字、词、句(笔下误)。(2)逻辑错误
(3)修正完善观点(4)论据错误(5)调整结构布局(完美,圆满,面团原理,增删 材料)(6)修饰词句。
面团原理:你如果原打算写五个部分,最后只写成三个部分;那你就说你本来就打算写三个部分,现在如期完成了,很“圆满”。因为没有人知道你的原计划,也 没有人想知道,所以没必要告诉他人。
二、他人审校(吸收他人意见;自己的错误往往看不出)。
互相审阅,互相挑毛病。
第六章 答辩
虚心点就行。自己写的,也不用心虚

㈣ 无线局域网的技术与应用论文 (需要资料)

说明:

1.802.11、802.11b、802.11g都工作在2.4GHz的ISM(工业、科学、医疗)公共频段,无需向无委申请;而802.11a工作在5GHz频段,该频段目前暂不开放,需要申请。

2.802.11a和802.11g物理层速率最高都可达54Mbps,传输层速率最高也可达25Mbps,但稳定性有待进一步改善,且成本也较高。而802.11b最高速率可达11Mbps,因为起步较早,技术较为成熟,成本也不高,将是未来最有前途的无线局域网标准,下面重点介绍802.11b标准。

二、IEEE 802.11b无线网络标准

1. 无线局域网的物理层

无线局域网同传统有线局域网的区别,表现在物理层上就是无线局域网一般用无线电作为传输介质,而不是传统的电缆。对于IEEE 802.11b无线局域网,有三种可选物理层:跳频扩频(FHSS)物理层、直接序列扩频(DSSS)物理层和红外线(IR)物理层。物理层的选择取决于实际应用的要求。跳频扩频和直接序列扩频是通信技术中两种常用的扩展频谱技术,用以提高无线信道的利用率和数据通信的安全性。目前大多数基于IEEE 802.11b的无线局域网产品的物理层介质工作在2.4000~2.4835GHz的无线射频频段(ISM频段),采用直接序列扩展频谱技术以提供高达11Mbps的数据传输速率。

2. 无线局域网的MAC协议

原则上讲,无线局域网的MAC协议和有线局域网的MAC协议并无本质上的区别。然而,由于无线传输媒体固有的特性以及移动性的影响,无线局域网的MAC协议不能沿用原有的局域网协议。例如,IEEE 802.3的MAC层采用CSMA/CD来使各个不同的站点共享同一物理信道。而实现CSMA/CD的一个重要前提是,各站点能够非常容易地实现冲突检测功能。在有线局域网(如以太网)的情况下,可根据检测电缆线上直流分量的变化容易地实现冲突检测。然而在使用无线传输媒体时,由于以下的原因,很难实现冲突检测。

1) 冲突检测的能力要求各站能同时发送(发送自己的信号)和接收(决定其他站的传输是否干扰自己的传输),这将增加信道的花费。

2) 更重要的是,由于隐藏终端问题的存在,即使一个站有冲突检测的能力,并已经在发送时检测到冲突,在接收端仍然会有冲突发生。

鉴于以上原因,无线局域网协议标准IEEE 802.11b采用了一种具有冲突避免的载波监听多路访问(CSMA/CA)协议实现无线信道的共享。

一种简单的CSMA/CA可实现如下:在数据包传输之前,无线设备将先进行监听,看是否有其他无线设备正在传输。若传输正在进行,该设备将等待一段随机决定的时间,然后再监听,若没有其他设备正在使用介质,该设备开始传输数据;因为很有可能在一个设备传输数据的同时,另一个设备也开始传输数据,为了避免此类冲突造成的数据丢失,接收设备检测所收到的分组的CRC,如果正确,则向发送设备传输一个确认信息(acknowledgement)以指示没有冲突发生。否则,发送设备将重复上述CSMA/CA过程。

为了使两个无线设备同时进行传输(这将导致冲突)的可能性减到最小,802.11设计者使用称为发送请求/清除以发送(RTS/CTS)的机制。例如:若数据到达无线节点指定的无线访问点(AP),该AP将给那个无线节点发送一个RTS帧,请求一定量的时间向它传输数据,无线节点将用CTS帧进行回应,表示它将阻止任何其他的通信,直到AP发送完数据为止。其他无线节点也能听到正在发生的数据传输,并把它们的传输延迟到那段时间之后。在这种方式下,数据在节点之间进行传递时,由设备导致的在介质上产生冲突的可能性最小。这种传输机制同时解决了无线局域网中的隐藏终端问题。

为了确保数据在传输中不丢失,CSMA/CA还引入了确认(ACK)机制,接收者在收到数据后,向发送单元发一个确认通知ACK。若发送者没有收到ACK,表明数据丢失,将再次传输该数据。

3. 无线局域网实时性性能分析

IEEE 802.11b无线局域网标准在媒体访问控制层采用CSMA/CA协议以实现无线信道的共享。在网络负荷较轻的情况下,发生冲突的机会很少,再加上一些无线网络产品采取了一些附加的措施,甚至可以完全避免冲突的发生。如Wi-LAN的无线产品AWE 120-24无线网络桥接器利用动态时间分配轮询的方式:当有多个无线远端设备要与基站通信时,基站会根据远端站的ID依次询问各个远端站是否有数据要发送,如果有数据要发送,就给其分配时间片,如果没有,则会继续向下询问,周而复始。这里的所谓动态轮询是指用户可以设置基站的轮询方式,对于非活动站减少对其询问的次数,这样可以保证时间片不会被浪费。动态时间分配轮询技术完全避免了冲突的发生,可以获得比CSMA/CA更好的实时性。这使得无线技术在工业控制网络中的应用成为可能。

三、基于无线技术的网络化智能传感器介绍

计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的结合,产生了“基于无线技术的网络化智能传感器”的全新概念。这种智能传感器集成了数据采集、数据处理和无线网络接口模块,无线网络接口模块底层网络接口(硬件接口)采用基于IEEE 802.11b的网络接口芯片,高层网络接口(软件接口)采用TCP/IP协议,把TCP/IP协议作为一种嵌入式应用,即把TCP/IP协议固化到智能传感器的ROM中,使得现场数据的收发都以TCP/IP协议进行。这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。

无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入站(AP)、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现。

在工业自动化领域,有成千上万的感应器,检测器,计算机,PLC,读卡器等设备,需要互相连接形成一个控制网络,通常这些设备提供的通信接口是RS- 232或RS-485。无线局域网设备使用隔离型信号转换器,将工业设备的RS-232串口信号与无线局域网及以太网络信号相互转换,符合无线局域网IEEE802.11b和以太网络IEEE 802.3标准,支持标准的TCP/IP网络通信协议,有效的扩展了工业设备的联网通信能力。

四、无线局域网在工业控制网络中的应用

工业控制系统的网络化为无线技术在工业控制系统中的应用提供了基础和可能。近几年很多研究人员也展开了这方面的研究工作。中国科学院沈阳自动化所的曾鹏等人以FF(现场总线基金会)颁布的FFHSE(高速以太网)为蓝本,结合无线以太网标准IEEE802.11b,构造了现场级无线通信协议栈。该协议栈保持了基金会现场总线的通信模型,能够完成无线设备间的时间同步和实时通信。韩国釜山国立大学的Kyung Chang Lee等人设计了协议转换模型,实现了Profibus-DP网络和IEEE802.11无线局域网的互连。Mario Alves等人对基于广播方式的现场总线/无线网络的混合网络报文传送延迟时间进行了估算。C.Koulamas等人研究了Profibus现场总线与基于IEEE802.11b的DSSS物理层相结合的性能。

除了在理论上的研究工作外,在一些工业控制网络中,无线通信技术已获得了应用。如美国罗克威尔公司在基于DeviceNet、Control-net、Ethernet/IP的三层控制网络体系中,加入了无线以太网部分,可以实现无线通信。德国西门子公司在基于Profibus-DP、Profinet的控制网络中结合无线以太网技术,使控制网络具有了无线通信功能。由于无线网络无可比拟的优越性,它可以免去大量的线路连接,节省系统的构建费用和维护成本,还可以满足一些特殊场合的需要,与此同时,大大增强了系统构成的灵活性。加之无线通信技术自身的不断改进,无线通信技术在工业控制领域中必将具有广阔的发展空间和应用前景。

五、无线技术在工控网络中的应用方案及使用设备

1.无线工业控制的方法

通过使用基于无线技术的网络化智能传感器,结合目前市场上出现的各种基于IEEE 802.11b的无线局域网网桥,就可以实现无线局域网技术在工业控制网络中的一种应用方案。无线局域网网桥用作无线访问点(AP),基于无线技术的网络化智能传感器采集现场数据、处理,并以TCP/IP协议对数据进行打包,通过无线链路发送到AP,由于无线链路和有线以太网高层均采用TCP/IP协议,且低层协议对高层协议是透明的,就实现了无线网络和有线网络的无缝连接。通过Internet,就可以实现远程监控。

2.无线设备的选择

要实现无线网络,需要选择的设备一般为两种。一种为无线局域网网桥,可将多个无线站点连入已有的局域网之中;另一种为无线通讯装置,例如无线网卡、无线Modem等。下面介绍一下研华公司的无线装置。

A.WLAN-9200系列11Mbps工业无线局域网接入器

WLAN-9200是一款用于室外的增强11Mbps无线局域网网桥。它能够在无须任何物理布线的情况下,将多个远程站连接到局域网中。

㈤ 无线网络 发展状况的论文

无线网络发展状况

计算机通信分两种:有线通信和无线通信
无线通信包括卫星,微波,红外等等

无线局域网(Wireless LAN)技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备,人们可随时、随地、随意地访问网络资源。在推动网络技术发展的同时,无线局域网也在改变着人们的生活方式。本文分析了无线局域网的优缺点极其理论基础,介绍了无线局域网的协议标准,阐述了无线局域网的体系结构,探讨了无线局域网的研究方向。

关键词 以太网 无线局域网 扩频 安全性 移动IP

一、引 言

随着无线通信技术的广泛应用,传统局域网络已经越来越不能满足人们的需求,于是无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)应运而生,且发展迅速。尽管目前无线局域网还不能完全独立于有线网络,但近年来无线局域网的产品逐渐走向成熟,正以它优越的灵活性和便捷性在网络应用中发挥日益重要的作用。

无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲,无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信,并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲,无线局域网就是在不采用网线的情况下,提供以太网互联功能。

广阔的应用前景、广泛的市场需求以及技术上的可实现性,促进了无线局域网技术的完善和产业化,已经商用化的802.11b网络也正在证实这一点。随着802.11a网络的商用和其他无线局域网技术的不断发展,无线局域网将迎来发展的黄金时期。

二、无线局域网概述

无线网络的历史起源可以追溯到50年前第二次世界大战期间。当时,美国陆军研发出了一套无线电传输技术,采用无线电信号进行资料的传输。这项技术令许多学者产生了灵感。1971年,夏威夷大学的研究员创建了第一个无线电通讯网络,称作ALOHNET。这个网络包含7台计算机,采用双向星型拓扑连接,横跨夏威夷的四座岛屿,中心计算机放置在瓦胡岛上。从此,无线网络正式诞生。

1.无线局域网的优点

(1)灵活性和移动性。在有线网络中,网络设备的安放位置受网络位置的限制,而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性,连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。

(2)安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个接入点设备,就可建立覆盖整个区域的局域网络。

(3)易于进行网络规划和调整。对于有线网络来说,办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程,无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。

(4)故障定位容易。有线网络一旦出现物理故障,尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断,往往很难查明,而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障,只需更换故障设备即可恢复网络连接

(5)易于扩展。无线局域网有多种配置方式,可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络,并且能够提供节点间"漫游"等有线网络无法实现的特性。

由于无线局域网有以上诸多优点,因此其发展十分迅速。最近几年,无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。

2.无线局域网的理论基础

目前,无线局域网采用的传输媒体主要有两种,即红外线和无线电波。按照不同的调制方式,采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。

(1)红外线(Infrared Rays,IR)局域网

采用红外线通信方式与无线电波方式相比,可以提供极高的数据速率,有较高的安全性,且设备相对便宜而且简单。但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差,使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制,通常IR局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。

(2)扩频(Spread Spectrum,SS)局域网

如果使用扩频技术,网络可以在ISM(工业、科学和医疗)频段内运行。其理论依据是,通过扩频方式以宽带传输信息来换取信噪比的提高。扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。扩频技术主要分为跳频技术(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)两种方式。

所谓直接序列扩频,就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱,而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。而跳频技术与直序扩频技术不同,跳频的载频受一个伪随机码的控制,其频率按随机规律不断改变。接收端的频率也按随机规律变化,并保持与发射端的变化规律一致。跳频的高低直接反映跳频系统的性能,跳频越高,抗干扰性能越好,军用的跳频系统可达到每秒上万跳。

(3)窄带微波局域网

这种局域网使用微波无线电频带来传输数据,其带宽刚好能容纳信号。但这种网络产品通常需要申请无线电频谱执照,其它方式则可使用无需执照的ISM频带。

3.无线局域网的不足之处

无线局域网在能够给网络用户带来便捷和实用的同时,也存在着一些缺陷。无线局域网的不足之处体现在以下几个方面:

(1)性能。无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发射,而建筑物、车辆、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输,所以会影响网络的性能。

(2)速率。无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。目前,无线局域网的最大传输速率为54Mbit/s,只适合于个人终端和小规模网络应用。

(3)安全性。本质上无线电波不要求建立物理的连接通道,无线信号是发散的。从理论上讲,很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号,造成通信信息泄漏。

三、无线局域网协议标准

无线局域网技术(包括IEEE802.11、蓝牙技术和HomeRF等)将是新世纪无线通信领域最有发展前景的重大技术之一。以IEEE(电气和电子工程师协会)为代表的多个研究机构针对不同的应用场合,制定了一系列协议标准,推动了无线局域网的实用化。

1.IEEE802.11系列协议

作为全球公认的局域网权威,IEEE 802工作组建立的标准在局域网领域内得到了广泛应用。这些协议包括802.3以太网协议、802.5令牌环协议和802.3z100BASE-T快速以太网协议等。IEEE于1997年发布了无线局域网领域第一个在国际上被认可的协议——802.11协议。1999年9月,IEEE提出802.11b协议,用于对802.11协议进行补充,之后又推出了802.11a、802.11g等一系列协议,从而进一步完善了无线局域网规范。IEEE802.11工作组制订的具体协议如下:

(1)802.11a

802.11a采用正交频分(OFDM)技术调制数据,使用5GHz的频带。OFDM技术将无线信道分成以低数据速率并行传输的分频率,然后再将这些频率一起放回接收端,可提供25Mbit/s的无线ATM接口和10Mbit/s的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口。在很大程度上可提高传输速度,改进信号质量,克服干扰。物理层速率可达54Mbit/s,传输层可达25Mbit/s,能满足室内及室外的应用。

(2)802.11b

802.11b也被称为Wi-Fi技术,采用补码键控(CCK)调制方式,使用2.4GHz频带,其对无线局域网通信的最大贡献是可以支持两种速率--5.5Mbit/s和11Mbit/s。多速率机制的介质访问控制可确保当工作站之间距离过长或干扰太大、信噪比低于某个门限值时,传输速率能够从11Mbit/s自动降到5.5Mbit/s,或根据直序扩频技术调整到2Mbit/s和1Mbit/s。在不违反FCC规定的前提下,采用跳频技术无法支持更高的速率,因此需要选择DSSS作为该标准的惟一物理层技术。

(3)802.11g

2001年11月,在802.11 IEEE会议上形成了802.11g标准草案,目的是在2.4GHz频段实现802.11a的速率要求。该标准将于2003年初获得批准。802.11g采用PBCC或CCK/OFDM调制方式,使用2.4GHz频段,对现有的802.11b系统向下兼容。它既能适应传统的802.11b标准(在2.4GHz频率下提供的数据传输率为11Mbit/s),也符合802.11a标准(在5GHz频率下提供的数据传输率56Mbit/s),从而解决了对已有的802.11b设备的兼容。用户还可以配置与802.11a、802.11b以及802.11g均相互兼容的多方式无线局域网,有利于促进无线网络市场的发展。

(4)其他相关协议

IEEE802工作组今后将继续对802.11系列协议进行探讨,并计划推出一系列用于完善无线局域网应用的协议,其中主要包括802.11e(定义服务质量和服务类型)、802.11f(AP间协议)、802.11h(欧洲5GHz规范)、802.11i(增强的安全性&认证)、802.11j(日本的4.9GHz规范)、802.11k(高层无线/网络测量规范)以及高吞吐量研究工作组的相关协议。

2.蓝牙规范(Bluetooth)

蓝牙规范是由SIG(特别兴趣小组)制定的一个公共的、无需许可证的规范,其目的是实现短距离无线语音和数据通信。蓝牙技术工作于2.4GHz的ISM频段,基带部分的数据速率为1Mbit/s,有效无线通信距离为10~100m,采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙技术采用自动寻道技术和快速跳频技术保证传输的可靠性,具有全向传输能力,但不需对连接设备进行定向。其是一种改进的无线局域网技术,但其设备尺寸更小,成本更低。在任意时间,只要蓝牙技术产品进入彼此有效范围之内,它们就会立即传输地址信息并组建成网,这一切工作都是设备自动完成的,无需用户参与。

3.HomeRF标准

在美国联邦通信委员会(FCC)正式批准HomeRF标准之前,HomeRF工作组于1998年为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范,即共享无线访问协议(SWAP)。该协议主要针对家庭无线局域网,其数据通信采用简化的IEEE802.11协议标准。之后,HomeRF工作组又制定了HomeRF标准,用于实现PC机和用户电子设备之间的无线数字通信,是IEEE802.11与泛欧数字无绳电话标准(DECT)相结合的一种开放标准。HomeRF标准采用扩频技术,工作在2.4GHz频带,可同步支持4条高质量语音信道并且具有低功耗的优点,适合用于笔记本电脑。

4.HyperLAN/2标准

2002年2月,ETI的宽带无线接入网络(Broadband Radio Access Networks,BRAN)小组公布了HiperLAN/2标准。HiperLAN/2标准由全球论坛(H2GF)开发并制定,在5GHz的频段上运行,并采用OFDM调制方式,物理层最高速率可达54Mbit/s,是一种高性能的局域网标准。HyperLAN/2标准定义了动态频率选择、无线小区切换、链路适配、多波束天线和功率控制等多种信令和测量方法,用来支持无线网络的功能。基于HyperRF标准的网络有其特定的应用,可以用于企业局域网的最后一部分网段,支持用户在子网之间的IP移动性。在热点地区,为商业人士提供远端高速接入因特网的服务,以及作为W-CDMA系统的补充,用于3G的接入技术,使用户可以在两种网络之间移动或进行业务的自动切换,而不影响通信。

5.无线局域网标准的比较

802.11系列协议是由IEEE制定的,目前居于主导地位的无线局域网标准。HomeRF主要是为家庭网络设计的,是802.11与DECT的结合。HomeRF和蓝牙都工作在2.4GHz ISM频段,并且都采用跳频扩频(FHSS)技术。因此,HomeRF产品和蓝牙产品之间几乎没有相互干扰。蓝牙技术适用于松散型的网络,可以让设备为一个单独的数据建立一个连接,而HomeRF技术则不像蓝牙技术那样随意。组建HomeRF网络前,必须为各网络成员事先确定一个惟一的识别代码,因而比蓝牙技术更安全。802.11使用的是TCP/IP协议,适用于功率更大的网络,有效工作距离比蓝牙技术和HomeRF要长得多。

四、无线局域网的体系架构

1.无线局域网的主要组件

(1)无线网卡。提供与有线网卡一样丰富的系统接口,包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。在有线局域网中,网卡是网络操作系统与网线之间的接口。在无线局域网中,它们是操作系统与天线之间的接口,用来创建透明的网络连接。

(2)接入点。接入点的作用相当于局域网集线器。它在无线局域网和有线网络之间接收、缓冲存储和传输数据,以支持一组无线用户设备。接入点通常是通过标准以太网线连接到有线网络上,并通过天线与无线设备进行通信。在有多个接入点时,用户可以在接入点之间漫游切换。接入点的有效范围是20~500m。根据技术、配置和使用情况,一个接入点可以支持15~250个用户,通过添加更多的接入点,可以比较轻松地扩充无线局域网,从而减少网络拥塞并扩大网络的覆盖范围。

2.无线局域网的配置方式

(1)对等模式。Ad-hoc模式。这种应用包含多个无线终端和一个服务器,均配有无线网卡,但不连接到接入点和有线网络,而是通过无线网卡进行相互通信。它主要用来在没有基础设施的地方快速而轻松地建无线局域网。

(2)基础结构模式。Infrastructure模式。该模式是目前最常见的一种架构,这种架构包含一个接入点和多个无线终端,接入点通过电缆连线与有线网络连接,通过无线电波与无线终端连接,可以实现无线终端之间的通信,以及无线终端与有线网络之间的通信。通过对这种模式进行复制,可以实现多个接入点相互连接的更大的无线网络。

五、未来的研究方向

如上所述,无线局域网技术的研究和应用方兴未艾,是目前无线通信领域乃至整个通信行业的研究热点。从无线局域网的进一步推广应用来看,未来的研究方向主要集中在安全性、移动漫游、网络管理以及与3G等其他移动通信系统之间的关系上。

1.安全性问题

IEEE802.11协议标准建议使用两种安全解决方案。一种是IEEE 802.11安全任务组(TGi)构建的安全框架--鲁棒型安全网络(RSN)。这种网络用IEEE 802.1x提供基于端口的接入控制、鉴权和密钥管理。该标准用可扩展鉴权协议(EAP)实现对用户的鉴权。鉴权服务器和用户之间使用远程鉴权拨入用户服务协议(RADIUS)进行通信,RADIUS协议在网络接入的鉴权、授权和计费(AAA)中得到广泛采用。由于IEE802.1x主要是针对有线局域网设计的,在无线局域网中使用IEE802.1x不可避免地存在漏洞。所以,尽管它对无线局域网的安全性能有很大改善,802.1x和802.11的结合仍然不能提供足够的安全。

另一种方式则是目前广泛应用于局域网络及远程接入等领域的虚拟专用网(VPN)安全技术。与802.11b标准所采用的安全技术不同,在IP网络中,VPN主要采用IPSec技术来保障数据传输的安全。对于安全性要求更高的用户,将现有的VPN安全技术与802.11b安全技术结合起来,是目前较为理想的无线局域网络的安全解决方案。

2.漫游切换问题

无线局域网的漫游问题是继安全问题之后的一个至关重要的问题。在无线网络中,如果一边使用无线局域网接入服务,一边移动接入位置,那么一旦移动终端超越子网覆盖范围,IP数据包就无法到达移动终端,正在进行的通信将被中断。为此,IETF制定了扩展IP网络移动性的系列标准。所谓移动IP,就是指在IP网络上的多个子网内均可使用同一IP地址的技术。这种技术是通过使用被称为本地代理(Home Agent)和外地代理(Foreign Agent)的特殊路由器对网络终端所处位置的网络进行管理来实现的。在移动IP系统中,可保证用户的移动终端始终使用固定的IP地址进行网络通信,不管在怎样的移动过程中皆可建立TCP连接并不会发生中断。在无线局域网系统中,广泛的应用移动IP技术可以突破网络的地域范围限制,并可克服在跨网段时使用动态主机配置协议(DHCP)方式所造成的通信中断、权限变化等问题。

3.无线网络管理问题

相对于有线网络,无线局域网具有非常独特的特性,因此必须建立相应的无线网络管理系统。除了系统结构、用户需求和典型应用等模块之外,一个好的无线网络管理系统还必须考虑以下因素:

(1)标准的网管通信方式。网管子系统通常与中央主机相连。网管子系统必须基于工业标准的管理协议(比如SNMP),这样才能监视主机和子系统之间每条链路上的状态信息,并可根据状态信息快速分析和解决出现的问题。

(2)网络监视和报告。主机必须能够监视无线网络系统中所有单元。考虑到无线网络的连接性不如有线网络那样稳定,无线网络管理系统必须监视和报告无线信号的变化以及接入点的业务类型和负载情况,还须能自动发现进入无线网络体系结构的新设备。

(3)有效地利用带宽。尽管随着新技术的发展,无线网络的可用带宽逐步增大,但还是远远小于有线局域网的带宽。因此,在实际应用中必须考虑带宽的合理使用。

4.无线局域网与3G

无线局域网不否会对第三代移动通信系统构成威胁是近年来业界关心的一个问题。实际上,无线局域网与3G采用的是截然不同的两种技术,用于满足不同的需要。与3G不同的是,无线局域网并不是一个完备的全网解决方案,而只用于满足小型用户群的需求。无线局域网与3G可以互补,因此不会对3G运营商造成威胁,运营商还可以从无线局域网和3G的共存中获得好处。NorthStream的研究表明,无线局域网与3G和GPRS的结合可增加用户的满意程度和业务量,从而增加移动运营商的利润。作为3G的一个重要补充,无线局域网可用于在诸如机场候机厅、宾馆休息室和咖啡厅等地方建立无线Internet连接。

六、结束语

经过10多年的发展,无线局域网在技术上已经日渐成熟,应用日趋广泛,无线局域网将从小范围应用进入主流应用。预计全球无线局域网接入点的销售量将从2000年的50万台稳步增长到450万台,每年的涨幅为55%。无线网卡的销售量将从2000年的约300万块增加到2005年的3400万块,每年的涨幅为53%。今后几年,无线局域网技术将更加成熟,产品性能将更加稳定,市场将持续不断地增长,价钱将持续降低,大型设备提供商将进入这个市场,大多数企业和公司将采用无线局域网进行内部网络建设。

面对如此良好的发展前景,我国应大力推动无线局域网技术的研究和实用化,抓住无线局域网发展的契机。这样,不但可极大地推动国家信息化的发展进程,还将为我国信息产业和通信市场步入国际市场提供大好机遇。

㈥ 无线网络安全

给你找了个 自己抄吧

论文

无线局域网的安全防护

学 科、专业 计算机技术及应用
学 生 姓 名 雷磊
学 号 200512118
指导教师姓名 史虹湘

2008年10月30日

无线局域网的安全防护
摘要:
在网络应用日益普及的今天,局域网作为一种通用的联网手段,得到了极为广泛的应用,其传输速率、网络性能不断提高。不过,它基本采用的是有线传输媒介,在许多不适宜布线的场合,受到很大程度的限制。另一方面,无线数据传输技术近年来不断获得突破,标准化进展也极为迅速,这使得局域网环境下的数据传输完全可以摆脱线缆的束缚。在此基础上,无线局域网开始崛起,越来越受到人们的重视。但是,无线局域网给我们带来方便的同时,它的安全性更值得我们关注,本篇论文通过了解无线局域网的组成,它的工作原理,以及无线局域网的优、缺点,找出影响安全的因素,通过加密、认证等手段并且应用完整的安全解决方案,从而更好的做到无线局域网的安全防护。
关键词:无线局域网;安全性;WPAN

目录
第一章 引言 3
1.1无线局域网的形成 3
1.2无线局域网的常用设备 3
第二章、无线局域网的概况及特点 4
2.1无线局域网(WLAN)方案 4
2.2无线局域网的常见拓扑形式 6
2.3 无线局域网的优势 6
2.4无线局域网的缺点 7
第三章、无线局域网的安全性及其解决方案 7
3.1无线局域网的安全性 7
3.2完整的安全解决方案 11
第四章、结束语 13

第一章 引言
1.1无线局域网的形成
随着计算机技术和网络技术的蓬勃发展,网络在各行各业中的应用越来越广。然而,随着移动计算技术的日益普及和工业标准逐步为市场所采纳和接受,无线网络的应用领域正在不断地扩大。无线局域网的出现使人们不必再围着机器转,它采用以太网的帧格式,使用简单。无线局域网方便了用户访问网络数据,高吞吐量无线局域网可以实现11Mb/s的数据传输速率。
从网络角度来看,它涉及互联网和城域网(Metropolitan Area Network-MAN)、局域网(Local Area Network-LAN)及最近提出的“无线个域网” (Wireless Personal Area Network - WPAN)。在广域网(Wide Area Network-WAN)、城域网和局域网的层次结构中,WPAN的范围是最小的。
1.2无线局域网的常用设备
WPAN将取代线缆成为连接包括移动电话、笔记本个人电脑和掌上设备在内的各类用户个人设备的工具。WPAN可以随时随地地为用户实现设备间的无缝通讯,并使用户能够通过蜂窝电话、局域网或广域网的接入点联入网络。
1.2.1Bluetooth应用
通过Bluetooth(蓝牙)技术,它使人们周围的电子设备通过无线的网络连接在一起。这些设备包括:桌上型电脑、笔记本电脑、打印机、手持设备、移动电话、传呼机和可携带的音乐设备等。
蓝牙技术是由爱立信、IBM、英特尔、诺基亚和东芝这五大公司于1998年5月联合推出的一项旨在实现网络中各类数据及语音设备(如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话、高品质耳机等)互连的计划,并为纪念第一个统一北欧语言的人Norse国王而命名为蓝牙。
蓝牙收发信机采用跳频扩谱技术,在2.45 GHz ISM频带上以1600跳/s的速率进行跳频。依据各国的具体情况,以2.45 GHz为中心频率,最多可以得到79个1MHz带宽的信道。除采用跳频扩谱的低功率传输外,蓝牙还采用鉴权和加密等措施来提高通信的安全性。
1.2.2HomeRF应用
无线局域网技术HomeRF,是专门为家庭用户设计的短距离无线联网方案。
它基于共享无线访问协议(shared Wireless Access Protocol,SWAP),可应用于家庭中的移动数据和语音设备与主机之间的通信。
符合SWAP规范的产品工作在2.4GHz频段,使用每秒50跳的跳频扩展频谱技术,通过家庭中的一台主机在移动数据和语音设备之间实现通信,既可以通过时分复用支持语音通信,又能通过载波监听多重访问/冲突避免协议提供数据通信服务。同时,HomeRF提供了与TCP/IP良好的集成,支持广播和48位IP地址。
按照SWAP规范,用户可以建立无线家庭网络,用户可在PC、PC增强无绳电话、手持式远程显示器等设备之间共享话音、数据和Internet连接;用手持显示装置在房间内和房间周围的任何地方访问Internet;在多台PC间共享文件、调制解调器、打印机等;向多个无绳手机、传真机和话音邮箱转发电话;使用小型PC增强无绳电话手机重复收听话音、传真和电子邮件;简单地使用PC增强无绳电话手机发出话音命令,来激活其他家用电子系统;可以玩PC或Internet上的多人游戏。
第二章、无线局域网的概况及特点
2.1无线局域网(WLAN)方案
在网络应用日益普及的今天,局域网作为一种通用的联网手段,得到了极为广泛的应用,其传输速率、网络性能不断提高。不过,它基本采用的是有线传输媒介,在许多不适宜布线的场合,受到很大程度的限制。另一方面,无线数据传输技术近年来不断获得突破,标准化进展也极为迅速,这使得局域网环境下的数据传输完全可以摆脱线缆的束缚。在此基础上,无线局域网开始崛起,越来越受到人们的重视。
2.1.1无线局域网概念和工作原理
一般来讲,凡是采用无线传输媒体的计算机局域网都可称为无线局域网。这里的无线媒体可以是无线电波、红外线或激光。
无线局域网的基础还是传统的有线局域网,是有线局域网的扩展和替换。它只是在有线局域网的基础上通过无线HUB、无线访问节点(AP)、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。
2.1.2无线局域网标准
实际上,无线局域网早在80年代就已经得到广泛应用,当时受到技术上的制约,通信速率只有860kb/s,工作在900MHz的频段。能够了解并享受它的好处的人少之又少。
到了90年代初,随着技术的进步,无线局域网的通信速率已经提高到1 ~2Mb/s,工作频段为2.4GHz,并开始向医疗、教育等多媒体应用领域延伸。
无线局域网的发展也引起国际标准化组织的关注,IEEE从1992年开始着手制订802.11标准,以推动无线局域网的发展。1997年,该标准获得通过,它大大促进了不同厂商产品之间的互操作性,并推进了已经萌芽的产业的发展。
802.11标准仅限于物理(PHY)层和媒介访问控制(MAC)层。物理层对应于国际标准化组织的七层开放系统互连(OSI)模型的最低层,MAC层与OSI第二层的下层相对应,该层与逻辑链路控制(LLC)层构成了OSI的第二层。
标准实际规定了三种不同的物理层结构,用户可以从中选出一种,它们中的每一种都可以和相同的MAC层进行通信。802.11工作组的成员认为在物理层实现方面有多个选择是必要的,因为这可以使系统设计人员和集成人员根据特定应用的价格、 性能、 操作等方面的因素来选择一种更合适的技术。这些选择实际上非常类似,就像10BaseT, 10Base2及100BaseT等都在以太网领域取得了很大的成功一样。另外,企业局域网通常会使用有线以太网和无线节点混合的方式,它们在使用上没有区别。
近年来,无线局域网的速率有了本质的提高,新的IEEE802.11b标准支持11Mb/s高速数据传输。这为宽带无线应用提供了良好的平台。
2.1.3无线局域网传输方式
就传输方式而言,无线局域网可以分为两类:红外线系统和射频系统。前者的优点在于不受无线电的干扰;邻近区域无干扰;不受管制机构的政策限制;在视距范围内传输,监测和窃听困难,保密性好。不过,由于红外线传输对非透明物体的透过性极差,传输距离受限。
此外,它容易受到日光、荧光灯等噪声干扰,并且只能进行半双工通信。所以,相比而言,射频系统的应用范围远远高于红外线系统。
采用射频方式传输数据,一般都需要引入扩频技术。在扩频系统中,信号所占用的带宽远大于所需发送信息的最小带宽,并采用了独立的扩展信号。扩频技术具有安全性高、抗干扰能力强和无需许可证等优点。目前,在全球范围内应用比较广泛的扩频技术有直接序列(DS)扩频技术和跳频(FH)扩频技术。就频带利用来说,DS采用主动占有的方式,FH则是跳换频率去适应。在抗干扰方面,FH通过不同信道的跳跃避免干扰,丢失的数据包在下一跳重传。DS方式中数据从冗余位中得到保证,移动到相邻信道避免干扰。同DS方式相比,FH方式速度慢,最多只有2 ~3Mb/s。DS传输速率可以达到11Mb/s,这对多媒体应用来说非常有价值。从覆盖范围看,由于DS采用了处理增益技术,因此在相同的速率下比FH覆盖范围更大。不过,FH的优点在于抗多径干扰能力强。此外,它的可扩充性要优于DS。DS有3个独立、不重叠的信道,接入点限制为三个。FH在跳频不影响性能时最多可以有15个接入点。
新的无线局域网标准协议IEEE802.11b只支持DS方式,但是IEEE802.11对这两种技术都是推荐的。应该说,FH和DS这两种扩频方式在不同的领域都拥有适合自身的应用环境,一般说来,在需要大范围覆盖时选DS,需要高数据吞吐量时选择DS,需要抗多径干扰强时选择FH。
2.2无线局域网的常见拓扑形式
根据不同的应用环境,目前无线局域网采用的拓扑结构主要有网桥连接型、访问节点连接型、HUB接入型和无中心型四种。
(1)网桥连接型。该结构主要用于无线或有线局域网之间的互连。当两个局域网无法实现有线连接或使用有线连接存在困难时,可使用网桥连接型实现点对点的连接。在这种结构中局域网之间的通信是通过各自的无线网桥来实现的,无线网桥起到了网络路由选择和协议转换的作用。
(2)访问节点连接型。这种结构采用移动蜂窝通信网接入方式,各移动站点间的通信是先通过就近的无线接收站(访问节点:AP)将信息接收下来,然后将收到的信息通过有线网传入到“移动交换中心”,再由移动交换中心传送到所有无线接收站上。这时在网络覆盖范围内的任何地方都可以接收到该信号,并可实现漫游通信。
(3)HUB接入型。在有线局域网中利用HUB可组建星型网络结构。同样也可利用无线HUB组建星型结构的无线局域网,其工作方式和有线星型结构很相似。但在无线局域网中一般要求无线HUB应具有简单的网内交换功能。
(4)无中心型结构。该结构的工作原理类似于有线对等网的工作方式。它要求网中任意两个站点间均能直接进行信息交换。每个站点既是工作站,也是服务器。
2.3 无线局域网的优势
无线局域网在很多应用领域具有独特的优势:一是可移动性,它提供了不受线缆限制的应用,用户可以随时上网;二是容易安装、无须布线,大大节约了建网时间;三是组网灵活,即插即用,网络管理人员可以迅速将其加入到现有网络中,并在某种环境下运行;四是成本低,特别适合于变化频繁的工作场合。此外,无线网络相对来说比较安全,无线网络通信以空气为介质,传输的信号可以跨越很宽的频段,而且与自然背景噪音十分的相似,这样一来,就使得窃听者用普通的方式难以偷听到数据。
“加密”也是无线网络必备的一环,能有效提高其安全性。所有无线网络都可加设安全密码,窃听者即使千方百计地接收到数据,若无密码,想打开信息系统亦无计可施。
2.4无线局域网的缺点
目前,由于相关的配套技术不足,无线网络传输速度还存在着一些局限。现在无线网络的带宽还比较局限,与有线局域网主干可达千兆还差得很远。与有线网络相比,无线网络的通信环境要受到更多的限制。由于电源限制、可用的频谱限制以及无线网络的移动性等特点,无线数据网络一般具有带宽少、延迟长、连接稳定性差、可用性很难预测等特点。尽管无线局域网有种种优点,但是PC厂商在出售无线LAN产品时多采取慎重态度。这是因为,在家庭里利用的无线联网方式,除了无线LAN外,还有一些其他方案。蓝牙主要用于在便携式信息设备之间以无线方式进行数据通信;HomeRF则用于PC同家电之间以无线方式进行数据通信。而无论蓝牙还是HomeRF,其最大传输速度都只有2Mb/s。此外,它们的传输距离都只有几十米,比无线LAN最多可达的100米要短。在钢筋混凝土这类能使电波明显衰减的使用环境里,蓝牙和HomeRF的传输距离甚至会缩短到只有几米。
第三章、无线局域网的安全性及其解决方案
3.1无线局域网的安全性
除了硬件方面的不足,无线局域网的安全性也非常值得关注。无线局域网的安全性,主要包括接入控制和加密两个方面。
3.1.1IEEE802.11b标准的安全性
IEEE 802.11b标准定义了两种方法实现无线局域网的接入控制和加密:系统ID(SSID)和有线对等加密(WEP)。
1、认证
当一个站点与另一个站点建立网络连接之前,必须首先通过认证。执行认证的站点发送一个管理认证帧到一个相应的站点。 IEEE 802.11b标准详细定义了两种认证服务:-开放系统认证(Open System Authentication):是802.11b默认的认证方式。这种认证方式非常简单,分为两步:首先,想认证另一站点的站点发送一个含有发送站点身份的认证管理帧;然后,接收站发回一个提醒它是否识别认证站点身份的帧。 -共享密钥认证(Shared Key Authentication):这种认证先假定每个站点通过一个独立于802.11网络的安全信道,已经接收到一个秘密共享密钥,然后这些站点通过共享密钥的加密认证,加密算法是有线等价加密(WEP)。 共享密钥认证的过程如图1所示,描述如下:
(1) 请求工作站向另一个工作站发送认证帧。
(2) 当一个站收到开始认证帧后,返回一个认证帧,该认证帧包含WEP服务生成的128字节的质询文本。
(3) 请求工作站将质询文本复制到一个认证帧中,用共享密钥加密,然后再把帧发往响应工作站。
(4) 接收站利用相同的密钥对质询文本进行解密,将其和早先发送的质询文本进行比较。如果相互匹配,相应工作站返回一个表示认证成功的认证帧;如果不匹配,则返回失败认证帧。
请求工作站 响应工作站
验证帧
验证算法标识=“共享密钥”
验证处理序列号=1

验证帧
验证算法标识=“共享密钥”
验证处理序列号=2
质询文本

验证帧
验证算法标识=“共享密钥”
验证处理序列号=3
质询文本加密

验证帧
验证算法标识=“共享密钥”
验证处理序列号=1
图1 共享密钥认证
认证使用的标识码称为服务组标识符(SSID:Service Set Identifier),它提供一个最底层的接入控制。一个SSID是一个无线局域网子系统内通用的网络名称,它服务于该子系统内的逻辑段。因为SSID本身没有安全性,所以用SSID作为接入控制是不够安全的。接入点作为无线局域网用户的连接设备,通常广播SSID。
2、WEP
IEEE 802.11b规定了一个可选择的加密称为有线对等加密,即WEP。WEP提供一种无线局域网数据流的安全方法。WEP是一种对称加密,加密和解密的密钥及算法相同。WEP的目标是: 接入控制:防止未授权用户接入网络,他们没有正确的WEP密钥。
加密:通过加密和只允许有正确WEP密钥的用户解密来保护数据流。
IEEE 802.11b标准提供了两种用于无线局域网的WEP加密方案。第一种方案可提供四个缺省密钥以供所有的终端共享—包括一个子系统内的所有接入点和客户适配器。当用户得到缺省密钥以后,就可以与子系统内所有用户安全地通信。缺省密钥存在的问题是当它被广泛分配时可能会危及安全。第二种方案中是在每一个客户适配器建立一个与其它用户联系的密钥表。该方案比第一种方案更加安全,但随着终端数量的增加给每一个终端分配密钥很困难。

帧体
明文

综合检测值
(ICV)
帧体
密钥 密文
键序

图2 WEP加密过程
WEP加密的算法如图2所示,过程如下:
(1) 在发送端,WEP首先利用一种综合算法对MAC帧中的帧体字段进行加密,生成四字节的综合检测值。检测值和数据一起被发送,在接收端对检测值进行检查,以监视非法的数据改动。
(2) WEP程序将共用密钥输入伪随机数生成器生成一个键序,键序的长度等于明文和综合检测值的长度。
(3) WEP对明文和综合检测值进行模二加运算,生成密文,完成对数据的加密。伪随机数生成器可以完成密钥的分配,因为每台终端只用到共用密钥,而不是长度可变的键序。
(4) 在接收端,WEP利用共用密钥进行解密,复原成原先用来对帧进行加密的键序。
(5) 工作站计算综合检测值,随后确认计算结果与随帧一起发送来的值是否匹配。如果综合检测失败,工作站不会把MSDU(介质服务单元)送到LLC(逻辑链路控制)层,并向MAC管理程序发回失败声明。
3.1.2影响安全的因素
1、硬件设备
在现有的WLAN产品中,常用的加密方法是给用户静态分配一个密钥,该密钥或者存储在磁盘上或者存储在无线局域网客户适配器的存储器上。这样,拥有客户适配器就有了MAC地址和WEP密钥并可用它接入到接入点。如果多个用户共享一个客户适配器,这些用户有效地共享MAC地址和WEP密钥。 当一个客户适配器丢失或被窃的时候,合法用户没有MAC地址和WEP密钥不能接入,但非法用户可以。网络管理系统不可能检测到这种问题,因此用户必须立即通知网络管理员。接到通知后,网络管理员必须改变接入到MAC地址的安全表和WEP密钥,并给与丢失或被窃的客户适配器使用相同密钥的客户适配器重新编码静态加密密钥。客户端越多,重新编码WEP密钥的数量越大。
2、虚假接入点
IEEE802.11b共享密钥认证表采用单向认证,而不是互相认证。接入点鉴别用户,但用户不能鉴别接入点。如果一个虚假接入点放在无线局域网内,它可以通过劫持合法用户的客户适配器进行拒绝服务或攻击。
因此在用户和认证服务器之间进行相互认证是需要的,每一方在合理的时间内证明自己是合法的。因为用户和认证服务器是通过接入点进行通信的,接入点必须支持相互认证。相互认证使检测和隔离虚假接入点成为可能。
3、其它安全问题
标准WEP支持对每一组加密但不支持对每一组认证。从响应和传送的数据包中一个黑客可以重建一个数据流,组成欺骗性数据包。减轻这种安全威胁的方法是经常更换WEP密钥。
通过监测IEEE802.11b控制信道和数据信道,黑客可以得到如下信息:
客户端和接入点MAC地址
内部主机MAC地址
上网时间
黑客可以利用这些信息研究提供给用户或设备的详细资料。为减少这种黑客活动,一个终端应该使用每一个时期的WEP密钥。
3.2完整的安全解决方案
3.2.1无线局域网的安全方案
无线局域网完整的安全方案以IEEE802.11b为基础,是一个标准的开放式的安全方案,它能为用户提供最强的安全保障,确保从控制中心进行有效的集中管理。它的核心部分是:
扩展认证协议(Extensible Authentication Protocol,EAP),是远程认证拨入用户服务(RADIUS)的扩展。可以使无线客户适配器与RADIUS服务器通信。
IEEE 802.1X, 一个控制端口接入的提议标准。
当无线局域网执行安全保密方案时,在一个BSS范围内的站点只有通过认证以后才能与接入点结合。当站点在网络登录对话框或类似的东西内输入用户名和密码时,客户端和RADIUS服务器(或其它认证服务器)进行双向认证,客户通过提供用户名和密码来认证。然后 RADIUS服务器和用户服务器确定客户端在当前登录期内使用的WEP密钥。所有的敏感信息,如密码,都要加密使免于攻击。
这种方案认证的过程是:
一个站点要与一个接入点连接。
除非站点成功登录到网络,否则接入点将禁止站点使用网络资源。
用户在网络登录对话框和类似的结构中输入用户名和密码。
用IEEE802.1x协议,站点和RADIUS服务器在有线局域网上通过接入点进行双向认证。可以使用几个认证方法中的一个。例如:RADIUS服务器向用户发送一个认证请求,客户端对用户提供的密码进行一种hash运算来响应这个请求,并把结果送到RADIUS服务器;利用用户数据库提供的信息,RADIUS服务器创建自己的响应并与客户端的响应相比较。一旦服务器认证了用户,就进行相反的处理使用户认证RADIUS服务器。
相互认证成功完成后,RADIUS服务器和用户确定一个WEP密钥来区分用户并提供给用户适当等级的网络接入。以此给每一个用户提供与有线交换几乎相同的安全性。用户加载这个密钥并在该登录期内使用。
RADIUS服务器发送给用户的WEP密钥,称为时期密钥。
接入点用时期密钥加密它的广播密钥并把加密密钥发送给用户,用户用时期密钥来解密。
用户和接入点激活WEP,在这时期剩余的时间内用时期密钥和广播密钥通信。
认证的全部过程如图3所示。
4.RADIUS服务器和站点双
向认证并且生成WEP密钥

无线 有线

6. 站 点 和AP 激活 5.RADIUS服务器
WEP,加密传输数据 把密钥传给AP

图3 基于IEEE802.1x的安全传输
3.2.2无线局域网的应用环境
(1) 无线局域网的应用方向之一是增加电脑的移动性,让电脑更符合人性,例如在办公室内,企业经理们可以像使用室内无绳电话那样,随心所欲地使用联网的笔记本电脑。
(2) 在难于布线的室外环境下,无线局域网可充分发挥其高速率、组网灵活之优点。尤其在公共通信网不发达的状态下,无线局域网可作为区域网(覆盖范围几十公里)使用。
它的范围可以延伸到城市建筑群间通信;学校校园网络;工矿企业厂区自动化控制与管理网络;银行、金融证券城区网络;城市交通信息网络;矿山、水利、油田等区域网络;港口、码头、江河湖坝区网络;野外勘测、实验等流动网络;军事、公安流动网络等领域。
(3) 无线局域网与有线主干网构成了移动计算网络。
这种网络传输速率高、覆盖面大,是一种可传输多媒体信息的个人通信网络。这也是无线局域网的发展方向。
第四章、结束语
无线网络安全技术在21世纪将成为信息网络发展的关键技术,21世纪人类步入信息社会后,信息这一社会发展的重要战略资源需要网络安全技术的有力保障,才能形成社会发展的推动力。在我国信息网络安全技术的研究和产品开发仍处于起步阶段,仍有大量的工作需要我们去研究、开发和探索,以走出有中国特色的产学研联合发展之路,赶上或超过发达国家的水平,以此保证我国信息网络的安全,推动我国国民经济的高速发展。
虽然我的论文作品不是很成熟,还有很多不足之处,但这次做论文的经历使我终身受益,我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情,是真正的自己学习的过程和研究的过程,没有学习就不可能有研究的能力,没有自己的研究,就不会有所突破,希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。
最后,感谢史虹湘老师对我论文的精心指导和无私的帮助,感谢经济管理干部学院老师们的辛勤栽培,使我能够很好的掌握和运用专业知识。

参考文献:
[1] 网络安全 徐国爱. 北京邮电大学出版社,2006.5
[2] 计算机网络基础 刘远生. 清华大学出版社,2004.9
[3] 局域网组建、管理与维护 扬威. 电子工业出版社,2005.7

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蓝牙的名字来源于10世纪丹麦国王Harald Blatand-英译为Harold Bluetooth。在行业协会筹备阶段,需要一个极具有表现力的名字来命名这项高新技术。行业组织人员,在经过一夜关于欧洲历史和未来无限技术发展的讨论后,有些人认为用Blatand国王的名字命名再合适不过了。Blatand国王将现在的挪威,瑞典和丹麦统一起来;就如同这项即将面世的技术,技术将被定义为允许不同工业领域之间的协调工作,例如计算,手机和汽车行业之间的工作。名字于是就这么定下来了。 在丹麦的Jelling城,在教堂里立着一块纪念碑,这块纪念碑就是为了纪念Blatand国王的功绩和他的父亲,丹麦的第一个国王“Gorm the Old”而立的。有趣的是,这块特别的石头在Harald和他的儿子Sven Forkbeard之间的一次战争后就遗失了,近600年里没有人见过这块石头。Sven获胜了(并且把他父亲流放了),因为这块刻着古代北欧文字的石头是Harald的荣耀,所以Sven埋葬了它。直到最近几年,一个农夫对他农场里的这个大土堆产生了好奇,才终于发现了这块石头。 这个标志最初是在商业协会宣布成立的时候由Scandinavian公司设计的。标志保留了它名字的传统特色,包含了古北欧字母“H”,看上去非常类似一个星号和一个“B”,在标志上仔细看两者都能看到。 二、蓝牙技术介绍 “蓝牙”(Bluetooth)原是十世纪统一了丹麦的国王的名字,现取其“统一”的含义,用来命名意在统一无线局域网通讯标准的蓝牙技术。蓝牙技术是爱立信、IBM等5家公司在1998年联合推出的一项无线网络技术。随后成立的蓝牙技术特殊兴趣组织(SIG)来负责该技术的开发和技术协议的制定,如今全世界已有1800多家公司加盟该组织,最近微软公司也正式加盟并成为SIG组织的领导成员之一。 蓝牙是无线数据和语音传输的开放式标准,它将各种通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统、甚至家用电器采用无线方式联接起来。它的传输距离为10cm~10m,如果增加功率或是加上某些外设便可达到100m的传输距离。它采用2.4GHz ISM频段和调频、跳频技术,使用权向纠错编码、ARQ、TDD和基带协议。TDMA每时隙为0.625μs,基带符合速率为1Mb/s。蓝牙支持64kb/s实时语音传输和数据传输,语音编码为CVSD,发射功率分别为1mW、2.5mW和100mW,并使用全球统一的48比特的设备识别码。由于蓝牙采用无线接口来代替有线电缆连接,具有很强的移植性,并且适用于多种场合,加上该技术功耗低、对人体危害小,而且应用简单、容易实现,所以易于推广。 蓝牙技术 SIG组织于1999年7月26日推出了蓝牙技术规范1.0版本。蓝牙技术的系统结构分为三大部分:底层硬件模块、中间协议层和高层应用。 底层硬件部分包括无线跳频(RF)、基带(BB)和链路管理(LM)。无线跳频层通过2.4GHz无需授权的ISM频段的微波,实现数据位流的过滤和传输,本层协议主要定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所需要满足的条件。基带负责跳频以及蓝牙数据和信息帧的传输。链路管理负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。 蓝牙技术结合了电路交换与分组交换的特点,可以进行异步数据通信,可以支持多达3个同时进行的同步话音信道,还可以使用一个信道同时传送异步数据和同步话音。每个话音信道支持64kb/秒的同步话音链路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/秒、另一端速率为57.6kb/秒的不对称连接,也可以支持43.2kb/秒的对称连接。 中间协议层包括逻辑链路控制和适应协议、服务发现协议、串口仿真协议和电话通信协议。逻辑链路控制和适应协议具有完成数据拆装、控制服务质量和复用协议的功能,该层协议是其它各层协议实现的基础。服务发现协议层为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。串口仿真协议层具有仿真9针RS232串口的功能。电话通信协议层则提供蓝牙设备间话音和数据的呼叫控制指令。 主机控制接口层(HCI)是蓝牙协议中软硬件之间的接口,它提供了一个调用基带、链路管理、状态和控制寄存器等硬件的统一命令接口。蓝牙设备之间进行通信时,HCI以上的协议软件实体在主机上运行,而HCI以下的功能由蓝牙设备来完成,二者之间通过一个对两端透明的传输层进行交互。 在蓝牙协议栈的最上部是各种高层应用框架。其中较典型的有拨号网络、耳机、局域网访问、文件传输等,它们分别对应一种应用模式。各种应用程序可以通过各自对应的应用模式实现无线通信。拨号网络应用可通过仿真串口访问微微网(Piconet),数据设备也可由此接入传统的局域网;用户可以通过协议栈中的Audio(音频)层在手机和耳塞中实现音频流的无线传输;多台PC或笔记本电脑之间不需要任何连线,就能快速、灵活地进行文件传输和共享信息,多台设备也可由此实现同步操作。 总之,整个蓝牙协议结构简单,使用重传机制来保证链路的可靠性,在基带、链路管理和应用层中还可实行分级的多种安全机制,并且通过跳频技术可以消除网络环境中来自其它无线设备的干扰。 应用前景 蓝牙技术的应用范围相当广泛,可以广泛应用于局域网络中各类数据及语音设备,如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等,蓝牙的无线通讯方式将上述设备连成一个微微网(Piconet),多个微微网之间也可以进行互连接,从而实现各类设备之间随时随地进行通信。应用蓝牙技术的典型环境有无线办公环境、汽车工业、信息家电、医疗设备以及学校教育和工厂自动控制等。目前,蓝牙的初期产品已经问世,一些芯片厂商已经开始着手改进具有蓝牙功能的芯片。与此同时,一些颇具实力的软件公司或者推出自已的协议栈软件,或者与芯片厂商合作推出蓝牙技术实现的具体方案。尽管如此,蓝牙技术要真正普及开来还需要解决以下几个问题:首先要降低成本;其次要实现方便、实用,并真正给人们带来实惠和好处;第三要安全、稳定、可靠地进行工作;第四要尽快出台一个有权威的国际标准。一旦上述问题被解决,蓝牙将迅速改变人们的生活与工作方式,并大大提高人们的生活质量。 什么是蓝牙? 蓝牙(Bluetooth)是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数据通讯技术标准。它能够在10米的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输,其数据传输带宽可达1Mbps。通讯介质为频率在2.402GHz到2.480GHz之间的电磁波。 蓝牙通讯技术的特点 ■蓝牙工作在全球开放的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段; ■使用跳频频谱扩展技术,把频带分成若干个跳频信道(hop channel),在一次连接中,无线电收发器按一定的码序列不断地从一个信道“跳”到另一个信道; ■一台蓝牙设备可同时与其它七台蓝牙设备建立连接; ■数据传输速率可达1Mbit/s; ■低功耗、通讯安全性好; ■在有效范围内可越过障碍物进行连接,没有特别的通讯视角和方向要求; ■支持语音传输; ■组网简单方便 蓝牙通讯技术的用途 蓝牙技术是一种新兴的技术,尚未投入广泛应用,目前许多蓝牙设备还处于实验室试验阶段。但可以肯定的是现在多数具有红外无线数据通讯功能的设备,在将来一样可以使用蓝牙技术来实现无线连接。同时蓝牙技术的网络特点和语音传输技术使它还可以实现红外技术无法实现的某些特定功能,如无线电话、多台设备组网等等。 厂家和消费者的认同度 蓝牙技术已获得了两千余家企业的响应,从而拥有了巨大的开发和生产能力。蓝牙已拥有了很高的知名度,广大消费者对这一技术很有兴趣。 植入成本 目前市面上的蓝牙设备还是比较少见。USB接口蓝牙适配器、蓝牙PC卡和蓝牙手机已经有了面向市场的产品,售价都很高。由此可见蓝牙早期发展阶段植入成本还是比较高的。但估计批量化后植入成本可在30美元以下。在蓝牙技术发展成熟的时期,植入成本应该可以控制在10美元以内。 缺点 蓝牙是一种还没有完全成熟的技术,尽管被描述得前景诱人,但还有待于实际使用的严格检验。蓝牙的通讯速率也不是很高,在当今这个数据爆炸的时代,可能也会对它的发展有所影响。 目前主流的软件和硬件平台均不提供对蓝牙的支持,这使得蓝牙的应用成本升高,普及难度增大。 ISM频段是一个开放频段,可能会受到诸如微波炉、无绳电话、科研仪器、工业或医疗设备的干扰。

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蓝牙技术概述
蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,它以低成本的近距离无线连接为基础,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。其程序写在一个9 x 9 mm的微芯片中。
例如,如果把蓝牙技术引入到移动电话和膝上型电脑中,就可以去掉移动电话与膝上型电脑之间的令人讨厌的连接电缆而而通过无线使其建立通信。打印机、PDA、桌上型电脑、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。除此之外,蓝牙无线技术还为已存在的数字网络和外设提供通用接口以组建一个远离固定网络的个人特别连接设备群。
蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。蓝牙的数据速率为1Mb/s。时分双工传输方案被用来实现全双工传输。
ISM频带是对所有无线电系统都开放的频带,因此使用其中的某个频段都会遇到不可预测的干扰源。例如某些家电、无绳电话、汽车房开门器、微波炉等等,都可能是干扰。为此,蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保链路稳定。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道(hop channel),在一次连接中,无线电收发器按一定的码序列(即一定的规律,技术上叫做"伪随机码",就是"假"的随机码)不断地从一个信道"跳"到另一个信道,只有收发双方是按这个规律进行通信的,而其他的干扰不可能按同样的规律进行干扰;跳频的瞬时带宽是很窄的,但通过扩展频谱技术使这个窄带宽成百倍地扩展成宽频带,使干扰可能的影响变成很小。
与其它工作在相同频段的系统相比,蓝牙跳频更快,数据包更短,这使蓝牙比其它系统都更稳定。FEC(Forward Error Correction,前向纠错)的使用抑制了长距离链路的随机噪音。应用了二进制调频(FM)技术的跳频收发器被用来抑制干扰和防止衰落。
蓝牙基带协议是电路交换与分组交换的结合。在被保留的时隙中可以传输同步数据包,每个数据包以不同的频率发送。一个数据包名义上占用一个时隙,但实际上可以被扩展到占用5个时隙。蓝牙可以支持异步数据信道、多达3个的同时进行的同步话音信道,还可以用一个信道同时传送异步数据和同步话音。每个话音信道支持64kb/s同步话音链路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/s而另一端速率为57.6kb/s的不对称连接,也可以支持43.2kb/s的对称连接。
蓝牙系统由以下功能单元组成:
· 无线单元
· 链路控制单元
· 链路管理
· 软件功能 Definitions
蓝牙技术支持点对点和点对多点连接。几个piconet可以被连接在一起,靠跳频顺序识别每个piconet。同一piconet所有用户都与这个跳频顺序同步。其拓扑结构可以被描述为"多piconet"结构。 在一个"多piconet"结构中,在带有10个全负载的独立的piconet的情况下,全双工数据 速率超过6Mb/s。
话音信道采用连续可变斜率增量调制(CVSD)话音编码方案,并且从不重发话音数据包。CVSD编码擅长处理丢失和被损坏的语音采样,即使比特错误率达到4%,CVSD编码的语音还是可听的。
蓝牙空中接口是建立在天线电平为0dBm的基础上的。空中接口遵循FCC(美国联邦通信委员会)有关电平为0dBm的ISM频段的标准。如果全球电平达到100mW以上,可以使用扩展频谱功能来增加一些补充业务。频谱扩展功能是通过起始频率为2.402,终止频率为2.480,间隔为1MHz的79个跳频频点来实现的。出于某些本地规定的考虑,日本、法国和西班牙都缩减了带宽。最大的跳频速率为1660跳/秒。理想的连接范围为10厘米--10米,但是通过增大发送电平可以将距离延长至 100米。
蓝牙设备需要支持一些基本互操作特性要求。对某些设备,这种要求涉及到无线模块、空中协议以及应用层协议和对象交换格式。但对另外一些设备,比如耳机,这种要求就简单得多。蓝牙设备必须能够彼此识别并装载与之相应的软件以支持设备更高层次的性能.
蓝牙对不同级别的设备(如PC、手持机、移动电话、耳机等)有不同的要求,例如,你无法期望一个蓝牙耳机提供地址簿。但是移动电话、手持机、笔记本电脑就需要有更多的功能特性。
蓝牙规范接口可以直接集成到笔记本电脑或者通过PC卡或USB接口连接。
笔记本电脑的使用模型包括:
· 通过蓝牙蜂窝电话连接远端网络
· 利用蓝牙蜂窝电话做扬声器
· 蓝牙笔记本电脑、手持机和移动电话间的商用卡交易
· 蓝牙笔记本电脑、手持机和移动电话间的时间同步
蓝牙是一个独立的操作系统,不与任何操作系统捆绑。适用于几种不同商用操作系统的蓝牙规范正在完善中。
蓝牙规范接口可以直接集成到蜂窝电话中或通过附加设备连接。电话的使用模型包括(可选):
· 通过蓝牙无线耳机实现电话的免提功能
· 与笔记本电脑和手持机的无电缆连接
· 与其它蓝牙电话、笔记本电脑和手持机的商用卡交易
· 与信任的蓝牙笔记本电脑或手持机自动同步地址簿
其它蓝牙设备的使用模型包括:
· 耳机
· 手持机和其它便携设备
· 人机接口设备
· 数据及话音接入点

一、什么是蓝牙技术
所谓蓝牙(Bluetooth)技术,实际上是一种短距离无线电技术,利用“蓝牙”技术,能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动
电话手机等移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化以上这些设备与因特网Internet之间的通信,从而使这些现代通信
设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。说得通俗一点,就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的
移动通信设备和电脑设备,不必借助电缆就能联网,并且能够实现无线上因特网,其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、
消费电子产品和汽车等信息家电,组成一个巨大的无线通信网络。“蓝牙”技术属于一种短距离、低成本的无线连接技术,是一种
能够实现语音和数据无线传输的开放性方案,因此,目前无线通信的“蓝牙”刚刚露出一点儿芽尖,却已经引起了全球通信业界和
广大用户的密切关注。
二、蓝牙的由来
蓝牙以公元10世纪统一丹麦和瑞典的一位斯堪的纳维亚国王的名字命名。它孕育着颇为神奇的前景:对手机而言,与耳机之间不再
需要连线;在个人计算机,主机与键盘、显示器和打印机之间可以摆脱纷乱的连线;在更大范围内,电冰箱、微波炉和其它家用电器
可以与计算机网络的连接,实现智能化操作。
发明蓝牙技术的是瑞典电信巨人爱立信公司。由于这种技术具有十分可喜的应用前景,1998年5月,五家世界顶级通信/计算机公司:
爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔经过磋商,联合成立了蓝牙共同利益集团(Bluetooth SIG), 目的是加速其开发、推广和应用。
此项无线通信技术公布后,便迅速得到了包括摩托罗拉、3Com、朗讯、康柏、西门子等一大批公司的一致拥护,至今加盟蓝牙SIG的
公司已达到2000多个,其中包括许多世界最着名的计算机、通信以及消费电子产品领域的企业,甚至还有汽车与照相机的制造商和生
产厂家。一项公开的技术规范能够得到工业界如此广泛的关注和支持,这说明基于此项蓝牙技术的产品将具有广阔的应用前景和巨大
的潜在市场。蓝牙共同利益集团现已改称蓝牙推广集团。
三、蓝牙的技术内容
蓝牙技术产品是采用低能耗无线电通信技术来实现语音、数据和视频传输的,其传输速率最高为每秒1Mb/s,以时分方式进行全双工
通信,通信距离为10米左右,配置功率放大器可以使通信距离进一步增加。 蓝牙产品采用的是跳频技术,能够抗信号衰落;采
用快跳频和短分组技术,能够有效地减少同频干扰,提高通信的安全性;采用前向纠错编码技术,以便在远距离通信时减少随机噪声
的干扰;采用2.4GHz的ISM (即工业、科学、医学)频段,以省去申请专用许可证的麻烦;采用FM调制方式,使设备变得更为简单可靠;“
蓝牙”技术产品一个跳频频率发送一个同步分组,每组一个分组占用一个时隙,也可以增至5个时隙;“蓝牙”技术支持一个异步数据通
道,或者3个并发的同步语音通道,或者一个同时传送异步数据和同步语音的通道。“蓝牙”的每一个话音通道支持64Kbps的同步话音,
异步通道支持的最大速率为721Kbps、反向应答速率为57.6Kbps的非对称连接,或者432.6Kbps的对称连接。
蓝牙技术产品与因特网Internet之间的通信,使得家庭和办公室的设备不需要电缆也能够实现互通互联,大大提高办公和通信效率。
因此,“蓝牙”将成为无线通信领域的新宠,将为广大用户提供极大的方便而受到青睐。

㈨ 关于无线校园网设计的论文下载

从应用需求方面考虑,无线网络非常适合学校的一些不易于网络布线的场所应用。目前大部分校园都建有有线局域网,怎么对原有网络进一步扩充,使校园的每个角落都处在网络中,形成真正意义上的校园网?本文所要介绍的就是怎么采用无线局域网技术来组建校园网。

无线网络基础架构

无线局域网(Wireless Local Area Network,简称WLAN)技术有蓝牙(Bluetooth)、IEEE 802.11 系列、HiperLAN、HomeRF技术等。其中,目前得到广泛应用的技术是IEEE 802.11 系列。IEEE 802.11b可支持11Mbps共享接入速度,采用2.4GHz ISM频段;和此相似的有IEEE 802.11a 技术,他采用了5GHz频段,其速率高达成54Mbps;去年新出现的IEEE 802.11g其实是一种混合标准,他即能适应IEEE 802.11b标准,又符合IEEE 802.11a标准,但目前还不是非常成熟。在目前情况下,综合考虑,IEEE 802.11b无论是传输距离还是传输速率都占有优势,因此无线校园网可选择IEEE 802.11b标准。

无线局域网的组成包括无线网卡和无线接入点(Access Point,简称AP)。无线局域网利用常规的局域网(如10/100/1000M以太网)及其互联设备(路由器、交换机)构成骨干支撑网。利用无线接入点(AP)来支持移动终端(MT)的移动和漫游。配有无线网卡的台式PC机、笔记本计算机或其他设备就能和无线网络连接起来。

对于客户端,无线网卡作为无线网络的接口实现和无线网络的连接。无线网卡根据接口类型的不同,主要有三种类型:PCMCIA无线网卡(适用于笔记本计算机,支持热插拔)、PCI无线网卡(适用于台式机)和USB无线网卡(适用于笔记本计算机和台式机,支持热插拔)。

无线接入点的作用是完成WLAN和LAN之间的桥接。WLAN工作站也可漫游(Roaming)在不同的AP之间。若不加外接天线,AP的覆盖理论上在视野所及之处约250m。但若在半开放性空间,或有间隔的区域,则约30~50m左右。由于微波是直线传播,所以微波都是小角度穿透几面墙体,墙体将减弱信号,如果墙体为钢筋混凝土,信号则会更弱。所以,在实际情况下(通常在室外),还需要加上外接增益天线,使距离到达更远、信号更强。

具体建设方案

该方案在原有的有线校园网基础上构建无线校园网络,能分为室内和室外两个部分进行。

1. 室内

指原先没有安装有线网络的教室、会议室、临时移动办公室等房间。

在室内部署WLAN的第一步是要确定AP的数量和位置。也就是要将多个AP形成的各自的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖,各覆盖区域之间无缝连接。所有AP通过双绞线和有线骨干网络相连,形成以有线网络为基础,无线覆盖为延伸的大面积服务区域。所有无线终端通过就近的AP接入网络,访问整个网络资源。

覆盖区的间隙会导致在这些区域内无法连通。安装人员能通过地点调查来确定AP的位置和数量。地点调查能权衡实际环境(如教室的面积等)和用户需求,考虑到教学环境对网络带宽、网络速度的需求,这包括覆盖频率、信道使用和吞吐量需求等。多个AP通过线缆连接在有线网络上,使无线终端能够访问网络的各个部分。

通常情况下,一个AP最多能支持多达80台计算机的接入,当然,数量为20~30台时工作站的工作状态最佳,AP的典型室内覆盖范围是30~100m。根据教室和会议厅的大小,可设置1个或多个无线接入点。

例如,可在教室中放置4台AP(请见附图),使这个教室最多可容纳80~120个无线网络用户。

2. 室外

指校园操场及其他公共场所等。

(1)设备的选择:AP、无线全向天线、无线定向天线。

全向天线:在所有水平方位上信号的发射和接收都相等。

定向天线:在一个方向上发射和接收大部分的信号。

(2)室外考虑因素

和教室、会议室不同的是,在校园区室外设置无线接入点要复杂一些,要把各自成一个局域网而又有一定距离的各栋楼房连接起来。在网络的每一端接入AP,并在距离远或信号弱地方,同时外接高增益天线,这样就能实现几公里以内的两个网段之间的互联了。

该方案中,我们在图书馆(中心机房)架设一个全向室外天线和一个室外定向天线。全向天线覆盖校园各教学楼和操场;在实验楼上架设定向天线,将信号传递给教学楼A;教学楼A上也要架设架设定向天线,将信号传递给教学楼B;在教学楼B上可架设全向天线能覆盖草坪,同时也能将信号传递给教学楼C。其他楼依此类推。

具体操作时,要根据实际情况(如各栋楼之间的实际距离及障碍物等)来考虑选择设备(如设备型号、是否要加用全向、定向天线,及增减设备数量等)。

当然,在楼房上架设无线网络设备还需加装避雷器、防潮箱等设备,以防止无线网络设备的损坏。

方案点评

只需无线网卡及一台AP,便能以无线方式配合既有的有线架构来分享网络资源。WLAN具有安装便捷、使用灵活、易于扩展、价格便宜、辐射小等好处,能快速、方便地解决使用有线方式不易实现的网络连通问题。在安全方面,IEEE 802.11b标准能提供保密机制,学校还能同时借助一些管理策略(如只有授权用户能访问无线设备等)和VPN(虚拟专用网)来强化安全性能。

㈩ 关于蓝牙的文章

看看这个书怎么样,蓝牙--梦想与现实
第1章 蓝牙概论
1.1 初识蓝牙
1.1.1 什么是蓝牙
1.1.2 为什么叫蓝牙
1.1.3 蓝牙的来龙去脉
1.1.4 蓝牙SIG组织
1.2 蓝牙的优势
1.2.1 开放性优势
1.2.2 成本优势
1.2.3 便携式优势
1.2.4 频带优势
1.2.5 安全性优势
1.2.6 便利性优势
1.3 蓝牙的市场分析
1.3.1 媒体对蓝牙的评价
1.3.2 蓝牙市场化三阶段
1.3.3 蓝牙产品增长预测
1.3.4 蓝牙发展的制约因素
1.3.5 蓝牙与其他相关技术的比较分析
1.3. 6 蓝牙增长速度的比较分析
1.3.7 从外挂式到内嵌式应用
第2章 竞争中的蓝牙
2. 1 蓝牙的相关技术
2.1.1 蓝牙与信息家电
2. 1.2 蓝牙与家庭网络
2.1.3 蓝牙与第三代移动通信
2. 2 蓝牙的竞争对手
2. 2.1 PAN、WLAN和WAN
2. 2.2 蓝牙与红外
2. 2.3 蓝牙与IEEE802.11b
2. 2.4 蓝牙与DECT
2.2.5 蓝牙与HomeRF
2.2.6 蓝牙与HiperLAN
2.2.7 蓝牙与其他技术能否"和平共处"
2.3 蓝牙目前存在的问题
2.3.1 价格问题
2.3.2 互操作性问题
2.3.3 干扰问题
2.3.4 安全问题
2.3.5 频带许可权问题
2.3.6 软件问题
2.3.7 芯片面积问题
2.3.8 数据传输速率问题
2.3.9 漫游问题
2.4 蓝牙规范的发展与完善
2.4.1 蓝牙1.1版规范
2.4.2 蓝牙2.0版规范
2.4.3 IEEE 802.15标准
第3章 蓝牙基本应用
3.1 蓝牙应用概述
3.2 替代电缆
3.2.1 电脑外设的无线连接
3.2.2 无线耳机
3.2.3 台式电脑、笔记本电脑、移动电话的无线互连
3.2.4 多媒体无线传送
3.2.5 家电的无线互连与遥控
3.3 无线联网
3.3.1 为什么要无线联网
3.3.2 基于蓝牙的局域网
3.3.3 无线自动接入服务
3.4 无线上网
3.4.1 随时随地随意上网
3.4.2 通过手机上网
3.4.3 通过接入点上网
3. 4. 4 多功能手机