無線網絡技術及其發展

時間：2024-07-26 02:28:07 網絡技術我要投稿

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無線網絡技術及其發展

　　無線網絡的發展是伴隨著計算機技術的進步走到今天的。下面小編為大家搜索整理了關于無線網絡技術及其發展，歡迎參考閱讀，希望對大家有所幫助!

　　一、作業區無線網絡技術簡介

　　1、作業區無線網絡需求分析

　　作業區絕大多數單位已擁有的有線網絡只能提供固定而有線的網絡信息點，而作業區部分采氣作業區距離廠區較遠，有線網絡建設周期費用較大，職工移動辦公設備越來越多、臨時性活動較多，靈活性較大，有線局域網無法滿足員工隨時隨地共享網絡資源的需要，所以很有必要使用無線局域網技術對原有的有線網絡進一步擴充，從而無線網絡正式順應了智能化氣田建設的前進步伐。

　　2、無線網絡系統設計

　　作業區在新疆油田公司無線局域網絡項目中共涉及4個站點，包括一個中心站點，3個客戶站點。

　　中心站安裝了三臺無線網橋，使用三面1200，增益為16dBm的扇區天線，共同圍成3600的全向覆蓋;三個客戶站各安裝一臺無線網橋，使用一面增益為24dBm的柵格天線。

　　3、無線網關鍵技術

　　微蜂窩覆蓋及漫游。對于辦公樓、會議培訓、宿舍等場所，無線微蜂窩覆蓋是最有效簡潔的解決方案。由于每個AP的發射功率均又嚴格控制，同時，安裝再室內的AP會受建筑物本身的影響，因此采用了多個AP進行合理分布和配置，擴大覆蓋區域。

　　無線網橋。無線網絡除了覆蓋應用以外，無線橋接是另一項重要的應用。利用無線橋接設備，為多個獨立的局域網絡建立空中連接。作業區無線網橋選用cisco的1310G型號，實現生產站區的基本數據快速傳輸和查詢，使數據存儲、備份更加安全。

　　二、無線網絡的發展

　　1、無線網絡的應用

　　無線網絡技術的發展最終需要在應用層面上得到用戶的充分認可。時至今日，無線傳輸標準可謂百家爭鳴，除了最容易想到的無線局域網，用戶也將能在不同的領域應用這些新技術，包括硬件設備與應用軟件兩方面。目前，有三種方式可供選擇。紅外線無線傳輸利用紅外線波段的電磁波來傳送數據，通訊距離較短，傳輸速率最快可達16Mbps。藍牙有著全球開放的自由頻段2.4GHz，有效傳輸速度為721kb/s，數據傳輸速度1Mbps，2.0版本的藍牙技術甚至達到3Mbps。WiFi即“無線相容性認證”，目前已出現多個標準。802.11b標準在理想情況下的傳輸速率為11Mbps，802.11g標準的理論傳輸速率也達到54Mbps。但在實際使用環境中，它們的傳輸速率也只有理論速度的一半左右。無論是紅外線無線、藍牙無線傳輸，還是WiFi無線技術方式，都有著很高的無線技術含量，并且都運用了自家的獨門技術，無線傳輸的表現能力相當出色。

　　2、無線網絡的特征和優勢

　　(1)移動性強。無線網絡擺脫了有線網絡的束縛，可以在網絡覆蓋的范圍內的任何位置上網。無線網絡完全支持自由移動，持續連接，實現移動辦公。

　　(2)帶寬很寬，適合進行大量雙向和多向多媒體信息傳輸。

　　在速度方面，802.11b的傳輸速度可提供可達11Mbps數據速率，而標準802.11g無線網速提升五倍，其數據傳輸率將達到54Mbps，充分滿足用戶對網速的要求.

　　(3)有較高的平安性和較強的靈活性

　　由于采用直接序列擴頻、跳頻、跳時等一系列無線擴展頻譜技術，使得其高度平安可靠;無線網絡組網靈活、增加和減少移動主機相當輕易。

　　(4)維護成本低，無線網絡盡管在搭建時投入成本高些，但后期維護方便，維護成本比有線網絡低50%左右。

　　3、無線網絡存在的安全隱患

　　無線網絡的出現，極大方便了日常辦公。由于無線網絡是借助空氣作為傳輸介質的的一種組網模式，具有一定的開放性，無線網絡也有一定的安全隱患。在無線網絡的實際應用中，安全隱患主要體現在以下幾個方面：

　　(1)信息重放。在沒有足夠的平安防范辦法的情況下，是很輕易受到利用非法AP進行的中間人欺騙攻擊。中間人攻擊則對授權客戶端和AP進行雙重欺騙，進而對信息進行竊取和篡改。

　　(2)WEP破解。現在互聯網上已經很普遍的存在著一些非法程序，能夠捕捉位于AP信號覆蓋區域內的數據包，收集到足夠的WEP弱密鑰加密的包，并進行分析以恢復WEP密鑰。根據監聽無線通信的機器速度、WLAN內發射信號的無線主機數量，最快可以在兩個小時內攻破WEP密鑰。

　　(3)網絡偷聽。一般說來，大多數網絡通信都是以明文(非加密)格式出現的，這就會使處于無線信號覆蓋范圍之內的攻擊者可以乘機監視并破解(讀取)通信。這種威脅已經成為無線局域網面臨的最大新問題之一。

　　(4)MAC地址欺騙。通過網絡偷聽工具獲取數據，從而進一步獲得AP答應通信的靜態地址池，這樣不法之徒就能利用MAC地址偽裝等手段合理接入網絡。

　　(5)拒絕服務。攻擊者可能對AP進行泛洪攻擊，使AP拒絕服務，這是一種后果最為嚴重的攻擊方式。

　　三、如何保障無線網絡的安全

　　為了保護無線網路免于攻擊入侵的威脅，主要應該在提高使用的平安性、達成通信數據的保密性、完整性、使用者驗證及授權等方面予以改善，實現最基本的平安目的。

　　1、規劃天線的放置，掌控信號覆蓋范圍。要部署封閉的無線訪問點，第一步就是合理放置訪問點的天線，以便能夠限制信號在覆蓋區以外的傳輸距離。最好將天線放在需要覆蓋的區域的中心，盡量減少信號泄露到墻外。

　　2、使用WEP，啟用無線設備的平安能力。保護無線網絡平安的最基礎手段是加密，通過簡單的設置AP和無線網卡等設備，就可以啟用WEP加密。無線加密協議(WEP)是對無線網絡上的流量進行加密的一種標準方法。雖然WEP加密本身存在一些漏洞并且比較脆弱，但是仍然可以給非法訪問設置不小的障礙，有助于阻撓偶然闖入的黑客。

　　3、變更SSID及禁止SSID廣播。服務集標識符(SSID)是無線訪問點使用的識別字符串，客戶端利用它就能建立連接。對于部署的每個無線訪問點而言，要選擇獨一無二并且很難猜中的SSID。

　　4、禁用DHCP。對無線網絡而言，這很有意義。假如采取這項辦法，黑客不得不破譯用戶的IP地址、子網掩碼及其它所需的TCP/IP參數。無論黑客怎樣利用公司的訪問點，他仍需要弄清楚IP地址。

　　5、禁用或改動SNMP設置。假如公司的訪問點支持SNMP，要么禁用，要么改變公開及專用的共用字符串。

　　近年來，網絡技術取得了巨大的進步。一方面，速率大大提高，可達千兆級。但“接入點的固定和有限”隨著“移動辦公”日益強烈的需求，有線接入難以為繼。同時，眾多局域網的互聯，使得布線遇到重重困難。無線局域網在這種情況下應運而生，它所提供的“多點接入”、“點對點中繼”(即所謂的mesh技術)為用戶提供了一種替代有線的高速解決方案。可以說無線網絡的世紀已經到來了。隨著802.11g/b等標準的廣泛應用，更大、更快、更廣成為新一代無線網絡的發展趨勢。因此，無線接入的商機正在到來，無線網絡的明天一片光明。

　　拓展

　　無線傳輸是指利用無線技術進行數據傳輸的一種方式。無線傳輸和有線傳輸是對應的。隨著無線技術的日益發展，無線傳輸技術應用越來越被各行各業所接受。無線圖像傳輸作為一個特殊使用方式也逐漸被廣大用戶看好。其安裝方便、靈活性強、性價比高等特性使得更多行業的監控系統采用無線傳輸方式，建立被監控點和監控中心之間的連接。無線監控技術已經在現代化交通、運輸、水利、航運、鐵路、治安、消防、邊防檢查站、森林防火、公園、景區、廠區、小區、等領域得到了廣泛的應用。

　　傳輸頻率

　　無線圖像傳輸系統從應用層面來說分為兩大類，一是固定點的圖像監控傳輸系統，二是移動視頻圖像傳輸系統。

　　1.固定點的圖像監控傳輸系統

　　固定點的無線圖像監控傳輸系統，主要應用在有線閉路監控不便實現的場合，比如港口碼頭的監控系統、河流水利的視頻和數據監控、森林防火監控系統、城市安全監控、建筑工地等。下面按頻段由低到高對不同的圖像傳輸技術進行介紹。

　　1.1--2.4 GHz ISM頻段的多種圖像傳輸技術

　　2.4 GHz的圖像傳輸設備采用擴頻技術，有跳頻和直擴兩種工作方式。跳頻方式速率較低，吞吐速率在2 Mbit/s左右，抗干擾能力較強，還可采用不同的跳頻序列實現同址復用來增加容量。直擴方式有較高的吞吐速率，但抗干擾性能較差，且多套系統同址使用受限制。

　　2.4 GHz圖像傳輸可基于IEEE802.11b協議，傳輸速率為11 Mbit/s，去掉傳輸過程中的開銷，實際有效速率為5.5-6 Mbit/s左右。后來制訂的IEEE802.11g標準，速率上限達到54 Mbit/s，在特殊模式下可達108Mbps,該標準互通性高，點對點可傳輸幾路MPEG-4的壓縮圖像。

　　應用在2.4 GHz頻段的還有藍牙技術、HomeRF技術、MESH、微蜂窩技術等。隨著應用范圍的逐漸擴大，2.4 GHZ這個頻段處于滿負荷工作狀態，其速率問題、安全問題、干擾問題值得進一步研究。

　　1.2--3.5 GHz頻段的無線接入系統

　　3.5 GHz的無線接入系統是一種點對多點微波通信技術，采用FDD雙工方式，用16QAM、64QAM調制方式，基于DOCSOS協議。其工作頻段相對較低，電波自由空間損耗小，傳播雨衰性能好，接入速率足夠高，且設備成本相對較低。該系統具有相對良好的覆蓋能力，通常達到5 km～10 km，適合地縣市級單位低價位、較大面積覆蓋的應用場合;還可與WLAN、LMDS互為補充，形成覆蓋面積大小配合、用戶密度稀密配合的多層運行的有機互補模式。存在的問題是帶寬不足，只有上下行各30 MHz，難以大規模使用。

　　1.3--5.8 GHz WLAN產品

　　5.8 GHz的WLAN產品采用OFDM正交頻分復用技術，在此頻段的WLAN產品基于IEEE802.11a協議，傳輸速率可以達到54 Mbit/s，在特殊模式下可達108Mbps。根據WLAN的傳輸協議，在點對點應用的時候，有效速率為20 Mbit/s;點對六點的情況下，每一路圖像的有效傳輸速率為500 kbit/s左右，也就是說總的傳輸數據量為3 Mbit/s左右。對于無線圖像的傳輸而言，基本上解決了“高清晰度數字圖像在無線網絡中的傳輸”問題，使得大范圍采用5.8 GHz頻段傳輸數字化圖像成為現實，尤其適用于城市安全監控系統。

　　無線傳輸設備(10張)

　　ZWD-2422無線高清傳輸器的工作頻率4.9GHz-5.9GHz，當它收到其它RF設備或訊號干擾時能自動調整至適當的頻率，所以一般不在5G左右頻段的2.4G，3G不會干擾到ZWD-2422的無線高清傳輸。

　　WLAN傳輸監控圖像，比較成熟的是采用MPEG-4圖像壓縮技術。這種壓縮技術在500 kbit/s速率時，壓縮后的圖像清晰度可以達到1CIF(352×288像素)～2CIF。在2 Mbit/s的速率情況下，該技術可以傳輸4CIF（702×576像素，DVD清晰度）清晰度的圖像。采用MPEG-4壓縮以后的數字化圖像，經過無線信道傳輸，配合相應的軟件，很容易實現網絡化、智能化的數字化城市安全監控系統。

　　2.4/5.8GHz 基于802.11n的產品，11n產品分為AN和GN分別工作于5.8GHz和2.4GHz，傳輸速率可達150、300、600Mbps,有效傳輸速率分別為60、160、300Mbps.隨著高清攝像機的發展，這種高帶寬的11N模式非常適合高清攝像機的傳輸。高清攝像機和高帶寬無線傳輸設備的配合會逐漸成為無線視頻監控的趨勢。

　　1.4--26 GHz頻段的寬帶固定無線接入系統

　　LMDS系統是典型的26 GHz無線接入系統，采用64QAM、16QAM和QPSK三種調制方式。LMDS具有更大的帶寬以及雙向數據傳輸能力，可提供多種寬帶交互式數據以及多媒體業務，解決了傳統本地環路的瓶頸問題，能夠滿足高速寬帶數據、圖像通信以及寬帶internet業務的需求。LMDS系統覆蓋范圍3公里～5公里，適用于城域網。由于世界各國對LMDS的工作頻段規劃不同，所以其兼容性較差、雨衰性能差，成本也較高。

　　2.移動視頻圖像傳輸系統

　　除了對固定點的圖像監控的需求外，移動圖像傳輸的需求也相當旺盛。移動視頻圖像傳輸，廣泛用于公安指揮車、交通事故勘探車、消防武警現場指揮車和海關、油田、礦山、水利、電力、金融、海事，以及其它的緊急、應急指揮系統，主要作用是將現場的實時圖像傳輸回指揮中心，使指揮中心的指揮決策人員如身臨其境，提高決策的準確性和及時性，提高工作效率。富士達就移動視頻圖像傳輸采用公網和專用技術兩種情況作相關介紹。

　　2.1 利用CDMA、GPRS、3G公眾移動網絡傳輸圖像

　　CDMA無線網絡的移動傳輸技術具有很多優點:保密性好、抗干擾能力強、抗多徑衰落、系統容量的配置靈活、建網成本低等。CDMA采用MPEG-4壓縮方式，用MPEG-4的CIF格式壓縮圖像，可以達到每秒2幀左右的速率;如果將圖像調整到QCIF格式，則可以達到每秒10幀以上。但是，對于安全防范系統來說，一般采用低傳輸幀率而保證傳輸的清晰度，因為只有CIF以上的圖像清晰度才可以滿足調查取證的需要。如果希望進一步提高現場圖像的實時傳輸速率，一個簡單的方案是采用多個CDMA網卡捆綁使用的方式，用來提高無線信道的傳輸速率。市場上有2～3個網卡捆綁方式的路由器，增加網卡的代價是增加設備成本和使用成本。隨著視頻壓縮技術的不斷發展，單個網卡上3～4幀/秒圖像傳輸速率是可以實現的，如果每秒鐘可以傳輸3～4幀CIF格式的圖像，可以滿足一般移動公共交通設施的安全監控的要求。

　　GPRS是一種基于GSM系統的無線分組交換技術，支持特定的點對點和點對多點服務，以“分組”的形式傳送數據。GPRS峰值速率超過100 kbit/s，網絡容量只在所需時分配，這種發送方式稱為統計復用。GPRS最主要的優勢在于永遠在線和按流量計費，不用撥號即可隨時接入互聯網，隨時與網絡保持聯系，資源利用率高。

　　3G技術已經取代GPRS和CDMA逐漸，可以實現的有效速率達384 kbit/s，在網絡部署的城區，可以實時傳輸一路CIF圖像，每秒可達到20幀。但需要注意的是，即使速率提高了很多，也不要認為所有的移動交通設施可以同時將圖像傳輸回監控中心，因為同時概念對于公網圖像傳輸來說幾乎是不可能的。

　　2.2 用于應急突發事件的專用圖像傳輸技術

　　對于一些應急指揮中心的圖像傳輸系統，往往要求將突發事件現場的圖像傳輸回指揮中心。例如遇到重大自然災害，水災、火災現場，群眾的大型集會和重要安全保衛任務現場等。這類應急圖像傳輸系統不宜使用公眾網絡傳輸，最好采用專業的移動圖像傳輸設備。但我國對此尚未專門規劃頻率。可用于移動視頻圖像傳輸的技術有以下幾種。

　　2.2.1 WiMAX

　　WiMAX是點對多點的寬帶無線接入技術，WiMAX采取了動態自適應調制、靈活的系統資源參數及多載波調制等一系列新技術，并兼具較高速率傳輸能力(可達70 Mbit/s～100 Mbit/s)及較好的QoS與安全控制。WiMAX802.16e覆蓋范圍可以達到1～3英里，主要定位在移動無線城域網環境。然而802.16e獲得足夠的全球統一頻率存在一定難度，且建設成本和設備價格較高。

　　2.2.2無線網格（MESH）技術

　　無線“網格（MESH）”技術，可以實現較近范圍內的高速數據通信。利用2.4 GHz頻段，有效帶寬可以達到6 Mbit/s，這種技術鏈路設計簡單、組網靈活、維護方便。支持MeshController集中方式管理，終端數據無需配置，自動生成解決方案。支持MeshController熱備份鏈路、自動漫游切換等功能。支持MeshController用戶終端集中管理、多種驗證方式使系統更安全。支持MeshController用戶流量控制功能，可根據用戶類型自由分配流量，支持限速，限流量，限制上網時間等功能。

　　對于固定無線圖像傳輸可以采用成本較低的WLAN技術產品；對于移動視頻圖像傳輸可以采用公眾移動網絡或專用無線圖像傳輸技術。希望有更多的同行能再進一步關注無線圖像傳輸問題，以促進該行業的發展。

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