无线网络方案.docx
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无线网络方案
无线网络方案
随着科技的发展，网络不仅在传输带宽上得到了飞速的提升，连接方式也有了极大的改变，网络不再是有线媒介一统天下，无线通讯模式已经成了目前世界上发展最迅猛的一种网络连接方式，就象现今如日中天的手机一样，无线网络也正逐渐成为人们流行追逐的目标和企业完善网络部署的最佳选择方案。
1971年，夏威夷大学研究创造了第一个基于封包技术的无线电通讯网络——Alohnet，从此无线局域网络（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）开始走上发展的轨道。
最原始的Alohnet使用双向星型拓扑结构，在夏威夷群岛上实现了四个岛屿之间的网络通讯，可想而知这距离也够远了，无线网络技术在当时已经突破了空间上的限制。
无线技术的出现无疑是网络发展中的一个质的飞跃，是推动网络发展的一针强心剂，也是网络发展的一个主要趋势。
它使我们摆脱了线缆束缚，并在技术上几乎保留了传统有线技术的所有功能。
1.支持无线网络的一些技术协议
目前，无线网络技术主要可分为802.11协议技术、蓝牙技术、HomeRF协议，IrDA红外线技术，以及HiperLAN/2下一代无线LAN技术，其中，802.11和HomeRF更适合无线网络的实际组建和使用，而蓝牙技术主要应用于手机、掌上电脑等轻便携带设备，使用距离相对较短，IrDA则必须直线视距连接，限制太大，均不适合我们通常意义上的无线网络，因此我们就不介绍了。
在以上采用的技术中，802.11b将成为主流并将以每年82％的速度增长；802.11a将以每年375％的速度增长；下一代802.11g（在2.4GHz频段下实现22Mbps以及54 Mbp，s的传输速度）将以每年171％的速度增长；而同时使用802.11b与802.11a的市场则将以每年193％的速度增长。
（1）家用HomeRF：
HomeRF无线标准是由HomeRF工作组开发的，旨在家庭范围内，使计算机与其他电子设备之间实现无线通信的开放性工业标准。
从规格设计上它就非常适合家庭使用。
HomeRF规格相当简单，它的宗旨是让所有人都能轻松、简易地使用上无线网络，因此HomeRF系统中不需要集线器，所有的终端都是网卡，最大支持16块无线HomeRF网卡处于同一网段中，每块网卡的连接速率均为1.6Mbps。
由于HomeRF使用的2.4GHz频段干扰严重，而该协议为了降低成本和使用难度，所以抗干扰能力很差，传输距离也不长，往往室内只有40米的实际有效范围，至于传输速率则只有1/3的有效带宽，500多Kbps的速度只不过相当于普通宽带Internet接入方式而已。
支持HomeRF格式的有Intel公司，比较典型的产品就是Intel的WirelessNetwork系列，提供40米半径范围内的1.6Mbps传输速率，市场占有率非常广泛，此外还有摩托罗拉的SURFboard系列，Butterfly、DiamondProxim、ShareWare等公司也都有产品。
（2）实战802.11b：
IEEE802.11是IEEE（电气和电子工程师协会）制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中的用户与用户终端之间的无线接入。
IEEE802.11业务主要限于数据存取，传输速率最高只能达到2Mbps。
由于IEEE802.11在速率上的不足，已不能满足数据应用的需求；因此，IEEE又相继推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a这两个新的标准。
IEEE802.11b又被称为Wi-Fi，使用开放的2.4GHz直接序列扩频，最大数据传输速率为11Mbps，可穿越障碍物，无需直线传播。
802.11b系统运作模式基本分为两种：
点对点模式和基本模式。
点对点模式是指无线网卡和无线网卡之间的通信方式，基本模式是指无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，这是IEEE802.11b最常用的方式。
因为802.11b无线网络设置功能较多，因此它的抗干扰能力和传输距离都相对HomeRF要强很多，实用性大大高于HomeRF。
目前IEEE802.11b系列技术的产品相当多，主要有Intel的WirelessIINetwork系列前者适合802.11b技术的家用或者小型企业用户。
此外，还有Compex的C-Kit811WL、ProximSkyline802.11b无线宽带网关、3ComAirConnect、AvayaOrinoco系列、CiscoAironet340系列、神州数码D-LinkDWL系列、正诚科技SparkLAN系列，等等，产品无论是数量还是种类都非常多，几乎所有都是802.11b的产品，可以预见，看来802.11b协议成为无线接入因特网的标准指日可待。
主要网络产品有AccessPoint（集线器或者网桥用途），USB无线网卡，PCMCIA无线网卡，以及PCI插槽的PCMCIA读取器。
（3）发烧802.11a：
IEEE802.11除了802.11b以外就是802.11a了，它工作在5GHzU-NII频带，从而避开了拥挤的2.4GHz频段（同时被802.11b、HomeRF和蓝牙技术使用，容易产生干扰）。
物理层速率可达54Mbps，传输层可达25Mbps。
IEEE802.11a在使用频率的选择和数据传输速率上都优与IEEE802.11b，不过其芯片还没有进入市场，加之设备昂贵、不兼容IEEE802.11b、空中接力不好和点对点连接很不经济，不适合小型设备。
实用设备为IntelPRO/Wireless5000LAN系统，它使用的就是802.11a协议，由于它使用的频率高，设备的功率大，因此传输速率和传输距离都相当惊人，室外300米距离上仍然可以达到6Mbps的传输速率，是无线主干网络的重要成员。
（4）下一代的HiperLAN/2：
HiperLAN/2是由HiperLAN/全球论坛（H2GF）开发的被称为的下一代无线LAN技术（WLAN）。
H2GF是由BoschTelcom、Dell、Ericsson、Nokia、TeliaMobile和TexasInstruments等公司发起的，其宗旨就是要推动HiperLAN/2技术的标准化。
HiperLAN/2最引人注目之处是它能够在5GHz的频段上运行，而传统的无线LAN技术大多使用802.11标准的2.4GHz频段。
HiperLAN/2标准已经在去年底被最终确定下来。
2.无线局域网的相关概念
在一个典型的WLAN环境中，有一些进行数据发送和接受的设备，称为接入点（AP）。
通常，一个AP能够在几十至上百米的范围内连接多个无线用户。
在同时具有有线和无线网络的情况下，AP可以通过标准的Ethernet电缆与传统的有线网络相连，作为无线网络和有线网络的连接点。
WLAN的终端用户可通过无线网卡等访问网络。
WLAN的应用有以下两类情况：
1.独立的WLAN
这是指整个网络都使用无线通信的情形。
在这种方式下可以使用AP，也可以不使用AP。
在不使用AP时，各个用户之间通过无线直接互连。
但缺点是各用户之间的通信距离较近，且当用户数量较多时，性能较差。
图1不使用AP的独立WLAN
图2使用AP的独立WLAN
2.非独立的WLAN
在大多数情况下，无线通信是作为有线通信的一种补充和扩展。
我们把这种情况称为非独立的WLAN。
在这种配置下，多个AP通过线缆连接在有线网络上，以使无线用户即能够访问网络的各个部分。
图3非独立的WLAN
3.WLAN的优势
WLAN利用电磁波在空气中发送和接受数据，而无需线缆介质。
WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbps，传输距离可远至20km以上。
它是对有线连网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机具有可移动性，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。
与有线网络相比，WLAN具有以下优点：
安装便捷
一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施工工程。
在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。
而WLAN最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点（AccessPoint）设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。
使用灵活
在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。
而一旦WLAN建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。
经济节约
由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。
而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造。
而WLAN可以避免或减少以上情况的发生。
易于扩展
WLAN有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。
这样，WLAN就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游（Roaming）”等有线网络无法提供的特性。
由于WLAN具有多方面的优点，其发展十分迅速。
在最近几年里，WLAN已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛的应用。
4.无线局域网的应用前景
在国内，WLAN的技术和产品在实际应用领域还是比较新的。
但是，无线由于其不可替代的优点，将会迅速地应用于需要在移动中连网和在网间漫游的场合，并在不易布线的地方和远距离的数据处理节点提供强大的网络支持。
特别是在一些行业中，WLAN将会有更大的发展机会：
石油工业
无线网连接可提供从钻井台到压缩机房的数据链路，以便显示和输入由钻井获取的重要数据。
海上钻井平台由于宽大的水域阻隔，数据和资料的传输比较困难，敷设光缆费用很高，施工难度很大。
使用无线网技术，费用不及敷设光缆的十分之一，效率高，质量好。
医护管理
现在很多医院都有大量的计算机病人监护设备、计算机控制的医疗装置和药品等库存计算机管理系统。
利用WLAN，医生和护士在设置计算机专线的病房、诊室或急救中进行会诊、查房、手术时可以不必携带沉重的病历，而可使用笔记本电脑、PDA等实时记录医嘱，并传递处理意见，查询病人病历和检索药品。
工厂车间
工厂往往不能敷设连到计算机的电缆，在加固混凝土的地板下面也无法敷设电缆，空中起重机使人很难在空中布线，零备件及货运通道也不便在地面布线。
在这种情况下，应用WLAN,技术人员在进行检修、更改产品设计、讨论工程方案，并可在任何地方查阅技术档案、，发出技术指令、请求技术支援，甚至和厂外专家讨论问题。
库存控制
仓库零备件和货物的发送和贮存注册可以使用无线链路直接将条形码阅览器、笔记本计算机和中央处理计算机连接，进行清查货物、更新存储记录和出具清单。
展览和会议
在大型会议和展览等临时场合，WLAN可使工作人员在极短的时间内，方便地得到计算机网络的服务，和Internet连接并获得所需要的资料，也可以使用移动计算机互通信息、传递稿件和制作报告。
金融服务
银行和证券、期货交易业务可以通过无线网络的支持将各机构相连。
即使已经有了有线计算机网，为了避免由于线路等出现的故障，仍需要使用无线计算机网做备份。
在证券和期货交易业务中的价格以及“买”和“卖”的信息变化极为迅速频繁，利用手持通信设备输入信息，通过计算机无线网络迅速传递到计算机、报价服务系统和交易大厅的显示板，管理员、经纪人和交易者可以迅速利用信息进行管理或利用手持通信设备直接进行交易。
避免了由于手势、送话器、人工录入等方式而产生的不准确信息和时间延误所造成的损失。
旅游服务
旅馆采用WLAN，可以做到随时随地为顾客进行及时周到的服务。
登记和记账系统一经建立，顾客无论在区域范围内的任何地点进行任何活动，比如在酒吧、健身房、娱乐厅或餐厅等，都可以通过服务员的手持通讯终端来更新记账系统，而不必等待复杂的核算系统的结果。
移动办公系统
在办公环境中使用WLAN，可以使办公用计算机具有移动能力，在网络范围内可实现计算机漫游。
各种业务人员、部门负责人和工程技术专家，只要有移动终端或笔记本电脑，无论是在办公室、资料室、洽谈室，甚至在宿舍都可通过WLAN随时查阅资料、获取信息。
领导和管理人员可以在网络范围的任何地点发布指示，通知事项，联系业务。
也就是说可以随时随地进行移动办公。
可以预见，随着开放办公的流行和手持设备的普及，人们对移动性访问和存储信息的需求愈来愈多，因而WLAN将会在办公、生产和家庭等领域不断获得更广泛应用。
5.无线网络几种典型应用方案
无线网络的建设与普通网络不同。
普通网络一般只要百兆网线敷设完毕之后根据需求调节硬件设备一般都能满足实际应用和成本之间的平衡。
由于大多数无线网络设备昂贵，不同的无线协议相互间都不兼容，即使相同协议，若采用了不同的加密模式也会导致不兼容，所以，预先计划好自己网络的使用目的和成本，从而决定无线网络应用方案是非常必要的。
一般来说，无线网络协议中802.11a由于传输速率高，传输距离长，适合作为中远距离无物理连接网络的主干连接设备，而802.11b则由于传输速率接近10M局域网而更适合企业级别的网络使用。
但是，随着网络技术的发展，网络设备的价格下降，家用802.11系列产品会日渐增多。
大多数HomeRF设备相对廉价很多，主要适合家用。
HomeRF1.0
802.11b
802.11a
传输距离
极短，一般4、50米以内
中等，100到300米
远距离，100到1000米
传输速率
1.6Mbps
1到11Mbps，视距离而定
6到54Mbps，视距离而定
抗干扰能力
较弱
较强
工作与不同频段，无需担心干扰
安全和加密
无
有，但尚待完善
有，但尚待完善
支持厂商
很少
很多
多
市场产品
很少
非常多
一般
后续产品
HomeRF2.X
802.11g或者802.11e等
暂无
成本售价
非常低廉
比较贵
非常昂贵
适用范围
家用
合企业级别的网络使用
中远距离无线主干网络连接
（1）大楼间传输方案：
一家工厂拥有两间厂房，但这两间厂房由于某种原因导致相互之间不能拉网线（例如厂区间有公用道路，不得有电线穿越），但又必须建立网络连接，或者即使使用了物理网线连接也必须担心随时可能产生的室外网络损坏。
而且，公司内部网络必须要求长时间保持连接，多人同时使用还必须留有足够的网络带宽，使用Internet连接显然不妥，不仅增加经费开支，而且连接速率也不够，因此，动用802.11a协议的网络设备，建立快速中距离无线网络就非常必要。
例如IntelProWireless5000LAN在室外可以达到最远300米的传输距离，在50米距离上能维持54Mbps的传输带宽，是两间厂房间建立主干连接的最好模式。
这样的应用模式还能兼顾一些工地上的移动信息处理，主要是大型企业级别的使用。
所需设备：
每间需要连通的厂房中放置符合IEEE802.11a协议的AccessPoint（如IntelPRO/Wireless5000LAN），作为无线网络的主干连接点，并将每个AccessPoint连接入有线网络。
同时在每台需要无线连接的电脑上安装无线网卡。
这个方案的优势是传输距离远，速度快，适合大规模数据传输。
（2）现代化办公室应用：
现代办公室无线网是针对公司会议室内接口短缺、不能满足合作伙伴、员工实时通信的需求而产生的应用方案。
网络扩容升级时，有线网络的设计和实施布线的成本很高，如果是受保护的老建筑物，或者是借用、租用的临时办公室更不适合采用有线网络。
传统有线网络布线星罗棋布，发生故障时不易在短时间内找出断线所在。
使用无线网络，能有效补充有线网络的不足，完善公司内部网络应用。
例如，公司局域网的主干网采用100Mbps网络，且有可靠的Internet连接。
此时，可以安装如3COM的WirelessLANAP无线集线器以及相关的无线网卡可支持63个无线用户同时上网。
这样的设计可以保证无线网络用户达到11Mbps来接收和发送信息，802.11b无线协议在这里的使用是非常合理而有效的。
目前，有些公司已经开始使用这种无线办公方案，移动办公环境使办公桌不再是唯一的办公地点，与传统的企业相比，这些企业阿员工数量在增加，但办公桌椅却减少了，因为每个员工只要找到一个空位置就可以开展工作，不管在办公室的任何一个角落，都能随意地收发电子邮件、共享文档以及浏览信息，大大提高了工作效率，同时也降低了总体成本。
所需设备：
在需要的地方安装一个802.11b的AccessPoint，周围150米范围内的每台电脑安装相应的802.11b无线网卡，如Intel的WirelessIINetwork套件。
AccessPoint可以与有线网络相连，达到有线网络和无线网络互通的目的。
这个网络的最大优势是在有限的范围内，可联入无线网络的终端数量众多，而且成本适中
（3）小区传输方案：
本方案使用Raythen（美国雷神科技）公司生产的“Raylink”（雷灵）无线网络产品，其属于跳频扩频的无线网络通信产品，工作频段2.4～2.4835GHz，具有通讯稳定、抗干扰性强、施工周期短、方便移动等优点，是小区接入中十分适合的一种接入产品。
具体的网络连接情况如下：
小区无线网接入方案图
在几个小区中选出一个地势较高，位置较居中心的小区，将专线直接接到中心小区，作为整个接入区的中心点。
中心小区机房使用一个Router和基带Modem用于同专线相连接，作为整个接入区域的Internet的出口。
为了使用户访问Internet的速度更快，可在Router的Ethernet口和小区机房Switchs间安装一个代理服务器——称做A级代理服务器。
为了能够和周围的几个小区通信，可在中心小区上架设四套定向天线，分别对准远端小区的四个方向。
天线向下通过馈线、馈线连接器和RaylinkAP相连接，RaylinkAP具有一个Ethernet口，使用双绞线将每个AP都连接到中心小区机房的网络交换机上，保证AP能够和中心机房的交换机很好地通信。
为了远端小区能够和中心小区通信，远端小区同样要架设一套定向天线，分别将方向对准各自对应的天线，保证无线通信的信号强度。
定向天线下面通过射频馈线和RaylinkBridge相连，我们同样在无线网桥和远端小区的交换机之间安装一个代理服务器，称为B级代理服务器。
安装B级代理服务器的主要目的有两个：
1.加快远端的用户访问Internent的速度；2.隔离每个小区产生的广播风暴。
B级代理服务器使用双绞线和远端小区的网络交换机相连接。
这样，每个小区就可以通过无线链路访问、浏览Internet资源。
在这里说明一下代理服务器的工作流程：
当远端小区用户需要访问Internet资源时，首先会访问本地的B级代理服务器，如果B级服务器的缓存中存有用户要访问的资源，用户就从本地服务器下载；如果没有存在的内容，用户会通过无线链路访问到A级服务器，同样，如果A级服务器的缓存中存在访问的内容，就从A级服务器下载，如果没有就会通过专线访问到Internet。
这样，第二次用户访问同样的内容，用户就可以直接访问本地的B级服务器。
就可以大大减轻无线链路和专线的数据流量，加快用户的访问速度。
每个小区内部采用有线以太网连接。
6.工程应用方案
1．方案要求
对于一栋30层的居民楼，每层有8户。
要求是该居民楼采取光纤接入，然后采取无线方式接入到用户，使用户具有快速浏览internet和收发email及部分资源共享功能。
2．设计方案
根据我们的设计要求，我们用两种方案进行设计
（1）采取有线到户的无线方案：
（该方案有林志峰同学完成）
（2）采取底层无线HUB方案
根据设计要求我们采取千兆级的单模光纤接入，后接路由器然后接入代理服务器再接入交换机，然后连接各种工作站，文件服务器和邮件服务器，以及接入点AP。
每户的计算机通过USB无线网卡和网络相连。
由于30层楼房，大约在100米左右，根据楼房高度以及用户数量，因此我们可以采用3到4块3COM公司的无线集线器及网卡。
性能规格如下：
AP：
采用3Com11Mbp无线局域网接入点AccessPoint2000：
它经济地提供了基本的802.11b无线局域网扩展。
内嵌有HTTPweb管理服务器，可以远程管理分支办公室和远程办公室的无线局域网网段，从而使维护更有效，费用更节省。
由于免去了布线的费用和麻烦，该无线局域网解决方案比有线网络更降低了成本。
可靠的连接：
动态速率调整能够根据环境自动匹配最佳的连接速度（11，5.5，2或者1Mbps）。
使用无干扰信道选择功能，接入点可以扫描频段，自动选择干扰最小的信道。
技术规范：
性能·同时支持128个用户·网络速度在11，5.5，2和1Mbps间动态调整，保证可靠的连接。
网络管理·可以轻松地设定或更改接入点的名称，使对接入点的配置便于跟踪管理。
·可以使用任何网页的浏览器管理无线局域网。
每个接入点内嵌有HTTPweb管理服务器，可以进行轻松的web配置，固件升级和实施管理。
安全性·40位WEP和128位加密。
标准的兼容性 ·Wi-Fi认证·IEEE802.11b安全和电磁标准·安全性:
UL1950/CSA22.2;CE·无线电:
FCCPart15B;·电磁兼容性:
ICES-003，FCCPart15ClassA，ETS300826，CISPR22／EN55022
路由器：
路由器用华为公司的单口160Z型，用于提供以太网间互连功能
交换机：
交换机采用日本PCI的FX-32N。
服务器：
SUN公司的系列产品
产品报价：
工程组图：
代理服务器
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打印机
文件服务器
数据库服务器
AP1
客户机n（无线网卡）
客户机1（无线网卡）
AP4
AP3
AP2
路由器
交换机
internet光纤
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