无线网络的基本原理篇1
【关键词】wCDma网络规划UtRan
1引言
随着电信业重组的进一步完成，中国联通的3G网络选择了wCDma制式，如何利用wCDma制式建设好网络，是各大运营商争夺通信网络市场份额的基础。因此，在3G网络建设中，如何做好wCDma网络的建网规划很重要。本文结合早期进行CDma2000网络规划积累的经验，同时针对wCDma网络的特点，从核心网到无线网络，提出了联通wCDma网络的规划策略。
2wCDma网络规划概述
2.1wCDma系统简介
wCDma系统框图如图1所示。
wCDma系统包括无线接入网络（UtRan，UmtSterrestrialRadioaccessnetwork）、3G核心网（Cn，Corenetwork）、终端（Ue，Userequipment），其网络规划与建设主要是3G核心网（Cn）和无线接入网（UtRan）。
2.2wCDma网络规划简介
wCDma网络规划作为网络建设的前期工作，主要涵盖了两方面：3G核心网网络规划和无线网络规划。3G核心网网络规划包括电路域核心网网络规划和分组域核心网网络规划；无线网络规划主要包括链路预算、容量、所需小区站址数目的计算以及各基站站址的详细覆盖和参数规划。由于3G核心网设备网元数量较少，网络规划比无线网络规划简单，因此通常所说的网络规划就是指无线网络规划。
wCDma无线网络规划时要考虑到系统采用的CDma关键技术，如功率控制、软切换和更软切换等因素对无线规划产生的影响。由于wCDma系统引入了多种数据业务，多业务环境和wCDma系统本身的特点使得wCDma系统规划更具难度，因此wCDma系统无线网络规划要在容量、覆盖和服务质量三者间寻求平衡点。而三者又是动态变化的，使得wCDma系统规划更富挑战性。
2.3联通wCDma规划基本原则
（1）在保持2G（GSm/GpRS）网络稳定的前提下，进行3G（wCDma/HSpa）网络建设。
（2）实现3G与2G的网络协调发展，尽可能地利用2G网络资源，节省投资，打造可盈利的3G网络。
（3）在核心网方面，2G网络中的信令网、智能网、计费营业系统、互联互通关口局、网管系统等，对于3G网络来说都是可以利用的资源（可能需要升级）。
（4）在无线接入网方面，3G初期覆盖主要城市，农村采用2G网络覆盖，基础配套设施共享（共站址/机房/传输/室内分布系统等）。
3wCDma核心网网络规划策略
核心网络规划在整个wCDma网络的建设中扮演着重要的角色。核心网络的布局是否合理，关系到整个网络的运行是否稳定，运营商的投资是否达到最优化等重要方面。实质上，核心网络规划就是在某种情况下，如何结合实际情况与各种制约因素合理地建设各种核心网设备的过程。
3.13G核心网标准版本选择
目前中国联通GSm网络核心网设备实装率很高，没有富裕容量可供wCDma使用；如果大量扩容2G核心网设备，则向全ip演进时仍需要建设全新的ip交换设备，升级成本较高。因此，采用UmtSR99是不现实的。鉴于联通在全国已经大规模开通移动软交换网络，所以在3G建网初期就引入HSDpa，以保证产品的市场竞争力。
R5是全ip（或全分组化）的第一个版本，在无线接口引入下行速率为8～10mbps的HSDpa技术。HSDpa是为了满足上/下行数据业务不对称的需求而提出的一种调制解调算法，它可以在不改变已经建设的wCDma网络结构的情况下，把下行数据业务速率提高到10mbps。该技术是wCDma网络提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。
此外，R5定义了ip多媒体子系统（imS，ipmulti-mediaSubsystem）。到了3GppR5的阶段，全ip核心网中可以没有电路交换部分，而是由归属用户服务器（HSS）、呼叫状态控制功能（CSCF）服务器、媒体网关控制功能（mGCF）服务器和mGw组成ip多媒体子系统，负责控制语音及视频等多媒体信息在ip网络中的传输与交换。由于目前ip承载信令存在抖动、延迟等问题，所以电路域仍然保留，采用tDm承载信令。
3.23G核心网整体规划原则
（1）3G核心网规划主要目标
提供丰富的业务支持，重点是多媒体移动数据业务；要便于网络及业务的演进与融合；尽可能做到合理利用，降低网络建设成本。
（2）3G核心网综合成本最优原则
长期、全局的角度进行规划；大容量、少局所、广覆盖的原则；具有清晰的全ip演进路线；能够进一步融合移动固定业务能力，便于向nGn演进。
（3）3G核心网建设中如何对现网资源能够充分整合利用
对传统移动运营商应保证GSm/GpRS设备的再利用，如何考虑现有电路传输网络、分组数据网络、信令网的共享，强调与现有SmS、mmS、in等业务平台的融合。
（4）联通2G/3G核心网发展趋势
wCDma建网可采用独立组网模式，3G网络相对独立，以减少对现网运行的影响；网络结构清晰，便于管理；两个网络独立运行，安全性较有保障；可尽早提供与2G差异化的业务和服务，提供网络间的漫游和切换功能。
随着3G网络规模的扩大，可逐渐合并网元，形成混合网络，以降低建设成本，提高网络质量。随着3G用户不断增多，2G网络逐渐空闲退服，全网逐步向3G目标网演进。
3.33G核心网电路域规划
（1）3G核心网电路域组网原则
mSCServer的设置原则：应集中设置，采用大容量设备，考虑备份方案（双归属）。mSCServer的集中设置一方面有利于系统软件升级和新业务普及；另一方面运营商也可以考虑只需要在中心机房配备维护人员，节约维护运营成本。
mGw的设置原则：靠近RnC侧分散设置，有利于电路的维护以及业务扩展；每个地区应独立设置mGw，但在初期容量较小时可与其他地区合设；与其他网络（如pStn）之间的互通直接从GmGw出局，包括话路和信令链路；mGw要求既可以支持tDm方式互连，也支持ip/atm方式互连。
HLR的设置原则：按相对集中的原则集中设置在mSCServer侧，便于集中管理、统一维护，节省费用；也可利用2G网络中的资源。
（2）R5网络电路域主要网元接口承载方式的选择
iu-Cs接口采用atm承载，mc、nc、nb接口采用ip承载，与HLR、SCp等tDm承载的信令网元仍采用tDm承载。除了用于mSCServer与mGw之间局域信令mc接口连接采用ip方式外，其余信令采用专用的tDm信令网。这样可以充分利用现有的信令网络，节省投资，且有利于与传统网络互通。随着向全ip演进，网络在ip承载QoS、安全性问题得到有效解决后，再将tDm承载的信令网转移到统一的ip承载网中，从而成为真正的全ip下一代网络。
3.43G核心网分组域网络规划
（1）3G核心网分组域组网原则
SGSn和GGSn集中建设在中心城市，接入网的数据业务流量汇聚到中心城市的核心网节点。这种组网方式主要适用于建网初期，3G移动数据需求不强烈，业务量较小或者业务量比较集中。采用这种方式的主要优点在于初期设备投资节省、网络结构简单且易于进行集中管理和维护。
（2）某省联通3G核心网分组域网元初期规划
原有2GGpRSGGSn升级为2G/3GGGSn，同时新建3GSGSn，用于处理3G分组域业务；2GSGSn仍处理2GGpRS业务。优点是：对现有GpRS网络影响较小；新建SGSn设备处理能力强，专注于大数据量包转发，符合技术发展趋势；容易推出差异性的业务来吸引用户。由于2G的GGSn、SGSn都在省会城市，所以3G的也规划设置在省会城市。DnS、CG、BG等其他分组域网元与GpRS网络共用，无需变动。3G分组域的承载网可以利用原有GpRS网络。
2G/3G分组域共用GGSn示意图如图2所示。
4wCDma无线网络规划与优化策略
4.1wCDma无线网络规划简介
wCDma无线网络规划涵盖了无线资源规划、切换规划、容量规划和覆盖规划等多方面，其中容量规划和覆盖规划是核心内容。无线网络规划一般划分为三个阶段：准备阶段、小区估算阶段和详细的网络规划阶段。准备阶段主要建立覆盖和容量目标，因为覆盖和容量目标是所需质量以及整个网络成本之间的一个权衡；小区估算阶段主要依据对小区容量的预测、小区覆盖范围的预测及覆盖区域的业务需求预测，估算出所需小区数；详细的网络规划阶段主要包括站点规划、pn规划、扇区信道载波配置以及在此基础上进行的网络覆盖、话务模型生成等。
4.2联通3G无线网络规划策略
（1）基于业务发展预测的规划原则
业务发展指导覆盖，合理利用资源。网络容量适应用户发展，避免过度超前或频繁扩容，影响网络稳定和用户发展。初期规划可以重点考虑2G网络GpRS业务热点地区，但是不能完全照搬，因为3G网络覆盖是与业务相关的，照搬2G网络来规划会容易造成许多高速业务的覆盖盲区。
初期重点关注覆盖，随着用户和业务发展逐步扩容，在城市重点区域实现适当容量的精品覆盖，一步规划，一步实施，避免后续加站增加大量的网络优化工作，影响网络质量。城市其他区域分步实施，降低初期建网成本；农村区域先依托2G网络，以后待有业务需求再进行3G覆盖。
3G建网初期引入HSpa，以保持市场竞争高度。在大城市及发达城市：wCDma+HSpa共用载波覆盖（单频点）；普通城市/发达郊县：wCDma覆盖（单频点）；农村/郊区：GSm/GpRS覆盖。如图3所示。
（2）基于与2G网络资源共享的规划原则
由于联通已经拥有了庞大的GSm网络，因而同时拥有数目众多的GSm站址，可以充分利用已有的GSm站址来实施3G网络。这不仅可以节约大量的基础设施投资，而且能降低寻找新站址的难度，节约大量的时间，从而加快网络的建设速度，确立竞争优势。
（3）高度重视3G室内分布系统规划
在3G时代，90%的数据业务发生在室内，因此室内覆盖非常重要。优质的室内覆盖是业务成功发展的关键，要根据不同楼房的实际情况采用不同的室内覆盖方案。联通进行wCDma初期规划时，应充分考虑室内覆盖基站的比例。
（4）采用新技术高起点的规划原则
采用多载波、扇区分裂、塔顶放大器（tma）、高功率放大器、发射或接收分集、微蜂窝、分布式基站、电调天线等新技术因地制宜地进行规划，不同的情况采用不同覆盖方案。采用BBU+RRU分布式基站，可以解决机房空间不足的问题，降低配套成本，加快建网速度。考虑到天线的调整特别是天线下倾角的调整是wCDma系统无线优化的一个重要手段，因此对于密集城区的基站使用电调天线，将会给日后无线网络的维护和优化工作提供极大的便利。
4.3wCDma无线网络规划流程
wCDma无线网络规划是在现有网络的基础上，根据无线网络的特性以及市场的需求，设定相应的无线网络结构、资源参数和工程参数，并在满足合理信号覆盖、系统容量和话务吸收要求的前提下，降低网络的工程成本。
（1）wCDma无线网络规划的基本流程
按联通公司无线规划的实际情况，wCDma无线网络规划的流程包括确定规划目标及信息收集、预规划、初始布局、站址实地勘测、最终设计等阶段，如图4所示。最后根据网络实地勘察结果对设计方案进行修正，确保最终方案能最大限度地满足规划目标。
网络规划目标及收集信息主要考虑覆盖的区域、该区域所能支持的业务类型、该区域内各种业务所要达到的覆盖率等。此外，还需要制作各种业务类型使用情况的地理渲染图、地形地貌数据资料、运营商初选的站址信息、该区域用户使用网络的反馈信息（如投诉分布）、市场部门业务发展方向、网络发展长期规划等信息。规划目标需要综合考虑市场需求和成本因素，再通过预规划、初始布局和站址勘察，最终确定无线网络规划方案。预规划得到理论覆盖和容量规划的初步设计方案，评估客户站点并建议新站站址，利用工具进行辅助的网络覆盖及干扰分析等。初步设计需根据业务量规划和链路预算，分别从容量和覆盖的角度确定基站数目，并结合初选站址信息，得出基站的初始布局。通过无线规划、传输规划和安装过程人员调整初始布局中的站址信息，最终确定站址，包括建筑物或绿地的坐标系、站高、天线配置（位置、倾角和方位角等）、地图等内容。最终规划方案应该包括容量评估、覆盖规划、计算功率预算、干扰规划、站址分布、参数集规划、频率规划、码字规划等各个部分的设计方案。
（2）wCDma无线网络规划的主要内容
在wCDma无线网络规划中，覆盖规划和容量规划是其核心内容，规划时需要考虑每个用户对其他用户的影响以及系统发射功率的变化。
1）wCDma覆盖规划
覆盖根据所要覆盖的区域、区域类型和传播条件来决定。wCDma覆盖范围的计算来源于链路预算和通过实测获得的无线传播模型校正。wCDma链路预算中包含了一些GSm中不采用的新参数，如快衰落余量、干扰余量、软切换增益等参数。链路预算的主要目的是在对当前系统模型参数合理取值基础上，分析小区的最大允许路径损耗，从而得出各种情况下的覆盖半径。wCDma系统的链路预算和小区的负荷估算是结合进行的，不是一个单纯的线性过程。它需要根据手机不同业务对速率的需求，获得相应的上、下行eb/no指标值，并计算出各种业务类型的参考接收灵敏度。参考接收灵敏度与业务速率、系统热噪声和eb/no有关。在设定或者已知小区负荷的情况下，上行最大允许路径损耗的计算就变成一个和简单上行链路预算相似的计算过程。而下行链路的预算问题要复杂些，需要面对的是把有限的总发射功率分配给各个活动终端的问题。
2）wCDma容量规划
wCDma系统容量规划更依赖于覆盖，同时容量直接和功率预算有关。功率预算针对的是一种典型的业务，而wCDma在实际中可能同时存在着多种业务类型，包括话音业务和高达42mbps的HSDpa数据业务，即针对不同的用户和业务类型，上行链路和下行链路也是不同的。通过分析，虽然上行链路的容量是下行链路的2～3倍，但是由于wCDma系统是干扰受限系统，容量的规划实质上是对干扰量的估计，对于下行负荷的估计主要是对于基站发射功率的估计，每个用户所要求的最小功率则由基站到移动台平均衰耗及移动台灵敏度决定，干扰引起的噪声提升使得移动台所需最小功率比原来有了提高，最后使得系统能容纳的用户数减少。
5结束语
网络规划的最终目标是为运营商提供一个可盈利的网络，要求综合成本最低。即在确保精品网络覆盖、金牌服务品种的基础上，达到综合的规划成本、建设成本和运维成本最低，建造可盈利的网络。其理想的状态是盈利业务覆盖最佳、核心业务质量最佳。基于此，本文针对联通wCDma网络规划策略进行了分析，希望通过合理的网络规划策略为用户提供更好的业务体验。
参考文献：
[1]王莹，刘宝玲.wCDma无线网络规划与优化[m].北京：人民邮电出版社，2007.
[2]张长钢，孙保红，李猛，等.wCDma无线网络规划原理与实践[m].北京：人民邮电出版社，2005.
[3]胡捍英，杨峰义.第三代移动通信系统[m].北京：人民邮电出版社，2001.
无线网络的基本原理篇2
【关键词】pHS无线网络分布原则优化方法
移动通信安全隐患和信号质量的影响因素多半来自于技术更新过程中，如3G网向4G网转化过程中。技术的革新速度快，但是设备的性能不能跟上，覆盖能力差，信道影响因素多，从而影响通信效果，出现掉话等现象。无线网优化应从设计入手，致力于调整网络覆盖率，增加移动网络用量，解决信号差问题，并保证网络运行稳定，满足客户需求。另外，网络分布要合理，尤其是针对农村地区和城市地区，要进行合理的布线。网络维护也是必要的，这是由于设计过程中往往存在一些漏洞，尤其是在网络技术更新初期。要求设计者对未来一段时间内网络的发展进行合理的预计，并且留有一定的维护空间，可以用来增加带宽和网络覆盖面积。pHS无线网络应用广泛，其具体的概念和网络优化过程如下。
一、pHS无线网络优化的分布原则
pHS无线网络基站的设计要注意盲区和忙区，保证运行稳定。不断的更新网络测试和维护仪器，及时对其进行测试，对基站数进行收集、存储和分析，发现基站网络提供中存在的问题并及时解决。
1、pHS无线网络改善流程。对于pHS网络优化而言，要在一定的流程下完成，其中包括：优化标准的制定或选定调整、pHS网络测试仪器的选择、网络的改进与完善、网络的实际验证等过程。在具体的优化过程中，各个程序之间是具有一定关联的，并且是按顺序循环的，在维护过程中，还应保证网络的正常运转，排除影响移动通信网络的因素。网络运行过程中的关键问题是在网络运行中发现的，整个网络系统具有复杂性，干扰因素多。因此，pHS无线网络的改善的首要问题就是确保移动无线网络的运行，在运行中收集数据，判断网络运行状况，对网络运行故障进行分析和处理，同时也可以降低移动通信网络故障的发生概率。
2、对网络的全局指标的分析。全局指标是网络建设和网络改进的支撑，设计和完善全局指标是必要的。首先设计者要根据某一地区的移动通信网络质量评估结果做出相应的指标分析原则，提出对该地区的网络维护原则与策略。根据经验和技术能力判断故障原因，并给出最佳解决方案。安全指标要求设计者与维护者了解pHS无线网络优化过程和其关键技术，在网络的改进过程中，最重要的指标在于无线指标的优化和网络射频的改善，应在网络建设的各个阶段加以重视。通常来说，要在建网初期进行信号的测试，保证信号传输能够得到要求的覆盖面积，并查找异常故障。在网络运行的稳定期做好防范工作，始终收集区域性用户的用网数据，基于此对网络设备进行优化和调整。
二、pHS无线网络的优化方法
pHS无线网络的优化核心就是扩大基站的网络覆盖面积，并且减少网络通信影响因素，确保网络运行稳定。网络系统不能满足通信需求时，可以进行改进，在改进之前设计人员要对整个地区网络覆盖情况进行调查，并且分析影响网络覆盖率的主要原因，并且增设网络天线等方式来解决。优化要从设计上和运行上进行维护。在设计阶段，基站的位置要合理选择，保证网络的最大利用率。我国无线通信业正在不断的发展之中，基站的覆盖要能够吸收小区话务量，并且要正确进行用户分类，合理设计基站的参数，并且掌握基站的不同类型。在目前的基站设计中，基本可以满足网络发展的需求，但是由于我国移动通信行业发展迅速，对于未来的移动通信量很难估计，一些地区出现基站不足的现象，并且城市地区的基站无法设计过近。就要从其他技术上入手，解决基站不足问题。并且逐步实现移动通信基站的智能化和低成本化。在移动通信网络优化过程中，还应考虑不同制式网络之间的切换问题，尽量减少掉话和切换时间。我国移动无线网络已经实现了3G网的普及，并且大部分城市地区应用4G，在基站的设计上要具有一定的超前性，满足未来一段时间内的网络需求与无线网基站的维护甚至是拆除重建相比更节省成本。总之，pHS无线网络的优化要从客户需求和网络发展出发，致力于解决网络运行故障和网络发展中的技术问题，为客户提供优质的服务。
总结：总之，无线网已经在我国具有十分广泛的应用。为保证移动网络运行质量，pHS无线网络的优化不可缺少。要确保移动无线网络的运行安全和运行效率，应从客户需求出发，合理设计基站位置和基站性能，针对不同地区和不同使用人群还应区别性设计，保证移动通信网络的最大化利用。文章分析了移动无线网络的改进原则和优化方法，实践证明具有可行性，应在我国无线网发展中进行合理的利用。对pHS无线网络的优化将成为我国三大网络运营商未来一段时间内的主要任务，并且是移动通信网络发展的必然途径。
参考文献
无线网络的基本原理篇3
关键词：无线网络技术；新课程；课程设计；仿真实践
1引言
社会信息化、网络化已发展到一个全民普及的高度。作为计算机技术和信息社会的核心，计算机网络技术的发展日新月异，基于网络技术的各种创新性应用更是层出不穷，对人们的生产、工作、学习和生活等方面产生了深远的影响，也推动着整个社会和产业经济高速发展。根据第83次《中国互联网络发展状况统计报告》，中国的网民人数已达7亿。其中，手机网民占总人数的92.5%。互联网尤其移动互联网技术已广泛应用于各行各业，成为人们日常生活中必不可少的基础设施，熟悉并掌握相关技术和技能对现代工程技术人员非常重要[1]。高等学校是我国科技人才、工程技术人才培养的主力军。为顺应时代要求，高等学校紧跟社会发展的脚步，为培养适应行业性需求的高素质人才，高等学校信息技术类专业有必要适当调整、完善，进行教学内容的改革。无线网络技术是高校教学改革的核心课程之一。据统计，截至2017年上半年，计算机专业在各高校的覆盖面达到75%。与此形成对比的是，无线网络技术课程在各高校的课程开设率只有15%～20%，即便开设，也只是作为选修课[2]。这说明无线网络技术课程在未来有很大的发展空间和潜力。为此，有必要深入探讨无线网络的课程设计，为无线网络的进一步推广奠定基础。
2课程设置方案
学习无线网络技术时需要有前期预备知识，要求学生先修一些专业课程，包括计算机网络、操作系统等。本课程的授课对象是三、四年级本科生和一年级研究生，面向的专业有网络工程、物联网、计算机科学与技术、通信工程、电子工程、信息安全和软件工程等。无线网络技术的学时安排为32个理论学时和16个实验学时。无线网络技术主要理论内容包括无线通信基础、网络仿真基础。按照覆盖区域划分的无线局域网、无线城域网、无线广域网、无线个域网和无线体域网。按照应用划分的无线传感器网络、移动自组织网络、车载自组织网络等。无线网络技术的实验项目包括面向各种不同无线网络进行的物理测量、室外组网、网络管理、介质访问控制/路由/传输协议仿真、室内定位以及智能穿戴等，由仿真和实测两种手段进行。课外学习以深入阅读前沿技术文献为主，习题为辅。教学方法以讲授为主，查阅资料和分组讨论为辅。
3课程教学设计
3.1课堂教学
通过本课程的学习，使学生了解当前主流的无线网络技术和发展趋势。无线网络技术课程首先讲述无线通信技术基础知识，包括无线网络的体系结构和参考模型，重点学习硬件基础——天线、无线信号传播的损伤与衰退特性、适合无线传输的信号编码方案与扩频技术以及在无线传输过程中的差错控制技术。在此基础上，从纵横两条线学习各类无线网络。纵向按照覆盖范围划分的六类无线网络：无线体域网wBan、无线个域网wpan、无线局域网wLan、无线城域网wman、无线广域网wwan和无线地域网wRan。重点学习以上各种网络的概念、特点、应用、网络体系结构、协议栈和主要技术。横向按照应用划分的3类无线网络：移动adHoc网络、无线传感器网络wS和车载自组织网络。重点学习这三种网络的概念、应用领域、主要难题、关键技术和解决方案。通过本课程的学习，要求学生理解无线网络的基本概念与技术，了解无线网络的发展趋势与动向。旨在将学生所掌握的互联网概念和原理拓展到无线领域[3]。
3.2实验设计
在讲授理论知识的基础上，设计了实验环节，旨在让学生亲身实践，将理论知识运用在实践中解决具体问题，以加深对实际问题的理解，提高学生的动手操作能力。在传统的验证性实验基础上，为了紧跟最新学术前沿，保持技术上的领先性和前瞻性，增加了综合性、设计性实验。此外，考虑到无线网络技术更新速度较快，为了引导学生掌握各种无线网络技术的前沿动态，搜集了无线网络与移动计算领域内最新高水平的原始文献，如aCm、ieee权威学术期刊。开学初将学生分组，每组10人，为其分配20～30页的英文文献，并要求翻译阅读。期末各小组派代表上台展示和演讲，对研读的相关技术内容进行介绍、分析和讨论。学生通过这项活动，既可以开阔视野，又可以锻炼英文阅读、翻译、理解和演讲等能力.
无线网络的基本原理篇4
关键词：无线网络；安全设置；原理；方法
中图分类号：tp393文献标识码：a文章编号：1009-3044(2012)01-0028-02
1无线网络安全的基本原理
无线网络的安全问题，对于个人用户和企业用户来说都是我们所关心的重要问题，加密与解密问题也是网络用户一直关注的焦点。如何有效地防止非法用户的入侵，安全有效地保护用户计算机的信息安全？毫无疑问，在无线网络的使用中设置加密是最有效的方法。由于无线网络安全在设置上的技术难度、技术参数等一直都对于网络知识欠缺的普通家庭用户来说显得非常棘手。本文从无线网络加密的原理、技术角度，结合meRCURY54m无线宽带路由器为例，讲述无线宽带路由器的安全设置过程，从而使家庭用户方便快捷的设置自身无线网络的安全，从技术角度上有效地防止了非法用户的入侵。
众所周知，利用传送无线电信号传送信息是非常容易被窃听的。为了防止非法用户的破解和入侵，早期的无线网络的加密方式普遍采用wep加密方式（wiredequiva?lentprivacy，有线等效保密的简称），它的安全技术原理源自于名为RC4的RSa数据加密技术，这种加密信号在传输过程中，通过随机产生的密钥来进行加密。但是由于这种密钥的加密形式是可预测的，所以很容易被非法入侵用户截取并迅速破解。这种在加密原理上存在着技术上的漏洞的加密方式，很快就被淘汰了。
由于wep加密方式在技术上的瑕疵，很多家庭用户和企业用户放弃了使用这种技术进行加密，取而代之的是一种全新的wpa（全名为wi-Fiprotectedaccess）加密技术。它有wpa与wpa2两个技术标准，它不但从原理上继承了wep技术，还解决了传统的wep加密技术的几个严重的弱点，它加强了生成加密密钥的算法，因此非法用户即使收集到分组信息并对其进行解析，但也根本不太可能计算出通用密钥。wpa技术还追加了防止数据中途被篡改的功能以及认证功能。
wpa技术给用户提供了一个完整的认证机制，ap根据用户的认证结果判定是否允许其接入无线网络中，认证成功后可以根据多种方式（用户接入网络的时间、传输数据包的多少等）动态地改变每个接入用户的加密密钥。另外，对用户在无线中传输的数据包进行miC编码，确保用户数据不会被其他用户更改。
2无线网络安全的设置方法
在家庭网络中广泛使用的是wpa加密技术，我们以无线宽带路由器mw54R、无线网卡ReaLteK8187建立一台无线主机，以一块Re?taLteK8139作为网卡建立一台有线主机，组建一个二台机器的家庭有线与无线网络并存的小型网络。
1）进行无线网络安全设置前，先检查连线，同时保证有网线连接电脑和无线路由的Lan接口的连接，从而方便随时登入路由器配置。
2）mw54R无线宽带路由器出厂时设定的ip地址为：192.168.1.1，那么我们的有线网络网卡的ip地址可以设置为：192.168.1.2，无线宽带路由器通过有线或无线方式都能进行连接，但是第一次配置时，我们一般推荐使用有线方式连接。
3）在ie地址栏输入：192.168.1.1登录到无线路由器中，如图1所示。
用户名为：admin，密码也为：admin。
4）在路由器上设置“无线参数”－＞“基本设置”如图2所示。
在SSiD号、信道、频段带宽可以选择默认状态，在开启无线功能前一定要打钩，否则无法无线上网。“安全类型”设置有wep、wpa/wpa2、wpa2-pSK三种选项，我们选择wpa-pSK/wpa2-pSK项。在“安全选项”有自动选择、wpa-pSK、wpa2-pSK三种选项，三者基本没区别。在“加密方法”有自动选择、tKip、aeS三种选项，一般推荐使用aeS加密算法。在“pSK密码”中输入无线网络客户端的登录密码，最短为8个字符，最长为63个字符，推荐数字与字母组合十位以上。在“组密钥更新周期”中输入更新周期(单位为秒,最小值为30,不更新则为0)。
以上对无线路由安全配置进行了设置，最后选择进行“保存”和“重启路由器”即可。
5）通过客户端应用程序连接进行无线网络用户端设置
安装网卡相应的驱动并运行客户端程序，在电脑右下角出现如图3所示：
运行客户端程序ReaLteKRtL8187wirelessLanUtility，如图4所示。
图4
选择“可用网络”选项，并点击：“刷新”，找到我们的SSiD号为，选择“添加到配置文件”出现图5所示。
出现“网络论证”、“日期加密”、“网络密钥”、“确认网络密钥”对话框，输入我们在路由器里面设置的一样后点“确定”后出现如图6所示，连接成功。
无线网络的基本原理篇5
学校为了建设一套符合师生需求并具有良好性能和安全拓展空间的无线网络系统，在合理投入基础上以确保网络建设的效益，就需要在无线网络设计时遵循一定的原则，主要包括了以下几个方面。1）先进性：所选产品及其技术方案必须达到行业的主流，市场覆盖率高、标准化和技术成熟，并具备适当的技术前瞻性。2）经济性：所选产品具有较高的性价比，在符合用户需求的前提下选择价格、性能适合的产品。3）可管理性：无线网络必须提供界面友好、易于操作的管理方式，为网络管理者提供易于故障定位排除、系统维护调整等运行维护手段，对用户的接入提供灵活、安全的管理。4）可用及易用性：设备要具有一定程度的耐用和智能特性，以提高整个系统的可用性；同时，师生使用校园无线网络，应该简易便捷，方便使用和管理。5）安全性：随着无线网络的普及，在方便了大家使用网络的同时也给了不怀好意的黑客和蹭网者空间，所以无线网络系统设计时一定要注意安全性的原则，以防止来自网络内部和外部的各种破坏。
2无线网络技术简介
802.11协议802.11协议族是现行国际无线局域网标准，涵盖了无线局域网无线接入、传输速率、QoS、安全加密等各方面。从传输速率上看，现市场主流无线网络设备所支持的802.11协议主要有802.11ac、802.11n、802.11g等。
3北京市应用高级技工学校无线网络建设方案
学校原网络拓扑和无线网络建设需求北京市应用高级技工学校北校区现有教学楼1栋、综合楼1栋，建筑面积5000余平方米。其中，教学楼共3层，有标准教室12间，专业教室9间，办公室18间；综合楼6层，有标准教室3间，专业教室3间，办公室2间，学生宿舍61间。原楼内建设有线校园网络，现需要进行无线网络改造，建成一个覆盖两栋楼宇的无线网络，教室、专业教室、办公室、学生宿舍均要求无线网络覆盖，且教室及专业教室均需达到全班学生同时上网、教师无线广播教学的使用密度要求。同时，学校无线网络SSiD统一设为“BJYY”进行漫游，根据用户类别分为“StU”“teaCHeR”“GUeSt”三类，配置不同的网络访问权限，用户可在教学楼和综合楼内各楼层进行无障碍网络漫游，其具体应用大致分为电子教学（无线多媒体教室）、移动办公和远程通讯（远程教学、互联网接入）三大部分。需求分析及技术方案初选本例中，受学校教学环境及无线客户端数量密度的要求，需要通过部署多台ap设备，以满足大范围无线覆盖及漫游需要。如果采用胖ap无线网络模式，各个胖ap（无线路由器）独立运行，其无线密码管理之类需要逐一登录设备进行配置，不安全也不方便，同时距离较近的多台胖ap设备还时常冲突，影响整网的正常使用。此外，对于使用者来说，每个胖ap都处于孤立状态，可能换一个地方就重新选择一个无线，再进行连接，非常繁琐，而且效果较差。因此，本方案宜采用瘦ap无线网络模式，使用无线网络控制器、瘦无线接入点来构建无线网络。考虑到学校无线网络应用包含大量多媒体信息，需能够支持电子教室广播教学等业务，校园无线网络采用802.11n或802.11ac技术，提供高带宽、高质量的wLan服务。同时，校园无线网络在校园有线网络基础上建设，无线网络除了设置访问控制、数据加密等安全技术外，通过有线无线一体化管理，部署、共用有线网络的用户管理系统,实现用户认证、行为审计和管理。
4结论
无线网络的基本原理篇6
【关键词】无线宽带；覆盖；大学校园；方案
伴随着网络信息化在大学校园的普及，校园网络已成为高校师生获取信息资源的主要途径，是其校园生活的重要组成部分。无线网络以其自由移动、灵活高效等特性深受高校师生们的青睐，现已成为现代化大学校园网建设的发展趋势。而笔记本电脑的普及也使网络访问能够突破有线网络的局限，为师生随时随地访问校园网络提供了基础性条件。同时，校园网络也是一个蕴藏有丰富知识的宝藏，如此宝贵的资源理应实现充分的共享。高校师生需要尽可能更为方便、快捷、移动式使用网络，他们不仅要求无线宽带覆盖整个大学校园，而且希望能够进行校际互联。况且，一些具有较大规模的高校拥有着多个分校区，校本部与各个分校区的互联互通也已成为校园网络建设的重要一环。这对校园网的建设者、管理者来说，是亟须思考解决的现实问题。
一、无线宽带覆盖是大学校园网络建设的必然要求
大学校园无线网络建设主要是为了帮助高校教师及管理人员提升工作效率，在满足高校教学、管理、科研、服务工作中的移动应用需求的同时，提高学生学习的质量和水平。因此，大学校园网络建设必然要求上网方便快捷、机动灵活。相比传统的有线网络，无线局域网的机动性、方便性、扩充性等优势是显而易见的。
机动性是驱使无线通讯发展的根本动力，最近几年来，携带方便、轻薄短小的笔记本电脑的普及，致使笨重的桌上型计算机已经渐渐被取代，这就很能说明问题。然而，仅仅依靠笔记本电脑和个人数字助理pDa都还是远远不够的，要保持无时无刻的网络连结和信息的高效传递，离开无线通讯是不行的。为计算机带来很大机动性的，是无线局域网络wLan，它使高校师生传统的工作、学习与生活状态彻底改观。
无线局域网wLan的优长，还包括其便利性与弹性。它无需大量布线，较传统网络架设方便，并且对网管人员而言，极少需要管路来架设网络线缆，这样不仅大幅缩减了建构网络的时段，以后网络拓扑需要更动的时候，也不必要进行大规模的重新拉线。由于wLan用无线电波连接取代了铜线或光纤电缆，这在调整上方便了许多，无需为了网络线插孔的移动而大伤脑筋，信息之随手可得简直如同空气一般，很适合网管人员的弹性规划运用，尤其对商业上的应用很具有吸引力。
良好的扩充性是无线局域网wLan的另一个优点。铺设传统的有线网络，网管一般会为了预防此后额外需要的架设，往往在初次架设时造成不必要的浪费。因其可大可小，wLan的扩充与升级都比传统有线网络方便得多。只需要增加无线接入点ap，即可拓展整个网络的容量与涵盖范围，因此，对网管人员而言，安装wLan也是明智的选择。
二、无线宽带网络覆盖的基本原理
最简单的wLan，即所谓对等（peer-to-peer）网络，只需两个置于有效距离内、装有无线适配卡（wirelessadaptercard）的pC，无需经过特殊组合也不必有专人管理，更不需要中央服务器（centralserver），两个移动式pC之间是可以相互对通的。
无线网络访问点ap，可将aD-Hoc网络移动室pC之间的有效距离增大到原来的2倍。连接在有线网络上的访问点，可使移动式pC之间经过服务器而实现网络的互连互通。而每个访问点都能容纳许多pC，其容量可根据数据传输的实际要求达至15到63个pC。由于pC和无线网络交换机之间的有效距离在户外约300米、在室内约150米，大学校园内通常需要多个访问点，需事先考察选定网桥位置，以使wLan无线宽带能够覆盖整个校园，使所有师生用户都能在一群访问点的覆盖范围内漫游（roam）并确保通讯不致中断。可用ep增大网络的转接范围，以解决覆盖问题。ep的功能与访问点类似，但它并不是接在有线网络上。ep把信号从一个ap传递到另一个ap或ep，由此延伸无线网络的覆盖范围。将ep串在一起，讯号即可从一个ap传递至远方。
可通过安装定向天线来实现楼宇之间无线网络范围的扩展，要互相对准天线的方向，使两个或多个相距较远的建筑物能够接通无线网络。作为共享介质的wLan，并非为每个接入设备提供专线速度，而是分割可用的吞吐量为若干份。这就要求无线网络的吞吐量规划，必须在计算接入点数目时多预留一些空间。来自网络内部其它接入点甚或是网络外部的干扰是时常遇到的，允许用户漫游（20%到30%为最佳）靠的是一定量的良性蜂窝覆盖重迭。
影响wLan覆盖范围的因素，既有射频带及吞吐量变化造成的波传播特征，又有自由空间路径损耗和衰减的限制。可将自由空间路径损耗视为开放或户外环境问题，其实质在于无线电信号因波前扩展而引起的扩散，以至于接收天线难以接收到信号。在wLan的室内安装中，比较常见的衰减，其主要成因是振幅下降或射频信号在穿过墙、门或其它障碍物时减弱。wLan在密集建筑物周围性能较差，原因就在于此。
三、无线宽带覆盖大学校园具体方案
根据大学校园网络的实际情况，有几种具体的无线覆盖解决方案是切实可行的，简述如下以供选择。
方案一：实施多点覆盖，并且在ap覆盖点使用“BwB510a+全向天线”，每个ap可接入并发用户约为30个，可采用就近接入方式使之与internet网络连接。单ap无阻挡是此方案的基本要求，约为1.5公里的覆盖半径。和wirelessmeSHnet模式相类似，ap覆盖点的形成要靠一个几百或千兆光纤的高宽带接入点。2.4GHz模块外接2.4GHz全向天线用于周边360°，以使BwB510a的双模块无线覆盖的优势得到发挥，而5.8GHz模块利用自带扇区天线回传宽带信号给附近辅覆盖点5.8GHz的定向天线，并通过2.4GHz的全向天线实行周边范围的覆盖。
方案二：对校园内的楼宇通一规划，采用RRU、光纤直放站等方式进行手机信号的覆盖。同时在分布系统中合路wLan信号。本工程采用7个RRU，21个光纤远端机进行覆盖，同时安装了134个ap，实现校园内手机信号和宽带信号的全覆盖。搭建此无线网络，可使用美国Ubiquiti公司推出的nanoStation系列产品。例如进行室外覆盖，可选用nanoStation2产品。首先，按5000人计算，同时上网的人数概率约25%，即1250人左右，设若每人分配1m带宽，总带宽共需1250m，按nanoStation2净吞吐量21m来计算的话则需要60台设备，为免除信号盲区和便于日后扩容，可以增加nanoStation2设备2至3台，酌情机动安置。工作在2.4GHz的nanoStation2，因其支持802.11b/g协议，故能软件配置成路由器或网桥。于nanoStation2内布置水平覆盖60度角的天线，且要有Sma天线接口，就能外接全向天线、栅格天线等各种天线，现场应用更为方便。
方案三：建立一个宽带接入点，接入BwB510a设备时依凭100mbps光纤宽带，并以中间加功分器使两个90°2.4Ghz扇区天线之覆盖半径连接起来，实行3公里左右无死角、无阻挡的覆盖。用户端采用改装后的Cpe设备，凭借自带天线接收无线上网信号并且借助内置网卡与无线网络连接，再通过网线改装的USB延长线连接到计算机，从而实现无线上网功能。
参考文献：
无线网络的基本原理篇7
关键词：校园网有线网络wLan
1.引言
校园网已经成为校园生活的重要组成部分，成为教师和学生获取资源和信息的主要途径之一，它把学校中的学生、院系和社交、学术、业务活动的行政人员紧密地联系在一起，在高校教育中的作用与地位日益显著。
经过这些年有线网络的建设、运行、维护，从实践结果来看，由于目前网络是“有线”的，所以在有些应用领域会出现困难。例如，很多高校只是在部分区域接通了网络，而不能顾及所有区域；布置了网线的教室、图书馆数量有限；有些高校经费比较紧张，很难投入较大的财力来铺设光缆；有些高校的建筑物具有一定的历史意义，不适合钻孔布线；有些高校由多个校区组成，校区之间联网成本较高，等等。
随着信息技术的飞速发展，教师和学生对高校校园网的依赖性相当之高，“随时随地获取信息”已成为广大师生们的新需求。但是，传统的有线校园网存在着诸多“网络盲点”，比如在图书馆、大型会议室、体育馆等许多不宜网络布线的场馆设施如何联网？在教室、实验室等场合如何突破网络节点限制、实现多人同时上网的问题？随着wLan技术的发展和成熟应用，这些问题都得到了完善和解决。
2.大学无线网络应用的环境及需求
随着internet应用的迅猛发展，以及便携机、pDa等移动智能终端的使用日益增长，无线网络的发展和应用成为必然趋势。随时随处自由接入internet、能享受更多的业务、安全且有保障的网络成为下一代网络的新的需求。在接入速率和适应环境上与3G技术互为补充的wLan的迅猛发展，成为新一代高速无线接入网络。无线局域网被看作传统有线网络的延伸，在某些环境中还可以替代传统的有线网络。与有线网络相比，无线局域网有可移动性，设备安装快速、简单、灵活，适合应用在频繁移动和变化的动态环境中，投资回报高等优越性。在大学校园建设校园无线局域网，具有以下重要意义：
2.1提升大学校园网络环境，推动大学校园信息化建设。
鉴于无线网络的优势，以及下一代网络的发展趋势，国内外很多大学和研究机构都建设了自己的无线局域网，且进行了应用与研究。北京大学于2002年9月打造了我国第一个校园无线局域网，实现无线网络覆盖整个北大校园，国内很多大学也都有建设校园无线局域网的计划。
大学校园一直走在高校信息化建设的前列，随着“211”工程创建国内一流大学项目的实施和深入，学术氛围日益浓厚，对外交流日趋频繁，各种学术活动越来越多地在学校举行，网上教学与交流活动日益丰富，同时广大师生对校园网“随时随地获取信息”的要求也在不断提高。因此，从当前网络和信息化建设的发展趋势看，在大学校园建设校园无线局域网，实现一定范围的无线覆盖迫在眉睫。
2.2为大型科研活动提供无线的实验环境，进一步拓展研究空间。
由于无线网络是下一代网络发展所必然支持的一个重要部分，许多科研项目都可以扩展到无线网络上，校园无线网络的建设将为一些科研项目提供应用和实验的环境，如无线网络支持其他智能业务的扩展，支持精准的无线物理定位、无线视频等。
2.3为无线网络技术研究提供必要的实验床。
与无线网络相关的研究领域正成为当前的一个研究热点，例如mobileip、高性能的ipv6应用接入、一体化的ip电话解决方案、无线用户在校园网内快速、安全、无缝漫游等，它们同样需要一个大范围的无线网络来进行实验和研究。有了校园无线局域网，就可以为高校的科研活动提供一个有实际应用价值的试验环境和更广阔的研究空间。
根据以上对高校校园网无线网络的分析和定位，我们对无线网络的可靠性、安全、加密和非授权用户的控制提出了更明确的要求：
（1）支持精确的无线入侵、射频干扰、非法ap定位和隔离
（2）冗余的中央服务控制保证校园复杂接入环境的安全无线接入。
（3）独特的访客隔离机制，保证跨校园漫游用户与校园网用户的隔离。
（4）同时支持端到端的网络可靠性保证技术。
3.校园网wLan设计思想
3.1校园网wLan设计原则。
3.1.1实用性。
遵循面向应用、注重实效、逐步完善的原则，充分保护已有投资，以实用性的原则要求为依据，建设具有最低的tCo（拥有的总成本最低）、最高的性价比的校园无线局域网络。
3.1.2先进性。
采用先进成熟的网络概念、技术、方法与设备；充分采用目前国际、国内流行和成熟的技术，保证网络能适应技术的快速发展。
3.1.3可靠性。
系统必须可靠运行，主要的、关键的设备应有冗余，一旦系统某些部分出现故障，应能很快恢复工作，并且不能造成任何损失。
3.1.4开放性。
选择的产品应具有好的互操作性和可移植性，并符合相关的国际标准和工业标准；无论发生任何变化，均能够最大可能性地开放标准。
3.1.5可扩充性。
系统是一个逐步发展的应用环境，在系统结构、产品系统、系统容量与处理能力等方面必须具有升级换代的可能，这种扩充不仅能充分保护原有资源，而且具有较高的性能价格比。
3.1.6可维护性。
系统具有良好的网络管理、网络监控、故障分析和处理能力，使系统具有极高的可维护性。
3.1.7安全性。
必须具有高度的保密机制、灵活方便的权限设定和控制机制，以使系统具有多种手段来防备各种形式的非法侵入和机密信息的泄露。
3.2校园网wLan设计思想。
校园网无线网络部署应该结合高校的实际情况，采用室内、室外多种无线接入方式相结合的方式，以符合高校楼宇多、广场多的特点。如在必要的时候采用室外meshwLan技术，通过无线回传技术解决有线网络传输距离的合布线难度的问题。同时室内外多种无线接入手段在满足无线覆盖的前提下，可以节省无线接入点的数量，从而提高无线网络的性价比。
校园无线网络在满足现有网络应用的同时，保证对未来网络技术和应用的支持，如ipv6、无线话音、无线视频、组播等技术的支持，以满足高校教学和科研的要求。
此外为满足高校网络的安全性，校园无线网络应采用独立的有线网络系统实现无线接入点的互联，同时在无线网络满足用户接入安全认证、加密的同时，支持无线射频的安全防护功能。
3.3wLan解决方案体系结构。
传统无线网络中的每个接入点都是一个单独的节点，按照一个静态RF计划（通常为预测的RF）中的信道和功率设置进行独立配置，尽管这些自主的接入点可以收到附近的工作在相同信道的接入点的信号，但是自主接入点无法得知相邻的接入点与其是否属于同一个网络或者是相邻网络。此外由于自主接入点是“节点式”的，所以很难扩展到大型、连续、可协调的无线局域网或在无线网络中扩展高级应用。
尽管自主接入点的第一代无线局域网技术解决了基本的网络连接问题，但是从wLan首次面世以来，技术需求发生了很多变化：基本的网络连接已经不足以满足需要；校园中需要提供无所不在的无线网络连接；校园wLan必须支持多种移动服务，如语音、访客接入、定位和增强的无线入侵防御系统（wipS）等。为了部署这些功能和消除这些限制，思科系统公司拟定的互联网工程任务小组（ietF）标准草案Lwapp，实现轻型接入点和wLan系统（例如控制器、交换机和路由器）之间的通信协议的标准化。
3.3.1Lwapp目标。
3.1.1.1减轻接入点中的处理量，让它们将计算资源集中用于无线接入，而不是过滤和策略实施。
3.1.1.2为整个wLan系统进行集中的流量处理、验证、加密和策略实施。
3.1.1.3利用一个第二层基础设施或者ip路由网络，为多供应商接入点互操作性提供一个通用封装和传输机制。
3.1.1.4接入点设备发现、信息交换和配置。
3.1.1.5接入点认证和软件控制。
3.1.1.6数据包封装、分段和格式化。
3.1.1.7接入点和无线控制器之间的通信控制和管理。
3.3.2Lwapp的工作原理。
Lwapp将轻型接入点的介质访问控制（maC）功能交由无线局域网控制器和轻型接入点共同承担。对时间敏感的功能（例如次原子握手和发送给接入点的信标）都在接入点进行管理。其他对网络具有重要意义的功能（例如移动管理、身份验证、VLan划分、RF管理、无线iDS和数据包转发）都在无线局域网控制器上进行管理。（如图1所示）
思科统一无线网络可以降低部署、管理无线网络的复杂性；支持多种高级服务，例如语音、定位和访客联网；并且有助于确保有线、无线网络的运营成本的可管理性。此外无线网络将能够扩展到大型校园网部署，为用户提供可靠的连接和移动性。
4.校园网wLan建设方案
4.1物理设计（部署）。
4.1.1无线覆盖区域、设计指标、原则和覆盖方式。
4.1.1.1覆盖区域。全校范围的无线网络的接入环境主要包括教学楼、学生和教师宿舍楼、办公楼、家属区、图书馆、体育馆、室外场所等。
4.1.1.2设计原则。无线覆盖设计将遵循按照信号范围最大化原则，在全校全面覆盖的前提下，重点选择部分区域进行更加细腻的覆盖。并且保证无线网络稳定性并与绝大多数主流无线网卡兼容，同时兼顾考虑网络扩容，为今后网络扩容做好预留。
4.1.1.3设计指标。各信号输出点信号强度10－15dbm；将按照2.4G工作频段2.412～2.462GHz（FCC）分为channel1、channel6、channel11三个完全不干扰频段设计；目标覆盖区域信号强度≥80dbm。
4.1.1.4覆盖方式。在覆盖区域内，选择教学楼和办公楼为主，其他区域为辅的覆盖方式，实现全校整体无线覆盖。具体分为室内覆盖和室外覆盖两种方式，其中室外覆盖部分包含部分区域采用mesh方式进行覆盖。
4.1.2室内覆盖。
室内覆盖规划原则：
4.1.2.1ap的放置要遵循两个原则ap覆盖区域无间隙。
4.1.2.2ap重叠区域最小。相邻ap工作在不同频道，以1，6，11三个频道实现全方位的覆盖。
4.1.2.3根据经验值，当相邻ap设定相同频点时，要求间隔25米以上；当相邻ap设定相邻频点时，要求ap间隔16米以上；当ap设定相隔频点时，要求间隔12米以上。
室内覆盖典型环境一：
主要特点是：环境开阔、用户数量相对集中、对带宽需求较高。主要用户群：校领导、教师，以及来访用户，用户使用环境相对封闭，例如：多功能厅、会议室、报告厅等。
室内覆盖典型环境二：
环境特点是：房间多、用户数量不多但分布较分散的楼宇，楼长、墙体结构厚、房间多，用户无线应用也比较频繁。主要用户群是校内教师、学生。如：教学楼、科研楼等。
4.1.3室外覆盖。
室外设备的ap使用数量大概也遵循室内的条件，但外ap的放置和设计又有它的独特性主要包括：
4.1.3.1天线的使用。天线的正常使用包括对天线增益和天线类型的选择。
4.1.3.2对室外设备特殊要求。室外设备应该放置在密封盒内；天线布置应该增加避雷器放置雷击；不提供本地供电的场所，应尽量选用poe远程供电设备。
室外覆盖典型环境一：
环境特点是：宿舍楼、家属楼、部分教学楼、后勤、体育场、室外空旷休息区等区域相对比较分散、无线用户应用更加灵活、活动范围更广。
整体校区室外部分进行全面覆盖，通过室外无线接入点外接增益天线的方式覆盖室内区域。体现覆盖范围最大化的覆盖原则，以此来保证无线用户的需求。
室外覆盖典型环境二：
采用mesh技术环境。mesh是由多个wLanap组成的自治网络，mesh网络中的ap除了可以提供wLan客户端的接入服务之外，还能完成相邻节点的自动发现、相互认证和配置，从而智能地为网络流量设计一条最优的路径，实现带宽和覆盖范围的增加，并且，当网络中的某台ap发生故障时，其他ap能够通过自动配置动态改变路径，绕过有故障的节点，实现网络的自我修复。
4.2逻辑设计。
4.2.1SSiD和VLan。
根据高校实际情况和应用需求，学校园区一般使用三种SSiD：
（1）数据服务SSiD－Data-SSiD：基于三层的web认证。
（2）VowLan/双模等形式手机服务的SSiD－Voice-SSiD：基于二层的maC认证。
（3）根据所部署校园的需求，可能还有第三个为访客服务的SSiD－Guest-SSiD，为访客接入提供特定VLan的访问。
上述SSiD原则均是全部可以广播出去，提供对外服务的。也可以根据实际部署需求进行灵活定制。比如学校的某些特定场所，不允许访客进入的/或者不允许访客在此无线上网的，此处的ap可以不用开启Guest-SSiD。
为了有效的隔离广播域，提高校园无线网络的性能，将所有ap划分不同的组（Group），每一组ap为一个VLan。300个ap的校园无线覆盖典型环境下，支持同一SSiD的所有ap，按照ap所处楼层、校区位置划分为不同的ap-Group，客户端接入不同ap-Group时被分割到不同的VLan，获得不同网段的ip地址。
4.2.2无线网络地址和路由规划。
对于无线接入点ap，原则上客户端可以通过DHCp动态获取ip地址，但是从运行维护管理的角度，建议采用静态ip地址。
如果ap连接在现有校园网的接入交换机，则ip地址由现有校园网有线端提供。此外，从性能/可管理性等角度出发，建议在满足下列条件的前提下可以将ap接入现有网络交换机：
（1）ap和无线控制器的ap-manager之间端到端环回延迟(roundtripdelay)
（2）ap不与一般有线网络设备混合在一个VLan中，避免有线设备的异常流量阻断ap和无线控制器之间的通讯。
（3）连接在同一L3交换机端口下的所有ap，建议放置在一个受保护的VLan中，部署时统一分配给这些ap静态ip地址。
（4）需要修改现有交换机的VLan参数设置及现有L3交换机的路由设置。
4.2.3ipv6规划考虑。
用户终端ipv6地址设计：
4.2.3.1按ipv6常规单播地址规划方式分配，前64比特作为prefix，对应不同VLan；后64比特对应终端，对应不同主机、终端或接口。
方式，采用eUi-64地址方式映射传统maC地址。
Controller/ap需要打开ipv6pass-through功能和以太网组播穿过支持功能，整个Lwapp隧道对包括iCmpv6在内的ipv6的传输是透明的。
4.2.4认证和计费。
采用web和mac地址认证相结合的认证方式：
4.2.4.1Data-SSiD
a.针对无线用户的数据终端接入建议采用web认证方式，外置portal，mD5-CHap。
b.采用CeRnet的portal/RaDiUS。
c.与CeRnet计费系统相集成。
4.2.4.2Voice-SSiD
a.对于无线话音设备建议采用mac认证方式，以保证使用的方便性。
b.采用CeRnet的portal/RaDiUS。
5.总结
无线网络是今后互联网的重要组成部分，在原有的有线校园网的基础上无缝接合无线网络、拓展无线网络应用是当今校园网发展的一个重要方向。
目前无线网络技术在支持传统数据转发的同时，支持智能业务的扩展，如支持精准的无线物理定位、无线视频等，方便教师和学员的工作和学习，可以极大地提高学校办公效率和教学质量。
此外，高校校园无线网络采用分级的一体化网络管理系统：有线、无线网络管理相结合，集中与分布式管理相结合，为网络维护管理提供高效率和低成本。
参考文献：
［1］刘元安.宽带无线接入和无线局域网(第一版).北京邮电大学出版，2000.
［2］［美］ericouellet.构建Cisco无线局域网.科学出版社，2003.
无线网络的基本原理篇8
关键词：网络工程；通信工程；课程体系；通信类课程
网络工程专业的发展已近10个年头，目前开设该专业的院校达200多所[1]，已有大批毕业生走向社会。但网络工程专业仍属于教育部颁发的本科教育目录外专业(专业代码：080613w)；各高校对网络工程专业的理解还存在一定的差异，其专业定位、培养目标、课程体系等都不尽相同，缺乏统一或公认的指导性办学计划。随着网络与通信技术的飞速发展，加之社会对该领域人才的迫切需求，近些年来，网络工程专业建设的研究与报告越来越多，本文主要围绕网络工程专业如何设置通信类系列课程进行探讨。
1网络工程专业课程体系
网络工程专业是在计算机科学与技术、通信工程和电子工程等专业的基础上，通过多专业技术不断地交叉、融合，内涵不断地丰富和扩展，并在社会对各类网络人才需求不断推动下得以产生并发展壮大的一门新的学科和专业[2]。本文将它的专业课程(含专业基础课程)体系大致分为4大方面的系列课程，如图1所示。
其中，电子类课程涵盖电工、电子电路、数字逻辑设计等方面的基本理论和实验技术，是培养学生具备分析和设计计算机硬件系统、通信器件和网络设备等it产品能力的基本课程，也是学生学习后续计算机类、通信类以及网络类课程的重要基础。由于网络
工程专业主要起源于计算机专业，而且网络和通信设备又是一种特殊而重要的计算机系统，学生只有在掌握好计算机基本原理、体系结构、程序设计的基础上，才能进一步熟悉并掌握网络系统(如交换机、路由器等)的工作原理、体系结构及系统软硬件的开发。因此计算机类课程是网络工程专业最重要的一类系列课程，它和网络类系列课程一起构成网络工程专业的骨干课程体系。
图1网络工程专业课程体系
通信类和网络类系列课程是最能体现网络工程专业特色的系列课程，是培养学生具有网络系统研发、规划、部署、集成、管理、安全防护等技术的重要课程，也是关系到网络工程专业学生是否能最终满足现代各类it企业对网络人才要求的关键。目前，
各院校在课程设置方面存在的差异也是这两类课程及其教学内容深浅和宽窄的选定，这与各院校在学生培养的目标定位以及通信工程和计算机网络专业方向的教学实力和实验条件有关。
2网络工程专业和通信工程专业的异同点
网络工程专业与通信工程专业同属于网络与通信领域，同跨电子、通信和计算机学科，部分专业课程，尤其是专业基础课程方面开设的课程类似。例如，大多院校的两类专业均开设电工与电路基础、模/数电子技术、信号与系统、通信原理、数据结构、操作系统、数据库、计算机网络、程序设计等课程。尤其是网络工程专业的通信类课程，主要来源于通信工程专业的部分专业基础课程和专业课程，并且两者都强调动手及其工程应用能力的培养，有一定的共性。但毕竟两者的培养目标和专业特点不同，因此，在通信类课程的选定和教学内容的安排上，网络工程专业应着重考虑两者的不同点。这些不同点主要如下：
1)在专业定位方面，通信工程专业偏重于信号编码、信息的发送、传输和处理以及通信设备、技术和系统的研发和使用；而网络工程专业则关注网络新技术新产品的研发，组网工程的设计、规划、集成，网络应用软件的开发，网络系统的管理与维护等，两者的培养目标不同。因此在内容深浅和学时安排上，两专业的通信类课程应作明显区分。
2)在数理基础方面，通信工程专业关注信号的变换、传输、处理、检测及编码，其特有的专业基础课程有信号与系统、数字信号处理、随机信号分析、电磁场与电磁波、信息论及编码等。通过学习这些课程，学生可为后续专业课程的学习或将来进一步研发、运营、维护通信设备和系统打下理论基础。而网络工程专业除了注重让学生掌握计算机理论基础知识外，还应让学生加强学习图论、进程代数、排队论、petri网、线性与非线性规划等知识领域相关的理论课程，为进一步研究网络协议设计、网络拥塞控制、流量控制、网络性能分析等打下基础。因此在专业理论基础方面的教学侧重点应有明显不同。
3)从网络体系结构方面来看，通信工程专业更注重于学习和研究ip层以下的底层支撑通信网的协议、技术及相关知识点，通常开设通信电子线路或高频电子线路和低频电子线路、微波技术与天线、光纤通信、卫星通信、移动通信、数字程控交换原理等网络工程专业不开或涉及较浅的课程。而网络工程专业则注重ip层以上的网络高层协议及软件的开发和应用，重点涉及的课程有网络工程、网络协议分析、网络编程、网络管理、网络安全、internet技术[3]等通信工程专业涉及较少的课程。可以说，通信工程专业通常着重于电信或广电等公共网络平台的建设与管理，而网络工程专业则相对偏重于互联网、企业网、专用网、ip网以及接入网络的开发、管理及应用平台的建设和维护。因此，网络工程专业的通信类课程应以基本概念、工作原理、关键技术的教学为重点，以满足网络类系列课程的教学要求为目标，而将复杂的电磁或信号处理等理论分析内容加以精简。有所为，有所不为，以体现专业特色。
4)课程实验和课程设计的偏重点也不同。通常，通信工程专业将电子系统课程设计、DSp系统课程设计、通信原理课程设计以及通信工程综合课程设计等作为重点的课程设计内容。而网络工程专业关注的课程内容有组网工程课程设计、网络协议或应用软件开发课程设计、网络管理课程设计、网络攻防课程设计等[4]。这也说明了两类专业的毕业生将来要走向的工作岗位有所不同。因此，网络工程专业的实验教学也应与课程教学一样有所侧重。
最后，通信工程专业发展历史悠久，教学内容也相对集中、稳定和成熟(信息与通信工程为一级学科)。而网络工程专业则是个新兴且正在发展中的专业，涉及的知识面较广，内容较多、较新，工程性也相对较强，不但涉及网络设备或系统软、硬件的开发，还涉及网络系统的集成、运营、管理、测试、性能分析、安全等技术内容。因此，网络工程专业如何设计好自己的通信类课程体系，既要重点突出，又要适应面广，是一个非常值得探讨的问题。
3通信类系列课程的设置建议
综上所述，由于两个专业的关注点不同，因此，在网络工程专业的课程体系中开设有关通信方面的课程，应对准网络工程专业的培养目标，以够用和满足网络后续课程的学习和网络系统的研发为原则，以理解并掌握基本的通信理论、概念和工作原理并熟悉现代各种通信网络关键技术为要求，以通信类课程能否支撑网络类课程的学习和工程实践，打下坚实的基础为衡量准则。
3.1通信类专业基础课设置
在通信类专业基础课方面，可开设信号分析与处理和数据通信原理两门课程。其中信号分析与处理课程应涵盖信号与系统的大部内容和数字信号处理的部分内容。其主要知识单元应包括信号分析与处理的基本概念，连续信号分析(时域、频域、复频域)，离散信号分析(时域、频域、复频域)，信号处理基础，模拟和数字滤波器，信号分析与处理的matLaB实现等内容。数据通信原理课程来源于通信工程专业的通信原理课程，主要简化了模拟通信原理的有关概念和技术。其主要内容应涵盖数据通信的基本概念(信号、噪声、信道和性能指标等)，信源编码，信道编码，基带传输，频带传输，同步等主要知识单元。另外，还可在这两门课程中适当增加随机信号分析与处理基础方面的章节。教师可根据各高校特点及目标定位来设置两门课程具体的教学知识点。
3.2通信类专业课设置
在通信类专业课方面，应使学生了解和掌握现代信息社会各种常见通信网络(光纤通信网、数字程控交换网、宽带ip网络、微波和卫星通信网、移动通信网以及各种接入网等)的基本特点，协议，工作原理，关键技术以及组网和应用方面的内容。保证学生今后无论是进行核心网络还是接入网络、有线网路还是无线网络、电信网络还是ip网络的规划、设计、
运营和软硬件开发，都能具备足够的通信知识背景，并快速了解和熟悉工作环境和岗位要求。
说到具体内容，可开设现代通信网络(可涵盖数字程控交换网、光纤通信网、宽带ip网络、智能网、nGn网等)，无线通信与网络(可涵盖无线通信和无线信道方面的基本概念和理论、移动通信网、微波通信和卫星通信等)，接入网技术(可涵盖以太接入、xDSL网、HFC网、各种无线接入网)等3门左右的课程。在教学过程中，可简化一些理论性强、学生学习枯燥的内容(通信工程专业可能侧重的内容)。如何确定专业必修课、选修课以及选定教材、内容和知识点，各高校可灵活掌握，有条件的院校还可开设无线传感器网、物联网等新的通信技术课程。
4结语
网络工程专业横跨电子、通信以及计算机专业领域。虽然建设的时间不长，但发展很快。它与通信工程专业既有共同点也有明显的区别，其通信类专业课程主要来源于通信工程专业的有关课程。如何根据网络工程专业的培养目标来进行取舍，是一个值得探讨的问题。本文在对网络工程专业课程体系进行分类以及对网络工程专业和通信工程专业特点进行比对的基础上，给出了开设网络工程专业通信类系列课程的想法和建议，有待于在今后的教学实践中进一步丰富与完善。
参考文献：
[1]毛羽刚,徐明.网络工程专业调查及思考[J].计算机工程与科学,2010,32(增刊1):60-61.
[2]曹介南,徐明.关于增设网络技术(nt)二级学科的雏议[J].计算机工程与科学,2010,32(增刊1):76-77.
[3]逢焕利,常欣等.网络工程专业课程体系建设研究[J].计算机工程与科学,2010,32(增刊1):78-79.
[4]胡山泉,高守平,于芳.应用型网络工程本科专业知识体系建设初探[J].计算机教育,2009(12):88-89.
establishmentofCommunicationSerialCoursesinnetworkengineering
maoYu-gang,CaoJie-nan,XUming
(Departmentofnetworkengineering,SchoolofComputerScience,nationalUniversityofDefensetechnology,Changsha410073,China)
无线网络的基本原理篇9
关键词：无线网桥；视频监控；有线局域网；无线宽带
中图分类号：tn92-34文献标识码：a
文章编号：1004-373X(2011)17-0047-04
ResearchandapplicationofwirelessBridgeinVideoSurveillance
ZHanGwei,Xiaowen-bin,YanLi
(ShanxielectricpowerCompany,taiyuan030001,China)
abstract：tomeetthevideosurveillancedemandofcapitalsceneinbadcondition,amethodofconnectingwiredLantowirelessLanbyusingwirelessbridgeworkedin5.8GHzisintroduced,thefarendvideomonitorisrealizedbyusingthepeer-to-peertransmissiontechnologyandvideocompressioncodestandardmpeG-4,thewiredequivalentprivacyalgorithmisusedtoencryptvideosignalby128bittoensurethetransmissionofvideodatawithfluency,highdefinitionandsafety.atlast,thehardwareimplementationofthesystemisdiscussed.theresultsofsimulationandtestingindicatethatthesystemhasadvantagessuchasflexiblemovement,highspeed,highstabilityandsoon.
Keywords：wirelessbridge;videosurveillance;wiredLan;wLan
0引言
目前电力系统基建项目繁多，除了加强组织措施管理外，利用先进的技术手段，实现作业现场的视频监控，更有效地发挥指导监督的作用，是当前安全管理工作的紧迫任务。
基建站点在初期建设时，通常由于现场条件比较恶劣，数据传输通道条件不具备，从而导致传统视频监控设备无法使用。5.8GHz无线宽带接入方式可以很好地解决这一难题，它设备成本低、安装容易、空间接入速率高，完全能够满足图像、数据同时传送的要求，为此，设计了5.8GHz无线系统来满足基建现场视频监控需求，一方面将无线接入作为有线接入的重要补充和应急备份，另一方面也想以此为试点，为基建站点大规模推广应用并完成原实际物理通道方式向可移动、无线方式转变的数字化进程提供实践经验。
目前，基于城域网标准ieee802.11a开发的无线宽带接入技术日趋成熟，工作在5.8GHz频段的高速无线以太网桥支持点对点和点对多点的网络结构，空中速率高达108mb/s，通信距离可达50km，完全能够满足一般图像、数据的传输要求［1］。由于采用专用加密技术和多种调制选择，信号具有抗干扰能力强、保密性强和稳定性好的优点。此外，它还融合了无线接入与骨干网连接的功能，可通过web界面进行远程管理。本文介绍的无线系统正是工作在5.8GHz频段的高速无线以太网桥，它为实现基建现场视频监控的数字化和网络化提供了无线桥梁，通过将先进的mpeG-4视频图像压缩技术与无线技术结合，在基建现场开发了无线图像监控系统，实现了视频的高速无线传输。
1无线网桥基本概念
从作用上来理解无线网桥，它是一个将无线局域网段与有线局域网段联结起来的maC层互连设备，可以用于连接两个或多个独立的网段，这些独立的网段通常位于相距几百米到几十千米之内不同的建筑或地点［2］。无线网桥主要用途有以下几个方面:
扩展网络若两个网络受到地理位置的影响而被隔离开来，这个距离如果在无线网桥的传输范围之内，可以考虑使用无线网桥将这两个局域网连接起来。
提高网络的安全性通过对网桥进行配置，建立不同的安全级别的用户可以防止未授权的用户访问网络，从未而提高网络通信的安全性。
提高网络的通信性能局域网或者广域网的性能将随着网络设备数目的增加而降低，如果使用网桥将无线局域网分段，限制某些网段的信息流量，可以防止有缺陷的站点不断输出无用的信息流，通过调整局域网的网内通信量和网外通信量，可以减少不必要的网络拥塞。
无线网桥有三种工作方式，点对点、点对多点、中继连接，特别适用于城市中的远距离通信。同时，根据协议不同，无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11G以及采用5.8GHz频段的802.11a无线网桥。无线网桥通常用于室外，在无高大障碍(山峰或建筑)阻隔的条件下，适用于速组网和野外作业的临时组网。无线网桥具有功率大，传输距离远(最大可达约50km)，抗干扰能力强等特点，一般不自带天线，配备抛物面天线实现长距离的点对点连接，作用距离取决于环境和天线，┮欢27dBi的定向天线可以实现10km的点对点互连，12dBi的定向天线可以实现2km的点对点互连［3-4］。
无线网桥是无线射频技术和有线技术相结合的产物，无线网桥可以无缝地将相隔远至数十千米的局域网络连接在一起，创建统一的网络系统，相对于传统的有线网络连接，无线网桥具备了诸多优势，主要体现在以下几个方面：
(1)架设无线网络无需架线挖沟，线路开通速度快。可以随时架设，随时增加链路，安装、扩容方便。而有线网络铺设须挖沟，受地势影响，不能任意铺设，且建设工期长。在电力系统基建工程现场，此优势体现的尤其明显。
(2)一般有线网络连接的质量会随着线路的扩展而急剧下降，而对于点对点的无线桥接方式，数十千米内几乎没有影响。
(3)无线网络连接方式可根据需求灵活定制。
(4)有线链路的维护需沿线路检查，出现故障时，一般很难及时找出故障点，而无线桥接通信只需维护无线网桥设备，出现故障时则能快速找出原因，恢复线路正常运行。
(5)无线桥接网络可以迅速(数十分钟内)组建起通信链路，实现临时、应急、抗灾通信的目的，而有线网络连接则需要较长的时间。
综上所述，无线桥接通信在可靠性、可用性和抗毁性等很多方面超出了传统的有线网络连接方式，尤其在一些特殊的地理环境下，更是体现出了其优越性。
2无线局域网与有线局域网互连的系统结构
目前,局域网正朝着两个方向发展：一是提高传输速率。在此基础上，FDDi光纤分布式数据接口、快速以太网、atm局域网等方向的快速发展极大地满足了高速率的需求。另一个发展方向就是支持网络终端的可移动性,即发展具有移动计算能力的无线局域网。所谓移动计算,指网络中的站点可以在网中漫游同时保持与网络通信。由于采用的是无线电或红外线作为传输媒体,无线局域网除了保持现有局域网高速率的特点之外,还具有可移动性、组网方便灵活等优点［5］。在实际的应用中往往需要实现有线局域网与无线局域网之间的互连,从而将有线局域网高速可靠的优点与无线局域网的可移动性的优点结合起来。为了实现这种互连,就需要一个网桥,以完成两种局域网之间的数据包的转发与协议转换的功能。
图1给出了无线局域网与有线局域网之间互连的系统结构。其中无线局域网是由多个无线移动终端构成的,其网络的拓扑结构为无中心对等式(peertopeer)结构。无中心拓扑结构网络中的任意两个站点均可直接通信,其媒体访问控制协议maC为ieee802.11中规定的基于分布方式的无线媒体访问控制协议DFwmaC［6］。在信道上的调制方式为直接序列扩频,速率为2mb/s。为了组成无线局域网,各个移动的网络终端配备有无线网络适配卡。
图1中的有线网为一般的以太局域网。其拓扑结构为总线式,采用ieee802.3所描述的CSma/CD总线式媒体访问控制协议。为了实现无线局域网与有线局域网之间的互连,在该以太网上,连接有作为网桥的无线接入点ap(accesspoint)。它是装有特殊的网络适配卡的网络终端,该网络适配卡由有线网络适配卡和无线网络适配卡组合而成,也就是说,它既能够作为无线局域网的一个网络节点,按照ieee802.11协议与无线局域网中的其他无线节点进行通信,同时又作为┮桓鲆蕴网的节点按照ieee802.3协议与以太网中的其他节点进行通信［7］。ap在maC层上对两个局域网的maC帧进行变换和转发；在功能上,ap作为一个网桥将无线Lan与有线Lan互连起来。一方面,ap接收到无线移动终端的数据包并对该数据包按照有线Lan协议进行封装后转发到有线Lan上。同样,它可以将有线Lan上的数据包按照无线Lan的协议要求进行重新封装而转发到无线Lan中。而以太网上的其他节点,作为以太网上的一般网络节点只装有普通的以太网卡。ap的设置位置及数量与系统的实际需要有关,如每个视频监控接入点可以设置一个ap,以负责该区域内的移动节点的接入［8］。
在该系统中,无线局域网Lan中的各个无线移动终端之间可以直接相互通信,而不需要中心站的转接,同时有线Lan中的各个网络节点也可以相互通信。无线Lan与有线Lan之间的联系则是通过连接在有线Lan上的作为无线网桥的ap来实现的。当无线终端需要与有线Lan中的某个节点进行通信或者当有线Lan中的某个节点需要与无线终端进行通信时,需要ap参与来实现数据包的转发。
3基建现场视频监控设计
视频监控系统目前在电力系统变电站应用越来越广泛，在远程监控、调度、防盗、防火等方面发挥了重大作用。但若在基建工程现场采用有线方式进行视频监控系统的组建，常常会遇到施工条件不具备，需深挖沟，工期长，工作量大等困难，而无线方式相对灵活，只需在高处架设无线设备就可实现图像的采集与传输。
基建现场视频监控系统通过在某变电站施工现场临时架构的一套视频监控系统，利用高分辨率一体化摄像机光学套装组件，采用低照度(Low-Light)技术，达到在恶劣的环境下也可以生成高质量的视频图像，其中最重要的是可通过5.8GHz频段的802.11a无线网桥设备，将现有视频监控网络与现场视频监控主机相连，实现了实时现场图像监控、远程控制、视频录像存储、权限分级、日志管理等功能，使领导不用频繁疲惫的往来于各个基建工程现场，通过在电脑上利用简单的web页面浏览便能快速实时了解工程现场的安全生产情况，足不出户就能掌握现场的一切信息；若事故发生，通过视频监控可以快速有效地指导现场的相关工作，实时对变电站施工环境和工作情况进行督导、综合监控、分析查看，有效增强了工程现场综合管理。具体设计如图2所示。
3.1无线网桥
本系统无线网桥选用Karlnet5800系列室外无线网桥，Karlnet5800现场站点、远端站点的设备均由室内单元和室外单元组成。从室内到室外采用一根射频电缆连接，收发并用。现场站点设备Karlnet5800提供一个10/100mb/s网络ip接口，通过网线与视频监控工作站相连。远端站点同样采用10/100mb/s网络ip接口与骨干网相连，实现相互通信。Karlnet5800室外无线网桥是工作在5.1～5.8GHz频段上的高速无线以太网桥(wirelessethernetBridge)，支持点对点(ptp)和点对多点(ptmp)的网络结构。Karlnet5800无线网桥的空中速率高达54mb/s,相当于以太网36mb/s的单向速率；捆绑信道空中速率可达108mb/s。具备天线校准功能和自我诊断能力，有效地解决了无线网络安装中最困难的安装配置问题，使其安装和维护简便易行。Karlnet5800无线网桥具有抗邻区(inter-cell)互扰能力及双向自适应调制能力，能够在8种调制方法中(从BpSK到64Qam)依次调节无线链路质量，不仅优化了频谱利用率，还解决了既定网络环境下的信号衰减问题，从而保证了最高的数据吞吐量，迎合环境的挑战［9］。
3.2视频部分
由于无线传输信道带宽有限，为了提高信道利用率，对图像基带信号采用符合mpeG-4压缩标准的视频压缩技术，减小信号带宽，节省无线资源。由于基建环境恶劣、灰尘多，要求系统结构简单，能长期稳定可靠地工作，为此选用了帕尔高SpectrasRiVSe室外型高速球形摄像机及深圳铁越工业级视频处理单元完成模数转换和压缩，并采用mpeG-4编码方式保证高速率传输。通过同轴电缆，前端摄像头将视频图像以模拟方式传送到视频编码器，在编码器内部采用mpeG-4编码方式进行视频压缩，通过信号压缩将模拟信号转换成数字信号，再通过以太网传送到无线网桥传输子系统中。
3.3网络管理
系统的网络管理采用基于pC平台的本地网管系统，它可直接通过数据网与基建现场相连，及时完成对系统的视频监控、操作维护、性能监测、录像查看等功能，主要用于系统测试、开通及现场查看，可在本地或远端对设备进行管理。通过Karlnet5800无线网桥专用网管软件及铁越视频处理单元网管软件iVp4006/S，将无线接入网与数据骨干网连接，可通过web界面进行远程管理，真正实现系统的多功能性与高效性。
3.4网络安全
网络安全涉及信息资源的保护、防止丢失、破坏和盗用。此套无线网络系统的安全解决方案采用了一种无线局域网数据流的安全方法，即有线对等加密(wep)技术。wep是一种对称加密算法，加密和解密的密钥及算法相同。wep的工作原理如下:
(1)接入控制:通过检验wep密钥防止未授权用户接入网络；
(2)加密:通过只允许有正确wep密钥的用户解密来解析数据流。
在这次系统设计中，根据网络设计，采用wep128位加密方式，进一步提高了视频信号的安全性。
4结语
由于基建现场在工程建设期间环境恶劣，在不适合敷设通信线缆的条件下，本文提出的采用无线网桥方式进行现场视频监控，可以节省大量建设和维护费用，而且移动灵活，能快速满足省视频监控系统对图像及数据传输的需求，经测试，此套系统无线传输带宽可达到26mHz，信号增益可达到20dB以上，很好地满足了各项需求。无线技术作为有线技术的有益补充，代表了宽带技术新的不可忽视的发展趋势。它在市场需求的驱动下正在日益走向成熟，相信在不久的将来会得到更广泛的应用。
参考文献
［1］曾华.5.8GHz无线宽带接入技术在工业监控领域的应用［J］.电信快报,2005(10):17-19.
［2］明亮,谢桂海,齐子元.基于无线网的远程视频智能监控系统［J］.计算机工程,2007,33(5):266-268.
［3］彭伟军,宋文涛,罗汉文.无线网桥的设计与实现［J］.计算机工程,2000,26(5):47-49.
［4］范海英.无线网桥的应用和安全［J］.科技信息,2010(9):48.
［5］曹恒,梅凯,姜崇,等.基于无线网桥的远程数据采集实时状态监测系统［J］.仪表技术与传感器,2010(6):44-47.
［6］陈伟.基于ip无线视频监控系统的设计与应用［J］.福建电脑,2010(9):101-103.
［7］waLLaCeRobert.wirelessbridgeforabroadbandnetwork[J].UnitedStatepatent,2004,11:64-65.
［8］meSSieRa,RoBinSonJ,paHLaVanK.perfor-mancemonitoringofawirelesscampusareanetwork[J].LocalComputernetworks,1997,22:232-238.
［9］iZaDpanaHH.amillimeterwavebroadbandwirelessaccesstechnologydemonstratorforthenextgenerationinternetnetworkreachextension[J].Communicationsmagazine,2002,39(9):140-145.
［10］邹海亮.无线网桥技术在电力高压线路监测中的应用［J］.科技情报开发与经济,2010(15):210-212.
作者简介：
张巍男，1983年出生，山西太原人，助理工程师。主要研究方向为通信网络等。
无线网络的基本原理篇10
关键词：无线局域网；网络优化；性能
中图分类号：tn925.93文献标识码：a文章编号：1007-9599(2012)10-0000-02
通常计算机组网的传输介质主要是铜缆或光缆，以构成有线局域网。但有线网络有很多缺点，在某些场合要受到布线的限制，例如，布线、改线工作量大，线路容易损坏，网络中的各个节点不可移动等。特别是在要把距离较远的节点连接起来时，敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长，对正在迅速扩大的组网需求形成了严重的瓶颈阻塞。于是人们开发出无线局域网(wirelesslocalareanetwork，wLan)，可以有效地解决这些问题。
一、无线局域网的发展
（一）无线局域网概述
无线局域网(mLan)是利用无线信道，采用无线连接的方式所形成的局域网，是移动通信领域最具发展前景的方向之一，它既可以解决公用移动通信网传输速率低，又能避免固定传输网络的不灵活性，因而在近几年获得了巨大的发展。这类研究计划的突出特点是传输速率高，支持移动或多点接入，支持低速或者静止用户，在高度信息化的小区实现灵活的网络配置。作为蜂窝技术的补充，它通过微蜂窝、微微蜂窝和极小蜂窝的结构填补特殊的区域，完成人们对移动电话通信多层次的需要，并提高有限频率谱的利用率。无线局域网的发展速度相当快，往往只需几年的时间，有线通信网的传输速度就能够在无线局域网上得以实现。
（二）无线局域网的发展
目前，支持2mbit/s以上用户传输速率的系统已经相当成熟；速率在40mbit/s甚至80mbit/s的系统实验已经在加拿大、美国、欧洲、日本等国家的专门实验室展开。研究的范围从无线电设计、物理层实现、媒体接入控制(mediaaccessControl，maC)技术直至网络对无线多媒体业务的支持。根据技术发展趋势和研究情况，在未来10年左右的时间里，为用户提供高达1Gbit/s速率的系统也是可能的(覆盖区域可能很小或波束很窄)。正是这样的发展速度刺激了今天无线网络快速的发展和应用。将来的高速mLan的应用范围就如同今天的有线局域网一样相当广泛。然而无线网的灵活性是有线网所不能相比的；而且，有线Lan在升级和维护方面的费用比起无线网来是惊人的高，一旦用户需要在原网络上添加、减少或者做任何改变，特别是涉及到重新布线的时候，用户不光要付出经济上的代价，实施起来也相当的不容易。因此，在钢筋混凝土类建筑、写字楼、博物馆、制造场地、会议厅、许多短期网络应用项目、流动工作支持项目等业务、地点和场所，都成为mLan的重要应用领域。目前，为支持无线高速局域网的发展，已经有两个标准在积极的制定和完善之中，它们是ieee802.1l和HipeRLan。我国作为移动电话通信应用的大国，应该有志于成为移动电话通信研究和设备制造的大国。为此目标，建立自己的无线高速局域网(wGJ)的标准是非常重要的。可以预计，无线高速局域网的市场价值有可能超过移动通信公众网，并成为整个全球网的最重要的组成部分之一。
二、无线局域网网络优化的要求
无线网络已经发展成为世界范围内人们日常生活中最重要的通信基础设施。在过去的十几年内，蜂窝移动电话的使用获得空前普及。在不少国家，移动电话的渗透率接近饱和。随着各个管理部门在行业中强行引入竞争，无线服务成本大量下降，已经成为了一种商品服务。当前，由于电信运营商需要提高每用户平均收益(aRpU)，或者至少维持现有水平，廉价的无线通话时长稳步增长。此外，新业务不断引入，其中不少业务要求较高的吞吐量，这些都增加了网络负载。虽然无线通信网络越来越成熟，但是鉴于以下原因，网络优化的工作量反而不一定减少：
持续地要求改善网络性能的驱动力：随着无线业务在多种场合不断替代有线业务，用户正期待获得与有线业务一样的覆盖(尤其室内)和连接质量。
用户行为的改变：新业务的引入给电信网络基础设施带来了额外的压力，要求付出更多的优化努力。
节约成本：通信价格的不断下降迫使电信运营商降低网络建设成本(CapeX)和运维成本(opeX)，这包括网络基础设施投入和人工开支两个方面。如此这样，就可以理解为使用更少的优化工程师或者更少的合格人才。
受规章制度和管理许可的影响：在大多数国家中，越来越限制蜂窝基站的站址位置和发射功率；通常，基站只能部署在城市的周边，这就增加了网络优化的复杂性，尤其是基于CDma技术的无线通信网络优化。