无线网络与应用技术

出版时间：2013-7  出版社：清华大学出版社  

内容概要

本书从介绍无线网络技术知识开始，详细介绍无线网络基础、无线网络标准、MAC 介质访问控制层
的有关内容、无线局域网物理层、无线网络接入技术、无线网络的安全问题，从无线网络施工技术的务实
角度，详解无线网络组网设备施工安装技术、无线网络组网解决方案、无线网络故障诊断与排除等有关问
题，可使读者对无线网络技术有全面系统地认识。
本书适合网络工程技术人员、网络管理人员、无线网络工程的初学者阅读；也可作为无线网络工程培
训班，开设无线网络课程的大专院校，高等院校通信类、信息类、电子类专业的教材或参考书。

书籍目录

目 录
第1章 无线网络基础...................................................................................................... 1
1.1 无线网络概述....................................................................................................................... 1
1.1.1 无线局域网............................................................................................................... 5
1.1.2 无线网络的发展过程............................................................................................... 7
1.1.3 无线网络技术发展的4 个阶段............................................................................... 8
1.1.4 3G............................................................................................................................ 12
1.1.5 4G............................................................................................................................ 22
1.1.6 无线城市................................................................................................................. 26
1.1.7 无线网格网............................................................................................................. 26
1.1.8 移动云计算............................................................................................................. 30
1.2 无线网络的拓扑结构......................................................................................................... 33
1.3 无线网络的传输介质......................................................................................................... 35
1.4 无线网络的体系结构......................................................................................................... 37
1.4.1 IEEE802.11 标准的协议体系结构........................................................................ 37
1.4.2 无线ATM技术的体系结构.................................................................................. 38
1.4.3 HiperLAN-1技术的体系结构............................................................................... 43
1.4.4 HiperLAN-2技术的体系结构............................................................................... 45
1.4.5 蓝牙技术的体系与体系结构................................................................................. 49
1.4.6 无线社区网的体系结构......................................................................................... 55
第2章 无线网络标准.................................................................................................... 57
2.1 IEEE802.11 系列标准........................................................................................................ 57
2.1.1 IEEE802.11 标准的重要技术规定........................................................................ 57
2.1.2 IEEE802.11 家族.................................................................................................... 58
2.1.3 IEEE802.11 提供的服务........................................................................................ 61
2.1.4 IEEE802.11 的具体特征........................................................................................ 63
2.1.5 IEEE802.11 拓朴结构............................................................................................ 63
2.1.6 IEEE802.11 逻辑结构............................................................................................ 64
2.1.7 IEEE802.11 任务组和工作组................................................................................ 64
2.1.8 IEEE802.11a标准.................................................................................................. 67
2.1.9 IEEE802.11b........................................................................................................... 73
2.1.10 IEEE802.11g 标准................................................................................................ 74
2.1.11 三大标准的前途与安全性................................................................................... 75
2.1.12 无线局域网标准的性能比较............................................................................... 76
2.2 无线局域网HiperLAN-2标准.......................................................................................... 77
2.2.1 HiperLAN-2系统特点........................................................................................... 78
2.2.2 协议体系结构......................................................................................................... 79
2.3 IEEE802.15 系列标准........................................................................................................ 82
2.3.1 IEEE802.15 系列标准概述.................................................................................... 82
2.3.2 IEEE802.15.3a 的UWB......................................................................................... 83
2.3.3 IEEE802.15.4标准................................................................................................. 85
2.4 IEEE802.16 系列标准........................................................................................................ 92
2.4.1 IEEE802.16 家族.................................................................................................... 92
2.4.2 IEEE802.16 的接入................................................................................................ 96
2.4.3 宽带无线接入城域网的架构和应用..................................................................... 98
2.4.4 全球微波互联接入................................................................................................. 99
2.5 IEEE802.20 标准............................................................................................................... 103
2.5.1 IEEE802.20 标准的进展...................................................................................... 103
2.5.2 IEEE802.20 标准的研究点和要求...................................................................... 104
2.5.3 IEEE802.20 标准的系统性能指标和纯IP架构................................................ 105
2.5.4 主要无线通信标准............................................................................................... 106
2.5.5 IEEE802.20 系统预期性能指标.......................................................................... 106
2.5.6 IEEE802.20 协议模型.......................................................................................... 107
2.5.7 IEEE802.20 基于IP 的协议栈............................................................................ 108
2.5.8 IEEE802.20 与其他技术的关系.......................................................................... 108
第3章 MAC 介质访问控制层......................................................................................111
3.1 MAC功能......................................................................................................................... 111
3.1.1 无线介质访问....................................................................................................... 111
3.1.2 网络连接............................................................................................................... 114
3.1.3 提供数据验证和保密........................................................................................... 114
3.2 MAC帧结构..................................................................................................................... 117
3.3 MAC帧控制字段............................................................................................................. 118
3.4 MAC帧的类型................................................................................................................. 121
3.4.1 管理帧................................................................................................................... 121
3.4.2 控制帧................................................................................................................... 125
3.4.3 数据帧................................................................................................................... 127
第4章 无线局域网物理层........................................................................................... 129
4.1 物理层结构组成............................................................................................................... 129
4.2 物理层操作原语与功能................................................................................................... 130
4.2.1 物理层服务原语................................................................................................... 130
4.2.2 载波监听功能....................................................................................................... 131
4.2.3 传送功能............................................................................................................... 132
4.2.4 接收功能............................................................................................................... 132
4.3 跳频扩频（FHSS）物理接口.......................................................................................... 132
4.3.1 跳频扩频的特性................................................................................................... 132
4.3.2 FHSS 物理层会聚过程........................................................................................ 133
4.3.3 FHSS 物理介质依赖接口子层............................................................................ 134
4.4 直序扩频（DSSS）物理接口.......................................................................................... 136
4.4.1 DSSS 物理层会聚过程........................................................................................ 136
4.4.2 DSSS 物理介质依赖的接口子层........................................................................ 137
4.5 红外线（IR）物理接口................................................................................................... 139
4.5.1 IR 物理层会聚过程.............................................................................................. 139
4.5.2 IR 物理介质依赖接口子层.................................................................................. 140
第5章 无线网络接入技术........................................................................................... 141
5.1 无线接入技术................................................................................................................... 141
5.1.1 无线接入系统的结构........................................................................................... 141
5.1.2 无线接入技术的特点........................................................................................... 143
5.1.3 无线接入技术分类............................................................................................... 143
5.1.4 无线接入系统的接口........................................................................................... 144
5.1.5 无线接入的频率资源........................................................................................... 145
5.1.6 无线接入的频谱划分........................................................................................... 150
5.1.7 无线电波的衰减................................................................................................... 151
5.2 固定无线接入技术........................................................................................................... 152
5.3 无线联网方式所使用的技术........................................................................................... 155
5.3.1 全球移动通信系统GSM接入技术.................................................................... 155
5.3.2 码分多址CDMA接入技术................................................................................. 157
5.3.3 通用无线分组业务GPRS接入技术................................................................... 157
5.3.4 宽带WCDMA接入技术..................................................................................... 158
5.3.5 分组数据交换CDPD接入技术.......................................................................... 159
5.3.6 固定宽带无线接入（MMDS/LMDS）技术...................................................... 159
5.3.7 数字直播卫星接入技术....................................................................................... 160
5.3.8 蓝牙技术............................................................................................................... 160
5.3.9 Home RF 技术...................................................................................................... 161
5.3.10 3G 通信技术....................................................................................................... 161
5.3.11 4G 通信技术....................................................................................................... 161
5.3.12 无线网络接入技术............................................................................................. 162
5.3.13 无线红外光接入系统......................................................................................... 162
第6章 无线网络的安全问题....................................................................................... 164
6.1 无线网络中的安全缺陷................................................................................................... 164
6.1.1 数据传输的安全缺陷........................................................................................... 164
6.1.2 身份认证WEP的安全缺陷................................................................................ 164
6.1.3 SSID 的安全缺陷................................................................................................. 165
6.1.4 数据加密DES的安全缺陷................................................................................. 165
6.1.5 无线网络的安全威胁........................................................................................... 166
6.2 无线网络的其他安全问题............................................................................................... 168
6.2.1 无线网络信号干扰............................................................................................... 168
6.2.2 系统的兼容性....................................................................................................... 169
6.2.3 网络安全............................................................................................................... 169
6.2.4 连接问题............................................................................................................... 169
6.2.5 健康危害问题....................................................................................................... 169
6.3 无线网络安全性研究....................................................................................................... 170
6.3.1 目前已有的机制................................................................................................... 170
6.3.2 分层式混合网络................................................................................................... 170
6.3.3 分层式混合网中的安全通信............................................................................... 171
6.3.4 支持安全移动性协议........................................................................................... 172
6.3.5 IEEE802.11i安全机制进行的改进..................................................................... 173
6.3.6 中国制定的WLAN国际标准WAPI ................................................................. 175
6.4 确保无线网络安全问题的解决方案............................................................................... 178
6.4.1 解决无线网络安全问题的8要素....................................................................... 178
6.4.2 解决无线网络安全问题8 种做法不要有........................................................... 181
第7章 无线网络组网设备施工安装技术..................................................................... 183
7.1 无线网卡安装技术........................................................................................................... 183
7.1.1 无线网卡分类....................................................................................................... 183
7.1.2 无线网卡的接口类型........................................................................................... 184
7.1.3 无线网卡的重要参数........................................................................................... 186
7.1.4 无线网卡安装技术............................................................................................... 187
7.2 无线接入点安装技术....................................................................................................... 191
7.2.1 无线接入点概述................................................................................................... 191
7.2.2 无线AP的组网................................................................................................... 193
7.2.3 无线AP的安装技术........................................................................................... 193
7.3 无线网桥........................................................................................................................... 200
7.3.1 无线网桥的技术实现与标准............................................................................... 201
7.3.2 无线网桥的连接方式........................................................................................... 202
7.3.3 远距离多点无线网桥........................................................................................... 203
7.3.4 无线网桥和无线AP的区别............................................................................... 205
7.4 无线路由器安装技术....................................................................................................... 206
7.4.1 无线路由器概述................................................................................................... 206
7.4.2 无线路由器的安装技术....................................................................................... 209
7.4.3 无线路由器的设置............................................................................................... 210
7.5 无线交换机....................................................................................................................... 214
7.6 无线网关安装技术........................................................................................................... 215
7.7 无线调制解调器安装技术............................................................................................... 226
7.7.1 无线调制解调器概述........................................................................................... 226
7.7.2 无线E1/T1调制解调器....................................................................................... 228
7.7.3 无线调制解调器的传输信道和接口................................................................... 231
7.7.4 无线调制解调器的安装技术............................................................................... 232
7.8 无线天线安装技术........................................................................................................... 233
7.8.1 无线天线概述....................................................................................................... 233
7.8.2 无线天线参数....................................................................................................... 237
7.8.3 无线天线类型....................................................................................................... 239
7.8.4 无线天线安装技术............................................................................................... 242
第8章 无线网络组网解决方案................................................................................... 249
8.1 无线连接解决方案概述................................................................................................... 249
8.1.1 无线连接的形式................................................................................................... 250
8.1.2 户外无线连接综述............................................................................................... 253
8.1.3 天线、馈线和避雷器的综述............................................................................... 253
8.1.4 额外费用............................................................................................................... 255
8.2 朗讯无线联网方案........................................................................................................... 255
8.2.1 IEEE802.11 AP-AP 无线联网方案..................................................................... 255
8.2.2 IEEE802.11 AP-EC无线联网方案..................................................................... 256
8.2.3 IEEE802.11 无线联网方案.................................................................................. 258
8.2.4 IEEE802.11 两分支网联网方案.......................................................................... 259
8.2.5 IEEE802.11 /11M无线联网方案........................................................................ 259
8.2.6 IEEE802.11 AP-AP 2M 无线联网方案............................................................... 260
8.3 某公司无线联网方案....................................................................................................... 263
8.3.1 室内系列............................................................................................................... 264
8.3.2 无线组网安全性能............................................................................................... 265
8.3.3 无线联网和有线联网的比较............................................................................... 265
8.4 网件无线网解决方案....................................................................................................... 266
8.4.1 临时性现场无线网络解决方案........................................................................... 266
8.4.2 家庭（SOHO一族）无线网络解决方案........................................................... 267
8.4.3 中小型办公室无线网络解决方案....................................................................... 268
第9章 无线网络故障诊断与排除................................................................................ 269
9.1 无线网络故障诊断与排除方法....................................................................................... 269
9.2 无线网桥故障现象和解决方法....................................................................................... 271
9.3 无线网卡故障诊断与排除方法....................................................................................... 274
9.4 无线交换机故障诊断与排除方法................................................................................... 278
9.4.1 交换机故障的分类............................................................................................... 278
9.4.2 交换机故障查找排除方法................................................................................... 279
9.4.3 交换机子系统故障诊断与排除........................................................................... 280
9.4.4 交换机工作和使用故障诊断与排除................................................................... 282
9.5 无线路由器故障诊断与排除方法................................................................................... 286
9.5.1 路由器故障诊断概述........................................................................................... 286
9.5.2 路由器常见的故障现象....................................................................................... 287
9.5.3 路由器硬件故障................................................................................................... 298
第10章 无线网络的有关问题..................................................................................... 300
10.1 无线电频率划分和波段的命名..................................................................................... 300
10.1.1 频谱、频带、频率、波段和频段..................................................................... 300
10.1.2 无线电频率的划分、分配和指配..................................................................... 303
10.1.3 无线电频率区域划分......................................................................................... 305
10.1.4 无线电频谱频带（频段）划分......................................................................... 306
10.2 无线电频率管制规定、划分规定和要求..................................................................... 307
10.2.1 无线电频率管制规定......................................................................................... 307
10.2.2 我国无线电频率划分规定................................................................................. 308
10.2.3 我国无线电频率划分范围................................................................................. 308
10.2.4 最大杂散域发射功率限值要求...................................................... 309
10.2.5 固定业务参考测量带宽规定值......................................................................... 310
10.2.6 卫星业务涉及的频段......................................................................................... 311
10.3 频谱管理......................................................................................................................... 312
10.3.1 频谱管理的重要性............................................................................................. 312
10.3.2 无线电管理体系................................................................................................. 315
10.3.3 频谱管理职责..................................................................................................... 316
10.3.4 无线电频率管理原则......................................................................................... 316
10.3.5 频谱管理主要内容............................................................................................. 317
10.4 无线接入系统使用频率的有关问题............................................................................. 324
10.4.1 3400MHz~3600MHz 频段无线接入................................................................. 324
10.4.2 2.4 GHz 频段有关问题...................................................................................... 325
10.4.3 5.8GHz 频段主要技术指标............................................................................... 325
10.4.4 800MHz CDMA系统基站和直放机杂散发射限值与900MHz 频段GSM
系统邻频共用设台要求..................................................................................... 326
10.4.5 800/900MHz 频段射频识别（RFID）技术..................................................... 329
10.5 三网融合的问题............................................................................................................. 330
10.6 有线网络与无线网络的比较......................................................................................... 332
10.7 无线产品的选择原则..................................................................................................... 333
10.8 无线网络产品的选择要素............................................................................................. 334
10.9 有线网络与无线网络连接............................................................................................. 338
10.10 手机上网....................................................................................................................... 339
10.11 HiperLAN/2的协议结构.............................................................................................. 340
附录A 词汇与缩略语.................................................................................................. 345
附录B NETGEAR实验.............................................................................................. 372
附录C VPN 上机实验................................................................................................. 377