无线网络技术及其发展

时间：2022-03-11 14:47:49 网络技术我要投稿

无线网络技术及其发展

　　无线网络的发展是伴随着计算机技术的进步走到今天的。下面小编为大家搜索整理了关于无线网络技术及其发展，欢迎参考阅读，希望对大家有所帮助!

　　一、作业区无线网络技术简介

　　1、作业区无线网络需求分析

　　作业区绝大多数单位已拥有的有线网络只能提供固定而有线的网络信息点，而作业区部分采气作业区距离厂区较远，有线网络建设周期费用较大，职工移动办公设备越来越多、临时性活动较多，灵活性较大，有线局域网无法满足员工随时随地共享网络资源的需要，所以很有必要使用无线局域网技术对原有的有线网络进一步扩充，从而无线网络正式顺应了智能化气田建设的前进步伐。

　　2、无线网络系统设计

　　作业区在新疆油田公司无线局域网络项目中共涉及4个站点，包括一个中心站点，3个客户站点。

　　中心站安装了三台无线网桥，使用三面1200，增益为16dBm的扇区天线，共同围成3600的全向覆盖;三个客户站各安装一台无线网桥，使用一面增益为24dBm的栅格天线。

　　3、无线网关键技术

　　微蜂窝覆盖及漫游。对于办公楼、会议培训、宿舍等场所，无线微蜂窝覆盖是最有效简洁的解决方案。由于每个AP的发射功率均又严格控制，同时，安装再室内的AP会受建筑物本身的影响，因此采用了多个AP进行合理分布和配置，扩大覆盖区域。

　　无线网桥。无线网络除了覆盖应用以外，无线桥接是另一项重要的应用。利用无线桥接设备，为多个独立的局域网络建立空中连接。作业区无线网桥选用cisco的1310G型号，实现生产站区的基本数据快速传输和查询，使数据存储、备份更加安全。

　　二、无线网络的发展

　　1、无线网络的应用

　　无线网络技术的发展最终需要在应用层面上得到用户的充分认可。时至今日，无线传输标准可谓百家争鸣，除了最容易想到的无线局域网，用户也将能在不同的领域应用这些新技术，包括硬件设备与应用软件两方面。目前，有三种方式可供选择。红外线无线传输利用红外线波段的电磁波来传送数据，通讯距离较短，传输速率最快可达16Mbps。蓝牙有着全球开放的自由频段2.4GHz，有效传输速度为721kb/s，数据传输速度1Mbps，2.0版本的蓝牙技术甚至达到3Mbps。WiFi即“无线相容性认证”，目前已出现多个标准。802.11b标准在理想情况下的传输速率为11Mbps，802.11g标准的理论传输速率也达到54Mbps。但在实际使用环境中，它们的传输速率也只有理论速度的一半左右。无论是红外线无线、蓝牙无线传输，还是WiFi无线技术方式，都有着很高的无线技术含量，并且都运用了自家的独门技术，无线传输的表现能力相当出色。

　　2、无线网络的特征和优势

　　(1)移动性强。无线网络摆脱了有线网络的束缚，可以在网络覆盖的范围内的任何位置上网。无线网络完全支持自由移动，持续连接，实现移动办公。

　　(2)带宽很宽，适合进行大量双向和多向多媒体信息传输。

　　在速度方面，802.11b的传输速度可提供可达11Mbps数据速率，而标准802.11g无线网速提升五倍，其数据传输率将达到54Mbps，充分满足用户对网速的要求.

　　(3)有较高的平安性和较强的灵活性

　　由于采用直接序列扩频、跳频、跳时等一系列无线扩展频谱技术，使得其高度平安可靠;无线网络组网灵活、增加和减少移动主机相当轻易。

　　(4)维护成本低，无线网络尽管在搭建时投入成本高些，但后期维护方便，维护成本比有线网络低50%左右。

　　3、无线网络存在的安全隐患

　　无线网络的出现，极大方便了日常办公。由于无线网络是借助空气作为传输介质的的一种组网模式，具有一定的开放性，无线网络也有一定的安全隐患。在无线网络的实际应用中，安全隐患主要体现在以下几个方面：

　　(1)信息重放。在没有足够的平安防范办法的情况下，是很轻易受到利用非法AP进行的中间人欺骗攻击。中间人攻击则对授权客户端和AP进行双重欺骗，进而对信息进行窃取和篡改。

　　(2)WEP破解。现在互联网上已经很普遍的存在着一些非法程序，能够捕捉位于AP信号覆盖区域内的数据包，收集到足够的WEP弱密钥加密的包，并进行分析以恢复WEP密钥。根据监听无线通信的机器速度、WLAN内发射信号的无线主机数量，最快可以在两个小时内攻破WEP密钥。

　　(3)网络偷听。一般说来，大多数网络通信都是以明文(非加密)格式出现的，这就会使处于无线信号覆盖范围之内的攻击者可以乘机监视并破解(读取)通信。这种威胁已经成为无线局域网面临的最大新问题之一。

　　(4)MAC地址欺骗。通过网络偷听工具获取数据，从而进一步获得AP答应通信的静态地址池，这样不法之徒就能利用MAC地址伪装等手段合理接入网络。

　　(5)拒绝服务。攻击者可能对AP进行泛洪攻击，使AP拒绝服务，这是一种后果最为严重的攻击方式。

　　三、如何保障无线网络的安全

　　为了保护无线网路免于攻击入侵的威胁，主要应该在提高使用的平安性、达成通信数据的保密性、完整性、使用者验证及授权等方面予以改善，实现最基本的平安目的。

　　1、规划天线的放置，掌控信号覆盖范围。要部署封闭的无线访问点，第一步就是合理放置访问点的天线，以便能够限制信号在覆盖区以外的传输距离。最好将天线放在需要覆盖的区域的中心，尽量减少信号泄露到墙外。

　　2、使用WEP，启用无线设备的平安能力。保护无线网络平安的最基础手段是加密，通过简单的设置AP和无线网卡等设备，就可以启用WEP加密。无线加密协议(WEP)是对无线网络上的流量进行加密的一种标准方法。虽然WEP加密本身存在一些漏洞并且比较脆弱，但是仍然可以给非法访问设置不小的障碍，有助于阻挠偶然闯入的黑客。

　　3、变更SSID及禁止SSID广播。服务集标识符(SSID)是无线访问点使用的识别字符串，客户端利用它就能建立连接。对于部署的每个无线访问点而言，要选择独一无二并且很难猜中的SSID。

　　4、禁用DHCP。对无线网络而言，这很有意义。假如采取这项办法，黑客不得不破译用户的IP地址、子网掩码及其它所需的TCP/IP参数。无论黑客怎样利用公司的访问点，他仍需要弄清楚IP地址。

　　5、禁用或改动SNMP设置。假如公司的访问点支持SNMP，要么禁用，要么改变公开及专用的共用字符串。

　　近年来，网络技术取得了巨大的进步。一方面，速率大大提高，可达千兆级。但“接入点的固定和有限”随着“移动办公”日益强烈的需求，有线接入难以为继。同时，众多局域网的互联，使得布线遇到重重困难。无线局域网在这种情况下应运而生，它所提供的`“多点接入”、“点对点中继”(即所谓的mesh技术)为用户提供了一种替代有线的高速解决方案。可以说无线网络的世纪已经到来了。随着802.11g/b等标准的广泛应用，更大、更快、更广成为新一代无线网络的发展趋势。因此，无线接入的商机正在到来，无线网络的明天一片光明。

　　拓展

　　无线传输是指利用无线技术进行数据传输的一种方式。无线传输和有线传输是对应的。随着无线技术的日益发展，无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。无线图像传输作为一个特殊使用方式也逐渐被广大用户看好。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线传输方式，建立被监控点和监控中心之间的连接。无线监控技术已经在现代化交通、运输、水利、航运、铁路、治安、消防、边防检查站、森林防火、公园、景区、厂区、小区、等领域得到了广泛的应用。

　　传输频率

　　无线图像传输系统从应用层面来说分为两大类，一是固定点的图像监控传输系统，二是移动视频图像传输系统。

　　1.固定点的图像监控传输系统

　　固定点的无线图像监控传输系统，主要应用在有线闭路监控不便实现的场合，比如港口码头的监控系统、河流水利的视频和数据监控、森林防火监控系统、城市安全监控、建筑工地等。下面按频段由低到高对不同的图像传输技术进行介绍。

　　1.1--2.4 GHz ISM频段的多种图像传输技术

　　2.4 GHz的图像传输设备采用扩频技术，有跳频和直扩两种工作方式。跳频方式速率较低，吞吐速率在2 Mbit/s左右，抗干扰能力较强，还可采用不同的跳频序列实现同址复用来增加容量。直扩方式有较高的吞吐速率，但抗干扰性能较差，且多套系统同址使用受限制。

　　2.4 GHz图像传输可基于IEEE802.11b协议，传输速率为11 Mbit/s，去掉传输过程中的开销，实际有效速率为5.5-6 Mbit/s左右。后来制订的IEEE802.11g标准，速率上限达到54 Mbit/s，在特殊模式下可达108Mbps,该标准互通性高，点对点可传输几路MPEG-4的压缩图像。

　　应用在2.4 GHz频段的还有蓝牙技术、HomeRF技术、MESH、微蜂窝技术等。随着应用范围的逐渐扩大，2.4 GHZ这个频段处于满负荷工作状态，其速率问题、安全问题、干扰问题值得进一步研究。

　　1.2--3.5 GHz频段的无线接入系统

　　3.5 GHz的无线接入系统是一种点对多点微波通信技术，采用FDD双工方式，用16QAM、64QAM调制方式，基于DOCSOS协议。其工作频段相对较低，电波自由空间损耗小，传播雨衰性能好，接入速率足够高，且设备成本相对较低。该系统具有相对良好的覆盖能力，通常达到5 km～10 km，适合地县市级单位低价位、较大面积覆盖的应用场合;还可与WLAN、LMDS互为补充，形成覆盖面积大小配合、用户密度稀密配合的多层运行的有机互补模式。存在的问题是带宽不足，只有上下行各30 MHz，难以大规模使用。

　　1.3--5.8 GHz WLAN产品

　　5.8 GHz的WLAN产品采用OFDM正交频分复用技术，在此频段的WLAN产品基于IEEE802.11a协议，传输速率可以达到54 Mbit/s，在特殊模式下可达108Mbps。根据WLAN的传输协议，在点对点应用的时候，有效速率为20 Mbit/s;点对六点的情况下，每一路图像的有效传输速率为500 kbit/s左右，也就是说总的传输数据量为3 Mbit/s左右。对于无线图像的传输而言，基本上解决了“高清晰度数字图像在无线网络中的传输”问题，使得大范围采用5.8 GHz频段传输数字化图像成为现实，尤其适用于城市安全监控系统。

　　无线传输设备(10张)

　　ZWD-2422无线高清传输器的工作频率4.9GHz-5.9GHz，当它收到其它RF设备或讯号干扰时能自动调整至适当的频率，所以一般不在5G左右频段的2.4G，3G不会干扰到ZWD-2422的无线高清传输。

　　WLAN传输监控图像，比较成熟的是采用MPEG-4图像压缩技术。这种压缩技术在500 kbit/s速率时，压缩后的图像清晰度可以达到1CIF(352×288像素)～2CIF。在2 Mbit/s的速率情况下，该技术可以传输4CIF（702×576像素，DVD清晰度）清晰度的图像。采用MPEG-4压缩以后的数字化图像，经过无线信道传输，配合相应的软件，很容易实现网络化、智能化的数字化城市安全监控系统。

　　2.4/5.8GHz 基于802.11n的产品，11n产品分为AN和GN分别工作于5.8GHz和2.4GHz，传输速率可达150、300、600Mbps,有效传输速率分别为60、160、300Mbps.随着高清摄像机的发展，这种高带宽的11N模式非常适合高清摄像机的传输。高清摄像机和高带宽无线传输设备的配合会逐渐成为无线视频监控的趋势。

　　1.4--26 GHz频段的宽带固定无线接入系统

　　LMDS系统是典型的26 GHz无线接入系统，采用64QAM、16QAM和QPSK三种调制方式。LMDS具有更大的带宽以及双向数据传输能力，可提供多种宽带交互式数据以及多媒体业务，解决了传统本地环路的瓶颈问题，能够满足高速宽带数据、图像通信以及宽带internet业务的需求。LMDS系统覆盖范围3公里～5公里，适用于城域网。由于世界各国对LMDS的工作频段规划不同，所以其兼容性较差、雨衰性能差，成本也较高。

　　2.移动视频图像传输系统

　　除了对固定点的图像监控的需求外，移动图像传输的需求也相当旺盛。移动视频图像传输，广泛用于公安指挥车、交通事故勘探车、消防武警现场指挥车和海关、油田、矿山、水利、电力、金融、海事，以及其它的紧急、应急指挥系统，主要作用是将现场的实时图像传输回指挥中心，使指挥中心的指挥决策人员如身临其境，提高决策的准确性和及时性，提高工作效率。富士达就移动视频图像传输采用公网和专用技术两种情况作相关介绍。

　　2.1 利用CDMA、GPRS、3G公众移动网络传输图像

　　CDMA无线网络的移动传输技术具有很多优点:保密性好、抗干扰能力强、抗多径衰落、系统容量的配置灵活、建网成本低等。CDMA采用MPEG-4压缩方式，用MPEG-4的CIF格式压缩图像，可以达到每秒2帧左右的速率;如果将图像调整到QCIF格式，则可以达到每秒10帧以上。但是，对于安全防范系统来说，一般采用低传输帧率而保证传输的清晰度，因为只有CIF以上的图像清晰度才可以满足调查取证的需要。如果希望进一步提高现场图像的实时传输速率，一个简单的方案是采用多个CDMA网卡捆绑使用的方式，用来提高无线信道的传输速率。市场上有2～3个网卡捆绑方式的路由器，增加网卡的代价是增加设备成本和使用成本。随着视频压缩技术的不断发展，单个网卡上3～4帧/秒图像传输速率是可以实现的，如果每秒钟可以传输3～4帧CIF格式的图像，可以满足一般移动公共交通设施的安全监控的要求。

　　GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，支持特定的点对点和点对多点服务，以“分组”的形式传送数据。GPRS峰值速率超过100 kbit/s，网络容量只在所需时分配，这种发送方式称为统计复用。GPRS最主要的优势在于永远在线和按流量计费，不用拨号即可随时接入互联网，随时与网络保持联系，资源利用率高。

　　3G技术已经取代GPRS和CDMA逐渐，可以实现的有效速率达384 kbit/s，在网络部署的城区，可以实时传输一路CIF图像，每秒可达到20帧。但需要注意的是，即使速率提高了很多，也不要认为所有的移动交通设施可以同时将图像传输回监控中心，因为同时概念对于公网图像传输来说几乎是不可能的。

　　2.2 用于应急突发事件的专用图像传输技术

　　对于一些应急指挥中心的图像传输系统，往往要求将突发事件现场的图像传输回指挥中心。例如遇到重大自然灾害，水灾、火灾现场，群众的大型集会和重要安全保卫任务现场等。这类应急图像传输系统不宜使用公众网络传输，最好采用专业的移动图像传输设备。但我国对此尚未专门规划频率。可用于移动视频图像传输的技术有以下几种。

　　2.2.1 WiMAX

　　WiMAX是点对多点的宽带无线接入技术，WiMAX采取了动态自适应调制、灵活的系统资源参数及多载波调制等一系列新技术，并兼具较高速率传输能力(可达70 Mbit/s～100 Mbit/s)及较好的QoS与安全控制。WiMAX802.16e覆盖范围可以达到1～3英里，主要定位在移动无线城域网环境。然而802.16e获得足够的全球统一频率存在一定难度，且建设成本和设备价格较高。

　　2.2.2无线网格（MESH）技术

　　无线“网格（MESH）”技术，可以实现较近范围内的高速数据通信。利用2.4 GHz频段，有效带宽可以达到6 Mbit/s，这种技术链路设计简单、组网灵活、维护方便。支持MeshController集中方式管理，终端数据无需配置，自动生成解决方案。支持MeshController热备份链路、自动漫游切换等功能。支持MeshController用户终端集中管理、多种验证方式使系统更安全。支持MeshController用户流量控制功能，可根据用户类型自由分配流量，支持限速，限流量，限制上网时间等功能。

　　对于固定无线图像传输可以采用成本较低的WLAN技术产品；对于移动视频图像传输可以采用公众移动网络或专用无线图像传输技术。希望有更多的同行能再进一步关注无线图像传输问题，以促进该行业的发展。

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