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無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其發(fā)展
無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是伴隨著計算機技術(shù)的進步走到今天的。下面小編為大家搜索整理了關(guān)于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其發(fā)展，歡迎參考閱讀，希望對大家有所幫助!
一、作業(yè)區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡介
1、作業(yè)區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)需求分析
作業(yè)區(qū)絕大多數(shù)單位已擁有的有線網(wǎng)絡(luò)只能提供固定而有線的網(wǎng)絡(luò)信息點，而作業(yè)區(qū)部分采氣作業(yè)區(qū)距離廠區(qū)較遠，有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期費用較大，職工移動辦公設(shè)備越來越多、臨時性活動較多，靈活性較大，有線局域網(wǎng)無法滿足員工隨時隨地共享網(wǎng)絡(luò)資源的需要，所以很有必要使用無線局域網(wǎng)技術(shù)對原有的有線網(wǎng)絡(luò)進一步擴充，從而無線網(wǎng)絡(luò)正式順應(yīng)了智能化氣田建設(shè)的前進步伐。
2、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計
作業(yè)區(qū)在新疆油田公司無線局域網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)橋，使用三面1200，增益為16dBm的扇區(qū)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(wǎng)橋，使用一面增益為24dBm的柵格天線。
3、無線網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
微蜂窩覆蓋及漫游。對于辦公樓、會議培訓(xùn)、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(fā)射功率均又嚴格控制，同時，安裝再室內(nèi)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(qū)域。
無線網(wǎng)橋。無線網(wǎng)絡(luò)除了覆蓋應(yīng)用以外，無線橋接是另一項重要的應(yīng)用。利用無線橋接設(shè)備，為多個獨立的局域網(wǎng)絡(luò)建立空中連接。作業(yè)區(qū)無線網(wǎng)橋選用cisco的1310G型號，實現(xiàn)生產(chǎn)站區(qū)的基本數(shù)據(jù)快速傳輸和查詢，使數(shù)據(jù)存儲、備份更加安全。
二、無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展
1、無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展最終需要在應(yīng)用層面上得到用戶的充分認可。時至今日，無線傳輸標(biāo)準可謂百家爭鳴，除了最容易想到的無線局域網(wǎng)，用戶也將能在不同的領(lǐng)域應(yīng)用這些新技術(shù)，包括硬件設(shè)備與應(yīng)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)傳輸速度1Mbps，2.0版本的藍牙技術(shù)甚至達到3Mbps。WiFi即“無線相容性認證”，目前已出現(xiàn)多個標(biāo)準。802.11b標(biāo)準在理想情況下的傳輸速率為11Mbps，802.11g標(biāo)準的理論傳輸速率也達到54Mbps。但在實際使用環(huán)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(shù)方式，都有著很高的無線技術(shù)含量，并且都運用了自家的獨門技術(shù)，無線傳輸?shù)谋憩F(xiàn)能力相當(dāng)出色。
2、無線網(wǎng)絡(luò)的特征和優(yōu)勢
(1)移動性強。無線網(wǎng)絡(luò)擺脫了有線網(wǎng)絡(luò)的束縛，可以在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍內(nèi)的任何位置上網(wǎng)。無線網(wǎng)絡(luò)完全支持自由移動，持續(xù)連接，實現(xiàn)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(shù)據(jù)速率，而標(biāo)準802.11g無線網(wǎng)速提升五倍，其數(shù)據(jù)傳輸率將達到54Mbps，充分滿足用戶對網(wǎng)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(shù)，使得其高度平安可靠;無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)靈活、增加和減少移動主機相當(dāng)輕易。
(4)維護成本低，無線網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)低50%左右。
3、無線網(wǎng)絡(luò)存在的安全隱患
無線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，極大方便了日常辦公。由于無線網(wǎng)絡(luò)是借助空氣作為傳輸介質(zhì)的的一種組網(wǎng)模式，具有一定的開放性，無線網(wǎng)絡(luò)也有一定的安全隱患。在無線網(wǎng)絡(luò)的實際應(yīng)用中，安全隱患主要體現(xiàn)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(quán)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(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)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(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)包，收集到足夠的WEP弱密鑰加密的包，并進行分析以恢復(fù)WEP密鑰。根據(jù)監(jiān)聽無線通信的機器速度、WLAN內(nèi)發(fā)射信號的無線主機數(shù)量，最快可以在兩個小時內(nèi)攻破WEP密鑰。
(3)網(wǎng)絡(luò)偷聽。一般說來，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)通信都是以明文(非加密)格式出現(xiàn)的，這就會使處于無線信號覆蓋范圍之內(nèi)的攻擊者可以乘機監(jiān)視并破解(讀取)通信。這種威脅已經(jīng)成為無線局域網(wǎng)面臨的最大新問題之一。
(4)MAC地址欺騙。通過網(wǎng)絡(luò)偷聽工具獲取數(shù)據(jù)，從而進一步獲得AP答應(yīng)通信的靜態(tài)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(wǎng)絡(luò)。
(5)拒絕服務(wù)。攻擊者可能對AP進行泛洪攻擊，使AP拒絕服務(wù)，這是一種后果最為嚴重的攻擊方式。
三、如何保障無線網(wǎng)絡(luò)的安全
為了保護無線網(wǎng)路免于攻擊入侵的威脅，主要應(yīng)該在提高使用的平安性、達成通信數(shù)據(jù)的保密性、完整性、使用者驗證及授權(quán)等方面予以改善，實現(xiàn)最基本的平安目的。
1、規(guī)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(qū)以外的傳輸距離。最好將天線放在需要覆蓋的區(qū)域的中心，盡量減少信號泄露到墻外。
2、使用WEP，啟用無線設(shè)備的平安能力。保護無線網(wǎng)絡(luò)平安的最基礎(chǔ)手段是加密，通過簡單的設(shè)置AP和無線網(wǎng)卡等設(shè)備，就可以啟用WEP加密。無線加密協(xié)議(WEP)是對無線網(wǎng)絡(luò)上的流量進行加密的一種標(biāo)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(shè)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(wù)集標(biāo)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)掩碼及其它所需的TCP/IP參數(shù)。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(shè)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(wǎng)的互聯(lián)，使得布線遇到重重困難。無線局域網(wǎng)在這種情況下應(yīng)運而生，它所提供的“多點接入”、“點對點中繼”(即所謂的mesh技術(shù))為用戶提供了一種替代有線的高速解決方案�？梢哉f無線網(wǎng)絡(luò)的世紀已經(jīng)到來了。隨著802.11g/b等標(biāo)準的廣泛應(yīng)用，更大、更快、更廣成為新一代無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。因此，無線接入的商機正在到來，無線網(wǎng)絡(luò)的明天一片光明。
拓展
無線傳輸是指利用無線技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N方式。無線傳輸和有線傳輸是對應(yīng)的。隨著無線技術(shù)的日益發(fā)展，無線傳輸技術(shù)應(yīng)用越來越被各行各業(yè)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(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)采用無線傳輸方式，建立被監(jiān)控點和監(jiān)控中心之間的連接。無線監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)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(qū)、廠區(qū)、小區(qū)、等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
傳輸頻率
無線圖像傳輸系統(tǒng)從應(yīng)用層面來說分為兩大類，一是固定點的圖像監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，二是移動視頻圖像傳輸系統(tǒng)。
1.固定點的圖像監(jiān)控傳輸系統(tǒng)
固定點的無線圖像監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，主要應(yīng)用在有線閉路監(jiān)控不便實現(xiàn)的場合，比如港口碼頭的監(jiān)控系統(tǒng)、河流水利的視頻和數(shù)據(jù)監(jiān)控、森林防火監(jiān)控系統(tǒng)、城市安全監(jiān)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(shù)進行介紹。
1.1--2.4 GHz ISM頻段的多種圖像傳輸技術(shù)
2.4 GHz的圖像傳輸設(shè)備采用擴頻技術(shù)，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(xiàn)同址復(fù)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(tǒng)同址使用受限制。
2.4 GHz圖像傳輸可基于IEEE802.11b協(xié)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(biāo)準，速率上限達到54 Mbit/s，在特殊模式下可達108Mbps,該標(biāo)準互通性高，點對點可傳輸幾路MPEG-4的壓縮圖像。
應(yīng)用在2.4 GHz頻段的還有藍牙技術(shù)、HomeRF技術(shù)、MESH、微蜂窩技術(shù)等。隨著應(yīng)用范圍的逐漸擴大，2.4 GHZ這個頻段處于滿負荷工作狀態(tài)，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(tǒng)
3.5 GHz的無線接入系統(tǒng)是一種點對多點微波通信技術(shù)，采用FDD雙工方式，用16QAM、64QAM調(diào)制方式，基于DOCSOS協(xié)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(shè)備成本相對較低。該系統(tǒng)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(yīng)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(guī)模使用。
1.3--5.8 GHz WLAN產(chǎn)品
5.8 GHz的WLAN產(chǎn)品采用OFDM正交頻分復(fù)用技術(shù)，在此頻段的WLAN產(chǎn)品基于IEEE802.11a協(xié)議，傳輸速率可以達到54 Mbit/s，在特殊模式下可達108Mbps。根據(jù)WLAN的傳輸協(xié)議，在點對點應(yīng)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(shù)據(jù)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(shù)字圖像在無線網(wǎng)絡(luò)中的傳輸”問題，使得大范圍采用5.8 GHz頻段傳輸數(shù)字化圖像成為現(xiàn)實，尤其適用于城市安全監(jiān)控系統(tǒng)。
無線傳輸設(shè)備(10張)
ZWD-2422無線高清傳輸器的工作頻率4.9GHz-5.9GHz，當(dāng)它收到其它RF設(shè)備或訊號干擾時能自動調(diào)整至適當(dāng)?shù)念l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(jiān)控圖像，比較成熟的是采用MPEG-4圖像壓縮技術(shù)。這種壓縮技術(shù)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(shù)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(shù)字化圖像，經(jīng)過無線信道傳輸，配合相應(yīng)的軟件，很容易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化的數(shù)字化城市安全監(jiān)控系統(tǒng)。
2.4/5.8GHz 基于802.11n的產(chǎn)品，11n產(chǎn)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(fā)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(shè)備的配合會逐漸成為無線視頻監(jiān)控的趨勢。
1.4--26 GHz頻段的寬帶固定無線接入系統(tǒng)
LMDS系統(tǒng)是典型的26 GHz無線接入系統(tǒng)，采用64QAM、16QAM和QPSK三種調(diào)制方式。LMDS具有更大的帶寬以及雙向數(shù)據(jù)傳輸能力，可提供多種寬帶交互式數(shù)據(jù)以及多媒體業(yè)務(wù)，解決了傳統(tǒng)本地環(huán)路的瓶頸問題，能夠滿足高速寬帶數(shù)據(jù)、圖像通信以及寬帶internet業(yè)務(wù)的需求。LMDS系統(tǒng)覆蓋范圍3公里～5公里，適用于城域網(wǎng)。由于世界各國對LMDS的工作頻段規(guī)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(tǒng)
除了對固定點的圖像監(jiān)控的需求外，移動圖像傳輸?shù)男枨笠蚕喈?dāng)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(xiàn)場指揮車和海關(guān)、油田、礦山、水利、電力、金融、海事，以及其它的緊急、應(yīng)急指揮系統(tǒng)，主要作用是將現(xiàn)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(wǎng)和專用技術(shù)兩種情況作相關(guān)介紹。
2.1 利用CDMA、GPRS、3G公眾移動網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像
CDMA無線網(wǎng)絡(luò)的移動傳輸技術(shù)具有很多優(yōu)點:保密性好、抗干擾能力強、抗多徑衰落、系統(tǒng)容量的配置靈活、建網(wǎng)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(diào)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(tǒng)來說，一般采用低傳輸幀率而保證傳輸?shù)那逦�，因為只有CIF以上的圖像清晰度才可以滿足調(diào)查取證的需要。如果希望進一步提高現(xiàn)場圖像的實時傳輸速率，一個簡單的方案是采用多個CDMA網(wǎng)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(wǎng)卡捆綁方式的路由器，增加網(wǎng)卡的代價是增加設(shè)備成本和使用成本。隨著視頻壓縮技術(shù)的不斷發(fā)展，單個網(wǎng)卡上3～4幀/秒圖像傳輸速率是可以實現(xiàn)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(shè)施的安全監(jiān)控的要求。
GPRS是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，支持特定的點對點和點對多點服務(wù)，以“分組”的形式傳送數(shù)據(jù)。GPRS峰值速率超過100 kbit/s，網(wǎng)絡(luò)容量只在所需時分配，這種發(fā)送方式稱為統(tǒng)計復(fù)用。GPRS最主要的優(yōu)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(lián)網(wǎng)，隨時與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，資源利用率高。
3G技術(shù)已經(jīng)取代GPRS和CDMA逐漸，可以實現(xiàn)的有效速率達384 kbit/s，在網(wǎng)絡(luò)部署的城區(qū)，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(shè)施可以同時將圖像傳輸回監(jiān)控中心，因為同時概念對于公網(wǎng)圖像傳輸來說幾乎是不可能的。
2.2 用于應(yīng)急突發(fā)事件的專用圖像傳輸技術(shù)
對于一些應(yīng)急指揮中心的圖像傳輸系統(tǒng)，往往要求將突發(fā)事件現(xiàn)場的圖像傳輸回指揮中心。例如遇到重大自然災(zāi)害，水災(zāi)、火災(zāi)現(xiàn)場，群眾的大型集會和重要安全保衛(wèi)任務(wù)現(xiàn)場等。這類應(yīng)急圖像傳輸系統(tǒng)不宜使用公眾網(wǎng)絡(luò)傳輸，最好采用專業(yè)的移動圖像傳輸設(shè)備。但我國對此尚未專門規(guī)劃頻率。可用于移動視頻圖像傳輸?shù)募夹g(shù)有以下幾種。
2.2.1 WiMAX
WiMAX是點對多點的寬帶無線接入技術(shù)，WiMAX采取了動態(tài)自適應(yīng)調(diào)制、靈活的系統(tǒng)資源參數(shù)及多載波調(diào)制等一系列新技術(shù)，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(wǎng)環(huán)境。然而802.16e獲得足夠的全球統(tǒng)一頻率存在一定難度，且建設(shè)成本和設(shè)備價格較高。
2.2.2無線網(wǎng)格（MESH）技術(shù)
無線“網(wǎng)格（MESH）”技術(shù)，可以實現(xiàn)較近范圍內(nèi)的高速數(shù)據(jù)通信。利用2.4 GHz頻段，有效帶寬可以達到6 Mbit/s，這種技術(shù)鏈路設(shè)計簡單、組網(wǎng)靈活、維護方便。支持MeshController集中方式管理，終端數(shù)據(jù)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(tǒng)更安全。支持MeshController用戶流量控制功能，可根據(jù)用戶類型自由分配流量，支持限速，限流量，限制上網(wǎng)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(shù)產(chǎn)品；對于移動視頻圖像傳輸可以采用公眾移動網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ脽o線圖像傳輸技術(shù)。希望有更多的同行能再進一步關(guān)注無線圖像傳輸問題，以促進該行業(yè)的發(fā)展。
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