无线局域网讲座
段九州
电子技术学院三系
2
未来学家的预测
? 计算机称雄的时代即将过去。
? 计算机时代正在没落的原因在于有了一
种新的技术力量，它在处理和创造信息
上的能力超越过去的电脑时代，这个新
的技术力量就是：通信技术。
—— [美 ] 乔治 ·吉尔德
3
乔治 ·吉尔德的解释
通信带宽至少以计算机的增长速度
三倍的速率发展。计算机的功率每 18个
月翻一番（摩尔定律）。通信带宽每 6
个月增长一倍。 …… 现今通信干线上的
单缆通信带宽是 1997年前全球年平均通
信业务量的 1000倍。现今每秒钟单缆上
传输的信息量比 1995年全球因特网业务
一个月 的业务量的总和还要多。
8× 1015 (bps)
4
比尔的预言
…… 今后 10年内，无线通信和无
线局域网将成为 IT业最为强劲的
发展领域。
—— 比尔 ·盖茨 2002年元旦讲话
5
讲 座 内 容
? 无线 通信 的发展
? 无线明星 —— WLAN
? 软肋 —— 安全问题
? 前途无限 —— 展望
6
第一节 无线通信的发展
? 无线通信的年龄,110岁
? 有线电话的年龄,128岁
? 有线电报的年龄,164岁
? 电报已经死亡。电话正在异化；
? 通信技术正在开始一场新的革命
? 起因是信息社会急剧增加的信息需求，
成功的希望是无穷无尽的频谱资源
? 两大方向：无线通信；光纤通信
7
电话 / 无线电的发明人
A.G.Bell (1847~1922) G.Marconi(1874~1937)
8
通信学科的理论大师
Maxwell (1831~1879) Shannon (1916 ~ 2001)
9
Maxwell,彩虹,, 波谱表
? 长波 30 kHz ~ 300 kHz
? 中波 0.3 MHz ~ 3 MHz
? 短波 3 MHz ~ 30 MHz
? 超短波 30 MHz ~ 300 MHz
? 微波 0.3 GHz ~ 300 GHz
? 红外光 3?103 GHz ~ 3?105 GHz
? 可见光 3?105 GHz ~ 3?106 GHz
? 波长计算,波长 = 波速 /频率
10
电 磁 波 频 谱 图
11
通信资源与速率
? 传统通信的局限 ― 带宽 (BandWidth)
? 传输介质的带宽：可资利用的频率范围
BW = fH ― fL
? 信号带宽：信号占有的频谱宽度
? 速率与带宽：每赫兹带宽最高可传２波特
? 怎样使信号的带宽更小？
? 哪些介质的带宽更大些？ 频带利用率
12
带宽决定通信的发展
? 双绞线：数百 kHz ~ 数千 kHz
? 基带同轴电缆：数 MHz ~ 数十 MHz
? 宽带同轴电缆,数百 MHz
? 光纤：数百 ~ 数千 MHz
? 无线电波：数十 kHz ~ 数百 MHz
电磁波谱的 90%以上频带尚未开发，其潜能
远未发挥。
向更高的频率进军，必可取得更宽的频带 ->
更小的天线 ->更小的功率。
13
无线通信的发展热点
? 无线广域网
无线宽带应用，移动与因特网相结合
? 无线定位
用来判定在某一半径范围内蜂窝电话用
户的物理位置的技术公共安全服务。
? 无线局域网
组成各种 PAN 或无线接入应用
? 无线光通信
自由空间光系统 FSO。无须光纤，高速
传输
√
14
第二节 无线明星 ―WLAN
? 局域网：小型计算机网（ LAN）
? 无线局域网：采用无线电波作传输媒介的
小型计算机网络
? WLAN (Wireless Local Area Network)
? 无线局域网是有线局域网的延伸
? 进入 21世纪后,WLAN 成为 IT界明争暗
斗最为激烈的领域
15
一,WLAN 现状
? 无线局域网开始与因特网紧密结合,
与语音 VoIP捆绑，使许多便携移动
终端既能高速上网又能打电话
? 联想、中国网通、英特尔 3方合作，
推出“无限伴旅”（ Mobile Office），
实现在北京、上海、广州、深圳 4地
的网通无线局域网覆盖的酒店和会
展中心无线上网和自动漫游
16
无线局域网可用频段
频率：
? 超短波 30 MHz ~ 300 MHz
? 微波 0.3 GHz ~ 3000 GHz
? 红外光 3?103 GHz ~ 3?105 GHz
对应波长：
超短波 波长 = 10m ~ 1m
微波 波长 = 1m ~ 0.1 mm
红外光 波长 = 0.1 mm ~ 10 -6 mm
17
WLAN的主要类型
? HiperLAN (High Performance Radio LAN)
? Home RF （美）家用射频 (委员会 )
? WirelessUSB （美） Cypress公司开发
? IEEE802.11 √
? Bluetooth √
? Zigbee √
18
无线局域网工作示意
有线或无线主干网
19
技术上的特殊问题与措施
1、信号强度差异大，难以进行冲突检测
（ Collision Detection）
——采用冲突避免技术 Collision Detection
2、由于距离差异造成网络的连接问题：
* 隐蔽站问题（ hidden station problem）
* 暴露站问题（ exposed station problem）
——采用 RTS/CTS请求发送 /允许发送协
议进行通信
20
隐蔽站问题
（ hidden station problem）
A B C D
A 隐蔽于B 之后，影响C - B 通信
采用 RTS/CTS请求发送 /允许发送协议进行通信
21
暴露站问题
（ exposed station problem）
A B C D
C暴 露于B之 下，影响与C-D 通信
采用 RTS/CTS请求发送 /允许发送协议进行通信
22
无线局域网的特点
? 使用方便，不受地形限制
? 施工快速，不必架线、铺设电缆
? 可以移动漫游
? 造价高，附属设施复杂
? 速率不够高，受带宽限制
? 安全性较差
23
无线局域网的网络设备
24
无线接入点：有集线器和交换器功能
25
速率
Mb/s
相对
价格
功 耗
(mA)
有效传输
半径
Wi-Fi 11 高 10 ～ 400 ＜ 100 m
HomeRF 8 中 1～ 300 ＜ 50 m
WirelessUSB 0.2 低 1～ 60 ＜ 10 m
Bluetooth 1 中低 0.01～ 100 ＜ 10 m
ZigBee 0.25 低 0.01 ～ 20 ＜ 30 m
几种主流 WLAN 产品的比较
26
二,802.11 技术
? 90年代初出现。 1997年 IEEE
802.11标准的制定是无线局域网
技术发展的一个里程碑
? 802.11b 是 802.11标准的一个扩充，
它采 用 2.4GHz频带，调制方法
采用 CCK补偿码键控技术
? 新开发了 802.11a,802.11g ……
27
IEEE802.11b应用方式
? 组成对等 WaveLAN （ < 50台）
? 利用接入设备 AP控制转接
? 与若干远距离无线网或有线网
之间可利用中继连接
28
对等方式的 WaveLAN
29
接入点 AP设备作为转接中心
30
网间远距离中继
31
802.11的缺点
? 价格高,802.11b标准设计的产品所提
供的速率为 11Mbps，每接入点设备售
价约 200美元
? 在两个接入点覆盖区域之间漫游的方式
不一致
? 安全措施，漏洞较大。采用 WEP：
（ Wired Equivalent Privacy）提供类似
有线网络的帧传输保密。
32
三,蓝牙技术
? 蓝牙是一种近距离无线通信技术
规范，用来描述各种电子产品相
互之间如何用这种无线协议进行
连接。
? Bluetooth is an open
specification for a wireless
personal area network.
33
蓝牙技术的提出
? 蓝牙技术于 1994年由爱立信提出 。
其最初目的是为了其手机与其附
件 （ 如耳机话筒 ） 以及电脑产品
之间的无线连接 。 随之又推广到
各种信息产品的, 无绳化, 。
34
蓝牙名称的由来
? Bluetooth 取自中世纪丹麦一位海
盗出身的开国君王 Harald Bluetooth
的名字。他于 1049年统一了丹麦和
挪威，建立了 Danes王国。
? 蓝牙的目的 —— 要一统天下。
35
第一个蓝牙产品：耳麦与手机
36
耳
麦
使
用
37
已
问
世
的
蓝
牙
产
品
38
蓝牙 USB接口 ——BlueUSB
39
蓝牙技术概貌
? 采用 ISM频段 （ 2.4GHz）
? 蓝牙采用 FH-SS技术
? 跳频带宽 79MHz
? 数据速率 1Mbps
? 传输距离 10 m,必要时加功放可达
100m
40
蓝牙的跳频特性
? Bluetooth系统工作在 2.4GHz的 ISM频
段 —— 2400~2483.5MHz
? 使用 79个频道，各信道载频为 2402+k
MHz （ k=0,1,2…78 ）
? 采用 FHSS，正常每秒跳频 1600次 (时
隙 625μs)，寻呼时自动加倍为 3200次
(时隙 312.5μs)
41
蓝牙芯片优缺点
? 蓝牙芯片采用了 48bit 设备码
? 248 = 281,474,976,710,656 = 1014
? 在地球上，平均 56000 个 /人
? 蓝牙的缺点：
— 设计复杂，新版本一推再推
— 价格居高不下
42
四,ZigBee 技术
? 2002年 8月，荷兰 Philips,英国 Invensys,
日本 Mitsubishi、美国 Motorola发起组成
ZigBee联盟
? ZigBee这个名字来源于蜂群使用的赖以
生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳
ZigZag 舞来分享新发现的食物源的位
置、距离和方向等信息
? ZigBee是又一种新兴的短距离、低速率
无线网络技术
43
ZigBee 的特点
? 数据传输速率低, 只有 10kbps～ 250kbps
? 功耗低, 在低耗电待机模式下，两节普通 5号
干电池可使用 6个月以上
? 成本低,协议简单, 主机端芯片约 2.5美元，其
他终端芯片仅 1.5美元
? 网络容量大,每个 ZigBee网络最多可支持
255个设备
? 采用 2.4G和 868/915MHz,DS-SS工作方式
? 安全性,有数据完整性检查和鉴权功能，加
密算法采用 AES-128
44
ZigBee技术的适用场合
* 设备成本很低，传输的数据量少；
* 设备体积很小，不便放置较大的充电电池
或者电源模块；
* 没有电力支持，只能使用电池；
* 反复充电无法做到或者很困难；
* 需要较大范围的通信覆盖，网络用于监测
或控制，但使用的设备非常多
45
各种 WLAN的技术共同点
? 均采用 ISM（工业 /科研 /医疗）频段
? 均采用扩频技术 —源自山农信道容量定理
由山农定理知, 小 功率大带宽可具有同
样的传输能力 —〉 扩展频谱通信
式中,C为信道容量,B为带宽,Pn为信号功
率与噪声之比。
46
第三节 安全问题上的明争暗斗
? 无线通信的天生弱点：安全问题
? 对 WLAN的攻击方式大体上分为两类 ——
? 被动式攻击,网络窃听和网络通信量分析。
? 主动式攻击,身份假冒、重放攻击、拒绝服
务、中间人攻击和信息篡改攻击。国外已经
开始出现了无线黑客，他们不需进入一个组
织的大楼，在街边停靠的汽车里就可以通过
拦截无线局域网的信号并解密，从而攻破该
组织的内部网络。
47
惊人的 WLAN漏洞
? 2002年 4月 27日，美国的两位网络安全
专家在当天的华尔街日报上声称：他们
驱车经过硅谷，用标准 PC设备，不过
90分钟时间就轻松攻入 40个企业网，其
中包括网络技术强劲的 Sun, Nortel等
大公司。看来,WLAN的安全的确是用
户的一大隐患。
48
中国推出 WLAN安全国家标准
? 03年 11月 26日，中国国家质量监督检验检疫
总局和国家标准委联合发布,2003年第 110
号”, 关于 无线局域网强制性国家标准 实施
的公告,,从 2004年 2月 1日开始，禁止进口、
生产和销售不符合强制性国家标准的无线局
域网产品。
? 对于此前已经进口或生产的无线局域网产品，
其进口、生产和销售日期则宽限到 2004年的
6月 1日。
49
整个世界为之震惊
? 2003年全球 Wi-Fi设备总销售额已经超
过 20亿美金。在该领域，尽管中国市场
目前规模还比较小,2002年容量约为
1700万美金，但其成长预期却相当具有
诱惑力,2007年有望增长到 5个亿
? Broadcom公司是全球最大 WLAN芯片供
应商,2003年总销售额超过 16亿美金
? Intel 公司的迅驰遭到当头棒喝
50
WLAN安全国标 — WAPI
? （ WLAN Authentication and Privacy
Infrastructure,WLAN鉴别和保密基础结构）
? 标准制定机构成员：西电捷通无线网络通信
有限公司，中国电子技术标准化研究所、西
安电子科技大学、北京邮电大学、西安交通
大学、西安邮电学院、武汉汉网高技术有限
公司、桂林电子工业学院、国家商用密码研
究中心、国家无线电监测中心、北京六合万
通微电子技术有限公司、联想 (北京 )有限公
司、北京长信嘉信息技术有限公司。
51
国际上明争暗斗
? 1月 30日,Wi-Fi联盟公开表态，联盟主管
Dennis Eaton表示，如果在中国标准 6月前仍
没有折衷方案,Wi-Fi芯片制造商宁愿考虑
停止向中国销售 Wi-Fi芯片，也不会遵守相
关规则
?, 亚洲华尔街日报, 周四 (4日 )头版新闻的报
导，美国国务卿 Colin Powell、商务部
长 DonEvans、贸易代表 Robert Zoellick已联
合致函，请求中国收回成命，取消 WAPI标
准相关规定。
52
Wi-Fi在欧洲的命运
? 欧洲电讯标准研究院规定，在欧洲出售
的 WLAN产品必须具备 TPS和 DFS这两
个功能，即功率控制和主动频率选择。
TPS是为了防止无线产品发放过大的功
率来干扰军方雷达。 DFS是为了使无线
产品主动探测军方使用的频率，并主动
选择另一个频率，以避开军方频率。这
两个标准是属于强制性的。不符合标准
的产品将不会获得欧盟的上市许可。
53
欧盟经验的启示
? 欧洲国家为了维护安全，制定了强制性
WLAN标准，即使导致市场推广的停顿，也
要实行严格的审查过程。这个经验对于未来
WLAN中国标准的强制实施具有示范意义
? 一些人不相信中国会在 6月 1日坚持这一标准。
他们预测的是中国政府会让步。但是，从欧
盟的经验看，指望中国政府在这个问题上让
步，那是不可能的。该让步的只可能是国外
的民间标准组织如 IEEE和 Wi-Fi,
54
中国专家的态度
? WAPI 工作组的发言人刘朝阳：无线局域网
国家标准的实施不仅仅是一个标准问题，还
涉及到国家信息安全。 现有的 802.11被公认
存在着严重的安全缺陷，而国外的修补方案
进展还处于草案阶段，且仅仅是“美国国内
的行业标准草案”。
? WAPI负责人张庆松博士,Broadcom公司的
行动无疑是“自废武功”。, Wi-Fi联盟的
行动不但违反中国的法律法规，同时也违反
了美国的反托拉斯法和无线局域网标准行业
内的行为规范。”
55
事情正在起变化 …
? IBM：“我们将逐步推出支持新标准的产品。
? Dell：“依据中国政府的政策法规，我们将
继续向中国客户提供高品质 Dell产品。”
? TI：,2月 6日在北京宣布，德州仪器将全力
支持中国推出的安全标准 WAPI，并将在今年
6月之前推出支持这个标准的芯片产品。”
? Acer：“我们希望包括 Intel在内的所有厂商
可以顺利迎接这次变化。期望新旧标准能实
现顺利过渡。”
56
第四节 无限前景
—— 据计世资讯的最新统计，截至 03年
底，国内 WLAN市场规模为 5.7亿元，
单是无线网卡的销售量就达到了 74万片，
这个市场目前正处于“雪崩式增长”的
前期，有着非常诱人的市场前景。
—— WLAN短距离、低成本的优势将为
用户带来极大的便利。例如 ……
57
利用 WLAN上网
58
用 WLAN 组成, 外设局域网,
59
开会时使用
60
办公无需电缆
61
管理工厂方便快捷
62
回到家中 ……
63
自动认证 ……
64
旅行途中 ……
65
防止小孩走失
66
无线连接，无限前途
? 无线通信的便利性，电磁波频谱资源的
无限性，为人类信息社会的各个方面展
示了极其美好的前景
? 发展方向：
更高：开发新的更高的可用频谱
更宽,在现有频段拓展更宽的频带
更好：给生活带来更大便利
? 进入无线领域，前景无限美好
67
Thank you
68
Q & A?
段九州
电子技术学院三系
2
未来学家的预测
? 计算机称雄的时代即将过去。
? 计算机时代正在没落的原因在于有了一
种新的技术力量，它在处理和创造信息
上的能力超越过去的电脑时代，这个新
的技术力量就是：通信技术。
—— [美 ] 乔治 ·吉尔德
3
乔治 ·吉尔德的解释
通信带宽至少以计算机的增长速度
三倍的速率发展。计算机的功率每 18个
月翻一番（摩尔定律）。通信带宽每 6
个月增长一倍。 …… 现今通信干线上的
单缆通信带宽是 1997年前全球年平均通
信业务量的 1000倍。现今每秒钟单缆上
传输的信息量比 1995年全球因特网业务
一个月 的业务量的总和还要多。
8× 1015 (bps)
4
比尔的预言
…… 今后 10年内，无线通信和无
线局域网将成为 IT业最为强劲的
发展领域。
—— 比尔 ·盖茨 2002年元旦讲话
5
讲 座 内 容
? 无线 通信 的发展
? 无线明星 —— WLAN
? 软肋 —— 安全问题
? 前途无限 —— 展望
6
第一节 无线通信的发展
? 无线通信的年龄,110岁
? 有线电话的年龄,128岁
? 有线电报的年龄,164岁
? 电报已经死亡。电话正在异化；
? 通信技术正在开始一场新的革命
? 起因是信息社会急剧增加的信息需求，
成功的希望是无穷无尽的频谱资源
? 两大方向：无线通信；光纤通信
7
电话 / 无线电的发明人
A.G.Bell (1847~1922) G.Marconi(1874~1937)
8
通信学科的理论大师
Maxwell (1831~1879) Shannon (1916 ~ 2001)
9
Maxwell,彩虹,, 波谱表
? 长波 30 kHz ~ 300 kHz
? 中波 0.3 MHz ~ 3 MHz
? 短波 3 MHz ~ 30 MHz
? 超短波 30 MHz ~ 300 MHz
? 微波 0.3 GHz ~ 300 GHz
? 红外光 3?103 GHz ~ 3?105 GHz
? 可见光 3?105 GHz ~ 3?106 GHz
? 波长计算,波长 = 波速 /频率
10
电 磁 波 频 谱 图
11
通信资源与速率
? 传统通信的局限 ― 带宽 (BandWidth)
? 传输介质的带宽：可资利用的频率范围
BW = fH ― fL
? 信号带宽：信号占有的频谱宽度
? 速率与带宽：每赫兹带宽最高可传２波特
? 怎样使信号的带宽更小？
? 哪些介质的带宽更大些？ 频带利用率
12
带宽决定通信的发展
? 双绞线：数百 kHz ~ 数千 kHz
? 基带同轴电缆：数 MHz ~ 数十 MHz
? 宽带同轴电缆,数百 MHz
? 光纤：数百 ~ 数千 MHz
? 无线电波：数十 kHz ~ 数百 MHz
电磁波谱的 90%以上频带尚未开发，其潜能
远未发挥。
向更高的频率进军，必可取得更宽的频带 ->
更小的天线 ->更小的功率。
13
无线通信的发展热点
? 无线广域网
无线宽带应用，移动与因特网相结合
? 无线定位
用来判定在某一半径范围内蜂窝电话用
户的物理位置的技术公共安全服务。
? 无线局域网
组成各种 PAN 或无线接入应用
? 无线光通信
自由空间光系统 FSO。无须光纤，高速
传输
√
14
第二节 无线明星 ―WLAN
? 局域网：小型计算机网（ LAN）
? 无线局域网：采用无线电波作传输媒介的
小型计算机网络
? WLAN (Wireless Local Area Network)
? 无线局域网是有线局域网的延伸
? 进入 21世纪后,WLAN 成为 IT界明争暗
斗最为激烈的领域
15
一,WLAN 现状
? 无线局域网开始与因特网紧密结合,
与语音 VoIP捆绑，使许多便携移动
终端既能高速上网又能打电话
? 联想、中国网通、英特尔 3方合作，
推出“无限伴旅”（ Mobile Office），
实现在北京、上海、广州、深圳 4地
的网通无线局域网覆盖的酒店和会
展中心无线上网和自动漫游
16
无线局域网可用频段
频率：
? 超短波 30 MHz ~ 300 MHz
? 微波 0.3 GHz ~ 3000 GHz
? 红外光 3?103 GHz ~ 3?105 GHz
对应波长：
超短波 波长 = 10m ~ 1m
微波 波长 = 1m ~ 0.1 mm
红外光 波长 = 0.1 mm ~ 10 -6 mm
17
WLAN的主要类型
? HiperLAN (High Performance Radio LAN)
? Home RF （美）家用射频 (委员会 )
? WirelessUSB （美） Cypress公司开发
? IEEE802.11 √
? Bluetooth √
? Zigbee √
18
无线局域网工作示意
有线或无线主干网
19
技术上的特殊问题与措施
1、信号强度差异大，难以进行冲突检测
（ Collision Detection）
——采用冲突避免技术 Collision Detection
2、由于距离差异造成网络的连接问题：
* 隐蔽站问题（ hidden station problem）
* 暴露站问题（ exposed station problem）
——采用 RTS/CTS请求发送 /允许发送协
议进行通信
20
隐蔽站问题
（ hidden station problem）
A B C D
A 隐蔽于B 之后，影响C - B 通信
采用 RTS/CTS请求发送 /允许发送协议进行通信
21
暴露站问题
（ exposed station problem）
A B C D
C暴 露于B之 下，影响与C-D 通信
采用 RTS/CTS请求发送 /允许发送协议进行通信
22
无线局域网的特点
? 使用方便，不受地形限制
? 施工快速，不必架线、铺设电缆
? 可以移动漫游
? 造价高，附属设施复杂
? 速率不够高，受带宽限制
? 安全性较差
23
无线局域网的网络设备
24
无线接入点：有集线器和交换器功能
25
速率
Mb/s
相对
价格
功 耗
(mA)
有效传输
半径
Wi-Fi 11 高 10 ～ 400 ＜ 100 m
HomeRF 8 中 1～ 300 ＜ 50 m
WirelessUSB 0.2 低 1～ 60 ＜ 10 m
Bluetooth 1 中低 0.01～ 100 ＜ 10 m
ZigBee 0.25 低 0.01 ～ 20 ＜ 30 m
几种主流 WLAN 产品的比较
26
二,802.11 技术
? 90年代初出现。 1997年 IEEE
802.11标准的制定是无线局域网
技术发展的一个里程碑
? 802.11b 是 802.11标准的一个扩充，
它采 用 2.4GHz频带，调制方法
采用 CCK补偿码键控技术
? 新开发了 802.11a,802.11g ……
27
IEEE802.11b应用方式
? 组成对等 WaveLAN （ < 50台）
? 利用接入设备 AP控制转接
? 与若干远距离无线网或有线网
之间可利用中继连接
28
对等方式的 WaveLAN
29
接入点 AP设备作为转接中心
30
网间远距离中继
31
802.11的缺点
? 价格高,802.11b标准设计的产品所提
供的速率为 11Mbps，每接入点设备售
价约 200美元
? 在两个接入点覆盖区域之间漫游的方式
不一致
? 安全措施，漏洞较大。采用 WEP：
（ Wired Equivalent Privacy）提供类似
有线网络的帧传输保密。
32
三,蓝牙技术
? 蓝牙是一种近距离无线通信技术
规范，用来描述各种电子产品相
互之间如何用这种无线协议进行
连接。
? Bluetooth is an open
specification for a wireless
personal area network.
33
蓝牙技术的提出
? 蓝牙技术于 1994年由爱立信提出 。
其最初目的是为了其手机与其附
件 （ 如耳机话筒 ） 以及电脑产品
之间的无线连接 。 随之又推广到
各种信息产品的, 无绳化, 。
34
蓝牙名称的由来
? Bluetooth 取自中世纪丹麦一位海
盗出身的开国君王 Harald Bluetooth
的名字。他于 1049年统一了丹麦和
挪威，建立了 Danes王国。
? 蓝牙的目的 —— 要一统天下。
35
第一个蓝牙产品：耳麦与手机
36
耳
麦
使
用
37
已
问
世
的
蓝
牙
产
品
38
蓝牙 USB接口 ——BlueUSB
39
蓝牙技术概貌
? 采用 ISM频段 （ 2.4GHz）
? 蓝牙采用 FH-SS技术
? 跳频带宽 79MHz
? 数据速率 1Mbps
? 传输距离 10 m,必要时加功放可达
100m
40
蓝牙的跳频特性
? Bluetooth系统工作在 2.4GHz的 ISM频
段 —— 2400~2483.5MHz
? 使用 79个频道，各信道载频为 2402+k
MHz （ k=0,1,2…78 ）
? 采用 FHSS，正常每秒跳频 1600次 (时
隙 625μs)，寻呼时自动加倍为 3200次
(时隙 312.5μs)
41
蓝牙芯片优缺点
? 蓝牙芯片采用了 48bit 设备码
? 248 = 281,474,976,710,656 = 1014
? 在地球上，平均 56000 个 /人
? 蓝牙的缺点：
— 设计复杂，新版本一推再推
— 价格居高不下
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四,ZigBee 技术
? 2002年 8月，荷兰 Philips,英国 Invensys,
日本 Mitsubishi、美国 Motorola发起组成
ZigBee联盟
? ZigBee这个名字来源于蜂群使用的赖以
生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳
ZigZag 舞来分享新发现的食物源的位
置、距离和方向等信息
? ZigBee是又一种新兴的短距离、低速率
无线网络技术
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ZigBee 的特点
? 数据传输速率低, 只有 10kbps～ 250kbps
? 功耗低, 在低耗电待机模式下，两节普通 5号
干电池可使用 6个月以上
? 成本低,协议简单, 主机端芯片约 2.5美元，其
他终端芯片仅 1.5美元
? 网络容量大,每个 ZigBee网络最多可支持
255个设备
? 采用 2.4G和 868/915MHz,DS-SS工作方式
? 安全性,有数据完整性检查和鉴权功能，加
密算法采用 AES-128
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ZigBee技术的适用场合
* 设备成本很低，传输的数据量少；
* 设备体积很小，不便放置较大的充电电池
或者电源模块；
* 没有电力支持，只能使用电池；
* 反复充电无法做到或者很困难；
* 需要较大范围的通信覆盖，网络用于监测
或控制，但使用的设备非常多
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各种 WLAN的技术共同点
? 均采用 ISM（工业 /科研 /医疗）频段
? 均采用扩频技术 —源自山农信道容量定理
由山农定理知, 小 功率大带宽可具有同
样的传输能力 —〉 扩展频谱通信
式中,C为信道容量,B为带宽,Pn为信号功
率与噪声之比。
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第三节 安全问题上的明争暗斗
? 无线通信的天生弱点：安全问题
? 对 WLAN的攻击方式大体上分为两类 ——
? 被动式攻击,网络窃听和网络通信量分析。
? 主动式攻击,身份假冒、重放攻击、拒绝服
务、中间人攻击和信息篡改攻击。国外已经
开始出现了无线黑客，他们不需进入一个组
织的大楼，在街边停靠的汽车里就可以通过
拦截无线局域网的信号并解密，从而攻破该
组织的内部网络。
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惊人的 WLAN漏洞
? 2002年 4月 27日，美国的两位网络安全
专家在当天的华尔街日报上声称：他们
驱车经过硅谷，用标准 PC设备，不过
90分钟时间就轻松攻入 40个企业网，其
中包括网络技术强劲的 Sun, Nortel等
大公司。看来,WLAN的安全的确是用
户的一大隐患。
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中国推出 WLAN安全国家标准
? 03年 11月 26日，中国国家质量监督检验检疫
总局和国家标准委联合发布,2003年第 110
号”, 关于 无线局域网强制性国家标准 实施
的公告,,从 2004年 2月 1日开始，禁止进口、
生产和销售不符合强制性国家标准的无线局
域网产品。
? 对于此前已经进口或生产的无线局域网产品，
其进口、生产和销售日期则宽限到 2004年的
6月 1日。
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整个世界为之震惊
? 2003年全球 Wi-Fi设备总销售额已经超
过 20亿美金。在该领域，尽管中国市场
目前规模还比较小,2002年容量约为
1700万美金，但其成长预期却相当具有
诱惑力,2007年有望增长到 5个亿
? Broadcom公司是全球最大 WLAN芯片供
应商,2003年总销售额超过 16亿美金
? Intel 公司的迅驰遭到当头棒喝
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WLAN安全国标 — WAPI
? （ WLAN Authentication and Privacy
Infrastructure,WLAN鉴别和保密基础结构）
? 标准制定机构成员：西电捷通无线网络通信
有限公司，中国电子技术标准化研究所、西
安电子科技大学、北京邮电大学、西安交通
大学、西安邮电学院、武汉汉网高技术有限
公司、桂林电子工业学院、国家商用密码研
究中心、国家无线电监测中心、北京六合万
通微电子技术有限公司、联想 (北京 )有限公
司、北京长信嘉信息技术有限公司。
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国际上明争暗斗
? 1月 30日,Wi-Fi联盟公开表态，联盟主管
Dennis Eaton表示，如果在中国标准 6月前仍
没有折衷方案,Wi-Fi芯片制造商宁愿考虑
停止向中国销售 Wi-Fi芯片，也不会遵守相
关规则
?, 亚洲华尔街日报, 周四 (4日 )头版新闻的报
导，美国国务卿 Colin Powell、商务部
长 DonEvans、贸易代表 Robert Zoellick已联
合致函，请求中国收回成命，取消 WAPI标
准相关规定。
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Wi-Fi在欧洲的命运
? 欧洲电讯标准研究院规定，在欧洲出售
的 WLAN产品必须具备 TPS和 DFS这两
个功能，即功率控制和主动频率选择。
TPS是为了防止无线产品发放过大的功
率来干扰军方雷达。 DFS是为了使无线
产品主动探测军方使用的频率，并主动
选择另一个频率，以避开军方频率。这
两个标准是属于强制性的。不符合标准
的产品将不会获得欧盟的上市许可。
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欧盟经验的启示
? 欧洲国家为了维护安全，制定了强制性
WLAN标准，即使导致市场推广的停顿，也
要实行严格的审查过程。这个经验对于未来
WLAN中国标准的强制实施具有示范意义
? 一些人不相信中国会在 6月 1日坚持这一标准。
他们预测的是中国政府会让步。但是，从欧
盟的经验看，指望中国政府在这个问题上让
步，那是不可能的。该让步的只可能是国外
的民间标准组织如 IEEE和 Wi-Fi,
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中国专家的态度
? WAPI 工作组的发言人刘朝阳：无线局域网
国家标准的实施不仅仅是一个标准问题，还
涉及到国家信息安全。 现有的 802.11被公认
存在着严重的安全缺陷，而国外的修补方案
进展还处于草案阶段，且仅仅是“美国国内
的行业标准草案”。
? WAPI负责人张庆松博士,Broadcom公司的
行动无疑是“自废武功”。, Wi-Fi联盟的
行动不但违反中国的法律法规，同时也违反
了美国的反托拉斯法和无线局域网标准行业
内的行为规范。”
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事情正在起变化 …
? IBM：“我们将逐步推出支持新标准的产品。
? Dell：“依据中国政府的政策法规，我们将
继续向中国客户提供高品质 Dell产品。”
? TI：,2月 6日在北京宣布，德州仪器将全力
支持中国推出的安全标准 WAPI，并将在今年
6月之前推出支持这个标准的芯片产品。”
? Acer：“我们希望包括 Intel在内的所有厂商
可以顺利迎接这次变化。期望新旧标准能实
现顺利过渡。”
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第四节 无限前景
—— 据计世资讯的最新统计，截至 03年
底，国内 WLAN市场规模为 5.7亿元，
单是无线网卡的销售量就达到了 74万片，
这个市场目前正处于“雪崩式增长”的
前期，有着非常诱人的市场前景。
—— WLAN短距离、低成本的优势将为
用户带来极大的便利。例如 ……
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利用 WLAN上网
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用 WLAN 组成, 外设局域网,
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开会时使用
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办公无需电缆
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管理工厂方便快捷
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回到家中 ……
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自动认证 ……
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旅行途中 ……
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防止小孩走失
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无线连接，无限前途
? 无线通信的便利性，电磁波频谱资源的
无限性，为人类信息社会的各个方面展
示了极其美好的前景
? 发展方向：
更高：开发新的更高的可用频谱
更宽,在现有频段拓展更宽的频带
更好：给生活带来更大便利
? 进入无线领域，前景无限美好
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Thank you
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Q & A?
