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4.1-1 无线数据传输在线视频

4.1-1 无线数据传输

下一节:4.1-2 无线局域网体系结构

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4.1-1 无线数据传输课程教案、知识点、字幕

在以太网当中

我们学习了数据通过有线信道的传输过程

那么数据通过无线信道是怎么传输的呢

下面 我们就来学习数据通过无线信道的传输过程

内容主要包括 无线传输过程 无线信道的选取

和电磁波的特点

我们说无线通信是利用电磁波在自由空间中的传播实现的

那么电磁波是怎么传播的呢

我们说电磁波的传播过程是由变化的电场激发变化的磁场

再由变化的磁场激发出新的变化的电场

这样由近及远 不断地 交替地下去的激发过程产生的电磁波

那么计算机处理的二进制位流是怎么转换成电磁波的呢

我们说电磁波有三个特征参数

一个是频率 第二个是初始相位还有功率

这点和按照正弦和余弦变化规律来变化的模拟信号

有非常相似的地方

前面我们学习了通过调制可以把二进制位流

转换成模拟信号

因此 我们可以先把二进制位流转换成模拟信号

然后用模拟信号通过天线激发产生变化的电场

由此产生电磁波

然后 在接收端由天线从电磁波当中感应出模拟信号

然后再把模拟信号经过解调还原成二进制位流

那么无论是解调还是调制

在无线局域网当中 都是通过一个无线网卡实现的

那么有的无线网卡是有外置天线的

有的无线网卡没有外置天线

二进制位流通过无线局域网的传输过程当中

是必须要通过一个无线信道来实现的

那么无线信道又是怎么产生的呢

电磁波在自由空间的传播要占据一段频段

这段频段就是无线信道

那么什么样的频段适合数据传输呢

我们知道数据传输速率和电磁波的波特率成正比

而电磁波的波特率和电磁波带宽成正比

因此为了得到比较高的数据传输速率

电磁波必须有比较高的带宽

下面我们来分析一下电磁波的频谱

这是电磁波的频谱

频率从低到高分别是无线电 微波还有红外线 可见光

紫外线 x射线 γ射线

我们说带宽决定传输速率

而高频段的电磁波有比较高的带宽

但是从频谱上可以看出

紫外线以上的这些电磁波对生物有伤害

特别是x射线和γ射线

对人体的杀伤力是很大的

因此我们要选择紫外线以下的

但是紫外线以下的电磁波频率越高就越接近可见光

那么可见光直线传播的特性

对无线局域网终端的布局有很大的限制

因此 通常把微波段的电磁波用作数据通信

电磁波在网络中得到了应用

另外在其它的许多领域 如工业 科学 医疗等领域

也得到了广泛的应用

因此每个国家都有一个权威机构专门负责

电磁波频率的分配 发射功率的控制等

比如说像我们国家的无线电管理委员会

为了满足公众对电磁波的使用

通常会开放一些电磁波频段让公众自由使用

而且各个国家尽量把开放的电磁波频段一致起来

以使一些相关的无线电通信设备可以标准化

这是美国开放的ISM频段

它开放了这三个电磁波频段

那么工业 科学 医疗等相关部门都可以不用经过申请

可以自由地使用这些电磁波的频段

那么对于无线局域网来说 它使用的电磁波频段是这样的

一个频段是2.401GHz到2.483GHz的频段

总共是82MHz带宽

还有一个是5.15GHz到5.35GHz的频段

一共是200MHz的带宽

然后还有一个是5.725GHz到5.825GHz的频段

是100MHz的带宽

通常把2.401GHz到2.483GHz的频段称为2.4GHz频段

把后面两个频段统称为5GHz的频段

下面我们看一下电磁波在传播过程中的一些特点

第一个是能量的损耗

电磁波在传播过程当中 它的能量会发生损耗

并且能量的损耗与传播的距离的平方成正比

对于ISM频段的电磁波 它的发射功率受到严格限制

能量不能太大

因此在传输过程当中 电磁波的传输覆盖范围是有限的

而电磁波的频率越高

它越接近于可见光的特性

有些障碍物直接能够阻挡电磁波的穿越

那么虽然电磁波能够穿越某些障碍物

但是它的能量受到很大损失

比如说 发射源在走道上 接收端在房间里

那么门是开着还是关着 对信号接收质量产生很大影响

这是能量损耗

第二个是干扰

电磁波在传输过程当中

很容易受到相同频率电磁波的干扰

特别是在ISM频段

因为它是自由开放的

所以它更容易受到干扰

因此在使用的过程当中 尽量保证在有效的使用范围之内

尽量不要有相同频段的电磁波的发射源

我们在飞机上

要求大家关闭手机 笔记本电脑等无线通信设备

就是为了避免干扰 保证飞机的正常飞行

第三个是多径效应

发送端发射的电磁波沿着不同的传播路径

受到不同的障碍物的反射 最后到接收端信号叠加以后

信号可能会严重的失真

这种现象通常是在接收端增加接收天线的数量来解决

有时候 我们在某一个位置接收信号不好

我们可以移动一下

改变一下所在的位置和接收的方向

信号可能变得强一些了

这就是个原因

第四个是隐蔽站的问题

隐蔽站是因为终端在发送电磁波的过程当中

电磁波的能量会损耗

那么一个终端可能检测不到另一个终端发射的电磁波能量

因此两个终端对于对方来说 都是不可见的

也就是隐蔽的

比如说终端A和终端C

我们来看一下

这是终端A电磁波的传播范围

这是终端C电磁波的传播范围

那么对于终端A和终端C这两个终端来说

它都是互相隐蔽的

就是终端A的电磁波范围没有覆盖终端C

终端C的电磁波范围也没有覆盖终端A

那么这两种隐蔽的现象会发生什么样的后果呢

因为终端A和终端B是在同一个电磁波的覆盖范围里

而终端C和终端B也是在同一个覆盖范围里

因此 终端A和终端C可能会同时给终端B发送数据

在终端B这个地方 数据就产生了冲突

这是隐蔽站的问题

第五个是暴露站的问题

我们来看一下暴露站的问题

终端B的电磁波范围包含终端A 终端B 还有终端C

而终端C的电磁波传播范围包含终端B 终端C和终端D

那么在这个里面

终端B和终端D是相互隐藏的

终端C和终端A也是相互隐藏的

但是终端B在向终端D发送电磁波的同时

终端C是可以同时向终端D发送电磁波的

因为终端D并不能收到终端B发送的电磁波信号

但是因为终端B和终端C是互相暴露的

它们是可见的

因此终端C不会在终端B向终端A发送数据的同时

它给D发送数据

那么这是暴露站的问题

通过这些特点的分析

我们可以看得出来无线通信和有线通信之间

存在这样一些不同点

第一个 有关传输速率的问题

终端位于不同位置上

因为能量的损耗

接收到信号的强度和信噪比可能不一样

根据香农定理

数据传输速率取决于电磁波的带宽和信号的信噪比

因此位于无线局域网中不同位置的终端

它的传输速率可能就不同

这是跟总线形以太网当中有线通信不一样的地方

第二个 信号再生的问题

在有线信号传输过程当中

因为信号的传播方向是可以确定的

因此我们可以在适当的位置增加像中继器这样的放大器

那么信号在传播过程当中 可以进行再生的

那么使得接收端接收到的信号质量

与接收端和发送端之间的距离没有关系

但是无线信号因为是沿着自由空间来传播的

它的传播方向是无法确定的

因此 无法按照有线通信在某个位置设置一个放大器

来放大信号

也就使得信号再生

所以在无线通信当中

接收端收到的信号质量与接收端发送端之间的距离

有关系

这是有线通信和无线通信两个很大的差别

网络技术与应用课程列表:

先导语

-课程先导语

--先导语

第1讲 概论

-1.1 网络内涵

--网络内涵

-1.2 互联网发展过程

--互联网发展过程

-1.2 互联网发展过程--作业

-1.3 交换方式

--电路交换

-- 虚电路交换

--数据报交换

--三种交换方式比较

--html

-1.3 交换方式--作业

-1.4 计算机网络体系结构和协议

--分层结构

--网络体系结构与协议

--OSI体系结构

--TCP/IP体系结构

-1.4 计算机网络体系结构和协议--作业

-第一讲内容的启示

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-例题分析

--例题分析

-测验--作业

第2讲 数据通信基础

-本讲内容简介

--2.0 数据通信基础

-2.1 数据传输系统

--2.1 数据传输系统

-2.1 数据传输系统--作业

-2.2 信号

--2.2 信号

-2.2 信号--作业

-2.3 编码和调制

--2.3-1 编码

--2.3-2 调制

-2.3 编码和调制--作业

-2.4 差错控制

--2.4-1 差错控制—检错码

--2.4-2 差错控制—确认和重传

-2.4 差错控制--作业

-2.5 传输媒体

--2.5 传输媒体

-2.5 传输媒体--作业

-2.6 Packet Tracer6.2使用说明

--2.6 Packet Tracer6.2使用说明

-第二讲内容的启示

--html

-例题分析

--例题分析

-测验--作业

第3讲 以太网

-以太网发展过程与内容简介

--3.1 以太网发展过程和本讲内容简介

-以太网发展过程与内容简介--作业

-3.1 总线形以太网

--3.1-1 总线形以太网基础

--3.1-2 基带传输与曼彻斯特编码

--3.1-3 数据帧封装格式:mac帧

--3.1-4 CSMA/CD算法

--3.1-5 CSMA/CD算法缺陷

-3.1 总线形以太网--作业

-3.2 网桥与冲突域分割

--3.2-1 网桥与冲突域分割

--3.2-2 网桥工作过程演示

-3.2 网桥与冲突域分割--作业

-3.3 交换式以太网与VLAN

--3.3-1 VLAN与广播域分割

--3.3-2 单交换机VLAN划分过程

--3.3-3 跨交换机VLAN划分

--3.3-4 跨交换机VLAN划分配置过程演示

-3.3 交换式以太网与VLAN--作业

-3.4 以太网标准

--3.4 以太网标准

-3.4 以太网标准--作业

-第三讲内容的启示

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-例题分析

--例题分析

-案例设计

--案例设计

-测验--作业

第4讲 无线局域网

-本讲内容简介

--无线局域网

-4.1 无线局域网概述

--4.1-1 无线数据传输

--4.1-2 无线局域网体系结构

-4.1 无线局域网概述--作业

-4.2 无线局域网应用方式

--4.2 无线局域网组网方式

-4.2 无线局域网应用方式--作业

-4.3 无线局域网MAC层

--4.3-1 无线局域网的MAC帧

--4.3-2 DCF和CSMA/CA

-4.3 无线局域网MAC层--作业

-4.4 终端接入无线局域网过程

--4.4 终端接入无线局域网过程

-4.4 终端接入无线局域网过程--作业

-4.5 无线局域网设计和分析

--4.5-1 无线局域网设计

--4.5-2 无线局域网设计演示实验

-第四讲内容的启示

--html

-例题分析

--例题分析

-测验--作业

第5讲 IP和网络互连

-本讲内容简介

-- IP与网络互连

-5.1 网络互连机制

--5.1 网络互连机制

-5.1 网络互连机制--作业

-5.2 网际协议

--5.2-1 IP-分类编址

--5.2-2 IP-无分类编址

--5.2-3 IP-分组格式

-5.2 网际协议--作业

-5.3 IP分组传输过程

--5.3 IP分组传输过程

-5.3 IP分组传输过程--作业

-5.4 路由表建立过程

--5.4-1 人工配置静态路由项

--5.4-2 路由协议与动态路由项

-5.4 路由表建立过程--作业

-5.5 IP over以太网

--5.5 IP Over以太网

-5.5 IP over以太网--作业

-5.6 三层交换机与VLAN间通信过程

--5.6-1 多端口路由器实现VLAN间通信过程

--5.6-2单臂路由器实现VLAN间通信过程

--5.6-3 三层交换机实现Vlan间通信过程

--5.6-4 三层交换机实现VLAN间通信过程演示实验

--5.6-5 互联设备之间的区别

-5.7 Internet控制报文协议

--5.7 Internet控制报文协议

-5.7 Internet控制报文协议--作业

-第五讲内容启示

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-案例设计

--案例设计

-例题分析

--5.9-1 例题分析1

--5.9-2 例题分析2

--5.9-3 例题分析3

-测验--作业

第6讲 Internet接入技术

-本讲内容简介

--本讲内容简介

-6.1 Internet接入控制机制

--6.1 Internet接入控制机制

-6.1 Internet接入控制机制--作业

-6.2 以太网和ADSL接入技术

--6.2-1 通过以太网接入Internet过程

--6.2-2 通过ADSL接入Internet过程

-6.2 以太网和ADSL接入技术--作业

-6.3 家庭局域网接入方式与无线路由器

--6.3-1 家庭局域网接入方式

--6.3-2 家庭无线路由器的配置

-6.3 家庭局域网接入方式与无线路由器--作业

-6.4 接入综合演示实验

--6.4 接入综合演示实验

-6.4 接入综合演示实验--作业

-第六讲内容的启示

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-例题分析

--第六讲 例题分析

-测验--作业

第7讲 传输层

-本讲内容简介

--传输层

-7.1 传输层服务特性

--传输层服务特性

-7.1 传输层服务特性--作业

-7.2 端口号

--端口号

-7.3 用户数据报协议UDP

--用户数据报协议UDP

-7.3 用户数据报协议UDP--作业

-7.4 传输控制协议TCP

--TCP特点和格式

--建立和释放连接过程

--TCP差错控制机制

--TCP拥塞控制机制

-- TCP的几点说明

-7.4 传输控制协议TCP--作业

-第七讲内容启示

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-例题分析

--例题分析

-测验--作业

第8讲 应用层

-本讲内容简介

-- 应用层

-8.1 应用结构

--应用结构

-8.1 应用结构--作业

-8.2 域名解析

--8.2-1 域名结构与资源记录

--8.2-2 域名解析过程

--8.2-3 DNS演示实验

-8.2 域名解析--作业

-8.3 动态主机配置协议

--8.3-1 动态主机配置协议

--8.3-2 DHCP无中继演示实验

--8.3-3 DHCP中继演示实验

-8.3 动态主机配置协议--作业

-8.4 万维网

-- 万维网

-8.4 万维网--作业

-8.5 电子邮件

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-8.6 文件传输协议

--html

-例题分析

--例题分析

-案例设计

--CH8 案例设计

-应用层启示

--html

-测验--作业

第9讲 网络安全

-本讲内容简介

--9.0 网络安全内容简介

-9.1 网络安全概述

--9.1-1 网络安全现状与目标

--9.1-2 网络攻击举例

--9.1-3 DHCP欺骗攻击演示实验

-9.1 网络安全概述--作业

-9.2 网络安全基础

--9.2-1 数据加密

--9.2-2 报文摘要和数字签名

-9.2 网络安全基础--作业

-9.3 病毒检测与防御技术

--9.3 病毒检测与防御技术

-9.3 病毒检测与防御技术--作业

-9.4 以太网安全技术

--9.4-1 以太网安全技术

--9.4-2 防DHCP欺骗演示实验

-9.4 以太网安全技术--作业

-9.5 无线局域网安全技术

--9.5 无线局域网安全技术

--9.5-2 无线局域网安全演示实验

-9.5 无线局域网安全技术--作业

-9.6 防火墙

--9.6-1 无状态分组过滤器

--9.6-2 有状态分组过滤器

-9.6 防火墙--作业

-9.7 安全协议

--9.7 安全协议

-9.7 安全协议--作业

-例题分析

--例题分析

-防火墙演示实验

-- 防火墙演示实验

-案例设计

--案例设计

-网络安全的启示

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-测验--作业

附录

-附录1:综合应用分析

--综合应用分析

-附录2:Cisco实际设备网络构建与配置

--Cisco实际设备网络构建与配置

期末考试

-期末考试--考试试题

4.1-1 无线数据传输笔记与讨论

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