网络工程设计与系统集成gqne.docx
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1、网络工工程设计计与系统统集成一、 蓝牙技术术(Bluuetooothh)蓝牙技术术是一种种无线数数据与语语音通信信的开放放性全球球规范,它它以低成成本的近近距离无无线连接接为基础础,为固固定与移移动设备备通信环环境建立立一个特特别连接接。其工工作频段段为全球球通用的的2.44 (即即工业、科科学、医医学)频频段。由由于频带带是对所所有无线线电系统统都开放放的频带带,因此此使用其其中的某某个频段段都会遇遇到不可可预测的的干扰源源。为此此,蓝牙牙特别设设计了快快速确认认和跳频频方案以以确保链链路稳定定,结合合了极高高跳频速速率(116000跳)和调调频技术术,这使使它比工工作在相相同频段段而跳频频
2、速率均均为500跳的8002.111 和无线线电更具具抗干扰扰性。蓝蓝牙的数数据传输输速率为为1,采采用时分分双工方方案来实实现全双双工传输输。其理理想的连连接范围围为10010,通过过增大发发送电平平可以将将距离延延长至1100 。蓝牙技技术是一一种将多多种家庭庭与办公公室中的的数据和和语音设设备通过过无线方方式联网网的技术术,在便便携式计计算机、移移动电话话以及其其他的移移动设备备之间建建立起一一种小型型、经济济、短距距离的无无线链路路,将多多种设备备联成一一个微微微网(PPicoo Neet),从从若干个个微微网网还可以以进一步步联接成成为分布布式网络络(Sccattter Nett),
3、使使得更多多的数据据和语音音设备能能够快捷捷地连通通,实现现快速高高效的通通信,实实现数据据共享、IInteerneet接入入、无线线免提、同同步资料料、影像像传递等等。应用用蓝牙技技术的无无线收发发器的一一块芯片片,这种种蓝牙芯芯片由于于体积小小巧,可可以很方方便地嵌嵌入各种种消费电电子产品品以及便便携式通通信设备备中,成成为消费费电子产产品现代代移动通通信终端端的一个个部分,是是目前世世界半导导体芯片片厂商争争相开发发生产的的热门产产品。蓝牙基带带协议是是电路交交换与分分组交换换的结合合。在保保留的时时隙中可可以传输输同步数数据包,每每个数据据包以不不同的频频率发送送。一个个数据包包名义上
4、上占用一一个时隙隙,但实实际上可可以被扩扩展到占占用5个个时隙。蓝蓝牙支持持异步数数据信道道以及多多达3个个同时进进行的同同步话音音信道,还还可以用用一个信信道同时时传送异异步数据据和同步步话音。每每个话音音信道支支持644,同步步话音链链路。异异步信道道可以支支持一端端最大速速率为7721而而另一端端速率为为57.6的不不对称连连接,也也可以支支持4332.66的对称称连接。蓝牙系统统主要有有三大单单元组成成。 (1)无无线单元元。无线单单元主要要完成基基带信号号和射频频信号之之间的上上下转换换,实现现数据流流的过滤滤和传输输;(2)基带单单元。基带单单元主要要完成跳跳频控制制,数据据和信息
5、息的打包包与传输输;(3)链路管管理与控控制单元元。链路管管理与控控制是系系统的核核心部分分,它负负责连接接的建立立和拆除除以及链链路的安安全和控控制,还还要为上上层软件件提供访访问入口口。蓝牙标准准是由移移动通信信公司与与移动计计算公司司联合起起来开发发的传输输范围为为10米米左右的的短距离离无线通通信标准准,蓝牙牙比无线线局域网网标准IIEEEE8022.111更具移移动性,IIEEEE8022.111限制在在建筑物物和校园园内,蓝蓝牙能把把一个设设备连接接到LAAN和WWAN,甚甚至支持持全球漫漫游。蓝牙通讯讯技术的的特点:蓝牙工工作在全全球开放放的2.4GHHz IISM(即即工业、科
6、科学、医医学)频频段;使使用跳频频频谱扩扩展技术术,把频频带分成成若干个个跳频信信道(hhop chaanneel),在在一次连连接中,无无线电收收发器按按一定的的码序列列不断地地从一个个信道“跳跳”到另另一个信信道;一一台蓝牙牙设备可可同时与与其它七七台蓝牙牙设备建建立连接接;数据据传输速速率可达达1Mbbit/s;低低功耗、通通讯安全全性好;在有效效范围内内可越过过障碍物物进行连连接,没没有特别别的通讯讯视角和和方向要要求;支支持语音音传输;组网简简单方便便。蓝牙技术术特征:蓝牙技技术是作作为一种种“电缆缆替代”的的技术提提出来的的,发展展到今天天已经演演化成了了一种个个人信息息网络的的技
7、术。它它将内嵌嵌蓝牙芯芯片的设设备互联联起来,提提供话音音和数据据的接入入服务,实实现信息息的自动动交换和和处理。蓝蓝牙主要要针对三三大类的的应用:话音数据的的接入、外外围设备备互联和和个人局局域网。话话音数数据的接接入是将将一台计计算设备备通过安安全的无无线链路路连接到到一个通通信设备备,完成成与广域域通信网网络的互互联。外外围设备备互联是是指将各各种外设设通过蓝蓝牙链路路连接到到主机。个个人局域域网的主主要应用用是个人人网络和和信息的的共享和和交换。蓝蓝牙技术术已获得得了两千千余家企企业的响响应,从从而拥有有了巨大大的开发发和生产产能力。蓝蓝牙已拥拥有了很很高的知知名度,消消费者对对这一技
8、技术也很很有兴趣趣。蓝牙的未未来发展展趋势:(1)芯芯片价格格持续下下降 ;(2)芯片越来越小巧;(3)向单芯片方向发展;(4)产品具有兼容性;(5)与其它技术的共存;(6)众多操作系统支持蓝牙(7)干扰问题的解决(8)支持漫游功能。蓝牙无线线技术本本身是巨巨大的潜潜在市场场驱动下下的产物物,其最最初的设设想是为为移动终终端用户户和商务务人士提提供一项项替代线线缆( )的的技术,并并能提供供对等()的的基于临临时组网网( ) 的的各种移移动通信信终端和和便携式式计算终终端之间间的无线线连接。 蓝牙无无线技术术的应用用大体上上可以划划分为替替代线缆缆( )、因因特网桥桥( )和和临时组组网( )
9、33个领域域。(1)替替代线缆缆 19994年,公司司就将其其作为替替代设备备之间线线缆的一一项短距距离无线线技术。与与其他短短距离无无线技术术不同,蓝蓝牙从一一开始就就定位于于结合语语音和数数据应用用的基本本传输技技术。最最简单的的一种应应用就是是点对点点( )的替替代线缆缆,例如如耳机和和移动电电话、笔笔记本电电脑和移移动电话话、和(数数据同步步)、数数码相机机和以及及蓝牙电电子笔和和移动电电话之间间的无线线连接。围绕替代代线缆再再复杂一一点的应应用,就就是多个个设备或或外设在在一个简简单的“个个人局域域网”( ,)内内建立通通信连接接,如在在台式计计算机、鼠鼠标、键键盘、打打印机、和和移
10、动电电话之间间建立无无线连接接。为了了支持这这种应用用,蓝牙牙还定义义了“微微网”()的概概念,同同一个内内至多有有8个数数据设备备(1个个“主设设备”()和和7个“从从设备”()共共存。 (2)因因特网桥桥 蓝牙标标准还更更进一步步地定义义了“网网络接入入点”( )的的概念,它它允许一一台设备备通过此此网络接接入点来来访问网网络资源源,如访访问、和基基于的文文件服务务和打印印设备。而而且这种种网络资资源不仅仅仅可以以提供数数据业务务服务,还还可以提提供无线线的语音音业务服服务,从从而可以以实现蓝蓝牙终端端和无线线耳机之之间的移移动语音音通信。通通过接入入点和微微型网的的结合,可可以极大大地扩
11、充充网络基基础设施施,丰富富网络资资源,从从而最终终实现不不同类型型和功能能的多种种设备依依托此种种网络结结构共享享语音和和数据业业务服务务。 建立这这样一个个安全和和灵活的的蓝牙网网络需要要以下33部分软软件和硬硬件设施施组成:一是蓝蓝牙接入入点( ,),他他们可以以安装在在提供蓝蓝牙网络络服务的的公共、个个人或商商业性建建筑物上上,目前前大多数数接入点点只能在在和蓝牙牙设备之之间提供供数据业业务服务务,而少少数高档档次的系系统可以以提供无无线语音音连接;二是本本地网络络服务器器( ),此此设备是是蓝牙网网络的核核心,它它提供基基本的共共享式网网络服务务,如接接入、和连接接基于的的语音系系统
12、等;三是网网络管理理软件( ),此此软件也也是网络络的核心心,集中中式管理理的形式式能够提提供诸如如网络会会员管理理、业务务浏览、本本地业务务服务、语语音呼叫叫路由、漫漫游和记记费等功功能。蓝蓝牙无线线网络的的结构如如图1所所示。基于上述述蓝牙网网络的商商业化应应用已经经浮出水水面。在在分布了了多个蓝蓝牙接入入点的商商店,顾顾客可以以利用带带有、蓝蓝牙和浏浏览功能能的移动动电话付付款、结结账和浏浏览店内内提供的的商品;在装有有基于蓝蓝牙的饭饭店客人人服务系系统的 中,客客人使用用的的5220具具备蓝牙牙功能的的移动电电话就可可以进行行入住登登记和结结账服务务,甚至至可以用用移动电电话打开开预定
13、客客房的房房门。 在欧美美国家,配配备蓝牙牙等无线线因特网网接入服服务的设设施被称称为“ ”,他他们和日日本等国国都在积积极探索索开展 业务务的商业业模式。 (3)临临时组网网 上述的的“网络络接入点点”是基基于网络络基础设设施( )的的,即网网络中存存在固定定的、有有线连接接的网关关。蓝牙牙标准还还定义了了基于无无网络基基础设施施( )的的“散型型网”()的概概念,意意在建立立完全对对等(2)的的 。所所谓的 是一一个临时时组建的的网络,其其中没有有固定的的路由设设备,网网络中所所有的节节点都可可以自由由移动,并并以任意意方式动动态连接接(随时时都有节节点加入入或离开开),网网络中的的一些节
14、节点客串串路由器器来发现现和维持持与网络络其他节节点间的的路由。 应用用于紧急急搜索和和救援行行动中、会会议和大大会进行行中及参参加人员员希望快快速共享享信息的的场合。 蓝牙标标准中微微网采用用主从从工作模模式,若若干个临临时组建建的微网网可以建建立连接接构成散散型网。由由主设备备的蓝牙牙地址()及本本地时钟钟()决决定一个个微网的的信道跳跳频序列列( )及及同步时时钟(),微微网内的的所有从从设备与与此跳频频序列保保持同步步。一个个微网内内的从设设备可以以同时作作为其他他微网的的从设备备,而一一个微网网的主设设备在其其他微网网内只能能作为从从设备。在在保证一一定误码码率及冲冲突限度度的前提提
15、下,一一个散型型网可由由至多110个微微网构成成,由此此可见,在在一定范范围内可可支持的的蓝牙无无线设备备的密度度相当高高。 当当前的蓝蓝牙协议议并不支支持完全全对等的的通信,如如果在临临时组建建的微网网内充当当主单元元的设备备突然离离去,剩剩余的设设备不会会自发地地组建起起一个新新的微网网;同时时,蓝牙牙协议也也不支持持 业务的的分配和和管理,蓝蓝牙的业业务发现现协议()为为适应蓝蓝牙通信信的动态态特性进进行了优优化,但但集中于于对蓝牙牙设备上上可利用用业务的的发现,而而没有定定义如何何访问这这些业务务的方法法(包括括发现和和得到协协议,访访问方式式,驱动动和使用用这些业业务所需需的代码码)
16、,对对访问业业务的控控制和选选择等。尽尽管如此此,蓝牙牙的可以以与其他他的业务务发现协协议共存存,也可可以通过过蓝牙定定义的其其他协议议来访问问这些业业务。 为部分分解决上上述问题题,北欧欧一家产产品工作作平台开开发商,蓝蓝牙成员员之一的的 开发出出了自发发的短距距离22业务务平台,以及及智能的的无线对对等网络络。他他们的工工作平台台在基于于的游戏戏上得到到了应用用,并且且获得了了 20001 的“最最具创新新产品奖奖”( )。蓝牙在网网络教育育中的应应用:在网络教教育应用用中,如如果在无无线校园园网中采采用基于于蓝牙技技术的网网络产品品,就增增加了网网络教学学的可移移动性。利利用蓝牙牙技术还
17、还可以构构建将各各种媒体体信息工工具综合合起来的的蓝牙教教室。对对于学习习者个人人来说,利利用蓝牙牙技术可可以方便便地搭建建一个实实时、快快速、交交互性强强的队每每天学习习空间,这这样就可可以把用用户身边边的设备备都连接接起来,形形成一个个“个人微微型网”,使社社会的每每一个成成员,每每一件职职能化设设备都能能随时随随地连接接在网络络上,学学习者就就可以在在互联网网上多途途径地学学习丰富富的教育育资源,而而且使学学习者与与教学资资源、教教师与学学生之间间的交互互性也得得到了提提高,交交互过程程中的信信息表征征方式也也比较丰丰富,将将会构成成进行终终身学习习的理想想环境。蓝牙在计计算机中中的应用
18、用: 蓝牙接接口可以以直接集集成到计计算机主主板或者者通过卡或或接口连连接,实实现计算算机之间间及计算算机与外外设之间间的无线线连接。这这种无线线连接对对于便携携式计算算机可能能更有意意义。通通过在便便携式计计算机中中植入蓝蓝牙技术术,便携携式计算算机就可可以通过过蓝牙移移动电话话或蓝牙牙接入点点连接远远端网络络,可以以方便地地进行数数据交换换。当便便携式计计算机中中的某些些资料更更新后,可可以在不不需人工工干预的的情况下下,对家家用台式式电脑进进行同步步更新。蓝牙在移移动电话话中的应应用: 从目前前来看,移移动电话话是蓝牙牙技术的的最大应应用领域域,也是是已经有有实际应应用的领领域。通通过在
19、移移动电话话中植入入蓝牙技技术,可可以实现现无线耳耳机、车车载电话话等功能能,还能能实现与与便携式式计算机机和其他他手持设设备的无无电缆连连接,组组成一个个方便灵灵活的。当当蓝牙技技术普及及后,蓝蓝牙移动动电话还还能作为为一个工工具,实实现所有有的商用用卡交易易。蓝牙在其其他方面面的应用用: 目前,蓝蓝牙技术术的应用用领域已已越来越越广阔,如如:将蓝蓝牙技术术应用于于汽车行行业中,实实现对汽汽车各部部件的实实时监控控;将蓝蓝牙技术术应用于于建筑行行业中,实实现智能能化住宅宅;在人人口密度度大的地地区(如如车站、机机场、商商场等)为为用户提提供接入入服务等等。 我我们针对对电力系系统的特特点,正
20、正在将蓝蓝牙技术术引入到到电力系系统中,实实现电力力系统的的自动抄抄表和用用电实时时管理以以及高压压区的远远程操作作。目前前正在努努力实现现该系统统的实用用化。二、 无线局域域网(WWLANN)无线局域域网作为为一种灵灵活的数数据通信信系统,是是固定局局域网的的有效的的延伸和和补充。WWLANN利用电电磁波在在空气中中发送和和接收数数据,而而无需线线缆介质质。WLLAN的的数据传传输速率率现在已已经能够够达到111Mbb/s,传输输距离可可远至220kmm以上,使使网上的的计算机机具有可可移动性性,能快快速方便便地解决决使用有有线方式式不易实实现的网网络连通通问题。WWLANN技术采采用IEE
21、EE8802.11bb标准作作为通用用标准。无线局域域网系统统包括为为电脑终终端配置置的无线线局域网网卡,33Comm等公司司都有基基于该标标准的无无线网卡卡;进行行数据发发送和接接受的设设备,称称为接入入点(AAcceess Poiint);以及其其他一些些接入控控制设备备。对于于希望得得到的无无线局域域网服务务的终端端用户而而言,它它所需做做的工作作只是插插入专用用的网卡卡,然后后安装简简单的驱驱动程序序。WLLAN的的应用有有以下两两类情况况:(11)独立立的WLLAN。这是指指整个网网络都使使用无线线通信的的情况。在在这种方方式下可可以使用用AP,也也可以不不使用AAP。在在不使用用A
22、P时时,各个个用户之之间通过过无线直直接互连连。但缺缺点是各各用户之之间的通通信距离离较近,且且当用户户数量较较多时,性性能较差差。(22)非独独立的WWLANN。在大多多数情况况下,无无线通信信是作为为有线通通信的一一种补充充和扩展展,这种种情况称称为非独独立的WWLANN。在这这种配置置下,多多个APP通过线线缆连接接在有线线网络上上,以使使无线用用户能够够访问网网络的各各个部分分。无线局域域网的组组成无线局域域网由无无线网卡卡、无线线接入点点(APP)、计计算机和和有关设设备组成成,采用用单元结结构,每每个单元元称为一一个基本本服务组组(BSSS),BBSS的的组成有有三种方方式:集中控
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