基于电信系统的家庭网络研究毕业设计(论文)(编辑修改稿)

基于电信系统的家庭网络研究毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

的电力线作为通信载体，加上一些 PLC 局端和终端调制器，将原有电力网变成了电力线通信网络，将已有的电源插座变为信息插座的一种宽带接入方式。 它具有覆盖范围广、不必重新布线、连接方便等特点，电力线上网是传输数据和语音信号的一种通信方式，具有通道可靠性高、投资方 少见效快、与电网建设同步等得天独厚的优点。 电力线宽带局域网由电力线以太网桥、电力线调制解调器组成的，电力线宽带局域网产品一般采用以太网组网技术。 典型的电力线联网技术主要由 3 部分构成：数字电力线、电力线交换技术及上层应用电力线网络的物理层采用数字电力线技术。 重庆邮电大学移通学院本科论文设计（论文） 8 第二章 家庭网络中的无线局域网 第一节 无线技术发展推动市场的需求 一、无线网络 WLAN 出现的必然性 众所周知，无线网络应用正在全世界蓬勃发展。 随着无线技术在日常生活中日益普及，人们越来越渴 望在家中利用网络随时随地自由地工作、学习和娱乐。 尤其是笔记本电脑使用的增加，人们也不满足仅仅坐在书房电脑台前上网，而希望可以在更舒适的地方，例如躺在床上或坐在客厅躺椅子上，也能访问网络。 而且，现今的很多家庭都拥有了两台甚至两台以上的电脑，这就需要在家庭环境中具备多个网络接入点。 在家中设立无线局域网 WLAN 既简单又省钱。 人们能在各自房间自由走动，随时接入网络冲浪，而无需担心电缆和插头。 用户能够真正“无线”自己的生活，感受前所未有的灵活性和自由性。 随着计算机网络技术的逐渐成熟，以快捷高效，组网灵活为优势的无线网 络技术随之飞速发展。 无线局域网是有线局域网的延伸或替代网络。 无线数据通信，与有线网铺设相比，数据传输速率高，高干扰性、保密性较强，不受布线接点位置限制。 对于生活社区、旅馆、机场车站等人员流动性区域，建立无线局域网是理想的选择。 在过去的几年中，数字格式内容的普及、宽带的光反应用以及人们对家庭网络兴趣的与日俱增，不断推动着数字媒体娱乐的中心。 高性能电脑为用户提供了全新的数字媒体控制方法。 而无线网络技术则帮助克服了墙壁、出口、和缆线的障碍。 房间布局、楼城规划、网络连接和电脑本身的位置等将不再成为消费者享受数字媒 体乐趣的障碍。 因此随着社会的进步，随着人们生活的需求，无线网络的出现也就成为必然。 二、无线局域网的优势 ① 可靠性：无线局域网的系统分组丢失率应该低于 105， 误码率 应该低于108。 ② 兼容性 ：对于室内使用的无线局域网，应尽可能使其跟现有的 有线局域网重庆邮电大学移通学院本科论文设计（论文） 9 在 网络操作系统 和网络软件上相互兼容。 ③ 数据速率：为了满足局域网业务量的需要，无线局域网的 数据传输速率 应该 在 1Mbps 以上。 ④ 通信保密：由于数据通过无线介质在空中传播，无线局域网必须在不同层次采取有效的措施以提高通信保密和数据安全性能。 ⑤ 移动性：支持全 移动网络 或半移动网络。 ⑥ 节能管理：当无数据收发时使站点机处于 休眠状态 ，当有数据收发时再激活，从而达到节省电力消耗的目的。 ⑦ 小型化、低价格：这是无线局域网得以普及的关键。 ⑧ 电磁环境：无线局域网应考虑电磁对人体和周边环境的影响问题。 第二节 无线局域网 WLAN 技术 无线局域网技术今年来产生了土匪猛进的发展，目前无线局域网技术所采用的技术标准主要有四种： 家族、蓝牙技术、红外线数据协会和HomeRF,其中 和蓝牙技术应用最为广泛。 家庭网络是融合通信网络、控制网络和多媒体信息网络于一体的家庭信息化平台。 一、无线局域网 标 准 无线局域网标准 . IEEE 的 标准有很多子集构成，它详细定义了 WLAN 中从物理层到 MAC 层的通信协议。 1997 年 IEEE 开发了第一个国际认可局域网标准： 标准。 标准制定对于 WLAN 的发展具有非常重要的作用，主要表现在以下几方面： ①设备互操作性。 使用 标准，可以使多厂设备之间具备互操性。 标准增强了价格的竞争，使公司能以更低的研究和发展经费开发 WLAN 组件，同时也使一批较小的公司能够开发 WLAN 组件。 ②产品的快速发 展。 标准受到无线网络专家严格的论证和检测，重庆邮电大学移通学院本科论文设计（论文） 10 开发者可以大胆采用该标准来开发无线网络。 因为在制定该标准时已经倾注了大量的时间和精力，从而消除了在执行应用上的障碍。 这将大大的减少了开发产品的时间。 ③便于升级，保护投资。 利用标准的设备有助于保护投资，可以避免专有产品将来被新产品代替后造成系统的损失。 WLAN 的变革类似于 以太网，经过技术的变革，几年时间是标准得到了提高和完善。 ④价格的降低。 昂贵的设备价格一直困扰着 WLAN 行业，但是当更多的厂家和终端用户采用了 标准时，价格就大幅度的下降。 其中一个原因是厂家将不再需要发展和支持低质量的专有组件以及制造和配套设备的开支。 经历了一个价格迅速降低的过程，无线网络设备也将有一个价格降低的过程。 在 标准中，有以下 4 种拓扑结构： ①独立基本服务集网络。 ②基本服务集网络。 ③拓展服务集网络。 ④ ESS（无线）网络。 这些网络使用一个基本组件， 标准称之为基本服务集（ BSS），它提供一个覆盖区域，使 BSS 中的占点保持充分的连接。 一个站点可以在 BSS内自由移动，但如果它离开了 BSS 内 就不能够直接与其他站点建立连接了。 1. IBSS 网络 IBSS 是一个独立的 BSS，它没有接入点作为连接的中心。 这种网络又叫做 对等网。 这种方式连接的设备互相之间都直接通信而不用经过一个无线接入点来和有线网络进行连接。 这种结构的优点是网络抗毁性好。 建网容易且费用较低。 为了满足任意两个站点可直接通信，网络中站点布局受环境限制较大。 因此，而只需要实现无线设备之间互相通信的环境中特别有用如宾馆、会议中心或者机场。 网络 在 BSS 网络中，要求有一个无线接入点充当中心站，所有点对网络的访问均有其控制。 这样， 当网络业务量增大时网络吞吐性能及网络时延性能的恶化并不剧烈。 由于每个站点只需要在中心站覆盖范围之内就可与其他点站通信，故网重庆邮电大学移通学院本科论文设计（论文） 11 络中站点布局受环境限制也小。 此外，中心站为接入有线主干网提供了一个逻辑接入点。 BSS 网络拓扑结构的弱点是抗毁性差，中心点的故障容易导致整个网络瘫痪，并且中心站点的引入增加了网络成本。 在实际应用中， WLAN 往往与有线主干网结合起来使用。 网络 为了实现跨越 BSS 范围， 标准中规定了一个 ESSLAN。 标准给 LLC 层在网络中两个实体间要求发送 MSDU 的服务下定义。 MAC 层执行的服务分为站点服务和分布式系统服务两种类型。 站点服务 ： 标准定义的站点服务为各站点所提供的功能。 站点可以 AP，可以安装无线网卡的笔记本计算机。 ① 认证：因为无线 LAN 对于避免未经许可的访问来说，物理安全性较低，所以 规定了认证服务以控制 LAN 对无线连接相同层的访问。 标准详细定义了两种认证服务： 开放系统认证是 默认的认证方式。 这种认证方式非常简单，非为两步：首先，想认证另一站点的站点发送一个 含有发送站点身份的认证管理帧；然后，接收站发回一个提醒它是否识别认证站点身份的帧。 共享密匙认证。 这种认证假定每个站点通过一个独立于 网络的安全信道，已经接收到一个秘密共享密匙，然后这些站点通过共享密匙的加密认证。 ② 不认证：当一个站点不愿与另一个站点连接时，它就调用不认证服务。 而且不准对方拒绝。 站点通过发送一个认证管理帧来执行不认证服务。 ③ 加密：有线局域网是通过局域网接入到以太网的端口来管理的，在有线局域网上的数据传输时通过线缆直接达到特定的目的地。 分布式系统 服务： 标准定义的分布式系统服务为整个分布式系统提供服务功能。 在无线局域网中，数据局域网通过无线电波在空中广播的，因此在发射机覆盖范围内数据可以被任何无线局域网络终端接收。 安装一套无线局域网好像在任何地方都放置了以太网接口，因此无线局域网使数据的保密性成为真正关心的问重庆邮电大学移通学院本科论文设计（论文） 12 题，因为无线局域网上网传输不只是直接达到一个接收方，而是覆盖范围内所有终端。 提供了一个加密服务选项解决了这问题，将 网络的安全级提高到与有线网络相同的程度。 规 定了一个可选择的加密成为有线对的对等加密，即 WEP。 在 中，有 MAC 层负责解决客户端工作站和访问加入点之间的连接。 当一个 客户端进入一个或者多个接入点的覆盖范围时，它会根据信号的强弱以及包错误率来自动选择一个接入点进行连接。 一旦被一个接入点进行连接，客户端就会将发送接收信号的频道切换为接入点的频道。 二、无线组网技术 在通信发展过程中，人们在充分享受到有线通信带来的便利后，自然会烤炉使用无线手段来提供相同的服务，移动电话目前正以高于有线电话增长率的速度发展便是一个明证。 同样，在数据通信领域中，以太网的巨大成功同样促使人们考虑利用无线技术来实现有线本地网的应用。 目前，用于实现无线组网的主要由 Wifi.、 HomeRF 以及 Bluetooth（蓝牙）。 它们都工作在 频段。 该频段全球开放，即不用申请就可以在世界的任何地方使用这一频段进行通信。 1. Wifi Wifi 即 协议。 是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。 Wifi 第一个版本发表于 1997 年，其中定义了介质访问接入控制层 (MAC 层 )和物理层。 规定了无线局域网的 基本网络结构和基本传输介质，规定了物理层和介质访问层的特性。 物理层采用红外、 DSSS（直接序列扩频）或 FSSS（调频扩频）技术。 1999 年又增加了 和 标准。 其传输速率最高可达 54Mbps。 能够广泛支持数据、图像、语音和多媒体等业务。 HomeRF(家庭射频 )是在个人电脑、消费电子、外设、软件通讯和半导体工业等各方面领先的公司组织发起的。 旨在将 HomeRF 发展成为家庭无线通讯范围。 重庆邮电大学移通学院本科论文设计（论文） 13 HomeRF 是专门为家庭用户设计的无线局域技术，由 HomeRF 工作组 开发。 虽然其可以通过家庭中的一台主机在移动数据和语音设备之间实现通信。 但HomeRF 开放性不好，而且技术本身还存在抗干扰性差等缺点。 （蓝牙） Bluetooth（蓝牙）是一种小型化、低成本的短距离无线通信技术，可把各种便携式电脑和蜂窝式移动电话用无线网络连接起来，达到计算机和通信的更加紧密的连接，提供随时随地的数据信息的交换和传输。 它使用调频、时分多址和码分多址等先进技术，建立多种通信系统之间的信息传输。 传输速率 1mbps，最快可达 3mpbs。 它有时限的带宽和较小的传输距离无法满足人 们的日常应用的需求。 蓝牙技术的主要特点： ①采用调频技术。 数据包短，抗信号衰减能力强。 ②采用快速调频和前向纠错方案以保证链路稳定，减少同频干扰和远距离传输时的随机噪声影响。 ③使用 的 ISM 频段，无须申请许可证。 ④可同时支持数据、音频、视频信号。 ⑤采用 FM 调制方式，降低设备的复杂性。 重庆邮电大学移通学院本科论文设计（论文） 14 第三章 家庭网络中的 Wifi 和蓝牙技术 第一节 家庭网络中的 Wifi 技术 一、 Wifi 技术在家庭网络中应用 Inter 的迅速发展，是人们的生活发生了翻天覆地 的变化。 人们的日常生活已经越来越来离不开网络。 现在，人们已经习惯了在网上炒股、购物、查询账目、缴费和搜索资料，无线网络正快速进入家庭。 人们迫切希望能够任何时间、在任何地方使用网络。 很显然，无线网络是最佳的选择，而 Wifi 技术则在组建家庭网络中是有着无可比拟的优势。 随着电子技术的不断发展，越来越多的手机、笔记本电脑等支持 Wifi 的终端产品月俩月流行。 而基于 Wifi 标准的无线网络成为了最为普及的无线组网形式。 在家庭中，如果我们能够把现有的家用电器以及电子产品以某种形式连成无线网络。 进行统一的管理和控制，并将其 连入 Inter 进行远程调度，那将是令人惬意的是 Wifi 在现在的家庭网络中一经得到了应用，为我们电脑和手机上网提供了很多方便，尤其现在的智能手机的使用，流量问题也是用户很在意的，但Wifi却为客户解决了这个烦恼。 二、 Wifi 的优势 ①无线电波的覆盖范围广。 蓝牙的电波覆盖范围小，半径大约只有 15 米左右，而 Wifi的半径可达 100 米。 甚至可以副高整栋大楼。 ② Wifi 的传输速度很快，最高可达 54Mbps,符合个人和社会信息化的需求。 在网络覆盖范围内，允许用户在任何时间、任何地点访问网络，随时随地享受诸如网上 证券、视频点播（ VOD）、远程教育、远程医疗、视频会议、网络游戏等一系列宽带信息增加值业务，并实现移动办公。 ③无须。