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WLAN基础主讲人:刀子提纲•WLAN基础•WLAN调制方式•WLAN设备•WALN组网方式•WLAN工作基础WLAN基础什么是WLAN•WLAN是WirelessLAN(无线局域网)的简称;•基于IP的,能提供一定范围内的高速数据连接;•采用2.4GHz或5.8GHz无线频率(ISM频率)传输,没有线缆限制;•传输距离几十米,采用特殊技术可以达到几百米以上;WLAN特点•1移动性•2灵活性•3部署容易,构建快捷•4成本较低WLAN的标准802.11802.11b802.11a802.11g标准发布时间1997.71999.91999.92003.6可用频宽83.5MHz83.5MHz325MHz83.5MHz频率范围2.400-2.4835GHz2.400-2.4835GHz5.150-5.350GHz5.725-5.850GHz2.400-2.4835GHz非重叠信道数33123调制技术FHSS/DSSSCCK/DSSSOFDMCCK/OFDM物理传输速率1,2Mbps1,2,5.5,11Mbps6,9,12,18,24,36,48,54Mbps6,9,12,18,24,36,48,54Mbps理论吞吐量1.6Mbps5.9Mbps24.4Mbps24.4Mbps兼容性Wi-Fi兼容与11b/g不能互通与11b产品可互通802.11发展进程802.11:1997年,原始标准(2Mbit/s,工作在2.4GHz)802.11a:1999年,物理层补充(54Mbit/s,工作在5GHz)802.11b:1999年,物理层补充(11Mbit/s,工作在2.4GHz)802.11c:2001年,符合802.1d的媒体接入控制层桥接(MACLayerBridging)802.11d:2001年,根据各国无线电规定做的调整,增加跨国自适应机制802.11e:2005年,支持服务等级(QualityofService),主要用于流媒体服务802.11f:2003年,基站互连性(IAPP,Inter-AccessPointProtocol),2006年撤销802.11g:2003年,物理层补充(54Mbit/s,工作在2.4GHz)802.11h:2004年,专为欧洲设计,动态频率选择和传输功率控制机制802.11i:2004年,无线网络的安全方面的补充802.11j:2004年,专为日本设计,按照日本无线规则所做无线覆盖半径的调整802.11k:2007年,无线资源管理,灵活调整频段频道载波等,提高频段利用效率802.11l:预留及准备不使用802.11m:2007年,修订和维护上述标准的细节802.11n:2008年,草案,更高传输速率的改善,采用多进多出(MIMO)和频道绑定(CB)的正交频分复用(OFDM)技术WLAN工作频段WLAN频段2.4GHz频段分布划分2.4GHz频段中,同一个信号覆盖范围内最多容纳3个互不重叠的信(1、6、11),以此类推!每信道占用22MHz的频带;11b采用DSSS扩频和CCK的调制方式最高提供11Mbps的速率,11g采用OFDM的扩频方式,可提供54Mbps的速率;5GHz频段划分5.8GHz有8个互不干扰的信道,中国频段中,可提供5个互不干扰的信道每信道占用20MHz频带带宽;提供6/9/12/18/24/36/48/54Mbps数据传输速率;采用OFDM调制方式;WLAN调制方式调制方式•DSSS–DirectSequenceSpreadSpectrum直接序列展频•补码键控(CCK:ComplementaryCodeKeying)•OFDM–OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing正交频分复用FHSS•跳频扩频(FrequencyHoppingSpreadSpectrum,简称FHSS)就是载波可以在一个很宽的频带上按照伪随机码的定义从一个频率跳变到另一个频率。•使用FHSS技术,2.4G频道被划分成75个1MHz的子频道,接受方和发送方协商一个调频的模式,数据则按照这个序列在各个子频道上进行传送,每次在802.11网络上进行的会话都可能采用了一种不同的跳频模式,采用这种跳频方式主要是为了避免两个发送端同时采用同一个子频段。DSSS•直接序列扩频(DirectSequenceSpreadSpectrum,简称DSSS)就是使用具有高码率的扩频序列,在发射端扩展信号的频谱,而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。•直接序列扩频技术将2.4Ghz的频宽划分成14个22MHz的通道(Channel),临近的通道互相重叠,在14个频段内,只有3个频段是互相不覆盖的,数据就是从这14个频段中的一个进行传送而不需要进行频道之间的跳跃。OFDM•正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,简称OFDM)技术是一种多载波发射技术,它将可用频谱划分为许多载波,每一个载波都用低速率数据流进行调制。它获取高数据传输率的诀窍就是,把高速数据信息分开为几个交替的、并行的Bit流,分别调制到多个分离的子载频上,从而使信道频谱被分到几个独立的、非选择的频率子信道上,在AP与无线网卡之间进行传送,实现高频谱利用率。WLAN设备WLAN设备无线AP(AccessPoint,无线访问节点)是一个包含很广的名称,它不仅包含单纯性无线接入点,也同样是无线路由器、无线网关等类设备的统称。无线AP主要是提供无线终端对有线局域网和从有线局域网对无线终端的访问,在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。在无线网络中,AP就相当于有线网络的集线器,它能够把各个无线终端连接起来,无线终端所使用的网卡是无线网卡,传输介质是空气。APWLAN设备无线网桥是为使用无线进行远距离传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离、高速无线组网。无线网桥有三种工作方式,点对点,点对多点,中继连接。无线网桥可以用于连接两个或多个独立的网络段,这些独立的网络段通常位于不同的建筑内,相距几百米到几十公里。所以说它可以广泛应用在不同建筑物间的互联。同时,根据协议不同,无线网桥又可以分为2.4GHz频段和5.8GHz频段的无线网桥。无线网桥APPOE供电线,网络线天线接口合路天线放大器全向天线合路天线,室分天线AP传输距离室内100mWAP在理想的情况下可以覆盖半径为200米的范围,室内500mW的AP可以覆盖半径为500米的范围。但是具体的覆盖范围要看信号经过现场障碍物的衰减情况。各种材料中值偏差钢筋混凝土墙+窗户17dB8混凝土墙,没有窗户30dB9建筑物内部混凝土墙10dB5普通砖墙9dB4落地玻璃8dB4木墙或石灰墙6dB3普通玻璃墙2dB1建筑无线传输损耗=穿透损耗中值+偏差+慢衰落余量组网方式组网方式:Infrastructure基础网络结构模式中,网络中任意一台无线网络终端均可通过AP接入有线网络。此模式可作为有线网络的延伸和补充。由于无线带宽为共享带宽,通常建议一个AP可以接入20~30个无线客户端,以获取满意的访问数率。组网模式:WDSWDS(WirelessDistributionSystem)模式是利用无线电波作为传输介质将物理上分开的局域网连接起来,使用高增益的定向天线,可以将无线网络的传输距离扩展到20公里以上。与有线网络相比,采用无线方式,不但架设方便,而且无需月租费,维护费用低廉。组网方式:ROAMING漫游模式中,用户可随意在两个基础结构网络中无线漫游,从而给移动办公带来了极大的方便。WLAN工作基础WLAN速率取决的因素现阶段WLAN建设中通常使用的是802.11g协议,该协议规定的物理传输速率为54Mbps,理论上的吞吐量可以达到24.4Mbps.一般设定每个AP所能带的用户数为20个,为了满足每个用户的带宽需求。802.11MAC层工作原理概述•802.11MAC层负责客户端与AP之间的通讯。主要功能包括:扫描、接入、认证、加密、漫游和同步。•802.11MAC报文分类:---数据帧用户的数据报文---控制帧协助发送数据帧的控制报文,例如:RTS、CTS,AC等---管理帧负责STA和AP之间的能力级的交互,认证、关联等管工作,例如:Beacon,Probe,Association,Authentication等Association关联•AssociationSTA通过Association和一个AP建立联系,后续的数据报文的收发只能和建立Association关系的AP进行。•ReassociationSTA在从一个老的AP移动到新AP时通过Reassociation和新AP建立关联。Reassociation前必须经历Authentication过程。•DeassociationSTA和AP均可通过Deassociation和AP解除关联关系。漫游和同步•Wireless漫游的概念–STA可以在属于同一个ESS的AP接入点接入,可以使用同一信道或不同信道;–STA可以在网络中任意移动,同时保证已有业务不中断,用户标识不改变。•Wireless漫游的分类–二层漫游•在同一个子网内的AP间漫游•由于不涉及子网的变化,因此只需保证用户在AP间切换时访问网络的权限不变即可。为了保证快速的切换,通常都会利用STA在原有AP上使用的资源。–三层漫游•在不同子网内的AP间漫游•除了要实现二层漫游中提到的内容以外,通常会采用一些特殊手段来保证用户业务的不中断。目前较流行的做法有:MobileIP(RFC3344/MobileIPv4,RFC3375/MobileIPv6)、VLAN二层透传、GRE(RFC2784)、IPinIP(RFC1853)三层隧道等。(IPencapsulationwithinIP/RFC2003)谢谢
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