2011-2-16
Security Level:
接入网WLAN技术培训
刘方
https://www.doczj.com/doc/c12672628.html,
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目录
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一、WLAN简介 二、WLAN关键技术 三、组网方案简介
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什么是WLAN？
u
WLAN (Wireless Local Area Network)无 线局域网是计算机网络与无线通信技术相 结合的产物。它以无线多址信道作为传输 媒介，利用电磁波完成数据交互，实现传 统有线局域网的功能。
移动化
无线、高带宽、低成 本
？？ 大家经常说Wi-Fi， 那么Wi-Fi和WLAN 有什么关系？
Wi-Fi＝采用802.11技术的WLAN
2.5G/3G
WLAN
Modem
ADSL/LAN
宽带化
Wi-Fi ：wireless fidelity（无线保真）。 WI-FI联 盟1999年8月成立，负责WLAN产品之间的互 操作性认证。
xDSL、LAN等有线方式无法满足希望摆脱线缆束缚的用户需求
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WLAN在无线网络中的位置
移动性
高速车辆
4G?
3G WLAN
WLAN定位于慢速移动 的无线接入技术
室外
步行
静止
2.5G
步行 室内 静止/桌面
UWB WiMAX
0.1Mbps 1Mbps 10Mbps 100Mbps 400Mbps
数据速率
GPRS、CDMA1x 等无线方式无法满足对带宽需求较高的用户需求(GPRS拨号速率仅为 54Kbps，CDMA1x速率为144Kbps，3G速率也仅为2Mbps) ，WiMAX 主要是针对城域网范 围的接入覆盖。
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WLAN技术发展演进
系统性能
第三代WLAN（智能WLAN，与WiMax/3G融合）:11n 多射频模块，高带宽和广覆盖范围，与WiMax/3G 融 合，Mesh组网，更高安全
趋势
第二代WLAN（适合家庭、热点接入）: 11a /11g 双射频模块2.4/5.8Ghz，54Mbps，Qos，WPA2.0安全 高带宽、广覆盖， 智能化 第一代WLAN：11 b 单射频模块2.4Ghz接入，11Mbps, WEP加密
2000 2004 2008 2012
简单接入、低带 宽
技术演进时间
? 更高带宽：802.11a/g速率达到54Mbps，802.11n可达600Mbps（采用MIMO技术，目前处 于草案2.0版本）。 ? 更广覆盖范围：从802.11a/g的100m到802.11n的500~1000m。 ? 更强的障碍物穿透能力：可以使用于多堵墙壁的商务住宅、复杂房间结构的写字楼等环境中。
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WLAN的技术优势
可靠性高 成本低 组网灵活 可低速移动 带宽提供能力强 抗射频干扰性能强，可提供可靠 的无线传输 使用无线局域网可以节省线缆安 装费用 由于没有线缆的限制，用户可以随 心所欲地增加、重新配置工作站 用户在任何时间、任何地点访问网 络数据，并能在网络中实现漫游 无线局域网可实现54Mbps数据传 输速率 安装工作非常简单，无需布线或开 挖沟槽，大大缩短网络施工时间 家庭、企业、校园、无线城域网
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安装方便
应用广泛
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WLAN 组网模式
1. AP接入模式（基本模式）
DeskTop DeskT op DeskT op
2. 桥接模式（连接LAN和AP）
Building A Building B
D e skT op D e sk Top
E ent t re h
Ethernet
D e skT op
E ent t re h
De sk Top
BSS (Basic Service Set) ESSID: CH: 1 ESSID: CH: 6
NoteBook Building C
De sk Top D e skT op
Notebook
BSS
Notebook Notebook
D es k T o p
Notebook NoteBook
E ent t re h
D es k T o p
D es k T o p
3. 网卡自组网模式（特别模式）
4. WDS模式（连接AP/LAN/用户）
De s k To p De s k T op D e s k To p
Ethernet
BSS (BasicServiceSet)
ESSID: CH: 1
N ot e B oo k
ESSID: CH: 6
N o te b oo k
N o te b o ok N o te b oo k
BSS
N o te b oo k N ot e B oo k
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?
802.11a/b/g/n标准
使用频段 兼容性 理论速率 实测速率 商用情况 实际运用较少
802.11a
5GHZ
NA
54Mbps
22Mbps左右
802.11b
2.4GHZ
NA
11Mbps
5Mbps左右
早期的标准，目 前产品均支持
802.11g
2.4GHZ
兼容802.11b
54Mbps
22Mbps左右
目前大规模商用
802.11n
2.4GHz 5GHZ
兼容 802.11a/b/g
300Mbps
80~220Mbps 左右
只有标准草案， 未来的商用标准
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频率及信道划分
PHY标准 频段 中心频 率间距 802.11b 2.4~2.4835G 5M/Ch 14 DSSS BPSK 1Mbps QPSK 2Mbps CCK 802.11g 2.4~2.4835G 5M/Ch 14 DSSS OFDM 802.11a 5.15~5.25G 5.25~5.35G 5.728~5.825G 20M/Ch 20M/Ch 20M/Ch 5 5 5 OFDM 5.5/11M DSSS:直接序列扩 频技术 OFDM:正交频率 划分多路复用的多 载波调制 CCK:补码键控 PBCC:调制分组二 进制卷积码 载波数 载波调制 数字调制 备注信息
PBCC 22Mbps 64QAM 54Mbps BPSK-64QAM 54Mbps
FCC：支持11个信道，ETSI支持13个信道。网卡：迅驰、Orinoco网卡只支持11信道 Page 9 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/c12672628.html,
WLAN覆盖范围
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802.11b/g覆盖范围
l 影响覆盖范围的因素
--发射功率
--天线增益 --建筑结构 --速率要求
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802.11通用帧格式
2 Duration 6 Address 1 6 Address 2 6 Address 3 2 Seq 6 Address 4 0-2312 Data 4 Check Sum
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Frame Control
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Frame control Duration Seq Data Crc
帧控制
用于网络分配向量（NAV）计算
Addreess（1-4）BSSID、源地址、目标地址、发送方地址和接收方地址 由分段号和序列号组成。用于表示同一帧中不同分段的顺序，并用于识别数据 发送或接收的信息 包括32位的循环冗余校验（CRC） 包副本
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网卡与AP连接过程
Association in IEEE 802.11
AP1
Steps to Associate (Active Scanning)
3. 5. 6. 4.
1. 2.
0. AP空闲状态下一般一直广播，像灯塔一样 1. 移动网卡发送 Probe Request 2.AP回送 Probe Response 告知可否接入 3. 移动网卡发送认证请求 Authen Req
Laptop
4.AP回送认证是否通过
Authen Res
5. 移动网卡发送连接请求 Associa Req 6. AP回送给是否连接通过 Associa Res
用户只需要在设备进入覆盖区域后，点击连接按钮，网卡自动执行1-6步 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/c12672628.html, Huawei Confidential Page 13
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一、WLAN简介 二、WLAN关键技术 三、组网方案简介
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802.11网络的基本元素 - BSS
BSS1
WA 6XX
BSS2
WA 6XX
STA1
STA2 STA3
STA5 STA6
STA4
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能互相进行无线通信的STA可以组成一个BSS（Basic Service Set） BSS是802.11网络的基本结构
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802.11网络的基本元素 – ESS
BSS1
Service set identify (SSID1)
ESS
WA 6XX AP1 DS AP2
WA 6XX
Service set identify (SSID1)
BSS2
l
ESS (Extended Service Set)是采用相同的SSID的多个BSS形成的更大规模的虚拟
BSS
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802.11网络的基本元素 –SSID和BSSID
ESS
AP1 WA 6XX BSSID1<->SSID
AP2 WA 6XXBSSID1<->SSID SSID＝“marketing”
SSID＝“marketing”
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SSID是一个ESS的网络标识 BSSID是一个BSS的标识
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AP支持多SSID
VAP1 WA 6XX VAP2 BSSID2<->SSID2 SSID2＝“R&D”
BSSID1<->SSID1 SSID1＝“marketing”
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SSID是一个ESS的网络标识 BSSID是一个BSS的标识
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CSMA/CA（载波侦听多址访问/冲突避免）
STA在发送数据前必须监听媒介（通过能量检测、载波检测和能量载波混合 检测来检测信道的空闲），如果媒介上已有信息在传送，则该STA将不会发送本 地信息。此即载波侦听多址访问部分（CSMA）。 因为无线设备不能同时发射和接收，所以IEEE802.11使用碰撞回避策略， 采用网络分配矢量（NAV）表示媒介空闲剩余时间的值，每个STA的NAV都是 从媒介传输的帧里取出时间长度值来保持最新值。STA通过检查NAV决定是否 发送。此即CA部分。
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基于RTS / CTS机制的典型报文发送过程
WA 6XX
STA1
RTS请求发送
AP
STA2
CTS同意发送
STA1->STA2的数据
ACK发送确认 RTS请求发送
CTS同意发送
STA1->STA2的数据
ACK发送确认 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/c12672628.html, Huawei Confidential Page 20