WLAN技术与组网解决方案(行业讲课)ppt [兼容模式].pdf
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1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTDHuawei Confidential Security Level:2011-8-6WLAN技术与组网解决方案技术与组网解决方案PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 2提纲lWLAN技术简介技术简介l胖胖AP与瘦与瘦AP组网对比组网对比lWLAN覆盖场景介绍覆盖场景介绍lWLAN组网模型简介组网模型简介lWLAN转发模式简介转发模式简介lWLAN运营级组网场景简介运营级组网场景简介PDF 文件使用 pdfFac
2、tory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 3What is WLANlWLAN:无线局域网:无线局域网p进入20世纪70年代,人们开始进行无线电技术与网络融合的研究。1971年夏威夷大学创造基于封包式技术的无线电通信网络ALOHNET,是最早的无线局域网。到20世纪80年代,随着以太网的迅猛发展,WLAN技术和设备开始兴起,早期产品传输速率在19.2Kbps与1 Mbps之间。到今天,WLAN技术在传输速率、稳定性、安全性等方面都取得了长足的进步,并已经被广泛地应用到各种网络中。lWLAN技术和协议
3、从业务类型来分类,有面向连接的业务和面向非连接的技术和协议从业务类型来分类,有面向连接的业务和面向非连接的业务两类。业务两类。p面向连接的业务主要用于传输语音等实时性较强的业务,一般采用基于TDMA和ATM的技术,主要标准有HiperLAN2和BIueTooth(蓝牙)等。p面向非连接的业务主要用于高速数据传输,通常采用基于分组和IP的技术,这类W LAN以IEEE802.11 X最为典型。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 4无线局域网技术lIrDA:一种利用红
4、外线进行点到点通讯的技术。其特点是视距无障碍传输,传输速率:一种利用红外线进行点到点通讯的技术。其特点是视距无障碍传输,传输速率可达可达16M;成本低、寿命短。;成本低、寿命短。lBlue Tooth:工作于:工作于2.4G频段上,理想连接范围频段上,理想连接范围10cm10m,支持,支持72kbs/57.6kbs的的不对称连接或不对称连接或43.2kbps的对称连接的对称连接lHomeRF:家庭无线网络,是:家庭无线网络,是IEEE802.11与与DECT(数字无绳电话标准)的结合,工作(数字无绳电话标准)的结合,工作在在2.4G频段,频段,100m内提供最大接入速率尾内提供最大接入速率尾2
5、MlWi-Fi:无线:无线高保真高保真Wireless Fidelity,使使用无线技术用无线技术即即IEEE 802.11b、802.11a 或或802.11g 为为局域网局域网提供提供无线连接无线连接多数情况下,WLAN即指Wi-FiPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 5WiFi 技术的发展技术的发展20002000201220122004200420082008技术演进时间技术演进时间第一代WLAN:11 b单射频模块2.4Ghz接入,11Mbps,WEP加
6、密第二代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,更高安全系统性能系统性能高带宽高带宽、广广覆盖,覆盖,智能化智能化简单接入、低带宽简单接入、低带宽 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5001000m。更强的障碍物穿透能力:可以使用于多
7、堵墙壁的商务住宅、复杂房间结构的写字楼等环境中。11n 产品化产业链已先于标准市场应用成熟(11n Draft预计在2010年初将标准化)WLAN市场市场WLAN定位定位WLAN发展发展PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 6WLAN技术发展趋势(1/3)InfrastructureInfrastructure小范围室内覆盖802.11s大范围热区覆盖WLANWLANAP 模式802.11b802.11a/g802.11n11Mbps54Mbps300Mbps自主管
8、理小规模网络轻量级管理大规模网络安全WEP802.11iWAPIPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 7WLAN技术发展趋势(2/3)lWLAN标准的演进有如下四条主线:标准的演进有如下四条主线:p速率提升:802.11(2Mbps)802.11b(11Mbps)802.11g/a(54Mbps)802.11n(320Mbps)p安全提升:nWEP WPA WPA2 802.11inWAPIp应用优化:包含一系列针对应用的标准:802.11e(QoS)、802.11
9、r(快速漫游)、802.11f(无缝漫游)、802.11h(自动频率选择和发送功率控制)等pAP管理:自主管理集中管理PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 8WLAN技术发展(3/3)l从标准制定的历程可看出其从标准制定的历程可看出其WLAN技术演进的特点:技术演进的特点:pWLAN技术持续演进。一项技术逐渐成熟过程中,后续技术就已开展研发p无线带宽不断增加,通过物理层的调制编码技术的更新换代,向宽带无线网络演进p无线网络的可管理性继续增强。设备配置管理,网络安全,
10、终端平滑切换等特性相继引入,有利于构建可营运网络p另一方面,由于WLAN技术越来越复杂,参与厂商增多。WIFI标准化的周期显著增长。例如802.11s和802.11v标准都大大延长了标准制定周期PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 9WLAN的技术优势WLAN的技术优势可靠性高可靠性高成本低成本低组网灵活组网灵活可低速移动可低速移动带宽提供能力强带宽提供能力强安装方便安装方便应用广泛应用广泛抗射频干扰性能强,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
11、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PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 10频率及信道划分PHY标准标准频段频段中心频中心频率间距率间距载波数载波数载波调制载波调制数字调制数字调制备注信息备注信息802.11b2.42.4835G5M/Ch14DSSSBPSK 1M
12、bps QPSK 2MbpsCCK 5.5/11MDSSS:直接序列扩直接序列扩频技术频技术OFDM:正交频率正交频率划分多路复用的多划分多路复用的多载波调制载波调制CCK:补码键控补码键控PBCC:调制分组二调制分组二进制卷积码进制卷积码802.11g2.42.4835G5M/Ch14DSSSOFDMPBCC 22Mbps 64QAM 54Mbps802.11a5.155.25G5.255.35G5.7285.825G20M/Ch20M/Ch20M/Ch555OFDMBPSK-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
13、道PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 11l802.11a/b/g/n标准对比标准对比 使用频段使用频段兼容性兼容性理论速率理论速率实测速率实测速率商用情况商用情况802.11a5GHZNA54Mbps22Mbps左右左右实际运用较少实际运用较少802.11b2.4GHZNA11Mbps5Mbps左右左右早期的标准,目早期的标准,目前产品均支持前产品均支持802.11g2.4GHZ兼容兼容802.11b54Mbps22Mbps左右左右目前大规模商用目前大规模商用8
14、02.11n2.4GHz5GHZ兼容兼容802.11a/b/g300Mbps80220Mbps左右左右只有标准草案,只有标准草案,未来的商用标准未来的商用标准PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 12WLAN相关组织lWIFI联盟p基本与802.11一致,但对应用和业务感受考虑更细致一些p制定WPA/WPA2、WMM/WMM PS/WMM AC、SSC、MESH、视频、语音、切换等标准p联盟关注和加强产品和功能的认证测试lWAPI联盟p2006年3月7日,在国家发改
15、委、科技部、信息产业部三部委指导下,WAPI产业联盟成立,包括4大运营商在内的22家单位成为首批会员p2003年5月,以WAPI为安全方案的两项国家标准GB 15629.11/1102颁布p2006年1月,无线局域网国家标准GB 15629.11第1号修改单以及3项扩展子项国家标准颁布lIEEEp非营利性科技学会,全球最大的专业学术组织,设有IEEE标准协会IEEE-SA(IEEE Standard Association),负责标准化工作。p负责制定802.11系列标准lIETFpInternet 工 程 任 务 组p负责制定集中控制型AC+AP标准,形成RFC文档PDF 文件使用 pdfF
16、actory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 13802.11简介简介l802.x协议族PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 14802.11简介简介lIEEE802委员会n802:802标准族的概述n802.1:网络管理、桥接、性能测试等n802.2:逻辑链路控制n802.10:可互操作的局域网的安全n802.3:CSMA/CD以太网n802.4:令牌总线网n802.5
17、:令牌环形网n802.6:城域网MANn802.9:综合话音数字网n802.11:无线局域网n802.12:优先级高速局域网nPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 15WLAN和有线和有线LAN的不的不同同点点n目的地址不等同于目的位置目的地址不等同于目的位置n在有线局域网中,一个address等价与一个物理的位置,但是在802.11无线局域网中,可设置地址的单元是一个无线站点(STA).。STA是一个消息的目的地,但是通常不是一个固定的位置。n传输媒介的影响传输媒
18、介的影响n一个station所使用的媒介没有一个绝对的或者是可分辨的边界,在接收边界之外收不到信号。n受外界信号的干扰。n无线通讯可信度低于有线传输。n拓扑动态变化。n连通性不充分,通常假设不是所有的STA都能可以互相“听见”。n有随时间变化及不对称传播的属性。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 16WLAN和有线和有线LAN的不的不同同点点n手持终端的影响手持终端的影响n802.11的一个需求就是处理手持的移动设备,手持设备和便携设备有所不同,编写设备是可以从一
19、个地点移到另外一个地点,但是使用的时候一般是在一个固定的位置,而手持设备是处于运动之中。n由于很多手持设备是电池供电的,所以还要考虑电源管理,不能保证收发器一直处于上电状态。n与其它逻辑子层的互操作性与其它逻辑子层的互操作性n因为802.11要求和当前的802局域网一样,最高层涉及到LLC,这就要求802.11能够灵活的处理MAC子层,特别是处理好那些非传统的MAC子层。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 17WLAN与LAN传输速度对比l在以太网中,一个数据帧最
20、大可传输1500个“字节”数据。在这些数据前后分别加上14字节以太网报头和用于容错的4字节校正位,这样就组成一个数据帧。然后在数据帧之前还要加上8字节的链接码。即便连续传输数据帧,在数据帧之间也必定会有一个被称为帧间隔的最小限度时间间隔,以太网中有相当于12个字节的间隔。l也就是说如要在以太网中传输1500字节的数据,那么就要发送1500+14+4+8+12=1538(字节)=12304(bit)的信号。在10BASE-T中,这12304bit的信号全部可以10Mbit/秒的速度发送。也就是说,以太网发送1500字节数据的时间包括等待时间在内就是12304(bit)10M(bit/秒)=123
21、0微秒。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 18WLAN与LAN传输速度对比l下面同样再计算一下IEEE802.11b传输1500字节数据所需的时间。l在IEEE802.11b中,加在1500字节数据前面的报头是32字节,比以太网要长。数 据校验位与以太网同为4字节。最长1536字节的数据帧将以11Mbit/秒的速度传输,计算出的传输时间为1536(字节)8(字节)11M(bit/秒)=1117微秒。l不过,在无线LAN中,在数据帧之前还要传输链接码和无线LAN特
22、有的PLCP报头。传输这两种信息的时间总计定为192微秒。另外,在无线LAN中发送数据帧时除帧间隔的时间以外还必须等待一个随机时间(称为补偿时间)。在802.11b中这个平均时间总计定为360微秒。l此外,无线LAN还规定,每发送一个数据帧就要从通信对象那里接收一个ACK帧,以确认通信成功。在收到ACK帧之前不发送下一个数据帧。这个等待时间总计为213微秒。l也就是说,在无线LAN中发送一个1500字节的数据帧所需时间包括等待时间和发送应答分组信息的时间在内,为1117+192+360+213=1882(微秒)。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TEC
23、HNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 19WLAN与LAN传输速度对比l发送等量数据时,10BASE-T只需1230微秒,而802.11b则需1882微秒,最终导致无线LAN和以太网的通信速度的差别。l使用常见的免费通信速度测定工具对802.11b和10BASE-T两者的通信速度进行了测试。结果显示,IEEE802.11b的通信速度为4.7Mbit/秒。而10BASE-T则为8.9Mbit/秒。也就是说11兆无线LAN的通信速度只有10兆以太网的一半左右。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLO
24、GIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 20无线局域网结构(无中心对等网Ad Hoc)STASTASTASTASTAl由无线工作站组成,用于一台无线工作站和另一台或多台其他无线工作站的直接通讯,由无线工作站组成,用于一台无线工作站和另一台或多台其他无线工作站的直接通讯,该网络无法接入到有线网络中,只能独立使用。无需该网络无法接入到有线网络中,只能独立使用。无需AP,安全由各个客户端自行维护。,安全由各个客户端自行维护。l采用这种拓扑结构的网络,各站点竞争公用信道,但站点数过多时,信道竞争成为限制采用这种拓扑结构的网络,各站点竞争公用信道,但站点数过多时,信道
25、竞争成为限制网络性能的要害,因此,这种拓扑结构比较适合小规模、小范围的网络性能的要害,因此,这种拓扑结构比较适合小规模、小范围的WLAN系统组网。系统组网。l点对点模式中的一个节点必需能同时“看”到网络中的其他节点,否则就认为网络中断,点对点模式中的一个节点必需能同时“看”到网络中的其他节点,否则就认为网络中断,因此对等网络只能用于少数用户的组网环境,比如因此对等网络只能用于少数用户的组网环境,比如4至至8个用户。个用户。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Huawei Confidential Page 21无
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