wlan基础知识介绍.ppt
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1、1WLAN无线局域网基础知识介绍无线局域网基础知识介绍2010年7月杭州华星创业通信技术股份有限公司2ContentsContentsWLAN技术标准技术标准WLAN信道分配信道分配WLAN安全性措施安全性措施WLAN概述概述WLAN组网模式组网模式WLAN组网案例组网案例WLAN常见问题分析常见问题分析3运营商加速运营商加速3G+WLAN3G+WLAN发展发展WLAN作为3G业务的良好补充,两种技术拥有不同的便利性。WLAN相对于3G的优势在于上网费用比较便宜。以CMCC为例,它提供的笔记本WLAN业务每分钟收费0.05元,而目前3G业务TD流量费为0.01元/KB。按照消费者使用高速上网的
2、习惯,3G上网的费用会大于使用WLAN上网。此外,WLAN目前使用的技术理论下行速度在11MB/S左右,而捆绑了HSDPA的TD技术的理论下行速度则为2.8 Mbps。其他运营商的3G网络下行速度也在3 Mbps左右。消费者在有WLAN网络覆盖范围内使用无线局域网上网的效果明显会好于3G上网。当然,WLAN也有自己的弊端,那就满足不了用户的“Mobile”业务需求,这大大制约了它的发展。3G在用户移动使用时会自动切换基站,而WLAN却无法保证消费者在移动状态下长时间稳定的上网。一般情况下,大家都会选择固定场所来使用WLAN网络,而移动状态下使用3G上网。当然,对于运营商不仅仅需要考虑3G与WL
3、AN两种网络的快速搭建完善,更多的是如何平衡两种网络的发展,使其互相补充又不互相排挤。所以,目前运营商WLAN的发展政策给我们创造了更多机会。4有线局域网有线局域网 有线局域网:有线局域网:采用传统线缆(粗缆、细缆、五类线)、交换机或集线器及计算采用传统线缆(粗缆、细缆、五类线)、交换机或集线器及计算机等终端设备组成覆盖局部地域的网络,用户终端通过该网络完成信息交互功能。机等终端设备组成覆盖局部地域的网络,用户终端通过该网络完成信息交互功能。EthernetSwitchSwitchInternetInternet5无线局域网(无线局域网(WLANWLAN)InternetInternet 无线
4、局域网无线局域网(Wireless Local Area Network):是以射频无线电波通信技术构是以射频无线电波通信技术构建的局域网,虽不采用缆线,但也能提供传统有线局域网的所有功能。无线数据通信不仅建的局域网,虽不采用缆线,但也能提供传统有线局域网的所有功能。无线数据通信不仅可以作为有线数据通信的补充及延伸,而且还可以与有线网络环境互为备份。这种无线建可以作为有线数据通信的补充及延伸,而且还可以与有线网络环境互为备份。这种无线建网与高速网络接入技术近几年来受到广泛的关注并发展为网络技术市场上一个耀眼的亮点。网与高速网络接入技术近几年来受到广泛的关注并发展为网络技术市场上一个耀眼的亮点。
5、6无线局域网特点无线局域网特点 机动性高,移动机动性高,移动性性强;强;1 1 安装过程简单安装过程简单而快速而快速,省略一般省略一般有线网络有线网络的的布线布线工程工程;2 2 可可与有线网络紧密结合与有线网络紧密结合;3 3 安全安全保密功能保密功能让数据传输让数据传输更加有保障更加有保障;4 4 组网灵活,组网灵活,即插即用即插即用,不必不必改变现有网络的架构;改变现有网络的架构;5 5 解解决有线网络布设困难时的传输问题;决有线网络布设困难时的传输问题;6 6 可以把可以把网络应用网络应用延伸到室外延伸到室外 7 77无线接入和有线接入的优势比较无线接入和有线接入的优势比较 属固定投资
6、,不可搬移。属固定投资,不可搬移。施工须考虑地形并取得政府许可施工须考虑地形并取得政府许可 施工周期长,不利于抢占市场施工周期长,不利于抢占市场 成本回收周期长成本回收周期长 性能非常可靠性能非常可靠 适合长期大规模客户适合长期大规模客户有线接入有线接入无线接入无线接入 可移动性强,提供富有个性的服务可移动性强,提供富有个性的服务 频谱资源开放使用频谱资源开放使用 施工简便周期短,易于网络快速接入施工简便周期短,易于网络快速接入 低成本易扩展低成本易扩展 性能可靠性能可靠 适合非长期零散客户适合非长期零散客户8 可以为用户提供在移动或者半移动状态下接入网络,获得到高效率、高质可以为用户提供在移
7、动或者半移动状态下接入网络,获得到高效率、高质量、低商业成本的数据服务。适合于:量、低商业成本的数据服务。适合于:难以布线或布线成本太高的地区 校园、会议室、展览厅、咖啡厅、宾馆、机场、图书馆等人员流动频繁但又有数据访问需求的地方 工作人员移动频繁的场所,如餐厅、仓储、超市、医院等 办公室INTERNET接入和无线办公 家庭和SOHO用户 特殊场合如野外勘测、军用通讯等.无线局域网应用范围无线局域网应用范围 除了在机场、宾馆和会议中心等首批WLAN的热点场所之外,办公室和家庭市场的新用户在增加。9ContentsContentsWLAN技术标准技术标准WLAN信道分配信道分配WLAN安全性措施
8、安全性措施WLAN概述概述WLAN组网模式组网模式WLAN组网案例组网案例WLAN常见问题分析常见问题分析10802.11802.11的发展进程的发展进程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(Qua
9、lityofService),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
10、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11IEEE 802.11 WLANIEEE 802.11 WLAN工作组工作组12802.11802.11物理层协议及其演进物理层协议及其演进13WLANWLAN标准总结标准总结802.11:无线网络技术发展的里程碑(1997)标准定义物理层和媒体访问控制(MAC)规范RF传输标准是跳频扩频和直接序列扩频工作在2.40002.4835GHz频段,传输速率达到2Mbps802.11b:牢固的基础标准(1999)使用2.4GHz频段,直接序列扩频(DSSS)
11、,传输速率达11Mbps3个非重叠信道在2000年拥有高达95%的WLAN市场占有率未来的系统必须向下兼容802.11b802.11a:高速/多信道(1999)使用5GHz频段,正交频分复用(OFDM)调制,传输速率高达54Mbps8至12个非重叠信道非全球化的标准不能向下兼容802.11b14802.11g:高速/长距离(2003)使用2.4GHz频段,OFDM调制/CCK调制,传输速率高达54Mbps具有比802.11a超过50%的距离优势全球统一的频段标准,没有风险,目前的主流强制性向下兼容802.11b802.11n:更高带宽/更大覆盖范围(2008)使用2.4/5.8GHz频段,传输
12、速率提高到300Mbps甚至600MbpsMIMOOFDM技术的应用,提高无线传输质量和传输速率采用智能天线技术,通过多组独立天线组成的天线阵列,用户接收到信号更稳定,并减少干扰。覆盖范围扩大到好几平方公里软件无线电技术,保证更好的向前后兼容WLANWLAN标准总结标准总结15FHSSFHSS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
13、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。16DSSSDSSS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。17OFDMOFDM正交频分复用
14、(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。18CSMA/CACSMA/CA为了尽量减少数据的传输碰撞和重试发送,防止各站点无序地争用信道,无线局域网中采用了与以太网相类似的CSMA/CA(载波监听多路访问/冲突防止)协议。CSMA/CA通信方式将
15、时间域的划分与帧格式紧密联系起来,保证某一时刻只有一个站点发送,实现了网络系统的集中控制。RTS:RequesttoSendCTS:CleartoSendNAV:NetworkAllocationVector网络分配向量19 WLAN WLAN各标准间比较各标准间比较标准标准项目项目占用频率占用频率最大带宽最大带宽非非 重重 叠叠信道数信道数传输距离传输距离调制方式调制方式业务类型业务类型802.11n2.4/5.8G300M 1000mMIMO OFDM语音语音数据数据图像图像802.11b2.4G11M3300mCCK(补补偿偿码码键键控控)/DSSS)/DSSS语音语音数据数据图象图象8
16、02.11a802.11g5G2.4G54M54M83100m300mOFDMOFDM/CCK语音语音数据数据图象图象语音语音数据数据图象图象BlueToothHomeRF2.4G2.4G1M12M可可扩至扩至1 11M10m100mFHSSFHSS语音语音数据数据语音语音数据数据HiperLAN5G54M50mOFDM语音语音数据数据图象图象3/6蓝牙技术(Bluetooth):针对低成本的近距离无线连接HomeRF技术:满足家庭用户独特网络要求HiperLAN2:是欧洲电信标准协会(ETSI)开发的无线局域网标准20ContentsContentsWLAN技术标准技术标准WLAN信道分配信
17、道分配WLAN安全性措施安全性措施WLAN概述概述WLAN组网模式组网模式WLAN组网案例组网案例WLAN常见问题分析常见问题分析21WLANWLAN工作频段工作频段需执照频段:需执照频段:FCC:17GHz,61GHzETST:17GHz,18GHz,24GHz不需执照频段:不需执照频段:FCC:902-928MHz,2.400-2.4835GHz,5.725-5.825GHz(ISM)1.890-1.930GHz(PCS)ETST:1.880-1.900GHz(DECT),2.445-2.475(WLAN)中国:中国:336-344MHz,2.400-2.4835GHz,5.725-5.8
18、50GHz(扩频设备)222.4GHz2.4GHz中国信道划分中国信道划分802.11b和802.11g的工作频段在2.4GHz(),其可用带宽为83.5MHz,划分为13个信道,每个信道带宽为22MHz 北美/FCC 2.412-2.461GHz(11信道)欧洲/ETSI 2.412-2.472GHz(13信道)日本/ARIB 2.412-2.484GHz(14信道)2.4GHz频频段段WLAN信道配置表信道配置表信道信道中心中心频频率(率(MHz)信道低端信道低端/高端高端频频率率124122401/2423224172406/2428324222411/2433424272416/243
19、8524322421/2443624372426/2448724422431/2453824472426/2448924522441/24631024572446/24681124622451/24731224672456/24781324722461/2483232.4GHz2.4GHz信道划分图示信道划分图示 2.4GHz2.4GHz频段中,同一个信号覆盖范围内最多容纳频段中,同一个信号覆盖范围内最多容纳频段中,同一个信号覆盖范围内最多容纳频段中,同一个信号覆盖范围内最多容纳3 3个互不重叠的信(个互不重叠的信(个互不重叠的信(个互不重叠的信(1 1、6 6、1111),以此),以此),以
20、此),以此类推!类推!类推!类推!每信道占用每信道占用每信道占用每信道占用22 MHz22 MHz的频带的频带的频带的频带245.8GHz5.8GHz信道划分图示信道划分图示 5.8GHz有有8个互不干扰的信道个互不干扰的信道,中国频段中中国频段中,可提供可提供5个互不干扰的信道个互不干扰的信道 每信道占用每信道占用20MHz频带带宽频带带宽;提供提供6/9/12/18/24/36/48/54Mbps 数据传输速率数据传输速率;采用采用OFDM调制方式调制方式;25802.11 b/g802.11 b/g蜂窝式覆盖蜂窝式覆盖任意相邻区域使用无频率任意相邻区域使用无频率交叉的频道,如:交叉的频道
21、,如:1、6、11频道。频道。适当调整发射功率,避免适当调整发射功率,避免跨区域同频干扰。跨区域同频干扰。蜂窝式无线覆盖实现无交蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率重复使用。叉频率重复使用。26ContentsContentsWLAN技术标准技术标准WLAN信道分配信道分配WLAN安全性措施安全性措施WLAN概述概述WLAN组网模式组网模式WLAN组网案例组网案例WLAN常见问题分析常见问题分析27WLANWLAN的加密方式的加密方式28隐藏隐藏SSIDSSID 限制限制SSID广播,用户需要手动输入广播,用户需要手动输入SSID才能接入网络,保证无线安全。才能接入网络,保证无线安全。SSID广播隐藏
22、隐藏SSIDSSID29MACMAC控制控制30WEPWEP最早的 IEEE 802.11 标准提供了WEP加密,对无线数据包进行加密,用以保护无线 LAN 通信数据安全:l两种不同的身份验证方法:开放式系统和共享密钥l有线对等保密(WEP)加密算法l完整性检查值(ICV)(采用 WEP 加密,可提供数据完整性)时间证明,WEP加密方式能对一般情况下的无线 LAN 通信,提供充分的安全保护。31WPAWPAWPA提供了比WEP更安全的加密方式:WEP的密钥是静态密钥,相对容易破解。WPA采用了动态生成密钥的方式,无线网卡和AP定期的协商生成新的密钥,按照一定的时间频率更改。由于密钥随时在变化,
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