第1章_无线局域网概述

《无线局域网组建与维护》第一章无线局域网概述《无线局域网组建与维护》无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它利用射频（RF）技术，取代旧式的双绞线构成局域网络，提供传统有线局域网的所有功能。无线网络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙里，并且可以随需移动或变化。WLAN已经成为宽带接入的有效手段之一，使用WLAN的区域及其承载的业务愈来愈多。为了更好地构建理想中的无线网络，我们需要了解无线网络的技术体系、熟悉构建无线网络的设备的功能。引入《无线局域网组建与维护》了解WLAN基础知识了解802.11协议族标准了解主流WLAN设备及天线了解WLAN典型部署课程目标学习完本课程，您应该能够：《无线局域网组建与维护》WLAN基础知识802.11协议族WLAN设备WLAN典型部署目录《无线局域网组建与维护》为什么要使用WLAN网络什么是WLANWLAN技术的发展进程WLAN基础知识《无线局域网组建与维护》无线网络类型无线广域网（WirelessWide-AreaNetwork，WWAN）无线城域网（WirelessMetropolitanAreaNetworks，WMAN）无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）无线个人网（WirelessPersonalAreaNetwork，WPAN）《无线局域网组建与维护》用户对网络的要求基于INTERNET的商业服务数据、语音和视频综合应用•高可用性•服务质量保证传统网络化商业服务交换式体系结构网络•性价比•可管理性基于Web的Intranet结构•新商业应用•安全性电子商务体系•分布式数据库•Extranet,供应链n可移动性•无线设备的应用•VPNs无处不在的网络商业服务无线WLAN的出现是网络应用发展的必然•真正的可移动性•随时随地查看相关信息•灵活性•企业员工更容易地实时访问企业信息•不能受布线地约束而只能在办工桌前接入网络《无线局域网组建与维护》•传统有线局域网：采用传统电缆和计算机设备组成覆盖局部地域地网络，完成信息交互功能。InternetHubEthernet有线局域网《无线局域网组建与维护》InternetServerEthernetAccessPoint•计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它是在不采用传统电缆线的同时，提供传统有线局域网的所有功能。无线局域网（WLAN）《无线局域网组建与维护》凡是自由空间均可连接网络，不受限于线缆和端口位置。办公大楼候机大厅渡假山庄商务酒店无线让网络使用更自由《无线局域网组建与维护》无线让网络建设更经济，通信更便利终端与交换设备之间省去布线，有效降低布线成本。适用于特殊地理环境下的网络架设，如隧道、港口码头、高速公路。终端与设备之间不方便通过线缆连接地理环境不适合布设有线网络《无线局域网组建与维护》无线让工作更高效不受限于时间和地点的无线网络，满足各行各业对于网络应用的需求。体育场馆新闻中心展馆与证券大厅制造车间物流运输《无线局域网组建与维护》•移动性。用户可以在WLAN覆盖地范围内自由移动，并可以在服务商提供服务的不同地点实现漫游。无线局域网特点•可扩展性。在无线局域网中增加或减少移动主机都是相当容易的，增加无线接入点就可以增大用户数量和覆盖范围。•安全性。采用扩频技术和加密机制，无线局域网还具有抗干扰性强、网络保密性好的特点；《无线局域网组建与维护》•用户同时要求能在移动或者半移动状态下接入网络，得到高效率、高质量、低商业成本的数据。在这一方面这无线网络所提供的移动和无线接入却是有线网络无法相比的。适合于：无线局域网应用范围难于布线的环境，如老建筑、布线困难或昂贵的露天区域和工厂接入组织网络信息系统，包括电子邮件、文件传输和终端仿真公共场所如校园会议室、展览厅、咖啡厅等人员变动频繁的地方通过网络规划，无线局域网可实现的无缝覆盖，可使用户实现3W（无论何时、无论何地、以任何方式）网络接入。移动频繁的场所，如餐厅、仓储超市等小办公室和家庭办公室(SOHO)用户…….《无线局域网组建与维护》IrDABlueTooth802.11802.11b802.11a802.11g802.11n几种主要的WLAN技术《无线局域网组建与维护》蓝牙规范（Bluetooth）蓝牙规范是由SIG（特别兴趣小组）制定的一个公共的、无需许可证的规范，其目的是实现短距离无线语音和数据通信。蓝牙技术工作于2.4GHz的ISM频段，基带部分的数据速率为1Mbit/s，有效无线通信距离为10~100m，采用时分双工传输方案实现全双工传输。《无线局域网组建与维护》HomeRF标准在美国联邦通信委员会（FCC）正式批准HomeRF标准之前，HomeRF工作组于1998年为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范，即共享无线访问协议（SWAP）。该协议主要针对家庭无线局域网，其数据通信采用简化的IEEE802.11协议标准。之后，HomeRF工作组又制定了HomeRF标准，用于实现PC机和用户电子设备之间的无线数字通信，是IEEE802.11与泛欧数字无绳电话标准（DECT）相结合的一种开放标准。HomeRF标准采用扩频技术，工作在2.4GHz频带，可同步支持4条高质量语音信道并且具有低功耗的优点，适合用于笔记本电脑。《无线局域网组建与维护》HyperLAN/2标准2002年2月，ETI的宽带无线接入网络（BroadbandRadioAccessNetworks，BRAN）小组公布了HiperLAN/2标准。HiperLAN/2标准由全球论坛（H2GF）开发并制定，在5GHz的频段上运行，并采用OFDM调制方式，物理层最高速率可达54Mbit/s，是一种高性能的局域网标准。HyperLAN/2标准定义了动态频率选择、无线小区切换、链路适配、多波束天线和功率控制等多种信令和测量方法，用来支持无线网络的功能。《无线局域网组建与维护》无线局域网标准的比较802.11系列协议是由IEEE制定的，目前居于主导地位的无线局域网标准。HomeRF主要是为家庭网络设计的，是802.11与DECT的结合。HomeRF和蓝牙都工作在2.4GHzISM频段，并且都采用跳频扩频（FHSS）技术。因此，HomeRF产品和蓝牙产品之间几乎没有相互干扰。蓝牙技术适用于松散型的网络，可以让设备为一个单独的数据建立一个连接，而HomeRF技术则不像蓝牙技术那样随意。组建HomeRF网络前，必须为各网络成员事先确定一个惟一的识别代码，因而比蓝牙技术更安全。802.11使用的是TCP/IP协议，适用于功率更大的网络，有效工作距离比蓝牙技术和HomeRF要长得多。《无线局域网组建与维护》802.11协议的发展进程802.11802.11b802.11a802.11g标准发布时间July1997Sept1999Sept1999June2003合法频宽83.5MHz83.5MHz325MHz83.5MHz频率范围2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz5.150-5.350GHz5.725-5.850GHz2.400-2.483GHz非重叠信道33123调制技术FHSS/DSSSCCK/DSSSOFDMCCK/OFDM物理发送速率1,21,2,5.5,116,9,12,18,24,36,48,546,9,12,18,24,36,48,54无线覆盖范围N/A100M50M100M理论上的最大UDP吞吐量(1500byte)1.7Mbps7.1Mbps30.9Mbps30.9Mbps理论上的TCP/IP吞吐量(1500byte)1.6Mbps5.9Mbps24.4Mbps24.4Mbps兼容性N/A与11g产品可互通与11b/g不能互通与11b产品可互通《无线局域网组建与维护》无需授权使用的无线频率(ISM)902MHz26MHzBWCrowdedWorldwidelimited2.4GHz83.5MHzBWAvailableworldwideIEEE802.11WLANs5.1GHz300MHzBWdiscontinuousDeveloping902928North&SouthAmerica902MHz2400250024802440Americas,mostofEurope,ChinaFranceSpainJapan2.4GHz*FrequencyAllocationsarependingU-NII:UnlicensedNationalInformationInfrastructure510052005300540055005600570058005900U-NIIEuropeHiperLAN1U-NIIEuropeHiperLAN2*Japan*5.1GHz《无线局域网组建与维护》802.11b/g工作频段划分图2.4122.4172.4222.4322.4422.4522.4622.4722.4842.4272.4372.4472.4572.4672345178910611121314《无线局域网组建与维护》各个国家授权使用的频段ChannelFreq(GHz)US/CanEuropeJapan12.412xx22.417xx32.422xx42.427xx52.432xx62.437xx72.442xx82.447xx92.452xx102.457xx112.462xxx122.467x132.472x142.484xxxxxxxxxxxxx《无线局域网组建与维护》蜂窝式无线覆盖任意相邻区域使用无频率交叉的频道，如：1、6、11频道。适当调整发射功率，避免跨区域同频干扰。蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率重复使用。《无线局域网组建与维护》无线高密区域－802.11a&g双波段覆盖适应于高密度集中覆盖接入需求有效的实现用户接入的均衡分担采用多模双频设备进行信号部署《无线局域网组建与维护》802.11n《无线局域网组建与维护》11n的频宽模式两种频宽模式802.11n同时定义了2.4GHz频段和5GHz频段的WLAN标准，与11a/b/g只用20MHz带宽不同的是11n定义了两种频带宽度：HT20（20MHz带宽）和HT40（40MHz带宽），在HT40模式下可以获得HT20模式两倍以上的吞吐量。20MHz:满足兼容性40MHZ:满足高性能需求40MHz频宽‘HighThroughput’(HT)信道，提供两倍于20MHz频宽模式的带宽两个20MHz信道被捆绑，一个是主，一个是辅主信道:发送beacon报文和部分数据报文辅信道:发送其它报文40MHz频宽模式基本不建议在2.4GHz使用在2.4GHz没有互不干扰的40MHz信道《无线局域网组建与维护》40MHz频宽模式20MHz信道40MHz信道40MHz频宽虽然可以获得更多的频谱利用率，但是对于2.4GHz频段仅有的100MHz频谱资源来说却显得有些尴尬，因为一个40MHz的信道带宽实际需要占据60MHz的频谱宽度，足以吃掉它所有的资源。然而5.8GHz频段具有丰富的频谱资源，可以轻松承受3个以上40MHz的信道，而且使用了MIMO技术还令这个频点的覆盖效果比原来要好上不少，所以想要获得高吞吐量，建议使用5GHz的11n进行部署。然而这样，我们还要注意老用户，因为他们的11a网卡远没有11g的多，所以40MHz更适合于新建11n网络。《无线局域网组建与维护》ShortGISymbol1Symbol2Symbol1Symbol2Symbol1Time合适的GI时长Symbol1Symbol2Symbol2TimeGI时长过短干扰射频芯片在使用OFDM调制方式发送数据时，整个帧是被划分成不同的数据块进行发送的，为了数据传输的可靠性，数据块之间会有GI（GuardInterval），用以保证接收侧能够正确的解析出各个数据块。无线信号在空间传输会因多径等因素在接收侧形成时延，如果后面的