项目培训课程-WLAN基础知识及设计介绍

通信咨询部：潘剑松电话：13959107738139591077381395910773813959107738Email:[e-mail]:[e-mail]:[e-mail]:[e-mail]引引引引言言言言WLAN网络是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它利用射频技术，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。网络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙里，而且可以随需移动或变化。它使用无线信道来接入网络，成为宽带接入的有效手段之一。发展历程：20世纪70年代开始研究无线电技术与网络技术融合20世纪80年代FCC（联邦通信委员会）开放ISM频段1991年5月IEEE802.11工作组成立1997年11月16日IEEE802.11标准发布1999年9月IEEE802.11b、IEEE802.11a2003年6月IEEE802.11g2009年IEEE802.11n1997年无委宣布同意在我国境内使用2.4G和5.8G的扩频传输设备。目目目目录录录录WLAN技术标准WLAN技术指标要求WLAN网络基本组成WLAN的信道干扰WLAN链路预算WLAN建设模型WLAN工作频段WLANWLANWLANWLAN网络基本组成网络基本组成网络基本组成网络基本组成WLAN网络主要由WLAN终端设备（WLAN网络卡）、WLAN接入点设备（AP）、接入控制点（AC）、PORTAL服务器、RADIUS认证服务器、用户认证信息数据库、BOSS系统等组成。�（1）WLAN终端设备WLAN终端设备需要安装WLAN网络卡，WLAN网络卡可以是任何支持IEEE802.11系列标准的设备，终端设备如笔记本电脑、PDA、支持“WIFI”功能的手机等。�（2）接入点设备（AccessPoint，简称AP）AP是WLAN业务网络的小型无线基站设备，完成IEEE802.11a、IEEE802.11b/g标准的无线接入。AP也是一种网络桥接器，是连接有线网络与无线局域网络的桥梁，任何WLAN终端设备均可通过相应的AP接入外部的网络资源。在数据通信方面，AP负责完成它与WLAN终端设备之间数据包的加密和解密。当用户在AP无缝覆盖区域移动时，WLAN终端设备可以在不同的AP之间切换，保证数据通讯不中断。在安全控制方面，AP可以通过网络标志来控制用户接入。WLANWLANWLANWLAN网络基本组成网络基本组成网络基本组成网络基本组成�（3）接入控制点（AccessController，简称AC）当采用基于WEB方式的用户认证时，AC作为安全控制点和后台的RADIUS用户认证服务器相连，完成对WLAN用户的认证。在计费中，AC作为集中式的计费数据采集前端，采集用户进行数据通信的时长、流量等计费数据信息，并将其发送到相应的认证服务器产生话单。同时，在业务控制中，AC提供强制PORTAL功能，向WLAN用户终端推送WEB用户认证请求页面和中国移动门户网站。当用户认证通过后，用户业务数据通过AC接入到CMNET。�（4）PORTAL服务器PORTAL服务器主要提供如下功能：强制PORTAL认证页面推送用户认证下线通知WLANWLANWLANWLAN网络基本组成网络基本组成网络基本组成网络基本组成�（5）RADIUS认证服务器在用户名/口令认证中，RADIUS认证服务器接受来自AP/AC的用户认证服务请求，对WLAN用户进行认证，并将认证结果通知AC。对于RADIUS用户，RADIUS认证服务器还接收计费信息采集点发送的计费数据信息，经过预处理后产生话单（计费数据记录，即CDR），并将话单通过计费数据接口发送给BOSS计费子系统。�（6）用户认证信息数据库使用WEB认证机制时，该认证信息数据库存储WLAN用户信息，包括认证信息、业务属性信息、计费信息等。当RADIUS认证服务器对WLAN用户认证时，通过数据库存取协议存取数据库中的用户授权信息，检查该用户是否合法。WLANWLANWLANWLAN网络基本组成网络基本组成网络基本组成网络基本组成�（7）BOSS系统在WLAN数据业务中，BOSS系统主要完成以下功能：业务注册服务:BOSS系统根据用户申请，为用户开户。用户信息的更新:当BOSS用户数据库系统中的用户信息更新时，BOSS系统需要通知RADIUS服务器同步更新相应的WLAN用户信息。计费和结算:BOSS系统接收从RADIUS用户认证服务器和AS认证服务器发送的WLAN数据业务话单，实现该用户的统一计费和结算。目目目目录录录录WLAN网络基本组成WLAN技术指标要求WLAN技术标准WLAN的信道干扰WLAN链路预算WLAN建设模型WLAN工作频段WLANWLANWLANWLAN技术标准技术标准技术标准技术标准目前WLAN较成熟的标准有802.11b、802.11g和802.11a等三个标准，分别工作在2.4GHz和5.8GHz频段，最大空口传输速率可以达到54Mbps。�（1）802.111991年IEEE802标准化委员会成立IEEE802.11WLAN标准工作组。IEEE802.11（别名：Wi-Fi(WirelessFidelity)无线保真）是在1997年由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准，该标准定义物理层和媒体访问控制(MAC)规范。物理层定义了数据传输的信号特征和调制，定义了两个RF传输方法和一个红外线传输方法，RF传输标准是跳频扩频和直接序列扩频，工作在2.4000～2.4835GHz频段。　　IEEE802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据访问，速率最高只能达到2Mbps。WLANWLANWLANWLAN技术标准技术标准技术标准技术标准�（2）802.11b　　　1999年9月IEEE802.11b被正式批准，该标准规定WLAN工作频段在2.4-2.4835GHz，数据传输速率达到11Mbps，传输距离控制在50-150英尺。该标准是对IEEE802.11的一个补充，采用补偿编码键控调制方式，采用点对点模式和基本模式两运作模式，在数据传输速率方面可以根据实际情况在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps的不同速率间自动切换，扩大了WLAN的应用领域。　　IEEE802.11b很快成为主流的WLAN标准，被多数厂商所采用，所推出的产品广泛应用于办公室、家庭、宾馆、车站、机场等众多场合，但是由于许多WLAN的新标准的出现，IEEE802.11a和IEEE802.11g更是倍受业界关注。WLANWLANWLANWLAN技术标准技术标准技术标准技术标准�（3）802.11a　　　1999年，IEEE802.11a标准制定完成，该标准规定WLAN工作频段在5.15-5.825GHz，数据传输速率达到54Mbps，传输距离控制在10-100米。该标准也是IEEE802.11的一个补充，扩充了标准的物理层，采用正交频分复用（OFDM）的独特扩频技术，采用QFSK调制方式，可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，支持多种业务如话音、数据和图像等，一个扇区可以接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。　　IEEE802.11a标准是IEEE802.11b的后续标准，其设计初衷是取代802.11b标准，然而，工作于2.4GHz频带是不需要向无委申请的，该频段属于工业、教育、医疗等专用频段，是公开的，工作于5.15-8.825GHz频带需要向无委申请的。一些公司更加看好最新混合标准――802.11g。WLANWLANWLANWLAN技术标准技术标准技术标准技术标准�（4）802.11g　　　IEEE802.11g标准提出在IEEE802.11b的工作频段上，拥有IEEE802.11a的传输速率，安全性较IEEE802.11b好，采用2种调制方式，含802.11a中采用的OFDM与IEEE802.11b中采用的CCK，做到与802.11a和802.11b兼容。工作频段在2.4-2.4835GHz，数据传输速率达到54Mbps，传输距离控制在50-150英尺。　　虽然802.11a较适用于企业，但WLAN运营商为了兼顾现有802.11b设备投资，更多地选用802.11g。WLANWLANWLANWLAN技术标准技术标准技术标准技术标准�（5）802.11n　　IEEE802.11n标准已经于2009年冻结，作为下一代WLAN标准，采用了OFDM、MIMO、聚合帧等技术，采用2.4GHz和5GHz双频带，可以同时向下兼容802.11a/b/g，将传输速率提高到150-600Mbps。空间流数是决定最高物理传输速率的参数，在802.11n中定义了最高的流数为4。流数越多速率就越高，在其他参数确定后，最高速率按空间流的倍数变化，如1个独立空间流最高可达150Mbps，2个独立空间流则为300Mbps，3个独立空间流为450Mbps，4个独立空间流600Mbps。项目802.11n关键技术OFDMOFDMOFDMOFDM、、、、MIMOMIMOMIMOMIMO、聚合帧技术等、聚合帧技术等、聚合帧技术等、聚合帧技术等频带支持支持支持支持2.4GHz2.4GHz2.4GHz2.4GHz和和和和5GHz5GHz5GHz5GHz带宽20MHz20MHz20MHz20MHz或或或或40MHz40MHz40MHz40MHz兼容性兼容兼容兼容兼容802.11a/b/g802.11a/b/g802.11a/b/g802.11a/b/g设备设备设备设备峰值速率采用采用采用采用2222流流流流MIMOMIMOMIMOMIMO时可达到时可达到时可达到时可达到300Mbps300Mbps300Mbps300Mbps采用采用采用采用4444流流流流MIMOMIMOMIMOMIMO时可达到时可达到时可达到时可达到600Mbps600Mbps600Mbps600MbpsWLANWLANWLANWLAN技术标准技术标准技术标准技术标准标准号标准号标准号标准号IEEE802.11bIEEE802.11bIEEE802.11bIEEE802.11bIEEE802.11aIEEE802.11aIEEE802.11aIEEE802.11aIEEE802.11gIEEE802.11gIEEE802.11gIEEE802.11gIEEE802.11nIEEE802.11nIEEE802.11nIEEE802.11n标准发布时间标准发布时间标准发布时间标准发布时间1999年9月1999年9月2003年6月2009年9月工作频率范围工作频率范围工作频率范围工作频率范围2.4－2.4835GHz5.150－5.350GHz5.475－5.725GHz5.725－5.850GHz2.4－2.4835GHz2.4－2.4835GHz5.150－5.850GHz非重叠信道数非重叠信道数非重叠信道数非重叠信道数324315最高速率（最高速率（最高速率（最高速率（MbpsMbpsMbpsMbps））））115454300-600实际吞吐量（实际吞吐量（实际吞吐量（实际吞吐量（MbpsMbpsMbpsMbps））））62424①100以上受干扰机率受干扰机率受干扰机率受干扰机率高低高低环境适应性环境适应性环境适应性环境适应性差较好好很好调制方式调制方式调制方式调制方式CCK/DSSSOFDMCCK/OFDMMIMO/OFDM兼容性兼容性兼容性兼容性802.11b802.11a802.11b/g802.11a/b/g/n几种主要制式的比较几种主要制式的比较几种主要制式的比较几种主要制式的比较目目目目录录录录WLAN网络基本组成WLAN技术指标要求WLAN技术标准WLAN的信道干扰WLAN链路预算WLAN建设模型WLAN工作频段WLANWLANWLANWLAN工作