無線局域網(wǎng)（WLAN）技術(shù)與應用教程中職全套教學課件

項目0項目知識儲備無線無形信息隨身無線局域網(wǎng)技術(shù)與實踐項目教程（中職）項目0項目知識儲備.pptx項目1SOHOWLAN組建.pptx項目2校園WLAN組建.pptx項目3校園WLAN射頻資源管理.pptx項目4校園WLAN漫游部署.pptx項目5校園WLAN安全性部署.pptx項目6校園WLAN可靠性部署.pptx項目7校園WLAN規(guī)劃.pptx全套可編輯PPT課件目錄無線網(wǎng)絡基礎12無線射頻3WLAN頻段與信道4WLAN相關(guān)標準WLAN關(guān)鍵技術(shù)56WLAN組網(wǎng)設備7WLAN拓撲結(jié)構(gòu)01無線網(wǎng)絡基礎1無線網(wǎng)絡發(fā)展歷史無線電的誕生20世紀初，意大利無線電工程師馬可尼在英國康沃爾郡和加拿大紐芬蘭省之間，用大功率發(fā)射電臺實現(xiàn)橫跨大西洋的超遠距離無線電通信，人類歷史上首次橫跨大西洋的無線電通信宣告成功無線電之父：馬可尼1無線網(wǎng)絡發(fā)展歷史無線網(wǎng)絡的早期應用無線網(wǎng)絡的早期應用可以追溯到二戰(zhàn)期間美國陸軍采用無線電信號與盟軍傳輸作戰(zhàn)情報。1943年，加爾文制造公司設計出世界上首個背負式調(diào)頻步話機SCR300與此同時，加爾文制造公司開始規(guī)模化生產(chǎn)早先設計的手持式電臺SCR-536，外形上類似“大哥大”1無線網(wǎng)絡發(fā)展歷史無線局域網(wǎng)的雛形1971年，為了解決美國夏威夷群島之間的通信問題，夏威夷大學的研究員創(chuàng)造了第一個基于分組交換技術(shù)的無線通信網(wǎng)絡，取名為ALOHANET。這就是今天使用的無線局域網(wǎng)WLAN的雛形1無線網(wǎng)絡發(fā)展歷史ISM頻段1985年，美國聯(lián)邦通信委員會FCC頒布無線電波管理法規(guī)，為WLAN分配了免許可證頻段，即免費的工業(yè)、科學和醫(yī)療（IndustrialScientificMedical，ISM）頻段，對WLAN的發(fā)展具有重要的意義1無線網(wǎng)絡發(fā)展歷史無線局域網(wǎng)標準化國際電氣與電子工程師協(xié)會IEEE成立了IEEE802.11標準工作組，推出了一系列無線局域網(wǎng)相關(guān)標準，即IEEE802.11，極大地提高了無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的標準化和兼容性2無線網(wǎng)絡分類WirelessPersonalAreaNetwork（個人無線網(wǎng)）WirelessLocalAreaNetwork（無線局域網(wǎng)）WirelessMetroAreaNetwork（無線城域網(wǎng)）WirelessWideAreaNetwork（無線廣域網(wǎng)）無線網(wǎng)絡應用場景WLANWMANWWAN<15km<5km<100m<10m覆蓋范圍越來越大WPAN2無線網(wǎng)絡分類無線個域網(wǎng)WPAN主要用于個人工作空間，覆蓋范圍較小實現(xiàn)同一地點終端設備之間的無線通訊可提供簡單（遠程控制）到復雜（語音）的應用典型應用：藍牙技術(shù)，工作頻段2.4GHz特點：易操作、功耗低、便攜性好2無線網(wǎng)絡分類無線局域網(wǎng)WLAN覆蓋范圍比WPAN大工作在2.4GHz和5.8GHz頻段高傳輸速率更多的可接入用戶數(shù)靈活性和移動性可擴展性和經(jīng)濟性2無線網(wǎng)絡分類無線城域網(wǎng)WMAN在WLAN的基礎上搭建主要解決城域網(wǎng)的寬帶接入問題覆蓋范圍廣，擴展性強使用WiMAX技術(shù)2無線網(wǎng)絡分類無線廣域網(wǎng)WWAN也稱為移動寬帶網(wǎng)，提供更大范圍內(nèi)的無線接入，強調(diào)快速移動性主要用于移動運營商的無線覆蓋帶寬小，基于時長或流量計費主要使用4G、5G及衛(wèi)星通信等技術(shù)3無線傳輸技術(shù)紅外線藍牙HomeRFRFIDGSM、UMTS、LTE和5G4無線網(wǎng)絡組織工業(yè)和信息化部無線電管理局工業(yè)和信息化部無線電管理局（國家無線電辦公室）是主管全國無線電管理工作的職能機構(gòu)Wireless編制無線電頻譜規(guī)劃劃分、分配與指配無線電頻率依法監(jiān)督管理無線電臺（站）協(xié)調(diào)和管理衛(wèi)星軌道位置協(xié)調(diào)處理軍地間無線電管理相關(guān)事宜依法組織實施無線電管制涉外無線電管理工作4無線網(wǎng)絡組織美國聯(lián)邦通信委員會FCC：FederalCommunicationsCommission1985年頒布無線電波管理法規(guī)，規(guī)定ISM免費頻段4無線網(wǎng)絡組織歐洲電信標準化協(xié)會ETSI：EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute負責制定可以在歐洲或者更廣范圍使用的通信標準制定的HiperLAN是目前WLAN的兩個典型標準之一4無線網(wǎng)絡組織國際電氣與電子工程師協(xié)會IEEE：InstituteofElectricalandElectronicsEngineers目前全球最大的非營利性專業(yè)技術(shù)協(xié)會制定了WLAN相關(guān)標準：IEEE802.11系列標準4無線網(wǎng)絡組織Wi-Fi聯(lián)盟Wi-Fi聯(lián)盟：Wi-FiAlliance負責對無線設備進行認證測試及Wi-Fi商標授權(quán)，主要目的是在全球范圍內(nèi)推廣Wi-Fi產(chǎn)品的兼容認證，發(fā)展基于IEEE802.11標準的WLAN技術(shù)“Wi-Fi”是Wi-Fi聯(lián)盟的商標，與無線保真無關(guān)4無線網(wǎng)絡組織WAPI產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟WAPI：WirelessLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure，無線局域網(wǎng)鑒別和保密基礎結(jié)構(gòu)中國首個在計算機寬帶無線網(wǎng)絡通信領(lǐng)域自主創(chuàng)新并擁有知識產(chǎn)權(quán)的安全接入技術(shù)標準WAPI產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟以WAPI安全協(xié)議為基礎，致力于整合及協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)、社會資源，提升聯(lián)盟成員在WLAN相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)、制造和服務水平02射頻基礎知識1電磁波概述電磁波又稱電磁輻射，是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式傳播產(chǎn)生的，其傳播方向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面，能有效地傳遞能量和動量電磁波的產(chǎn)生磁場電場振幅1電磁波概述電磁波的振幅表示電磁波的強度或功率，在數(shù)值上等于電磁波振動時離開平衡位置的最大距離信號強度通常指信號功率，用于表示發(fā)送信號和接收信號的振幅大小1電磁波概述物體完成一次全振動經(jīng)過的時間為一個周期T，單位為秒(s)一秒鐘內(nèi)振動質(zhì)點完成的全振動的次數(shù)稱為頻率，單位為赫茲(HZ)周期和頻率的關(guān)系f=1/T周期越長，振動越慢頻率越大，振動越快周期與頻率波長1電磁波概述波長是指在某一固定的頻率里，沿著波的傳播方向、在波的圖形中，離平衡位置的位移與時間皆相同的兩個質(zhì)點之間的最短距離。波長反映了波在空間上的周期性無線電波以光速傳播，其波長γ＝c/fc、f、γ分別表示光速、頻率和波長頻率越低，波長越長頻率越高，波長越短1電磁波概述相位表示某一時刻電磁波在其振動循環(huán)中的位置，即該時刻電磁波是處于波峰、波谷還是它們之間的某個位置通常用度(o)或弧度(rad)作為相位的單位。將一個周期的電磁波劃分為360等份，每一份稱為一度(1o)。波形循環(huán)一周即表示經(jīng)過360o，或2π弧度。1弧度≈57.3o相位1電磁波概述相位也可以用來表示兩個信號的關(guān)系同一時刻處于相同位置的信號稱為同相信號，否則稱為異相信號將0o作為信號傳播的起始位置。如果一個波在0o時開始傳播，而另一個波在90o時開始傳播，就稱二者為90o異相相同頻率的電磁波在不同相位開始傳播會對電磁波的接收帶來較大影響相位2電磁波頻譜電磁波頻譜包含所有可能的波長或頻率的電磁輻射如果按照頻率對頻譜進行分段，就得到不同的頻段頻譜2電磁波頻譜無線電波是波長大于1mm的電磁波，即頻率在3Hz~300GHz一般將頻率范圍在300KHz~300GHz之間，具有遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻電波，簡稱射頻WLAN使用的是2.4GHz和5GHz兩個頻段的無線電波無線電波3射頻傳播特性射頻信號在傳播時，遇到能吸收其能量的材質(zhì)，導致信號衰減吸收3射頻傳播特性射頻信號在傳播過程中，遇到另一種介質(zhì)的表面時改變傳播方向又返回原介質(zhì)反射3射頻傳播特性射頻信號遇到粗糙、不均勻的材質(zhì)或由非常小的顆粒組成的材質(zhì)時，可能向很多不同的方向散射，這是因為材質(zhì)中不規(guī)則的細微表面將反射信號散射3射頻傳播特性射頻信號在傳播過程中，從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生改變折射3射頻傳播特性射頻信號遇到其不能穿過的物體或能夠吸收其能量的物體時將發(fā)生衍射，信號會繞過物體，組合成完整的電波衍射3射頻傳播特性射頻信號離開發(fā)射器后，將受到外部因素的影響而降低強度，也稱為衰減損耗3射頻傳播特性在傳輸路徑中，射頻信號也可能受增加其強度的因素的影響。信號增益可以通過天線來實現(xiàn)，也稱為放大增益3射頻傳播特性在傳播過程中由于反射、衍射等因素導致存在著許多時延不同、損耗各異的傳輸路徑，這些經(jīng)由不同路徑的相同信號在接收端會發(fā)生疊加增大或減小接收信號的能量多徑4射頻工作原理信源產(chǎn)生原始信息，發(fā)送設備對其加工處理后，經(jīng)由信道傳輸至接收設備。接收設備對接收到的信息進行相應的處理，最終交給信宿信道就是信息傳輸?shù)耐ǖ?，發(fā)送設備和接收設備使用接口和信道連接無線通信系統(tǒng)模型4射頻工作原理信源輸出的原始信號頻率較低，信號頻譜從零頻附近開始，稱為基帶信號載波是一個特定頻率的無線電波。將基帶信號加載到載波上，用基帶信號控制載波信號參數(shù)，生成已調(diào)信號的過程，稱為調(diào)制接收端從已調(diào)信號中“分離”出調(diào)制信號的過程，稱為解調(diào)根據(jù)被控制的載波參數(shù)的不同，可將調(diào)制分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相載波、調(diào)制與解調(diào)5功率單位功率用來表示射頻信號的傳輸振幅和接收振幅，功率的單位測量的是絕對功率。WLAN組網(wǎng)設備的發(fā)射功率一般在1mW~100mW之間通常使用瓦特（W）或毫瓦（mW）作為功率的單位，表示單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)換的能量1W相當于1V電壓下的1A電流。1W等于1kmW，即1W＝1000mW相對功率通常用于計算增加電纜或天線后的損耗和增益的大小，通常使用分貝（dB）表示功率和相對功率5功率單位分貝（dB）是沒有量綱的對數(shù)計數(shù)單位，僅表示兩個量的相對大小，計算方法是10×lg(X/Y)若X=1000mW，Y=10mW，那么X比Y大10×lg(1000mW/10mW)=20dB貝毫瓦（dBm）是一個表示功率的絕對值，相當于以1mW功率為基準的比值，計算方法是10×lg(X/1mW)若X=1000mW，Y=10mW，那么X為10×lg(1000mW/1mW)＝30dBm，Y即為10×lg(10mW/1mW)=10dBm1mW的功率對應0dBmdB和dBm5功率單位當用dBm表示功率時，兩個功率之間只有加減運算，沒有乘除運算兩個功率的dBm值相減，實際上相當于兩個功率值相除，結(jié)果用dB表示使用dB或dBm的一個好處是可以把一個很大或很小的功率通過對數(shù)運算變換為一個簡短的表示若功率從X=100000mW下降到Y(jié)=0.00001mW，那么用dB表示即下降了10×lg(100000mW/0.00001mW)=100dB實驗表明，人類感官所感覺到的聲音或光等信號的強度變化與強度比值的對數(shù)成正比，采用像dB這樣的計量單位表示信號變化能更加客觀地反映人類感覺特性dB和dBm03WLAN頻段與信道1WLAN傳輸頻段頻段指特定的頻率范圍。無線設備只能某個頻段內(nèi)工作以避免干擾對頻段進一步劃分就是信道，即傳輸信息的通道ISM頻段主要是開放給工業(yè)、科學、醫(yī)學三個主要機構(gòu)使用，沒有所謂使用授權(quán)的限制頻段與信道ISM（美國）工業(yè)頻段（902-928MHz）科學頻段

（2.4-2.4835GHz）醫(yī)療頻段（5.725-5.875GHz）1WLAN傳輸頻段WLAN技術(shù)被802.11b/g/n定義工作在2.4GHz的頻段中，在其中2.4GHz頻段被劃分為14個交疊的、錯列的20MHz無線載波信道，它們的中心頻率間隔分別為5MHz。802.11a/n/ac工作在有更多信道的5GHz頻段中信道在不同的國家的使用會根據(jù)該國家法規(guī)而有所不同在美國，F(xiàn)CC法規(guī)僅允許信道1到11被使用在歐洲，允許信道1到13被使用在日本，1到14信道被允許使用在中國，1到13信道被允許使用WLAN頻段與信道22.4GHz頻段信道支持802.11b/g/n802.11b每個信道需要占用22MHz802.11g、802.11n每個信道需要占用20MHz802.11n完全兼容802.11b和802.11g一般認為只有1、6和11是非重疊信道2.4GHz頻段信道22.4GHz頻段信道主要國家工作頻率信道頻率

(MHz)中國美國、

加拿大歐洲日本澳大利亞12412是是是是是22417是是是是是32422是是是是是42427是是是是是52432是是是是是62437是是是是是72442是是是是是82447是是是是是92452是是是是是102457是是是是是112462是是是是是122467是否是是是132472是否是是是142484否否否802.11bonly否22.4GHz頻段信道2.4GHz信道綁定信道綁定技術(shù)通過將相鄰的兩個20MHz信道綁定成40MHz，使傳輸速率成倍提高2.4GHz頻段只有4個非重疊信道，所以最多只能綁定兩個互不干擾的40MHz信道。例如，將信道1和信道5綁定，信道9和信道13綁定35GHz頻段信道支持802.11a/n/ac802.11a/n每個信道需要占用20MHz802.11ac每個信道支持20MHz、40MHz、80MHz傳輸速率、傳輸距離和抗干擾能力都比2.4GHz頻段強很多5GHz頻段信道35GHz頻段信道在中國，5.8GHz頻段內(nèi)有5個非重疊信道，分別為：149，153，157，161，165中國的5.8GHz信道5.7255.7305.7355.7405.7451495.7501505.7551515.7601525.7651535.7701545.7551555.7801565.7851575.7901585.7951595.8001605.8051615.8101625.8151635.8201645.8251655.8305.8355.84014915715316116535GHz頻段信道5GHz信道中心頻率和信道ID號信道編號Nch頻段GHz中心頻率MHz美國中國365.15~5.25

UNII低頻段5180是僅室內(nèi)405200是僅室內(nèi)

445220是僅室內(nèi)485240是僅室內(nèi)525.25~5.35

UNII中頻段5260是僅室內(nèi)

565280是僅室內(nèi)605300是僅室內(nèi)

645320是僅室內(nèi)1495.725~5.825

UNII高頻段5745是是1535765是是1575785是是1615805是是165~5.8505825是是35GHz頻段信道5GHz信道綁定5GHz頻段具有豐富的頻譜資源，有足夠的互不重疊的信道來實現(xiàn)40MHz信道的綁定，因此目前主要在5GHz頻段進行信道綁定還可以將兩條相鄰的40MHz信道綁定成一條80MHz信道，甚至將兩條相鄰的80MHz信道綁定成一條160MHz信道04WLAN相關(guān)標準1WLAN相關(guān)標準兩種WLAN標準IEEE802.11系列標準國際電氣與電子工程師協(xié)會HiperLAN系列標準歐洲電信標準化協(xié)會1WLAN相關(guān)標準IEEE802.11系列標準1990年，IEEE802標準化委員會成立了IEEE802.11工作組為每個任務組分配一個字母并添加到數(shù)字之后加以分區(qū)為避免混淆，部分字母閑置不用如果所有字母都已使用，就為任務組分配兩個字母包含物理層相關(guān)標準和MAC層相關(guān)標準兩部分物理層：工作頻段和調(diào)制編碼方式MAC層：發(fā)送和接收MAC幀1WLAN相關(guān)標準Wi-Fi為推廣IEEE802.11系列標準，創(chuàng)造出“Wi-Fi”這個名稱Wi-Fi和保真度沒有任何關(guān)系，僅僅是一個商標名稱Wi-Fi已經(jīng)成了IEEE802.11系列標準的代名詞Wi-Fi世代營銷計劃Wi-Fi4（IEEE802.11n）Wi-Fi5（IEEE802.11ac）Wi-Fi6（IEEE802.11ax）1WLAN相關(guān)標準IEEE802.11-19971997年6月推出，是第一代WLAN標準，解決辦公場所或住宅等布線困難的區(qū)域中的無線用戶接入問題詳細定義了從物理層到MAC層的WLAN通信協(xié)議物理層：紅外線、直接序列擴頻、跳頻擴頻MAC層：CSMA/CA、RTS/CTS工作于2.4GHz頻段，支持的最高傳輸速率為2Mbit/s1WLAN相關(guān)標準IEEE802.11b1999年9月推出，是對IEEE802.11-1997標準修訂11Mbps吞吐能力采用直序擴頻（DSSS）支持1,2,5.5&11Mbps數(shù)據(jù)速率工作在2.4GHz頻段，支持14個信道3個不重疊信道123456789101112131422Mhz2.402Ghz2.483Ghz1WLAN相關(guān)標準1999年推出54Mbps吞吐能力采用正交頻分復用（OFDM）支持6,9,12,18,24,36,48,54Mbps數(shù)據(jù)速率工作在5GHz頻段，23個非重疊信道，與802.11b不兼容有效覆蓋范圍和穿透能力比802.11b差，加之5GHz組件的研制較慢，未廣泛使用IEEE802.11a1WLAN相關(guān)標準IEEE802.11g2003推出，是IEEE802.11b的升級54Mbps吞吐能力采用正交頻分復用(OFDM)支持6,9,12,18,24,36,48&54Mbps數(shù)據(jù)速率兼容802.11b終端工作在2.4GHz頻段，支持13個信道3個不重疊信道1WLAN相關(guān)標準IEEE802.11n（Wi-Fi4）802.11n最高速率可達600Mbps802.11n協(xié)議為雙頻工作模式，支持2.4GHz和5GHz802.11n采用MIMO與OFDM相結(jié)合傳輸距離大大增加提高網(wǎng)絡的吞吐量性能傳輸速率提升至600M兼容802.11a/b/g802.11n無線鏈接可靠性更高1WLAN相關(guān)標準IEEE802.11n的優(yōu)勢11g在20MHZ信道下，子載波為4854Mbps8.3%更多子載波更高編碼比率更短的GI更寬的信道在20MHZ信道下，子載波由48->52編碼比率由11g3/4->11n5/6GI由11g800ns->400ns每通道的頻寬可由20MHZ->40M，子載波由52->10858.5Mbps65Mbps11%72.2Mbps11%150Mbps108%更多的空間流由11g單空間流->2/3/4空間流300/450/600Mbps200%/300%/400%802.11n更高速率改進技術(shù)1WLAN相關(guān)標準IEEE802.11ac（Wi-Fi5）設計目標是甚高吞吐量（VeryHighThroughput，VHT）更高的吞吐率802.11acwave2最大可以支持3.47Gbps。更少的干擾主流的承載頻率是5G頻段。更多的接入提供了更大的吞吐率和多用戶MIMO，在客觀上提供了更多的用戶接入能力。1WLAN相關(guān)標準IEEE802.11ax（Wi-Fi6）是最新的IEEE802.11標準，又稱為高效率無線局域網(wǎng)（HighEfficiencyWLAN，HEW）采用雙頻工作模式，既可工作于2.4GHz頻段，也可工作于5GHz頻段，同時向下兼容IEEE802.11a/b/g/n/ac2.4GHz頻段上，最高傳輸速率是1.15Gbps，在5GHz頻段上則是9.6Gbps新引入上行MU-MIMO技術(shù)，進一步提升了高密度場景下的吞吐量和服務質(zhì)量1WLAN相關(guān)標準協(xié)議發(fā)布年份使用頻段物理層技術(shù)編碼方式空間流數(shù)信道帶寬最高速率802.1119972.4GHzIR、FHSS和DSSS--202Mbps802.11b19992.4GHzDSSS/CCK--2211Mbps

802.11a19995GHzOFDM--2054Mbps802.11g20032.4GHzOFDM64-QAM-2054Mbps802.11n20092.4GHz5GHzOFDMDSSS/CCK64-QAM420、402.4GHz：450Mbps5GHz：600Mbps802.11acWave120132.4GHzOFDMSU-MIMO64-QAM4+420、403.74Gbps802.11acWave220152.4GHzOFDMDLMU-MIMO256-QAM820、40、80、160、80+806.9Gbps802.11ax20192.4GHz5GHzOFDMDLMU-MIMOULMU-MIMO1024-QAM4+820、40、80、160、80+802.4GHz：1.15Gbps5GHz：9.6bpsIEEE802.11標準技術(shù)參數(shù)2802.11n新技術(shù)實現(xiàn)300-600M的帶寬，數(shù)據(jù)吞吐率在百兆以上，和百兆有線速率相當，滿足一些高帶寬應求，如高清在線教學、IPTV等高帶寬802.11n采用智能天線技術(shù)，通過多組獨立天線組成天線陣列以動態(tài)調(diào)整波束，讓WLAN用戶接收到穩(wěn)定信號，并減少其它信號的干擾，覆蓋范圍可達11g的6倍以上廣覆蓋11n設備可讓更用戶接入，并提供更高帶寬，更適合于用戶量密集接入場景密接入采用多路收發(fā)技術(shù)，信號穿透性更好，在空間復雜環(huán)境中，更容易消除盲點，簡化工程前期勘測，減少設備布放數(shù)量，降低建網(wǎng)成本易穿透由于采用MIMO技術(shù)，無線信號多路收發(fā)，解決多徑干擾問題，信號穩(wěn)定性及抗干擾能力等大大提高，支持Wi-Fi語音等實時業(yè)務高穩(wěn)定802.11n在設計之初就保證兼容性，以前11a/11b/11g設備仍可接入11n網(wǎng)絡，保護用戶已有投資易兼容802.11n的6大特點2802.11n新技術(shù)802.11n技術(shù)一覽OFDMMIMO40MHzShortGI幀聚合塊應答信道綁定車道寬一倍，車流量就大一倍幀與幀之間的間距更短多個幀并成一個幀發(fā)送多個幀只用一個應答幀響應11n核心技術(shù)，多天線同時發(fā)射接收11g核心技術(shù)，速度達到54Mbps的原因2802.11n新技術(shù)速率提升-更多子載波802.11a/g在20MHz模式下有48個可用子載波，速度可達54Mbps802.11n在20MHz模式下有52個可用子載波，速度可達58.5Mbps-10M+10M中心頻率-10M+10M中心頻率802.11n在20M模式有56個子載波（52個可用）54Mbps58.5Mbps802.11a/g在20M模式有52個子載波（48個可用）2802.11n新技術(shù)速率提升-編碼率802.11g802.11n802.11g的編碼比率為3/4(即是實質(zhì)資料占3/4，更錯碼占1/4)802.11n實質(zhì)傳輸比率從3/4拉升至5/6物理連接速率提升11%

58.5Mbps65Mbps2802.11n新技術(shù)在無線收發(fā)過程中收/發(fā)間或多次傳發(fā)過程中，需要若干間隔時間，而這個間隔時間就稱為GuardInterval，簡稱GIShortGuardInterval（ShortGI）：更短的幀間保護間隔速率提升-GI數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2時間時間合適的GI時長GI時長過短干擾GI時長合適的情況GI時長過短的情況數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)22802.11n新技術(shù)速率提升-ShortGIGuardInterval，簡稱GI

以往GI的時間約為800ns802.11n標準可選功能，允許使用僅400ns的保護間隔時間原有800ns減少一半，若使用這項功能，傳輸率可以從65Mbps提升到72.2Mbps左右物理連接速率提升11%

65Mbps72.2Mbps2802.11n新技術(shù)802.11n同時定義了2.4GHz頻段和5GHz頻段的WLAN標準，與802.11a/b/g每信道只用20MHz頻寬不同的是802.11n定義了兩種頻帶寬度：20MHz頻寬，40MHz頻寬采用40MHz頻寬模式可以讓無線網(wǎng)絡獲得高于2倍的傳輸速率速率提升-40M頻寬模式5.7305.7355.7405.7451495.7501505.7551515.7601525.7651535.7701545.7551555.7801565.7851575.7901585.7951595.8001605.8051615.8101625.8151635.8201645.8251655.8305.8355.84040M頻寬20M頻寬2802.11n新技術(shù)在WLAN不可靠的媒介中傳遞，發(fā)射端將把信息進行編碼并攜帶冗余信息，以提高系統(tǒng)的糾錯能力，使接收端能夠恢復原始信息802.11a/g前向糾錯碼率為3/4802.11n前向糾錯碼率為5/6，速率提高了11.11%FEC--前向糾錯802.11nEnCoderFEC101011010112802.11n新技術(shù)MIMO（Multiplein,Multipleout）采用802.11a/b/g技術(shù)的無線接入點和客戶端是通過單個天線單個空間信道（SISO）來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的采用802.11n技術(shù)的無線接入點和客戶端可以利用兩個或者更多的空分信道同時傳送數(shù)據(jù)，如果終端也支持MIMO技術(shù)的話，能夠采用多個接收天線和高級信號處理技術(shù)來重建從多個信道發(fā)送過來的數(shù)據(jù)MIMO技術(shù)就是利用其它技術(shù)來改進接收端的信噪比MIMO技術(shù)2802.11n新技術(shù)MIMO技術(shù)SISOAPSISOSTA發(fā)送端接收端無線信道單進單出（SISO）MIMOAPMIMOSTA發(fā)送端接收端無線信道多進多出（MIMO）2802.11n新技術(shù)802.11n引入幀聚合技術(shù)，提高MAC層效率，包括：MAC服務數(shù)據(jù)單元聚合（MSDU）MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元聚合（MPDU）兩種不同的幀聚合方式會有不同的效率提升MAC層－幀聚合2802.11n新技術(shù)MAC服務數(shù)據(jù)單元（MSDU－MacServiceDataUnits）聚合收集以太網(wǎng)幀聚合轉(zhuǎn)成802.11無線幀MSDU聚合P1P3MACheaderMACprocessingP2P1P3P2P1P3P22802.11n新技術(shù)MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元MPDU（MACProtocolDataUnit）聚合轉(zhuǎn)成802.11無線幀將802.11無線幀聚合MPDU聚合MACheaderMACheaderMACheaderMACprocessingP1P3P2P1P3P22802.11n新技術(shù)為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?02.11協(xié)議規(guī)定每收到一個單播數(shù)據(jù)幀，都必須立即回應ACK幀塊確認機制通過使用一個ACK幀來完成對多個MPDU的應答，以降低這種情況下的ACK幀的數(shù)量塊確認AP客戶端幀聚合+塊確認P3P2P1headerheaderACKP1,P2,P305WLAN關(guān)鍵技術(shù)1物理層關(guān)鍵技術(shù)

WLAN傳輸技術(shù)有：紅外線(InfraRed，IR)無線電射頻技術(shù)無線電射頻主要采用擴頻技術(shù)，擴頻技術(shù)主要又分為：跳頻擴頻技術(shù)直接序列擴頻技術(shù)頻寬1頻寬的大小依據(jù)要傳送的信息量而定物理層關(guān)鍵技術(shù)FM信號(175K)802.11信號(20M)TV信號(4500K)頻寬(HZ)用戶信號信號強度頻率用戶信號信號強度頻率干擾信號沒有使用擴頻技術(shù)使用擴頻技術(shù)干擾信號射頻傳輸方式主要分為窄帶傳輸和擴頻傳輸兩類窄帶信號占據(jù)的頻率范圍極窄，針對該頻率范圍的干擾很容易影響信號擴頻傳輸采用超出實際所需的帶寬發(fā)送數(shù)據(jù)，干擾信號很難影響擴頻信號擴頻技術(shù)1物理層關(guān)鍵技術(shù)802.11物理層技術(shù)1物理層關(guān)鍵技術(shù)802.11所采用的物理層使用了三種不同的技術(shù)：跳頻（Frequencyhopping，簡稱FH或FHSS）直接序列（Directsequence，簡稱DS或DSSS）正交頻分復用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，簡稱OFDM）跳頻擴頻FHSS采用偽隨機序列改變載波頻率，使載波頻率以某種隨機樣式不斷隨機跳變，每個子信道只進行瞬間的傳輸，干擾信號的頻率一般不會隨載波頻率的變化而變化，因此這種通信方式比較隱蔽。一般來說，跳頻速率越高，抗干擾性越好，但通信設備的復雜度和成本也越高。只要通信雙方按照固定的算法產(chǎn)生相同的偽隨機碼，就可以把擴頻信號還原成原始信號。1物理層關(guān)鍵技術(shù)876543210頻隙時隙干擾信號數(shù)據(jù)信號直接序列擴頻DSSS通過精確的控制將射頻能量分散至某個寬頻帶。當無線電載波的變動被分散至較寬的頻帶時，接收器可以通過相關(guān)處理找出變動所在。DSSS具有明顯的優(yōu)勢。采用DSSS技術(shù)的擴頻信號頻帶利用率高，譜密度較低，帶寬較大，具有很強的抗截獲、防偵查、防竊聽能力，抗多徑干擾能力也很強1物理層關(guān)鍵技術(shù)信號強度頻率直接序列擴頻技術(shù)基本原理是在頻域內(nèi)將一個信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調(diào)制，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流。子載波相互正交，頻譜相互重疊，具有較高的頻譜利用率。OFDM還能減少子載波間的相互干擾，對抗多徑衰落正交頻分復用技術(shù)1物理層關(guān)鍵技術(shù)頻域中的正交性振幅頻率OFDM5GHz信道示例1物理層關(guān)鍵技術(shù)5150535030MHz30MHzFrequency(MHz)5320526052405220520052805300518020MHz20MHz20MHz20MHz20MHz20MHz20MHz20MHz每個子載波312.5kHz48個子信道用來傳數(shù)據(jù),4個子信道用來做相位參考。OFDM調(diào)制方式：BPSK（BinaryPhaseShiftKeying）二進制相移鍵控QPSK（QuadraturePhaseShiftKeying）正交相移鍵控QAM（QuadratureAmplitudeModulation）正交幅度調(diào)制QAM同時利用了載波的振幅和相位來傳遞信息OFDM技術(shù)結(jié)合QAM調(diào)制方式讓速率達到54MbpsOFDM子信道調(diào)制技術(shù)1物理層關(guān)鍵技術(shù)16QAM，64QAM星座圖1物理層關(guān)鍵技術(shù)相位振幅0011011101100010000101010100000010011101110010001011111111101010相位振幅16QAM星座圖64QAM星座圖256QAM星座圖1物理層關(guān)鍵技術(shù)相位振幅256QAM星座圖OFDM調(diào)制方式1物理層關(guān)鍵技術(shù)調(diào)制方式編碼率（R）速率(Mbps)BPSK1/26BPSK3/49QPSK1/212QPSK3/41816-QAM1/22416-QAM3/43664-QAM2/34864-QAM3/454256-QAM3/4195256-QAM5/6217以太網(wǎng)信道訪問機制2CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection）是一種沖突檢測和避免的機制，目的是避免多個設備在同一時刻搶占線路的情況可以從三點來理解CSMA/CDMAC層關(guān)鍵技術(shù)CSMA/CDCS載波偵聽MA多址訪問CD沖突檢測CSMA/CD工作過程2先聽后發(fā)邊聽邊發(fā)沖突停止隨機延遲重發(fā)MAC層關(guān)鍵技術(shù)WLAN信道訪問機制2CSMA/CA（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance）無線介質(zhì)容易受環(huán)境影響檢測到其他站點發(fā)送的無線電波站點沒有同時進行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的能力MAC層關(guān)鍵技術(shù)CSMA/CACS載波偵聽MA多址訪問CA沖突避免CSMA/CA工作機制2CSMA/CA要求發(fā)送站點在發(fā)送數(shù)據(jù)前偵聽信道狀態(tài)。當信道空閑時，發(fā)送站點就等待一段隨機時間，并在此時間段繼續(xù)偵聽信道。如果等待時間結(jié)束后信道仍為空閑，發(fā)送站點就發(fā)送數(shù)據(jù)MAC層關(guān)鍵技術(shù)停止等待2發(fā)送站點發(fā)送完一個單播幀后，要等到接收站點返回的確認幀（即ACK幀）才能繼續(xù)發(fā)送下一幀。如果單播幀遭到破壞而校驗失敗，那么接收站點不會回復ACK幀MAC層關(guān)鍵技術(shù)幀間間隔2為了盡量避免沖突，IEEE802.11規(guī)定站點在完成一幀的發(fā)送后，必須等待一段很短的時間才能發(fā)送下一幀。這段時間稱為幀間間隔（Inter-FrameSpace，IFS）。幀間間隔的長度取決于要發(fā)送的幀的類型MAC層關(guān)鍵技術(shù)SIFSPIFSDIFS最短的等待時間，最高優(yōu)先級。中等等待時間，中等優(yōu)先級。等待時間最長，優(yōu)先級最低。SIFSPIFSDIFS隨機退避機制2MAC層關(guān)鍵技術(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)前隨機選取退避時間退避時間最短的站優(yōu)先發(fā)送數(shù)據(jù)幀最短的時間為退避窗口新的退避時間=上次退避時間-退避窗口STA1退避窗口退避窗口STA3STA4發(fā)送數(shù)據(jù)109357692547STA2發(fā)送數(shù)據(jù)762DIFSDIFSDIFS時間時間時間時間凍結(jié)計時器隱藏節(jié)點2無線網(wǎng)絡的界線比較模糊，有時候并不是每個節(jié)點都可以跟其他節(jié)點直接通信。導致節(jié)點間發(fā)生沖突。隱藏節(jié)點指在接收者的通信范圍內(nèi)而在發(fā)送者通信范圍外的節(jié)點MAC層關(guān)鍵技術(shù)PC1PC2AP沖突隱藏節(jié)點隱藏節(jié)點-RTS/CTS2通過RTS/CTS幀在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前先對信道進行預約雙方在成功交換一對RTS/CTS幀后才開始真正交換數(shù)據(jù)MAC層關(guān)鍵技術(shù)PC1PC2APRTSCTSCTS隱藏節(jié)點暴露節(jié)點2暴露節(jié)點是指在發(fā)送者的通信范圍之內(nèi)而在接收者通信范圍之外的節(jié)點MAC層關(guān)鍵技術(shù)AP1PC2PC1AP2暴露節(jié)點暴露節(jié)點-RTS/CTS2通過RTS/CTS幀在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前確認信道不會發(fā)生沖突MAC層關(guān)鍵技術(shù)AP1PC2PC1AP2CTSRTSRTS暴露節(jié)點802.11幀格式3IEEE802.11中的MAC幀按功能可分為數(shù)據(jù)幀、控制幀和管理幀三大類。不管是哪種類型的MAC幀，格式上都包括3大部分，即幀頭、幀體和幀尾IEEE802.11MAC幀22666640~2312FrameControlDurationIDAddress1(receiver)Address2(sender)Address3(filtering)Seq-ctlAddress4(optional)FrameBodyFCS2Frame

Control3所有幀的開頭均是長度2字節(jié)的FrameControl（幀控制）位IEEE802.11MAC幀2ProtocolType=ControlSubTypeToDSFromDSMoreFragRetryPwrMgmtMoreDataProtectedFrame2411111111FrameControlOrderDuration/ID3Duration（持續(xù)時間）位用來記載網(wǎng)絡分配矢量（NAV）的值。訪問介質(zhì)的時間限制是由NAV所指定IEEE802.11MAC幀22666640~2312FrameControlDuration/IDAddress1(receiver)Address2(sender)Address3(filtering)Seq-ctlAddress4(optional)FrameBodyFCS20123456789101112131415Duration(NAV)LeastsignificantMostsignificantAddress3地址字段包含不同類型的MAC地址，地址的類型取決于發(fā)送幀的類型IEEE802.11MAC幀22666640~2312FrameControlDuration/IDAddress1(receiver)Address2(sender)Address3(filtering)Seq-ctlAddress4(optional)FrameBodyFCS2SequenceControl3此位的長度為16個bit，用來重組幀片段以及丟棄重復幀。它由4個bit的fragmentnumber（片段編號）位以及12個bit的sequencenumber（順序編號）位所組成IEEE802.11MAC幀22666640~2312FrameControlDuration/IDAddress1(receiver)Address2(sender)Address3(filtering)Seq-ctlAddress4(optional)FrameBodyFCS20123456789101112131415fragmentnumbersequencenumber幀主體3幀主體（FrameBody）亦稱為數(shù)據(jù)位，負責在工作站間傳送上層數(shù)據(jù)（payload）。802.11幀最多可以傳送2312個字節(jié)的上層數(shù)據(jù)IEEE802.11MAC幀22666640~2312FrameControlDuration/IDAddress1(receiver)Address2(sender)Address3(filtering)Seq-ctlAddress4(optional)FrameBodyFCS2幀校驗序列3802.11幀是以幀檢驗序列（framechecksequence，簡稱FCS）作為結(jié)束。FCS讓工作站得以檢查所收到的幀的完整性IEEE802.11MAC幀22666640~2312FrameControlDuration/IDAddress1(receiver)Address2(sender)Address3(filtering)Seq-ctlAddress4(optional)FrameBodyFCS2802.11幀類型3802.11幀主要有三種類型，即數(shù)據(jù)幀、控制幀和管理幀IEEE802.11MAC幀幀類型幀類型值幀介紹數(shù)據(jù)幀10數(shù)據(jù)幀負責在工作站之間傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀可能會因為所處的網(wǎng)絡環(huán)境不同而有所差異?？刂茙?1控制幀通常與數(shù)據(jù)幀搭配使用，負責區(qū)域的清空、信道的取得以及載波監(jiān)聽的維護，并于收到數(shù)據(jù)時予以正面的應答，借此促進工作站間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴９芾韼?0管理幀負責監(jiān)督，主要用來加入或退出無線網(wǎng)絡，以及處理基站之間連接的轉(zhuǎn)移事宜。數(shù)據(jù)幀3當幀類型字段值為“10”時，表示該幀為數(shù)據(jù)幀，不同的子類型標識不同類型的數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀會將上層協(xié)議的數(shù)據(jù)置于幀主體加以傳遞。會用到哪些位，取決于該數(shù)據(jù)幀所屬的類型數(shù)據(jù)幀中4個地址字段的意義與ToDS及FromDS有關(guān)，地址4字段只在ToDS及FromDS均為1時才出現(xiàn)IEEE802.11MAC幀數(shù)據(jù)幀-ToDS與FromDS3根據(jù)ToDs和FromDs的值地址字段有如下變化IEEE802.11MAC幀F(xiàn)unctionToDSFrom

DSAddress1Address2Address3Address4IBSS00DA/RASA/TABSSID未使用ToAP10BSSID/RASA/TADA未使用From

AP01DA/RABSSID/TASA未使用WDS11BSSID/RABSSID/TADASA數(shù)據(jù)幀-ToDS與FromDS3IEEE802.11MAC幀132SA/TADA/RABSSID用以過濾非此BSS的終端傳輸信號SA/TADA/RA4SATARADA控制幀3控制幀均使用相同的FrameControl（幀控制）位IEEE802.11MAC幀2ProtocolType=ControlSubTypeToDSFromDSMoreFragRetryPwrMgmtMoreDataProtectedFrame2411111111FrameControl控制幀-RTS（請求發(fā)送）3當AP向某個客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，AP會向客戶端發(fā)送一個RTS報文，這樣在AP覆蓋范圍內(nèi)的所有設備在收到RTS后都會在指定的時間內(nèi)不發(fā)送數(shù)據(jù)IEEE802.11MAC幀F(xiàn)rameControlDurationReceiverAddressFCSTransmitterAddressMACheader22664控制幀-CTS（允許發(fā)送）3目的客戶端收到RTS后，發(fā)送一個CTS報文，在該客戶端覆蓋范圍內(nèi)所有的設備都會在指定的時間內(nèi)不發(fā)送數(shù)據(jù)IEEE802.11MAC幀F(xiàn)rameControlDurationReceiverAddressFCSMACheader2426控制幀-ACK（應答）3每個發(fā)送的單播報文，接收者在成功接收到發(fā)送報文后，都要發(fā)送一個應答ACK進行確認IEEE802.11MAC幀F(xiàn)rameControlDurationReceiverAddressFCSMACheader2426控制幀-PS-Poll3當客戶端從省電模式中蘇醒，便會發(fā)送一個PS-Poll幀給AP，以取得任何暫存幀IEEE802.11MAC幀F(xiàn)rameControlAIDBSSIDFCSTransmitterAddressMACheader22664管理幀3管理幀目的是通過幀的使用，為網(wǎng)絡提供相對簡單的服務IEEE802.11MAC幀2266640~2312FrameControlDurationIDAddress1(receiver)Address2(sender)Address3(filtering)Seq-ctlFrameBodyFCS2MACheader06WLAN組網(wǎng)設備1無線工作站無線工作站泛指所有通過無線網(wǎng)卡連接到無線網(wǎng)絡的計算機或智能終端無線工作站接入無線網(wǎng)絡離不開網(wǎng)卡的支持，又稱為網(wǎng)絡適配器有線網(wǎng)卡相比，無線網(wǎng)卡僅僅是將有線網(wǎng)卡的插口換成了天線PCI接口PCMICA接口USB接口2無線接入點無線接入點無線接入點（AccessPoint，AP）是WLAN的重要組網(wǎng)設備，在功能上和以太網(wǎng)中的接入交換機類似。無線工作站和無線接入點通過射頻信號互相收發(fā)信息，并通過無線接入點連接到有線網(wǎng)絡，進而訪問有線網(wǎng)絡的各種資源AP匯聚交換機接入交換機企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡接入交換機APAP2無線接入點無線路由器和無線AP根據(jù)產(chǎn)品類型可將AP分為無線路由器和無線AP無線路由器（WirelessRouter）是一個具有無線信號收發(fā)功能的轉(zhuǎn)發(fā)器，將寬帶信號通過天線轉(zhuǎn)發(fā)給附近的無線工作站，如筆記本電腦、智能手機等無線AP相當于一臺無線接入交換機，將無線工作站接入有線網(wǎng)絡，是無線網(wǎng)絡和有線網(wǎng)絡之間溝通的橋梁無線路由器無線AP2無線接入點胖AP根據(jù)組網(wǎng)功能分類，可將AP分為“胖”AP（FATAP）和“瘦”AP（FITAP）胖AP除了具有基本的射頻信號接入功能，還具有IP地址分配、DHCP服務、安全管理、QoS、接入控制和負載均衡等網(wǎng)絡管理功能。每增加一臺胖AP，就要進行復雜的網(wǎng)絡配置。因此，在大規(guī)模無線組網(wǎng)時，胖AP的擴展性較差，管理維護成本較高2無線接入點瘦AP瘦AP可以形象地理解為胖AP的“瘦身”，即僅保留射頻信號接入功能，實現(xiàn)無線和有線信號的轉(zhuǎn)換，而將眾多網(wǎng)絡管理剝離出來，交由無線控制器完成與胖AP相比，瘦AP安裝更簡單，管理也非常容易。所有的網(wǎng)絡配置在無線控制器上進行，瘦AP可以做到零配置啟動2無線接入點室內(nèi)放裝AP根據(jù)安裝方式分類，可將AP分為室內(nèi)放裝AP、室外放裝AP和室分AP室內(nèi)放裝型AP直接安裝在室內(nèi)，實現(xiàn)室內(nèi)的無線信號覆蓋，因此也稱為“放裝”室內(nèi)放裝AP可根據(jù)不同辦公環(huán)境，靈活實施組網(wǎng)，適應用于建筑面積相對較小、用戶相對集中的場合，如：辦公室、小型會議室、酒吧、休閑中心等場景2無線接入點室外放裝AP室外放裝AP多應用在室外大型無線網(wǎng)絡場景的覆蓋。在針對室外大范圍的用戶進行無線覆蓋時，接入點多，用戶量大，且用戶分布較為集中的場合下，如體育場、大型會展中心等，宜選用室外放裝AP組建WLAN網(wǎng)2無線接入點室分AP室分AP也叫室內(nèi)分布型AP，該種類型的AP產(chǎn)品利用室分系統(tǒng)延伸的天線覆蓋。室分AP通過室內(nèi)天線，進行室內(nèi)的無線覆蓋。通俗地講就是，室分AP把天線延伸到各個房間，而不需要在每個房間都部署一臺AP3無線控制器無線控制器在大規(guī)模無線園區(qū)網(wǎng)組網(wǎng)中，無線控制器AC是WLAN組網(wǎng)核心，負責管理WLAN網(wǎng)絡中所有瘦AP，實現(xiàn)無線局域網(wǎng)的集中控制功能。包括：自動發(fā)現(xiàn)AP、AP狀態(tài)查看、AP統(tǒng)一配置，修改AP配置以及實現(xiàn)AP接入安全控制等4天線天線無線設備使用天線發(fā)射和接收射頻信號。發(fā)送端發(fā)射的射頻信號通過饋線輸送到天線，由天線以電磁波的形式輻射出去。接收天線接收到電磁波后，再通過饋線輸送至接收端07WLAN組成和拓撲結(jié)構(gòu)無線站點1無線站點即無線工作站，通常指WLAN中的無線終端，簡稱站點。站點通常是可以自由移動的，即在無線網(wǎng)絡的覆蓋區(qū)域內(nèi)改變空間位置。無線站點是WLAN最基本的組成單元。在網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)圖中，站點通常被標注為“STA”。另外，站點有時還被用來代表無線用戶，即使用站點連接WLAN的實際用戶WLAN網(wǎng)絡組成無線傳輸介質(zhì)1無線介質(zhì)是WLAN中站點與站點之間，或站點與AP之間傳輸數(shù)據(jù)的物理介質(zhì)。WLAN的傳輸介質(zhì)是空氣，它是射頻信號傳播的良好介質(zhì)。IEEE802.11系列標準定義了射頻信號在空氣中傳播的物理特性，如工作頻段、調(diào)制編碼方式等WLAN網(wǎng)絡組成無線接入點1無線接入點在功能上類似于以太網(wǎng)中的接入交換機。站點通過AP與同一基本服務集（BasicServiceSet，BSS）中的其他站點完成通信。BSS可以簡單理解為一個AP覆蓋范圍內(nèi)的站點的集合。AP是WLAN和分布式系統(tǒng)的橋接點，方便站點訪問分布式系統(tǒng)。另外，AP也可以作為BSS的控制中心對站點進行管理和控制WLAN網(wǎng)絡組成分布式系統(tǒng)1為了實現(xiàn)遠距離通信，需要把AP連接到一個更大的網(wǎng)絡，即把不同區(qū)域的BSS連接起來，使不同BSS中的站點可以相互通信。這個網(wǎng)絡是AP的上行網(wǎng)絡，稱為BSS的分布式系統(tǒng)（DistributionSystem，DS），也稱為骨干網(wǎng)絡WLAN網(wǎng)絡組成服務集2服務集通常使用服務集（ServiceSet，SS）描述WLAN的邏輯組成服務集表示一組互相有聯(lián)系的無線設備的集合服務集中的無線設備可以直接通信，或者通過AP間接通信服務集可以包含AP，也可以不包含AP每個服務集在WLAN中都有一個身份標識，稱為服務集標識符（ServiceSetIdentifier，SSID）基本服務集2服務集基本服務集（BasicServiceSet，BSS）包含一個AP和多個站點。AP是BSS的中心節(jié)點，BSS中的所有站點通過AP進行通信AP的覆蓋范圍稱為基本服務區(qū)（BasicServiceArea，BSA）服務集標識符2服務集基本服務集標識符（BasicServiceSetIdentifier，BSSID）用AP的MAC地址表示。MAC地址的唯一性保證了BSSID各不相同通常的做法是為AP或BSS起一個更容易辨識和記憶的字符串名稱，即SSID可以把BSSID和SSID的關(guān)系理解成身份證和名字的關(guān)系虛擬AP2服務集在一個AP上創(chuàng)建多個虛擬AP（VirtualAP，VAP），每個VAP對應一個BSS為每個BSS設置不同的SSID后，用戶就可以搜索發(fā)現(xiàn)多個WLAN，這也稱被為多SSID將AP劃分為多個VAP后，還要為每個VAP的BSS提供不同的MAC地址2服務集服務集相關(guān)術(shù)語術(shù)語含義基本服務集（BSS）無線網(wǎng)絡的基本服務單元，通常由一個AP和若干無線站點組成擴展服務集（ESS）由多個使用相同SSID的BSS組成，解決BSS覆蓋范圍有限的問題服務集標識符（SSID）服務集的身份標識，用來區(qū)分不同的無線網(wǎng)絡擴展服務集標識符（ESSID）一個或一組BSS的身份標識，本質(zhì)上就是ESS的SSID基本服務集標識符（BSSID）在MAC層上用來區(qū)分同一個AP上的不同VAP，也可以用來區(qū)分同一個ESS中的BSS。使用AP的MAC地址表示虛擬接入點（VAP）在AP設備上虛擬出來的業(yè)務功能實體。用戶可以在一個AP上創(chuàng)建不同的VAP來為不同的用戶群體提供無線接入服務基礎架構(gòu)基本服務集3WLAN拓撲結(jié)構(gòu)基礎架構(gòu)基本服務集（InfrastructureBSS）包含單個AP和多個站點。在這種拓撲結(jié)構(gòu)中，AP是中心設備，無線站點通過AP相互通信。AP不但和無線站點利用射頻進行無線通信，還通過電纜連接有線網(wǎng)絡，將無線網(wǎng)絡接入有線網(wǎng)絡中擴展服務集3WLAN拓撲結(jié)構(gòu)擴展服務集（ExtendedServiceSet，ESS）由多個BSS構(gòu)成。從物理構(gòu)成上看，ESS是多個AP及與之建立關(guān)聯(lián)的站點的集合，各AP之間通過分布式系統(tǒng)相連。ESS的身份標識稱為擴展服務集標識符（ExtendedSSID，ESSID）獨立基本服務集3WLAN拓撲結(jié)構(gòu)獨立基本服務集（IndependentBSS，IBSS）沒有無線接入點，僅由無線站點組成。獨立基本服務集是一種自組織、無中心節(jié)點的無線網(wǎng)絡組網(wǎng)模式。各站點只要在彼此的信號覆蓋范圍內(nèi)就可以直接通信，也被稱為Ad-hoc網(wǎng)絡，簡稱為點對點網(wǎng)絡Mesh基本服務集3WLAN拓撲結(jié)構(gòu)無線Mesh網(wǎng)絡（WirelessMeshNetwork，WMN）是指利用無線鏈路將多個AP連接起來，并最終通過一個或兩個Portal節(jié)點接入有線網(wǎng)絡的一種網(wǎng)狀動態(tài)自組織自配置的無線網(wǎng)絡Mesh網(wǎng)絡中AP的三種角色3WLAN拓撲結(jié)構(gòu)MPPMPMPMAPMAPMPACMesh組網(wǎng)拓撲3WLAN拓撲結(jié)構(gòu)MeshAPMeshACMeshAPMeshAPMeshAPMeshAPMeshAPMeshACMeshAPMeshAPMeshAPMeshAP無線AP之間有冗余，解決了無線單點故障問題。紅色虛線代表Mesh回傳鏈路，圓圈代表用戶接入信號覆蓋室外Mesh組網(wǎng)典型應用場景3WLAN拓撲結(jié)構(gòu)小區(qū)企業(yè)商業(yè)中心酒店無線分布式系統(tǒng)WDS3WLAN拓撲結(jié)構(gòu)通過無線鏈路連接兩個或者多個獨立的以太網(wǎng)或者WLAN，組建一個互通的網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問。WDS可將有線網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡的中繼設備傳輸?shù)搅硗庖粋€無線網(wǎng)絡或有線網(wǎng)絡WDS組網(wǎng)拓撲－點對點3WLAN拓撲結(jié)構(gòu)兩個有線（或無線）網(wǎng)絡通過AP進行WDS無線橋接，實現(xiàn)網(wǎng)絡互通。部署時兩個AP工作在相同的信道網(wǎng)段2AP2LeafAP網(wǎng)段1AP1RootAPWDS組網(wǎng)拓撲－點對多點3WLAN拓撲結(jié)構(gòu)點對多點的無線網(wǎng)橋把多個離散的遠程網(wǎng)絡連接在一起，實現(xiàn)網(wǎng)絡互通。在點對多點的拓撲結(jié)構(gòu)中，一個AP作為中心設備，其他所有AP只和中心設備建立無線橋接，分支網(wǎng)絡的通信通過中心設備橋接來完成網(wǎng)段1網(wǎng)段4LeafAPRootAP網(wǎng)段3網(wǎng)段2LeafAPLeafAPWDS組網(wǎng)拓撲－手拉手3WLAN拓撲結(jié)構(gòu)采用WDS的手拉手橋接模式，不僅可以有效擴大無線網(wǎng)絡的覆蓋范圍，還可以減少因重新布線帶來的開銷ACPC1SWRootAPMiddleAPLeafAPSTA35G5G2.4GSTA22.4GSTA12.4GWDS組網(wǎng)拓撲－背靠背3WLAN拓撲結(jié)構(gòu)在WDS背靠背模式中，兩個WDSAP有線級聯(lián)背靠背組成中斷網(wǎng)橋，可以在長距離網(wǎng)絡傳輸中保證無線鏈路帶寬ACPC1SWRootAPSTA12.4G2.4G2.4G2.4GSTA2STA3STA4LeafAPLeafAPRootAP5G5G謝謝無線無形信息隨身項目1SOHOWLAN組建無線局域網(wǎng)技術(shù)與實踐項目教程（中職）無線無形信息隨身目錄FATAP組網(wǎng)模式12無線用戶接入過程無線局域網(wǎng)技術(shù)與實踐項目教程02FATAP組網(wǎng)模式1家庭無線網(wǎng)絡環(huán)境一般來說，家庭WLAN是應用于家庭范圍內(nèi)，以無線路由器為中心的室內(nèi)無線網(wǎng)絡。家庭WLAN的主要特點是用戶數(shù)量較少、覆蓋面積不大，使用一臺無線路由器基本就可以實現(xiàn)無線網(wǎng)絡全覆蓋。但對于一些復雜戶型或面積較大的戶型，組網(wǎng)時要充分考慮承重墻、隔墻、擋板等障礙物對射頻信號傳輸距離的影響1無線路由器組網(wǎng)技術(shù)無線路由器無線路由器可以看作是帶路由功能的無線接入點無線路由器不僅具備無線接入功能，提供DHCP、VPN、NAT、防火墻、加密等服務，還具有寬帶路由器的廣域網(wǎng)接口無線路由器還集成了許多應用層功能，如對兒童設備進行時長限制、支付限制、游戲限制等以無線路由器為中心節(jié)點的家庭WLAN在拓撲結(jié)構(gòu)上屬于基礎架構(gòu)基本服務集FATAP組網(wǎng)概述1FATAP組網(wǎng)適用于覆蓋范圍不高，用戶數(shù)相對較少典型應用：家庭無線局域網(wǎng)和小型企業(yè)局域網(wǎng)AP是中心設備。無線站點工作在AP的覆蓋范圍內(nèi)AP集成各種網(wǎng)絡管理功能，功能全面但結(jié)構(gòu)復雜也被稱為自治型AP（autonomousAP）家庭或SOHO網(wǎng)絡1FATAP組網(wǎng)STAPCSTAAPADSLModem1胖AP除無線接入功能外，一般具備WAN、LAN兩個接口，多支持DHCP服務器、DNS和MAC地址克隆，以及VPN接入、防火墻等安全功能FATAP組網(wǎng)FATAPSTASTAFATAP天線802.11a/b/g/n/ac加密802.1X認證，802.11eQos網(wǎng)管，二層漫游，安全胖APFAT

AP組網(wǎng)的缺點1FATAP組網(wǎng)組網(wǎng)時需要對每個FATAP逐一配置，管理成本很高FATAP負責為無線站點分配IP地址，網(wǎng)絡管理員需要維護大量的IP地址列表，工作量因此大大增加，而且更容易出錯FATAP不支持無線信道和發(fā)射功率的自動調(diào)整。當部署多個FATAP時，網(wǎng)絡管理員需要手動調(diào)整優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，效率不高網(wǎng)絡管理員無法集中查看網(wǎng)絡運行狀況或統(tǒng)計無線用戶信息升級FATAP軟件時也必須逐一手動升級，不能及時在FATAP上應用最新的安全補丁，安全性不高02無線用戶接入過程2無線用戶接入過程無線用戶接入WLAN需要掃描發(fā)現(xiàn)周圍的無線服務通過認證進行關(guān)聯(lián)2無線用戶接入過程在主動掃描方式下，STA會定期地在無線網(wǎng)卡支持的信道中主動發(fā)送探測請求幀，以發(fā)現(xiàn)周圍的無線網(wǎng)絡。當AP收到探測請求幀后，會向STA回應探測響應幀以通告相應的無線網(wǎng)絡信息掃描－主動掃描2無線用戶接入過程兩種主動掃描方式空SSID掃描指定SSID掃描掃描－被動掃描2無線用戶接入過程被動掃描是指STA定期監(jiān)聽信標幀，以獲取周圍可用的網(wǎng)絡服務。在被動掃描方式下，STA只監(jiān)聽信標幀，不發(fā)送探測請求幀，這樣會比較省電認證2無線用戶接入過程客戶端只有通過認證后才能進入關(guān)聯(lián)階段。802.11定義了兩種認證機制：開放系統(tǒng)認證和共享密鑰認證開放系統(tǒng)認證實際上是一種“來者不拒”的認證方式共享密鑰認證要求STA和AP配置相同的共享密鑰共享密鑰認證關(guān)聯(lián)2無線用戶接入過程關(guān)聯(lián)的過程實際上就是STA和AP協(xié)商鏈路服務參數(shù)的過程。STA首先向AP發(fā)送關(guān)聯(lián)請求幀。AP會對關(guān)聯(lián)請求幀中STA的能力信息進行檢測，并通過關(guān)聯(lián)響應幀通知STA關(guān)聯(lián)結(jié)果STAAP關(guān)聯(lián)請求關(guān)聯(lián)響應無線無形信息隨身謝謝項目2校園WLAN組建無線無形信息隨身無線局域網(wǎng)技術(shù)與實踐項目教程（中職）目錄FITAP+AC組網(wǎng)技術(shù)12CAPWAP協(xié)議無線局域網(wǎng)技術(shù)與實踐項目教程01FIT

AP+AC組網(wǎng)技術(shù)胖AP除無線接入功能外，一般具備WAN、LAN兩個接口，多支持DHCP服務器、DNS和MAC地址克隆，以及VPN接入、防火墻等安全功能FATAPSTASTAFATAP天線802.11a/b/g/n/ac加密802.1X認證，802.11eQos網(wǎng)管，二層漫游，安全胖AP1FIT

AP+AC連接方式瘦AP是“代表自身不能單獨配置或者使用的無線AP產(chǎn)品，這種產(chǎn)品僅僅是一個WLAN系統(tǒng)的一部分，負責管理安裝和操作”瘦AP1FIT

AP+AC連接方式FITAPACFITAPIP網(wǎng)絡天線802.11a/b/g/n/ac加密無線欺騙防護用戶防火墻AP點監(jiān)測RF管理無線客戶端管理802.1X認證，802.11eQos網(wǎng)管，二層漫游，安全FATAP和FITAP+AC的比較比較項FATAPFITAP+AC應用場景覆蓋面積小、用戶數(shù)不多，家庭或小型企業(yè)覆蓋面積大、用戶數(shù)多，中大型企業(yè)組網(wǎng)成本AP成本較低有AC成本安全性AP獨立認證和加密，安全性不高AC集中認證，統(tǒng)一安全策略，安全性較高兼容性不存在兼容性問題AC和AP間為私有協(xié)議，存在廠商兼容性問題網(wǎng)絡管理AP獨立組網(wǎng)，承擔網(wǎng)絡管理功能AP零配置，AC對AP下發(fā)配置業(yè)務能力僅支持簡單數(shù)據(jù)接入，支持二層漫游可擴展語音等業(yè)務，通過AC增強業(yè)務QoS、安全等功能，支持二層和三層漫游1FIT

AP+AC連接方式