WLAN基础知识

1、1 WLANWLAN基础知识交流基础知识交流 中国移动通信集团海南有限公司中国移动通信集团海南有限公司 网络维护中心接入室 苏安名词解释名词解释 什么是WLAN? 无线局域网，wireless LAN。工作于2.4GHz 或5.8GHz频段，以无线方式构成的局域网。 利用射频(Radio Frequency； RF)的技术， 取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构 成的局域网络，使得无线局域网络能利用简 单的存取架构让用户透过它，达到信息随 身化、便利走天下的理想境界。 什么是AP？ 无线AP（Access Point）即无线接入点,是移 动计算机用户进入有

2、线网络的接入点，主要 用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部，典 型距离覆盖几十米至上百米，目前主要技术 为802.11系列。 什么是AC? AC：无线制器. 在瘦AP架 构中扮演对AP进行控管理 角色，可以实现：对所有 AP进行管理/认证安全/报 文转发/RRM/QOS/漫游集群 优点： 集中管理： AC上配置好文件 ，AP本身零配置,管理简易 增加射频环境监控，基于用 户位置安全策略，高安全性 L2、L3漫游，适合大规模组 网 名词解释名词解释 u802.3 Frame u CAPWAP Tunnel u802.11 Frame uFit APFit AP uFit APFit AP uFit

3、 APFit AP PoE（PowerOverEthernet)是指是指LAN交换基础设施通过交换基础设施通过 以太网铜缆向终端供电的能力。这种通常称之为以太网铜缆向终端供电的能力。这种通常称之为“馈线电馈线电 源源 PoE规格是针对两种设备制订：电源设备（规格是针对两种设备制订：电源设备（PSE）和上电）和上电 设备（设备（PD）。）。 POE标准供电系统的主要供电特性参数为：标准供电系统的主要供电特性参数为： 1.电压在4457V之间,典型值为48V。 2.允许最大电流为550mA,最大启动电流为500mA。 3.典型工作电流为10350mA,超载检测电流为350500mA。 4.在空载条

4、件下,最大需要电流为5mA。 5.为PD设备提供3.8412.95W五个等级的电功率请求,最大不超 过13W。 无线网络优势无线网络优势 （1）灵活性和移动性。在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区 域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以 移动且能同时与网络保持连接。 （2）安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备 ，就可建立覆盖整个区域的局域网络。 （3）易于进行网络规划和调整。对于有线网络来说，办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网

5、。重新布线 是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。 （4）故障定位容易。有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明， 而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。 （5）易于扩展。无线局域网有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络 ，并且能够提供节点间漫游等有线网络无法实现的特性。 最近几年，无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了 广泛的应用。 （1）性能。无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发

6、射，而建筑物、车辆、树 木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输，所以会影响网络的性能。 （2）速率。无线信道的的传输速率与有线信道相比要低得多。目前，无线局域网的的最大传输速率为54Mbit/s，只适 合于个人终端和小规模网络应用。 （3）安全性。本质上无线电波不要求建立物理的的连接通道，无线信号是发散的的。从理论上讲，很容易监听到无线 电波广播范围内的的任何信号，造成通信信息泄漏。 （4）干扰。 2。4GHZ为ISM频段，无须授权即可使用 家用设备、蓝牙等设备均对WLAN 互不干扰频段只有1、6、11，密集区域WLAN设备之间互相干扰，信道规划难度大 无线网络不足之处无线网络不足之处 WLAN

7、WLAN更早采用了较先进的更早采用了较先进的OFDMOFDM调制方式来提升频谱利用率，但基于局域网方式的非电信蜂窝调制方式来提升频谱利用率，但基于局域网方式的非电信蜂窝 网络设计，具有许多不足：网络设计，具有许多不足： u非专用频率频段：非专用频率频段：多WLAN设备，其他通信设备共存，频率资源无保障 uCSMACSMA竞争接入信道资源，效率低：竞争接入信道资源，效率低：时分工作的方式使得同一时刻只能保证一个用户进行 有效传输，多用户同时接入管理帧与数据帧同时传输，效率低 u无信道类型划分：无信道类型划分：控制帧与数据帧混传，控制帧开销较大 无线资源管理能力弱：无线资源管理能力弱：有中心接入点

8、AP，但无统一无线资源分配节点，无固定上下行信道 划分，造成不同于蜂窝网中的上下行竞争导致干扰更为严重 频率占用方式LicenseLicenseLicenseUnlicense 调制方式8PSK16QAMOFDMOFDM 多址方式TDMACDMAOFDMACSMA 中心接入点BTSNode BeNode BAP 资源分配控制节点BSCRNCeNode B无 WLANWLAN干扰类型分类干扰类型分类 u同频干扰同频干扰：1、6、11同频点工作WLAN设备 u邻频干扰邻频干扰：交叉频点配置WLAN设备 u蜂窝网干扰蜂窝网干扰：主要为TD-S/LTE E频段干扰u其他设备干扰其他设备干扰:微波炉、无

9、绳电话、蓝牙等 u两AP吞吐量之和 u22.3 u18.3u18.4u18.2 u21.1 u41.7 u0 u5 u10 u15 u20 u25 u30 u35 u40 u45 u1u2u3u4u5u6 uAP2信道号 u吞吐量(Mbps) 干扰源干扰源 干扰源在干扰源在APAP附近吞吐率附近吞吐率 （MbpsMbps） 干扰源在终端附近干扰源在终端附近 吞吐率吞吐率 （MbpsMbps） 无干扰无干扰有干扰有干扰无干扰无干扰有干扰有干扰 4dBm4dBm蓝牙蓝牙 信号信号 8686686850504040 微波炉微波炉8787404090902525 u干扰不仅导致原AP吞吐量下降明显，总

10、吞吐量 也呈下降趋势，说明整体信道利用率降低 u影响与同频干扰类似，共享信道容量， 但由于CCA判决机制，干扰程度更高 u蓝牙系统性能下降约20%，微波炉下降50%以上 u施工时注意，AP天线位置远离以上各类干扰源 uWLAN与现有GSM网络、TD网络，以及未来LTE 网络共址或者合路，产生杂散干扰，其中尤以 2.3GHz频段LTE对WLAN的干扰尤为严重 uE频段已合路的 u其它系统基站 uWLAN AP u插损约6 10dB uPo=27dBm 1 1 2 2 3 3 u端口间隔离度 80dB以上即可 u主要干扰主要干扰 WLAN属于属于LAN的范畴的范畴 uPAN u(Personal

11、Area Network) uLAN u(Local Area Network) uWAN u(Wide Area Network) uMAN u(Metropolitan Area Network) PANLANMANWAN StandardsBluetooth IEEE 802.11b, 11a, 11g，11n 802.16 MMDS, LMDS GSM, GPRS, CDMA, 2.53G-4G Speed1 Mbps1600 Mbps22+ Mbps1-7Mbps-100Mbps Range小中等中等-大大 Applications 点到点 设备到设备 企业、园区、高校、 酒店等网络

12、 最后一公里接入 PDA、 移动电话,接入 WLANWLAN使用无许可证的频段使用无许可证的频段 l2.4G ISM: 工业, 科学和医疗频段 l5.8G 无授权的国家信息基础实施频段 IEEE 802.11IEEE 802.11系列协议发展概况系列协议发展概况 标准标准描述描述备注备注 802.11工作在2.4G频段，采用FHSS调制解调技术， 2Mbps 已批准 802.11a工作在5G频段，采用OFDM调制解调技术， 54Mbps 已批准 802.11b工作在2.4G频段，采用DSSS调制解调技术， 11Mbps 已批准 802.11e对服务等级（Quality of Service,

13、QoS）的支持已批准 802.11g工作在2.4G频段,采用OFDM调制解调技术, 54Mbps 已批准 802.11h传输功率控制(TPC),动态频率选择（DFS）欧洲要求 802.11i强健安全网络已批准 802.11k该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范制定中 802.11n工作在2.4G、5.8G采用MIMO OFDM最大速率 600Mbps 已批准 802.11sMesh网状网标准制定中 802.11ac工作在5GHz，目标1Gbps指定中 802.11b802.11a802.11g 标准发布时间标准发布时间Sept 1999Sept 1999June 2003 合法频宽合法频宽

14、83.5MHz325MHz83.5MHz 频率范围频率范围 2.400-2.483GHz 5.150-5.350GHz 5.725-5.850GHz 2.400-2.483GHz 非重叠信道非重叠信道 3个12个3个 调制技术调制技术CCK/ DSSSOFDMCCK/OFDM 物理发送速率物理发送速率1,2,5.5, 11 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 无线覆盖范围无线覆盖范围100M50M100M 理论上的最大理论上的最大UDP吞吐量吞吐量 (1500 byte) 7.1 Mbps30.9 Mbps30.9

15、 Mbps 理论上的理论上的TCP/IP吞吐量吞吐量 (1500 byte) 5.9 Mbps24.4 Mbps24.4 Mbps 兼容性兼容性与11g产品可互通与11b/g不能互通与11b产品可互通 802.11协议 13 各个国家授权使用的频段 Channel Freq（GHZ） US/Can Europe Japan China 12.412XXX 22.417XXX 32.422XXX 42.427XXX 52.432XXX 62.437XXX 72.442XXX 82.447XXX 92.452XXX 102.457XXX 112.462XXX 122.467XX 132.472XX

16、 142.477X l美国开放1-11信道 l欧洲开放1-13信道 l日本仅开放14信道 l中国同欧洲相同，开 放1-13信道 u2.412 u2.417 u2.422u2.432u2.442u2.452u2.462u2.472u2.484 u2.427u2.437u2.447u2.457u2.467 u2 u3 u4 u5 u1 u7 u8 u9 u10 u6u11 u12 u13 u14 802.11b/g工作频段划分图 l信道信道1 1在频谱上和信道在频谱上和信道2 2、3 3、4 4、5 5都有交叠的地方都有交叠的地方 l为了最大程度的利用频段资源，我们可以使用为了最大程度的利用频段资

17、源，我们可以使用1 1、6 6、1111；2 2、7 7、1212；3 3、8 8，1313；4 4、9 9 、1414这四组互相不干扰的信道来进行无线覆盖。这四组互相不干扰的信道来进行无线覆盖。 l由于只有部分国家开放了由于只有部分国家开放了12141214信道频段，所以一般情况下，都使用信道频段，所以一般情况下，都使用1 1、6 6、1111三个非重三个非重 叠信道。叠信道。 l 任意相邻区域使用无频 率交叉的频道，如：1、6、 11频道 。 l 适当调整发射功率，避 免跨区域同频干扰。 l 蜂窝式无线覆盖实现无 交叉频率重复使用。 蜂窝式无线覆盖蜂窝式无线覆盖 l在多楼层无线覆盖时，信道

18、的设置要考虑三维空间在多楼层无线覆盖时，信道的设置要考虑三维空间 的信号干扰。的信号干扰。 多楼层覆盖原则多楼层覆盖原则 海南移动 FAT APFAT AP和和FIT APFIT AP u802.11 a/b/g u天线 u加密 u网管、三层漫游, 安全 u802.1x认证,802.11e QOS uAPAP点监测点监测 u用户防火墙用户防火墙 u网络自愈网络自愈 uRF RF 管理管理 u无线欺骗防护无线欺骗防护 u802.11a/b/g u网管、二层漫游, 安全 u802.1x认证,802.11e QOS u天线 u加密 uFAT APFAT APuFIT APFIT AP u更易管理的

19、u无线解决方案 胖胖APAP组网组网 & & 瘦瘦APAP架构对比架构对比 uInternet u中心机 房 uRouter u/Bas u网管 uAAA u计费 uSwitch uSwitch uPC 机 uWLAN手机 u传统的 u自治型 u胖 AP uAC无线控制 器 uPC 机 uWLAN手 机 u新型的 集中管理 型瘦 AP 胖瘦AP组网的选择 u优势： u1、独立设备智能化高，自治型组网 u2、产品和组网成熟度高 u3、整网分布式部署，可靠性高 u4、初期投资低 u优势： u1、轻量型AP设备，非智能化，操作简单 u2、集中的网络管理，便于管理和维护 u3、更高的安全控制 u4、无

20、缝漫游 n胖AP适用于建设规模不大、AP之间关联程度低，初期投资有限的场合。 n瘦AP适用于大规模密集部署、对安全控制要求高、有音视频漫游的场合。 n胖瘦AP的方案可结合实际的应用需求和投资进行选择。 n胖瘦AP之间应支持通过软件进行切换。 规划方案设计规划方案设计组网原则及组网方式组网原则及组网方式 FAT AP方案FIT AP方案 技术模式传统主流传统主流新生方式，新生方式，增强管理增强管理 安全性 传统加密、认证方式，普传统加密、认证方式，普 通安全性通安全性 增加射频环境监控，基于用户增加射频环境监控，基于用户 位置安全策略，位置安全策略，高安全性高安全性 网络管理对每对每AP下发配置

21、文件下发配置文件 无线交换机上配置好文件，无线交换机上配置好文件，AP 本身零配置，本身零配置，维护简单维护简单 用户管理 类似有线，根据类似有线，根据AP接入的接入的 有线端口区分权限有线端口区分权限 无线专门虚拟专用组方式，根无线专门虚拟专用组方式，根 据用户名区分权限，据用户名区分权限，使用灵活使用灵活 WLAN组网规 模 L2漫游，适合小规模组网漫游，适合小规模组网 L2、L3漫游，漫游，拓扑无关性拓扑无关性，适，适 合大规模组网合大规模组网 增值业务能力实现简单数据接入实现简单数据接入可扩展语音等丰富业务可扩展语音等丰富业务 “胖、瘦胖、瘦”APAP性能比较性能比较 FIT APFI

22、T AP设备工作原理设备工作原理 无线控制器和FIT AP之间的网络拓扑 1.直连模式：FIT AP和无线控制器直接互联，中间不经过其他设备 节点。 2.二层网络连接模式：FIT AP和无线控制器同属于一个二层广播域 ，FIT AP和AC之间通过二层交换机互联。 3.三层网络连接模式：FIT AP和无线控制器属于不同的IP网段。 FIT AP和AC之间的通信需要通过路由器或者三层交换机三层转发来 完成。 相同广播域内的无线控制器发现过程相同广播域内的无线控制器发现过程 综述 随着以太网的广泛应用、因特网的日益普及，以及移动终端的不断增加，人们对移动IP接入的需 求迅速增长。无线局域网WLAN（

23、Wireless Local Area Network ）作为有线以太网的延伸，一定 程度上满足了这种需求。无线局域网采用射频（RF）技术构成局域网络,是一种便利的数据传输系 统。无线局域网设备一般工作于免授权（unlicensed）频段，在频段的使用上无需高昂的许可费 用，加之WLAN技术的日趋成熟，以及WLAN在接入速率和适应环境上与3G的互补性，使得WLAN的应 用已经从单纯有线网络的延伸拓展开来，成为室内微微小区尤其是热点地区重要的高速无线数据 接入手段之一，市场潜力巨大。同时WLAN的先期部署将促进移动数据业务需求的增长和相关业务 应用的成熟，对未来3G的充分发展和应用是必不可少的。

24、今天，无线局域网的应用范围已经非常 广范，如果将其应用划分为室内和室外的话，室内应用包括大型办公室、车间、智能仓库、临时 办公室、会议室、证券市场、体育馆、会展中心、酒店、飞机场、医院、酒吧、咖啡屋等；室外 应用包括城市建筑群间通信、学校校园网络、工矿企业厂区自动化控制与管理网络、银行金融证 券城区网、税务、矿山、水利、油田、港口、码头、江河湖坝区、野外勘测实验、军事流动网、 公安流动网等。 综述 可以预见，凭借无线接入技术本身具有的应用灵活、安装速度快、建设周期短等优势，以及地理 应用环境的无限制特性，WLAN必将作为一种高速无线数据接入手段与有线网络一起，构成灵活、 高效、完善的宽带网络。

25、 无线局域网与传统局域网的差异在哪里？无线局域网利用无线射频技术在空中传输数据，摆脱了 传统局域网线缆的束缚。无线局域网利用IEEE 802.11b等无线局域网国际标准，而不是传统局域 网通常采用的IEEE 802.3。无线局域网用户可以自由选择上网地点。 无线局域网一般可应用在怎样的环境下？ 一般情况下，无线局域网对于应用环境没有限制，对于 一些主要以流动用户为主的公共场合，如会展中心、体育场馆、茶座酒吧、宾馆等特别适合，同 时对于那些无法或很难布设有线线缆的地点，如受保护建筑物、演播室、码头等，无线局域网也 是首选的方案。 无线局域网的带宽大小是怎样的？ 应用IEEE 802.11b的无线局域网理论带宽是11兆，无线局域网 一般会根据具体情况，调节使用带宽的大小，依次为11兆、5.5兆、2兆、1兆。 综述 无线网卡的安装特点如何？ 目前市场上的无线网卡在WINDOWS操作系统下一般都可以被识别并正 常安装，而且部分厂家已经推出了