无线LAN技术和标准

无线LAN技术和标准802.11无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第1页!无线LAN应用无线LAN是一种利用无线传输媒体的网络。能满足对于移动性、重定位性、自组网以及覆盖难以布线的位置等需求。无线LAN仍很少使用，其理由包括高价、低速、对安全的考虑和许可的需求。无线应用LAN扩展交叉建筑物的互联移动接入自组织网络无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第2页!LAN扩展无线LAN一般被连接到有线LAN上有线LAN它是骨干支持服务器和工作站无线LAN一般使用一个无线接口的控制模块(CM)，CM一般包括网桥或路由器控制功能，以将无线LAN与骨干网相连．它包括几类轮询或令牌传递模式的访问控制逻辑，以管理由端系统传来的访问．无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第3页!Multiple-cellWirelessLAN无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第4页!游动接入游动接入在LAN集线器和笔记本电脑等带天线的移动终端间提供了一条无线链路．应用场合:从个人的便携式计算机发送数据至办公室的服务器校园内的无线接入无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第5页!无线LAN最重要的需求(吞吐量)Throughput(节点数)Numberofnodes连接到主干网ConnectiontobackboneLAN服务区域Servicearea１００～３００m电池功率的消耗，无通信时采用睡眠模式传输的鲁棒性和安全性，(防止干扰和窃听)配置的网络操作：当一个区域存在多个无线LAN的操作，要能允许对特殊的LAN做授权访问和非授权访问。无许可操作无线MAC协议能满足越区切换/漫游动态配置：允许动态的和自动的添加、删除、重定位终端系统。无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第6页!1、红外LAN光谱红外领域的光无线通信是很常见的，被用于远程控制设备，最近已转向用红外技术构建无线LAN.在无线LAN中，两个竞争的传输媒体是使用扩频或窄带传输的微波无线电和红外线。红外线提供了大量明显优于微波无线电方式的优点。无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第7页!红外LAN的缺点室内环境有阳光和室内发出的集中红外背景辐射，这些周围的辐射在红外接收器中表现为噪声。高功率的发射器但对眼睛有伤害，高能量消耗无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第8页!2、扩频LAN利用多蜂窝区布置(Figure13.2)，在同一波段，相邻蜂窝区利用不同的中心频率来避免干扰。在一个给定的蜂窝区中，拓扑结构或是点对点，或是hub.在集线器拓扑结构中，hub一般安装在天花板上，连接到骨干有线LAN上。集线器也可控制无线站点接入集线器也可对移动站做自动的越区切换。根据hub感觉到信号的衰减自动切换到最邻近hub无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第9页!窄带微波LANs使用微波无线电频率波段做信号传输，并且窄带带宽相当窄，宽度仅够容纳信号。主要用于话音、数据、视频传输。许可的微波波段：目前所有的窄带微波LAN产品都是使用许可的微波波段。非许可的微波波段无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第10页!非许可的微波波段in1995，RadioLAN成为个使用非许可的窄带微波波段ISM频谱引入窄带无线LAN的厂家。使用无限制的ISM频谱低功耗(0.5wattsorless)5.8-GHz波段，10Mbps范围50mto100m无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第11页!ProtocolLayers无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第12页!协议体系结构MAC层的主要功能:传输时，将数据集中到一个带有地址和检错域的Frame.接收时，分拆Frame,并执行地址识别和检错控制对LAN传输媒体的接入LLC层的主要功能:向更高层提供接口与及执行流控制和差错控制LLC层与MAC层分开的理由:在数据链路层，未发现对一个共享接入媒体的接入进行管理所要求的逻辑。对同样的LLC可提供几个MAC选项MAC层负责检错和丢弃所有出错Frame,LLC层选择性地跟踪已成功收到的Frame.无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第13页!MACFrame格式MAC层接收LLC发出的数据块，并负责执行与媒体接入相关的功能和负责发送数据。MAC层处理的数据单元是Frame.它的域包括如下：MAC控制ContainsMacprotocolinformation目的MAC地址Destinationphysicalattachmentpoint源MAC地址SourcephysicalattachmentpointCRC校验位Cyclicredundancycheck无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第14页!逻辑链路控制LLC服务无确认的无连接服务不提供流控制和差错控制数据发送没有保证连接模式的服务在两个交换数据的用户间建立一条逻辑连接提供流控制和差错控制确认的无连接服务前两个服务的折中提供需确认的数据报不建立前面的逻辑连接无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第15页!IEEE802.11体系结构无线LAN的最小构成块是基本服务集(BBS)，它由一些执行相同MAC协议和竞争接入相同共享无线媒体的站点组成。一个BBS要么是孤立的，要么通过一个接入点(AcessPoint,AP)与骨干分布式(DS)相连。AP起到网桥的功能。骨干分布式(DS)可以是一个交换机、有线网、无线网。下图解释了802.11工作组所开发的模型。无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第16页!IEEE802.11体系结构图显示最简单的配置，每个站点都属于同一单独的基本服务集(BBS)。站点其实可以参与的BBS不止一个。更进一步，一个站点与一个BBS之间的联系是动态的，站点可能关闭、进入区域或移出区域。一个扩展服务集(ESS)由经过一个分布式系统互联的两个或多个BBS组成。可以被看作为一个单独的逻辑LAN.接入点AP除了作为站点的功能外，还通过提供DS服务提供对DS的接入。入口：实现IEEE802.11与有线LAN集成无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第17页!IEEE802.11媒体接入控制IEEE802.11MAC层覆盖了三个功能区:可靠的数据传送接入控制安全无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第18页!IEEE802.11接入控制两种：集中接入控制与分布式接入控制(主要的)802.11的最终成果----分布式基础无线MAC算法（DFWMAC算法），包括两个方面分布协调功能DCF，在MAC较低子层实现。DCF采用一个竞争算法为所有通信提供接入。普通的非同步通信直接使用DCF。使用载波监听机制决定节点发送，但不包括冲突检测功能，因为对于无线网，其不实用。算法思想如下：点协调功能PCF：PCF是在DCF之上实现的替代接入方式，采用轮询的方式获得接入。是一个集中的MAC算法。被用于提供自由竞争服务。无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第19页!DCF子层的CSMA算法DCF子层的CSMA算法简化后的分布协调功能DCF算法思想—CSMA机制无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第20页!控制Frame类型节能轮询：由任意节点发给AP(接入)的站点，它的主要目的是在站点处于节能模式时，请求AP发送为该节点缓存Frame.请求发送Frame:四次交换的frame清除发送Frame:四次交换的第二frame确认(Acknowledgment)frame宣告自由竞争结束的Frame确认自由竞争结束的Frame无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第21页!802.11物理层IEEE802.11物理层分四个阶段发布。初始的IEEE802.11物理层包括三个物理层规范：直接系列扩频Operatingin2.4GHzISMbandDataratesof1and2Mbps跳频扩频Operatingin2.4GHzISMbandDataratesof1and2Mbps红外线1and2MbpsWavelengthbetween850and950nm无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第22页!交叉建筑物的互联互连邻近建筑的有线LANs和无线LANs.有线或无线LANs点到点的无线链路连接的设备一般为网桥或路由器．无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第23页!自组织网络为满足某种急需而临时搭建的点到点网络（无中央服务器）举例:临时会议，战争局域通信无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第24页!无线LAN技术产品分类根据所用的传输技术分类：红外LANs（Infrared(IR)LANs）：红外线不能穿透不透光的墙，所以它的单个蜂窝区被限制在单个房间。扩频局域网(SpreadspectrumLANs)：它利用扩频技术，在ISM波段上运行，因此不需要FCC许可。窄带微波：这些LAN在微波频率上运行，但并不使用扩频，这些产品一部分在需要FCC许可的频率上运行，而其它产品使用一个非许可的ISM波段。无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第25页!红外LAN的优点红外线提供了大量明显优于微波无线电方式的优点。红外线的频谱实际上是无限的。可能获得极高的数据速率红外线频谱不做规定设备廉价和简单能被白色或淡色物体反射，获得对整个房间的覆盖无法穿透墙壁或不透明物体更容易避免窃听不同房间互相无干扰.无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第26页!红外线(IR)数据传输技术直束红外(IR)：传输信号能被集中和瞄准(几公里1~10M,一般用于交叉建筑物的互联)全向：涉及一个基站，它在所有其他站点视线中，通常安装在天花板上，起到多端口中继器的作用。收发机对准天花板基站发送一个定向束，基站广播一个全向信号！分散（Diffused）：所有IR发射器聚焦，并对准一点-----扩散反射天花板。如B无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第27页!扩频LAN波段使用不需经过FCC许可的波段在美国，已预拨出三个微波波段用于未经许可的扩频使用，频率越高，潜在的带宽越高：915M波段（902~909MHz）:已有大量的设备运行在其上。如：无绳电话、无线麦克风等2.4G波段(2.4G~2.4835GHz)：微波炉5.8G波段(5.725GHz~5.825GHz)：竞争很少！无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第28页!许可的微波波段在特定的区域内使用许可的窄带RF可以避免系统间的潜在干扰。许可在FCC控制下，每个地理区域的半径为28KM，能容纳5个许可。其中每个许可覆盖2个频率。窄带机制：相邻区使用不重叠的频率波段，在18GHz的波段中拥有600个许可。在美国有摩托罗拉公司控制频段，确保不重叠相互干扰，数据经过加密避免窃听。无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第29页!Wi-Fi和IEEE802.11无线LAN标准无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第30页!协议体系结构物理层:IEEE802的最低层与OSI最低层相对应,它的主要功能如下:信号的编码和解码前导位生成与去除(为同步所需)位的传输与接收包括了对传输媒体和拓扑的规范.对于某些802.11标准,物理层被进一步划分为几个子层.定义了两个子层:物理层收敛规程物理媒体依赖子层无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第31页!无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第32页!逻辑链路控制LLCLLC与其他链路层很相似，在不需要中间交换节点的情况下，LLC涉及在两个站点间链路层PDU的传送。但LLC有两个特征：它必须支持链路的多接入、共享媒体特性。MAC层减少链路接入的一些细节。无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第33页!IEEE802.11体系结构IEEE802.11专门致力于无线LAN，它拥有开发MAC协议和物理媒体规范的许可权。IEEE802.11工作组不断发布了扩展的标准列表。802.11,802.11a~802.11n为保证基于同样的802.11标准的产品能相互操作，WI-FI联盟（无线以太兼容性联盟）于1999年成立，它建立了用于验证802.11b产品互操作能力的一套测试程序。后来WI-FI联盟对802.11其他的产品也开发了认证。无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第34页!IEEE802.11体系结构无线LAN技术和标准共41页，您现在浏览的是第35页!IEEE802.11服务基本服务：包括在AP的实现扩展服务：分布式系统的专用设备的实现DS中的报文分发（分发和集成）与关联相关的服务：为满足(无变动、BSS变动、ESS变动)三种需求，提供关联、重关联、中断关联的服务3个控制IEEE802.11