WLAN组网培训版本V2

WLAN理论及工程实践目录1、WLAN理论：1.1无线技术介绍1.2WLAN扩频技术介绍1.3WLAN调制方式介绍1.4WLAN频段划分1.5无线局域网基本应用架构2、工程实践2.1工程各方沟通2.2现场勘测2.3工程设计2.3.1系统总拓扑图2.3.2无线专业设计（实例）2.3.3数据专业设计（实例）2.3.4传输专业设计（实例）3、AP介绍何勇在线（WLAN）何勇在线（WLAN）－、无线技术介绍无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork)是以射频无线电波通信技术构建的局域网，虽不采用缆线，但也能提供传统有线局域网的所有功能。无线数据通信不仅可以作为有线数据通信的补充及延伸，而且还可以与有线网络环境互为备份。这种无线建网与高速网络接入技术近几年来受到广泛的关注并发展为网络技术市场上一个耀眼的亮点。何勇在线（WLAN）WI-FI是什么？所谓Wi-Fi，其实就是IEEE802.11b的别称，是由一个名为“无线以太网相容联盟”（WirelessEthernetCompatibilityAlliance,WECA）的组织所发布的业界术语，中文译为“无线相容认证”。它是一种无线传输技术。是在1997年6月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。随著技术的发展，以及IEEE802.11a及IEEE802.11g等标准的出现，现在IEEE802.11这个标准已被统称作Wi-Fi，从而保证了各个厂家产品的兼容性。从应用层面来说，要使用Wi-Fi，用户首先要有Wi-Fi兼容的用户端装置。何勇在线（WLAN）2.4G各种无线网络技术的比较除了无线以太网技术外,目前已产品化的其它一些无线连接技术还有蓝牙(Bluetooth)和HomeRF，蓝牙的相关标准是IEEE802.15，主要用于点对点的短距离无线连接，由于蓝牙产品的体积和功耗较小，被较普遍的应用在一些移动和手持设备上，一般认为它和无线局域网是相互补充的关系，各用于不同的领域。而HomeRF主要为家庭网络设计，在抗干扰等方面相对应其他技术而言尚有欠缺，因此注定它没有广泛的应用前景。下面是几种技术的主要传输指标对比。何勇在线（WLAN）各种无线网络技术的市场定位LAN“无线局域网”MAN“无线城域网”WAN“无线广域网”PAN“无线个人网”Bluetooth802.11b802.11a802.11gHiperLAN2802.11MMDSLMDSGSMGPRSCDMA2.5G-3G中低数据速率中高数据速率高的数据速率低数据速率短距离中等距离中到长距离长距离笔记本/PC到设备/打印机/键盘/电话笔记本电脑和手持设备无线联网固定最后一公里接入PDA设备与手持设备到互联网<1Mbps1~54Mbps11、54Mbps10K-384Kbps何勇在线（WLAN）IEEE802.11协议族IEEE802.11IEEE802.11(WirelessFidelity,Wi-Fi,无线相容认证)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。IEEE802.11bIEEE802.11b标准规定WLAN工作频段在2.4-2.4835GHz，数据传输速率最高达到11Mbps,。该标准是目前已经取代了IEEE802.11标准。它采用补偿编码键控调制方式，数据传输速率可在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps之间自动切换，它改变了WLAN设计状况，扩大了WLAN的应用领域。IEEE802.11aIEEE802.11a标准规定WLAN工作频段在5.15-5.850GHz,数据传输速率达到54Mbps/108Mbps(SuperA)。该标准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。由于工作在5G频段，干扰比2.4G小很多，稳定性较好，但是此标准与802.11b不兼容。IEEE802.11gIEEE802.11g标准工作的频段与802.11b相同,拥有IEEE802.11a相同的传输速率,最高可达54Mbps/108Mbps(Turbo/SuperG),安全性较IEEE802.11b好,采OFDM（正交频分复用）调制方式,可802.11b兼容。何勇在线（WLAN）IEEE802.11协议族目前802.11共有九种扩展名，从a到i(a、b、c、d、e、f、g、h和i)。802.11（a、b和g)是与PHY有关的标准，802.11（d、e、h和i）影响MAC层，而802.11（c和f）增强OSI最上面的一层，即应用层其它802.11体系标准

除了这三种最核心的无线以太网标准外，802.11系列标准还有：

·802.11c：符合802.1D的媒体接入控制层(MAC)桥接(MACLayerBridging)

·802.11d：RegulatoryDomains，定义域管理，FCC、ETSI、ARIB等之间切换；

·802.11e：QoS(Qualityofservice)，定义服务质量；

·802.11f：IAPP(Inter-AccessPointProtocol)，接入点内部协议,漫游管理；

·802.11h：5GHz频率空间的功耗管理,并关注探索802.11a与HiperLAN2之间的一致性，集中关注动态频率选择（Dynamicfrequencyselection）和传输功率控制（Transmitpowercontrol）。

·802.11i：

Security，定义网络安全性。

其他相关802.11协议介绍何勇在线（WLAN）IEEE802.11和OSI模型IEEE802.11和OSI模型何勇在线（WLAN）无线网络标准的发展史802.11系列标准的发展轨迹1990年5月，IEEE成立802.11工作组1997年7月，IEEE发布802.11协议1999年9月，IEEE发布802.11b协议1999年9月，IEEE发布802.11a协议2003年6月，IEEE发布802.11g协议何勇在线（WLAN）IEEE802.11a/b/g对比

802.11802.11b802.11a802.11g协议批准时间1997.71999.91999.92003.6可用频宽83.5MHz83.5MHz300MHz83.5MHz工作频段2.4－2.4835GHz2.4－2.4835GHz5GHz2.4－2.4835GHz非重叠信道数33243扩频调制技术FHSSDSSSDSSSCCKOFDMQPSKOFDMQPSK传输速率1,2Mbps1,2,5.5,11Mbps6,9,12,18,24,36,48,54Mbps1,2,5.5,6,9,11,12,18,24,36,48,54Mbps业务数据语音数据

图像语音数据

图像语音

数据

图像何勇在线（WLAN）二、WLAN的扩频技术介绍何勇在线（WLAN）WLAN的扩频技术介绍无线局域网的通讯方式采用的是扩频通信技术。扩频通信是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽。扩频技术包括以下几种方式：直接序列扩展频谱，简称直扩（DS），跳频（FH），跳时（TH），线性调频（Chirp）以及现在流行的正交频分复用（OFDM）。此外，还有这些扩频方式的组合方式，如FH/DS、TH/DS、FH/TH等。目前在WLAN通信中应用较多的主要是DSSS（直接序列扩频）和OFDM（正交频分复用）。扩频通信技术具有以下特点：1.很强的抗干扰能力2.可进行多址通信3.安全保密

4.抗多径干扰何勇在线（WLAN）DSSS（直接序列扩频）直接序列扩频（DirectSequenceSpreadSpectrum，简称DSSS），就是使用具有高码率的扩频序列，在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。

何勇在线（WLAN）DSSS（直接序列扩频）直接序列扩频技术将2.4Ghz的频宽划分成14个22MHz的通道(Channel)，临近的通道互相重叠，在14个频段内，只有3个频段是互相不覆盖的，数据就是从这14个频段中的一个进行传送而不需要进行频道之间的跳跃。为了弥补特定频段中的噪音开销，一项称为“chipping”的技术被用来解决这个问题。在每个22MHz通道中传输的数据中的数据都被转化成一个带冗余校验的Chips数据，它和真实数据一起进行传输用来提供错误校验和纠错。由于使用了这项技术，大部分传送错误的数据也可以进行纠错而不需要重传，这就增加了网络的吞吐量。

何勇在线（WLAN）FSSS（跳频扩频）

跳频扩频（FrequencyHoppingSpreadSprectrum,简称FHSS）就是载波可以在一个很宽的频带上按照伪随机码的定义从一个频率跳变到另一个频率。何勇在线（WLAN）OFDM（正交频分复用）

正交频分复用技术OFDM是一种多载波发射技术，它将可用频谱划分为许多载波，每一个载波都用低速率数据流进行调制。它获取高数据传输率的诀窍就是，把高速数据信息分开为几个交替的、并行的BIT流，分别调制到多个分离的子载频上，从而使信道频谱被分到几个独立的、非选择的频率子信道上，在AP与无线网卡之间进行传送，实现高频谱利用率。

52副载波(用于数据:48个,用于导频信号:4个)

多种传送速度:6,9,12,24,36,48,54Mbps何勇在线（WLAN）跳频（FH）直扩（DS）技术对比DSSSFHSS

FHSS系统采用跳变的频率载波，接收方与发送方协商频率跳变模式

-易于实施

-抗干扰能力强

-吞吐量有限（2-3Mbps@2.4GHz）

DSSS系统采用“chip”代表数据位，称为宽带无线技术

——吞吐量高（11Mbps)——覆盖范围更广

——抗干扰能力弱何勇在线（WLAN）三、WLAN的调制方式何勇在线（WLAN）WLAN的调制方式什么是调制？信号的调制就是要把信号进行变化、控制、改变以赋予把信号通信中所需要的特性，并承载信息进行传输。基本的调制方法：幅度调制（AM）、频率调制（FM）何勇在线（WLAN）IEEE802.11bDSSS调制方式补偿码键控(CCK)11Mbps/5.5Mbps差动四进制相移键控(DQPSK)2Mbps差动二进制相移键控(DBPSK)1Mbps何勇在线（WLAN）IEEE802.11aOFDM调制方式

BPSK(二进位移相键控,BinaryPhaseShiftKeying)QPSK(正交移相键控,QuadraturePhaseShiftKeying)16QAM(正交调幅,QuadratureAmplitudeModulation)64QAM何勇在线（WLAN）IEEE802.11gOFDM调制方式

11G协议由于兼容11b协议，因此其调制方式是11a与11b的结合，即工作在6Mbps、12Mbps、24Mbps、36Mbps、48Mbps、54Mbps时与11aOFDM的调制模式相同（BPSK/QPSK/16QAM/64QAM）；当工作在1Mbps、2Mbps、5.5Mbps、11Mbps时与11bDSSS下的调制模式相同（CCK/DQPSK/BQPSK）

。何勇在线（WLAN）OFDM（正交频分复用技术优势）OFDM技术频带利用率高、抗噪声特性好，并可以对那些在通信传输过程中遭到破坏的信号数据位进行自动重建；通过OFDM技术编码的数据信号，在传输过程中不容易被窃取，从而保证信号传送具有更高的安全性；OFDM技术对传输线路上的多径干涉有较强的抵抗力，它不仅可以克服信号传输的障碍，而且还能提高通信传输的速度；OFDM技术具有良好的抗信号衰落性能，增加传输距离；OFDM技术能够克服传输介质中外界信号的干扰，提供高通信质量的传输信道；OFDM技术既可用于移动的无线网络，也可以用于固定的无线网络，它通过在楼层、使用者、交通工具和现场之间的信号跳换，解决其中的信息冲突问题。何勇在线（WLAN）WLAN的稳定性由于WLAN其固有的传输介质的特性，也就使其面临着噪声、线路冲突、隐藏节点等方面的考验，这些问题解决的好与坏直接影响WLAN的稳定性及可靠性。何勇在线（WLAN）克服噪声为了支持在有噪音的环境下能够获得较好的传输速率，802.11b采用了动态速率调节技术，来允许用户在不同的环境下自动使用不同的连接速度来补充环境的不利影响。在理想状态下，用户以11M的全速运行，然而，当用户移出理想的11M速率传送的位置或者距离时，或者潜在地受到了干扰的话，这把速度自动按序降低为5.5Mbps、2Mbps、1Mbps。同样，当用户回到理想环境的话，连接速度也会以反向增加直至11Mbps。速率调节机制是在物理层自动实现而不会对用户和其它上层协议产生任何影响。何勇在线（WLAN）克服冲突802.11的MAC和802.3协议的MAC非常相似，都是在一个共享媒体之上支持多个用户共享资源，由发送者在发送数据前先进行网络的可用性。在802.3协议中，是由一种称为CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)的协议来完成调节，这个协议解决了在Ethernet上的各个工作站如何在线缆上进行传输的问题，利用它检测和避免当两个或两个以上的网络设备需要进行数据传送时网络上的冲突。在802.11无线局域网协议中，冲突的检测存在一定的问题，这个问题称为“Near/Far”现象，这是由于要检测冲突，设备必须能够一边接受数据信号一边传送数据信号，而这在无线系统中是无法办到的。鉴于这个差异，在802.11中对CSMA/CD进行了一些调整，采用了新的协CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccesswitCollisionAvoidance)。CSMA/CA利用ACK信号来避免冲突的发生，也就是说，只有当客户端收到网络上返回的ACK信号后才确认送出的数据已经正确到达目的。何勇在线（WLAN）CSMA/CA协议

CSMA/CA协议的工作流程是：一个工作站希望在无线网络中传送数据，如果没有探测到网络中正在传送数据，则附加等待一段时间，再随机选择一个时间片继续探测，如果无线网路中仍旧没有活动的话，就将数据发送出去。接受端的工作站如果受到发送端送出的完整的数据则回发一个ACK数据报，如果这个ACK数据报被接收端收到，则这个数据发送过程完成，如果发送端没有收到ACK数据报，则或者发送的数据没有被完整地收到，或者ACK信号的发送失败，不管是那种现象发生，数据报都在发送端等待一段时间后被重传，CSMA/CA通过这种方式来提供无线的共享访问，这种显式的ACK机制在处理无线问题时非常有效。然而不管是对于802.11还是802.3来说，这种方式都增加了额外的负担，所以802.11网络和类似的Ethernet网比较总是在性能上稍逊一筹。何勇在线（WLAN）隐藏节点问题

STAAPRTSCTSDataACKAPSTASTACTS-RangeRTS-RangeStationsdonotheareachother

buttheyheartheAP何勇在线（WLAN）四、WLAN频段划分何勇在线（WLAN）2.4GHz中国信道划分802.11b和802.11g的工作频段在2.4GHz（2.410GHz-2.483GHz），其可用带宽为83.5MHz，划分为13个信道，每个信道带宽为22MHz北美/FCC2.412-2.461GHz(11信道)欧洲/ETSI2.412-2.472GHz(13信道)日本/ARIB2.412-2.484GHz(14信道）2.4GHz频段WLAN信道配置表信道中心频率（MHz）信道低端/高端频率124122401/2423224172406/2428324222411/2433424272416/2438524322421/2443624372426/2448724422431/2453824472426/2448924522441/24631024572446/24681124622451/24731224672456/24781324722461/2483何勇在线（WLAN）2.4GHz信道划分图示

2.4GHz频段中，同一个信号覆盖范围内最多容纳3个互不重叠的信（1、6、11），以此类推！每信道占用22MHz的频带；

11b采用DSSS扩频和CCK的调制方式最高提供11Mbps的速率，11g采用OFDM的扩频方式，可提供54Mbps的速率；何勇在线（WLAN）IEEE802.11b/g蜂窝覆盖示意图使用1、6、11三个互不干扰的信道进行蜂窝覆盖CH6CH11CH1CH6CH1CH6CH11CH11CH1CH6CH11CH1CH11何勇在线（WLAN）5.8GHz信道划分中国802.11a的工作频段在5.8GHz(5.725GHz-5.850GHz)，其可用带宽为125MHz，划分为5个信道，每个信道带宽为20MHz5.8GHz频段WLAN信道配置频率表信道中心频率(MHz)信道低端/高端频率(MHz)157455735/5755257655755/5775357855775/5795458055795/5815558255815/5835美国(FCC):5.15GHz～5.35GHz;5.725GHz～5.825GHz欧洲(ETSI):5.47GHz～5.725GHz中国:5.725GHz～5.85GHz

何勇在线（WLAN）5.8GHz信道划分图示

5.8GHz中国频段中，可提供五个互不干扰的信道每信道占用20MHz频带带宽;

提供6/9/12/18/24/36/48/54Mbps数据传输速率;

采用OFDM调制方式;何勇在线（WLAN）IEEE802.11a蜂窝覆盖示意图234423151相邻蜂窝不使用同一个信道，避免干扰何勇在线（WLAN）五、无线局域网基本应用架构何勇在线（WLAN）无线局域网基本应用架构——Infrastructure

基础网络结构模式中，网络中任意一台无线网络终端均可通过AP接入有线网络。此模式可作为有线网络的延伸和补充。由于无线带宽为共享带宽，通常建议一个AP可以接入20～30个无线客户端，以获取满意的访问数率。无线接入点AP以太网无线网卡无线网络终端何勇在线（WLAN）无线局域网基本应用架构——Roaming无线网卡无线接入点AP1无线接入点AP2无线网络终端

漫游模式中，用户可随意在两个基础结构网络中无线漫游，从而给移动办公带来了极大的方便。何勇在线（WLAN）无线局域网基本应用架构——AD-HOC

AD-Hoc

也叫对等网络，是指安装有无线网络适配器（无线网卡）的多台计算机组成的局域网，它们通过无线适配器进行彼此的通讯。对等模式下的所有无线终端必须使用相同的工作信道。何勇在线（WLAN）无线局域网基本应用架构——Inter-Building

无线桥接模式是利用无线电波作为传输介质将物理上分开的局域网连接起来，使用高增益的定向天线，可以将无线网络的传输距离扩展到20公里以上。与有线网络相比，采用无线方式，不但架设方便，而且无需月租费，维护费用低廉。无线网桥何勇在线（WLAN）无线接入的特点机动性高，移动性强；1安装过程简单而快速，省略一般有线网络的布线工程，容易改变网络组成；2

可与有线网络紧密结合；3

安全保密功能让数据传输更加有保障；4

组网灵活，即插即用，不必改变现有网络的架构；5

解决有线网络布设困难时的传输问题；6

可以把网络应用延伸到室外

7何勇在线（WLAN）无线接入和有线接入的优势比较属固定投资，不可搬移。施工须考虑地形并取得政府许可施工周期长，不利于抢占市场成本回收周期长成本回收周期长性能非常可靠适合长期大规模客户有线接入无线接入可移动性强，提供富有个性的服务频谱资源开放使用方便灵活快捷施工简便周期短，易于网络快速接入低成本易扩展性能可靠适合非长期零散客户何勇在线（WLAN）2.1沟通

一般情况下，一个项目的总流程分为五个部分：项目的启动，项目的规划，项目的实施与监控过程，项目的收尾及项目的后续维护。在我们接到一个新的WLAN项目时，我们所要做的就是流程中的第二个部分，也就是整个项目的规划过程。项目的规划是一个最为关键最为重要的步骤，项目规划得好，则以后的工作将会很顺利地实施，反之亦然。沟通。包涵三个部分的内容：与局方的沟通，与受益方沟通，内部沟通。与局方的沟通为开展工作，我们需要从局方获取大量的一手资料，项目的可行性，这里是指是否局方与校方之间的沟通是否已经到位；项目的规模，这其中包括覆盖的楼宇数等；项目的工期，规划的时间有多长，设计验截止日期是什么时候，工程建设启动时间等。了解了这些信息后，我们才好方便安排下一步的工作。何勇在线（WLAN）与受益方的沟通这一步主要是为我们的现场勘查人员到建设现场勘查做准备，我们需要联系受益方提供一些必要的方便以便顺利地开展工作，比如说需要受益方指派一名随工带路，缩短勘查人员找寻建筑物的时间，在一些不允许进入的地方可开具适当的证明文件以方便进入等。内部沟通这一步一是为了说明项目的具体要求，防止不必要的人力资源浪费，二是为了合理配置人手，安排工作，以达到提高效率的目的。可召集人员开会讨论，安排工作时间，强调工作中需要注意的地方等。何勇在线（WLAN）2.2现场勘测现场勘查是一个采集信息的过程，需要我们有敏锐的观察力与准确的描绘能力，因为在这一个过程我们需要将了解到的信息以草图的形式记录下来。到达一幢大楼后，我们可先对楼宇的进行全方位的观察，以便有一个全局的印象，绘制草图当以从整体到局部的方式进行，先给出框架，再加入细节部分，主要是强调信息的细致性与准确性及一些规范化的要求，现场我们需要确定汇聚交换机的安装位置（看有没有局方的基站）、POE交换机数量及安装位置、AP数量及安装位置等。这里有几点值得注意的地方，一是到达一幢大楼的时候，可先使用测频软件进行频点的侦测，有三个频点1，6，11，避开信号最强的频点，选择信号弱的频点并记录下来；二是先找弱电井，如果有的话，我们可考虑把设备放在其中，这样可更方便地进行布线设计；三是在绘制草图的时候，如果各个楼层的房间结构布局不一样，需要标注出来哪些地方不一样，建议在这种情况时，把不一样的楼层都画出一张草图来；四是要把大楼和每个房间的总长宽测量出来（铺了地板砖的可以数一下，没有地砖的可以进行步算），标注房间门的何勇在线（WLAN）与受益方的沟通这一步主要是为我们的现场勘查人员到建设现场勘查做准备，我们需要联系受益方提供一些必要的方便以便顺利地开展工作，比如说需要受益方指派一名随工带路，缩短勘查人员找寻建筑物的时间，在一些不允许进入的地方可开具适当的证明文件以方便进入等。内部沟通这一步一是为了说明项目的具体要求，防止不必要的人力资源浪费，二是为了合理配置人手，安排工作，以达到提高效率的目的。可召集人员开会讨论，安排工作时间，强调工作中需要注意的地方等。何勇在线（WLAN）2.2现场勘测

准备工具：相机，卷尺，GPS导航仪，直尺，查勘纸，写字垫板，多色笔经过沟通交流后，我们已经合理地安排了这一步的工作，我们需要到达现场进行楼宇的勘查。到达现场后，我们首先需要联系受益方负责人安排随工带路，并向随工了解现场的情况，然后可在随工的指引下进行查勘。在勘查中，我们可根据工程量的大小分派多人组成小组进行查勘。查勘绘图现场勘查是一个采集信息的过程，需要我们有敏锐的观察力与准确的描绘能力，因为在这一个过程我们需要将了解到的信息以草图的形式记录下来。到达