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文档简介

第一章无线技术体系与理论ISSUE3.0无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它利用射频(RF)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。无线网络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙里,并且可以随需移动或变化。WLAN已经成为宽带接入的有效手段之一,使用WLAN的区域及其承载的业务愈来愈多。为了更好地构建理想中的无线网络,我们需要了解无线网络的技术体系、熟悉构建无线网络的设备的功能。引入了解WLAN基础知识了解802.11协议族标准了解主流WLAN设备及天线了解WLAN典型部署课程目标学习完本课程,您应该能够:WLAN基础知识

802.11协议族

WLAN设备

WLAN典型部署目录为什么要使用WLAN网络什么是WLANWLAN技术的发展进程WLAN基础知识

凡是自由空间均可连接网络,不受限于线缆和端口位置。办公大楼候机大厅渡假山庄商务酒店无线让网络使用更自由无线让网络建设更经济,通信更便利

终端与交换设备之间省去布线,有效降低布线成本。适用于特殊地理环境下的网络架设,如隧道、港口码头、高速公路。终端与设备之间不方便通过线缆连接地理环境不适合布设有线网络无线让工作更高效

不受限于时间和地点的无线网络,满足各行各业对于网络应用的需求。体育场馆新闻中心展馆与证券大厅制造车间物流运输IrDABlueTooth802.11802.11b802.11a802.11g802.11n几种主要的WLAN技术WLAN各标准间比较

标准项目占用频率最大带宽非重叠信道数传输距离调制方式业务类型802.11n2.4/5.8G>300M

>1000mMIMOOFDM语音数据图像802.11b2.4G11M3<300mCCK(补偿码键控)/DSSS语音数据图象802.11a802.11g5G2.4G54M54M83<100m<300mOFDMOFDM/CCK语音数据图象语音数据图象BlueToothHomeRF2.4G2.4G1M1~2M可扩至11M

<10m<100mFHSSFHSS语音数据语音数据HiperLAN5G54M

<50mOFDM语音数据图象3/6蓝牙技术(Bluetooth):针对低成本的近距离无线连接HomeRF技术:满足家庭用户独特网络要求HiperLAN2:是欧洲电信标准协会(ETSI)开发的无线局域网标准802.11协议的发展进程802.11802.11b802.11a802.11g标准发布时间July1997Sept1999Sept1999June2003合法频宽83.5MHz83.5MHz325MHz83.5MHz频率范围2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz5.150-5.350GHz5.725-5.850GHz2.400-2.483GHz非重叠信道33123调制技术FHSS/DSSSCCK/DSSSOFDMCCK/OFDM物理发送速率1,21,2,5.5,116,9,12,18,

24,36,48,546,9,12,18,

24,36,48,54无线覆盖范围N/A100M50M<100M理论上的最大UDP吞吐量

(1500byte)1.7Mbps7.1Mbps30.9Mbps30.9Mbps理论上的TCP/IP吞吐量

(1500byte)1.6Mbps5.9Mbps24.4Mbps24.4Mbps兼容性N/A与11g产品可互通与11b/g不能互通与11b产品可互通无需授权使用的无线频率(ISM)902MHz26MHzBWCrowdedWorldwidelimited2.4GHz83.5MHzBWAvailableworldwideIEEE802.11WLANs5.1GHz300MHz

BW

discontinuousDeveloping902928North&SouthAmerica902MHz2400250024802440Americas,mostofEurope,ChinaFranceSpainJapan2.4GHz*FrequencyAllocationsarependingU-NII:UnlicensedNationalInformationInfrastructure510052005300540055005600570058005900U-NIIEuropeHiperLAN1U-NIIEuropeHiperLAN2*Japan*5.1GHz各个国家授权使用的频段ChannelFreq(GHz)US/CanEuropeJapan12.412xx22.417xx32.422xx42.427xx52.432xx62.437xx72.442xx82.447xx92.452xx102.457xx112.462xxx122.467x132.472x142.484xxxxxxxxxxxxx802.11b/g工作频段划分图2.4122.4172.4222.4322.4422.4522.4622.4722.4842.4272.4372.4472.4572.4672345178910611121314蜂窝式无线覆盖

任意相邻区域使用无频率交叉的频道,如:1、6、11频道。适当调整发射功率,避免跨区域同频干扰。蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率重复使用。无线高密区域-802.11a&g双波段覆盖

适应于高密度集中覆盖接入需求有效的实现用户接入的均衡分担采用多模双频设备进行信号部署其他WLAN相关组织和标准Wi-Fi联盟成立于1999年的Wi-Fi联盟是一个非牟利国际协会,旨在认证基于IEEE802.11规格的无线局域网产品的互操作性和推动wireless新标准的制定目前已知的相关标准

WPA:802.11i的子集,支持802.1x认证以及TKIP加密算法

WPA2:802.11iWMM:802.11e的子集,支持EDCA方式CAPWAPIETF目前有关于无线交换机和FITAP间控制和管理标准化的工作组比较重要的标准

ArchitectureTaxonomyforCAPWAP(RFC4118)LWAPP(最新的草案更名为CAPWAPspecification)WAPI中国无线网络产品国标中安全机制的标准,包括无线局域网鉴别(WAI)和保密基础结构(WPI)两部分。WLAN产品对人体的电磁辐射是安全的很多的研究已经证明,WLAN产品可以在家庭及商业中使用,对人体来说是安全。典型的WLAN产品,如AP(AccessPoint,接入点),输出功率为100mw,对于网卡来说,通常只有10mw至50mw。相比较来说,手机的发射功率在通话时可以超过1W,而无线对讲机甚至可以达到5W。政府有相关的法令对发射功率进行严格的限制,因此通过政府相关部门认证过的无线设备对人体是无害的。WLAN基础知识

802.11协议族

WLAN设备

WLAN典型部署目录802.11协议族成员WLAN网络基本概念和组网模式WLAN网络接入访问机制WLAN网络接入漫游与加密WLAN网络的QoS功能802.11协议族IEEE802.11无线局域网工作组PHY802.11(1/2Mbps)802.11b(5.5/11Mbps)802.11g(54Mbps)802.11a(54Mbps)MAC802.11/11a/11b/11gMAC802.11e—

QoS802.11i—安全增强802.11n(300Mbps)802.11f—

漫游和切换802.11h—动态调整802.11s—

mesh802.11网络的基本元素——SSIDAP1SSID=“marketing”SSID:ServiceSetID服务集识别码STASTASTA接入速率工作信道认证加密方法网络访问权限802.11网络的基本元素——BSSStations(STA):任何的无线终端设备。

AP(AccessPoint):一种特殊的STABSS:BasicServiceSet能够进行相互通信的无线设备集(IBSS-特殊的BSS)BSS1BSS2STA1STA2STA3STA5STA6STA4APAP802.11网络的基本元素——DSDS(DistributionSystem):分布式系统BSS2APBSS1APDS802.11网络的基本元素——ESSESS(ExtendedServiceSet)是采用相同的SSID的多个BSS形成的更大规模的虚拟BSS。ESSBSS2AP2Servicesetidentify(SSID1)BSS1AP1Servicesetidentify(SSID1)属于同一VLAN的客户端DS802.11组网模式——AdhocSTASTASTASTASTA802.11组网模式——单一BSS以太网APSTASTASTA802.11组网模式——多个BSS以太网APAPSTASTASTASTACSMA/CA(载波侦听多点接入/避让机制)FrameExchangeFrameExchangeFrameExchangeFrameExchangeDIFSDIFSDIFSSTA1STA2STA3STA4退避窗口退避窗口退避窗口分布式帧间隔(DCFinterframespace,简称DIFS)109357610254810802.11MAC层工作原理—概述802.11MAC层负责客户端与AP之间的通讯。主要功能包括:扫描、认证、接入、加密、漫游和同步。无线网络面临的两个挑战:射频链路干扰、隐藏节点。802.11MAC报文分类:数据帧

用户的数据报文控制帧

协助发送数据帧的控制报文,例如:RTS、CTS、ACK等管理帧

负责STA和AP之间的能力级的交互,认证、关联等管理工作例如:Beacon、Probe、Authentication及Association等802.11MAC层工作原理—用户接入管理过程STAAPDiscovery选择AP(采用侦听Beacon帧或发送Probe帧)AuthenticationAssociation和建立Association关系的AP收发数据1234802.11MAC层工作原理—Scanning802.11MAC使用Scanning功能来完成Discovery寻找和加入一个无线网络当STA漫游时寻找一个新的APPassiveScanning通过侦听AP定期发送的Beacon帧来发现无线网络。ActiveScanning在每个信道上发送Proberequest报文,从ProbeResponse中获取SSID的基本信息。802.11MAC层工作原理—ScanningPassiveScanning通过侦听AP定期发送的Beacon帧来发现网络。802.11MAC层工作原理—ScanningActiveScanning在每个信道上发送Proberequest报文,从ProbeResponse中获取SSID的基本信息。办公大楼APSwitch访客公司员工SSID:Office(隐藏)SSID:VIP802.11MAC层工作原理—Scanning隐藏Beacon为最简单方便的保证无线网络安全的手段之一<Sysname>system-view[Sysname]wlanservice-template1clear[Sysname]ssidOffice[Sysname-wlan-st-1]beaconssid-hide802.11MAC层工作原理—AuthenticationSTAAPAuthenticationrequestAuthenticationResponse(success)STAAPAuthenticationrequestPlaintextchallengeCiphertextchallengeAuthenticationResponse(success)预置Key用Key加密明文密文解密和明文比较预置KeyOpen-systemAuthenticationShared-KeyAuthentication121234802.11

WEP加密原理STAAP加密报文+IV值IV静态KeyKey生成器Key流XOR用户数据明文发送的加密报文IV静态KeyKey生成器Key流XOR用户数据明文接收的加密报文IV:initializationVender

初始向量WEP:WiredEquivalentPrivacy

有线对等私有协议异或运算:^A^B=CC^A=BB^C=AWEP加密密码长度WEP40WEP104802.11

WEP加密特点与注意事项WEP加密密码格式ASCIIHEXWEP加密密码组标示Key-id802.11MAC层工作原理—AssociationSTAAPAssociationrequest

(SSID)AssociationResponseSTANewAP数据OldAP检测到NewAP信号强association请求(SSID)association应答Association过程Deassociation过程12deassociation从加密到安全WEP够了吗?整个网络共用一个共享密钥,一旦丢失,整个网络都很危险IV向量太短,大量监听用户数据报文后,WEP加密很容易被破解RC4加密算法过于简单解决办法?增加一种密钥管理机制采用更强壮的加密算法增强了STA和AP的认证机制支持802.1x认证方式(配合证书完成企业级的认证机制)支持Pre-sharedkey认证方式(PSK个人级的密码认证机制)增加了Key的生成、管理以及传递的机制每用户使用独立的Key

通过安全的传递方法传递用户数据加密使用的Key增加了两类对称加密算法,加密强度大大增强

TKIP(临时密钥完整性协议):核心仍然是RC4算法

CCMP(计数器模式CBC-MAC协议):核心为AES(AdvancedEncryptionStandard,先进加密标准)算法802.11i协议——安全认证和加密802.11i协议——802.1x认证接入过程

STAAPOpen-systemAuthenticationAssociationEAPOLstartEAPOL-Request/UserIdentityEAPOL-Response/UserIdentity服务器证书/公钥STA证书/用公钥加密的MasterKey认证成功4次握手Key协商加密数据报文RadiusServerUserIdentity服务器证书/公钥STA证书/用公钥加密的MasterKey认证成功/PMK验证服务器证书用公钥加密MasterKey生成PMK验证STA证书用私钥解密MasterKey生成PMKPMK一致性检查生成其他KeyPMK一致性检查生成其他Key基于EAP-TLS的802.1x认证过程1234589127101161314什么是漫游STA可以在属于同一个ESS的AP接入点接入;STA可以在Wireless网络中任意移动;保证已有的业务不中断,用户的标识(IP地址)不改变。STAAPAP移动ESS漫游的分类二层漫游在同一个子网内的AP间漫游三层漫游在不同子网内的AP间漫游VLAN1IP:1.0.0.1VLAN1APAPVLAN1L2网络STA移动二层漫游VLAN1IP:1.0.0.1VLAN1APAPVLAN2L3网络STA移动三层漫游无线客户端的漫游客户端的漫游更多的是取决于客户端驱动程序算法,RSSI、SNR、上一次接入终端等因素都会带来影响,当然,最主要的因素还是从一台AP到另一台AP的信号强度变化。Intel网卡的漫游主动性802.11技术在QOS方面存在的缺陷最初的802.11技术是为满足用户的数据传输而设计的,根本没有考虑多业务承载。802.11采用的DCF(distributedcoordinationfunction,分布式协调功能)调度模式是基于CSMA/CA原理,最终的效果是所有用户发送的报文平等地竞争无线资源。由于没有区分业务优先级的机制,造成AP和终端在对外发送报文时对报文按同等优先级对待。当发生流量拥塞时,需要优先处理的报文(例如语音报文)和普通的报文(例如浏览网页的报文)会按相同的概率被丢弃。和有线网络相对完善的QOS机制无法很好地衔接。802.11e协议——QOS保证802.11e针对DCF模式进行了改进,支持EDCA(EnhancedDistributionChannelAcess,增强型分布式协调访问机制)的媒体访问机制支持8个业务优先级的报文标记(类似于有线网络中的802.1P)

业务优先级可被映射到4个输出队列高优先级的报文优先获取无线空口的访问能力802.11e协议——EDCA调度模式优先级队列1优先级队列2优先级队列3优先级队列4BusyFrameTimeIFS4CW4IFS3CW3FrameIFS2CW2FrameIFS1CW1FrameAP和无线客户端等待发送的数据的调度机制:STAToPC的QoS映射过程STA无线交换机交换机APPC802.11eMPDU802.1pIPDSCP802.11eMPDUCOSCOS802.1pMPDU802.1pIPDSCP802.11eMPDU802.11e协议——VoIP802.11n的关键技术802.11n是IEEE802.11协议中继802.11b/a/g后又一个无线传输标准协议,802.11n将802.11a/g的54Mbps最高速率提高到了300Mbps,其中最关键的技术为:MIMO-OFDM40MHZ频宽模式帧聚合ShortGIMIMO-OFDMMIMO-OFDM是OFDM和MIMO相结合的技术,由于支持更多的子载波,可以实现20MHZ下耽搁流达到65Mbps。基于MIMO技术,实现了在多条路径上并发通信。OFDM在802.11a/g时代已经成熟使用,到了802.11n时代,它将MIMO支持的子载体从52个提高到56个。

需要注意的是,无论802.11a/g,还是802.11n,它们都使用了4个子载体作为pilot子载体,而这些子载体并不用于数据的传递。所以802.11nMIMO将物理速率从传统的54Mbps提高到了58.5Mbps(即54*52/48)。40MHz频宽模式802.11n同时定义了2.4GHz频段和5GHz频段的WLAN标准,与11a/b/g每信道只用20MHZ频宽不同的是11n定义了两种频带宽度:20MHz频宽40MHz频宽帧聚合802.11MAC层协议耗费了相当的效率用作链路的维护,从而大大降低了系统的吞吐量。802.11n引入帧聚合技术,提高MAC层效率,报文帧聚合技术包括:MSDU聚合MPDU聚合ShortGIShortGuardInterval802.11a/b/g标准要求在发送数据时,必须要保证在数据之间存在800ns的间隔,这个间隔称为GuardInterval(GI)。11n仍然缺省使用800ns。当多径效应不严重时,可以将该间隔配置为400ns,可以将吞吐提高近10%,此技术称为ShortGI。

数据1

数据1

数据2

数据2合适的GI时长时间GI时长合适的情况

数据1

数据1

数据2

数据2GI时长过短时间GI时长过短的情况干扰WLAN基础知识

802.11协议族

WLAN设备

WLAN典型部署目录什么是FATAP什么是无线交换机+FITAP什么是无线网桥天线工作原理及参数介绍WLAN设备FATAP设备功能802.11a/b/g网管、二层漫游,安全802.1x认证,802.11eQOS天线加密FATAPFATAP设备的典型组网

企业网络的组网模式:……AP1APnSTAs

家庭或soho网络的组网模式:APADSLModemWAN以太交换机PCSTAs企业核心网FATAP组网的局限性FATAP组网更适合在家庭和中小型网络中使用,无法满足大型的无线企业网络的需求,这是由于FATAP自身的特点所决定的。当需要组建大型无线网络或需要更多的增值服务时:

无线交换机和FITAP因此应运而生802.11a/b/g天线加密网管、三层漫游,安全802.1x认证,802.11eQOSAP点监测用户防火墙网络自愈RF管理无线欺骗防护802.11a/b/g网管、二层漫游,安全802.1x认证,802.11eQOS天线加密FATAPFITAP无线交换机和FITAP的功能更易管理的无线解决方案无线交换机和FITAP的典型连接AP无线交换机无线交换机无线交换机L2网络L3网络APAPAPAPAP无线交换机+FitAP系统构成特点主要由无线交换机和FitAP在有线网的基础上构成的。AP零配置,硬件主要由CPU+内存+RF构成,配置和软件都要从无线交换机上下载。所有AP和无线客户端的管理都在无线交换机上完成。AP和无线交换机之间的流量被私有协议加密;无线客户端的MAC只出现在无线交换机端口,而不会出现在AP的端口。可以在任何现有的二层或三层LAN拓扑上部署H3C的通用无线解决方案,而无需重新配置主干或硬件。无线交换机以及管理型接入点AP可以位于网络中的任何位置。在复杂的网络中,FitAP如何得知无线交换机的位置?AP直连或通过二层网络连接时的注册流程AP从无线交换机下载最新软件版本、配置AP开始正常工作和无线交换机交换用户数据报文无线交换机APDHCPServer1、获取IP地址2、发送二层广播发现请求4、版本、配置下载3、无线交换机发现响应5、用户数据传递AP通过DHCPserver获取IP地址AP发出二层广播的发现请求报文试图联系一个无线交换机接收到发现请求报文的无线交换机会检查该AP是否有接入本机的权限,如果有则回应发现响应AP与无线交换机直连或通过二层网络连接:AP通过三层网络连接时的注册流程_option43方式APDHCP

Server无线交换机1、获取IP地址、option43属性4、版本、配置下载5、用户数据传递AP会从option43属性中获取无线交换机的IP地址,然后向无线控制器发送单播发现请求。2、无线交换机发现请求3、无线交换机发现响应AP通过DHCPserver获取IP地址、option43属性(携带无线交换机的IP地址信息)接收到发现请求报文的无线交换机会检查该AP是否有接入本机的权限,如果有则回应发现响应。AP从无线交换机下载最新软件版本、配置AP与无线交换机通过三层网络连接:AP开始正常工作和无线交换机交换用户数据报文Option43属性配置举例Option43选项说明80:选项类型,固定为80,1个字节。0B:选项长度,表示其后内容的长度(十六进制数的个数,这里表示后面有11个十六进制数),一个字节。0000:Servertype,固定配为0000两个字节。02:后面IP地址的个数,一个字节。12010701,12010702:两个AC的IP地址的十六进制表示,分别是18.1.7.1和18.1.7.2,其中18.1.7.1为主AC.

MicrosoftDHCPServerH3C设备内置DHCPServerAP通过三层网络连接时的注册流程_DNS方式APDHCP

Server无线交换机1、获取IP地址、DNSServer地址、域名2、二层广播发现请求6、版本、配置下载7、用户数据传递AP在多次尝试发现请求无回应的情况下:AP会从DNSserver获取H3C.xxxx.xxx的IP地址,该IP地址即为无线交换机的IP地址,其中xxxx.xxx是从DHCPserver学习到的域名。长时间无响应DNS

Server3、获取无线交换机的IP地址4、无线交换机发现请求5、无线交换机发现响应AP发出二层广播的发现请求报文试图联系一个无线交换机AP通过DHCPserver获取IP地址、DNSserver地址、域名接收到发现请求报文的无线交换机会检查该AP是否有接入本机的权限,如果有则回应发现响应。AP从无线交换机下载最新软件版本、配置AP开始正常工作和无线交换机交换用户数据报文AP与无线交换机通过三层网络连接:AP向无线控制器发送单播发现请求。无线交换机的数据转发原理STAServerVLAN1IP:1.0.0.1无线交换机FitAP隧道口隧道口IP:3.0.0.1无线交换机和AP间数据转发的核心思想在无线交换机和AP之间建立IPinIP隧道,无线交换机将这些隧道看做虚拟物理端口;无线客户端STA的任何数据报文都将由AP通过IPinIP隧道交给无线交换机,由无线交换机统一转发;无线交换机从IPinIP隧道接收到用户的数据后先解隧道封装,然后做数据交换,如果出接口为隧道则对数据报文再次加上隧道封装,直到交换到最远端。核心交换机接入交换机FitAP隧道口STAVLAN2IP:2.0.0.1VLAN1IP:1.0.0.2SA=STAMACDA=PCMACVLAN=VLAN1SIP=1.0.0.1DIP=1.0.0.2SA=STAMACDA=PCMACSIP=1.0.0.1DIP=1.0.0.2STAIP:1.0.0.1IP:1.0.0.3IP:1.0.0.4PC无线交换机L2交换机SA=STAMACDA=PCMACSIP=1.0.0.1DIP=1.0.0.2APL2交换机无线交换机SA=STAMACDA=PCMACSIP=1.0.0.1DIP=1.0.0.2APPCIP:1.0.0.2STASA=APMACDA=ACMACVLAN=VLAN1SIP=1.0.0.3DIP=1.0.0.4IPinIP隧道封装STA>PC的数据转发解IPinIP隧道封装,802.11->802.3转换加IPinIP隧道封装802.11报文VLAN1VLAN1VLAN1STA1VLAN1VLAN1IP:1.0.0.1IP:1.0.0.2IP:2.0.0.1IP:3.0.0.1STA1无线交换机L3交换机SA=STA2MACDA=STA1MACSIP=1.0.0.2DIP=1.0.0.1SIP=3.0.0.1DIP=2.0.0.1IPinIP隧道封装AP1AP1无线交换机SA=STA2MACDA=STA1MACSIP=1.0.0.2DIP=1.0.0.1SA=STA2MACDA=STA1MACSIP=1.0.0.2DIP=1.0.0.1AP2AP2STA2IP:4.0.0.1STA2SIP=4.0.0.1DIP=3.0.0.1IPinIP隧道封装SA=STA2MACDA=STA1MACSIP=1.0.0.2DIP=1.0.0.1STA2->STA1的数据转发解IPinIP隧道封装解IPinIP隧道封装,802.11->802.3转换802.3->802.11转换,加IPinIP隧道封装加IPinIP隧道封装802.11报文“胖、瘦”AP性能比较FATAP方案FITAP方案技术模式传统主流新生方式,增强管理安全性传统加密、认证方式,普通安全性增加射频环境监控,基于用户位置安全策略,高安全性网络管理对每AP下发配置文件无线交换机上配置好文件,AP本身零配置,维护简单用户管理类似有线,根据AP接入的有线端口区分权限无线专门虚拟专用组方式,根据用户名区分权限,使用灵活WLAN组网规模L2漫游,适合小规模组网L2、L3漫游,拓扑无关性,适合大规模组网增值业务能力实现简单数据接入可扩展语音等丰富业务802.11无线网桥无线网桥是一种采用无线技术进行网络互连的特殊功能的AP。无线网桥根据传输距离的不同可分为工作组网桥和长距专业网桥。为了防止信号大幅度衰减,网桥组网时两个网桥之间通常不能有障碍物的阻挡。以室外作为主要应用环境的无线网桥一般在设计时都会考虑适应一些恶劣的应用环境。802.11无线网桥——视距问题视距问题点对点无线网传输必须保证两点可视。造成不可视的原因包括地球曲率、地理特征如山脉、建筑物和树木等。远距离通信时,还必须考虑地球曲率的影响,当两人相距9km时,将不能相视,无线信号也无法传输802.11无线网桥——Fresnel效应Fresnel效应

Fresnel区是指在视距的路径中形成的一个椭圆区域。它随着可视距离和信号频率的改变而改变。在Fresnel区中的任何障碍物都有可能影响网络的通信,最好给予清除,60%的Fresnel区被视为有效的。一般可以根据经验值确定Fresnel区的范围。解决视距问题和Fresnel区问题可以通过以下办法:(1)选择高性能天线,可以解决“部分不可视”问题;(2)提升天线的高度;(3)清除Fresnel区内的障碍物,如砍掉树木;(4)选择一台良好的中继设备。802.11无线网桥的典型组网有线网络A有线网络B有线网络互连无线网络互连有线网络网络A多网络互连1208E网络B网桥网桥网桥网桥网桥网桥网桥天线在无线系统中的使用典型无线系统发射器空间介质接收器发射天线接收天线电磁波电场电场电场振子电波传输方向磁场磁场功率计算单位:dB,dBm,dBwdB是用来衡量被测量功率与某一基准功率的比值。计算公式:被测量功率(dB)=10×lg(测量功率/基准功率)被测量功率(dB)的数值等于被测量功率与基准功率的比值取以10为底的对数,再乘以10。当基准功率取为1mw时,此dB值以dBm表示;当基准功率取为1w时,此dB值以dBw表示。主要无线技术指标无线工作频率(Hz)天线增益(dBi)天线方向图天线极化方向天线的工作频率

天线的工作频率范围:

无论是发射天线还是接收天线,它们总是在一定的频率范围内工作的,通常,工作在中心频率时天线所能输送的功率最大,偏离中心频率时它所输送的功率都将减小。天线的方向性——全向天线

发射天线的基本功能之一是把从AP取得的能量向周围空间辐射出去,基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。

水平面上各向能量辐射相等的天线称为全向天线。图

c水平面方向图图b垂直面方向图各向同性点状天线能量辐射形状全向天线能量辐射形状图a天线能量辐射形状图天线的方向性——定向天线

水平面上各向能量辐射不等的天线称为定向天线。全向阵(垂直阵列不带平面反射板)扇形区覆盖(垂直阵列带平面反射板)平面反射板天线增益10dBm20dBm13dBm一个各向同性的天线在所有方向具有相同的辐射能量一个具有一定增益的天线只在某个特定方向才具有辐射能量一个3dBi增益的天线,辐射能量的范围在50%的空间点状天线天线的极化垂直极化

天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电场和磁场构成。人们规定:电场的方向就是天线极化方向。一般使用的天线为单极化的。下图示出了两种基本的单极化的情况:垂直极化——是最常用的;水平极化——也是要被用到的。水平极化EE波束宽度

60°峰值-3dB点-3dB点3dB波束宽度15°峰值-3dB点-3dB点旁瓣主瓣天线方向图——2.4G室外高增益全向天线全向天线增益:11dBi工作在2.4G频段用于地广人稀地区的大范围覆盖水平方向图垂直方向图天线方向图——2.4G室外高增益定向天线面板型定向天线增益:11dBi工作在2.4G频段适用于高密度接入覆盖水平方向图垂直方向图无线传输的干扰因素——多径干扰DirectSignalReflectedSignalsP

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