《无线局域网基本原理及技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无线局域网基本原理及技术（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、无线局域网基本原理及技术上海汇汇通融业业 尹孟喆CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved 1. 无线局域网的概念 2. 无线局域网的标准 3. 无线局域网的技术 4. 无线局域网的应用CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved1. 无线线网络络的概念 传统有线网络数据传输的介质：双绞线，同轴电缆，光纤，或 是别的有线介质。 无线网络数据传输的介质：红外线，无线电微波，或是其它无 线介质。信号在空气中传播
2、，可以被任何人接收3CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved无线数据网分类 无线数据网的种类 无线个人网（WPAN）、无线局域网（WLAN）、无线网桥、 无线城域网（WMAN）和无线广域网（WWAN）。 *无线个人网 主要用于个人用户工作空间，典型距离覆盖几米，可以与计算机同步传输文件，访问 本地外围设备，如打印机等。目前主要技术包括蓝牙（Bluetooth）和红外（IrDA）。 *无线局域网 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。
3、*无线网桥 主要用于大楼之间的联网通讯，典型距离几公里。 *无线城域网和广域网 覆盖城域和广域环境，主要用于Internet/email访问，但提供的带宽比无线局域网技 术要低很多。目前典型的技术是GRPS和CDMA。4CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved无线局域网和有线局域网的对比5CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved无线网络优点 机动性: 不受工作区域之限制 便利性: 兼容性高,安装方便
4、扩充性: 可随时增加使用数量 节省成本: 不须考虑重新装潢,布线之费用6CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved无线电频谱范围7CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved关于ISM 该频段是依据全球性国际组织美国联邦通讯委员会(FCC) 所定义出来，适用于全球各地来使用，无需授权使用。 ISM缩写的意思是：工业（Industrial）、科学（Scientific）与 医疗（Medical）。 ISM频段
5、8CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved信道分配9CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved2.无线局域网标准10CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reservedIEEE 802.11的无线线局域网标标准11CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All
6、 rights reserved802.11标准组12CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved无线局域网模型 IEEE 802 LAN标标准系列 定义了介质访问控制(MAC)和物理层的操作，包括MAC子 层、MAC服务和协议以及三个物理层13CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved802.11物理层 1.802.11最初定义的三个物理层包括了两个扩散频谱技术和一个红外传播规无线传输的 频道定义在2.4
7、GHz的ISM波段内，这个频段，在各个国际无线管 理机构中，例如美国的 USA，欧洲的ETSI和日本的MKK都是非注册使用频段。 2.802.11无线标准定义的传输速率是1Mbps和2Mbps，可以使用 FHSS(frequencyhoppinspread spectrum)和DSSS(directsequence spread spectrum)技术，需要指出的是，FHSS和DHSS技术在运行机制上是完全不同的，所以采 用这两种技术的设备没有互操作性。 3. 802.11b在无线局域网协议中最大的贡献就在于它在802.11协议的物理层增加了两 个新的速度：5.5Mbps和11Mbps。为了实
8、现这个目标，DSSS被选作该标准的唯一的物理 层传输技术，这个决定使得802.11b可以和1Mbps和2Mbps的802.11DSSS系统互操 作。 4. 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。14CO
9、NFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved 5. 802.11g标准在某种意义上是802.11b和802.11a PHY标准的结合。802.11g使用 2.4 GHz ISM频段工作，与802.11b使用的频段相同。这就使802.11g向下兼容并且具 有全球的可用性。这两个特点是另外两个802.11标准所不具备的。这就是说，802.11g与 802.11b一样，也受到可用载波频道、信号衰减和干扰问题的影响。为了支持以前的PHY 标准的数据传输速度，802.11g把另外两种协议中定义的传输和调制技术结合在
10、了一起。 对802.11g标准影响最大的是修改了媒体接入的MAC标准以及向下的兼容性。通过升级， 目前的802.11g网络可以提高性能。但是，在扩大和增加通信容量方面的影响不大。如果 从802.11a网络向802.11g网络过渡，可以获得向下兼容性和保持数据的传输速度，但是 会牺牲原来网络的容量。事实上，喜欢在高密度环境中部署无线网络的管理员应该考虑使 用802.11a，而不是使用802.11g。 15CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved802.11物理层示意图16CONFIDENTIAL C
11、opyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved调制技术IEEE802.11 DBPSK、DQPSK、FSK IEEE802.11b:DBPSK、DQPSK、CCK IEEE802.11a:QAM/OFDM IEEE802.11g:DBPSK、DQPSK、QAM/OFDM、PBCC、CCK17CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved什么是展频 展频技术的无线局域网络产品是依 FCC(FederalCommunications Commi
12、ttee；美国联邦通 讯委员会)规定的ISM(IndustrialScientific, and Medical)频段，频率范围开放于902MHz928MHz及 2.4G2.484GHz两个频段，并没有所谓使用授权的限制。 扩频通信技术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；频带的扩展是通过一个 独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所 传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接 收、解扩及恢复所传信息数据 展频技术主要又分为频率跳频技术（FHSS）及直接序列展频 技术（DSSS）两种方式。而此两种技术起源于第二次世界大 战中军队所使用的通
13、讯技术，其目的是希望在恶劣的战争环 境中，依然能保持通信信号的稳定性及保密性。18CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved跳频技术FHSS 跳频技术是依靠快速地转换传输的频率来实现的，每一个时 间段内使用的频率和前后时间段的都不一样，所以发送者和 接收者必须保持一致的跳变频率，这样才能保证接受的信号 正确。 跳频技术可以避开许多干扰的出现，包括某些工作在特定频 率下的信号，这样采用跳频后的802.11无线信号就只会丢 失这个频率下的信息，损失不大；如果想分享带宽，也可以采 用不同的调频次序来实现。
14、 弱点：速度慢，只能达到1Mbps。19CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved直接序列扩频技术DSSS 直扩技术是把使用11位的chippingBarker序列来将数据编码并发送的技 术。发送端通过spreader把chips（就是一串的二进制码）添加入要传输的bit流 中，称为编码；然后在接受端用同样的chips进行解码，就可以得到原始数据了。 802.11协议中是使用Barker序列号来作为这个chips的，规定为 10110111000，在编码过程，如果要传送的数据是0的话，数列不变；如果
15、传送 的数据是1的话，数列就相反。在相同的吞吐量下，直扩技术需要比跳频技术更 多的能量；但以消耗能量为代价，它也能达到比跳频技术更高的吞吐量， 802.11b能达到5.5Mbps和11Mbps就就是采HR/DSSS技术。20CONFIDENTIAL Copyright 2007. Aruba Networks, Inc. All rights reserved802.11MAC层 1.802.11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。802.3协议冲突的检测采用 CSMA/CD 方式，而在802.11无线
16、局域网协议中，采用了新的协议 CSMA/CA(CarrierSense Multiple Access with Collision Avoidance) 2. 另一个的无线MAC层问题是“hidden node”问题。为了解决这个问题，802.11在MAC 层上引入了一个新的Send/Clear to Send(RTS/CTS)选项，间接解决了“hidden node”问题。由于RTS/CTS需要占用网络资源而增加了额外的网络负担，一般只是在那些 大数据报上采用(重传大数据报会耗费较大)。 3.802.11MAC子层提供了另两个强壮的功能，CRC校验和包分片。CRC校验是指在 802.11协议中，每一个在无线网络中传输的数据报都被附加上了校验位，这和Ethernet 中通过上层TCP/IP协议来对数据进行校验有所
