中國電信WLAN培訓(xùn)資料PPT參考課件

1、第一章 無線技術(shù)體系與理論,ISSUE 2.0,日期：,杭州華三通信技術(shù)有限公司 版權(quán)所有，未經(jīng)授權(quán)不得使用與傳播,無線局域網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它利用射頻（RF）技術(shù)，取代舊式的雙絞線構(gòu)成局域網(wǎng)絡(luò)，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能。無線網(wǎng)絡(luò)所需的基礎(chǔ)設(shè)施不需再埋在地下或隱藏在墻里，并且可以隨需移動(dòng)或變化。 WLAN已經(jīng)成為寬帶接入的有效手段之一，使用WLAN的區(qū)域及其承載的業(yè)務(wù)愈來愈多。為了更好地構(gòu)建理想中的無線網(wǎng)絡(luò)，我們需要了解無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)體系、熟悉構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備的功能。,引入,了解WLAN基礎(chǔ)知識(shí) 了解802.11協(xié)議族標(biāo)準(zhǔn) 了解主流WLAN設(shè)備及天線 了解WLAN

2、典型部署,課程目標(biāo),學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：,WLAN基礎(chǔ)知識(shí) 802.11協(xié)議簡(jiǎn)析 WLAN設(shè)備 WLAN典型部署,目錄,為什么要使用WLAN網(wǎng)絡(luò) 什么是WLAN WLAN技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程,WLAN基礎(chǔ)知識(shí),凡是自由空間均可連接網(wǎng)絡(luò)，不受限于線纜和端口位置。,辦公大樓,候機(jī)大廳,渡假山莊,商務(wù)酒店,無線讓網(wǎng)絡(luò)使用更自由,無線讓網(wǎng)絡(luò)建設(shè)更經(jīng)濟(jì)，通信更便利,終端與交換設(shè)備之間省去布線，有效降低布線成本。 適用于特殊地理環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)架設(shè)，如隧道、港口碼頭、高速公路。,終端與設(shè)備之間不方便通過線纜連接,地理環(huán)境不適合布設(shè)有線網(wǎng)絡(luò),無線讓工作更高效,不受限于時(shí)間和地點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)，滿足各行各業(yè)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)

3、用的需求。,體育場(chǎng)館新聞中心,展館與證券大廳,制造車間,物流運(yùn)輸,802.11 802.11b 802.11a 802.11g,主流的WLAN技術(shù),802.11協(xié)議的發(fā)展進(jìn)程,各個(gè)國家授權(quán)使用的頻段,Channel Freq (GHz) US/Can Europe Japan,1 2.412,x,x,2 2.417,x,x,3 2.422,x,x,4 2.427,x,x,5 2.432,x,x,6 2.437,x,x,7 2.442,x,x,8 2.447,x,x,9 2.452,x,x,10 2.457,x,x,11 2.462,x,x,x,12 2.467,x,13 2.472,x,14

4、2.484,802.11b/g工作頻段劃分圖,蜂窩式無線覆蓋,任意相鄰區(qū)域使用無頻率交叉的頻道，如：1、6、11頻道 ； 適當(dāng)調(diào)整發(fā)射功率，避免跨區(qū)域同頻干擾； 蜂窩式無線覆蓋實(shí)現(xiàn)無交叉頻率重復(fù)使用。,WLAN產(chǎn)品對(duì)人體的電磁輻射是安全的,很多的研究已經(jīng)證明，WLAN產(chǎn)品可以在家庭及商業(yè)中使用，對(duì)人體來說是安全。 典型的WLAN產(chǎn)品，如AP（Access Point，接入點(diǎn)），輸出功率為100mw，對(duì)于網(wǎng)卡來說，通常只有10mw至50mw。相比較來說，手機(jī)的發(fā)射功率在通話時(shí)可以超過1W，而無線對(duì)講機(jī)甚至可以達(dá)到5 W。 政府有相關(guān)的法令對(duì)發(fā)射功率進(jìn)行嚴(yán)格的限制，因此通過政府相關(guān)部門認(rèn)證過的無線

5、設(shè)備對(duì)人體是無害的。,WLAN基礎(chǔ)知識(shí) 802.11協(xié)議簡(jiǎn)析 WLAN設(shè)備 WLAN的典型部署,目錄,802.11協(xié)議族成員 WLAN網(wǎng)絡(luò)基本概念 WLAN網(wǎng)絡(luò)接入訪問機(jī)制 WLAN網(wǎng)絡(luò)接入漫游,802.11協(xié)議族,IEEE 802.11無線局域網(wǎng)工作組,PHY,802.11(1/2 Mbps),802.11b(5.5/11 Mbps),802.11g(54 Mbps),802.11a(54 Mbps),MAC,802.11/11a/11b/11g MAC,802.11e QoS,802.11i 安全增強(qiáng),802.11n(300 Mbps),802.11f 漫游和切換,802.11h 動(dòng)態(tài)調(diào)整

6、,802.11s mesh,802.11網(wǎng)絡(luò)的基本元素 SSID,AP1,SSID“marketing”,SSID：Service Set ID 服務(wù)集識(shí)別碼,STA,STA,STA,802.11網(wǎng)絡(luò)的基本元素 BSS,Stations (STA)：任何的無線終端設(shè)備。 AP （Access Point）：一種特殊的STA BSS：Basic Service Set,BSS1,BSS2,STA1,STA2,STA3,STA5,STA6,STA4,AP,AP,802.11 組網(wǎng)模式 Ad hoc,STA,STA,STA,STA,STA,802.11組網(wǎng)模式 多個(gè)BSS,以太網(wǎng),AP,AP,STA

7、,STA,STA,STA,802.11MAC層工作原理 概述,802.11MAC層負(fù)責(zé)客戶端與AP之間的通訊。 主要功能包括：掃描、接入、認(rèn)證、加密、漫游和同步。 802.11MAC 報(bào)文分類： 數(shù)據(jù)幀 用戶的數(shù)據(jù)報(bào)文 控制幀 協(xié)助發(fā)送數(shù)據(jù)幀的控制報(bào)文，例如：RTS、CTS、ACK等 管理幀 負(fù)責(zé)STA和AP之間的能力級(jí)的交互，認(rèn)證、關(guān)聯(lián)等管理工作 例如：Beacon、Probe、Association及Authentication等,802.11MAC層工作原理 用戶接入管理過程,STA,AP,Authentication,Association,1,2,3,4,802.11MAC層工作原理

8、 Scanning,802.11MAC 使用Scanning功能來完成Discovery 尋找和加入一個(gè)網(wǎng)絡(luò) 當(dāng)STA漫游時(shí)尋找一個(gè)新的AP Passive Scanning 通過偵聽AP定期發(fā)送的Beacon幀來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。 Active Scanning 在每個(gè)信道上發(fā)送Probe request報(bào)文，從Probe response中獲取BSS的基本信息。,什么是漫游,STA可以在屬于同一個(gè)SSID的AP接入點(diǎn)接入； STA可以在Wireless網(wǎng)絡(luò)中任意移動(dòng)； 保證已有的業(yè)務(wù)不中斷，用戶的標(biāo)識(shí)（IP地址）不改變。,STA,AP,AP,移動(dòng),ESS,無線客戶端的漫游,客戶端的漫游更多的是取決

9、于客戶端驅(qū)動(dòng)程序算法，RSSI、SNR、上一次接入終端等因素都會(huì)帶來影響，當(dāng)然，最主要的因素還是從一臺(tái)AP到另一臺(tái)AP的信號(hào)強(qiáng)度變化。,Intel網(wǎng)卡的漫游主動(dòng)性,WLAN基礎(chǔ)知識(shí) 802.11協(xié)議簡(jiǎn)析 WLAN設(shè)備 WLAN的典型部署,目錄,什么是FAT（胖） AP 什么是無線網(wǎng)橋 什么是無線交換機(jī)和FIT（瘦） AP 天線工作原理及參數(shù)介紹,WLAN設(shè)備,FAT AP設(shè)備功能,802.11a/b/g,網(wǎng)管、二層漫游, 安全,802.1x認(rèn)證,802.11e QoS,天線,加密,FAT AP設(shè)備的典型組網(wǎng),企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)模式：,AP1,APn,STAs,家庭或soho網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)模式：,AP,

10、ADSL Modem,WAN,以太交換機(jī),PC,STAs,企業(yè)核心網(wǎng),802.11無線網(wǎng)橋,無線網(wǎng)橋是一種采用無線技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連的特殊功能的AP。 無線網(wǎng)橋根據(jù)傳輸距離的不同可分為工作組網(wǎng)橋和長(zhǎng)距專業(yè)網(wǎng)橋。 為了防止信號(hào)大幅度衰減，網(wǎng)橋組網(wǎng)時(shí)兩個(gè)網(wǎng)橋之間通常不能有障礙物的阻擋。 以室外作為主要應(yīng)用環(huán)境的無線網(wǎng)橋一般在設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)考慮適應(yīng)一些惡劣的應(yīng)用環(huán)境。,802.11無線網(wǎng)橋視距問題,視距問題 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線網(wǎng)傳輸必須保證兩點(diǎn)可視。造成不可視的原因包括地球曲率、地理特征如山脈、建筑物和樹木等。遠(yuǎn)距離通信時(shí)，還必須考慮地球曲率的影響，當(dāng)兩人相距9km時(shí)，將不能相視，無線信號(hào)也無法傳輸,802.11

11、無線網(wǎng)橋Fresnel效應(yīng),Fresnel效應(yīng) Fresnel區(qū)是指在視距的路徑中形成的一個(gè)橢圓區(qū)域。它隨著可視距離和信號(hào)頻率的改變而改變。在Fresnel區(qū)中的任何障礙物都有可能影響網(wǎng)絡(luò)的通信，最好給予清除，60%的Fresnel區(qū)被視為有效的。一般可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定Fresnel區(qū)的范圍。 解決視距問題和Fresnel區(qū)問題可以通過以下辦法：（1）選擇高性能天線，可以解決“部分不可視”問題；（2）提升天線的高度；（3）清除Fresnel區(qū)內(nèi)的障礙物，如砍掉樹木；（4）選擇一臺(tái)良好的中繼設(shè)備。,802.11無線網(wǎng)橋的典型組網(wǎng),有線網(wǎng)絡(luò)A,有線網(wǎng)絡(luò)B,有線網(wǎng)絡(luò)互連,無線網(wǎng)絡(luò)互連,有線網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)

12、A,多網(wǎng)絡(luò)互連,1208E,網(wǎng)絡(luò)B,網(wǎng)橋,網(wǎng)橋,網(wǎng)橋,網(wǎng)橋,網(wǎng)橋,網(wǎng)橋,網(wǎng)橋,FAT AP組網(wǎng)的局限性,FAT AP組網(wǎng)更適合在家庭和中小型網(wǎng)絡(luò)中使用，無法滿足大型的無線企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的需求，這是由于FAT AP自身的特點(diǎn)所決定的。當(dāng)需要組建大型無線網(wǎng)絡(luò)或需要更多的增值服務(wù)時(shí)：,無線交換機(jī)和FIT AP因此應(yīng)運(yùn)而生,802.11 a/b/g,天線,加密,網(wǎng)管、三層漫游, 安全,802.1x認(rèn)證,802.11e QOS,AP點(diǎn)監(jiān)測(cè),用戶防火墻,網(wǎng)絡(luò)自愈,RF 管理,無線欺騙防護(hù),802.11a/b/g,網(wǎng)管、二層漫游, 安全,802.1x認(rèn)證,802.11e QOS,天線,加密,FAT AP,FIT

13、AP,無線交換機(jī)和FIT AP的功能,更易管理的 無線解決方案,無線交換機(jī)+Fit AP系統(tǒng)構(gòu)成特點(diǎn),主要由無線交換機(jī)和Fit AP在有線網(wǎng)的基礎(chǔ)上構(gòu)成的。 AP零配置，硬件主要由CPU內(nèi)存RF構(gòu)成，配置和軟件都要從無線交換機(jī)上下載。所有AP和無線客戶端的管理都在無線交換機(jī)上完成。 AP和無線交換機(jī)之間的流量被私有協(xié)議加密；無線客戶端的MAC只出現(xiàn)在無線交換機(jī)端口，而不會(huì)出現(xiàn)在AP的端口。 可以在任何現(xiàn)有的二層或三層 LAN 拓?fù)渖喜渴餒3C的通用無線解決方案，而無需重新配置主干或硬件。無線交換機(jī)以及管理型接入點(diǎn)AP可以位于網(wǎng)絡(luò)中的任何位置。,在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中，F(xiàn)it AP如何得知無線交換機(jī)的位

14、置？,無線交換機(jī)和FIT AP的典型連接,AP,無線交換機(jī),無線交換機(jī),無線交換機(jī),L2網(wǎng)絡(luò),L3網(wǎng)絡(luò),AP,AP,AP,AP,AP,AP直連或通過二層網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)的注冊(cè)流程,AP從無線交換機(jī)下載最新軟件版本、配置 AP開始正常工作和無線交換機(jī)交換用戶數(shù)據(jù)報(bào)文,無線交換機(jī),AP,DHCP Server,1、獲取IP地址,2、發(fā)送二層廣播發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求,4、版本、配置下載,3、無線交換機(jī)發(fā)現(xiàn)響應(yīng),5、用戶數(shù)據(jù)傳遞,AP通過DHCP server獲取IP地址,AP發(fā)出二層廣播的發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求報(bào)文試圖聯(lián)系一個(gè)無線交換機(jī),接收到發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求報(bào)文的無線交換機(jī)會(huì)檢查該AP是否有接入本機(jī)的權(quán)限，如果有則回應(yīng)發(fā)現(xiàn)響應(yīng),AP與無

15、線交換機(jī)直連或通過二層網(wǎng)絡(luò)連接：,AP通過三層網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)的注冊(cè)流程_option 43方式,AP,DHCPServer,無線交換機(jī),1、獲取IP地址、 option 43屬性,4、版本、配置下載,5、用戶數(shù)據(jù)傳遞,AP會(huì)從option 43屬性中獲取無線交換機(jī)的IP地址，然后向無線控制器發(fā)送單播發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求。,2、無線交換機(jī)發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求,3、無線交換機(jī)發(fā)現(xiàn)響應(yīng),AP通過DHCP server獲取IP地址、option 43屬性(攜帶無線交換機(jī)的IP地址信息),接收到發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求報(bào)文的無線交換機(jī)會(huì)檢查該AP是否有接入本機(jī)的權(quán)限，如果有則回應(yīng)發(fā)現(xiàn)響應(yīng)。,AP從無線交換機(jī)下載最新軟件版本、配置,AP與無線交換機(jī)

16、通過三層網(wǎng)絡(luò)連接：,AP開始正常工作和無線交換機(jī)交換用戶數(shù)據(jù)報(bào)文,Option 43屬性配置舉例,Option 43選項(xiàng)說明 80：選項(xiàng)類型，固定為80，1個(gè)字節(jié)。 0B: 選項(xiàng)長(zhǎng)度，表示其后內(nèi)容的長(zhǎng)度（十六進(jìn)制數(shù)的個(gè)數(shù)，這里表示后面有11個(gè)十六進(jìn)制數(shù)），一個(gè)字節(jié)。 0000: Server type ，固定配為0000兩個(gè)字節(jié)。 02：后面IP地址的個(gè)數(shù)，一個(gè)字節(jié)。 12010701,12010702：兩個(gè)AC的IP地址的十六進(jìn)制表示 ，分別是18.1.7.1和18.1.7.2 ，其中18.1.7.1為主AC.,Microsoft DHCP Server,H3C設(shè)備內(nèi)置DHCP Server

17、,AP通過三層網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)的注冊(cè)流程_DNS方式,AP,DHCPServer,無線交換機(jī),1、獲取IP地址、 DNS Server地址、 域名,2、二層廣播發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求,6、版本、配置下載,7、用戶數(shù)據(jù)傳遞,AP在多次嘗試發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求無回應(yīng)的情況下： AP會(huì)從DNS server獲取H3C.xxxx.xxx的IP地址，該IP地址即為無線交換機(jī)的IP地址，其中xxxx.xxx是從DHCP server學(xué)習(xí)到的域名。,長(zhǎng)時(shí)間無響應(yīng),DNS Server,3、獲取無線交換機(jī)的IP地址,4、無線交換機(jī)發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求,5、無線交換機(jī)發(fā)現(xiàn)響應(yīng),AP發(fā)出二層廣播的發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求報(bào)文試圖聯(lián)系一個(gè)無線交換機(jī),AP通過DHCP ser

18、ver獲取IP地址、DNS server地址、域名,接收到發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求報(bào)文的無線交換機(jī)會(huì)檢查該AP是否有接入本機(jī)的權(quán)限，如果有則回應(yīng)發(fā)現(xiàn)響應(yīng)。,AP從無線交換機(jī)下載最新軟件版本、配置 AP開始正常工作和無線交換機(jī)交換用戶數(shù)據(jù)報(bào)文,AP與無線交換機(jī)通過三層網(wǎng)絡(luò)連接：,AP向無線控制器發(fā)送單播發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求。,無線交換機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)原理,STA,Server,VLAN 1 IP:1.0.0.1,無線交換機(jī),Fit AP,隧道口,隧道口,IP:3.0.0.1,無線交換機(jī)和AP間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的核心思想 在無線交換機(jī)和AP之間建立IPinIP隧道，無線交換機(jī)將這些隧道看做虛擬物理端口； 無線客戶端STA的任何數(shù)據(jù)報(bào)文都

19、將由AP通過IPinIP隧道交給無線交換機(jī)，由無線交換機(jī)統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)； 無線交換機(jī)從IPinIP隧道接收到用戶的數(shù)據(jù)后先解隧道封裝，然后做數(shù)據(jù)交換，如果出接口為隧道則對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文再次加上隧道封裝，直到交換到最遠(yuǎn)端。,核心交換機(jī),接入交換機(jī),Fit AP,隧道口,STA,VLAN 2 IP:2.0.0.1,VLAN 1 IP:1.0.0.2,功率計(jì)算單位: dB, dBm, dBw,dB是用來測(cè)量被測(cè)量功率與某一基準(zhǔn)功率的比值。它的數(shù)值等于被測(cè)量功率與基準(zhǔn)功率的比值取以10為底的對(duì)數(shù)，再乘以10。當(dāng)基準(zhǔn)功率取為1mw時(shí)，此dB值以dBm表示。當(dāng)基準(zhǔn)功率取為1w時(shí)，此dB值以dBw表示。 公式： 測(cè)量功

20、率(dB) = 10 * lg(測(cè)量功率/參考功率),主要無線技術(shù)指標(biāo),無線電頻率(Hz) 發(fā)射天線增益(dBi) 天線極化方向 波束寬度 天線方向圖,天線的工作頻率,天線的工作頻率范圍： 無論是發(fā)射天線還是接收天線，它們總是在一定的頻率范圍內(nèi)工作的，通常，工作在中心頻率時(shí)天線所能輸送的功率最大，偏離中心頻率時(shí)它所輸送的功率都將減小。,天線的方向性 全向天線,發(fā)射天線的基本功能之一是把從AP取得的能量向周圍空間輻射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向輻射。 水平面上各向能量輻射相等的天線稱為全向天線。,圖 c 水平面方向圖,圖b 垂直面方向圖,各向同性點(diǎn)狀天線能量輻射形狀,全向天線能量

21、輻射形狀,圖a 天線能量輻射形狀圖,天線的方向性 定向天線,水平面上各向能量輻射不等的天線稱為定向天線。,全向陣 （垂直陣列 不帶平面反射板）,扇形區(qū)覆蓋 （垂直陣列 帶平面反射板）,平面反射板,天線增益,10dBm,20dBm,13dBm,一個(gè)各向同性的天線在所有方向具有相同的輻射能量,一個(gè)具有一定增益的天線只在某個(gè)特定方向才具有輻射能量,一個(gè)3dBi增益的天線，輻射能量的范圍在50% 的空間,點(diǎn)狀天線,天線的極化,垂直極化,天線向周圍空間輻射電磁波。電磁波由電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)成。人們規(guī)定：電場(chǎng)的方向就是天線極化方向。一般使用的天線為單極化的。下圖示出了兩種基本的單極化的情況：垂直極化是最常用的；水平極化也是要被用到的。,水平極化,波束寬度,15,峰值,- 3dB點(diǎn),- 3dB點(diǎn),旁瓣,主瓣,天線方向圖2.4G室外高增益全向天線,全向天線,增益:11dBi 工作在2.4G頻段 用于地廣人稀地區(qū)的大范圍覆蓋,水平方向圖,垂直方向圖,天線方向圖2.4G室外高增益定向天線,面板型定向天線,增益:11dBi 工作在2.4G頻段 適用于高密度接入覆蓋,水平方向圖,垂直方向圖,無線傳輸?shù)母蓴_因素 多徑干擾,Direct Signal,Reflected Signals,PC Card,Access