无线局域网(WLAN)概述与标准.ppt

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1、无线局域网无线局域网 (WLAN)概述和标准概述和标准无线局域网的兴起无线局域网的兴起q进入21世纪，随着社会的进步和经济的迅速发 展，社会教育体系正向网络化、信息化方向全 面发展。q计算机、通讯等信息技术的发展使人们对网络 使用的便捷性等要求日益提高。q近年来兴起的无线网络技术为信息化的构 建提供了一个新的技术平台。什么是无线局域网？什么是无线局域网？ 无线局域网无线局域网WLAN(wireless local area network)是计算机网络与无线通信技术是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它利用射频相结合的产物，它利用射频(Radio Frequency， RF) 技术。它以无

2、线多址技术。它以无线多址信道作为传输媒介，利用电磁波完成数信道作为传输媒介，利用电磁波完成数据交互，实现传统有线局域网的功能。据交互，实现传统有线局域网的功能。n无线局域网是固定局域网的一种延伸。无线局域网是固定局域网的一种延伸。n没有线缆限制的网络连接。没有线缆限制的网络连接。n对用户来说是完全透明的，与有线局域网一样对用户来说是完全透明的，与有线局域网一样n达到达到“信息随身化、便利走天下信息随身化、便利走天下”的理想境界的理想境界什么是无线局域网？什么是无线局域网？Access PointAir interfaceWLAN Card频率管理机构频率管理机构 n美国的频率管理机构是联邦通信

3、委员会美国的频率管理机构是联邦通信委员会（Federal Communications Commision，FCC）。这个组织主要负）。这个组织主要负责调节美国国内和国际间的广播、电视、责调节美国国内和国际间的广播、电视、有线和卫星通信等。制定无线局域网必有线和卫星通信等。制定无线局域网必须遵循的法律，它规定无线局域网使用须遵循的法律，它规定无线局域网使用的频率和功率，传输技术以及如何在不的频率和功率，传输技术以及如何在不同的场合使用不同的无线局域网产品。同的场合使用不同的无线局域网产品。 频率管理机构频率管理机构 n 我国的频率管理机构是国家无线电管理局我国的频率管理机构是国家无线电管理局（

4、State Radio Regulatory Commision，SRRC）。）。SRRC 隶属与国家信息产业部的一个部隶属与国家信息产业部的一个部门。信息产业部是主管全国电子信息产品制造业、门。信息产业部是主管全国电子信息产品制造业、通信业和软件业，推进国民经济和社会服务信息化通信业和软件业，推进国民经济和社会服务信息化的国务院组成部门。其主要职责是：制定无线电频的国务院组成部门。其主要职责是：制定无线电频谱规划，合理开发利用频谱资源；负责无线电频率谱规划，合理开发利用频谱资源；负责无线电频率资源的指配和管理；负责无线电台（站）管理和无资源的指配和管理；负责无线电台（站）管理和无线电监测，协

5、调处理电磁干扰事宜，维护空中电波线电监测，协调处理电磁干扰事宜，维护空中电波秩序；依法组织实施无线电管制；负责卫星轨道位秩序；依法组织实施无线电管制；负责卫星轨道位置协调；根据授权参加有关国际无线电会议，负责置协调；根据授权参加有关国际无线电会议，负责涉外无线电管理工作。涉外无线电管理工作。 先认识先认识 Wi-Fi 认证认证n Wi-Fi是无线保真的缩写。是无线保真的缩写。Wi-Fi的的英文全称为英文全称为“Wireless Fidelity”，在无，在无线局域网的范畴是指线局域网的范畴是指“无线相容性认证无线相容性认证”，实质上是一种商业认证。就目前的情况来实质上是一种商业认证。就目前的情

6、况来看，看，Wi-Fi已被公认为已被公认为WLAN的代名词。但的代名词。但要注意的是，这二者之间有着根本的差异：要注意的是，这二者之间有着根本的差异：Wi-Fi是一种无线局域网产品的认证标准；是一种无线局域网产品的认证标准；而而WLAN标准则是无线局域网的技术标准，标准则是无线局域网的技术标准，二者都保持着同步更新的状态。二者都保持着同步更新的状态。 WLAN标准标准n目前国际上有三大标准家族目前国际上有三大标准家族n美国美国IEEE 802.11家族家族n欧洲欧洲ETSI 高性能局域网高性能局域网HIPERLAN系列系列n日本日本ARIB 移动多媒体接入通信移动多媒体接入通信MMACn其它类

7、似标准：美国其它类似标准：美国HomeRF 共享无线接入协议共享无线接入协议 SWAPn2003年年1月，由于月，由于Intel等公司的退出，该组织已经解散等公司的退出，该组织已经解散n2003年年5月，两项月，两项 WLAN 中国标准已正式颁布。这两项国家中国标准已正式颁布。这两项国家标准在原则采用标准在原则采用IEEE 802.11/802.11b系列标准前提下，在充系列标准前提下，在充分考虑和兼顾分考虑和兼顾WLAN产品互连互通的基础上，针对产品互连互通的基础上，针对WLAN的安的安全问题，给出了技术解决方案和规范要求。全问题，给出了技术解决方案和规范要求。nIEEE 802.11系列标

8、准是系列标准是WLAN的主流标准！的主流标准！IEEE802.11 n 在在1997年，经过了年，经过了7年的工作以年的工作以后，后，IEEE发布了发布了802.11协议，这也协议，这也是在无线局域网领域内的第一个国际是在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议，上被认可的协议，1999年又进行了年又进行了修订。其他无线局域网标准都是以该修订。其他无线局域网标准都是以该标准为基础的。标准为基础的。IEEE802.11定义了定义了物理层和介质访问控制层（物理层和介质访问控制层（MAC）协）协议规范，允许无线局域网及无线设备议规范，允许无线局域网及无线设备制造厂商建立互操作网络设备。制造厂商建立

9、互操作网络设备。 IEEE 802.11工作方式 n802.11定义了两种类型的设备，一定义了两种类型的设备，一种是无线工作站，通常是通过一台种是无线工作站，通常是通过一台PC机器加上一块无线网络接口卡构机器加上一块无线网络接口卡构成的，另一个称为无线接入点成的，另一个称为无线接入点(Access Point, AP)，它的作用是提，它的作用是提供无线和有线网络之间的桥接。接入供无线和有线网络之间的桥接。接入点就像是无线网络的一个无线基站，点就像是无线网络的一个无线基站，将多个无线工作站聚合到有线的网络将多个无线工作站聚合到有线的网络上。上。 IEEE 802.11物理层物理层 n 在在802

10、.11最初定义的三个物理层包括了两个扩最初定义的三个物理层包括了两个扩展频谱技术和一个红外传播规范，无线传输的频道定义展频谱技术和一个红外传播规范，无线传输的频道定义在在2.4GHz的的ISM波段内，这个频段，在各个国家无线波段内，这个频段，在各个国家无线管理机构中，都是非注册使用频段。这样，使用管理机构中，都是非注册使用频段。这样，使用802.11的客户端设备就不需要任何无线许可。扩展频的客户端设备就不需要任何无线许可。扩展频谱技术保证了谱技术保证了802.11的设备在这个频段上的可用性和的设备在这个频段上的可用性和可靠的吞吐量，这项技术还可以保证同其他使用同一频可靠的吞吐量，这项技术还可以

11、保证同其他使用同一频段的设备不互相影响。段的设备不互相影响。802.11无线标准定义的传输速无线标准定义的传输速率是率是1Mbps和和2Mbps，可以使用跳频序列扩频技术，可以使用跳频序列扩频技术 (frequency hopping spread spectrum，FHSS)和和直接序列扩频技术直接序列扩频技术 (direct sequence spread spectrum，DSSS)， IEEE 802.11数据链路层 n该层是该层是0SI模型的第二层，通用的标模型的第二层，通用的标准将该层分离为两个子层。准将该层分离为两个子层。n介质访问控制层（介质访问控制层（Media Access

12、 Control，NAC），该层设置的准则只），该层设置的准则只有在网络上每个设备传送信息时才涉及有在网络上每个设备传送信息时才涉及到。到。n逻辑链路控制层（逻辑链路控制层（Logical Link Control ，LLC）该层提供各设备之间）该层提供各设备之间初始初始(逻辑链路逻辑链路)的连接。的连接。IEEE 802.11数据链路层（2） n在在802.11中对中对802.3标准中的标准中的CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，CSMA/CD) （冲突的（冲突的检测）进行了一些调整，采用了新的检测）进

13、行了一些调整，采用了新的协议协议CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，CSMA/CA)（碰撞防（碰撞防止止 ）。 IEEEE802.11标准为一系列无线局域网标准的发展奠定了最为重要的基础。nIEEE802.11标准在数据传输速率上没有什么优势标准在数据传输速率上没有什么优势（仅有（仅有12Mbps），且价格又不菲，因此最初的），且价格又不菲，因此最初的IIEE802.11标准在市场中的反响并不大。标准在市场中的反响并不大。nIEEEE802.11标准为后相继出现的一系列无线局域标准为后相继出现的一系列无线

14、局域网标准的发展奠定了最为重要的基础。网标准的发展奠定了最为重要的基础。1999年年9月月工作组又对工作组又对IEEE802.11标准做了修正和扩展，除标准做了修正和扩展，除原原IEEE802.11的内容之外，增加了基于简单网络的内容之外，增加了基于简单网络管理协议（管理协议（SNMP）的管理信息库（）的管理信息库（MIB），另外），另外还增加高速网络内容，就是经常提到的还增加高速网络内容，就是经常提到的IEEE802.11a和和IEEE802.11b。通用标准的发展和无线局域网传输速率的提高都起到市场催化剂作用，无线局域网市场已进入快速发展的阶段。 IEEE802.11b 1999年年9月正

15、式通过的月正式通过的IEEE802.11b标准是标准是IEEE802.11协议标准的扩展。它可以支持最高协议标准的扩展。它可以支持最高11Mbps的数据速率，运行在的数据速率，运行在2.4GHz的的ISM频段上频段上，采用的调，采用的调制技术是制技术是CCK。但是随着用户不断增长的对数据速率。但是随着用户不断增长的对数据速率的要求，的要求，CCK调制方式就不再是一种合适的方法了。调制方式就不再是一种合适的方法了。因为对于直接序列扩频技术来说，为了取得较高的数因为对于直接序列扩频技术来说，为了取得较高的数据速率，并达到扩频的目的，选取的码片的速率就要据速率，并达到扩频的目的，选取的码片的速率就要

16、更高，这对于现有的码片来说比较困难；对于接收端更高，这对于现有的码片来说比较困难；对于接收端的的RAKE接收机来说，在高速数据速率的情况下，为接收机来说，在高速数据速率的情况下，为了达到良好的时间分集效果，要求了达到良好的时间分集效果，要求RAKE接收机有更接收机有更复杂的结构，在硬件上不易实现复杂的结构，在硬件上不易实现。 802.11b 信道定义信道定义- 2.4G频率频率IEEE802.11a IEEE802.11a工作工作5GHz频段上频段上，使用，使用OFDM调制技术可支持调制技术可支持54Mbps的传输速率。的传输速率。802.11a与与802.11b两个标准都存在着各自的优缺两个标准都存在着各自的优缺点，点，802.11b的优势在于价格低廉的优势在于价格低廉,但速率较低但速率较低（最高（最高11Mbps）；而）；而802.11a优势在于传输速率优势在于传输速率快（最高快（最高54Mbps）且受干扰少，但价格相对较）且受干扰少，但价格相对较高。另外，高。另外，11a与与11b工作在不同的频段上工作在不同的频段上,不能不能工作在同一工作在同一AP的网络里，因此的网络里，因此1