WIFI基础知识培训解析

Basic Rates (Mbps)
1 (default), 2 6, 12, 24(default) 1, 2, 5.5, 11, 6, 12, 24(default) 1, 2 (default), 5.5, 11
Power(功率)

WLAN设备的发射功率，单位mW或dBm dBm为分贝毫瓦，是以1mW相比的对数值
WiFi基础知识培训
2013年12月21日 杨量
WLAN基础

WLAN标准 Channel(信道) Rate(速率) Power(功率) EVM(矢量误差) Sensitivity(接收信号灵敏度) SSID 无线安全 WPS
WLAN电路

11n 1T1R 150Mb/s 11n 2T2R 300Mb/s 54 Mb/s
IEEE 802.11n
2010
IEEE 802.11n
2010
IEEE 802.11g
2003
IEEE 802.11a
1999
22 Mb/s
11 Mb/s
IEEE 802.11b
1999
2 Mb/s 1 Mb/s
IEEE 802.11

不同的AP可以使用相同的SSID（组成了ESS） 最大32个字符，可以是任何字符
多SSID

单独设置的参数


ChinaNet
IPTV
加密方式 SSID名称 接入限制 隐藏SSID
信道 功率 速率 其他物理参数
mgmt

共用的参数


一个物理AP设备上虚拟出多个逻辑AP设备 也叫VAP (Virtual AP)，类似VLAN 便于区分不同用途，方便管理
40M 1T1R
40M 2T2R
Minimum sensitivity (20M channel)
-79 -76 -74 -71 -67 -63 -62 -61
BPSK QPSK QPSK 16-QAM 16-QAM 64-QAM 64-QAM 64-QAM
1/2 1/2 3/4 1/2 3/4 2/3 3/4 5/6
EVM (error vector magnitude，矢量误差) 是衡 量调制信号质量的一种指标，它表示了接收机 对信号进行解调时所产生的I-Q分量与理想分量 的接近程度(接收机有一个最小的内部E V M误 差)。EVM 值越小，信号的质量越高。
IEEE 11g Specifications
Data Rate (Mbps) 6 9 12 18 Relative Constellation Error (dB) 11a -5 -8 -10 -13 Relative Constellation Error (dB) 11g -5 -8 -10 -13
正常关联过程

2种常见的启动WPS协商的方式： PIN和PBC

PIN：在AP上输入站点的PIN码 PBC：2分钟内分别按下AP和站 点上的按钮

可以让站点快速接入
WiFi 产品的一般射频设计框图
今天在这里，我们只讲解与射频电路相关的一些内容， 发送信号时，收发器本身会直接输出小功率的微弱的射 频信号，发送至功率放大器（Power amplifier)进行功率 放大，然后通过收发开关（Transmit/Receive switch)经由 天线（Antenna)辐射至空间、接收信号时，天线会感应 到空间的电磁信号，通过收发开关之后到低噪声放大器 （Low noise amplifier, LNA)进行放大，这样，放大后的 信号就可以直接送给收发器进行处理，进行解调。



dBm = 10 log (Power / 1mW) 1mW = 0dBm, 10mW = 10dBm 100mW=20dBm 每下降3dB，功率减少一半 负的dBm表示功率小于1mW


WLAN发射功率一般不能超过100mW 不同的速率能够使用的最大功率不同 11g和11b的功率是分别调整的
27Mbps 54Mbps 81Mbps 108Mbps 162Mbps 216Mbps 243Mbps 270Mbps
信标(Beacon)

AP每隔一定时间广播一次Beacon帧 处于IBSS模式的站点也会定时广播Beacon帧 Beacon帧包含了很多IE（Information Elements），标示了AP的能力。 站点监听通过AP的Beacon，保持与AP的心跳，或者获知周围AP的情况
•
不同国家能够使用的5GHz频段很不相同，因此802.11a信道更为 零散； 每个信道的带宽是20MHz，而且互不重叠
不同国家的5GHz 信道
信道标识符 34 36 38 40 42 44 46 48 52 56 60 64 100 104 108 112 116 120 124 128 132 136 140 149 153 157 161 频率（单位：MHz） 5170 5180 5190 5200 5210 5220 5230 5240 5260 5280 5300 5320 5500 5520 5540 5560 5580 5600 5620 5640 5660 5680 5700 5745 5765 5785 5805 调整区域 美国 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● EMEA ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 日本 ● ● ● ● 世界其它地区 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●
无线站点接入3步走
Probe Request Probe Response AUTH AUTH Association Request Association Response
Data
1.扫描：获取周围AP的信息(SSID, 加密, 速率)，主动/被动扫描 2.认证：Open或Shared认证
3.关联：成为AP关联的站点
WPS (Wi-Fi Protected Setup)


类似称呼：QSS / SES / AOSS / EZ-SETUP 为了解决无线安全设置比较繁琐、 启动WPS 专业性强的问题 过程

Leabharlann Baidu
启动WPS
WPS协商过程

站点通过WPS协商过程获得AP 当前的无线安全设置(SSID, 安全 模式，密码) 正常接入到BSS
78Mbps 104Mbps
54Mbps
81Mbps 108Mbps
108Mbps
162Mbps 216Mbps
64-QAM
64-QAM
3/4
5/6
-25
-28
58.5Mbps
65Mbps
117Mbps
130Mbps
121.5Mbps
135Mbps
243Mbps
270Mbps
Sensitivity(接收信号灵敏度)
Rate(速率)

基本速率：

所有WLAN设备必须支持 控制帧、广播帧、多播帧采用基本速率发送 是传输速率的一个子集

传输速率：WLAN设备能够支持的所有速率 一般WLAN设备支持自动选择传输速率
Mode Transmit Rates (Mbps)
11b only 11g only 11g wifi 11bg 1, 2, 5.5, 11 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 1, 2, 5.5, 11, 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 1, 2, 5.5, 11, 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54
无线安全：WPA / WPA2



使用WPA与WEP加密进行 WiFi组织基于IEEE802.11i标准提出 Throughput或正常使用， WPA：草案的IEEE802.11i标准 WPA2：正式的IEEE802.11i标准 AP都会运行在11B、11G WPA 模式去； 128bits RC加密算法 Wpa2加密方式会运行在 每个数据帧采用一个密码 TKIP动态密码管理协议 11n模式； WPA2 WEP加密很容易被破解。
1997
2,4 GHz
5 GHz
802.11标准对比

802.11g兼容802.11b; 802.11n兼容802.11b,g,a.
Channel(信道)



无线信道类似于车 道； 无线信道不是独占 的，而是所有同信 道的AP共用的； 相同信道上工作的 AP会降低吞吐量；
2.4GHz 信道分布
SSID

SSID：Service Set ID 区分不同WLAN服务单元的标识（“网络名 字”）

无线是无形，需要标识来表示一个WLAN网络服务 单元

SSID是一个统称，不同的组网方式，SSID有不 同的称呼

ESSID：Extend Sevice Set ID BSSID：Basic Service Set ID（AP的MAC地址） IBSSID：Independent Basic Service Set ID
24
36 48 54
-16
-19 -22 -25
-16
-19 -22 -25
11n 20M/40M带宽速率(Date Rate）
IEEE 11N EVM Specifications
Modulati on Coding BPSK QPSK QPSK Data Rate (R) 1/2 1/2 3/4 Relative Constellat ion error (dB) -5 -10 -13 20M 1T1R 20M 2T2R 40M 1T1R 40M 2T2R



采用AES加密算法 支持128bits,192bits,256bits CCMP密码管理协议 支持缓存密钥和预认证

2种模式

WPA Enterprise：采用802.1x认证（EAP-TLS,EAP-TTLS, PEAP等） WPA Personal：采用PSK（预共享密钥）

WPA和WPA2可以共存，TKIP和CCMP也可以共用
Transceiver（收发器） Balun/Filter/DC block TX EPA、IPA RX RF Switch (射频开关） Crystal、Oscillate（晶体、晶振） Antenna(天线) 无线Throughput的干扰因素 Splitter(功分器)
802.11标准的速率与频段
-79
-77 -74 -70 -66 -65
IEEE 11N sensitivity Specifications
Modulatio n Coding Data Rate (R) 20M 1T1R 20M 2T2R Minimum sensitivity (20M channel)
-82 -79 -77 -74 -70 -66 -65 -64
6.5Mbps 13Mbps 19.5Mbps
13Mbps 26Mbps 39Mbps
13.5Mbps 27Mbps 40.5Mbps
27Mbps 54Mbps 81Mbps
16-QAM
16-QAM 64-QAM
1/2
3/4 2/3
-16
-19 -22
26Mbps
39Mbps 52Mbps
52Mbps
6.5Mbps 13Mbps 19.5Mbps 26Mbps 39Mbps 52Mbps 58.5Mbps 65Mbps
13Mbps 26Mbps 39Mbps 52Mbps 78Mbps 104Mbps 117Mbps 130Mbps
13.5Mbps 27Mbps 40.5Mbps 54Mbps 81Mbps 108Mbps 121.5Mbps 135Mbps
• • •
每个信道的带宽是22MHz，不同国家能够使用的信道是不一样的 只有3个互不重叠的信道：1,6,11 (或者2,7,12…) 1-13信道频率：2412+(n-1)*5 MHz
不同国家的2.4GHz信道
信道标识符 1 2 3 4 频率（单位： MHz） 2412 2417 2422 2427 调整域 美国 ● ● ● ● EMEA ● ● ● ● 日本 ● ● ● ● 世界其它地区 ● ● ● ●
5
6 7 8 9 10 11 12 13 14
2432
2437 2442 2447 2452 2457 2462 2467 2472 2484
●
● ● ● ● ● ● -
●
● ● ● ● ● ● ● ● -
●
● ● ● ● ● ● ● ● ●
●
● ● ● ● ● ● ● ● -
5GHz 信道分布
•


衡量WLAN设备能够接收的最小信号强 度 RSSI：Receive Signal Strength Indicator 不同速率要求的最低接收灵敏度不一样 Data rate (MBps) Minimum sensitivity (dBm)
6 9 -82 -81
12
18 24 36 48 54