无线局域网WIFI基础知识概述
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2000 2004 2008 2012
简单接入、低带 宽
技术演进时间
更高带宽：802.11a/g速率达到54Mbps，802.11n可达600Mbps（采用MIMO技术，目前处 于草案2.0版本）。
更广覆盖范围：从802.11a/g的100m到802.11n的500~1000m。
更强的障碍物穿透能力：可以使用于多堵墙壁的商务住宅、复杂房间结构的写字楼等环境中。
泛应用于办公室、家庭、宾馆、车站、机场等众多场合，但是由于许多WLAN新
标准的出现，IEEE 802.11a和IEEE 802.11g更是倍受业界关注。
WLAN标准- 802.11a
1999年，IEEE 802.11a标准制定完成，该标准规定WLAN工作频段在5.7255.850 GHz，数据传输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo), 传输距离控制在 10-100米。该标准也是IEEE 802.11的一个补充，扩充了标准的物理层，采用 正交频分复用（OFDM）的独特扩频技术。 IEEE 802.11a标准是IEEE 802.11b的后续标准，其设计初衷是取代802.11b标 准，然而，工作于2.4GHz频带是不需要执照的，该频段属于工业、教育、医
802.11i
自主管理
WAPI
小规模网络
轻量级管理
大规模网络
WLAN频谱
WLAN可以工作在2.4GHz频段，也可以工作在5.8G频段。 2.4GHz为各国共同的ISM频段，工作频率范围为2400 ~ 2483.5 MHz。此频段为共用频 段，公众无线局域网与其它无线接入系统、蓝牙技术设备、点对点或点对多点扩频通信 系统等共用频率。 开放的2.4GHz ISM频段上无绳电话，微波基站，蓝牙网络设备等的干扰，影响WLAN网 络设备之间的信号传输。
WLAN的频谱
ISM (Industrial Scientific Medical) 频段
WLAN频谱
WLAN的频谱
6 802.11b和802.11g的工作频段在 2.4GHz，其可用带宽为83.5MHz，划 分为13个信道，每个信道带宽为 22MHz 。 中国移动规定使用1、6、11三个互不 干扰的信道进行蜂窝覆盖。 11 1 6 11 1 6 11 1
802.11b
2.4GHZ
NA
11Mbps
5Mbps左右
早期的标准，目 前产品均支持
802.11g
2.4GHZ
兼容802.11b
54Mbps
22Mbps左右
目前大规模商用
802.11n
2.4GHz 5GHZ
兼容 802.11a/b/ g
300Mbps — 600Mbps
80~220Mbps 左右
目前最新商用标 准（MIMO技术）
WLAN频谱-无需授权使用的无线频率
2.4GHz
American, most of Europe Japan
2.4GHz 83.5MHz BW Available worldwide IEEE802.11 WLANs 5.1GHz 300MHz BW discontinuous Developing
5.25~5.35G
5.728~5.825 G
h
20M/C h 20M/C h
5
5
54Mbps
WLAN频谱-频率规划—2.4G信道划分
信道标识 1 2 3 4 5 6 7 中心频率（MHz） 2412 2417 2422 2427 2432 2437 2442 北美 √ √ √ √ √ √ √ 欧洲 √ √ √ √ √ √ √ 西班牙 法国 日本 中国 √ √ √ √ √ √ √
Spain
2400 2440 France 2480
2500
5.1GHz
U-NII Japan* Europe HiperLAN1 5200 5300 Europe HiperLAN2* 5700 5800 U-NII
5100
5400
5500
5600
5900
U-NII: Unlicensed National Information Infrastructure *Frequency Allocations are pending
WLAN工作原理
WLAN的特点
WLAN网络采用载波监听/冲突避免（CSMA/CA）机制，多人同时使用网络性 能会大幅下降。
与GSM的时分多址复用方式和TD的时分/码分多址复用方式不同，WLAN系统 采用载波监听/冲突避免机制，用户间采用抢占方式占用资源。 在同一冲突域内存在多个用户时，某一时刻只有一个终端或AP在发送数据，此 时其他终端和AP均处于空闲监听状态。 （工作原理类似于HUB）
8
9 10 11 12 13 14
2447
2452 2457 2462 2467 2472 2484
√
√ √ √
√
√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
√
√ √ √ √ √
注： 日本采用2.471GHz~2.497GHz，不在13信道内。 中国、北美选择1、6、11信道作为非重叠信道； 欧洲选择1、7、13信道作为非重叠信道；
技术公开课—无线局域网概述
第一章：WLAN的基础知识 第二章：WLAN的设备介绍
第三章：WLAN的组网介绍
第一章：WLAN的基础知识
无线局域网主要技术
蓝牙(Bluetooth)技术是一种短距的无线通讯技术，工作在2.4 GHz
ISM频段，其面向移动设备间的小范围连接，通过统一的短距离无
线链路，在各种数字设备间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话 音以及数据通信
家庭射频（HomeRF）技术是无绳电话技术（数字式增强型无绳电
话或者简称为DECT：Digital Enhanced Cordless Telephone）和 无线局域网（WLAN）技术相互融合发展的产物，工作于2.4GHz
ISM频段，采用数字跳频扩频技术
无线局域网主要技术
1990年IEEE 802标准化委员会成立IEEE 802.11无线局域网标准工
WLAN标准- 802.11n-MIMO
WLAN频谱-频率规划—5G信道划分
信道编号Nch 36 频段GHz 中心频率MHz 5180 5.15~5.25 UNII低频段6 60 64 149 153 157 161
5200
5220 5240 5260
√
√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
WLAN在无线网络中的位置
移动性
高速车辆
4G
3G WLAN
WLAN定位于慢速移动的无线 接入技术
室外
步行
静止
2.5G
步行
室内 静止/桌面
UWB WiMAX
0.1Mbps 1Mbps 10Mbps 100Mbps 400Mbps
数据速率
GPRS、CDMA1x 等无线方式无法满足对带宽需求较高的用户需求(GPRS拨号速率仅为 54Kbps，CDMA1x速率为144Kbps，3G速率也仅为2Mbps) ，WiMAX 主要是针对城域网范 围的接入覆盖。
作组，主要研究工作在2.4 GHz开放频段的无线设备和网络发展的
全球标准。1997年6月，提出IEEE 802.11(别名：Wi-Fi，wireless fidelity，无线保真)标准。
目前802.11X技术主要有：802.11a/b/g/n。
？？
大家经常说Wi-Fi，那么Wi-Fi和 WLAN有什么关系？
WLAN技术发展演进
系统性能
第三代WLAN（智能WLAN，与WiMax/3G融合）:11n 多射频模块，高带宽和广覆盖范围，与WiMax/3G 融 合，Mesh组网，更高安全
趋势
第二代WLAN（适合家庭、热点接入）: 11a /11g 双射频模块2.4/5.8Ghz，54Mbps，Qos，WPA2.0安全 高带宽、广覆盖， 智能化 第一代WLAN：11 b 单射频模块2.4Ghz接入，11Mbps, WEP加密
疗等专用频段，是公开的；而工作于5.725-5.850 GHz频带需要执照的。而
且IEEE802.11a卡片价格昂贵也大大的限制了该技术的发展一些公司更加看好 当时最新混合标准――IEEE802.11g。
WLAN标准- 802.11g
802.11a与802.11b两个标准都存在着缺陷，802.11b的优势在于价格低廉,但 速率较低（最高11Mbps）；而802.11a优势在于传输速率快（最高54Mbps） 且受干扰少，但价格相对较高。 目前最流行的IEEE 802.11g认证标准,该标准提出拥有IEEE 802.11a的传输速 率，安全性较IEEE 802.11b好，采用2种调制方式，含802.11a中采用的 OFDM与IEEE802.11b中采用的CCK，做到与802.11a和802.11b兼容。 IEEE802.11g标准的诞生到流行，无论对用户还是对整个业界都是一个推动， 它将把无线局域网的性能提升到一个新的高度，同时降低构建网络的成本。
WLAN标准- 802.11n
为了实现高带宽、高质量的WLAN服务，使无线局域网达到以太网的性能水平， 802.11n应运而生。 在传输速率方面，802.11n可以将WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的 54Mbps提高到108Mbps，甚至高达600Mbps。这得益于将MIMO(多入多出)与 OFDM(正交频分复用)技术相结合而应用的MIMO OFDM技术，这个技术不但提高了 无线传输质量，也使传输速率得到极大提升。 在覆盖范围方面，802.11n采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，可 以动态调整波束，保证让WLAN用户接收到稳定的信号，并可以减少其它信号的干扰。 因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里，使WLAN移动性极大提高。
WLAN标准- 802.11b
1999年9月IEEE 802.11b被正式批准，该标准规定WLAN工作频段在2.4-
2.4835 GHz，数据传输速率达到11Mbps, 传输距离控制在50-150英尺。该标
准是对IEEE 802.11的一个补充，采用补偿编码键控调制方式，采用点对点模式 和基本模式两种运作模式，在数据传输速率方面可以根据实际情况在11 Mbps、 5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps等不同速率间自动切换，它改变 了WLAN设计状 况，扩大了WLAN的应用领域。 IEEE 802.11b已成为主流的WLAN标准，被多数厂商所采用，所推出的产品广
Page 12
WLAN频谱-频率及信道划分
PHY标准 频段 中心频 载波数 载波调制 数字调制 备注信息
率间距
802.11b 2.4~2.4835G 5M/Ch 14 DSSS BPSK 1Mbps QPSK 2Mbps CCK 802.11g 2.4~2.4835G 5M/Ch 14 DSSS OFDM PBCC 22Mbps 64QAM 54Mbps 802.11a 5.15~5.25G 20M/C 5 OFDM BPSK-64QAM 5.5/11M DSSS:直接序列扩 频技术 OFDM:正交频率 划分多路复用的多 载波调制 CCK:补码键控 PBCC:调制分组二 进制卷积码
WLAN技术发展趋势
WLAN标准的演进有如下四条主线： 速率提升：802.11（2Mbps） 802.11b（11Mbps） 802.11g/a（54Mbps） 802.11n（320Mbps） 安全提升：WEP WPA WPA2 802.11i
应用优化：包含一系列针对应用的标准：802.11e（QoS）、802.11r（快速漫游）、
802.11f（无缝漫游）、802.11h（自动频率选择和发送功率控制）等 AP管理：自主管理集中管理
WLAN技术发展趋势
802.11s
AP 模式
Infrastructure
大范围热区覆盖
小范围室内覆盖
802.11b
802.11a/g 802.11n
WLAN
11Mbps
安全
54Mbps
WEP
300Mbps
5.25~5.35 UNII中频段
5280 5300 5320 5745
5.725~5.825 UNII高频段
5765 5785 5805
165
~5.850
5825
√
WLAN标准- 802.11a/b/g/n标准对比
使用频段 802.11a 5GHZ 兼容性 NA 理论速率 54Mbps 实测速率 22Mbps左右 商用情况 实际运用较少
简单接入、低带 宽
技术演进时间
更高带宽：802.11a/g速率达到54Mbps，802.11n可达600Mbps（采用MIMO技术，目前处 于草案2.0版本）。
更广覆盖范围：从802.11a/g的100m到802.11n的500~1000m。
更强的障碍物穿透能力：可以使用于多堵墙壁的商务住宅、复杂房间结构的写字楼等环境中。
泛应用于办公室、家庭、宾馆、车站、机场等众多场合，但是由于许多WLAN新
标准的出现，IEEE 802.11a和IEEE 802.11g更是倍受业界关注。
WLAN标准- 802.11a
1999年，IEEE 802.11a标准制定完成，该标准规定WLAN工作频段在5.7255.850 GHz，数据传输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo), 传输距离控制在 10-100米。该标准也是IEEE 802.11的一个补充，扩充了标准的物理层，采用 正交频分复用（OFDM）的独特扩频技术。 IEEE 802.11a标准是IEEE 802.11b的后续标准，其设计初衷是取代802.11b标 准，然而，工作于2.4GHz频带是不需要执照的，该频段属于工业、教育、医
802.11i
自主管理
WAPI
小规模网络
轻量级管理
大规模网络
WLAN频谱
WLAN可以工作在2.4GHz频段，也可以工作在5.8G频段。 2.4GHz为各国共同的ISM频段，工作频率范围为2400 ~ 2483.5 MHz。此频段为共用频 段，公众无线局域网与其它无线接入系统、蓝牙技术设备、点对点或点对多点扩频通信 系统等共用频率。 开放的2.4GHz ISM频段上无绳电话，微波基站，蓝牙网络设备等的干扰，影响WLAN网 络设备之间的信号传输。
WLAN的频谱
ISM (Industrial Scientific Medical) 频段
WLAN频谱
WLAN的频谱
6 802.11b和802.11g的工作频段在 2.4GHz，其可用带宽为83.5MHz，划 分为13个信道，每个信道带宽为 22MHz 。 中国移动规定使用1、6、11三个互不 干扰的信道进行蜂窝覆盖。 11 1 6 11 1 6 11 1
802.11b
2.4GHZ
NA
11Mbps
5Mbps左右
早期的标准，目 前产品均支持
802.11g
2.4GHZ
兼容802.11b
54Mbps
22Mbps左右
目前大规模商用
802.11n
2.4GHz 5GHZ
兼容 802.11a/b/ g
300Mbps — 600Mbps
80~220Mbps 左右
目前最新商用标 准（MIMO技术）
WLAN频谱-无需授权使用的无线频率
2.4GHz
American, most of Europe Japan
2.4GHz 83.5MHz BW Available worldwide IEEE802.11 WLANs 5.1GHz 300MHz BW discontinuous Developing
5.25~5.35G
5.728~5.825 G
h
20M/C h 20M/C h
5
5
54Mbps
WLAN频谱-频率规划—2.4G信道划分
信道标识 1 2 3 4 5 6 7 中心频率（MHz） 2412 2417 2422 2427 2432 2437 2442 北美 √ √ √ √ √ √ √ 欧洲 √ √ √ √ √ √ √ 西班牙 法国 日本 中国 √ √ √ √ √ √ √
Spain
2400 2440 France 2480
2500
5.1GHz
U-NII Japan* Europe HiperLAN1 5200 5300 Europe HiperLAN2* 5700 5800 U-NII
5100
5400
5500
5600
5900
U-NII: Unlicensed National Information Infrastructure *Frequency Allocations are pending
WLAN工作原理
WLAN的特点
WLAN网络采用载波监听/冲突避免（CSMA/CA）机制，多人同时使用网络性 能会大幅下降。
与GSM的时分多址复用方式和TD的时分/码分多址复用方式不同，WLAN系统 采用载波监听/冲突避免机制，用户间采用抢占方式占用资源。 在同一冲突域内存在多个用户时，某一时刻只有一个终端或AP在发送数据，此 时其他终端和AP均处于空闲监听状态。 （工作原理类似于HUB）
8
9 10 11 12 13 14
2447
2452 2457 2462 2467 2472 2484
√
√ √ √
√
√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
√
√ √ √ √ √
注： 日本采用2.471GHz~2.497GHz，不在13信道内。 中国、北美选择1、6、11信道作为非重叠信道； 欧洲选择1、7、13信道作为非重叠信道；
技术公开课—无线局域网概述
第一章：WLAN的基础知识 第二章：WLAN的设备介绍
第三章：WLAN的组网介绍
第一章：WLAN的基础知识
无线局域网主要技术
蓝牙(Bluetooth)技术是一种短距的无线通讯技术，工作在2.4 GHz
ISM频段，其面向移动设备间的小范围连接，通过统一的短距离无
线链路，在各种数字设备间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话 音以及数据通信
家庭射频（HomeRF）技术是无绳电话技术（数字式增强型无绳电
话或者简称为DECT：Digital Enhanced Cordless Telephone）和 无线局域网（WLAN）技术相互融合发展的产物，工作于2.4GHz
ISM频段，采用数字跳频扩频技术
无线局域网主要技术
1990年IEEE 802标准化委员会成立IEEE 802.11无线局域网标准工
WLAN标准- 802.11n-MIMO
WLAN频谱-频率规划—5G信道划分
信道编号Nch 36 频段GHz 中心频率MHz 5180 5.15~5.25 UNII低频段6 60 64 149 153 157 161
5200
5220 5240 5260
√
√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
WLAN在无线网络中的位置
移动性
高速车辆
4G
3G WLAN
WLAN定位于慢速移动的无线 接入技术
室外
步行
静止
2.5G
步行
室内 静止/桌面
UWB WiMAX
0.1Mbps 1Mbps 10Mbps 100Mbps 400Mbps
数据速率
GPRS、CDMA1x 等无线方式无法满足对带宽需求较高的用户需求(GPRS拨号速率仅为 54Kbps，CDMA1x速率为144Kbps，3G速率也仅为2Mbps) ，WiMAX 主要是针对城域网范 围的接入覆盖。
作组，主要研究工作在2.4 GHz开放频段的无线设备和网络发展的
全球标准。1997年6月，提出IEEE 802.11(别名：Wi-Fi，wireless fidelity，无线保真)标准。
目前802.11X技术主要有：802.11a/b/g/n。
？？
大家经常说Wi-Fi，那么Wi-Fi和 WLAN有什么关系？
WLAN技术发展演进
系统性能
第三代WLAN（智能WLAN，与WiMax/3G融合）:11n 多射频模块，高带宽和广覆盖范围，与WiMax/3G 融 合，Mesh组网，更高安全
趋势
第二代WLAN（适合家庭、热点接入）: 11a /11g 双射频模块2.4/5.8Ghz，54Mbps，Qos，WPA2.0安全 高带宽、广覆盖， 智能化 第一代WLAN：11 b 单射频模块2.4Ghz接入，11Mbps, WEP加密
疗等专用频段，是公开的；而工作于5.725-5.850 GHz频带需要执照的。而
且IEEE802.11a卡片价格昂贵也大大的限制了该技术的发展一些公司更加看好 当时最新混合标准――IEEE802.11g。
WLAN标准- 802.11g
802.11a与802.11b两个标准都存在着缺陷，802.11b的优势在于价格低廉,但 速率较低（最高11Mbps）；而802.11a优势在于传输速率快（最高54Mbps） 且受干扰少，但价格相对较高。 目前最流行的IEEE 802.11g认证标准,该标准提出拥有IEEE 802.11a的传输速 率，安全性较IEEE 802.11b好，采用2种调制方式，含802.11a中采用的 OFDM与IEEE802.11b中采用的CCK，做到与802.11a和802.11b兼容。 IEEE802.11g标准的诞生到流行，无论对用户还是对整个业界都是一个推动， 它将把无线局域网的性能提升到一个新的高度，同时降低构建网络的成本。
WLAN标准- 802.11n
为了实现高带宽、高质量的WLAN服务，使无线局域网达到以太网的性能水平， 802.11n应运而生。 在传输速率方面，802.11n可以将WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的 54Mbps提高到108Mbps，甚至高达600Mbps。这得益于将MIMO(多入多出)与 OFDM(正交频分复用)技术相结合而应用的MIMO OFDM技术，这个技术不但提高了 无线传输质量，也使传输速率得到极大提升。 在覆盖范围方面，802.11n采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，可 以动态调整波束，保证让WLAN用户接收到稳定的信号，并可以减少其它信号的干扰。 因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里，使WLAN移动性极大提高。
WLAN标准- 802.11b
1999年9月IEEE 802.11b被正式批准，该标准规定WLAN工作频段在2.4-
2.4835 GHz，数据传输速率达到11Mbps, 传输距离控制在50-150英尺。该标
准是对IEEE 802.11的一个补充，采用补偿编码键控调制方式，采用点对点模式 和基本模式两种运作模式，在数据传输速率方面可以根据实际情况在11 Mbps、 5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps等不同速率间自动切换，它改变 了WLAN设计状 况，扩大了WLAN的应用领域。 IEEE 802.11b已成为主流的WLAN标准，被多数厂商所采用，所推出的产品广
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WLAN频谱-频率及信道划分
PHY标准 频段 中心频 载波数 载波调制 数字调制 备注信息
率间距
802.11b 2.4~2.4835G 5M/Ch 14 DSSS BPSK 1Mbps QPSK 2Mbps CCK 802.11g 2.4~2.4835G 5M/Ch 14 DSSS OFDM PBCC 22Mbps 64QAM 54Mbps 802.11a 5.15~5.25G 20M/C 5 OFDM BPSK-64QAM 5.5/11M DSSS:直接序列扩 频技术 OFDM:正交频率 划分多路复用的多 载波调制 CCK:补码键控 PBCC:调制分组二 进制卷积码
WLAN技术发展趋势
WLAN标准的演进有如下四条主线： 速率提升：802.11（2Mbps） 802.11b（11Mbps） 802.11g/a（54Mbps） 802.11n（320Mbps） 安全提升：WEP WPA WPA2 802.11i
应用优化：包含一系列针对应用的标准：802.11e（QoS）、802.11r（快速漫游）、
802.11f（无缝漫游）、802.11h（自动频率选择和发送功率控制）等 AP管理：自主管理集中管理
WLAN技术发展趋势
802.11s
AP 模式
Infrastructure
大范围热区覆盖
小范围室内覆盖
802.11b
802.11a/g 802.11n
WLAN
11Mbps
安全
54Mbps
WEP
300Mbps
5.25~5.35 UNII中频段
5280 5300 5320 5745
5.725~5.825 UNII高频段
5765 5785 5805
165
~5.850
5825
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WLAN标准- 802.11a/b/g/n标准对比
使用频段 802.11a 5GHZ 兼容性 NA 理论速率 54Mbps 实测速率 22Mbps左右 商用情况 实际运用较少