无线网络基础技术概述

漫游是从一个原AP移动到新AP重新关联的过程 在空间传输里，重新关联酷似一个关联 – 不同点是客户端将要发送一个已经存在关联的BSSID
Reassociation request
无线局域网技术要点
A
802.11系列标准
B
主要指标
C
工作过程
D
无线网络安全
数据加密机制
• 3种无线数据加密机制
服务集标识符SSID
用于在逻辑上分离WLAN
SSID: market SSID: development
SSID的薄弱环节
SSID不是一种安全性机制 在Beacons中抑制SSID广 播不能防止攻击者的攻击 抑制SSID广播可能会降低 Wi-Fi功能
AP1
AP2
SSID: development
0dBm=1mw 10dBm=10mW 20dBm=100mW 减去 3dB， 17dBm=50mW 再减去 3dB 14dBm=25mW
(dBm) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
mW 1 1.25 1.56 2 2.5 3.12 4 5 6.25 8 10
(dBm) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
信号穿透损耗经验值
• 2.4GHz电磁波对于各种建筑材质的穿透损耗的经验值如下： – 水泥墙: 15 ~24 dB – 红砖墙: 13 ~18 dB – 防盗门: 12~18 dB – 空心砌块砖墙: 6 ~ 10 dB – 简易石膏板墙: 3 ~ 5 dB – 玻璃,玻璃窗: 3~5dB – 木门: 3~5 dB • 在衡量墙壁等对于AP信号的穿透损耗时，需考虑AP信号入射角度： 一面0.5米厚的墙壁，当AP信号和覆盖区域之间直线连接呈45度角 入射时，相当于1米厚的墙壁。所以要获取更好的接受效果应尽量 使AP信号能够垂直的穿过（90度角）墙壁或天花板。
无线局域网技术要点
A
802.11系列标准
B
主要指标
C
工作过程
D
无线局域网安全
WLAN 如何工作
• Beacons
– 同步 – Channel information – SSID – TIM – 支持的速率
• 被动扫描 • 主动扫描
SSID：XXX
漫游
SSID
Reassociation response
10Kbps--2Mbps HSDPA:14Mbps Very Long 移动电话、蜂窝数据
传输速率 覆盖范围 应用模型
< 1Mbps Short 设备对设备 对等网络
802.11a/b/g:11 to 54 Mbps 802.11n: 300Mbp 100m 企业、校园、小区 网络
无线局域网技术要点
5.5 Mbps 2 Mbps 1 Mbps
2 Mbps
1 Mbps
范围
802.11g
• 工作在 2.4 GHz ISM 波段 • 数据速率为 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, and 54 Mbps
– 也支持向下的速率 1, 2, 5.5, and 11 Mbps
• 使用 Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM正交频分复用) 调制技术，达到更高的数据速 率 • 向下兼容 802.11b 设备 • 和802.11b一样，同样只有3个不重叠信道
A
802.11系列标准
B
主要指标
C
工作过程
D
无线局域网安全
WLAN简介
WLAN（Wireless Local Area Networks）的概念 以射频无线电波代替有线局域网中的全部或部分传输媒介，使用 相应的数据传输技术，构成了无线局域网。 无线数据通信不仅可以作为有线数据通信的补充和延伸，而且还 可以与现有有线网络环境互为备份。 WLAN主要特点 工作在ISM（Industry、Science、Machine）免费公开频段，我国规 定在2.4~2.4835G和5.725~5.85G两个频段 优点：免费使用、无需许可证 缺点：2.4GHz频段很拥挤，无绳电话、微波炉、科研仪器、工业或 医疗设备的干扰 发射功率：国家无委规定<20dBm（100mW） 环境要求：LOS（Line-of-Sight） 干扰情况：DSSS技术最大限度降低相互干扰
Wi-Fi认证和WECA组织
Wi-Fi（Wireless Fidelity ）认证
基于802.11系列标准的无线产品认证 Wi-Fi证书由WECA发放 厂商设备Wi-Fi标志是WECA注册的商标
WECA（无线以太网兼容性联盟）
1999年8月组建 到目前为止会员已增加到300多个 全球已有370个产品获得了Wi-Fi认证 核心工作是测试和认证 全权委托一个独立的第三方安捷伦科技公司ICL互操作性认证实验室 来测试所有会员公司的产品
灵动天线 传统天线
“X”型天线阵列：24面多角度阵列天线，高达224 =1677万
种方向角度，信号覆盖质量全面超越传统天线
32 |
AP530-I支持802.11ac 单radio最大1300Mbps
AP330-I支持802.11n 单radio最大450Mbps
802.11b
• 提供 11Mbps 传输速率
– 扩展的 Direct Sequencing Spread Spectrum (DSSS) – 用标准的 Complementary Keying (CCK) 调制 – 1, 2, 5.5 & 11Mbps 数据速率
• 工作在 2.4GHz 不需许可的 “Industrial Scientific & Medical” (ISM) 波段 • 支持 13 信道
Wi-Fi Protected Access (WPA)
• • • • WEP与802.11i之间的过渡 802.1x WPA Personal (WPA-PSK) 用当前AP的硬件
802.11i / WPA-2
2004.7批准 取代了MIC用CCMP 取代了RC4用AES 加密算法(FIPS 197) 需要硬件支持
mW 12.5 16 20 25 32 40 50 64 80 100
(dBm) 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
mW 128 160 200 256 320 400 512 640 800 1 watt
以上所有数值均以0dBm为基准点计算得到 对于任何一个数值增加 3dB，功率值为原来的两倍 对于任何一个数值减去 3dB，功率值为原来的1/2 对于任何一个数值增加 10dB，功率值为原来的10倍 简单的加减法运算可根据已有的dBm得出mW值
– WEP-有线对等保密
• 静态WEP • 动态WEP：与802.1x认证方式协同工作 • 64位或128位加密：5位或13位密码
– TKIP-临时密钥完整性协议
• WPA认证 • “802.1x认证”或“预共享密钥”两种工作模式
– AES-高级加密标准
• WPA2认证 • “802.1x认证”或“预共享密钥”两种工作模式
无线产品主要包括
客户端软件
SU认证客户端 SA认证客户端 自适应Portal
无线AP
室内、室外 内置、外置天线 802.11a/b/g/n 802.11ac
供电交换机
千兆PoE 千兆PoE+ 绿色节能
无线AC
最大9000个AP N：1冗余、集群 RIPT
– 3个不重叠信道(1、6、11)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
2.402G hz
22Mhz
2.483G hz
802.11b 数据速率和覆盖范围
此图只是一个理想化的例子. 实际上 ，有很多的因素会影响到无线信号 的好坏。
11 Mbps 5.5 Mbps
11 Mbps
数据 速率
5200
5220
5240
5260
5280
5300
5320
5350
5725
5745
5765
5785
5805
5825
802.11a 数据速率和覆盖 范围
此图只是一个理想化的例子. 实际上 ，有很多的因素会影响到无线信号 的好坏。
54 Mbps
54 Mbps
48 Mbps 36 Mbps 12 Mbps 48 Mbps 36 Mbps 12 Mbps
终端和速度都已不再是WLAN发展的瓶颈
BYOD，移动互联网时代的全新体验
带上你自己的移动终端，去工作、学习、娱乐 无处不在的WLAN，感受便捷，享受生活
4 |
未来，近在咫尺
2015年，全球移动数据流 量将增加26倍
2015年，视频流量将占 到80%以上
2015年，互联网
AP320-I支持802.11n 单radio最大300Mbps
管理与应用系统
有线无线统一管理 终端准入 认证计费
终端安全
28 |
无线接入
有线承载
集中控制
运营管理
29 |
方向计算单元
高达24面天线
“X”型天线阵列
颠覆所有人对天线的印象——X-sense灵动天线
30 |
方向计算单元：X-sense能根据终端的位置和信号质量动态调
整定向波束方向或增益，真正做到让信号随你而动
31 |
会议室A
85% 50%
100%
80%
办公室A
灵动天线传统天线
灵动天线 传统天线
AP
办公室B
80% 40% 100% 90%
会议室C
灵动天线 传统天线
无线能级的表示 方法
dB—分贝，测量值与基础值的比率
dBm—与mW比较的比率 （0dBm=1mW） dBi—与各向同性天线比较的比率
dBd —与极天线比较的比率
mW与dBm的换算关系
dB=10 lg mW
举例： 10lg(100mw/1mw) =10lg100 =10*2 =20dBm 3dB计算过程
802.11g 数据速率和覆盖 范围
802.11g 有和802.11b一样的覆盖范围 ，但是它有更高的速率.
54 Mbps 48 Mbps 36 Mbps 12 Mbps
54 Mbps
数据 速率
48 Mbps 36 Mbps 12 Mbps
范围
802.11a
• 提供到54Mbps 吞吐量
– 用Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM正交频分复用) – 数据速率为6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 & 54Mbps
50%的流量
通过WLAN
Source: ABI Research, 2012
WLAN将成为移动互联网时代最佳的接入方式
5 |
WWAN
CDMA1x, EVDO (2.5G, 3G)，GSM/GPRS, EDGE,LTE
WMAN
WiMAX（802.16E） WiMAX（802.16D）
无线网络基础技术概述
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移动终端和技术的飞速演进
1997年 802.11 2 Mbps
1999年 802.11b
2001年 802.11a/g
2009年 802.11n 600 Mbps
2013年 802.11ac 超千兆性能
11 Mbps
54 Mbps
3 |
• 工作在无需许可的5GHz “Unlicensed National Information Infrastructure” (U-NNI) 波段
– 支持12个信道 – 所有的信道都是不重叠的
30MHz
Low Band
Middle Band
30MHz
20MHz
High Band
20MHz
5150
5180
WLAN Mesh
802.11b/g/a/n Bluetooth
WLAN
WPAN
WLAN Wi-Fi WMAN Wi-Fi WiMAX16.e 11 to 54 Mbps WiMAX 16.e: 15Mbps 100m-5Km 宽带接入 WWAN
PAN 协议标准 Bluetooth
GSM, GPRS, CDMA, 1xRTT, 3G/HSDPA
数据 速率
覆盖范围
无线局域网技术要点
A
802.11系列标准
B
主要指标
C
工作过程
D
无线局域网安全
工程中的信道分配
Channel 1 Channel 11 Channel 6 Channel 11 Channel 6
Channel 6
Channel 1
Channel 11
Channel 1
Channel 11