第二章 WLAN基本原理
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2.4GHz频段特点
共分为14个频道，但是中国、美国有效频道为11个，而欧洲 有效频道为13个，日本有效频道为14个 每个频道都有一个中心频率，每个信道宽度22MHz 中心频率与中心频率之间相差5MHz
1、6、11频道互不干扰 2、7、12频道互不干扰
3、8、13频道互不干扰
WPAN Personal Area Connectivity ＜5-10meters
Page5
无线网络的分类-无线局域网络
WLAN(Wireless Local Area Network)，使用频段：2.4GHZ和 5GHZ 能量消耗大 支持多用户，设计更加灵活 主要技术：802.11a/b/g/n
政府有相关的法令对发射功率进行严格的限制，因此通过政
府相关部门认证过的无线设备对人体是无害的
Page29
目 录
2. WLAN 技术简介和网络结构
2.1 WLAN频段介绍及其应用 2.2 WLAN网络元素和组网模式
Page3
目 录
1. WLAN基础知识
1.1 WLAN的基本概念和分类 1.2 WLAN发展趋势和技术演进
Page4
无线网络的分类-个人无线网络
WPAN(Wireless Personal Area Network)，提供个人区域无 线的连接，一般是点对点连接和小型网络的连接 特点：易用、低费用、便携等 主要技术：蓝牙技术，工作在2.4GHZ频段
54Mbps
22Mbps左右
目前大规模商用
802.11n
2.4GHz 5GHZ
兼容 802.11a/b/g
300Mbps
80~220Mbps左 右
只有标准草案， 未来的商用标准
Page28
WLAN产品对人体的电磁辐射是安全的
很多的研究已经证明，WLAN产品可以在家庭及商业中使用， 而且对人体不会造成危害 典型的WLAN产品，如AP（Access Point，接入点），输出功 率为100mw，对于网卡来说，通常只有10mw至50mw。相比较来 说，手机的发射功率在通话时可以超过1W，而无线对讲机甚 至可以达到5W
1.1 WLAN的基本概念和分类 1.2 WLAN发展趋势和技术演进
Page14
系统性能
WLAN技术发展演进
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
WPAN Personal Area Connectivity ＜5-10meters
WLAN Local Area WMAN Metro Area Connectivity Connectivity ＜100meters ＞100meters
WWAN Wide Area Connectivity ＞100meters
Page15
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
WLAN
802.11b 11Mbps
安全 自主管理 小规模网络
802.11a/g 54Mbps WEP
802.11n 300Mbps 802.11i WAPI
轻量级管理 大规模网络
Page16
WLAN的区域及其承载的业务愈来愈多，甚至是连接有线宽带
和3G网络的一座桥梁。
Page1
培训目标
学习完本课程，您应该能够：
了解WLAN的基础知识 了解WLAN不同的网络拓扑 了解“胖”AP及“瘦”AP的区别 了解WLAN典型组网方式
Page2
目 录
1. WLAN 基本概念和发展趋势 2. WLAN 技术简介和网络结构 3. WLAN典型组网方式及应用 4. 天线原理概述
161 149
Page27
802.11a/b/g/n标准
协议 802.11a 使用频段 5GHZ NA 兼容性 理论速率 54Mbps 实测速率 22Mbps左右 商用情况 实际运用较少
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
应用广泛
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目 录
1. WLAN 基本概念和发展趋势 2. WLAN 技术简介和网络结构 3. WLAN典型组网方式及应用 4. 天线原理概述
Page18
目 录
2. WLAN 技术简介和网络结构
2.1 WLAN频段介绍及其应用 2.2 WLAN网络元素和组网模式
Page19
WLAN频段
Page26
5G 802.11b/g蜂窝式无线覆盖
中国频段中，可提供4个互不干扰的信道（149、153、157、 161）用来无线信号覆盖
适当调整发射功率，避免跨区域同频干扰
蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率重复使用
157
149 149
161
153 149 157 153
161
157 149
157
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2.4G 802.11b/g蜂窝式无线覆盖
6 11
11 6
任意相邻区域使用无频率交叉的频 道，如：1、6、11频道 适当调整发射功率，避免跨区域 同频干扰 蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率 重复使用
1
11 6 1 11 1
1
6 11
6
Page24
5GHz频段特点
5GHz有23个互不干扰的信道，各个国家对5G频段的使用也是 有差别的 每信道占用20MHz频带带宽 提供6、9、12、18、24、36、48、54Mbps数据传输速率 采用OFDM调制方式
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WLAN在无线网络中的位置
移动性
高速车辆
4G?
2.5G
WLAN定位于慢速移动 的无线接入技术
室外
步行
3G
WLAN
UWB
WiMAX
数据速率
静止
步行
室内 静止/桌面
0Байду номын сангаас1Mbps
1Mbps
10Mbps
100Mbps
300Mbps
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，
4、9、14频道互不干扰
Page22
2.4G 802.11b/g工作频段划分图
2.417 2.427 2.437 2.447 2.457 2.467
5
10
4
3 2 1
2.412
2.422 2.432
9
8 7 6
2.442 2.452
14 13 12 11
2.462 2.472 2.484
22M 由上图可知，某信道的信号传送时会与相邻的多个信道产生重叠，若在同一个 空间建立多个BSS/IBSS时，要让它们所用的信道不会互相重叠而产生干扰。在同一 个空间最多只能使用1、6、11这三个信道，若选用其他信道，最多只能有2个互不 干扰的信道。
WPAN Personal Area Connectivity ＜5-10meters
WLAN Local Area WMAN Metro Area Connectivity Connectivity ＜100meters ＞100meters
Page7
无线网络的分类-无线广域网络
WWAN(Wireless Wide Area Network)，主要是运营商用于无 线覆盖 带宽小，基于时长或者流量来收费 主要技术：2G/3G
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
U-NII
5.1GHz
U-NII Japan* Europe HiperLAN1
Europe HiperLAN2* 5300 5400 5500 5600 5700 5800 5900
5100
5200
U-NII: Unlicensed National Information Infrastructure *Frequency Allocations are pending
第二章 WLAN基本原理
Copyright © 2012 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
前 言
无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它 利用射频（RF）技术，取代旧式的双绞线构成局域网络，提 供传统有线局域网的所有功能。无线网络所需的基础设施不 需再埋在地下或隐藏在墙里，并且可以随需移动或变化。 随着技术进步和用户需求的提升，WLAN已经不再是一个简单 的局域网概念了，已经成为无线宽带接入的有效手段，使用
写字楼
候机厅
风景区
咖啡店
Page11
为什么要使用WLAN网络（续）
无线让网络建设更经济，通信更便利
终端与设备之间不 方便通过线缆连接
地理环境不适合 布设有线网络
Page12
为什么要使用WLAN网络（续）
无线让工作更高效
体育场馆新闻中心
展馆与证券大厅
制造车间
物流运输
Page13
目 录
1. WLAN基础知识
2.4GHz Americas, most of Europe, China
Japan
Spain
2400 2440 France 2480 2500
2.4GHz 83.5MHz BW Available worldwide IEEE802.11 b/g/n 5.1GHz 300MHz BW discontinuous Developing IEEE802.11 a/n
WLAN的技术优势
可靠性高 成本低 组网灵活 可低速移动 带宽提供能力强 安装方便
抗射频干扰性能强，可提供可靠的 无线传输 使用无线局域网可以节省线缆安装 费用 由于没有线缆的限制，用户可以随心 所欲地增加、重新配置工作站 用户在任何时间、任何地点访问网络 数据，并能在网络中实现漫游 无线局域网可实现300Mbps(802.11n) 数据传输速率 安装工作非常简单，无需布线或开挖 沟槽，大大缩短网络施工时间 家庭、企业、校园、无线城域网
移动化
无线、高带宽、低成本
？？ 大家经常说Wi-Fi， 那么Wi-Fi和WLAN 有什么关系？
Wi-Fi＝采用802.11技术的WLAN
2.5G/3G
WLAN
Modem
ADSL/LAN
宽带化
xDSL、LAN等有线方式无法满足，希望摆脱线缆束缚的用户需求
Page10
为什么要使用WLAN网络
无线让网络使用更自由
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
Page9
WLAN的基本概念
WLAN (Wireless Local Area Network
无线局域网是计算机网络与无线通信技术
相结合的产物。它以无线多址信道作为传 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
Page25
5G 802.11b/g工作频段划分图
5.15 GHz 5.25 GHz 5.35 GHz 5.470 GHz 5.725 GHz 5.825 GHz
UNII-1
UNII-2
UNII-2e
UNII-3
36 40 44 48
52 56 60
64
100 104
……
136 140
149 153 157 161
ISM：工业 （Industrial） 、科学 （Scientific）与医疗 （Medical）之缩写， 中国的ISM频段有：433.05-434.79 MHz、 2400-2483.5 MHz 、 5725-5850 MHz
使用此频段只需登记注册而无需付费
Page20
无需授权使用的无线频率(ISM)
WLAN Local Area Connectivity ＜100meters
WPAN Personal Area Connectivity ＜5-10meters
Page6
无线网络的分类-无线城域网络
WMAN(Wireless Metro Area Network)，主要用于骨干连接和 用户覆盖 一般使用的频段需要申请，公用的频段也可以，但是有干扰 主要技术：WiMax（802.16）
2.4GHz频段特点
共分为14个频道，但是中国、美国有效频道为11个，而欧洲 有效频道为13个，日本有效频道为14个 每个频道都有一个中心频率，每个信道宽度22MHz 中心频率与中心频率之间相差5MHz
1、6、11频道互不干扰 2、7、12频道互不干扰
3、8、13频道互不干扰
WPAN Personal Area Connectivity ＜5-10meters
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无线网络的分类-无线局域网络
WLAN(Wireless Local Area Network)，使用频段：2.4GHZ和 5GHZ 能量消耗大 支持多用户，设计更加灵活 主要技术：802.11a/b/g/n
政府有相关的法令对发射功率进行严格的限制，因此通过政
府相关部门认证过的无线设备对人体是无害的
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2. WLAN 技术简介和网络结构
2.1 WLAN频段介绍及其应用 2.2 WLAN网络元素和组网模式
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1. WLAN基础知识
1.1 WLAN的基本概念和分类 1.2 WLAN发展趋势和技术演进
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无线网络的分类-个人无线网络
WPAN(Wireless Personal Area Network)，提供个人区域无 线的连接，一般是点对点连接和小型网络的连接 特点：易用、低费用、便携等 主要技术：蓝牙技术，工作在2.4GHZ频段
54Mbps
22Mbps左右
目前大规模商用
802.11n
2.4GHz 5GHZ
兼容 802.11a/b/g
300Mbps
80~220Mbps左 右
只有标准草案， 未来的商用标准
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WLAN产品对人体的电磁辐射是安全的
很多的研究已经证明，WLAN产品可以在家庭及商业中使用， 而且对人体不会造成危害 典型的WLAN产品，如AP（Access Point，接入点），输出功 率为100mw，对于网卡来说，通常只有10mw至50mw。相比较来 说，手机的发射功率在通话时可以超过1W，而无线对讲机甚 至可以达到5W
1.1 WLAN的基本概念和分类 1.2 WLAN发展趋势和技术演进
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系统性能
WLAN技术发展演进
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
WPAN Personal Area Connectivity ＜5-10meters
WLAN Local Area WMAN Metro Area Connectivity Connectivity ＜100meters ＞100meters
WWAN Wide Area Connectivity ＞100meters
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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
WLAN
802.11b 11Mbps
安全 自主管理 小规模网络
802.11a/g 54Mbps WEP
802.11n 300Mbps 802.11i WAPI
轻量级管理 大规模网络
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WLAN的区域及其承载的业务愈来愈多，甚至是连接有线宽带
和3G网络的一座桥梁。
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培训目标
学习完本课程，您应该能够：
了解WLAN的基础知识 了解WLAN不同的网络拓扑 了解“胖”AP及“瘦”AP的区别 了解WLAN典型组网方式
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1. WLAN 基本概念和发展趋势 2. WLAN 技术简介和网络结构 3. WLAN典型组网方式及应用 4. 天线原理概述
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802.11a/b/g/n标准
协议 802.11a 使用频段 5GHZ NA 兼容性 理论速率 54Mbps 实测速率 22Mbps左右 商用情况 实际运用较少
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
应用广泛
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1. WLAN 基本概念和发展趋势 2. WLAN 技术简介和网络结构 3. WLAN典型组网方式及应用 4. 天线原理概述
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2. WLAN 技术简介和网络结构
2.1 WLAN频段介绍及其应用 2.2 WLAN网络元素和组网模式
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WLAN频段
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5G 802.11b/g蜂窝式无线覆盖
中国频段中，可提供4个互不干扰的信道（149、153、157、 161）用来无线信号覆盖
适当调整发射功率，避免跨区域同频干扰
蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率重复使用
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153 149 157 153
161
157 149
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2.4G 802.11b/g蜂窝式无线覆盖
6 11
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任意相邻区域使用无频率交叉的频 道，如：1、6、11频道 适当调整发射功率，避免跨区域 同频干扰 蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率 重复使用
1
11 6 1 11 1
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5GHz频段特点
5GHz有23个互不干扰的信道，各个国家对5G频段的使用也是 有差别的 每信道占用20MHz频带带宽 提供6、9、12、18、24、36、48、54Mbps数据传输速率 采用OFDM调制方式
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WLAN在无线网络中的位置
移动性
高速车辆
4G?
2.5G
WLAN定位于慢速移动 的无线接入技术
室外
步行
3G
WLAN
UWB
WiMAX
数据速率
静止
步行
室内 静止/桌面
0Байду номын сангаас1Mbps
1Mbps
10Mbps
100Mbps
300Mbps
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，
4、9、14频道互不干扰
Page22
2.4G 802.11b/g工作频段划分图
2.417 2.427 2.437 2.447 2.457 2.467
5
10
4
3 2 1
2.412
2.422 2.432
9
8 7 6
2.442 2.452
14 13 12 11
2.462 2.472 2.484
22M 由上图可知，某信道的信号传送时会与相邻的多个信道产生重叠，若在同一个 空间建立多个BSS/IBSS时，要让它们所用的信道不会互相重叠而产生干扰。在同一 个空间最多只能使用1、6、11这三个信道，若选用其他信道，最多只能有2个互不 干扰的信道。
WPAN Personal Area Connectivity ＜5-10meters
WLAN Local Area WMAN Metro Area Connectivity Connectivity ＜100meters ＞100meters
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无线网络的分类-无线广域网络
WWAN(Wireless Wide Area Network)，主要是运营商用于无 线覆盖 带宽小，基于时长或者流量来收费 主要技术：2G/3G
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
U-NII
5.1GHz
U-NII Japan* Europe HiperLAN1
Europe HiperLAN2* 5300 5400 5500 5600 5700 5800 5900
5100
5200
U-NII: Unlicensed National Information Infrastructure *Frequency Allocations are pending
第二章 WLAN基本原理
Copyright © 2012 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
前 言
无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它 利用射频（RF）技术，取代旧式的双绞线构成局域网络，提 供传统有线局域网的所有功能。无线网络所需的基础设施不 需再埋在地下或隐藏在墙里，并且可以随需移动或变化。 随着技术进步和用户需求的提升，WLAN已经不再是一个简单 的局域网概念了，已经成为无线宽带接入的有效手段，使用
写字楼
候机厅
风景区
咖啡店
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为什么要使用WLAN网络（续）
无线让网络建设更经济，通信更便利
终端与设备之间不 方便通过线缆连接
地理环境不适合 布设有线网络
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为什么要使用WLAN网络（续）
无线让工作更高效
体育场馆新闻中心
展馆与证券大厅
制造车间
物流运输
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1. WLAN基础知识
2.4GHz Americas, most of Europe, China
Japan
Spain
2400 2440 France 2480 2500
2.4GHz 83.5MHz BW Available worldwide IEEE802.11 b/g/n 5.1GHz 300MHz BW discontinuous Developing IEEE802.11 a/n
WLAN的技术优势
可靠性高 成本低 组网灵活 可低速移动 带宽提供能力强 安装方便
抗射频干扰性能强，可提供可靠的 无线传输 使用无线局域网可以节省线缆安装 费用 由于没有线缆的限制，用户可以随心 所欲地增加、重新配置工作站 用户在任何时间、任何地点访问网络 数据，并能在网络中实现漫游 无线局域网可实现300Mbps(802.11n) 数据传输速率 安装工作非常简单，无需布线或开挖 沟槽，大大缩短网络施工时间 家庭、企业、校园、无线城域网
移动化
无线、高带宽、低成本
？？ 大家经常说Wi-Fi， 那么Wi-Fi和WLAN 有什么关系？
Wi-Fi＝采用802.11技术的WLAN
2.5G/3G
WLAN
Modem
ADSL/LAN
宽带化
xDSL、LAN等有线方式无法满足，希望摆脱线缆束缚的用户需求
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为什么要使用WLAN网络
无线让网络使用更自由
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
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WLAN的基本概念
WLAN (Wireless Local Area Network
无线局域网是计算机网络与无线通信技术
相结合的产物。它以无线多址信道作为传 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
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5G 802.11b/g工作频段划分图
5.15 GHz 5.25 GHz 5.35 GHz 5.470 GHz 5.725 GHz 5.825 GHz
UNII-1
UNII-2
UNII-2e
UNII-3
36 40 44 48
52 56 60
64
100 104
……
136 140
149 153 157 161
ISM：工业 （Industrial） 、科学 （Scientific）与医疗 （Medical）之缩写， 中国的ISM频段有：433.05-434.79 MHz、 2400-2483.5 MHz 、 5725-5850 MHz
使用此频段只需登记注册而无需付费
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无需授权使用的无线频率(ISM)
WLAN Local Area Connectivity ＜100meters
WPAN Personal Area Connectivity ＜5-10meters
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无线网络的分类-无线城域网络
WMAN(Wireless Metro Area Network)，主要用于骨干连接和 用户覆盖 一般使用的频段需要申请，公用的频段也可以，但是有干扰 主要技术：WiMax（802.16）