1、無線基礎技術無線基礎技術學習完本課程，您應該能夠：學習完本課程，您應該能夠：l 無線網(wǎng)絡定義？l Wi-Fi聯(lián)盟組織l 802.11相關協(xié)議l 802.11N基礎知識l 無線網(wǎng)絡安全協(xié)議l 天線基礎知識l 以太網(wǎng)供電標準POE曾開明曾開明/ken無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡 無線個人網(wǎng)無線個人網(wǎng) ( (WPAN) )Wireless Personal Area NetworkIEEE 802.15.1 Bluetooth主要用于個人信息化設備的無線網(wǎng)絡連接，目前發(fā)展的主流技術是藍牙 無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng) (WLAN)Wireless Local Area NetworkIEEE802.11a/b/

2、g主要用于一個局域物理區(qū)域內信息設備的無線網(wǎng)絡連接 無線廣域網(wǎng)無線廣域網(wǎng) ( (WWAN) )Wireless Wide Area NetworkGSM / GPRS /CDMA /UMTS/3G主要用于廣域范圍內信息設備的無線網(wǎng)絡連接NETGEAR公司目前在無線網(wǎng)絡領域主要專注在無線局域網(wǎng)絡，是無線局域網(wǎng)全球的領先公司目前在無線網(wǎng)絡領域主要專注在無線局域網(wǎng)絡，是無線局域網(wǎng)全球的領先廠商。廠商。什么是無線局域網(wǎng)什么是無線局域網(wǎng) 無線接入點WG302無線USB適配器WG111PCI網(wǎng)卡WG311PC卡WG511 CF卡MA701InternetVPN 防火墻FVX538無線局域網(wǎng)絡系統(tǒng)（無線局域

3、網(wǎng)絡系統(tǒng)（WLAN)就是使用無線技術就是使用無線技術,通過射頻信號為通信終端設備間提通過射頻信號為通信終端設備間提供與位置無關的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。供與位置無關的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。WLAN在無線網(wǎng)絡中的位置在無線網(wǎng)絡中的位置54Mbps城域城域局域局域廣域廣域802.11無線無線局域網(wǎng)局域網(wǎng)紅外紅外藍牙藍牙9.6Kbps56Kbps 100Kbps2Mpbs11Mbps數(shù)據(jù)速率覆蓋范圍GPRS、CDMA1x 、3G、WLAN在覆蓋范圍、傳輸速率、移動性等方面相互補充在覆蓋范圍、傳輸速率、移動性等方面相互補充 WiMAX 主要是針對城域網(wǎng)范圍的接入覆蓋，將會與主要是針對城域網(wǎng)范圍的接入覆蓋，將會與

4、WLAN融合發(fā)展融合發(fā)展100Mbps802.16無線無線城域網(wǎng)城域網(wǎng)無線局域網(wǎng)絡的組成無線局域網(wǎng)絡的組成 無線路由器無線路由器 (Wireless Router)NAT（地址地址轉換）無線客戶端接入（Access Point） 無線局域網(wǎng)接入點無線局域網(wǎng)接入點(Access Point) 無線客戶端接入（Access Point ） 無線橋接：點對點橋接 ( Point-to-Point )、點對多點的橋接 ( Point-to-Multipoint ) 無線中繼器 ( Wireless Repeater ) 無線局域網(wǎng)客戶端 ( AP Client ) 無線客戶端適配器無線客戶端適配器 (

5、Client Adapter) USB適配器： 基于USB1.1和USB2.0標準，用于連接筆記本電腦或臺式機電腦 PCI卡： 用于連接有PCI插槽的臺式機 PC卡： 分為16-bit 的PCMCIA 和32-bit的CardBus 卡，用于連接筆記本電腦 以太網(wǎng)橋接器：用以連接無PCI槽，無USB口但具有以太網(wǎng)接口的設備 802.11b1999年 2.4GHz 11Mbps 802.11a1999年 5GHz 54Mbps802.11g2003年2.4GHz 54Mbps802.11n 2009年2.4GHz&5GHz 150Mbps，300Mbps，450Mbps，600Mbps802.1

6、1ac預計2012年5GHz450Mbps，900Mbps，1350Mbps速度的提升是移動互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展的技術趨勢速度的提升是移動互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展的技術趨勢網(wǎng)絡因“云”而變： 移動終端的數(shù)量越來越多 移動應用的數(shù)量越來越多 移動應用對帶寬的要求越來越高802.11相關協(xié)議標準概述相關協(xié)議標準概述802.11802.11b802.11a802.11g802.11n標準發(fā)布時間標準發(fā)布時間July 1997Sept 1999Sept 1999June 2003?2009合法頻寬合法頻寬 (美國美國)83.5MHz83.5MHz325MHz83.5MHz83.5MHz頻率范圍頻率范圍 (美國、中國美國、

7、中國) 2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz5.150-5.350GHz 5.725-5.850GHz2.400-2.483GHz2.400-2.4835GHz5.150-5.350GHz5.725-5.850GHz非重疊信道非重疊信道(美國、中國美國、中國)33133802.11b/g:3 (20MHz)/1 (40MHz)802.11a:13(20MHz)/6(40MHz)調制技術調制技術FHSSDSSSDSSSCCKOFDMCCKOFDMDSSS/OFDM單載頻數(shù)據(jù)速率單載頻數(shù)據(jù)速率1, 25.5, 116, 9, 12, 18,24, 36, 48, 546, 9,

8、 12, 18,24, 36, 48, 54 6.5-144.44Mbps(20MHz)13.5-300Mbps(40MHz)Max UDP Throughput(1500 byte)1.7 Mbps7.1 Mbps30.9 Mbps30.9 Mbps200MbpsMax TCP/IP Throughput (1500 byte)1.6 Mbps5.9 Mbps24.4 Mbps24.4 Mbps150Mbps802.11擴展協(xié)議擴展協(xié)議 Wi-Fi 最新技術點WMM Wi-Fi Multimedia（ Wi-Fi 多媒體） 802.11e QoS 協(xié)議子集WPA2 由WPA升級而來，用于被批

9、準的802.11i 安全協(xié)議l. 2004年9月開始認證WEP 被認為是已被Wi-Fi 要淘汰的安全協(xié)議IEEE描述描述狀態(tài)狀態(tài)802.11i安全安全: WiFi 批準批準 - WPA2, 增加了基于硬增加了基于硬件的件的AES加密加密 2005年年6月批準月批準,Netgear產品都已支持產品都已支持802.11e數(shù)據(jù)，語音，視頻的服務質量（數(shù)據(jù)，語音，視頻的服務質量（QoS）標準標準.已批準，估計在已批準，估計在 2005，Netgear某些產某些產品上已支持。品上已支持。802.11s網(wǎng)狀網(wǎng)絡（網(wǎng)狀網(wǎng)絡（Mesh Networking）第一個草案制定于第一個草案制定于2005年年5月月,

10、 2007年年4月月,將推出將推出v2.0版草案版草案IEEE 802.11b 標準標準 采用直接序列(Direct Sequence)擴頻技術(DSSS) 工作在2.4G2.4835 GHz頻段，可提供三個互不重疊的Channel 訪問速度可高達11Mbps (1、2、5.5、11M) 距離范圍約為100米 是目前市場上最為常見的無線局域網(wǎng)技術2.4222.4322.4422.4522.4622.4722.4842.4122.4172.4272.4372.4472.4572.467234517891061112131z1 MHz1 GHzAudioFrequenciesShort-Wave

11、RadioAM Broad-castFM BroadcastTelevision TelecommunicationsPCSExtremely LowVery LowMediumLowHighVery HighUltra HighInfraredVisible LightUltra VioletX-raysCosmic RaysGamma RaysMicrowave2.4 GHz. ISM (Industrial Scientific, Medical) Band1 THzIEEE 802.11b 標準標準IEEE 802.11b 標準標準IEEE 802.11b 標準標準什么是什么是 MIM

12、O?MIMO 是 Multiple In Multiple Out的首字母縮寫多個數(shù)據(jù)流同時通過無線方式（ 20 Mhz 信道）進行發(fā)送和接收。MIMO (Multiple-In, Multiple-Out), 交替的使用智能天線。MIMO是一個很廣的概念，它是用來描述在無線網(wǎng)環(huán)境下使用多根天線，高級信號處理技術，在多個路徑，多障礙物的環(huán)境中提高傳輸性能的技術The BeamFlex Video54智能天線定相系統(tǒng) ,組合了 動態(tài)，多元素陣列和專業(yè)的處理技術，能持續(xù)的在 任意時間判斷最佳的天線組合。802.11n關鍵技術關鍵技術MIMO利用多天線傳輸將串行映射為并行各天線獨立處理自主運行各天線

13、用各自的調制方式發(fā)送電波各天線用各自的解調方式接收電波802.11n關鍵技術關鍵技術OFDM（正交頻分復用）技術（正交頻分復用）技術802.11n關鍵技術關鍵技術40MHz綁定技術綁定技術 40MHz綁定技術 對于無線技術，提高所用頻譜的寬度，可以最為直接地提高吞吐。就好比是馬路變寬了，車輛的通行能力自然提高。傳統(tǒng)802.11a/g使用的頻寬是20MHz，而802.11n支持將相鄰兩個頻寬綁定為40MHz來使用，所以可以最直接地提高吞吐。需要注意的是：對于一條空間流，并不是僅僅將吞吐從72.2 Mbps提高到144.4(即72.22 )Mbps。對于20MHz頻寬，為了減少相鄰信道的干擾，在其

14、兩側預留了一小部分的帶寬邊界。而通過40MHz綁定技術，這些預留的帶寬也可以用來通訊，可以將子載體從104(522)提高到108。按照72.2*2*108/104進行計算，所得到的吞吐能力達到了150Mbps。802.11n速率表速率表MCSMCS空間流數(shù)空間流數(shù)調制方式調制方式碼率碼率帶寬（帶寬（20MHz20MHz）帶寬（帶寬（40MHz40MHz）GI=800nsGI=800nsGI=400nsGI=400nsGI=800nsGI=800nsGI=400nsGI=400ns0 01 1BPSKBPSK1/21/26.56.57.27.213.513.515151 11 1QPSKQPSK

15、1/21/2131314.414.4272730302 21 1QPSKQPSK3/43/419.519.521.721.740.540.545453 31 116-QAM16-QAM1/21/2262628.928.9545460604 41 116-QAM16-QAM3/43/4393943.343.3818190905 51 164-QAM64-QAM2/32/3525257.857.81081081201206 61 164-QAM64-QAM3/43/458.558.56565121.5121.51351357 71 164-QAM64-QAM5/65/6656572.272.213

16、51351501508 82 2BPSKBPSK1/21/2131314.414.4272730309 92 2QPSKQPSK1/21/2262628.928.95454606010102 2QPSKQPSK3/43/4393943.343.38181909011112 216-QAM16-QAM1/21/2525257.857.810810812012012122 216-QAM16-QAM3/43/4787886.786.716216218018013132 264-QAM64-QAM2/32/3104104115.6115.621621624024014142 264-QAM64-QA

17、M3/43/411711713013024324327027015152 264-QAM64-QAM5/65/6130130144.4144.427027030030023233 364-QAM64-QAM5/65/6195195216.7216.740540545045031314 464-QAM64-QAM5/65/6260260288.9288.9540540600600無線網(wǎng)絡安全八大主流技術無線網(wǎng)絡安全八大主流技術 隱藏SSIDSSID，即Service Set Identifier的簡稱，讓無線客戶端對不同無線網(wǎng)絡的識別，該參數(shù)在設備缺省設定中是被AP廣播出去的，客戶端只有收到這個

18、參數(shù)或者手動設定與AP相同的SSID才能連接到無線網(wǎng)絡。 MAC地址過濾顧名思義，這種方式就是通過對AP的設定，將指定的無線網(wǎng)卡的物理地址(MAC地址)輸入到AP中。而AP對收到的每個數(shù)據(jù)包都會做出判斷，只有符合設定標準的才能被轉發(fā)，否則將會被丟棄。 WEP加密WEP是Wired Equivalent Privacy的簡稱，所有經(jīng)過WIFI認證的設備都支持該安全協(xié)定。采用64位或128位加密密鑰的RC4加密算法，保證傳輸數(shù)據(jù)不會以明文方式被截獲。 WPAWPA即Wi-Fi protected access的簡稱，下一代無線規(guī)格802.11i之前的過渡方案，也是該標準內的一小部分。WPA率先使用

19、802.11i中的加密技術-TKIP (Temporal Key Integrity Protocol)，這項技術可大幅解決802.11原先使用WEP所隱藏的安全問題。無線網(wǎng)絡安全八大主流技術無線網(wǎng)絡安全八大主流技術Cont. WPA2（ WPA2-PSK ）WPA2與WPA向后兼容，支持更高級的AES加密，能夠更好地解決無線網(wǎng)絡的安全問題。由于部分AP和大多數(shù)移動客戶端不支持此協(xié)議，盡管微軟已經(jīng)提供最新的WPA2補丁，但是仍需要對客戶端逐一部署。該方法適用于企業(yè)、政府及SOHO用戶。 802.11iIEEE正在開發(fā)的新一代的無線規(guī)格，致力于徹底解決無線網(wǎng)絡的安全問題，草案中包含加密技術AES

20、(Advanced Encryption Standard)與TKIP，以及認證協(xié)議IEEE802.1x。 AP隔離類似于有線網(wǎng)絡的VLAN（虛擬局域網(wǎng)），將所有的無線客戶端設備完全隔離，使之只能訪問AP連接的固定網(wǎng)絡。該方法用于對酒店和機場等公共熱點Hot Spot的架設，讓接入的無線客戶端保持隔離，提供安全的Internet接入。 802.1x協(xié)議802.1x協(xié)議由IEEE定義，用于以太網(wǎng)和無線局域網(wǎng)中的端口訪問與控制。802.1x引入了PPP協(xié)議定義的擴展認證協(xié)議EAP。作為擴展認證協(xié)議，EAP可以采用MD5，一次性口令，智能卡，公共密鑰等等更多的認證機制，從而提供更高級別的安全。在用戶

21、認證方面，802.1x的客戶端認證請求也可以由外部的Radius服務器進行認證。NETGEAR 企業(yè)級訪問點企業(yè)級訪問點AP均已支持上述八種安全技術。均已支持上述八種安全技術。無線漫游技術無線漫游技術l二層漫游 在同一個子網(wǎng)內的AP間漫游l三層漫游 在不同子網(wǎng)內的AP間漫游VLAN1IP:1.0.0.1VLAN1APAPVLAN1STA移動二層漫游VLAN1IP:1.0.0.1VLAN1APAPVLAN2STA移動三層漫游L2網(wǎng)絡網(wǎng)絡L3網(wǎng)絡網(wǎng)絡無線客戶端漫游無線客戶端漫游天線基礎知識天線基礎知識 為何要使用天線？ 更廣的覆蓋距離 更強的信號強度&更好的質量 在嚴酷的天氣中，提供更好的質量 用

22、戶詢問的主要解決方案 室內信號 & 多層住房：全向天線 室外定向 (點點) 室內定向 室外全向 (點多點 -熱點, 公共區(qū)域)10.5 dBi 13.5 dBi 14.5dBi 18.5dBi (ideal for long range, pt-to-pt.) 全向 定向 反射天線, 塊狀天線（patch）, 拋物線柵格天線, 盤狀天線 功率輸出 dBi 分貝, 指的是各向同性無線輻射(天線增益), dBm 分貝, 指的是毫瓦,(AP的發(fā)射功率使用單位) mW -毫瓦天線基礎知識天線基礎知識定向天線定向天線&偶極天線偶極天線 全方位定向 = 偶極天線 最常用的, 設計簡單 “環(huán)形” 覆蓋 天線

23、增益越大，模式效果越好 各個輻射的能量相同 應用 在大范圍內允許用戶訪問AP 用于點到多點連接 定向天線 能量聚集在錐形區(qū)域, aka beam 應用 放置在建筑物的角落，減少傳輸損失 建筑物內 對角線傳輸室外天線安裝注意事項室外天線安裝注意事項天線垂直于地面安裝擺放,饋線連接口在底部.天線的前方障礙物最小化.室外 在建筑物屋頂上的支桿或外墻上固定天線,提供一個最好的可視傳輸環(huán)境.兩棟建筑間 天線可在建筑物間,彼此面對面的放置在干凈的窗口后面(沒有金屬柵欄)當使用室外天線,接地線纜是必需的,但需要另外購買.室內 天線放置在墻上或支桿上,距離地面2米或更高處面向覆蓋區(qū)域.PoE 概述概述 Pow

24、er over Ethernet能夠給予基于標準5類以太網(wǎng)線的供電. IEEE 802.3af 標準. 益處 節(jié)省成本 簡單化 靈活性 可靠性 安全電源 可控制/管理 設備安全性 增強的應用VoIP PhoneWLAN Access PointNetwork Security DevicePoE EnabledLAN Switch10110111011011PowerEthernetCablePowerPowerIEEE 802.3af 標準概述標準概述PoE設備電源 (PSE)輸出: 350mA持續(xù), 44Vdc to 57Vdc.PoE設備電源(PSE)持續(xù)平均輸出功率: 15.4W mi

25、n受電設備(PD)允許消耗功率: 12.95W max.15.4W (min)44-57VDC12.95W (max)37-57VDCTxRx12364578RxTx12364578Data PairData PairSpare PairSpare Pair PoE 交換機可在任意數(shù)據(jù)線對上供給交換機可在任意數(shù)據(jù)線對上供給電源電源: 1/2 (-), 3/6 (+) or spare pairs: 4/5 (+), 7/8 (-).RJ45RJ45IEEE 802.3af 的好處的好處步驟1: 線路偵測(Line Detection)Line Detection)偵測是安全的線路將優(yōu)先供電確保連接的是有效的受電設備(PD)25 K特征 電阻的偵測,可確認一個受電設備(PD)是否正確;步驟2: (分類)Classification 最大電源功耗偵測. 供電設備(PSE)包括 15.5-20.5 Vdc, limited to 100 mA, for a period of 10 to 75 ms 通過受電設備(PD)依據(jù)確定消耗電流(mA)來做出響應, 標識它的電源級別.步驟4: 運行(Operation) 正常運行期間提供穩(wěn)定的44-57VDC的電源；電源最大15.4W步驟3: 啟動(Start-up) 漸進的啟動從低電壓向完全電壓容量增加(44-57 Volts) 一