无线技术之WiFi技术概论.ppt

Wi-Fi技术概论,物联网关键技术成都无线龙通讯科技有限公司2013-06,无线上网,无线处不在无线网络,无线局域网,无线局域网,Wi-Fi,Wi-Fi：一种流行无线网络技术。Wi-Fi是一种基于IEEE 802.11无线传输的规范，一般的，带有这个标志的产品表明了你可以利用它们方便地组建一个无线局域网。,Wi-Fi发展,IEEE 802.11第一个版本发表于1997年，其中定义了介质访问接入控制层（MAC层）和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式，总数据传输速率设计为2Mbit/s。两个设备之间的通信可以自由直接（ad hoc）的方式进行，也可以在基站（Base Station，BS）或者访问点（Access Point，AP）的协调下进行。1999年加上了两个补充版本：802.11a定义了一个在5GHz ISM频段上的数据传输速率可达54Mbit/s的物理层，802.11b定义了一个在2.4GHz的ISM频段上但数据传输速率高达11Mbit/s的物理层。,Wi-Fi发展,1999年 802.11a定义了一个在ISM频段5GHz上的数据传输速率可达54Mbit/s的物理层，802.11b定义了一个在2.4GHz的ISM频段上但数据传输速率高达11Mbit/s的物理层。2.4GHz的ISM频段为世界上绝大多数国家通用，因此802.11b得到了最为广泛的应用。苹果公司把自己开发的802.11标准起名叫AirPort。1999年工业界成立了Wi-Fi联盟，致力解决符合802.11标准的产品的生产和设备兼容性问题。,Wi-Fi发展,802.11，1997年，原始标准(2Mbit/s 工作在2.4GHz)。802.11a，1999年，物理层补充(54Mbit/s工作在5GHz)。802.11b，1999年，物理层补充(11Mbit/s工作在2.4GHz)。802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层(MAC)桥接(MAC Layer Bridging)。802.11d，根据各国无线电规定做的调整。802.11e，对服务等级(Quality of Service,QS)的支持。802.11f，基站的互连性(Interoperability)。802.11g，物理层补充(54Mbit/s工作在2.4GHz)。802.11h，无线覆盖半径的调整，室内(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz频段)。802.11i，安全和鉴权(Authentification)方面的补充。802.11n，导入多重输入输出(MIMO)技术，基本上是802.11a的延伸版。,Wi-Fi发展,除了上面的IEEE标准，另外有一个被称为IEEE802.11b+的技术，通过PBCC技术(Packet Binary Convolutional Code)在IEEE802.11b(2.4GHz频段)基础上提供22Mbit/s的数据传输速率。但这事实上并不是一个IEEE的公开标准，而是一项产权私有的技术(产权属于美国德州仪器，Texas Instruments)。也有一些被称为802.11g+的技术，在IEEE802.11g的基础上提供108Mbit/s的传输速率，跟802.11b+一样，同样是非标准技术，由无线网络芯片生产商Atheros所提倡的则为SuperG。,Wi-Fi发展,Wi-Fi系统,AccessNetwork,Internet,ISP,Corporate LAN,FirewallVPN,WirelessGateway,AP,Office,Meeting Room,AP,Guest Access,Wi-Fi系统,Wi-Fi 的设置至少需要一个Access Point（ap）和一个或一个以上的client（终端）。AP每100ms将SSID（Service Set Identifier）经由beacons（信号台）封包广播一次，beacons封包的传输速率是1Mbit/s，并且长度相当的短，所以这个广播动作对网路效能的影响不大。因为Wi-Fi规定的最低传输速率是1Mbit/s，所以确保所有的Wi-Fi client端都能收到这个SSID广播封包，client 可以借此决定是否要和这一个SSID的AP连线。使用者可以设定要连线到哪一个SSID。,Wi-Fi系统,Wi-Fi系统总是对用户端开放其连接标准，并支援漫游，这就是Wi-Fi的好处。但亦意味着，一个无线适配器有可能在性能上优于其他的适配器。由于Wi-Fi通过空气传送信号，所以和非交换以太网有相同的特点。近两年，出现一种WIFI over cable的新方案。此方案属于EOC（Ethernet over cable）中的一种技术。通过将2.4G的Wi-Fi射频降频后在cable中传输。,Wi-Fi系统,Wi-Fi网络成员,站点（Station），网络最基本的组成部分。基本服务单元（Basic Service Set，BSS）。网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态的联结（associate）到基本服务单元中。分配系统（Distribution System，DS）。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介（Medium）逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的，尽管它们物理上可能会是同一个媒介，例如同一个无线频段。,Wi-Fi网络成员,Wi-Fi网络成员,接入点（Access Point，AP）。接入点即有普通站点的身份，又有接入到分配系统的功能。扩展服务单元（Extended Service Set，ESS）。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上，并非物理上的不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。关口（Portal），也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。,Wi-Fi网络成员,Wi-Fi网络成员,这儿有3种媒介，站点使用的无线的媒介，分配系统使用的媒介，以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重迭。IEEE 802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址（Addressing）。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。,Wi-Fi认证,WPA/WPA2：WPA/WPA2是基于IEEE 802.11a、802.11b、802.11g的单模、双模或双频的产品所建立的测试程序。内容包含通讯协定的验证、无线网路安全性机制的验证，以及网路传输表现与相容性测试。WMM（Wi-Fi Multi Media）：当影音多媒体透过无线网路的传递时，要如何验证其频宽保证的机制是否正常运作在不同的无线网路装置及不同的安全性设定上是WMM测试的目的。WMM Power Save：在影音多媒体透过无线网路的传递时，如何透过管理无线网路装置的待命时间来延长电池寿命，并且不影响其功能性，可以透过WMM Power Save的测试来验证。,Wi-Fi认证,WPS（Wi-Fi Protected Setup）：这是一个2007年年初才发布的认证，目的是让消费者可以透过更简单的方式来设定无线网路装置，并且保证有一定的安全性。目前WPS允许透过Pin Input Config（PIN）、Push Button Config（PBC）、USB Flash Drive Config（UFD）以及Near Field Communication Contactless Token Config（NFC）的方式来设定无线网路装置。ASD（Application Specific Device）：这是针对除了无线网路存取点（Access Point）及站台（Station）之外其他有特殊应用的无线网路装置，例如DVD播放器、投影机、印表机等等。CWG（Converged Wireless Group）：主要是针对 Wi-Fi mobile converged devices 的 RF 部分测量的测试程序。,Wi-Fi特征,速度快，可靠性高，在开放性区域，通讯距离可达300米，在封闭性区域，通讯距离为76米到122米，方便与现有的有线以太网络整合，组网的成本更低。,Wi-Fi特征,其一，无线电波的覆盖范围广，基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有50英尺左右约合15米，而Wi-Fi的半径则可达300英尺左右约合100米，办公室自不用说，就是在整栋大楼中也可使用。最近，由Vivato公司推出的一款新型交换机。据悉，该款产品能够把目前Wi-Fi无线网络300英尺接近100米的通信距离扩大到4英里约6.5公里。,Wi-Fi特征,其二，虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙好一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到11mbps，符合个人和社会信息化的需求。,Wi-Fi特征,其三，厂商进入该领域的门槛比较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样，由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网。也就是说，厂商不用耗费资金来进行网络布线接入，从而节省了大量的成本。,Wi-Fi特征,其四，无须布线，Wi-Fi最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，具有广阔市场前景。目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展开去，甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。,组网方式,点对点，即AD-HOC模式,AD-HOC模式,组网方式,点对多点，即基础模式,组网方式,多接入点漫游模式,组网方式,桥接模式,组网方式,路由模式,Wi-Fi无线网络技术,Wi-Fi无线网络技术,Wi-Fi无线网络技术,Wi-Fi无线网络技术,Wi-Fi频率,Wi-Fi频率,802.11b/g协议简介,802.11b/g物理层,802.11 数据的封装,MAC 帧格式,MAC 帧格式,MAC层访问控制,MAC层访问控制,MAC层访问控制,MAC层访问控制,MAC层访问控制,MAC层访问控制,802.11g OFDM调制方式,802.11g OFDM调制方式,OFDM,OFDM,OFDM技术优/缺点,Wi-Fi服务,Wi-Fi状态过程,Wi-Fi应用,几乎在世界各处，大家都可以使用Wi-Fi。家用Wi-Fi网络能把多台计算机互相链接，以及链接到外围设备和互联网。Wi-Fi网络能把家用计算机链接起来，以分享如打印机和互联网等硬件和软件资源。那意味着各家庭成员都能在没有不悦目的缆绳中操作，分享储存的文件和相片，并且在他们台式计算机附有的唯一打印机上打印出来。在一个家庭或家庭办公室的无线网络里使用Wi-Fi认证产品，能让你分享高速宽带电缆调制解调器(Cable)或数字用户线路(DSL)。Wi-Fi网络可以容易地扩大到拥有十名或更多的用户。,Wi-Fi的应用,试想象你可以从你家的各个角落使用膝上电脑或查阅电子邮件。试想象你能够从机场或咖啡店链接到你的办公室网络。试想象你能够从会议室或公司食堂内检索公司文件，浏览互联网，或寄发立即消息给同事。现在,试想象你可以更容易和迅速地办这些事-不必再担心找不到有线的网络链接。那就是Wi-Fi。试想象你能够搬迁办公室或增加新职员，而不会损失你在网络安装的投资,也不必移动缆绳或安装复杂的集线器和路由器。那就是Wi-Fi。,Wi-Fi的应用,大公司和校园使用企业水平技术和Wi-Fi认证无线产品，以扩大公开区域如会议室、培训教室和大礼堂的标准架线的以太网。许多公司也为他们的站点和在远程办公室的员工提供无线网络。大公司和校园经常使用Wi-Fi以链接各办工楼。网络服务提供者和无线网络运营商正在用户住家，公寓和商业大厦内使用Wi-Fi技术以分布互联网的连通性。,Wi-Fi的应用,Wi-Fi网络也开始在人群聚集的繁忙地点，象咖啡店、旅馆、汽车站、火车站、机场休息室等地出现。这也许是Wi-Fi服务的最迅速发展的方向，越来越多旅客和流动专家正需要无论在哪里都能快速和安全地接入互联网。很快地，Wi-Fi网络将覆盖市中心，甚至主要高速公路，使旅客们能到处停步以便上网。,Wi-Fi的应用,在Wi-Fi网络上增添新的无线计算机是很容易的。您不需要购买或铺砌更多的缆绳，也不必去寻找一个在你的集线器或路由器上的以太局域网端口。您只需要插入您的卡片或USB链接,再启动你的计算机，就能立刻上网。如果您的事务增长并且需要搬迁，您也不必须摒弃你的网络基础设施投资或聘用网络公司在新地点重新铺砌缆绳。而且您的网络也不会停止操作，甚至在家俱搬到之前，您已能开始运作。只要把系统插入电流插座，您就能在几分钟内开始运作。,Wi-Fi的应用,