無線LAN技術和標準

無線LAN技術和標準802.11無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!無線LAN應用無線LAN是一種利用無線傳輸媒體的網(wǎng)絡。能滿足對于移動性、重定位性、自組網(wǎng)以及覆蓋難以布線的位置等需求。無線LAN仍很少使用，其理由包括高價、低速、對安全的考慮和許可的需求。無線應用LAN擴展交叉建筑物的互聯(lián)移動接入自組織網(wǎng)絡無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!LAN擴展無線LAN一般被連接到有線LAN上有線LAN它是骨干支持服務器和工作站無線LAN一般使用一個無線接口的控制模塊(CM)，CM一般包括網(wǎng)橋或路由器控制功能，以將無線LAN與骨干網(wǎng)相連．它包括幾類輪詢或令牌傳遞模式的訪問控制邏輯，以管理由端系統(tǒng)傳來的訪問．無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!Multiple-cellWirelessLAN無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!游動接入游動接入在LAN集線器和筆記本電腦等帶天線的移動終端間提供了一條無線鏈路．應用場合:從個人的便攜式計算機發(fā)送數(shù)據(jù)至辦公室的服務器校園內的無線接入無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!無線LAN最重要的需求(吞吐量)Throughput(節(jié)點數(shù))Numberofnodes連接到主干網(wǎng)ConnectiontobackboneLAN服務區(qū)域Servicearea１００～３００m電池功率的消耗，無通信時采用睡眠模式傳輸?shù)聂敯粜院桶踩裕?防止干擾和竊聽)配置的網(wǎng)絡操作：當一個區(qū)域存在多個無線LAN的操作，要能允許對特殊的LAN做授權訪問和非授權訪問。無許可操作無線MAC協(xié)議能滿足越區(qū)切換/漫游動態(tài)配置：允許動態(tài)的和自動的添加、刪除、重定位終端系統(tǒng)。無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!1、紅外LAN光譜紅外領域的光無線通信是很常見的，被用于遠程控制設備，最近已轉向用紅外技術構建無線LAN.在無線LAN中，兩個競爭的傳輸媒體是使用擴頻或窄帶傳輸?shù)奈⒉o線電和紅外線。紅外線提供了大量明顯優(yōu)于微波無線電方式的優(yōu)點。無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!紅外LAN的缺點室內環(huán)境有陽光和室內發(fā)出的集中紅外背景輻射，這些周圍的輻射在紅外接收器中表現(xiàn)為噪聲。高功率的發(fā)射器但對眼睛有傷害，高能量消耗無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!2、擴頻LAN利用多蜂窩區(qū)布置(Figure13.2)，在同一波段，相鄰蜂窩區(qū)利用不同的中心頻率來避免干擾。在一個給定的蜂窩區(qū)中，拓撲結構或是點對點，或是hub.在集線器拓撲結構中，hub一般安裝在天花板上，連接到骨干有線LAN上。集線器也可控制無線站點接入集線器也可對移動站做自動的越區(qū)切換。根據(jù)hub感覺到信號的衰減自動切換到最鄰近hub無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!窄帶微波LANs使用微波無線電頻率波段做信號傳輸，并且窄帶帶寬相當窄，寬度僅夠容納信號。主要用于話音、數(shù)據(jù)、視頻傳輸。許可的微波波段：目前所有的窄帶微波LAN產(chǎn)品都是使用許可的微波波段。非許可的微波波段無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!非許可的微波波段in1995，RadioLAN成為個使用非許可的窄帶微波波段ISM頻譜引入窄帶無線LAN的廠家。使用無限制的ISM頻譜低功耗(0.5wattsorless)5.8-GHz波段，10Mbps范圍50mto100m無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!ProtocolLayers無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!協(xié)議體系結構MAC層的主要功能:傳輸時，將數(shù)據(jù)集中到一個帶有地址和檢錯域的Frame.接收時，分拆Frame,并執(zhí)行地址識別和檢錯控制對LAN傳輸媒體的接入LLC層的主要功能:向更高層提供接口與及執(zhí)行流控制和差錯控制LLC層與MAC層分開的理由:在數(shù)據(jù)鏈路層，未發(fā)現(xiàn)對一個共享接入媒體的接入進行管理所要求的邏輯。對同樣的LLC可提供幾個MAC選項MAC層負責檢錯和丟棄所有出錯Frame,LLC層選擇性地跟蹤已成功收到的Frame.無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!MACFrame格式MAC層接收LLC發(fā)出的數(shù)據(jù)塊，并負責執(zhí)行與媒體接入相關的功能和負責發(fā)送數(shù)據(jù)。MAC層處理的數(shù)據(jù)單元是Frame.它的域包括如下：MAC控制ContainsMacprotocolinformation目的MAC地址Destinationphysicalattachmentpoint源MAC地址SourcephysicalattachmentpointCRC校驗位Cyclicredundancycheck無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!邏輯鏈路控制LLC服務無確認的無連接服務不提供流控制和差錯控制數(shù)據(jù)發(fā)送沒有保證連接模式的服務在兩個交換數(shù)據(jù)的用戶間建立一條邏輯連接提供流控制和差錯控制確認的無連接服務前兩個服務的折中提供需確認的數(shù)據(jù)報不建立前面的邏輯連接無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!IEEE802.11體系結構無線LAN的最小構成塊是基本服務集(BBS)，它由一些執(zhí)行相同MAC協(xié)議和競爭接入相同共享無線媒體的站點組成。一個BBS要么是孤立的，要么通過一個接入點(AcessPoint,AP)與骨干分布式(DS)相連。AP起到網(wǎng)橋的功能。骨干分布式(DS)可以是一個交換機、有線網(wǎng)、無線網(wǎng)。下圖解釋了802.11工作組所開發(fā)的模型。無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!IEEE802.11體系結構圖顯示最簡單的配置，每個站點都屬于同一單獨的基本服務集(BBS)。站點其實可以參與的BBS不止一個。更進一步，一個站點與一個BBS之間的聯(lián)系是動態(tài)的，站點可能關閉、進入?yún)^(qū)域或移出區(qū)域。一個擴展服務集(ESS)由經(jīng)過一個分布式系統(tǒng)互聯(lián)的兩個或多個BBS組成?？梢员豢醋鳛橐粋€單獨的邏輯LAN.接入點AP除了作為站點的功能外，還通過提供DS服務提供對DS的接入。入口：實現(xiàn)IEEE802.11與有線LAN集成無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!IEEE802.11媒體接入控制IEEE802.11MAC層覆蓋了三個功能區(qū):可靠的數(shù)據(jù)傳送接入控制安全無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!IEEE802.11接入控制兩種：集中接入控制與分布式接入控制(主要的)802.11的最終成果----分布式基礎無線MAC算法（DFWMAC算法），包括兩個方面分布協(xié)調功能DCF，在MAC較低子層實現(xiàn)。DCF采用一個競爭算法為所有通信提供接入。普通的非同步通信直接使用DCF。使用載波監(jiān)聽機制決定節(jié)點發(fā)送，但不包括沖突檢測功能，因為對于無線網(wǎng)，其不實用。算法思想如下：點協(xié)調功能PCF：PCF是在DCF之上實現(xiàn)的替代接入方式，采用輪詢的方式獲得接入。是一個集中的MAC算法。被用于提供自由競爭服務。無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!DCF子層的CSMA算法DCF子層的CSMA算法簡化后的分布協(xié)調功能DCF算法思想—CSMA機制無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!控制Frame類型節(jié)能輪詢：由任意節(jié)點發(fā)給AP(接入)的站點，它的主要目的是在站點處于節(jié)能模式時，請求AP發(fā)送為該節(jié)點緩存Frame.請求發(fā)送Frame:四次交換的frame清除發(fā)送Frame:四次交換的第二frame確認(Acknowledgment)frame宣告自由競爭結束的Frame確認自由競爭結束的Frame無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!802.11物理層IEEE802.11物理層分四個階段發(fā)布。初始的IEEE802.11物理層包括三個物理層規(guī)范：直接系列擴頻Operatingin2.4GHzISMbandDataratesof1and2Mbps跳頻擴頻Operatingin2.4GHzISMbandDataratesof1and2Mbps紅外線1and2MbpsWavelengthbetween850and950nm無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!交叉建筑物的互聯(lián)互連鄰近建筑的有線LANs和無線LANs.有線或無線LANs點到點的無線鏈路連接的設備一般為網(wǎng)橋或路由器．無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!自組織網(wǎng)絡為滿足某種急需而臨時搭建的點到點網(wǎng)絡（無中央服務器）舉例:臨時會議，戰(zhàn)爭局域通信無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!無線LAN技術產(chǎn)品分類根據(jù)所用的傳輸技術分類：紅外LANs（Infrared(IR)LANs）：紅外線不能穿透不透光的墻，所以它的單個蜂窩區(qū)被限制在單個房間。擴頻局域網(wǎng)(SpreadspectrumLANs)：它利用擴頻技術，在ISM波段上運行，因此不需要FCC許可。窄帶微波：這些LAN在微波頻率上運行，但并不使用擴頻，這些產(chǎn)品一部分在需要FCC許可的頻率上運行，而其它產(chǎn)品使用一個非許可的ISM波段。無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!紅外LAN的優(yōu)點紅外線提供了大量明顯優(yōu)于微波無線電方式的優(yōu)點。紅外線的頻譜實際上是無限的?？赡塬@得極高的數(shù)據(jù)速率紅外線頻譜不做規(guī)定設備廉價和簡單能被白色或淡色物體反射，獲得對整個房間的覆蓋無法穿透墻壁或不透明物體更容易避免竊聽不同房間互相無干擾.無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!紅外線(IR)數(shù)據(jù)傳輸技術直束紅外(IR)：傳輸信號能被集中和瞄準(幾公里1~10M,一般用于交叉建筑物的互聯(lián))全向：涉及一個基站，它在所有其他站點視線中，通常安裝在天花板上，起到多端口中繼器的作用。收發(fā)機對準天花板基站發(fā)送一個定向束，基站廣播一個全向信號！分散（Diffused）：所有IR發(fā)射器聚焦，并對準一點-----擴散反射天花板。如B無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!擴頻LAN波段使用不需經(jīng)過FCC許可的波段在美國，已預撥出三個微波波段用于未經(jīng)許可的擴頻使用，頻率越高，潛在的帶寬越高：915M波段（902~909MHz）:已有大量的設備運行在其上。如：無繩電話、無線麥克風等2.4G波段(2.4G~2.4835GHz)：微波爐5.8G波段(5.725GHz~5.825GHz)：競爭很少！無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!許可的微波波段在特定的區(qū)域內使用許可的窄帶RF可以避免系統(tǒng)間的潛在干擾。許可在FCC控制下，每個地理區(qū)域的半徑為28KM，能容納5個許可。其中每個許可覆蓋2個頻率。窄帶機制：相鄰區(qū)使用不重疊的頻率波段，在18GHz的波段中擁有600個許可。在美國有摩托羅拉公司控制頻段，確保不重疊相互干擾，數(shù)據(jù)經(jīng)過加密避免竊聽。無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!Wi-Fi和IEEE802.11無線LAN標準無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!協(xié)議體系結構物理層:IEEE802的最低層與OSI最低層相對應,它的主要功能如下:信號的編碼和解碼前導位生成與去除(為同步所需)位的傳輸與接收包括了對傳輸媒體和拓撲的規(guī)范.對于某些802.11標準,物理層被進一步劃分為幾個子層.定義了兩個子層:物理層收斂規(guī)程物理媒體依賴子層無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!邏輯鏈路控制LLCLLC與其他鏈路層很相似，在不需要中間交換節(jié)點的情況下，LLC涉及在兩個站點間鏈路層PDU的傳送。但LLC有兩個特征：它必須支持鏈路的多接入、共享媒體特性。MAC層減少鏈路接入的一些細節(jié)。無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!IEEE802.11體系結構IEEE802.11專門致力于無線LAN，它擁有開發(fā)MAC協(xié)議和物理媒體規(guī)范的許可權。IEEE802.11工作組不斷發(fā)布了擴展的標準列表。802.11,802.11a~802.11n為保證基于同樣的802.11標準的產(chǎn)品能相互操作，WI-FI聯(lián)盟（無線以太兼容性聯(lián)盟）于1999年成立，它建立了用于驗證802.11b產(chǎn)品互操作能力的一套測試程序。后來WI-FI聯(lián)盟對802.11其他的產(chǎn)品也開發(fā)了認證。無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!IEEE802.11體系結構無線LAN技術和標準共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!IEEE802.11服務基本服務：包括在AP的實現(xiàn)擴展服務：分布式系統(tǒng)的專用設備的實現(xiàn)DS中的報文分發(fā)（分發(fā)和集成）與關聯(lián)相關的服務：為滿足(無變動、BSS變動、ESS變動)三種需求，提供關聯(lián)、重關聯(lián)、中斷關聯(lián)的服務3個控制IEEE802.11