WIFI基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介課件

WIFI基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介CMIT—Ley目錄WLAN及WIFI概述WIFI協(xié)議框架WIFI信道認(rèn)證和加密WIFI應(yīng)用于產(chǎn)品WIFI性能指標(biāo)章節(jié)WLAN及WIFI概述WIFI協(xié)議框架WIFI信道認(rèn)證和加密WIFI應(yīng)用于產(chǎn)品WIFI性能指標(biāo)WLAN及WIFI基本概念

WLAN是無(wú)線局域網(wǎng)(WirelessLocalAreaNetwork)的簡(jiǎn)稱。它是以射頻無(wú)線微波通信技術(shù)構(gòu)建的局域網(wǎng)，不用纜線即能提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能，是高速有線接入的補(bǔ)充，屬于小范圍、短距離無(wú)線接入。

Wi-Fi無(wú)線保真技術(shù)(WirelessFidelity)的簡(jiǎn)稱，無(wú)線保真是一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的品牌，由Wi-Fi聯(lián)盟所持有。目的是改善基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性。有人把使用IEEE802.11系列協(xié)議的局域網(wǎng)就稱為無(wú)線保真。甚至把無(wú)線保真等同于無(wú)線網(wǎng)際網(wǎng)路（Wi-Fi是WLAN的重要組成部分）。

WIFI是WLAN無(wú)線接入中的一個(gè)主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE802.11X標(biāo)準(zhǔn)，主要有802.11a、b、g、n等，該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用5.8和2.4G附近頻段?？梢哉f(shuō)通過(guò)WIFI這種技術(shù)，可以快速方便的組建WLAN。WLAN是WIFI應(yīng)用的一種體現(xiàn)。WLAN無(wú)線局域網(wǎng)示意圖IEEE802.111997年，原始標(biāo)準(zhǔn)（2Mbit/s，播在2.4GHz）。IEEE802.11a1999年，物理層補(bǔ)充（54Mbit/s，播在5GHz）。IEEE802.11b1999年，物理層補(bǔ)充（11Mbit/s，播在2.4GHz）。IEEE802.11c符合802.1D的媒體接入控制層橋接（MACLayerBridging）。IEEE802.11d根據(jù)各國(guó)無(wú)線電規(guī)定做的調(diào)整。IEEE802.11e對(duì)服務(wù)等級(jí)（QualityofService,QoS）的支持。IEEE802.11f基站的互連性（IAPP，Inter-AccessPointProtocol），2006年2月被IEEE批準(zhǔn)撤銷。IEEE802.11g2003年，物理層補(bǔ)充（54Mbit/s，播在2.4GHz）。IEEE802.11h2004年，無(wú)線覆蓋半徑的調(diào)整，室內(nèi)（indoor）和室外（outdoor）信道（5GHz頻段）。IEEE802.11i2004年，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全方面的補(bǔ)充。IEEE802.11j2004年，根據(jù)日本規(guī)定做的升級(jí)。IEEE802.11k該協(xié)議規(guī)范規(guī)定了無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)頻譜測(cè)量規(guī)范。該規(guī)范的制訂體現(xiàn)了無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)對(duì)頻譜資源智能化使用的需求。IEEE802.11l預(yù)留及準(zhǔn)備不使用。IEEE802.11m維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；互斥及極限。IEEE802.11n更高傳輸速率的改善，基礎(chǔ)速率提升到72.2Mbit/s，可以使用雙倍帶寬40MHz，此時(shí)速率提升到150Mbit/s。支持多輸入多輸出技術(shù)（Multi-InputMulti-Output，MIMO）。IEEE802.11o針對(duì)VOWLAN（VoiceoverWLAN）而制訂，更快速的無(wú)限跨區(qū)切換，以及讀取語(yǔ)音（voice）比數(shù)據(jù)（Data）有更高的傳輸優(yōu)先權(quán)。IEEE802.11p這個(gè)通信協(xié)議主要用在車用電子的無(wú)線通信上。它設(shè)置上是從IEEE802.11來(lái)擴(kuò)充延伸，來(lái)符合智能型運(yùn)輸系統(tǒng)（IntelligentTransportationSystems，ITS）的相關(guān)應(yīng)用。IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)列表（1）IEEE802.11q

IEEE802.11r快速BSS切換(FT)(2008)IEEE802.11sMeshNetworking,ExtendedServiceSet(ESS)(July2011)IEEE802.11tWirelessPerformancePrediction(WPP)—testmethodsandmetricsRecommendationcancelledIEEE802.11uImprovementsrelatedtoHotSpotsand3rdpartyauthorizationofclients,e.g.cellularnetworkoffload(February2011)IEEE802.11vWirelessnetworkmanagement(February2011)IEEE802.11wProtectedManagementFrames(September2009)IEEE802.11x

IEEE802.11y3650–3700MHzOperationintheU.S.(2008)IEEE802.11zExtensionstoDirectLinkSetup(DLS)(September2010)IEEE802.11-2012Anewreleaseofthestandardthatincludesamendmentsk,n,p,r,s,u,v,w,yandz(March2012)IEEE802.11aaRobuststreamingofAudioVideoTransportStreams(June2012)IEEE802.11ab

IEEE802.11ac802.11n的潛在繼承者,更高傳輸速率的改善，當(dāng)使用多基站時(shí)將無(wú)線速率提高到至少1Gbps，將單信道速率提高到至少500Mbps。使用更高的無(wú)線帶寬(80MHz-160MHz)(802.11n只有40MHz),更多的MIMO流(最多8條流),更好的調(diào)制方式(QAM256)。目前是草案標(biāo)準(zhǔn)(draft)，預(yù)計(jì)正式標(biāo)準(zhǔn)于2012年晚些時(shí)間推出。Quantenna公司在2011年11月15日推出了世界上第一只采用802.11ac的無(wú)線路由器。Broadcom公司于2012年1月5日也發(fā)布了它的第一支支持802.11ac的芯片。IEEE802.11adVeryHighThroughput60GHz(December2012)-seeWiGigIEEE802.11aePrioritizationofManagementFrames(2012年3月)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)列表（2）章節(jié)

WLAN及WIFI概述

WIFI協(xié)議框架WIFI信道認(rèn)證和加密WIFI應(yīng)用于產(chǎn)品WIFI性能指標(biāo)與藍(lán)牙一樣，WiFi的協(xié)議體系遵循OSI參考模型：

物理層數(shù)據(jù)鏈路層

網(wǎng)絡(luò)層

傳輸層

會(huì)話層

表示層

應(yīng)用層比特流傳輸提供介質(zhì)訪問(wèn)、鏈路管理等尋址和路由選擇建立主機(jī)端到端連接建立、維護(hù)和管理會(huì)話處理數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)加密等提供應(yīng)用程序間通信OSI參考模型協(xié)議架構(gòu)（1）協(xié)議架構(gòu)（2）WiFi協(xié)議體系軟件實(shí)現(xiàn)硬件實(shí)現(xiàn)物理層：802.11b定義了工作在2.4GHzISM頻段上數(shù)據(jù)傳輸率為11Mbps的物理層，使用跳頻擴(kuò)頻傳輸技術(shù)（Frequency-HoppingSpread、Spectrum，F(xiàn)HSS）和直接序列擴(kuò)頻傳輸技術(shù)（DirectSequenceSpreadSpectrum，DSSS）。MAC層：MAC層提供了支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)操作的多種功能。通過(guò)MAC層站點(diǎn)可以建立網(wǎng)絡(luò)或接入已存在的網(wǎng)絡(luò)，并傳送數(shù)據(jù)給LLC層。LLC層：IEEE802.11使用與IEEE802.2完全相同的LLC層和48位MAC地址，這使得無(wú)線和有線之間的橋接非常方便。但MAC地址只對(duì)WLAN唯一確定。協(xié)議架構(gòu)（3）網(wǎng)絡(luò)層：采用IP協(xié)議，是互聯(lián)網(wǎng)中最重要的協(xié)議，規(guī)定了在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行通信時(shí)應(yīng)遵守的準(zhǔn)則。傳輸層：采用TCP/UDP協(xié)議，TCP是面向連接的協(xié)議，可以提供IP環(huán)境下的可靠傳輸；UDP是面向非連接的協(xié)議，不為IP提供可靠性傳輸。對(duì)于高可靠的應(yīng)用，傳輸層一般采用TCP協(xié)議。應(yīng)用層：根據(jù)應(yīng)用需求實(shí)現(xiàn)，如HTTP協(xié)議、DNS（Domainnamesystem，域名解析系統(tǒng)）協(xié)議。協(xié)議架構(gòu)（4）WLAN及WIFI概述WIFI協(xié)議框架

WIFI信道

認(rèn)證和加密WIFI應(yīng)用于產(chǎn)品WIFI性能指標(biāo)章節(jié)信道也稱作通道、頻段，是以無(wú)線信號(hào)作為傳輸載體的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送通道。無(wú)線信道不是獨(dú)占的，而是所有通信中的AP公用的。相同信道上工作的AP會(huì)降低吞吐量。IEEE802.11n就是在IEEE802.11g的基礎(chǔ)上，把馬路的寬度增加一倍，同時(shí)又縮短了前后車輛的車距，才獲得了更高的數(shù)據(jù)吞吐量。WIFI信道（1）WIFI信道（2）實(shí)際的2.4GHzWiFi信道使用規(guī)定因國(guó)家不同而有所差異：美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)——11信道歐洲標(biāo)準(zhǔn)——13信道日本標(biāo)準(zhǔn)——14信道WIFI信道（3）常用的一種2.4GHz信道劃分如下：信道中心頻率（MHz）頻率范圍（MHz）124122401~2423224172406~2428324222411~2433424272416~2438524322421~2443624372426~2448724422431~2453824472436~2458924522441~24631024572446~24681124622451~24731224672456~24781324722461~2483WIFI信道（4）WIFI信道（5）從圖中可以看出：每個(gè)信道帶寬為22MHz，其中有效寬度是20MHz，另外還有2MHz的強(qiáng)制隔離頻帶。相鄰的信道間有重疊，盡量不要同時(shí)使用，以免造成干擾。3個(gè)不重疊的信道：1、6、11；2、7、12；3、8、131-13個(gè)信道的中心頻率：2414+（n-1）*5MHzWIFI信道（6）2.4GHz頻段由于使用ISM頻段，干擾較多。目前很多WiFi設(shè)備開(kāi)始使用5.8GHz附近（5.725~5.850GHz）的頻帶，可用帶寬為125MHz。該頻段共劃分為5個(gè)信道，每個(gè)信道寬度為20MHz，每個(gè)信道與相鄰信道都不發(fā)生重疊，因而干擾較小。缺點(diǎn)：5.8GHz頻率較高，在空間傳輸時(shí)衰減較為嚴(yán)重。如果距離稍遠(yuǎn)，性能會(huì)嚴(yán)重降低。章節(jié)

WLAN及WIFI概述WIFI協(xié)議框架WIFI信道

認(rèn)證和加密WIFI應(yīng)用于產(chǎn)品WIFI性能指標(biāo)WiFi的網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制有認(rèn)證和加密機(jī)制兩種目前典型的認(rèn)證和加密機(jī)制包括：OpenSystemWPA/WPA2WPSMAC地址過(guò)濾WEP有線等效加密SNMP協(xié)議認(rèn)證和加密（1）OpenSystem：完全不認(rèn)證也不加密，任何人都可以連到無(wú)線基地臺(tái)使用網(wǎng)絡(luò)。WEP(WiredEquivalentPrivacy)：有線等效加密最基本的加密技術(shù)使用RC4算法保證數(shù)據(jù)的保密性有64位密鑰和128位密鑰兩種加密方式存在固有的缺陷：網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)客戶或者計(jì)算機(jī)都使用了相同的保密字，網(wǎng)絡(luò)偷聽(tīng)者能刺探到你的密鑰，偷走數(shù)據(jù)并在網(wǎng)絡(luò)上造成混亂。認(rèn)證和加密（2）WPA(WiFiProtectedAccess)：WiFi保護(hù)訪問(wèn)WiFi商業(yè)聯(lián)盟在IEEE802.11i草案基礎(chǔ)上制定的一項(xiàng)無(wú)線局域網(wǎng)安全技術(shù)目的在于替代傳統(tǒng)的WEP安全技術(shù)分為家用的WPA-PSK與企業(yè)用的WPA-Enterprise版本W(wǎng)PA-PSK使用臨時(shí)密鑰完整性協(xié)議(TemporalKeyIntegrityProtocol，TKIP)加密技術(shù)，很大程度上解決了WEP加密所隱藏的安全問(wèn)題認(rèn)證和加密（3）認(rèn)證和加密（4）WPA2是WPA的加強(qiáng)版采用高級(jí)加密協(xié)議(AdvancedEncryptionStandard，AES)比WPA更難被破解，更安全WPA2：CCMP計(jì)數(shù)器模式密碼塊鏈消息完整碼協(xié)議WLAN及WIFI概述WIFI協(xié)議框架WIFI信道

認(rèn)證和加密

WIFI應(yīng)用于產(chǎn)品WIFI性能指標(biāo)章節(jié)WIFI于應(yīng)用產(chǎn)品（1）無(wú)線AP是wirelessaccesspoint的簡(jiǎn)稱，即無(wú)線接入點(diǎn)，俗稱熱點(diǎn)，其功能是把有線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以供無(wú)線設(shè)備進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線路由器(WirelessRouter)好比將單純性無(wú)線AP和寬帶路由器合二為一的擴(kuò)展型產(chǎn)品，它不僅具備單純性無(wú)線AP所有功能如支持DHCP客戶端、支持VPN、防火墻、支持WEP加密等等，而且還包括了網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)功能，可支持局域網(wǎng)用戶的網(wǎng)絡(luò)連接共享。WIFI于應(yīng)用產(chǎn)品（2）隨著網(wǎng)通技術(shù)的發(fā)展，除了純粹的WIFI產(chǎn)品以外，根據(jù)不同的需求和場(chǎng)景，不同接入方式與WIFI融合的產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。PON+POTS+WIFIDSL+WIFIEoC+WIFI數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)+WIFIWLAN及WIFI概述WIFI協(xié)議框架WIFI信道

認(rèn)證和加密WIFI應(yīng)用于產(chǎn)品

WIFI性能指標(biāo)章節(jié)WIFI性能測(cè)試參數(shù)（1）TransmitSpectrumMask

發(fā)送信號(hào)頻譜模版TransmitterPower發(fā)送功率EVM矢量誤差幅度LoLeakage本征泄露FrequencyError

頻率誤差SpectralFlatness

頻譜平坦度PowerOn/OffRampTX上升/下降時(shí)間ReceiverSensitivity

接收靈敏度ReceiverMaximumInputLevel

接收最大輸入信號(hào)電平測(cè)試項(xiàng)信道速率下限上限單位備注頻偏

-1515ppm

11bCCK發(fā)射功率1,6,1111M16.518.5dBm校驗(yàn)功率16~1911bCCK接收靈敏度1,6,1111MNA-82dBm

11bCCKEVM1,6,1111MNA-10dB

11b頻譜模板1,6,1111MNA5%

11g64QAM發(fā)射功率1,6,1154M13.514.5dBm校驗(yàn)功率12.5~15.511g64QAMEVM1,6,1154MNA-25dB

11g64QAM接收靈敏度1,6,1154MNA-68dBm

11g頻譜模板1,6,1154MNA5%

11nHT20MCS7發(fā)射功率1,6,11135M13.514.5dBm校驗(yàn)功率12.5~15.511nHT20MCS7EVM1,6,11135MNA-28dB

11nHT20MCS7接收靈敏度1,6,11135MNA-64dBm

11nHT20頻譜模板1,6,11135MNA5%

11nHT40MCS7發(fā)射功率3,6,9300M13.514.5dBm校驗(yàn)功率12.5~15.511nHT40MCS7EVM3,6,9300MNA-28dB

11nHT40MCS7接收靈敏度3,6,9300MNA-61dBm

11nHT40頻譜模板3,6,9300MNA5%

WIFI性能測(cè)試參數(shù)（2）第一代：IEEE802.11a物理速率54Mbps頻率范圍：5.150-5.350GHZ，5.475-5.725GHZ，5.725-5.825GGZ;第二代：IEEE802.11b物理速率11Mbps頻率范圍：2.4G-2.4835GHZ;第三代：IEEE802.11g物理速率54Mbps頻率范圍：2.4G-2.4835GHZ;第四代：IEEE802.11n物理速率300Mbps頻率范圍：2.4G-2.4835GHZ，5.150-5.850GHZ;第五代：IEEE802.ac物理速率1Gbps頻率范圍：5.150-5.350GHZ，5.475-5.725GHZ，5.725-5.825GGZ;TestStationIP:ReferencePCIP:1IP:01屏蔽箱ControlWIFI性能測(cè)試參數(shù)（3）WIFI終測(cè)測(cè)試項(xiàng)測(cè)試方法衰減TXRX單位備注11nWIFI流量測(cè)試(20M帶寬/2T*2R)用單板配置天線，信道Auto，調(diào)用chariot或秒50dB(固定衰減）≥80≥80Mbps根據(jù)產(chǎn)線實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),上限值廠家自定義。

Broadcom（博通，美國(guó)）Broadcom芯片是最成熟、最穩(wěn)定的一種，而且還可以使用DD-WRT這種第三方開(kāi)源固件改善性能，增加功能。

Atheros（創(chuàng)銳訊，美國(guó)）1999年由斯坦福大學(xué)的TeresaMeng博士和斯坦福大學(xué)校長(zhǎng)，MIPS創(chuàng)始