WLAN接入技术参考模板

1、1 / 30 教材（教材（IPIP 专业）专业）WLANWLAN 接入技术接入技术目录第第 1 章章 宽带无线接入技术概述宽带无线接入技术概述 .31.1 宽带无线接入技术简介.31.2 宽带无线接入的关键技术.31.2.1 调制技术.31.2.2 天线技术.41.2.3 动态带宽分配技术.41.3 典型宽带接入技术介绍.51.3.1 MMDS .51.3.2 SDHIP .51.3.3 LMDS.51.3.4 WiMAX技术.51.3.5 Clearwire明线技术.61.3.6 McWiLL技术.61.3.7 WLAN技术.71.3.8 蓝牙技术.7第第 2 章章 WLAN 技术原理技术原

2、理.92.1 WLAN 基本概念 .92.1.1 IEEE 802.11协议简述.92.1.2 802.11b的物理层.92.1.3 WLAN数据链路层.102.1.4 802.11g-最新WLAN主流标准.102.1.5 802.11a.112.1.6 802.11n.112.2 WLAN 互联结构 .122.3 WLAN 的操作 .132.4 WLAN 安全性 .142.4.1 WEP（Wired Equivalent Privacy有线等效加密）.142.4.2 RADIUS认证.142.4.3 地址过滤.15第第 3 章章 WLAN 组网方式与典型应用组网方式与典型应用.163.1 I

3、P 网络结构.163.2 数据网络的分层结构组网模型.163.3 宽带接入组网结构.173.4 WLAN 典型组网应用 .173.4.1 无线接入点（AP）组网方式.173.4.2 接入控制器基本应用方式.183.4.3 家庭和办公室WLAN接入.193.4.4 大中型办公室WLAN解决方案.193.4.5 无线局域网在Hotspot的应用.203.4.6 可运营WLAN整体解决方案.20参考资料参考资料 .21第第 1 1 章章 宽带无线接入技术概述宽带无线接入技术概述1.11.1 宽带无线接入技术简介宽带无线接入技术简介宽带无线接入(BroadbandWirelessAccess，简 BW

4、A)技术目前还没有通用的定义，一般是指把高效率的无线技术应用于宽带接入网络中，以无线方式向用户提供宽带接入的技术。宽带无线接入系统一般由基站(BTS)、远端用户站(RT)和网管系统(EMS)组成，基站负责对远端站进行覆盖，并提供与核心网络的多种业务接口。基站设备包括与有线网络相连的接口模块、调制与解调模块以及通常置于楼顶或塔顶的射频收发模块。基站多数采用多扇区覆盖，即使用在一定角度范围内聚焦的扇区天线，覆盖远端站。远端站也由室外单元(含定向天线、射频单元)和室内单元(调制与解调单元以及与用户室内设备相连的业务接口单元)组成，通常采用口径很小的室外定向天线，室内单元可提供多种类型的用户接口。网管

5、设备(EMS)主要与基站相连，有带内网管、带外网管和本地网管三种方式，实现对系统的操作维护、性能监测、软件下载等功能。IEEE802 标准组负责制定无线宽带接入 BWA 各种技术规范，根据覆盖范围将宽带无线接入划分为 WPAN、WLAN、WMAN 和 WWAN：无线个域网 WPAN(WirelessPersonalAreaNetwork)，10 米之内无线局域网 WLAN(WirelessLocalAreaNetwork)，局域网环境无线个域网 WMAN(WirelessMetropolitanAreaNetwork)，城域环境无线广域网 WWAN(WirelessWideAreaNetwor

6、k)，广域环境 从技术特征上划分：固定无线接入(FBWA)技术：MMDS，LMDS，80216d 等移动无线接入(MBWA)技术：802.16e，明线(Clearwire)等1.21.2 宽带无线接入的关键技术宽带无线接入的关键技术相对于窄带无线接入技术仅能提供语音业务而言，宽带无线接入技术具提供更多的业务的能力，它是随着数据业务迅猛发展的不断提高的。无线通讯系统和有线通信系统相比有两个特殊点，即无线频谱资源有限和无线传输环境恶劣。宽带无线接入技术的发展也是围绕在解决这两个难点展开。1.2.11.2.1 调制技术调制技术调制技术的发展使得在单位带宽内所能传输的数据率越来越高，早期的宽带无线接入

7、技术多采用 QPSK 和 FSK 调制，调制效率为 2-3bit/symbol；目前出现的系统已经普遍采用 16QAM 和 64QAM 调制技术，调制效率提高为 4-6bit/Symbol。因为高效调制技术对解调信噪比要求也相应提高了，会减小 BWA系统的有效覆盖范围，如果要保持原来的覆盖，就必须采用纠错性能更好的信道编码，这样做有时会使系统的冗余开销增加，导致得不偿失，因此在点对多点的宽带无线接入系统中，64QAM 是目前实用化的最高调制方式，256QAM 或更高等级的调制一般多用于点对点传输系统。目前还出现了自适应调制技术，使得宽带无线接入系统可以根据当前通信环境的信噪比情况自动设定调制方

8、式，使系统能更好的适应传输环境的变化，保持无线通信链路的通畅；某些先进的系统甚至支持在同一无线链路中，针对不同的用户时隙设定不同调制方式的新技术，这样的宽带无线接入系统既能兼顾与中心站相距较远的用户接入(比如可以采用 QPSK)，又可以兼顾近距离用户的高容量需求(比如采用 64QAM)，考虑到一般情况下的热点效应(离基站/热点越近，需求的带宽就越高)，这种技术的应用前途将会很大。少量的宽带无线接入系统还采用了 OFDM 技术，既可以增加系统容量，又可以增加一定的抗干扰能力。1.2.21.2.2 天线技术天线技术宽带无线接入系统将会在今后的数据业务领域占有越来越多的份额，而频谱资源始终是有限的，

9、这就要求增加频率的复用效率，扇区天线技术在其中发挥着非常重要的作用，高复用效率要求扇区天线的主波束增益尽可能均匀，旁瓣尽可能低，另外对于扇区天线的角度要求也越来越苛刻，从 90 度到 30 度，甚至小到 12 度，而且，极化复用也越来越多的用于实际工程中，这些都对天线设计提出了全新的要求，目前在天线设计领域除了采用更加强大的设计工具(如神经网络等等)以外，波束成型(Beam Forming)和智能天线(Smart Antenna)的概念也被从移动通信领域移用到固定的宽带无线接入系统中来。1.2.31.2.3 动态带宽分配技术动态带宽分配技术宽带无线接入系统的频谱资源有限，因此必须使信道资源尽可

10、能充分的被用户利用，动态带宽分配技术(DBA)的效率就成为焦点，早期系统往往简单采用以太网的 CD/CSMA 技术，效率很低，随后各个宽带无线接入设备制造公司都推出了各自的 DBA 机制，目前比较公开的有参考 ATM 和 DOCSIS 协议的，这两种协议可以同时支持电路型业务和分组型业务。优秀的 DBA 技术不仅可以用最小系统开销来最大地提高系统资源的利用率，而且还可以对不同业务、不同用户提供不同的 QOS 保证，比如 IP 电话、会议电视等基于分组型的实时性业务，因此各个 BWA 设备制造商都极其重视这项技术的开发，这也是运营商最关心的技术特色之一。1.31.3 典型宽带接入技术介绍典型宽带

11、接入技术介绍1.3.11.3.1 MMDSMMDS用于 2.5GHz/5.7GHz 的 MMDS 系统。它采用先进的 VOFDM 技术实现无线通信，在大楼林立的城市里利用“多径” ，实现单载波 6MHz 带宽下传输速率高达22Mbit/s 的数据接入，频谱效率较高，在 2.5GHz 频段可达到 90%的通信概率，在 5.7GHz 频段可达到 80%以上的通信概率。1.3.21.3.2 SDHIPSDHIP工作在高频段的微波 SDHIP 环系统。过去在点对点的微波接力传输电路中使用较多的微波 SDH 设备。现在随着技术的进步，一些公司推出了微波 SDH 双向环网，具有自愈功能，与光纤环的自愈特性

12、一致，集成了 ADM，采用系列化的 Modem，实现 QPSK-256QAM 可编程，有多种接口(G.703、STM-1、E3/T3、E1、以太网 10Base-T/100Base-T)。同时，小型化结构设备的工程安装较以往的微波设备更方便，并且在频率紧张的情况下，这种设备可工作在13GHz、15GHz、18GHz、23GHz 等频率，在城域网的建设中可避开对3.5GHz/26GHz 无线接入频率的激烈争夺，可支持 8x155M 的带宽。1.3.31.3.3 LMDSLMDS本地多点分配业务 LMDS。它工作在 20GHz40GHz 频段上，传输容量可与光纤比拟，同时又兼有无线通信的经济和易于

13、实施等优点。LMDS 基于 MPEG 技术，从微波视频分布系统(MVDS)发展而来。一个完整的 LMDS 系统由四部分组成，分别是本地光纤骨干网、网络运营中心(NOC)、基站系统、用户端设备(CPE)。LMDS 的特点是：带宽可与光纤相比拟，实现无线“光纤”到楼，可用频段至少为 1GHz，与其他接入技术相比，LMDS 是最后一公里光纤的灵活替代技术；光纤传输速率高达 Gb 级，而 LMDS 的传输速率可达 155Mbit/s，稳居第二；LMDS 可支持所有主要的话音和数据传输标准；LMDS 工作在毫米波段、20GHz40GHz 频率上，被许可的频率是 24GHz、28GHz、31GHz、38G

14、Hz，其中 28GHz 获得的许可较多，该频段具有较宽松的频谱范围，最有潜力提供多种业务。1.3.41.3.4 WiMAXWiMAX 技术技术 WiMAX 技术是基于 IEEE802.16 和 ETSIHiperMan 标准体系的宽带无线接入技术。技术的核心是 OFDMOFDMA，最大贡献是引入了对非视距和移动性的支持、提供更高的频谱利用率，以实现无线接入的宽带化。WiMAX 主要技术特征参见表 1-1。WiMax 技术应用场景是固定、游牧、便携、移动方面，提供数据、语音(VoIP)、多媒体综合业务。具体如交互游戏、VOIP 和视频电话、流媒体、实时消息和网页浏览、下载。目前试验主要是非标系统

15、。多数运营商在准备阶段。WiMax 技术应用典型案例是韩国 WiBro。WiBro 是韩国对宽带无线服务的简称，目前主要使用基于 80216e 的技术实现，使用 23GHz 频段。未来其产品也要求通过 WiBro 的产品认证。韩国将其作为向未来 4G 过渡的一个系统。表 1-1 WiMAX 主要技术特征75Mbps的的速速率率75Mbps的的速速率率1.3.51.3.5 ClearwireClearwire 明线技术明线技术 明线技术是美国明线通信有限公司(Clearwire)的专有技术，主要特点是：当前支持频率：33GHzTDD 频段调制方式：OFDM，BPSK4QAM16QAM64QAM数

16、据速率：12Mbps(6MHz 带宽)，单用户 3Mbps覆盖范围：30km(宣称)视距和移动性：非视距，支持移动、漫游服务质量：通过私有协议优化服务质量，尤其是针对 VOIP 流网络组织：蜂窝组网完善的网管、监控和服务体系 明线技术同时提供数据、语音和图像业务，尤其适合提供以 VOIP 为主的综合业务。明线技术产品已形成一套成熟系统，其终端已有室内型、室外型及车载型，计划逐步推出 PC 卡和手持终端。其运营支持系统也发展完善。明线技术目前在全球已经部署约 30 个地区。1.3.61.3.6 McWiLLMcWiLL 技术技术McWiLL(Multi-CarrierWirelessIntern

17、etLocal Loop)是信威公司的专有技术，目前正在开发属于 SCDMA R4 和 R5 版本的 McWiLL，它是继 SCDMA 无线本地环路接入系统之后针对高速数据传输的需要而开发的一种无线宽带城域网接入系统。R4 版本的 MeWiLL 主要针对的是数据传输服务，目前已经获得了试验频段分配，并在广州和重庆铺设了试验网络(其中重庆网已经开始商业运营)。通过安装专用网卡，笔记本电脑、PDA 等移动终端设备，McWiLL 可以在网络覆盖范围内实现上行 1M、下行 2M 的全移动宽带接入数据传输，用户可以轻松享受互联网浏览、高速数据下载乃至通过 VoIP 方式实现的视频、语音通讯服务。R5版本

18、的 McWiLL 目前正处于样机研发阶段，它除了在技术性能上比起现有的 R4版本将有较大提升之外，市场定位也将不仅限数据传输，而且根据 B3G 要求设计出一种融合语音通信和数据通信的全移动电信网络标准。在相同地形环境下，McWiLL 系统组网覆盖面积比 WiMAX 高 45 倍；在同频组网情况下，频谱利用率比 WiMAX 高 3 倍。McWiLL 在以上技术指标和商用进程上已大大领先 WiMax。表 1-2多多载载波波、联联合合检检测测1.3.71.3.7 WLANWLAN 技术技术WLAN 是英文 WirelessLAN 的缩写，就是无线局域网的意思。无线以太网技术是一种基于无线传输的局域网

19、技术，与有线网络技术相比，具有灵活、建网迅速、个人化等特点。将这一技术应用于电信网的接入网领域，能够方便、灵活地为用户提供网络接入，适合于用户流动性较大、有数据业务需求的公共场所、高端的企业及家庭用户、需要临时建网的场合以及难以采用有线接入方式的环境等。 目前无线以太网的主要产品有 802.11b、802.11b+和 802.11a。802.11b 工作在 2.4G 频段上，提供 1M、2M、5.5M 和 11M 的自适应速率，用户的实际最高速率可达 5M。其无线传输距离可达 50 至 100 米。一般一个 AP 可同时为 25 个用户提供服务。不同厂家的网卡和 AP 之间具有较好的互通性，产

20、品较普及。802.11b+也工作在 2.4G 上，速率比 802.11b 高一倍，覆盖距离与 802.11b 接近，产品与 802.11b 完全兼容，支持的厂家不少，价格与 802.11b 几乎相同。802.11a 工作在 5GHz 频段上，速率可达 54Mb/s，覆盖距离最大在 20 米以内，目前已有产品销售，但价格较高，提供产品的厂家较少。1.3.81.3.8 蓝牙技术蓝牙技术蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般是 10m 之内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙的标准是 IEEE802.15，工作在 2.4GHz 频带

21、，带宽为1Mb/s。 “蓝牙” （Bluetooth）原是一位在 10 世纪统一丹麦的国王，他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用他的名字来命名这种新的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。蓝牙技术使用高速跳频（FH，Frequency Hopping）和时分多址（TDMA，Time DivesionMuliaccess）等先进技术，在近距离内最廉价地将几台数字化设备（各种移动设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统，如数字照相机、数字摄像机等，甚至各种家用电器、自动化设备）呈网状链接起来。蓝牙技术将是网络中各种外围设备接口的统一桥梁，它消除了设备之间的连线，取而代之以

22、无线连接。第第 2 2 章章 WLANWLAN 技术原理技术原理2.12.1 WLANWLAN 基本概念基本概念2.1.12.1.1 IEEEIEEE 802.11802.11 协议简述协议简述IEEE 802 工作组制定了 802.3 Ethernet 协议、802.5 Token Ring 协议、802.3z 100BASE-T 快速以太网协议以及 1997 年发布的 802.11 协议。802.11 协议主要工作在 ISO 协议的最低两层上，并在物理层上进行了一些改动，加入了高速数字传输的特性和连接的稳定性。802.11b 协议在 802.11 的 1Mbps 和 2Mbps 速率下又增

23、加了 5.5Mbps 和11Mbps 两个新的网络吞吐速率，移动用户能够获得同 Ethernet 一样的性能、网络吞吐率、可用性。2.1.22.1.2 802.11b802.11b 的物理层的物理层 802.11b 的无线传输频点定义在 2.4GHz 的 ISM 波段内，即 2.42.4835GHz频段。在各个国际无线管理机构中，例如美国的 USA，欧洲的 ETSI 和日本的MKK 都是非注册使用频段。因此，使用 WLAN 设备不需要任何无线频率的许可。 802.11b 采用 DSSS（direct sequence spread spectrum）技术，支持1Mbps、2Mbps、5.5Mb

24、ps 和 11Mbps 等四种传输速率，在不同传输速率下，其采用的调制技术也不一样。具体如下：BPSK(Binary Phase Shifting Keying)：每 11 位的 chipping 代表一个一位的数字信号 1 或者 0，这个序列被转化成波形(称为一个 Symbol)后，在空中传播。这些 Symbol 以 1MSPS(每秒 1M 的 symbols)的速率进行传输，即传输速率为 1Mbps。QPSK(Quadrature Phase Shifting Keying): 在 2Mbps 的传输速率中，使用 QPSK 调制方式，其数据传输率是 BPSK 的两倍，以此提高了无线传输的带

25、宽。CCK(Complementary Code Keying)：为了将无线传输速率提高至5.5Mbps 和 11Mbps，在 802.11b 标准中，采用了更为先进的 CCK 编码技术。在这个编码技术中，通过数据编码设计，使其具有特殊的数学特性，提高了抗干扰能力。其中，5.5Mbps 使用 CCK 串来携带 4 位的数字信息，而 11Mbps 的速率使用 CCK 串来携带 8 位的数字信息。两个速率的传送都采用了 QPSK 调制技术。自适应速率调节技术：允许用户在不同的环境下自动使用不同的连接速率。在理想状态下，采用 11Mbps 连接速率；当由于环境变化导致信号传输质量下降时，速率自动按序

26、降低为 5.5Mbps、2Mbps、1Mbps。同样，当无线环境好转时，连接速率也会以反向增加直至 11Mbps。速率调节机制是在物理层自动实现的，不会对用户和其它上层协议产生任何影响。2.1.32.1.3 WLANWLAN 数据链路层数据链路层在 802.3 以太网协议中，MAC 层使用 CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）协议，采用的是冲突检测技术。CSMA/CD可通过电缆中电压的变化来检测，这是因为当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随之发生变化。由于在射频传输网络中，冲突的检测比较困难，所以在 80

27、2.11 协议中，对CSMA/CD 进行了一些调整，制定了新的 CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）协议。CSMA/CA 采用能量检测（ED） 、载波检测（CS）以及能量载波混合检测等 3 种手段，检测信道是否空闲。在解决数据冲突问题上，采用的是冲突避免技术。CSMA/CA 利用 ACK 信号来避免冲突的发生，也就是说，只有当客户端收到网络上返回的 ACK 信号后才确认送出的数据已经正确到达目的。CSMA/CA 通过这种方式来提供无线的共享访问，这种显式的 ACK 机制在处理无线问题时非常有效。然而不管是

28、对于 802.11 还是 802.3 来说，这种方式都增加了额外的负担，所以 802.11 网络和采用冲突检测的 Ethernet 网相比较，总是在性能上稍逊一筹。WLAN 的 MAC 子层负责解决客户端工作站和接入点之间的连接。当一个 WLAN客户端进入一个或者多个接入点的覆盖范围时，它会根据信号的强弱以及误包率自动选择一个接入点进行连接，一旦被一个接入点接受，客户端就会将连接信道切换至该接入点的频段。这种重新协商通常发生在无线工作站移出了它原连接的接入点的服务范围，导致信号衰减的时候。其他的情况还发生在建筑物造成的信号的变化，或者仅仅由于原有接入点中产生拥塞。2.1.42.1.4 802.

29、11g-802.11g-最新最新 WLANWLAN 主流标准主流标准 802.11g 有两个最为主要的特征：高速率和兼容 802.11b。高速率是由于其采用 OFDM（正交频分复用）调制技术，可得到高达 54Mbps 的数据通信带宽；兼容 802.11b 是由于其仍然工作在 2.4GHz，并保留了 802.11b 所采用的CCK（补码键控）技术，采用了一个“保护”机制，因此可与 802.11b 产品保持兼容。802.11b 和 802.11g 设备都是工作在 2.4GHz，但它们采用不同的调制技术：802.11b 采用 CCK，802.11g 采用 OFDM 技术。为保证兼容性，802.11g

30、 采用了两个方法来解决这个问题。方法一：802.11g 设备同时支持 OFDM 和 CCK 两种调制技术；方法二：采用“保护”机制。保护机制提供了一种能控制无线工作站是采用 OFDM 还是采用 CCK 的调制技术。具体实现方法是采用 802.11b 规范中已有的 RTS/CTS 机制，当使用保护机制时，每一个 802.11g 的OFDM 数据包之前都有一个 CCK 的 RTS （Request to Send） 。由于 802.11g 在 2.4GHz 频段采用了与 802.11b 相同的调制技术，因此802.11g 设备在采用 CCK 调制时与 802.11b 设备具有相同的距离范围。802

31、.11g 虽然也采用了与 802.11a 相同的调制技术 OFDM，但由于 802.11a 设备是工作在 5GHz，较 802.11g 设备有更多的信号损耗，所以 802.11g 设备有比802.11a 设备更远的覆盖范围。在 802.11g 与 802.11b 设备共存的混合网络环境中，所有 802.11b 设备性能没有什么变化，但 802.11g 设备在混合网络环境中使用 OFDM 调制时将有不同的性能变化。性能的具体变化与网络拓扑结构及网络中 802.11b 及 802.11g 的客户端数量均有关系。对于纯 802.11b 网络环境，AP 与无线客户端均工作在 802.11b 模式时，可

32、得到 11Mbps 的数据通信带宽，实际的 TCP 吞吐量约为 5.8Mbps。而对于纯 802.11g 网络环境，AP 与无线客户端均工作在 802.11g 模式时，AP 将检测到整个网络中全部是 802.11g 无线客户端，因此将不采用为与原来 802.11b 设备保持兼容的保护机制。此环境下可得到高达54Mbps 的数据通信带宽，实际 TCP 吞吐量约为 2224 Mbps。当 AP 为 802.11g、无线客户端混合接入时，AP 工作在 802.11b/g 混合模式之下。对于这种同时存在混合无线客户端的网络环境，AP 将通知802.11g 客户端采用保护机制，此时 802.11g 客户

33、端将得到较低的802.11g 数据吞吐量（最高可为 15Mbps） ，当然此时 802.11g 客户端仍然比其他 802.11b 客户端具有更高的性能。当 AP 为 802.11b、无线客户端混合接入时，AP 工作在 802.11b 模式之下。对于这种同时存在混合无线客户端的网络环境，此时 802.11g 客户端可成功地与 802.11b AP 相连接，但最高只能得到 5.8Mbps 的实际吞吐量，相当于一个 802.11b 客户端。802.11g 标准的优势包括以下几个方面：高数据速率；完全兼容 802.11b 标准；在相同的物理环境下，在同样达到 54Mbps 的数据速率时，802.11g

34、 的设备能提供大约两倍于 802.11a 设备的距离覆盖；免费的 2.4GHz 频带在全球绝大部分国家是可用的；由于采用与 802.11a 标准相同的 OFDM 调制，便于双频产品的设计与实现。2.1.52.1.5 802.11a802.11a802.11a 工作于 5GHz 频带，它采用的调制方式为正交频分复用（OFDM） 。通过对标准物理层进行扩充，802.11a 支持的数据速率最高可达 54Mbps。802.11a速率虽高，但和 802.11b 不兼容，并且成本也比较高，所以在市场中一直没有掀起太大的波澜。从 2001 年开始，一些公司陆续推出了 802.11a 芯片。2.1.62.1.

35、6 802.11n802.11n IEEE 802.11n 工作组计划将 WLAN 的传输速率从 802.11a 和 802.11g 的54Mbps 增加至 108Mbps 以上，最高速率可达 320Mbps，成为802.11b、802.11a、802.11g 之后的另一场重头戏。和以往地 802.11 标准不同，802.11n 协议为双频工作模式（包含 2.4GHz 和 5GHz 两个工作频段） 。这样 11n 保障了与以往的802.11a b, g 标准兼容。IEEE 802.11n 计划采用 MIMO 与 OFDM 相结合，使传输速率成倍提高。IEEE802.11n 标准全面改进了 80

36、2.11 标准，不仅涉及物理层标准，同时也采用新的高性能无线传输技术和天线技术，提升 MAC 层的性能，优化数据帧结构，提高网络的吞吐量性能，使得无线局域网的传输距离大大增加，可以达到几公里（并且能够保障 100Mbps 的传输速率） 。2.22.2 WLANWLAN 互联结构互联结构WLAN 网络产品的多种使用方法可以组合出适合各种情况的无线联网设计，可以方便地解决许多以线缆方式难以联网的用户需求。例如，数十公里远的两个局域网相联：其间或有河流、湖泊相隔，拉线困难且线缆安全难保障，或在城市中敷设专线要涉及审批复杂，周期很长的市政施工问题，WLAN 能以比线缆低几倍的费用在几天内实现，WLAN

37、 也可方便地实现不经过大的施工改建而使旧式建筑具有智能大厦的功能。WLAN 的设备主要包括：无线网卡、无线接入点、无线集线器和无线网桥，几乎所有的无线网络产品中都自带无线发射/接收功能，且通常是一机多用。WLAN 的网络结构主要有两种类型：无中心网络和有中心网络。 1、无中心网络无中心网络(无 AP 网络)也称对等网络或 Ad-hoc 网络。对等网络用于一台无线工作站和另一台或多台其他无线工作站的直接通讯，该网络无法接入有线网络中，只能独立使用。这是最简单的无线局域网结构。如下图所示，一个对等网络由一组有无线接口的计算机组成。对等网络组网灵活，任何时间，只要两个或更多的无线接口互相都在彼此的范

38、围之内，它们就可以建立一个独立的网络。对等网络中的一个节点必需能同时看到网络中的其他节点，否则就认为网络中断，因此对等网络只能用于少数用户的组网环境，比如 4 至 8 个用户，并且他们离得足够近。2、有中心网络有中心网络也称结构化网络。它由无线 AP、无线工作站（STA）以及 DSS 构成，覆盖的区域分为 BSS 和 ESS。无线接入点也称无线 AP 或无线 Hub，用于在无线 STA 和有线网络之间接收、缓存和转发数据。无线 AP 通常能够覆盖几十至几百用户，覆盖半径达上百米。如下图所示。BSS 由一个无线接入点以及与其关联的无线工作站构成，在任何时候，任何接入的无线工作站都与该无线接入点关

39、联。换句话说，一个无线接入点所覆盖的微蜂窝区域就是基本服务区。无线工作站与无线接入点关联采用 AP 的BSSID，在 802.11 中，BSSID 是 AP 的 MAC 地址。 扩展服务区 ESS 是指由多个 AP 以及连接它们的分布式系统组成的结构化网络，所有AP 必需共享同一个 ESSID，也可以说扩展服务区 ESS 中包含多个 BSS。扩展服务区只包含物理层和数据链路层，网络结构不包含网络层及其以上各层。如下图所示。2.32.3 WLANWLAN 的操作的操作WLAN 网络的操作可分为两个主要工作过程：1、工作站加入一个 BSS；2、工作站从一个 BSS 移动到另一个 BSS，实现小区间

40、的漫游。一个站点访问现存的 BSS 需要几个阶段：1、首先，工作站开机加电开始运行，然后进入睡眠模式或者进入 BSS 小区。 2、站点需要获得同步信号，该信号一般来自 AP 接入点。站点通过主动和被动扫频来获得同步：主动扫频：STA 启动或关联成功后扫描所有频道；一次扫描中，STA 采用一组频道作为扫描范围，如果发现某个频道空闲，就广播带有 ESSID的探测信号，AP 根据该信号做出响应。被动扫频：AP 每 100 毫秒向外发送广播信号，包括用于 STA 同步的时间戳，支持速率以及其它信息，STA 接收到广播信号后启动关联过程。 3、交换验证信息：WLAN 为防止非法用户接入，在工作站定位了接

41、入点并取得了同步信息之后，就开始交换验证信息。验证业务提供了控制局域网接入的能力，这一过程被所有终端用来建立合法介入的身份标志。4、站点关联：站点经过验证后，关联就开始了。关联用于建立无线接入点和无线工作站之间的映射关系，实际上是把无线变成有线网的连线。分布式系统将该映射关系分发给扩展服务区中的所有 AP。一个无线工作站同时只能与一个 AP 关联。在关联过程中，无线工作站与 AP 之间要根据信号的强弱协商速率，速率变化包括：11Mbps, 5.5Mbps, 2Mbps 和 1Mbps（以 802.11b 为例） 。 5、站点重关联：工作站从一个小区移动到另一个小区需要从新关联。重关联是指当无线

42、工作站从一个扩展服务区中的一个基本服务区移动到另外一个基本服务区时，与新的 AP 关联的整个过程。重关联总是由移动无线工作站发起。 6、漫游：无线局域网的每个站点都与一个特定的接入点相关。如果站点从一个小区切换到另一个小区，就是处在漫游（Roaming）过程中。漫游指无线工作站在一组无线访问点之间移动，并提供对于用户透明的无缝连接，包括基本漫游和扩展漫游。基本漫游是指无线 STA 的移动仅局限在一个扩展服务区内部。扩展漫游指无线 STA 从一个扩展服务区中的一个 BSS 移动到另一个扩展服务区的一个 BSS，802.11 并不保证这种漫游的上层连接。2.42.4 WLANWLAN 安全性安全性2.4.12.4.1 WEPWEP（WiredWired EquivalentEquivalent PrivacyPrivacy 有线等效加密）有线等效加密）在许多无线局域网中，WEP 键值（key）被描述成一个字或位串，用来给整个网络做认证。目前 WEP 使用 2 种编码大小，分别是 64 与 128 位，其中包含了 24 位的初始向量（IV，Initialization Vector）与实际的密钥键值（4