1、WLAN原理及组网---华为产品

WLAN原理及组网铁通内蒙古分公司铁通内蒙古分公司张秀成•WLAN技术简介•胖AP与瘦AP组网对比•WLAN覆盖场景介绍•WLAN组网模型简介•WLAN转发模式简介•WLAN运营级组网场景简介提纲Page3室外高速车辆步行静止室内步行静止/桌面0.1Mbps1Mbps10Mbps100Mbps400Mbps移动性2.5G3GWLANUWBWiMAX4G?WLAN在无线网络中的位置数据速率WLAN定位于慢速移动的无线接入技术GPRS、CDMA1x等无线方式无法满足对带宽需求较高的用户需求(GPRS拨号速率仅为54Kbps，CDMA1x速率为144Kbps，3G速率也仅为2Mbps)，WiMAX主要是针对城域网范围的接入覆盖。Page4WLAN的技术优势可靠性高成本低组网灵活可低速移动带宽提供能力强安装方便应用广泛抗射频干扰性能强，可提供可靠的无线传输使用无线局域网可以节省线缆安装费用由于没有线缆的限制，用户可以随心所欲地增加、重新配置工作站用户在任何时间、任何地点访问网络数据，并能在网络中实现漫游无线局域网可实现54Mbps数据传输速率安装工作非常简单，无需布线或开挖沟槽，大大缩短网络施工时间家庭、企业、校园、无线城域网Page5WiFi技术的发展2000201220042008技术演进时间第一代WLAN：11b单射频模块2.4Ghz接入，11Mbps,WEP加密第二代WLAN（适合家庭、热点接入）:11a/11g双射频模块2.4/5.8Ghz，54Mbps，Qos，WPA2.0安全第三代WLAN（智能WLAN，与WiMax/3G融合）:11n多射频模块，高带宽和广覆盖范围，与WiMax/3G融合，Mesh组网，更高安全系统性能高带宽、广覆盖，智能化简单接入、低带宽更高带宽：802.11a/g速率达到54Mbps，802.11n可达600Mbps（采用MIMO技术，目前处于草案2.0版本）。更广覆盖范围：从802.11a/g的100m到802.11n的500~1000m。更强的障碍物穿透能力：可以使用于多堵墙壁的商务住宅、复杂房间结构的写字楼等环境中。11n产品化产业链已先于标准市场应用成熟（11nDraft预计在2010年初将标准化)WLAN市场WLAN定位WLAN发展Page6•802.11a/b/g/n标准对比•使用频段兼容性理论速率实测速率商用情况802.11a5GHZNA54Mbps22Mbps左右实际运用较少802.11b2.4GHZNA11Mbps5Mbps左右早期的标准，目前产品均支持802.11g2.4GHZ兼容802.11b54Mbps22Mbps左右目前大规模商用802.11n2.4GHz5GHZ兼容802.11a/b/g300Mbps80~220Mbps左右只有标准草案，未来的商用标准Page7WLAN技术发展趋势（1/3）Infrastructure小范围室内覆盖802.11s大范围热区覆盖WLANAP模式802.11b802.11a/g802.11n11Mbps54Mbps300Mbps自主管理小规模网络轻量级管理大规模网络安全WEP802.11iWAPIPage8WLAN技术发展趋势（2/3）WLAN标准的演进有如下四条主线：速率提升：802.11（2Mbps）802.11b（11Mbps）802.11g/a（54Mbps）802.11n（320Mbps）安全提升：WEPWPAWPA2802.11iWAPI应用优化：包含一系列针对应用的标准：802.11e（QoS）、802.11r（快速漫游）、802.11f（无缝漫游）、802.11h（自动频率选择和发送功率控制）等AP管理：自主管理集中管理Page9WLAN技术发展（3/3）从标准制定的历程可看出其WLAN技术演进的特点：WLAN技术持续演进。一项技术逐渐成熟过程中，后续技术就已开展研发无线带宽不断增加，通过物理层的调制编码技术的更新换代，向宽带无线网络演进无线网络的可管理性继续增强。设备配置管理，网络安全，终端平滑切换等特性相继引入，有利于构建可营运网络另一方面，由于WLAN技术越来越复杂，参与厂商增多。WIFI标准化的周期显著增长。例如802.11s和802.11v标准都大大延长了标准制定周期Page10WLAN和有线LAN的不同点目的地址不等同于目的位置•在有线局域网中，一个address等价与一个物理的位置，但是在802.11无线局域网中，可设置地址的单元是一个无线站点(STA).。STA是一个消息的目的地，但是通常不是一个固定的位置。传输媒介的影响•受外界信号的干扰。•无线通讯可信度低于有线传输。•拓扑动态变化。•连通性不充分，通常假设不是所有的STA都能可以互相“听见”。•有随时间变化及不对称传播的属性。Page11WLAN和有线LAN的不同点手持终端的影响•802.11的一个需求就是处理手持的移动设备，手持设备和便携设备有所不同，便携设备是可以从一个地点移到另外一个地点，但是使用的时候一般是在一个固定的位置，而手持设备是处于运动之中。•由于很多手持设备是电池供电的，所以还要考虑电源管理，不能保证收发器一直处于上电状态。Page12无线局域网结构（无中心对等网AdHoc）STASTASTASTASTA•由无线工作站组成，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，该网络无法接入到有线网络中，只能独立使用。无需AP，安全由各个客户端自行维护。•采用这种拓扑结构的网络，各站点竞争公用信道，但站点数过多时，信道竞争成为限制网络性能的要害，因此，这种拓扑结构比较适合小规模、小范围的WLAN系统组网。•点对点模式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。Page13无线局域网结构（单接入点BSS）•由无线访问点(AP)、无线工作站(STA)以及分布式系统(DSS)构成，覆盖的区域称做基本服务区(BSS)。无线访问点也称无线hub，用于在无线STA和有线网络之间接收、缓存和转发数据，所有的无线通讯都经过AP完成。无线访问点通常能够覆盖几十至几百用户，覆盖半径达上百米。AP可以连接到有线网络，实现无线网络和有线网络的互联。STASTASTAServerSTALSWAPInternetPage14无线局域网结构（多接入点ESS）•由多个AP以及连接它们的分布式系统(DS)组成的基础架构模式网络，也称为扩展服务区(ESS)。扩展服务区内的每个AP都是一个独立的无线网络基本服务区(BSS)，所有AP共享同一个扩展服务区标示符(ESSID)。分布式系统(DS)在802.11标准中并没有定义，但是目前大都是指以太网。相同ESSID的无线网络间可以进行漫游，不同ESSID的无线网络形成逻辑子网。STASTASTAServerSTALSWAPInternetAPSTABSS1BSS2Page15无线接入过程三个阶段STA（工作站）启动初始化、开始正式使用AP传送数据帧前，要经过三个阶段才能够接入：1)扫描阶段（SCAN）2)认证阶段(Authentication)3)关联（Association）Page16提纲•WLAN技术简介•胖AP与瘦AP组网对比•WLAN覆盖场景介绍•WLAN组网模型简介•WLAN转发模式简介•WLAN运营级组网场景简介Page17“胖”AP与“瘦”AP技术“胖”AP“瘦”AP集中控制器AC802.11a/b/g/n天线策略移动性转发加密认证管理加密认证安全的透明的隧道集中式的管理丰富的功能容易部署的“AP”Page18FATAP和FITAP•无线交换机（AC）的横空出世，引入了“瘦AP”的概念，关于“瘦AP”的说法，大多倾向于的解释是“代表自身不能单独配置或者使用的无线AP产品，这种产品仅仅是一个WLAN交换系统的一部分，负责管理安装和操作”。•在无线交换机应用之前，WLAN通过AP连接有线网络，使用安全软件、管理软件和其他数据来管理无线的网络，称为智能，或者“胖AP”。天线802.11a/b/g加密802.1x认证，802.11eQoS网管，二层漫游，安全Internet天线802.11a/b/g加密802.1x认证，802.11eQoS网管，二层漫游，安全InternetFATAPFITAP＋ACPage19“胖”AP与“瘦”AP组网技术对比•胖AP组网：–每个AP都是一个单独的节点，独立配置其信道和功率；安装简便–每个AP独立工作，较难扩展到大型、连续、协调的无线局域网和增加高级应用–每个AP都需要独立配置安全策略，如果AP数量增加，将会给网络管理、维护及升级带来较大的困难–很难进行无线网络质量的优化数据的采集•瘦AP组网：–通过AC对AP群组进行自动信道分配和选择，及自动调整发射功率，降低AP之间的互干扰，提高网络动态覆盖特性–支持二层/三层漫游切换–容易实现非法AP检测和处理–管理节点上移后，运维数据采集针对AC而非AP，解决了网管系统受限于AP处理能力和性能的问题Page20FATVSFITAC+瘦AP网管+胖AP投资AP成本较低，易管理AC成本高AP成本较高，但是无AC投入WLAN组网AP不能单独工作，需要由AC集中代理维护管理，AP本身零配置，适合大规模组网1.存在多厂商兼容性问题，AC和AP间为私有协议，必须为同厂家设备2.每个AC管理AP容量较少需要对AP下发配置文件，有网管情况下可以支持大规模网络部署和海量规模用户管理1、不存在兼容性问题：基于AP和网管系统之间采用标准的IP层协议互通（SNMP或TR069)；2、网管可以实现海量AP统一集中管理维护，并实现与现有宽带网络融合管理；业务能力L2、L3漫游。可扩展语音等丰富业务。可以通过AC增强业务QoS、安全等功能L2漫游。实现简单数据接入Page21AAAWEBWLAN网管ME60BAS华为认证计费系统IP骨干网城域汇聚网APAPAPAPWLAN终端家庭用户商业用户采用华为统一网管通过SNMP或TR069远程管理控制AP由BAS提供宽带用户接入认证鉴权、计费无线信道管理、无线接入安全由AP控制胖AP接入组网方案Page22城域汇聚网AAAWEBIP骨干网WLAN统一网管HuaweiAC用户认证计费一般由功能强大的BAS负责Wlan用户关联，无线接入控制和安全由AC集中管理通过SNMP网管、telnet、WEB直接管理AC对AP，通过AC间接管理减少管理维护工作量AP、AC间建立管理通道；AC对AP集中配置管理；AP监测无线信息汇集到ACAC对无线信道集中智能管理；无线信道数据加密、解密由AP完成瘦AP+AC组网方案Page23提纲•WLAN技术简介•胖AP与瘦AP组网对比•WLAN覆盖场景介绍•WLAN组网模型简介•WLAN转发模式简介•WLAN运营级组网场景简介Page24室内热点覆盖（办公场所，会议室，图书馆等）办公场所覆盖：提供企业内部的语音、多媒体（比如视频会议、演示等）应用，并推动企业内部的移动办公。会议室、图书馆的WLAN简易快速覆盖：AP放装在室内空间的适当位置适用AP：WA601、WA602AP发射功率：100mW/20dBm覆盖距离：30~50米Page25将WLAN无线信号通过合路器馈入原有GSM/CDMA/3G/PHS室内覆盖系统天馈，对原有天馈系统进行扩频改造，以实现二网共用天馈。室内分布式覆盖（可共享2G/3G/PHS室内分布天线）滤波合路器功分器/耦合器功分器/耦合器功分器/耦合器室内分布系统WA631/WA632GSM/CDMA/PHS适用AP：WA631,WA632AP发射功率：500mW/27dBm采用室内分布天线时，通常每天线覆盖半径在10～15米内。由于天线发射功率较小,对大的室内空间，天线应按一定距离连续布设。Page26无线城市利用住宅区、楼宇、街区路口、树干、路灯等场所挂上AP接入点，组成城域WLAN网络，提供警务（比如实时交通和安全视频监视、巡警高速