1. IE802.11簡介
標準號 | IEEE 802.11b | IEEE 802.11a | IEEE 802.11g | IEEE 802.11n |
標準發佈時間 | 1999年9月 | 1999年9月 | 2003年6月 | 2009年9月 |
工作頻率範圍 | 2.4-2.4835GHz |
5.150-5.350GHz 5.475-5.725GHz 5.725-5.850GHz |
2.4-2.4835GHz |
2.4-2.4835GHz 5.150-5.850GHz |
非重疊信道數 | 3 | 24 | 3 | 15 |
物理速率(Mbps) | 11 | 54 | 54 | 600 |
實際吞吐量(Mbps) | 6 | 24 | 24 | 100以上 |
頻寬 | 20MHz | 20MHz | 20MHz | 20MHz/40MHz |
調製方式 | CCK/DSSS | OFDM | CCK/DSSS/OFDM | MIMO-OFDM/DSSS/CCK |
兼容性 | 802.11b | 802.11a | 802.11b/g | 802.11a/b/g/n |
2. 頻譜劃分
WiFi總共有14個信道,如下圖所示:
1)IEEE 802.11b/g標準工作在2.4G頻段,頻率範圍爲2.400—2.4835GHz,共83.5M帶寬
2)劃分爲14個子信道
3)每個子信道寬度爲22MHz
4)相鄰信道的中心頻點間隔5MHz
5)相鄰的多個信道存在頻率重疊(如1信道與2、3、4、5信道有頻率重疊)
6)整個頻段內只有3個(1、6、11)互不干擾信道
3. 接收靈敏度
誤碼率要求 | 速率 | 最小信號強度 |
PER(誤碼率)不超過8% | 6Mbps | -82dBm |
9Mbps | -81dBm | |
12Mbps | -79dBm | |
18Mbps | -77dBm | |
24Mbps | -74dBm | |
36Mbps | -70dBm | |
48Mbps | -66dBm | |
54Mbps | -65dBm |
4. 2.4GHz中國信道劃分
802.11b和802.11g的工作頻段在2.4GHz(2.4GHz-2.4835GHz),其可用帶寬爲83.5MHz,中國劃分爲13個信道,每個信道帶寬爲22MHz
北美/FCC 2.412-2.461GHz(11信道)
歐洲/ETSI 2.412-2.472GHz(13信道)
日本/ARIB 2.412-2.484GHz(14信道)
2.4GHz頻段WLAN信道配置表 | ||
信道 | 中心頻率(MHz) | 信道低端/高端頻率 |
1 | 2412 | 2401/2423 |
2 | 2417 | 2406/2428 |
3 | 2422 | 2411/2433 |
4 | 2427 | 2416/2438 |
5 | 2432 | 2421/2443 |
6 | 2437 | 2426/2448 |
7 | 2442 | 2431/2453 |
8 | 2447 | 2426/2448 |
9 | 2452 | 2441/2463 |
10 | 2457 | 2446/2468 |
11 | 2462 | 2451/2473 |
12 | 2467 | 2456/2478 |
13 | 2472 | 2461/2483 |
5.
SSID和BSSID
1)基本服務集(BSS)
基本服務集是802.11 LAN的基本組成模塊。能互相進行無線通信的STA可以組成一個BSS(Basic Service Set) 。如果一個站移出BSS的覆蓋範圍,它將不能再與BSS的其它成員通信。
2)擴展服務集(ESS)
多個BSS可以構成一個擴展網絡,稱爲擴展服務集(ESS)網絡,一個ESS網絡內部的STA可以互相通信,是採用相同的SSID的多個BSS形成的更大規模的虛擬BSS。連接BSS的組件稱爲分佈式系統(Distribution System,DS)。
3)SSID
服務集的標識,在同一SS內的所有STA和AP必須具有相同的SSID,否則無法進行通信。
SSID是一個ESS的網絡標識(如:TP_Link_1201),BSSID是一個BSS的標識,BSSID實際上就是AP的MAC地址,用來標識AP管理的BSS,在同一個AP內BSSID和SSID一一映射。在一個ESS內SSID是相同的,但對於ESS內的每個AP與之對應的BSSID是不相同的。如果一個AP可以同時支持多個SSID的話,則AP會分配不同的BSSID來對應這些SSID。
BSSID(MAC)<---->SSID
6. AP種類
FAT AP和FIT AP比較如下圖所示:
7. 無線接入過程三個階段
STA(工作站)啓動初始化、開始正式使用AP傳送數據幀前,要經過三個階段才能夠接入(802.11MAC層負責客戶端與AP之間的通訊,功能包括掃描、接入、認證、加密、漫遊和同步等功能):
1)掃描階段(SCAN)
2)認證階段 (Authentication)
3)關聯(Association)
7.1 Scanning
802.11 MAC 使用Scanning來搜索AP,STA搜索並連接一個AP,當STA漫遊時尋找連接一個新的AP,STA會在在每個可用的信道上進行搜索。
1)Passive Scanning(特點:找到時間較長,但STA節電)
通過偵聽AP定期發送的Beacon幀來發現網絡,該幀提供了AP及所在BSS相關信息:“我在這裏”…
2)Active Scanning (特點:能迅速找到)
STA依次在13個信道發出Probe Request幀,尋找與STA所屬有相同SSID的AP,若找不到相同SSID的AP,則一直掃描下去..
7.2 Authentication
當STA找到與其有相同SSID的AP,在SSID匹配的AP中,根據收到的AP信號強度,選擇一個信號最強的AP,然後進入認證階段。只有身份認證通過的站點才能進行無線接入訪問。AP提供如下認證方法:
1)開放系統身份認證(open-system authentication)
2)共享密鑰認證(shared-key authentication)
3)WPA PSK認證( Pre-shared key)
4)802.1X EAP認證
開放系統認證(Open system authentication)
即對station不進行認證,所有請求認證的客戶端都會通過認證。開放系統認證包括兩個步驟:第一步是請求認證,第二步是返回認證結果。
共享密鑰認證(Shared key authentication)。
共享密鑰認證需要客戶端和設備端配置相同的共享密鑰共享密鑰認證的認證過程爲:客戶端先向設備發送認證請求,無線設備端會隨機產生一個Challenge 包(即一個字符串)發送給客戶端;客戶端會將接收到字符串拷貝到新的消息中,用密鑰加密後再發送給無線設備端;無線設備端接收到該消息後,用密鑰將該消息解密,然後對解密後的字符串和最初給客戶端的字符串進行比較。如果相同,則說明客戶端擁有無線設備端相同的共享密鑰,即通過了Shared
Key認證;否則Shared Key 認證失敗。
7.3 Association
當AP向STA返回認證響應信息,身份認證獲得通過後,進入關聯階段。
1) STA向AP發送關聯請求
2) AP 向STA返回關聯響應
至此,接入過程才完成,STA初始化完畢,可以開始向AP傳送數據幀。
7.4 認證和關聯過程
7.5 漫遊過程