WLAN基础知识普及版教学教材.docx
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WLAN基础知识普及版教学教材
WLAN业务技术规范
符号及缩略语
缩写
英文全称
中文名称
AP
AccessPoint
接入点
AC
AccessController
接入控制器
AS
AuthenticationServer
认证服务器
DHCP
DynamicHostConfigurationProtocol
动态地址分配
DNS
DomainNameServer
域名解析服务器
EAP
ExtensibleAuthenticationProtocol
扩展认证协议
EAPOL
EAPOverLAN
针对扩展认证协议L
ESSID
ExtendedServiceSetIdentification
扩展的服务集标示符
HLR/AuC
HomeLocationRegister/AuthenticationCenter
归属地注册/认证中心
HTTP
HyperTextTransportProtocol
超文本传输协议
IMSI
InternationalMobileSubscriberIdentification
国际移动用户识别码
MAC
MediaAccessContaol
介质访问控制
NAT
NetworkAddressTranslation
网络地址转换
PAT
PortAddressTranslation
端口地址转换
RADIUS
RemoteAuthenticationDialInUserService
远程验证用户拨入服务
SIM
SubscriberIdentityModule
用户识别模块
WEP
WiredEquivalentPrivacy
有线等效私密
WLAN
WirelessLocalAreaNetwork
无线局域网
Wi-Fi
WirelessFidelity
无线保真
概述
WLAN网络构成
中国移动北京公司WLAN网络逻辑系统结构主要由下列主要部分组成。
1．WLAN终端设备
WLAN终端设备需要安装WLAN网卡，WLAN网卡可以是任何支持IEEE802.11系列标准的设备，同时要求和WLAN接入系统设备兼容。
WLAN网卡可支持802.11a/b/g协议。
当采用基于802.1x机制的认证方式时，要求WLAN网卡必须能够支持WPA/WPA2加密。
对可支持即拍即传业务的WLAN数码相机，需支持MAC地址认证方式。
WLAN终端设备需要安装相应的认证客户端软件（随E行），支持SIM认证方式及用户名＋密码认证方式。
2.接入点设备（AccessPoint,简称AP）
802.11a/b/g标准的无线接入。
AP
AP是WLAN业务网络的小型无线接入设备，完成
也是一种网络桥接器，是连接有线网络与无线局域网络的桥梁，任何WLAN终端设备均可
通过相应的AP接入外部的网络资源。
在数据通讯方面，AP负责完成它与WLAN终端设备之间数据包的加密和解密。
当用户在AP无缝覆盖区域移动时，WLAN终端设备可以在不同的AP之间切换（Handover），保证数据通讯不中断。
在安全控制方面，AP可以通过网络标志来控制用户接入；当采用基于802.1X的用户认证机制时，AP可以作为WLAN用户接入的控制点，和后台的认证服务器（RADIUS用户认证服务器或者SIM卡认证服务器）相连，完成对WLAN用户的认证。
为了满足室外连续大范围覆盖要求，在由多种类型节点构成的、以网状为基本拓扑结构的、多跳、自组织和自管理的无线网络架构中的AP,简称为MESHAP。
3.接入控制器设备（AccessController，简称AC）
AC作为控制接入点设备的控制器，完成对接入点设备的管理和配置，实现负载均衡、动态信道分配等功能。
同时AC作为接入终端的安全控制节点，完成相应的认证和计费辅助
功能。
当采用基于WEB方式的用户认证时，AC作为安全控制点和后台的RADIUS用户认证服务器相连，完成对WLAN用户的认证。
当采用基于802.1X的用户认证机制时，AC可以作为WLAN用户接入的安全控制点，和后台的认证服务器（RADIUS用户认证服务器/SIM卡认证服务器）相连，完成对WLAN用户的认证。
当采用MAC地址认证时，AC作为WLAN用户控制接入的控制点，与后台认证服务器中的MAC地址信息关联，完成用户认证。
在计费中，AC作为集中式的计费数据采集前端，采集用户数据通讯的时长，流量等计费数据信息，并将其发送到相应的认证服务器产生话单。
同时，在业务控制中，AC提供强制PORTAL功能，向WLAN用户终端推送WEB用户认证请求页面和中国移动门户网站。
当用户认证通过后，用户业务数据通过AC接入到相应的专用服务网络或CMNET。
4.PORTAL服务器
PORTAL服务器配合接入设备完成WEB方式下用户的认证。
5.RADIUS认证服务器
在手机号码/密码认证方式中，RADIUS认证服务器接受来自AC的用户认证服务请求，对WLAN用户进行认证，并将认证结果通知AC。
在该方式对于手机号码/密码认证方式的用户下，RADIUS认证服务器还接收计费信息
采集点发送的计费数据采集信息，经过预处理后产生话单（计费数据记录，即CDR）,并将
话单通过计费数据接口发送给BOSS计费子系统。
RADIUS服务器支持用户预付费方式。
6.卡计费管理服务器
主要完成WLAN预付费卡的计费管理等功能。
包括卡的实时反算、卡的生成、开通、订购、回收、卡密码修改、卡状态修改、卡信息查询、统计分析等功能。
7.SIM认证服务器（AS）
当对WLAN用户采用基于SIM卡的认证方式时，AS接受来自认证点（AP/AC）的用户认证服务请求，对WLAN用户进行认证，并将认证结果通知认证点（AP/AC）。
8.MAC认证服务器
当用户使用即拍即传相机通过WLAN上传图片时，MAC认证服务器接受来自认证点
AC的用户认证服务请求，对WLAN用户进行认证，并将认证结果通知认证点。
9．HLR/AuC
当对WLAN用户采用基于SIM卡的认证方式时，AS利用HLR/AuC中现有的用户认证信息，和HLR/AuC协作实现对SIM用户的认证。
10．BOSS系统
在WLAN数据业务中，BOSS系统主要完成以下功能：
（1）业务注册服务
（2）用户信息的更新
（3）计费和结算
（4）WLAN用户密码服务
支持的业务
业务类型
根据WLAN业务对实时性要求的不同及提供方式的不同，将WLAN业务分为如下几类：
（1）实时业务
该类业务包括双向、双方和多方业务。
在进行通信时要求具有实时响应，要求提供业务的网络能依据标准严格控制延时和抖动。
（2）非实时业务该类业务通常为信息传输业务，对网络没有严格的延时和抖动要求，例如传统的IP业务（e-mail、文件传送协议FTP、Web等）。
（3）VPN业务
在包括WLAN在内的公用网络平台上构筑不受地域限制而受企业统一策略控制和管理的企业网络，为企业用户提供远端接入服务。
（4）其它业务上述业务之外的其它业务，包括基于WLAN系统开展的个性化Portal、定位业务等。
典型业务
无线宽带上网
用户使用支持WLAN接入的笔记本，PDA等智能终端能够接入到WLAN中，并能够高速的访问INTENET。
在包括WLAN在内的网络平台上构筑不受地域限制而受企业统一策略控制和管理的企业网络，以便于为企业用户提供远端接入服务及文件传送服务。
定位业务
系统要具备对接入的终端进行详尽定位的能力，并提供位置数据采集和访问接口。
以便于在后续的业务规划中去设计和实现基于WLAN之上的位置服务业务。
即拍即传业务
该业务主要是针对数码相机，在加装了Wi-Fi模块之后，可以接入到中国移动的WLAN网络，实现照片的实时或非实时传送。
有关该业务的几项具体说明如下：
用户终端：
数码相机（具备Wi-Fi功能）（802.11a/b/g）
认证接入方式
MAC地址认证
应用层协议
FTP上传图片
服务级别通过限制单AP下的用户数量，保证传输速率；为了实现对即拍即传业务的支持，网络系统需具备如下几项业务能力：
支持MAC认证；支持多SSID；可划分为不同的VLAN;
可限制单AP下的用户数，当有超过限定值的过多用户试图接入时进行拒绝；能够区别不同用户的服务等级，向不同的用户开放不同的速率。
WirelessInfo业务
奥运Info业务是由一个基于无线网络接入、奥运Info系统和源讯提供的媒体信息服务平台三部分组成的综合平台来统一实现的，奥运Info业务不对公众开放，主要对制证媒体开放，同时可供IOC、NOC、IF等奥运大家庭成员访问。
历届奥运会的组委会都会提供一套奥运INFO信息系统，媒体记者可以通过奥运固定区域（新闻中心）内的有限数量固定终端访问INFO系统，查询相关的背景资料和比赛信息等资讯，但无法对内容进行复制和编辑。
随着移动通信技术的快速发展，2008年奥运会将为媒体记者提供无线接入手段方便访问INFO系统信息，奥运WirelessInfo系统将成为科技奥运的亮点工程，该系统可使制证媒体在2008年北京奥运会期间在指定区域通过随时随地接入平台获取奥运会相关信息和资料，并通过短信/彩信等服务获得最新的比赛成绩、重要事件通知，方便新闻的采、编、发工作。
奥运Info系统除了网络外，主要由两个部分组成，一个是中国移动提供的奥运Wireless
Info系统，另外一个部分是由源讯提供的业务平台。
其中实现认证和安全防护的奥运Wireless
Info系统主要实现对整个奥运INFO系统的认证和安全防护功能。
奥运WirelessInfo系统系统需要实现以下目标：
媒体记者可以获取奥运INFO信息并访问Internet保证系统安全性和业务安全性采用多种无线终端都可访问（主要时笔记本和PDA）完善的认证鉴权管理接入在不同接入网段间无缝切换
奥运WirelessInfo系统对设备的功能要求如下：
支持RADIUS（RFC2865、RFC2866、RFC2869）协议；
支持路由功能；
Portal功能；
支持WEB认证页面的推送；
支持认证完成后强制初始页面的推送。
上述功能通过AC与外置的Portal服务器之间通过交互消息的方式来实现。
WirelessInfo两类权限用户在经过系统认证后需要接入网的AC设备能实现不同的路由
区分，以实现不同用户权限的不同路由指向和数据隔离。
AP设备技术要求
AP设备功能要求
工作频段及子信道配置
工作频段
依照802.11a/b/g无线局域网的国际规范和国家无线电管理委员会的标准，无线局域网的无线设备AP的工作频段为：
802.11a:
5.15GHz〜5.825GHz
802.11b:
2.4GHz〜2.4835GHz
802.11g:
2.4GHz〜2.4835GHz
信道配置
为了避免避免临近设备干扰，可将将整个频率划分成不同范围，802.11b和802.11g的
2.4GHz〜2.4835GHz工作频率带宽为83.5MHz，划分为14个子信道，每个子信道带宽为22MHz。
子信道分配如图1所示：
图1:
802.11b/g子信道分配图
在2.4835GHz的频道范围内，最多有13个信道可用，13个信道的标号及所用中心频率的情况见下表：
表1:
13个信道的中心频率配置
信道标号
中心频率
信道低端/高端频率
1
2412MHz
2401/2423MHZ
2
2417MHz
2411/2433MHz
3
2422MHz
2416/2438MHz
4
2427MHz
2421/2443MHz
5
2432MHz
2426/2448MHz
6
2437MHz
2431/2453MHz
7
2442MHz
2431/2453MHz
8
2447MHz
2436/2458MHz
9
2452MHz
2441/2463MHz
10
2457MHz
2446/2468MHZ
11
2462MHz
2451/2473MHz
12
2467MHz
2456/2478MHz
13
2472MHz
2461/2483MHz
在多个信道同时工作的情况下，为保证信道之间不相互干扰，要求两个信道的中心频率间隔不能低于25MHz。
因此从上图可以看出，802.11b、802.11g标准最多可以提供3个不重叠的信道同时工作。
802.11a的工作频率带宽为:
100MHz，从5.725GHz到5.825GHz，划分为4个子信道，每个子信道带宽为20MHz。
子信道分配如图2所示：
图2.802.11a子信道分配
调制技术
WLAN接入设备物理层应支持如下调制技术:
802.11b模式：
直接序列扩频（DSSS）调制技术
802.11g模式：
PBCC调制
OFDM调制技术
802.11a模式：
OFDM调制技术
AP功能要求
802.11a/b/g多模式支持能力
单一AP应同时支持802.11a/b/g三模双频终端以任意模式接入；
AP应能在控制设备配合下关闭特定一种或两种（802.11a/b/g）接入模式
AP应具备在802.11g模式下拒绝/允许802.11b协议的终端接入的能力
动态速率控制
WLAN设备应支持自适应编码调制技术，根据无线信号强度强弱，接入速率应在如下范围内变化：
802.11b：
1/2/5.5/11Mbps；
802.11g：
1/2/5.5/11/6/9/12/18/24/36/48/54Mbps；802.11a：
6/9/12/18/24/36/48/54Mbps；
接入点AP设备的吞吐量受各种条件的影响，例如：
工作模式的不同、不同协议的使用、小区用户数量、传输文件的大小等,请描述在不同传播环境、不同标准下AP的速率范围。
AP设备具备动态速率转换的自适应功能，在802.11a/b/g中均使用了动态速率转换的机
制，允许数据速率自动调整到适应无线通信变化的特性，即当射频情况变差或出现严重干扰时，速率将自动回落。
动态功率控制
要求AP设备需配合控制设备完成全局的动态功率控制，通过增加功率支持无线空洞补偿、通过降低功率避免高密度部署环境下复用频点小区间的干扰。
动态功率控制无需依赖网管，由AP配合控制设备自动实现。
动态信道控制
AP设备需配合控制设备完成全局的动态信道调整，通过调整信道避免邻近小区间干扰
以及噪音和同频干扰源的干扰。
动态信道控制无需依赖网管由AP配合控制设备自动实现。
基于用户数量的负载均衡
AP设备应支持多个WLAN终端的同时接入和连接。
AP设备应支持和WLAN终端接入设备之间的自动信道分配、认证和关联过程。
AP设备应支持客户终端的负载均衡功能。
即AP提供有关用户数量、误码率，和信号强度的信息到客户终端。
客户终端选择能提供最好网络连接的AP。
WLAN
802.11MAC层负责客户端与接入点的通信，当客户端进入多个接入点覆盖区域时，AP会配合控制设备系统基于客户数来实现负载均衡。
接入设备准入控制
AP应在控制设备配合下，完成接入终端的准入控制功能，即可根据终端数量或者网络流量限制非关键用户或后续接入的终端获取网络资源。
过负荷控制
AP应能在控制设备配合下，当接入的用户数量或数据流量等负荷超过设定阈值时自动进行控制，以保证AP的正常工作，并能够产生告警。
卖方的设备必须支持本功能。
SSID支持
单一AP支持多SSID同时接入，能够至少支持8个以上的SSID。
RF环境抗干扰能力
AP具备配合控制设备通过信道及功率的调整避免或减小干扰，并具备对非许可AP的探测和定位能力。
请说明实现方式。
切换
AP设备配合控制设备支持WLAN终端在不同AP间的切换，且不中断网络连接。
基于WPA/WPA2的安全漫游能力。
对跨AP的切换分为两种类型：
同一子网内部不同AP之间的切换（二层切换）；不同子网内不同AP之间的切换（三层切换）；
访问控制
AP设备支持基于ESSID和MAC地址的访问控制。
接入碰撞机制
AP设备采用802.11的CSMA/CA机制来提供以无线方式共享访问的方法。
无线覆盖范围
WLAN
支持
而
150
接入点AP设备的无线覆盖能力与其发射功率和应用的覆盖环境条件有直接的关系，且不同传输速率的定义也决定了覆盖范围的大小。
要求开阔环境的覆盖范围应能够达到—300m，室内环境覆盖范围达到30-50m。
同步要求
在ESS模式下，由AP周期性地发出时标信号，而在这一AP的小区内所有用户利用此时标信号把自己的时钟与AP同步。
网管要求
WLAN网管接口采用SNMP（v2c或以上版本）、Syslog和FTP作为主要接口协议。
其中，AP设备采用SNMP网管接口。
在直连方式下，AP通过其本身提供的SNMP网管接口直接接入WLAN网管系统。
根据无线网络维护要求，AP设备具备对终端和非法接入AP的定位要求。
AP设备性能要求
无线性能要求
天线
不同类型天线:
如全向天线，定向天线等。
内置天线或外置天线。
支持与其他移动通信系统（GSM、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、PHS等）共用室内分布式系统。
采用外置天线，天线端口的阻抗为50欧姆。
杂散发射包括：
谐波辐射、寄生辐射、互调产物和变频产物。
带外杂散指落到载波中心频率Fo±250%信道间隔（CS）以外的带外辐射功率电平。
相对杂散发射平均功率的选取和信道间隔（CS）和杂散发射功率落入的频带有关。
在测量杂散发射平均功率时，测量范围取为30MHz—5Fo（载波的5次谐波）。
AP的杂散发射功率电平限值（参考带宽内的相对杂散发射平均功率电平限值）为：
小于等于-30dbm。
发射频率稳定度
AP设备的发信频率稳定度应小于等于25ppm。
带内和带外杂散发射
必须符合IEEE802.11a/b/g系列相关标准。
发射到接收的回环时间
必须符合IEEE802.11a/b/g系列相关标准。
接收到发射的回环时间
必须符合IEEE802.11a/b/g系列相关标准。
发射机性能要求
发射功率
室内设备：
天线增益v10dBi时：
等效全向辐射功率（EIRP）<100mW或w20dBm室外设备：
天线增益>10dBi时：
等效全向辐射功率（EIRP）w500mW或w27dBm
发射功率控制
支持至少100%、50％、25％、12.5%四级功率可调。
发射频谱模版
必须符合IEEE802.11a/b/g系列相关标准。
杂散发射
杂散发射包括：
谐波辐射、寄生辐射、互调产物和变频产物。
带外杂散指落到载波中心频率Fo±250%信道间隔（CS）以外的带外辐射功率电平。
相对杂散发射平均功率的选取和信道间隔（CS）和杂散发射功率落入的频带有关。
在测量杂散发射平均功率时，测量范围取为30MHz—5Fo（载波的5次谐波）。
AP的杂散发射功率电平限值（参考带宽内的相对杂散发射平均功率电平限值）为：
小于等于-30dbm。
发射频率稳定度
AP设备的发信频率稳定度应小于等于25ppm。
卖方要提供各种型号AP的发射频率稳定度数值。
中心频率容限
必须符合IEEE802.11a/b/g系列相关标准。
码片时钟频率容限
必须符合IEEE802.11a/b/g系列相关标准。
Power-Onandpower-down斜坡
必须符合IEEE802.11a/b/g系列相关标准。
射频载波抑制
必须符合IEEE802.11a/b/g系列相关标准。
接收机性能要求
接收机最小输入电平灵敏度
必须符合IEEE802.11a/b/g系列相关标准。
接收机最大输入电平
必须符合IEEE802.11a/b/g系列相关标准。
接收机邻道抑制
必须符合IEEE802.11a/b/g系列相关标准。
同道干扰
对于同一频段其他设备的干扰，要求用户端管理软件具有防止传输速率过快降低的抵抗机制。
净荷吞吐量
净负荷吞吐量为除去纠错编码和必要的无线编码的吞吐量。
同频干扰
802.11g接入设备兼容802.11b终端，当802.11b终端接入802.11gAP时，会导致该ESSID范围内所有接入终端的速率下降。
多径衰落
卖方要提供抗多径衰落的措施，并详细阐述措施和方案。
频率复用
频率复用的计算方法。
各种速率级别下无线链路的计算。
QoS要求
AP支持WiFi规定的WMM标准，并支持802.11e的后续标准。
WLAN系统能提供端对端的QoS保证。
AP设备支持根据用户业务需求或运营商的要
求对用户所占用的业务带宽及优先级别进行的设定，并支持根据业务的优先级进行流量管理
和控制，确保不同等级业务的QoS。
支持WiFi的WMM标准。
支持不同SSID基于RF资
源的分配，支持不同SSID、不同用户基于速率参数的设定。
WLAN系统在提供IP业务时，应符合下表的Qos要求。
表2：
IPQoS要求
业务
最大误码率
最大单向时延
高质量电话（声码器MOB4.0）
1X10"6
20ms
标准质量电话（声码器MOS<4.0）
1X10"6
40ms
实时包业务
1X10"6
20ms
非实时业务
1X10"9
---
AP设备可靠性要求
可用性
1.AP系统可用性要求
不考虑无线传输带来的影响，AP系统的年可用性指标为99.99%。
2.AP的可靠性
AP设备的MTBF应大于14年。
稳定性
AP设备与用户终端之间的无线传输性能发生一定范围变化时，应能保持稳定工作状态。
保持稳定工作状态的无线传输性能的变化范围应能通过两种方式配置：
自动配置或通过
网管系统人工配置。
设备环境要求
环境适应性功能必须经过相应的认证机构认证通过，并且有相应的认证合格证明。
工作温度要求
室内设备：
在-30C至+50C环境中应能正常工作。
室外设备：
在-45C~+55C环境中应能正常工作。
工作湿度要求
满足IP55标准。
AP设备在以下湿度条件下的环境中应能正常工作：
相对湿度：
10%—90%。
注：
以上室内环境为地板以上2m和设备前方0.4m
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