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1、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,Page 3,0.1Mbps 1Mbps 10Mbps 100Mbps 400Mbps,移动性,2.5G,3G,WLAN,UWB,WiMAX,4G?,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) ,W
2、iMAX 主要是针对城域网范围的接入覆盖。,Page 4,WLAN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,Page 5,WiFi 技术的发展,2000,2012,2004,2008,技术演进时间,第一代WLAN:11 b 单
3、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5001000m。 更强的
4、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(11n Draft预计在2010年初将标准化),Page 6,802.11a/b/g/n标准对比,Page 7,WLAN技术发展趋势(1/3),Page 8,WLAN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:802.11
5、e(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,Page 9,WLAN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
6、准都大大延长了标准制定周期,Page 10,WLAN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。,Page 11,WLAN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
7、,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。,Page 12,无线局域网结构(无中心对等网Ad Hoc),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“
8、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。,Page 13,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。,STA,STA,STA,Server,STA,LSW,AP,Page 14,无线局域网结构(多接入点ESS),由多个A
9、P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。,STA,STA,STA,Server,STA,LSW,AP,AP,STA,BSS1,BSS2,Page 15,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: 扫描阶段(SCAN) 认证
10、阶段 (Authentication) 关联(Association),Page 16,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,Page 17,“胖”AP与“瘦”AP技术,“胖”AP,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”,Page 18,FAT AP和FIT AP,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”。
11、 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,802.11e QoS,网管,二层漫游,安全,Internet,天线,802.11a/b/g,加密,802.1x认证,802.11e QoS,网管,二层漫游,安全,Internet,FAT AP,FIT AP AC,Page 19,“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
12、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,Page 20,FAT VS FIT,Page 21,WLAN网管,ME60,BAS,华为认证计费系统,IP骨干网,城域汇聚网,AP,AP,AP,AP,WLAN终端,家庭用户,商业用户,采用华为统一网
13、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,Page 22,城域汇聚网,IP骨干网,WLAN统一网管,Huawei AC,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AC AC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,Page 23,提纲,
14、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,Page 24,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、WA602 AP发射功率:100mW /20dBm 覆盖距离:3050米,Page 25,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
15、网共用天馈。,室内分布式覆盖(可共享2G/3G/PHS室内分布天线),适用AP:WA631,WA632 AP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1015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。,Page 26,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、巡警高速数据接入、现场调查人员提供移动宽带接入)、政务(比如市政办公移动接入互联网)、企业/市民/访客移动接入等应用。,适用AP:WA651,WA652 AP发射功率:500mW /27dB
16、m 覆盖距离:500米 可通过提高天线增益扩大覆盖距离,Page 27,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,Page 28,AC组网数据AC集中转发,Huawei AP,Huawei AP,汇聚交换机,L2交换机,Huawei BRAS集成AC,核心路由器,IP城域网,VLAN:800,VLAN:800,VLAN:800,VLAN:800,内层业务VLAN:101 隧道VLAN: 800,内层业务VLAN:102 隧道VLAN: 800,数据VLAN: 101 数据VLAN: 102 管理
17、VLAN: 800,+ T VLAN 800,AP,BRAS&AC,L2 SW,SW,AP上电,AC管理AP,UNTAG,+ T VLAN 800,内层S VLAN 101、102,STA,WLAN业务,+ T VLAN 800,BRAS&AC,BRAS&AC,后续我司BRAS化AC主要采用此组网方式,Page 29,AC组网数据AP本地转发,Huawei AP,Huawei AP,汇聚交换机,L2交换机,Huawei AC,BRAS,IP城域网,VLAN:800,VLAN:800,VLAN:800,VLAN:800,数据VLAN: 101 管理VLAN: 800,数据VLAN: 102 管理
18、VLAN: 800,管理VLAN: 800,数据VLAN: 101 数据VLAN: 102,STA,STA,+ T VLAN 800,AP,AC,L2 SW,SW,AP上电,AC管理AP,UNTAG,+ T VLAN 800,+ S VLAN 101、102,AC,BRAS,STA,WLAN业务,当前我司AC主要采用此组网方式,Page 30,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,Page 31,对于宽带用户,一般采用PPPoE+认证方式,可以将用户线路信息上传到BAS,进行端口绑定 对于W
19、LAN上网方式,采用WEB+Portal认证方式;可以共用宽带账户,也可以单独开通WLAN帐号; 可以通过划分不同的VLAN在BAS上识别宽带上网,或者WLAN上网,进行灵活的资费策略,BRAS/MSCG,CR,Huawei AC系列,DSLAM,xDSL,AP,AP,RADIUS,WLAN运营模式,汇聚交换机,Portal Server,接入交换机,PPPoE+,WEB+Portal,VLAN 1,VLAN 2,Page 32,37,WLAN组网方案介绍小型无线局域网,应用场景:无线系统的AP数量较少(少于50个),集中在一定区域内通过以太网交换机相连,如休闲娱乐场所等,Page 33,AC
20、集中部署,推荐采用旁挂BRAS的方式,实现BRAS以下的AP统一配置和管理。 AP可以采用POE交换机接入,或XPON MDU接入方式,将WLAN的部署与FTTX建设结合起来。 AC完成AP的集中管理功能,BRAS完成用户的接入认证功能。,BRAS/MSCG,CR,汇聚L2,Huawei AC系列,FIT AP,接入L2,FIT AP,MDU,FIT AP,FIT AP,OLT,ONT,RADIUS,WLAN组网方案介绍中型无线局域网,Page 34,WLAN组网方案介绍大型无线局域网,IP城域网络,ME 60 (BAS/运营级AC),LAN,LAN MDU,商业楼宇AP室内覆盖,室内分布系统
21、,室外/室内AP无线城市覆盖,独立AP,家庭覆盖,PON,OLT,应用场景: 无线系统的AP数量很多(大于512个),或跨区域的AP管理,可以采用在BAS上集成AC来实现管理。 比如一个市区的多个校园网,或多个热点的AP进行等统一管理。,Page 35,Page 35,WLAN与2G/3G融合解决方案要求,内置双模功能2G/3G+WLAN 简化上网步骤:支持WiFi终端手机卡认证,用户免帐号输入 简化网络切换:支持自动选择2G/3G和WLAN网络,省心,AC集中式大容量组网简化网络架构和业务集中管理 无线环境复杂需AP有一定抗干扰能力 支持手机卡认证代理,用户免帐号输入 需要电信级网管完成海量AP部署和管理,支持WiFi终端手机卡认证 支持统一计费和灵活的计费方式、如按时长、流量、预付费等,满足灵活业务套餐开展 支持漫游,商务人士便利接入,全程无忧。,支持WLAN访问PS域业务(如彩玲)和授权管理,体验一致 支持终端和网关间隧道连接,保证业务安全和连接质量 支持WLAN网关和3G网络融合,提高网络资源重用,仅适用移动和联通,增强终端,融合AAA,融合网关,电信级WLAN,
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