802.11协议标准ppt详解
802.11课件

WLAN发展历程
பைடு நூலகம்
谢谢
•9
• 经过20年的发展,如今802.11逐渐形成了一个家族,除了上述了这些标准外,还 包括:802.11e(MAC层对QoS支持)、802.11i(与802.11X一起为Wi-Fi提供 认证和安全机制)、802.11h(在802.11a基础上增加动态频率选择DFS和发送功 率控制TPC)等标准。
协议簇
• 1990年,IEEE802标准委员成立了IEEE802.11标准工作组,并于1997年发布 IEEE802.11标准,支持2.4GHz 频段,最高速率支持2Mbps。
WLAN演进与发展(续)
• 1999年,IEEE发布了802.11a标准和802.11b标准。802.11a支持5GHz频段,最 高速率支持54Mbps;802.11b则支持2.4GHz频段,最高速率支持11Mbps。WiFi联盟从“Hi-Fi”(高保真度)获取灵感,给802.11b创造了“Wi-Fi”(无线保 真)的名字。不过到了今天,WiFi已经不再单纯地代表802.11b了,而是代表整 个802.11系列标准。
802.11协议
罗轶蕾
•1
什么是WLAN
• WLAN(wireless local area network)无线局域网是计算机网络与无 线通信技术相结合的产物
WI-FI和WLAN有什么关系?
摆脱线缆束缚的用户需求
WI-FI=采用802.11技术的WLAN
无线局域网WLAN
• 无线局域网是目前最常见的无线网络之一。狭义的无线局域网是基于 IEEE802.11系列标准,利用高频无线射频(如2.4GHz或5GHz无线电 波)作为传输介质的无线局域网;广义的无线局域网是以各种无线电 波作为无线信道来代替有线局域网中的部分或全部的传输介质所构成 的网络。WLAN与有线网络技术相比,具有灵活、建网迅速、个人化 等特点。
IEEE 802(完整版).11、802(完整版).15、802(完整版).16、802(完整版).20标准简介(完整版).ppt

.,
5
802.11标准
802.11标准是IEEE最初制定的一个无线局 域网标准,主要用于解决办公室局域网和 校园网中用户与用户终端的无线接入,业 务主要限于数据存取,速率最高只能达到 2Mbps。由于它在速率和传输距离上都不 能满足人们的需要,因此,IEEE小组又 相继推出了802.11b和802.11a两个新标 准。
.,
10
802.11f/802.11r标准
802.11f追加了IAPP(inter-access point protocol)协 定,确保用户端在不同接入点间的漫游,让用户端能平 顺、无形地切换存取区域。 802.11f标准确定了在同一 网络内接入点的登陆,以及用户从一个接入点切换到另 一个接入点时的信息交换。(2006年2月被IEEE批准撤 销)
IEEE 802.11最早是由IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers,美国电 气和电子工程师协会 )在1997年6月正式发布, 此文档为无线网络的标准规格。
1999年,IEEE协会进一步提出IEEE802.11的扩 展规格:IEEE 802.11a和IEEE802.11b。扩展 规格的出现,让无线网络的速度倍增,也增加 了无线网络的实用性。
802.11r标准,着眼于减少漫游时认证所需的时间,这 将有助于支持语音等实时应用。使用无线电话技术的移 动用户必须能够从一个接入点迅速断开连接,并重新连 接到另一个接入点。802.11r改善了移动的客户端设备 在接入点之间运动时的切换过程。
.,
11
IEEE 802.11h/j标准
802.11h是802.11a的扩展,目的是兼容其他5G 赫兹频段的标准,如欧盟使用的HyperLAN2。 美国和欧洲在5GHz频段上的规划、应用上存在 差异,这一标准的制订目的,是为了减少对同 处于5GHz频段的雷达的干扰。
IEEE 802.11标准

《无线局域网技术》讲义第六讲 IEEE802.11物理层作为全球公认的局域网权威,IEEE 802工作组建立的标准在过去二十年内在局域网领域内独领风骚。
这些协议包括了802.3 Ethernet协议、802.5 Token Ring协议、802.3z 100BASE-T快速以太网协议。
在1997年,经过了7年的工作以后,IEEE发布了802.11协议,这也是在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议。
在1999年9月,他们又提出了802.11b“High Rate”协议,用来对802.11协议进行补充,802.11b在802.11的1Mbps和2Mbps速率下又增加了5.5Mbps和11Mbps两个新的网络吞吐速率。
利用802.11b,移动用户能够获得同Ethernet一样的性能、网络吞吐率、可用性。
这个基于标准的技术使得管理员可以根据环境选择合适的局域网技术来构造自己的网络,满足他们的商业用户和其他用户的需求。
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。
主要内容:1.802.11工作方式2.802.11物理层3.802.11b的增强物理层4.802.11数字链路层5.联合结构、蜂窝结构和漫游1、802.11工作方式802.11定义了两种类型的设备,一种是无线站,通常是通过一台PC机器加上一块无线网络接口卡构成的,另一个称为无线接入点(Access Point,AP),它的作用是提供无线和有线网络之间的桥接。
一个无线接入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口(802.3接口)构成,桥接软件符合802.1d桥接协议。
接入点就像是无线网络的一个无线基站,将多个无线的接入站聚合到有线的网络上。
无线的终端可以是802.11PCMCIA卡、PCI接口、ISA接口的,或者是在非计算机终端上的嵌入式设备(例如802.11手机)。
2、802.11物理层在802.11最初定义的三个物理层包括了两个扩散频谱技术和一个红外传播规范,无线传输的频道定义在2.4GHz的ISM波段内,这个频段,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。
802.11协议标准ppt

BIRM
使用扩频技术的好处
扩频是一种在信号的带宽进行扩展的技术。采用扩频的 好处是: 抗干扰。若使用窄频,容易受到使用相同频率的通信干 扰导致完全无法通信。 对于非特定的目的的接收器,扩展了带宽的信号混在背 景噪声中,让蓄意想侦听窃取数据资料的人不易判别真正 的信号,避免他人的截听。 提供了供多个用户使用同一传输波段的方法,保证了无 线设备在频段上的可用性和可靠的吞吐量,也保证了使用 同一频段的设备不互相影响。
IEEE802.11无线网络标准规定了3种物理层传输介质方 式。其中2种物理层传输介质工作方式在微波频段(根据 各国当地法规或规定不同,频段的具体定义也有所不 同),采用扩频传输技术进行数据传输,包括跳频序列 扩频传输技术(FHSS)和直接序列扩频传输技术 (DSSS)。另一种方式以光波段作为其物理层,也就 是利用红外线光波传输数据流。
IEEE802.11协议
IEEE802.11 协议标准
概述
IEEE802.11系列协议标准的发展
IEEE802.11的工作方式及802.11网络基 本元素
IEEE802.11的物理层协议
IEEE802.11的MAC层协议
无线局域网(WLAN)
IEEE802.11n
BIRM
概述
802.11是IEEE(美国电气和电子工程师协会)最初制定 的一个无线局域网标准,这也是在无线局域网领域内的 第一个国际上被认可的协议。主要用于解决办公室局域 网和校园网中,用户与用户终端的无线介入,业务主要 限于数据存取,速率最高只能达到2Mbps。由于802.11 在速率和传输距离上不能满足人们的需要。因此,IEEE 小组又相继推出了802.11a和802.11b等许多新标准。几 者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。
IEEE 802(完整版).11、802(完整版).15、802(完整版).16、802(完整版).20标准简介(完整版).ppt

802.11:无线局域网Wireless LAN
802.15:无线个域网 Wireless Personal Area Network
802.16:宽带无线接入 Broadband Wireless Access
802.17:弹性分组环 Resilient Packet Ring
802.18:无线管制 RadiE 802简介
802.1 :高层局域网协议Higher Layer LAN Protocols
802.2 :逻辑链路控制Logical Link Control
802.3 :以太网Ethernet
802.4 :令牌总线Token Bus
802.5 :令牌环Token Ring
802.19:共存 Coexistence TAG
802.20:移动宽带无线接入 Mobile Broadband Wireless Access (MBWA)
802.21:媒质无关切换 Media Independent Handoff
.,
3
IEEE 802.11系列标准简介
.,
4
802.11标准简介
蓝牙是第一个面向低速率应用的标准,但是它的市场情况不 太理想,其原因之一是受WiFi(802.11b) 的冲击,WiFi产品的 价格大幅度下降在某些应用方面抑制了蓝牙的优势。另一个原因 是蓝牙为了覆盖更多的应用和提供QoS使其偏离了原来设计简单的 目标,复杂使蓝牙变得昂贵,不再适合那些要求低功率、低成本
802.15.3也称WiMedia,旨在实现高速率。其原始版本 规定的速率高达55Mbit/s,使用基于802.11但不兼容的 物理层。后来多数厂商倾向于使用802.15.3a,它使用 超宽带(UWB)的多频段OFDM联盟(MBOA)的物理 层,速率高达480Mbit/s。
802.11协议标准详解[文字可编辑]
![802.11协议标准详解[文字可编辑]](https://img.taocdn.com/s3/m/fc3109415f0e7cd184253673.png)
WLAN 协议——IEEE802.11
在实际使用上,通常会将WLAN和现有的有线网络结合,不但增 加原本网络的使用弹性,也可扩大无线网络的使用范围,目前最热门 的WLAN技术就是IEEE的802.11 及其相关标准。 ? IEEE 802.11(1997.6), 数据速率最高为1或2Mbps,
工作在2.4GHz频段或使用红外(Infrared Spectroscopy, IR) ? IEEE 802.11a(1999),数据速率最高为54Mbps,
12个信道,最多8个互不重叠,工作在5GHz频段 ? IEEE 802.11b(1999.9),数据速率最高为11Mbps ,
11个信道,最多3个互不重叠,工作在2.4GHz频段(最常用) ? IEEE 802.11g(2003.6),数据速率最高为54Mbps,
WLAN
? WLAN (Wireless Local Area Network ) 是指传输 范围在 100米左右的无线网络,可用于单一建筑 物或办公室之内,需要使用 WLAN的场合主要包 括:
(1) 不方便架设有线网络的环境; (2) 使用者时常需要移动位置; (3) 临时性的网络。
? 802.11WLAN 主要面向两种应用类型:
300Mbit/s,2007 )
IEEE802.11的工作方式
? 802.11定义了两种类型的设备,一种是无线站,通常 是通过一台PC机器加上一块无线网络接口卡构成的, 另一个称为无线接入点(Access Point,AP),它的 作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接 入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口 (802.3接口)构成,桥接软件符合802.1d桥接协议。 接入点就像是无线网络的一个无线基站,将多个无线 的接入站聚合到有线的网络上。无线的终端可以是 802.11 PCMCIA卡、PCI接口、ISA接口,或者是在非 计算机终端上的嵌入式设备。
802.11协议标准详解

IEEE802.11系列协议标准的发展
802.11,定义微波和红外线的物理层和MAC子层(2.4GHz,2Mbit/s,1997) 802.11a,定义了微波物理层及MAC子层(5GHz,54Mbit/s,1999) 802.11b,物理层补充DSSS(2.4GHz,11Mbit/s,1997) 802.11b+,物理层补充PBCC(2.4GHz,11Mbit/s,2002) 802.11c,关于802.11网络和普通以太网之间的互通协议(2000) 802.11d,关于国际间漫游的规范(2000) 802.11e,对服务等级QoS的支持(2004) 802.11f,基站的互联性(2003) 802.11g,物理层补充OFDM(2.4GHz,54Mbit/s,2003) 802.11h,扩展物理层和MAC子层标准(5GHz,欧洲,2003) 802.11i, 安全和鉴权方面的补充(2004) 802.11j,扩展物理成和MAC子层标准(5GHz,日本,2004) 802.11k,基于无线局域网的微波测量规范(2005) 802.11m,基于无线局域网的设备维护规范(2006) 802.11n,导入MIMO(多输入输出)技术(2.4G/5GHz,100300Mbit/s,2007)
IEEE802.11的工作方式
802.11定义了两种类型的设备,一种是无线站,通常 是通过一台PC机器加上一块无线网络接口卡构成的, 另一个称为无线接入点(Access Point,AP),它的 作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接 入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口 (802.3接口)构成,桥接软件符合802.1d桥接协议。 接入点就像是无线网络的一个无线基站,将多个无线 的接入站聚合到有线的网络上。无线的终端可以是 802.11 PCMCIA卡、PCI接口、ISA接口,或者是在非 计算机终端上的嵌入式设备。
WiFi和802.11PPT

1
IEEE 802.11体系结构和服务
IEEE——Institute of Electrical and Electronics Engineers,电气电子工程师协会。总部设在美 国。
IEEE 802委员会负责起草局域网草案,并送交 美国国家标准协会(ANSI)批准和在美国国内 标准化。
与物理层规范
IEEE802.4-------Token-Bus访问控制方法与物理层规范
8
IEEE802.5-------Token-Ring访问控制方法
IEEE802.6-------城域网访问控制方法与物理层规
范
IEEE802.7-------宽带局域网访问控制方法与物理
层规范
IEEE802.8-------FDDI访问控制方法与物理层规范
IEEE802.9-------综合数据话音网络
9
IEEE802.10------网络安全与保密
IEEE802.11------无线局域网访问控制方法与物理层规范
IEEE802.12------100VG-AnyLAN访问控制方法与物理层规范
IEEE 802.14 协调混合光纤同轴(HFC)网络的前端和用户站点
采用正交频分复用(OFDM)的扩频技术,采用QFSK调制方 式, 可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构 接口, 支持多种业务如话音、数据和图像等, 一个扇区可以接入多个用户,每个用户可带多个用户终端。
14
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a标准是IEEE 802.11b的后 续标准,其设计初衷是取代802.11b标准, 然而,工作于2.4GHz频带是不需要执照 的,该频段属于工业、教育、医疗等专 用频段,是公开的,工作于5.15-5.825 GHz频带在有些国家需要执照。一些公司 仍没有表示对802.11a标准的支持,一些 公司更加看好混合标准――802.11g。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
物理层结构
物理层管理(Physical Layer Management):物理层管理与
MAC层管理相连,为物理层提供管理功能。
物理层汇聚子层(PLCP):媒体访问控制(MAC)子层和物理层
汇聚(PLCP)子层通过物理层服务访问点(SAP)利用原语进行通信
。MAC发出指示后,PLCP就开始准备需要传输的媒体协议数据单元(
STA4 STA6
DS
BSS1
AP
DS
AP BSS2
DS(Distribution System):分布式系统
ESS
BSS1
Service set identify (SSID1)
ESS
属于同一VLAN的客户端
AP1 AP2
DS
Service set identify (SSID1)
BSS2
802.11e — QoS
802.11h —动态调整 802.11i —安全增强 802.11f — 漫游和切换 802.11s — mesh
IEEE802.11的工作方式及802.11网络 基本元素
802.11定义了两种类型的设备,一种是无线站,通常 是通过一台PC机器加上一块无线网络接口卡构成的, 另一个称为无线接入点(Access Point,AP),它的 作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接 入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口 (802.3接口)构成,桥接软件符合802.1d桥接协议。 接入点就像是无线网络的一个无线基站,将多个无线 的接入站聚合到有线的网络上。无线的终端可以是 802.11 PCMCIA卡、PCI接口、ISA接口,或者是在非 计算机终端上的嵌入式设备(例如802.11手机)。
IEEE802.11的MAC层协议
按照无线局域网(WLAN)的协议体系结构层次划分, MAC子层是位于物理(PHY)层和逻辑链路控制(LLC) 子层中间的一个层次,其主要目的是在LLC子层的支持 下为共享物理媒体提供访问控制以及执行寻址方式和帧 产生与帧识别。
IEEE 802.11 标准中,以CSMA/CA协议作为无线局域 网MAC协议的基础,主要用来支持异步业务,并称其为 分布式访问控制(分布协调功能)方式(DCF)。为了 使得系统也能够支持具有最大时延要求的一些同步或时 限业务,标准中还要求了MAC协议支持用户可选择的中 心网控(点协调功能)方式(PCF)。
物理层结构
媒体访问控制子层 (MAC Sublayer)
物理服务访问点 (PHY SAP)
物理层汇聚子层 物理层 (PLCP Sublayer) (P L)
物理媒体依赖子层 (PMD Sublayer)
物理媒体依赖 服务访问点 (PMD SAP)
IEEE 802.11 物理(PHY)层结构图
IEEE 802.11 标准规定的物理层协议可以分为一般物理层管理和物理层汇聚过 程、物理媒体依赖两个子层(图中未示出物理层管理)。
扩频传输技术
跳频扩频(FHSS,Frequency Hopping Spread Spectrum)使用了传统的窄带数据传输技术,但传输 频率将发生周期性的切换。系统在一个扩频或宽波段 的信道上使用不同的中心频率,以预先安排好的顺序 在固定的时间间隔内进行跳频。跳频现象可以使 FHSS系统避免受到信道内窄带噪音的干扰。
MPDU)。PLCP也从无线媒体向MAC层传递接收帧。PLCP为MPDU附
加字段,形成一种合成帧,字段中包含物理层发送器和接收器所需的信
息。IEEE 802.11标准称这个合成帧为PLCP协议数据单元(PPDU)。
PPDU的帧结构提供了工作站之间MPDU的异步传输,因此,接收工作
站的物理层必须同步每个单独的即将到来的帧。
SSID
AP
STA
SSID=“marketing”
SSID=“office”
STA
STA
SSID:Service Set ID 服务集识别码
BSS
AP
BSS1
BSS2
AP
STA1
STA2
STA5
STA3
STA(Station):任何的无线终端设备。 AP(Access Point):一种特殊的STA BSS(Basic Service Set):基本服务集
IEEE 802.11b标准的物理层采用的是补码键控CCK( Complementary Code Keying)技术。在2.4GHz高速局域网标 准中采用CCK调制的主要原因是:它可以在提供高达11Mbit/s数 据传输速率的同时保持了与原有的1Mbit/s和2Mbit/s的无线局域 网的互操作性,即两者具有同样的射频带宽和分组结构。
IEEE802.11的MAC层
802.11标准设计独特的MAC层。它通过协调功能(Coordination Function)来确定在基本服务集BSS中的移动站在什么时间能发 送数据或接受数据。802.11的MAC包括两个子层。
无争用服务(选用)
MAC层
点协调功能PCF
争用服务(必须实现)
(Point coordination function)
如果信道检测评价到媒体处在忙碌状态,同时有合法的即将到 来的前同步码,则物理层汇聚(PLCP)子层就开始监视该适配头。 当PMD检测到的信号能量超过85dBm,它就认为媒体忙碌。如果 PLCP子层检测到帧的适配头是无误的,它将向MAC层发送一条 PHY-RXSTART.indication原语,通知一个帧的到来。随同这个原语 一起发送的,还有帧适配头的一些信息。
中心网络控制方式(PCF)
物理媒体依赖(PMD)子层:在PLCP下方,PMD支持两个工作站
之间通过无线媒体实现物理层实体的发送和接收。为了实现以上功能,
PMD需直接面向无线媒体,并对帧传送提供调制和解调。PLCP和PMD
之间通过原语进行通信,控制发送和接收。
物理层主要功能
1.载波帧听功能
物理层通过命令其物理媒体依赖(PMD)子层检查媒体状态来执行 载波侦听操作。
· 如果媒体空闲,PLCP将发送一条状态字段表明为空闲的PHYCCA.indication原语到MAC层,使得MAC层可以考虑决定发送帧;
· 如果媒体忙碌,PLCP将发送一条状态字段表明为忙碌的PHYCCA.indication原语到MAC层。从而MAC层就可以决定暂不能发送 帧。
物理层主要功能
2.数据发送功能
红外线(IR)物理层描述了一种在850到950nM波段 运行的调制类型,用于小型设备和低速率连接的数据 传输应用。这种红外线介质的基本数据速率是利用十 六进制脉冲位置调制(16PPM)的1Mbit/s速率和利用 四进制脉冲位置调制(4PPM)的2Mbit/s增强速率。 基于红外线设备的峰值功率被限定为2W。
IEEE 802.11标准的物理层扩充协议
IEEE 802.11a是对IEEE 802.11标准进行的物理层扩充,它彻底 地抛弃了前述的扩频思想。IEEE802.11a工作在5GHz 频段,物 理层速率可达54Mbit/s,传输层达25Mbit/s。采用正交频分复用 (OFDM)扩频技术。可提供25Mb/s的无线ATM接口和10Mbps 的无线以太网帧结构接口;支持语音、数据、图像业务。
如果前述的载波侦听出现媒体空闲状态,则物理层汇聚子层( PLCP)在接收到MAC层的PHY-TXSTART.request原语后便将PMD从 常规的检测接收模式转换到传输发送模式。同时,MAC层将与该请求 一道告知PLCP要发送数据的字节数(0-4095)和数据速率。然后, PMD通过无线发送器在20微秒内发射帧的前同步码。
IEEE802.11系列协议标准的发展
在物理层或者MAC层进行调整的 802.11协议成员
PHY
MAC
802.11(1/2 Mbps) 802.11b(5.5/11 Mbps)
802.11g(54 Mbps) 802.11a(54 Mbps) 802.11n(300 Mbps)
802.11/11a/11b/11g MAC
PLCP根据PLCP服务数据单元(PSDU)适配头长度的值,来 设置字节计数器。计数器跟踪接收到的帧的字节数目,使PLCP知道 帧什么时间结束。
PLCP在接收数据的过程中,通过PHY-DATA.Indication信息向 MAC层发送PSDU的字节。收到最后一个字节后,向MAC层发送 PHY-RXEND.infication原语,声明帧的结束。
ESS(Extended Service Set):扩展服务集,采用相同的SSID 的多个BSS形成的更大规模的虚拟BSS。
Ad Hoc
STA STA
STA STA
STA
Ad Hoc构成一种特殊的无线网络应用模式,STA间可直接互相连接, 资源共享,而无需通过AP。
IEEE802.11的物理层协议
分布协调功能DCF (Distributed coordination function)
(CSMA/CD)
PHY层
分布式访问控制方式(DCF)
分布式访问控制方式(DCF)是IEEE 802.11标准规定的物 理层兼容的无线局域网中的工作站和访问点(AP)之间 共享无线媒体的主要访问控制协议。和IEEE 802.3 总线 式以太网的CSMA/CD MAC 协议类似,IEEE 802.11标 准规定无线局域网的分布式访问控制方式(DCF)使用具 有碰撞避免功能的载波侦听多址接入(CSMA/CA)协 议。
IEEE802.11无线网络标准规定了3种物理层传输介质方 式。其中2种物理层传输介质工作方式在微波频段(根据 各国当地法规或规定不同,频段的具体定义也有所不 同),采用扩频传输技术进行数据传输,包括跳频序列 扩频传输技术(FHSS)和直接序列扩频传输技术 (DSSS)。另一种方式以光波段作为其物理层,也就是 利用红外线光波传输数据流。