Основы технологии
Wi-Fi
Вадим Еремеев
11.03.2014
vy@nstel.ru
ведущий:
Основы радиотехники
Элементы приёмопередатчика
-Передатчик
-Приёмник
-Антенно-фидерные устройства (АФУ)
Единицы измерения
Единица измерения мощности - Ватт (W), милливатт (mW).
В радиотехнике используют логарифмически зависимы...
Единицы измерения
dBi (дБи) – изотропный дБ, выражает к-т усиления антенны
относительно изотропного излучателя.
KdBi=10log...
SOM - System Operating Margin - бюджет радиолинии. Определяет
разницу между принимаемым сигналом и минимальным пороговым
з...
Бюджет радиолинии
Поляризация антенн
определяется плоскостью электрического поля
совпадает с физической ориентацией антенны
Зона Френеля
Зона Френеля - имеет форму эллипса, центром которого является
воображаемой линией прямой видимости между двух...
Затухание сигнала в различных
средах
Таблица для сигнала 2.4 ГГц
Препятствие Ослабление (dB) Эффективная
дальность
Открыто...
RF-Математика
Правило 3-х: при добавлении 3 dB, уровень сигнала
увеличивается в двое, и наоборот:
dBm + 3 = mW * 2; dBm – ...
Основы Wi-Fi
Стандарты Wi-Fi
IEEE 802.11 - самый первый стандарт WLAN, 1997 г, 1 Mbps и 2 Mbps, 2.4 GHz RF.
В настоящее время часть 802...
Технология распределённого
спектра
Метод частотных скачков (FHSS):
– Используется в 802.11
– Ограниченная пропускная спосо...
Технология распределённого
спектра
Метод прямой последовательности (DSSS):
– Высокая пропускная способность
– Простота реа...
Технология распределённого
спектра
DSSS использует 11 битное избыточное кодирование Кодом Баркера.
Каждый бит информации к...
Технология OFDM
Orthogonal Frequency Division Multiplexing (ортогональное
частотное мультиплексирование) – технология, исп...
Технология OFDM
Частотные каналы 2.4 ГГц
Число каналов, разрешённые различными организациями:
FCC 11 каналов
ETSI 13 каналов
Japan 14 кана...
Частотные каналы 2.4 ГГц
№ ch 1 2 3 4 5 6 7 8 9
F,GHz 2,412 2,417 2,422 2,427 2,432 2,437 2,442 2,447 2,452
№ ch 10 11 12 ...
Частотные каналы 5 ГГц
MIMO
MIMO – Множественный ввод, множественный вывод
Spatial Multiplexing – N информационных потоков
Diversity coding – 1 и...
Beamforming
Использует фазированную антенную решётку
Формирует ДНА в сторону клиента
Преимущество - увеличение главного ле...
Modulation Coding Scheme
MCS
index
Spatial
streams
Modulation
type
Coding
rate
Data rate (Mbit/s)
20 MHz channel 40 MHz ch...
16 3 BPSK 1/2 19.50 21.70 40.50 45.00
17 3 QPSK 1/2 39.00 43.30 81.00 90.00
18 3 QPSK 3/4 58.50 65.00 121.50 135.00
19 3 1...
Терминология WLAN
BSS – Basic Service Set (комплект
базовой службы) – точка доступа и
клиент/клиенты. Базовый означает
тол...
Терминология WLAN
ESS – комплект
расширенной службы –
определяет два или более
BSS соединенных через
распределительную сет...
Терминология WLAN
SSID – чувствительное к регистру уникальное имя WLAN
(от 2 до 32 символов)
SSID устанавливаются админист...
Терминология WLAN
IBSS – независимый комплект
базовой службы – не имеет ТД.
Покрывает одну ячейку и имеет один
SSID.
IBSS ...
Пассивное сканирование
ТД шлют beacons со след. информацией:
– SSID, канал, синхронизация, поддерживаемые скорости и др.
К...
Активное сканирование
Станции шлют probe запрос со след. информацией:
– SSID, канал, поддерживаемые скорости и др;
– SSID ...
Методы аутентификации
802.1x & EAP
– 802.1x – реализует схему взаимной аутентификации клиента и
ТД. Схема использует серве...
Dynamic Rate Shifting (DRS)
Dynamic Rate Shifting (DRS)
или Adaptive Rate Selection (ARS)
– метод динамического уменьшения...
Эволюция Wi-Fi систем
Enterprise wireless
gateways
• Central AP mgmt for
1st gen. WLAN
• VPN+Stateful Firewall
• 802.1x/EA...
Эволюция Wi-Fi систем
V поколение – облачный Wi-Fi
Маршрутизируемая
сеть
Контроллер
vWLAN
Role X Role Y
Control
Untagged
U...
Основные технические
характеристики и условия
использования устройств
малого радиуса действия в
сетях беспроводной передач...
Москва, аэропорт Домодедово
Результаты тестов публичного Wi-Fi
Амстердам, аэропорт Shiphol
Москва, форум
Русская неделя Ин...
Спасибо за внимание!
? ? ? ? ?
Вадим Еремеев
vy@nstel.ru
yvv2003@rambler.ru
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Wi-Fi для чайников: основы технологии за 1 вебинар

972

Published on

Технический эксперт в области беспроводных технологий Вадим Еремеев -- об особенностях Wi-Fi стандарта и о базовых принципах грамотной конфигурации оборудования для предоставления точек доступа.

Запись вебинара на Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=H7P6llvjJiY&hd=1

Материалы вебинара доступны по ссылке: https://docs.google.com/a/skillfactory.ru/file/d/0B8ZnWs7lv8t-RDFmLUVEOGpfV2M/view

Published in: Technology
0 Comments
5 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
972
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
36
Comments
0
Likes
5
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Wi-Fi для чайников: основы технологии за 1 вебинар

  1. 1. Основы технологии Wi-Fi Вадим Еремеев 11.03.2014 vy@nstel.ru ведущий:
  2. 2. Основы радиотехники
  3. 3. Элементы приёмопередатчика -Передатчик -Приёмник -Антенно-фидерные устройства (АФУ)
  4. 4. Единицы измерения Единица измерения мощности - Ватт (W), милливатт (mW). В радиотехнике используют логарифмически зависимые: - Относительные dB dB=10log(P1/P2) P1=100W, P2=10W, ∆P=10log(100/10)=10dB P1=100W, P2=50W, ∆P=10Log(100/50)=3dB - Абсолютные dBm, dBi. PdBm=10log(Pmw) P=100mW, PdBm=10log(100)=20dBm P=1mW, PdBm=10log(1)=0dBm
  5. 5. Единицы измерения dBi (дБи) – изотропный дБ, выражает к-т усиления антенны относительно изотропного излучателя. KdBi=10log(Pant/Piso) Изотропный излучатель – антенна, излучающая одинаково во всех направлениях. Существует только в теории, на практике невозможно создать из-за конструктивных особенностей антенны.
  6. 6. SOM - System Operating Margin - бюджет радиолинии. Определяет разницу между принимаемым сигналом и минимальным пороговым значением. Разные скорости работы используют различные технологии модуляции и методы кодирования, что определяет уровни пороговой чувствительности приёмника. Чем выше скорость работы - выше кратность модуляции - тем ниже порог чувствительности. 5.5 M 6 M 9 M 11M 12M 18M 24M 36M 48M 54M -92 dBm -86 dBm -86 dBm -90 dBm -86 dBm -86 dBm -84 dBm -80 dBm -75 dBm -71 dBm
  7. 7. Бюджет радиолинии
  8. 8. Поляризация антенн определяется плоскостью электрического поля совпадает с физической ориентацией антенны
  9. 9. Зона Френеля Зона Френеля - имеет форму эллипса, центром которого является воображаемой линией прямой видимости между двух антенн. Теоретически существует бесконечное количество зон. На практике интересна только первая. Для устойчивого соединения не более 20 % первой зоны Френеля может быть закрыта.
  10. 10. Затухание сигнала в различных средах Таблица для сигнала 2.4 ГГц Препятствие Ослабление (dB) Эффективная дальность Открытое пространство 0 100 % Стекло 3 70 % Стекло (металлические жалюзи, краска) 5-8 50 % Тонкая стена 5-8 50 % Средняя стена (древесина) 10 30 % Толстая стена (кирпич 15-20 см) 15-20 15 % Толстая стена (кирпич 30 см) 20 -25 10 % Пол/потолок 15-20 15 % Толстый пол/потолок 20-25 10 %
  11. 11. RF-Математика Правило 3-х: при добавлении 3 dB, уровень сигнала увеличивается в двое, и наоборот: dBm + 3 = mW * 2; dBm – 3 = mW ÷ 2 Правило 10-ти: при добавлении 10 dB, уровень сигнала увеличивается в десять раз, и наоборот dBm + 10 = mW * 10; dBm – 10 = mW ÷ 10 При увеличении уровня сигнала на 6 dB, расстояние увеличивается вдвое, и наоборот: dBm +6 = L * 2; dBm – 6 = L ÷ 2
  12. 12. Основы Wi-Fi
  13. 13. Стандарты Wi-Fi IEEE 802.11 - самый первый стандарт WLAN, 1997 г, 1 Mbps и 2 Mbps, 2.4 GHz RF. В настоящее время часть 802.11b IEEE 802.11a - стандарт 1999 г, 54 Mbps, 5 GHz RF IEEE 802.11b - расширение 802.11, 5.5 and 11 Mbps (1999), 2.4 GHz IEEE 802.11e - расширение для использования средств мультимедиа (2005) IEEE 802.11g - стандарт 2003 г, 54 Mbit/s, 2.4 GHz (обратно совместим с b) IEEE 802.11i - расширение для использования шифрования WPA2 (2004) IEEE 802.11n - стандарт сентябрь 2009 г, увеличение скорости передачи до 600 Mbps, 2.4 & 5 Ghz RF IEEE 802.11s - расширение для использования технологии Mesh Networking IEEE802.11 ac – стандарт финальная версия – январь 2014г, скорость передачи до 3 GHz, 5 GHz RF, 8x8 MU-MIMO, полоса до 160 MHz.
  14. 14. Технология распределённого спектра Метод частотных скачков (FHSS): – Используется в 802.11 – Ограниченная пропускная способность (<2 Мбит/с) – Одна информационная несущая – Устойчивость к многолучевой интерференции – В наст. время используется в Bluetooth (802.15)
  15. 15. Технология распределённого спектра Метод прямой последовательности (DSSS): – Высокая пропускная способность – Простота реализации – Более высокая скорость кодирующей последовательности обеспечивает устойчивость к интерференции – Реализуются различные методы модуляции несущих – В настоящее время используется в 802.11 WLAN 2.4 GHz Band
  16. 16. Технология распределённого спектра DSSS использует 11 битное избыточное кодирование Кодом Баркера. Каждый бит информации кодируется 11-ю битами кода. DSSS используется в 802.11, получаемые скорости 1 и 2 Мбит/с. HR-DSSS (высокоскоростная DSSS технология) использует 8-ми битное избыточное кодирование CCK (Complementary Code Keying). CCK используется в 802.11b. CCK позволяет кодировать 4 бита данных 8- ми битным кодом – 5.5 Мбит/с, 6 бит данных 8-ми битным кодом – 11 Мбит/с.
  17. 17. Технология OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing (ортогональное частотное мультиплексирование) – технология, используемая в 802.11а стандарте, позволяет передавать данные до 54 Мбит/с. OFDM не является технологией расширенного спектра, но обладает похожими свойствами: низкая мощность передачи, использование более широкой полосы, чем требуется для передачи данных. OFDM использует 52 субчастоты, 48 используется для передачи данных, 4 – служебные. ERP-OFDM – Extended Rate Physical OFDM – расширение OFDM для диапазона 2.4 ГГц. Используется в 802.11g стандарте, также позволяет передавать данные до 54 Мбит/с. В стандарте 802.11n используется 52 субчастоты для передачи данных, за счёт чего получают скорость 65 Мбит/с.
  18. 18. Технология OFDM
  19. 19. Частотные каналы 2.4 ГГц Число каналов, разрешённые различными организациями: FCC 11 каналов ETSI 13 каналов Japan 14 каналов По стандарту между несущими должен быть разнос не менее 25 МГц, т.о. в 802.11 b/g может быть 3 непересекающихся канала – обычно 1, 6, 11.
  20. 20. Частотные каналы 2.4 ГГц № ch 1 2 3 4 5 6 7 8 9 F,GHz 2,412 2,417 2,422 2,427 2,432 2,437 2,442 2,447 2,452 № ch 10 11 12 13 14 F,GHz 2,457 2,462 2,467 2,472 2,484
  21. 21. Частотные каналы 5 ГГц
  22. 22. MIMO MIMO – Множественный ввод, множественный вывод Spatial Multiplexing – N информационных потоков Diversity coding – 1 информационный поток
  23. 23. Beamforming Использует фазированную антенную решётку Формирует ДНА в сторону клиента Преимущество - увеличение главного лепестка (К-т усиления антенны) Преимущество – уменьшение боковых лепестков (Увеличение SNR)
  24. 24. Modulation Coding Scheme MCS index Spatial streams Modulation type Coding rate Data rate (Mbit/s) 20 MHz channel 40 MHz channel 800 ns GI 400 ns GI 800 ns GI 400 ns GI 0 1 BPSK 1/2 6.50 7.20 13.50 15.00 1 1 QPSK 1/2 13.00 14.40 27.00 30.00 2 1 QPSK 3/4 19.50 21.70 40.50 45.00 3 1 16-QAM 1/2 26.00 28.90 54.00 60.00 4 1 16-QAM 3/4 39.00 43.30 81.00 90.00 5 1 64-QAM 2/3 52.00 57.80 108.00 120.00 6 1 64-QAM 3/4 58.50 65.00 121.50 135.00 7 1 64-QAM 5/6 65.00 72.20 135.00 150.00 8 2 BPSK 1/2 13.00 14.40 27.00 30.00 9 2 QPSK 1/2 26.00 28.90 54.00 60.00 10 2 QPSK 3/4 39.00 43.30 81.00 90.00 11 2 16-QAM 1/2 52.00 57.80 108.00 120.00 12 2 16-QAM 3/4 78.00 86.70 162.00 180.00 13 2 64-QAM 2/3 104.00 115.60 216.00 240.00 14 2 64-QAM 3/4 117.00 130.00 243.00 270.00 15 2 64-QAM 5/6 130.00 144.40 270.00 300.00
  25. 25. 16 3 BPSK 1/2 19.50 21.70 40.50 45.00 17 3 QPSK 1/2 39.00 43.30 81.00 90.00 18 3 QPSK 3/4 58.50 65.00 121.50 135.00 19 3 16-QAM 1/2 78.00 86.70 162.00 180.00 20 3 16-QAM 3/4 117.00 130.00 243.00 270.00 21 3 64-QAM 2/3 156.00 173.30 324.00 360.00 22 3 64-QAM 3/4 175.50 195.00 364.50 405.00 23 3 64-QAM 5/6 195.00 216.70 405.00 450.00 24 4 BPSK 1/2 26.00 28.80 54.00 60.00 25 4 QPSK 1/2 52.00 57.60 108.00 120.00 26 4 QPSK 3/4 78.00 86.80 162.00 180.00 27 4 16-QAM 1/2 104.00 115.60 216.00 240.00 28 4 16-QAM 3/4 156.00 173.20 324.00 360.00 29 4 64-QAM 2/3 208.00 231.20 432.00 480.00 30 4 64-QAM 3/4 234.00 260.00 486.00 540.00 31 4 64-QAM 5/6 260.00 288.80 540.00 600.00 Modulation Coding Scheme
  26. 26. Терминология WLAN BSS – Basic Service Set (комплект базовой службы) – точка доступа и клиент/клиенты. Базовый означает только одна ТД/”одна сота” BSS относится к “инфраструктурному режиму” --режим, который требует ТД. Весь беспроводной трафик проходит через точку доступа. Прямой обмен клиент-клиент не допускается. BSS имеет уникальный SSID
  27. 27. Терминология WLAN ESS – комплект расширенной службы – определяет два или более BSS соединенных через распределительную сеть. Все пакеты в ESS должны проходить через одну из ТД.
  28. 28. Терминология WLAN SSID – чувствительное к регистру уникальное имя WLAN (от 2 до 32 символов) SSID устанавливаются администратором на ТД (м.б. несколько SSID на ТД) SSID включается во все пакеты на WLAN (в т.ч. в кадры beacon, probe request, probe response) Только устройства с равными SSID могут обмениваться информацией На клиентской станции необходимо указать с каким SSID (с какой WLAN) она будет работать
  29. 29. Терминология WLAN IBSS – независимый комплект базовой службы – не имеет ТД. Покрывает одну ячейку и имеет один SSID. IBSS известна как ad-hoc сеть (равный с равным). Для передачи данных вне IBSS один из клиентов должен действовать как шлюз или маршрутизатор.
  30. 30. Пассивное сканирование ТД шлют beacons со след. информацией: – SSID, канал, синхронизация, поддерживаемые скорости и др. Клиенты пассивно сканируют радиоканалы для приема beacons. Клиенты выбирают ТД с “правильным” SSID и пробуют ассоциироваться с ней. Если несколько ТД используют один SSID, то выбирается соединение с наилучшими параметрами (сила сигнала, минимальные ошибки и т.п.). Клиенты остаются в режиме сканирования (для обеспечения роуминга/ хэндовера к другой ТД).
  31. 31. Активное сканирование Станции шлют probe запрос со след. информацией: – SSID, канал, поддерживаемые скорости и др; – SSID м.б. Broadcast SSID. Если указан конкретный SSID, то отвечает ТД с этим SSID, если указан broadcast SSID, то отвечать будут все станции в зоне досягаемости станции. После определения ТД, через которую станция подключится к сети, начинается процесс аутентификации и ассоциации.
  32. 32. Методы аутентификации 802.1x & EAP – 802.1x – реализует схему взаимной аутентификации клиента и ТД. Схема использует сервер аутентификации и протокол аутентификации; – EAP представляет и обрабатывает пользовательские мандаты ( цифровой сертификат, имя-пароль, ID и т.п.). EAP-MD-5, LEAP, EAP- TLS, EAP-TTLS, EAP-SRP, EAP-SIM – различные реализации EAP. WPA (Wi-Fi Protected Access)/WPA2 (802.11i) – метод защиты и целостности данных использующий управление ключами и новейшие математические методы шифрования WPA(WPA2) -PSK – SOHO аутентификация
  33. 33. Dynamic Rate Shifting (DRS) Dynamic Rate Shifting (DRS) или Adaptive Rate Selection (ARS) – метод динамического уменьшения скорости передачи на WLAN станции. Изменение скорости происходит при ухудшении уровня принимаемого сигнала. Скорость устанавливается к заданным дискретным значениям.
  34. 34. Эволюция Wi-Fi систем Enterprise wireless gateways • Central AP mgmt for 1st gen. WLAN • VPN+Stateful Firewall • 802.1x/EAP/LDAP/AD • Role Based Policies • Guest Access • Basic QoS Traditional AP • Stand Alone • Poor security • Manual RF survey • Retains config info • Individual mgmt Secure Centralized WLAN Additional: • RF-Intrusion Prevention • Role Based Policies • Stateful Firewall • NAC/Endpoint integrity support • Basic Guest Access Centralized WLAN • Thin AP architecture • AP retains no info • Dynamic RF • Zero config AP • Central configuration • No complex surveys • QoS for voice, etc. I поколение II поколение III поколение IV поколение
  35. 35. Эволюция Wi-Fi систем V поколение – облачный Wi-Fi Маршрутизируемая сеть Контроллер vWLAN Role X Role Y Control Untagged User Tagged, Vlan X User Tagged, Vlan Y Hypervisor
  36. 36. Основные технические характеристики и условия использования устройств малого радиуса действия в сетях беспроводной передачи данных Требования ГРЧЦ для оборудования Wi-Fi
  37. 37. Москва, аэропорт Домодедово Результаты тестов публичного Wi-Fi Амстердам, аэропорт Shiphol Москва, форум Русская неделя Интернета
  38. 38. Спасибо за внимание! ? ? ? ? ? Вадим Еремеев vy@nstel.ru yvv2003@rambler.ru
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×