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wifi信道知识


1. IE802.11 简介
标准号 标准发布时间 IEEE 802.11b 1999 年 9 月 IEEE 802.11a 1999 年 9 月 5.150- 5.350GHz 工作频率范围 2.4- 2.4835GHz 5.475- 5.725GHz 5.725- 5.850GHz 非重叠信道数 物理速率(Mbps) 实际吞吐量(Mbps) 频宽 调制方式 兼容性

3 11 6 20MHz CCK/DSSS 802.11b 24 54 24 20MHz OFDM 802.11a 3 54 24 20MHz 15 600 100 以上 20MHz/40MHz 2.4-2.4835GHz 2.4-2.4835GHz 5.150-5.850GHz IEEE 802.11g 2003 年 6 月 IEEE 802.11n 2009 年 9 月

CCK/DSSS/OFDMMIMO-OFDM/DSSS/CCK 802.11b/g 802.11a/b/g/n

2. 频谱划分 WiFi 总共有 14 个信道,如下图所示:

1)IEEE 802.11b/g 标准工作在 2.4G 频段,频率范围为 2.400—2.4835GHz,共 83.5M 带宽 2)划分为 14 个子信道

3)每个子信道宽度为 22MHz 4)相邻信道的中心频点间隔 5MHz 5)相邻的多个信道存在频率重叠(如 1 信道与 2、3、4、5 信道有 频率重叠) 6)整个频段内只有 3 个(1、6、11)互不干扰信道 3. 接收灵敏度
误码率要求 速率 6Mbps 9Mbps 12Mbps PER(误码率)不超过 8% 18Mbps 24Mbps 36Mbps 48Mbps 54Mbps 最小信号强度 -82dBm -81dBm -79dBm -77dBm -74dBm -70dBm -66dBm -65dBm

4. 2.4GHz 中国信道划分

802.11b 和 802.11g 的工作频段在 2.4GHz (2.4GHz-2.4835GHz) , 其可用带宽为 83.5MHz,中国划分为 13 个信道,每个信道带宽为 22MHz 北美/FCC 欧洲/ETSI 日本/ARIB
信道 1

2.412-2.461GHz(11 信道) 2.412-2.472GHz(13 信道) 2.412-2.484GHz(14 信道)
信道低端/高端频率 2401/2423

2.4GHz 频段 WLAN 信道配置表 中心频率(MHz) 2412

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

2417 2422 2427 2432 2437 2442 2447 2452 2457 2462 2467 2472

2406/2428 2411/2433 2416/2438 2421/2443 2426/2448 2431/2453 2426/2448 2441/2463 2446/2468 2451/2473 2456/2478 2461/2483

5. SSID 和 BSSID 1)基本服务集(BSS) 基本服务集是 802.11 LAN 的基本组成模块。能互相进行无线通信 的 STA 可以组成一个 BSS(Basic Service Set) 。如果一个站移出 BSS 的覆盖范围,它将不能再与 BSS 的其它成员通信。 2)扩展服务集(ESS) 多个 BSS 可以构成一个扩展网络,称为扩展服务集(ESS)网络, 一个 ESS 网络内部的 STA 可以互相通信,是采用相同的 SSID 的多个 BSS 形成的更大规模的虚拟 BSS。连接 BSS 的组件称为分布式系统 (Distribution System,DS)。 3)SSID 服务集的标识,在同一 SS 内的所有 STA 和 AP 必须具有相同的 SSID,否则无法进行通信。

SSID 是一个 ESS 的网络标识(如:TP_Link_1201),BSSID 是一个 BSS 的标识,BSSID 实际上就是 AP 的 MAC 地址,用来标识 AP 管理 的 BSS,在同一个 AP 内 BSSID 和 SSID 一一映射。在一个 ESS 内 SSID 是相同的,但对于 ESS 内的每个 AP 与之对应的 BSSID 是不相 同的。如果一个 AP 可以同时支持多个 SSID 的话,则 AP 会分配不同 的 BSSID 来对应这些 SSID。 BSSID(MAC)<---->SSID

6. AP 种类 FAT AP 和 FIT AP 比较如下图所示:

7. 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(802.11MAC 层负责客户端与 AP 之间的通 讯,功能包括扫描、接入、认证、加密、漫游和同步等功能): 1)扫描阶段(SCAN) 2)认证阶段 (Authentication) 3)关联(Association)

7.1 Scanning 802.11 MAC 使用 Scanning 来搜索 AP, STA 搜索并连接一个 AP, 当 STA 漫游时寻找连接一个新的 AP, STA 会在在每个可用的信道上进 行搜索。 1)Passive Scanning(特点:找到时间较长,但 STA 节电) 通过侦听 AP 定期发送的 Beacon 帧来发现网络,该帧提供了 AP 及所在 BSS 相关信息:“我在这里”… 2)Active Scanning (特点:能迅速找到) STA 依次在 13 个信道发出 Probe Request 帧,寻找与 STA 所 属有相同 SSID 的 AP,若找不到相同 SSID 的 AP,则一直扫描下去.. 7.2 Authentication 当 STA 找到与其有相同 SSID 的 AP,在 SSID 匹配的 AP 中,根据 收到的 AP 信号强度,选择一个信号最强的 AP,然后进入认证阶段。

只有身份认证通过的站点才能进行无线接入访问。AP 提供如下认证方 法: 1)开放系统身份认证(open-system authentication) 2)共享密钥认证(shared-key authentication) 3)WPA PSK 认证( Pre-shared key) 4)802.1X EAP 认证

7.3 Association 当 AP 向 STA 返回认证响应信息,身份认证获得通过后,进入关联 阶段。 1) STA 向 AP 发送关联请求 2) AP 向 STA 返回关联响应 至此,接入过程才完成,STA 初始化完毕,可以开始向 AP 传送数

据帧。

7.4 认证和关联过程

7.5 漫游过程

近日刚换了台 TP-LINK 路由器,笔记本和手机都能迅速适应新的路由器,顺利上网,只有 PB 还在闹情绪,可能是怀念以前的那台路由,呵呵。记得以前见坛子里某位达人在谈到无 线设备无法连接 wifi 时,可以换个信道试试。当时没遇到问题,也就没怎么在意,没想到 今天用上了。试了下更换路由器信道 1,居然可以上网了。 这个是为啥泥,什么道理啊?咱这种瞎折腾的水平哪知道什么叫信道啊,问度娘吧。 以下部分“ctrl+c”、“ctrl+v”自度娘文库:

无线路由器合理“信道”设置,加快上网速度[转] 今天我在家里上网, 突然网络出现问题, 所有网页无法打开, 路由器的 IP 也 Ping 不通, 然而无线连接并没有断开。我尝试重新连接路由器、重启路由器,都无济于事,把笔记本抱 到无线路由器旁边又能正常使用。于是,我怀疑路由器的无线信号受到干扰,修改了“信道” 设置,成功解决了这个问题! 当你笔记本搜到两个或多个无线网络,当你发现网速时快时慢、甚至会经常掉线,当你 上网经常出现“连接受限”,请耐心看下这篇文章。 网络质量除了客户机无线网卡或无线路由器的质量问题, 有一个不容忽视的要素, 就是 不同的无线网络的信号干扰,使无线网络的性能受影响。我这个问题的罪魁祸首就是:我的 无线网络和另外两个无线网络使用了相同的信道,或者使用了能够相互干扰的某些信道。

一、信道是什么? 无线网络信号在空气中以电磁波传播,他的频率是 2.4~2.4835GHz,而这些频段又被 化分为 11 或 13 个信道(802.11b/g 网络标准,普通路由都是这个标准) 。在我的 TP-LINK 无线路由器中,就有 13 个信道可以选择。通常情况下,默认的信道是“6”,这在单一的无线 网络环境中可以正常使用, 但如果处于多个无线网络的覆盖范围内, 无线路由器都使用默认 的信道“6”,肯定会产生冲突的,影响无线网络的性能。 二、正确选择信道 首先大家要清楚的知道,虽然在 802.11b/g 网络标准中,无线网络的信道虽然可以有 13 个,但非重叠的信道,也就是不互相干扰的信道只有 1、6、11(或 13)这三个。是不是感 觉很奇怪呢?不同的信道还能产生干扰或重叠?确实这样! 打个比方, 信道 3 会干扰信道 1~ 6,信道 9 干扰信道 6~13 等,因此,要保证多个无线网络在同一覆盖地区稳定运行,建议 使用 1、6、11(或 13)这三个信道。如在办公室有三个无线网络,为避免产生干扰和重叠, 它们应该依次使用 1、6、11 这三个信道。 对于在家使用的无线路由器,建议将信道设成 1 或 11,这样可以最大限度的避免和别 家的路由器发生信号重叠。因为大多数人并不会修改这个设置而保持默认的 6 信道。 当然 802.11b/g 网络标准中只提供了三个不互相重叠的信道,这些可使用的非重叠的信 道数量有点偏少,但对于一般的家庭或 SOHO 一族无线网络来说,已经足够了。如果你的

办公区域需要多于三个以上的无线网络,建议你使用支持 802.11a 标准的无线设备,它提供 更多的非重叠信道,我在这里只是介绍针对家庭的小型无线网络,因此,所有内容的讨论是 针对 802.11b/g 网络标准的。 三、信道与协议知识拓展 如果您对网络或电磁学不那么熟悉或感兴趣, 那么看到这里就行了。 因为下面的知识比 较专业…… 在普通情况下, 可用信道在频率上都会重叠交错, 导致网络覆盖的服务区只有三条非重 叠的信道可以使用, 结果这个服务区的用户只能共享这三条信道的数据带宽。 这三条信道还 会受到其它无线电信号源的干扰,因为 802.11b/g WLAN 标准采用了最常用的 2.4 GHz 无线 电频段。而这个频段还被用于各种应用,如蓝牙无线连接、手机甚至微波炉,这些应用在这 个频段产生的干扰可能会进一步影响无线用户的使用。 而在同样是 54Mbps 的传输速率的 802.11g 与 802.11a 标准中,802.11a 在信道可用性方 面更具优势。这是因为 802.11a 工作在更加宽松的 5GHz 频段,拥有 12 条非重叠信道,而 802.11b/g 只有 11 条,并且只有 3 条是非重叠信道(1、6、11 或 13) 。所以 802.11g 在协调 邻近接入点的特性上不如 802.11a。由于 802.11a 的 12 条非重叠信道能给接入点提供更多的 选择,因此它能有效降低各信道之间的冲突。 但事物都有两面性,802.11a 也正因为频段较高,使得 802.11a 的传输距离大打折扣, 它的的覆盖范围只有 802.11b/g 的一半左右或更低,以实际情况来说,如果一个 802.11b 无 线路由器的室内覆盖可达 80 米, 那么 802.11a 就只能达到 30 米左右。 此外, 由于设计复杂, 基于 802.11a 标准的无线产品的成本要比 802.11b 高的多。 信道数占优不向下兼容的 802.11a 最终在市场上失败也就不难理解。 当然,802.11g 以 54Mbps 的高速和向下兼容 802.11b 的优势击败了 802.11a,但随无线设 备的普及化 802.11b/g 目前也面临困窘。802.11a 支持 12 条非重叠信道,因此其总带宽为 54Mbps*12=648Mbps。而 802.11g 只支持 3 条非重叠信道,其总带宽仅为 54Mbps*3=162Mbps。也就是说,当接入的客户端数目较少时,你也许分辨不出 802.11a 和 802.11g 的速度差别,但随着客户端数目的增加,数据流量的增大,802.11g 便会越来越慢, 直至带宽耗尽,更不用说 802.11b 了。 很多人认为 Intel 新推出的迅驰 2 代中使用的英特尔 PRO/无线 2195A/B/G 三频无线网卡 新增支持 802.11a 标准,看做是一种市场的倒退或止步不前,但我们通过以上以上分析,你 会发现 Intel 或许也正面对这种 802.11b/g 所带来的信道和带宽困惑, 至少目前从国外无线普 及较早的国外用户的反馈来看,事实正是如此。 此外,虽然目前一些厂商已在开发一种可在双频工作的能够兼容 802.11a(5GHz)和 802.11g(2.4GHz)的无线局域网方案,但一个双频接入点通常需要两个独立的射频模块及 相应独立的数据处理能力,这将导致成本在独立型设备上的居高不下。而意法半导体 (STMicroelectronics) 的频段交错技术等方案其采用频段交错技术的接入点在两个频段之间

交替工作,而不是同时工作在两个频段内,虽然能降低成本,但其仍比普通的单频接入节点 的成本要高。所以,Intel 在新一代迅驰中兼容 802.11a 标准,可以看做是一种新无线标准尚 未出台前的一种无奈的对此有强列需求的用户短期解决方案。 此外,为什么说常用的 IEEE 802.11b/g 工作在 2.4~2.4835GHz 频段,这些频段被分为 11 或 13 个信道——为何有的是 11 个信道有的又是 13 个信道呢?这是各国各地区的标准不 同,北美/FCC 标准,其采用 2.412~2.462GHz,共有 11 信道,其中 1、6、11 信道为不重叠 的传输信道信道;欧洲/ETSI 标准,其采用 2.412~2.472GHz,共有 13 信道,其中 1、6、13 信道为不重叠的传输信道信道;日本,其采用 2.412~2.484GHz,14 信道,除此而外,还有 法国 4 信道、西班牙 2 信道等非主流标准。如果无线网卡支持,在安装驱动进行地区信道标 准选择时,一般建议选择 FCC(北美)或 ETSI(欧洲)标准即可。


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