「WLAN」- 无线局域网 | Wireless Local Area Network | IEEE 802.11

认识

通过有线电缆或光纤,组成有线局域网,以作为传输介质广泛应用。但有线传输介质的铺设成本高,位置固定,移动性差。随着人们对网络的便携性和移动性的要求日益增强,传统的有线网络已经无法满足需求。

WLAN,Wireless LAN,Wireless Local Area Network,无线局域网,应运而生,是指通过无线技术构建的无线局域网络。

WLAN(Wireless Local Area Network,无线局域网)是一种利用无线电波、红外线等无线技术代替传统有线电缆实现设备联网的技术,遵循 IEEE 802.11 系列标准。

WLAN,是一种利用射频(Radio Frequency,RF)技术进行据传输的系统,

WLAN 广义上是指以无线信号(无线电波、激光、红外线、……)来代替局域网中的部分或全部有线传输介质所构成的网络。

WLAN,是通过无线通信技术连接的计算机构成的局域网。

目前,WLAN 已经成为一种经济、高效的网络接入方式。该技术的出现绝不是用来取代有线局域网络,而是用来弥补有线局域网络之不足,以达到网络延伸之目的,使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它,实现无网线、无距离限制的通畅网络。

WLAN 作为现代网络基础设施的核心组成部分,从最初的 2Mbps 发展到如今的 40Gbps(Wi-Fi 7),在移动办公、智能家居、工业物联网等领域发挥关键作用。随着 Wi-Fi 6/7 的普及和 6GHz 频段的开放,无线网络将继续向更高吞吐、更低延迟、更智能化的方向发展。用户需根据场景需求选择适当的标准和安全配置,以获得最佳体验。

组成

分布式系统

连接多个 AP 的有线 / 无线骨干网络

无线技术

无需物理线缆,通过电磁波传输数据

注意事项,无线技术有很多种,比如 Wi-Fi、Bluetooth 等等。

接入点(AP)

无线信号的发射 / 接收设备(如路由器)

安全机制 and 认证服务器

负责用户身份验证(如 RADIUS 服务器)

安全协议 加密方式 安全性 备注
WEP RC4 极低 已淘汰,可 10 分钟内破解
WPA TKIP WEP 临时替代方案
WPA2 AES-CCMP 当前主流,需强密码
WPA3 GCMP 极高 2018 年发布,防离线破解
WPS 危险 易受暴力破解,建议禁用

最佳实践
– 使用 WPA3 或 WPA2+AES
– 禁用 WPS 功能
– 设置复杂密码(建议 12 位以上混合字符)
– 启用 MAC 地址过滤(可选)

关键技术

1) CSMA/CA
– 载波侦听多路访问 / 冲突避免
– 通过 RTS/CTS 机制减少隐藏节点问题

2) MIMO(多输入多输出)
– 使用多个天线同时收发数据
– 提升吞吐量和信号可靠性

3) OFDMA(正交频分多址)
– Wi-Fi 6 引入,允许同时服务多个设备
– 提高高密度环境下的效率

4) 波束成形(Beamforming)
– 定向聚焦信号到特定设备
– 增强信号强度,减少干扰

无线客户端 | STA | Station

手机、笔记本、平板等支持 Wi-Fi 的设备

构造

Wi-Fi

WIP

Bluetooth

WIP

性质

WLAN 通信系统作为有线 LAN 以外的另一种选择,通常用在同座建筑内。WLAN 使用 ISM(Industrial、Scientific、Medical)无线电广播频段通信。WLAN 的 802.11a 标准使用 5 GHz 频段,支持的最大速度为 54 Mbps,而 802.11b 和 802.11g 标准使用 2.4 GHz 频段,分别支持最大 11 Mbps 和 54 Mbps 的速度。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 5.15-8.825GHz 频带需要执照的。

典型覆盖范围

室内 30-100 米,室外可达 300 米(视环境和天线而定)

WLAN 工作模式

基础设施模式(Infrastructure Mode)
– 最常见模式,通过 AP(如路由器)集中管理
– 所有通信必须经过 AP 转发
– 支持无缝漫游(多个 AP 使用相同 SSID)

Ad-Hoc 模式
– 设备间直接通信,无需 AP
– 适用于临时组网(如文件传输)
– 覆盖范围有限,无集中管理

Mesh 模式
– 多个 AP 组成网状网络
– 自动选择最优路径,扩展覆盖范围
– 商用方案:Google Nest, Linksys Velop 等

应用

通过 WLAN 技术,用户可以方便地接入到无线网络,并在无线网络覆盖区域内自由移动,彻底摆脱有线网络的束缚。

公共场所热点

– 机场、咖啡馆、酒店的免费 Wi-Fi
– 需注意公共网络安全风险

工业物联网(IIoT)

– 工厂设备无线监控
– 需高可靠性(如 802.11ax TWT 特性)

家庭网络 / 办公室网络

– 无线上网、文件共享、打印机共享
– 智能家居设备连接

  • 家庭 Wi-Fi 路由器:通过把有线网络信号转换成无线信号,供家庭电脑、手机等设备接收,实现无线上网功能。
  • 无线局域网产品形态丰富,覆盖室内室外、家庭企业等各种应用场景,提供高速、安全和可靠的无线网络连接。
  • 在家庭网络中,应用比较简单,很多 WLAN 概念被抽象成易于用户理解的概念。

在企业(园区)网络中 / 企业级部署

– 多个 AP 统一管理(如 Cisco, Aruba 方案)
– 支持 802.1X 企业认证

1)华为企业 AP,以 AirEngine 5760-10 为例,支持 FAT AP、FIT AP、Cloud AP 三种工作模式
—- 根据网络规划需求,可以灵活地在多种模式下切换
2)AP 工作在 FIT AP 模式,用户接入、AP 上线、认证、路由、AP 管理、安全协议、QoS 等功能需要同 AC 配合完成。

改进

## 9. 未来发展趋势
Wi-Fi 7(802.11be)
– 支持 16K QAM,320MHz 超宽信道
– 多链路操作(MLO)提升可靠性

Wi-Fi 感知(802.11mc)
– 厘米级室内定位
– AR/VR 应用支持

6GHz 频段(Wi-Fi 6E)
– 新增 1200MHz 频谱资源
– 减少 2.4/5GHz 拥塞问题

参考

Wireless LAN – Wikipedia