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無線局域網的標準

作者: 來源: 日期:2017-8-16 15:27:58 人氣:12 加入收藏 評論:0 標簽:

前沿:作為無線通信網重要組成部分的無線局域網(WLAN)和個人無線通信網(WPAN)已經成為未來無線通信的主要發展方向。在WLAN和WPAN中,IEEE802.11將成為主導技術和事實上的行業標準。當然,在歐洲還有HIPERLAN1和HIPERLAN2兩種技術標準。在我國,以以太網為基礎的IEEE802.11技術構成的網絡應用開始步入商用階段,IEEE802.11經過多年的應用實踐,從技術上日益成熟和完善,在應用方面越來越廣泛,在成本上逐漸為用戶所接受。

1.  802.11的起源

無線技術的高速發展使技術工程師將目光投向了局域網的無線應用。早在1996年,ETSI提出了HiperLAN的無線局域網協議,后來又有1998年出現的HomeRF SWAP,以及目前倍受關注的Bluetooth (嚴格的說, Bluetooth不屬于無線局域網,而是無線PAN(Personal Area Net-work) ,應該算作無線局域網的一個子集 )。IEEE 802.11 是第一種無線以太網標準,由于以太網在局域網技術的絕對統治地位,目前實際上已成為無線局域網的代名詞。

802.11標準涵蓋許多子集:

● n802.11a: 將傳輸頻段放置在5GHz頻率空間;

● n802.11b: 將傳輸頻段放置在2.4GHz頻率空間;

● n802.11d: Regulatory Domains,定義域管理;

● n802.11e: QoS(Quality of service),定義服務質量;

● n802.11f: IAPP(Inter-Access Point Protocol),接入點內部協議;

● n802.11g: 在2.4GHz頻率空間取得更高的速率;

● n802.11h: 5GHz頻率空間的功耗管理;

● n802.11i: Security,定義網絡安全性。

其中最核心的是802.11a, 802.11b和802.11g,它們定義了最核心的物理層規范,這也是受所有芯片開發商及系統集成商所矚目的802.11未來走勢所在。

早在1991年5月,Victor Hayes領導的一個小組向IEEE提出項目授權申請PAR,(Project Authorization Request)成立了802.11工作組。最初的802.11提供了三個物理層 (PHY) 規范,包括 2.4 GHz ISM  頻帶中的紅外線、1~2 Mbps 頻率跳躍擴頻技術 (FHSS) 和 1~2 Mbps 直接序列擴頻技術 (DSSS)。1997 年, 802.11被IEEE接納。由于當時有線以太局域網的速度可以達到 10 Mbps,而早期的無線局域網產品又價格不菲,因此最初的 802.11 標準在市場中的反響并不大。

此后802.11 標準是沿著兩條路發展的。802.11b 規范指定在2.4GHz通信頻帶,提高數據速率,超過了10 Mbps 的臨界限度,物理層采用高速直接序列擴頻技術(HR-DSSS), 保持與最初 802.11 DSSS 標準的兼容性。 調制方式有兩種:第一種是高效率的“補碼鍵控”(CCK) 調制方案,從而達到了 11 Mbps 的頂端數據速率。第二種調制方案是“信息包二進制回旋式編碼” (PBCCTM),憑借其能夠提供 3dB的編碼增益,延伸了通信的距離。因此作為在 5.5 和 11 Mpbs 速率的范圍內獲得更高性能的一個選擇。802.11的第二個分支被指定為 802.11a。承受著風險將802.11帶入了不同的頻帶——5.2 GHz U-NII 頻帶,并被指定高達 54 Mbps 的數據速率。與單個載波系統 802.11b不同,802.11a 運用了提高頻率信道利用率的正交頻率劃分多路復用 (OFDM) 的多載波調制技術。由于 802.11a 運用 5.2 GHz 射頻頻譜,因此它與 802.11b 或最初的 802.11 WLAN 標準均不能進行互操作。2000 年 3 月,IEEE 802.11 工作組成立了一支研究小組探索擴充 802.11b 標準,以達到高于 20 Mbps 數據速率的可行性。2000 年 7 月,該研究小組轉變為802.11g專攻組(TGg),其任務是為在 2.4 GHz 頻帶內達到更高速率定義新標準。

在 2001 年11 月 15 日,一個結合了 TI 和 Intersil(現已被Dallas半導體并購)的折中提案,在802.11 IEEE會議上成為 802.11g 標準草案。

2.  802.11g

802.11g 標準草案采用了最初的 CCK-ODFM 提案和 PBCC-22 提案的現有要素。兩個提案都要求在 2.4 GHz 頻帶中實現真正的 802.11a 速率要求。802.11g 標準草案使 OFDM 成為在 2.4 GHz 頻帶中提供 802.11a 數據速率的強制技術,在 802.11b 頻率范圍,提供 CCK-OFDM 和 PBCC-22 可選模式。該平衡的折中方案在 802.11a 和 802.11b 之間架起了一座更為清晰的溝通橋梁,并且是開發真正多模式 WLAN 產品的簡明方法。 802.11g 達到了 802.11a 在 2.4 GHz 頻帶中實現 54 Mbps 高數據速率的要求,又保持了與已安裝的 802.11b 設備的兼容性。有數據表明,802.11g 在數據傳輸速度和范圍方面的性能要優于早先在選擇過程中所考慮的任一備選方案。

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