網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)

IEEE 802在無(wú)線(xiàn)領(lǐng)域主要有四個(gè)工作組:802.11、802.15、802.16、802.20。在每個(gè)工作組下又設(shè)置了任務(wù)組(TG)。

802.11 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)

已經(jīng)通過(guò)的標(biāo)準(zhǔn):802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11F、802.11d。

正在研究的標(biāo)準(zhǔn):802.11i。

802.15 無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)

IEEE 802.15.1:藍(lán)牙;

IEEE 802.15.2:公用ISM頻段內(nèi)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的共存問(wèn)題;

IEEE 802.15.3a:UWB標(biāo)準(zhǔn);

IEEE 802.15.3b:WPAN維護(hù);

IEEE 802.15.4:研究低于200kbit/s數(shù)據(jù)傳輸率的WPAN應(yīng)用。

IEEE 802.15.4:Mesh Network。

802.16 寬帶無(wú)線(xiàn)接入(無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng))

已經(jīng)通過(guò)的標(biāo)準(zhǔn):802.16、802.16a、802.16c、802.16.2、802.16一致性測(cè)試。

正在研究的標(biāo)準(zhǔn):802.16d、802.16e

802.20 移動(dòng)寬帶無(wú)線(xiàn)接入

處于提案征求階段，還處于標(biāo)準(zhǔn)研究初期。

802.3 以太網(wǎng)

2000年12月,IEEE 802.3成立了第一英里以太網(wǎng)(EFM)特別工作組，致力于研究如何支持三種接入網(wǎng)拓?fù)湟约跋鄳?yīng)的物理層:銅線(xiàn)上以太網(wǎng)(EoVDSL)，在750m上傳送10Mb/s;點(diǎn)到點(diǎn)光纖上的以太網(wǎng)，在最長(zhǎng)10km上傳送1000Mb/s;點(diǎn)到多點(diǎn)光纖上的以太網(wǎng)(EPON)，在最長(zhǎng)10km上傳送1000Mb/s。因此，802.3ah標(biāo)準(zhǔn)中主要涉及VDSL和EPON兩種標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)到D3版本，處于研究階段。

802.17 彈性分組環(huán)

2001年11月成立，將吸收千兆以太網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性、SDH對(duì)延時(shí)和抖動(dòng)的嚴(yán)格保障、可靠的時(shí)鐘和50ms環(huán)保護(hù)和恢復(fù)等特性，提出RPR的標(biāo)準(zhǔn)。

IEEE 802.11 ，1997年，原始標(biāo)準(zhǔn)(2Mbit/s，工作在2.4GHz)。

IEEE 802.11a，1999年，物理層補(bǔ)充(54Mbit/s，工作在5.2GHz)。

IEEE 802.11b，1999年，物理層補(bǔ)充(11Mbit/s工作在2.4GHz)。

IEEE 802.11c，符合802.1D的媒體接入控制層橋接(MAC Layer Bridging)。

IEEE 802.11d，根據(jù)各國(guó)無(wú)線(xiàn)電規(guī)定做的調(diào)整。

IEEE 802.11e，對(duì)服務(wù)等級(jí)(Quality of Service, QoS)的支持。

IEEE 802.11f，基站的互連性(IAPP, Inter-Access Point Protocol)，2006年2月被IEEE批準(zhǔn)撤銷(xiāo)。

IEEE 802.11g，2003年，物理層補(bǔ)充(54Mbit/s，工作在2.4GHz)。

IEEE 802.11h，2004年，無(wú)線(xiàn)覆蓋半徑的調(diào)整，室內(nèi)(indoor)和室外(outdoor)信道(5.2GHz頻段)。

IEEE 802.11i，2004年，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全方面的補(bǔ)充。

IEEE 802.11j，2004年，根據(jù)日本規(guī)定做的升級(jí)。

IEEE 802.11l，預(yù)留及準(zhǔn)備不使用。

IEEE 802.11m，維護(hù)標(biāo)準(zhǔn);互斥及極限。

IEEE 802.11n，更高傳輸速率的改善，支持多輸入多輸出技術(shù)(Multi-Input Multi-Output，MIMO)。 提供標(biāo)準(zhǔn)速度300M，最高速度600M的連接速度

IEEE 802.11k，該協(xié)議規(guī)范規(guī)定了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)頻譜測(cè)量規(guī)范。該規(guī)范的制訂體現(xiàn)了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)對(duì)頻譜資源智能化使用的需求。

除了上面的IEEE標(biāo)準(zhǔn)，另外有一個(gè)被稱(chēng)為IEEE 802.11b+的技術(shù)，通過(guò)PBCC技術(shù)(Packet Binary Convolutional Code)在IEEE 802.11b(2.4GHz頻段) 基礎(chǔ)上提供22Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。但這事實(shí)上并不是一個(gè)IEEE的公開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)，而是一項(xiàng)產(chǎn)權(quán)私有的技術(shù)，產(chǎn)權(quán)屬于美國(guó)德州儀器公司。

IEEE 802.11a是802.11原始標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)修訂標(biāo)準(zhǔn)，于1999年獲得批準(zhǔn)。802.11a標(biāo)準(zhǔn)采用了與原始標(biāo)準(zhǔn)相同的核心協(xié)議，工作頻率為5GHz，使用52個(gè)正交頻分多路復(fù)用副載波，最大原始數(shù)據(jù)傳輸率為54Mb/s，這達(dá)到了現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中等吞吐量(20Mb/s)的要求。如果需要的話(huà)，數(shù)據(jù)率可降為48，36，24，18，12，9或者6Mb/s。802.11a擁有12條不相互重疊的頻道，8條用于室內(nèi)，4條用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。它不能與802.11b進(jìn)行互操作，除非使用了對(duì)兩種標(biāo)準(zhǔn)都采用的設(shè)備。

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)是世界上著名的專(zhuān)業(yè)組織，每年出版大量的技術(shù)雜志并召開(kāi)很多會(huì)議。IEEE計(jì)算機(jī)委員會(huì)下設(shè)的IEEE 802負(fù)責(zé)制定電子工程和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)，從屬關(guān)系如下圖所示:

IEEE 802又稱(chēng)為L(zhǎng)MSC(LAN /MAN Standards Committee，局域網(wǎng)/城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))，致力于研究局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的物理層和MAC層規(guī)范，對(duì)應(yīng)OSI參考模型的下兩層。

LMSC執(zhí)行委員會(huì)(Executive Committee)下設(shè)工作組(Working Group)、研究組(Study Group)、技術(shù)顧問(wèn)組(Technical Advisory Group)。曾經(jīng)設(shè)立的多個(gè)SG已經(jīng)合并到WG中，活躍的WG和TAG如下:

802.1 :高層局域網(wǎng)協(xié)議Higher Layer LAN Protocols

802.2 :邏輯鏈路控制Logical Link Control

802.3 :以太網(wǎng)Ethernet

802.4 :令牌總線(xiàn)Token Bus

802.5 :令牌環(huán)Token Ring

802.11:無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)Wireless LAN

802.15:無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng) Wireless Personal Area Network

802.16:寬帶無(wú)線(xiàn)接入 Broadband Wireless Access

802.17:彈性分組環(huán) Resilient Packet Ring

802.18:無(wú)線(xiàn)管制 Radio Regulatory TAG

802.19:共存 Coexistence TAG

802.20:移動(dòng)寬帶無(wú)線(xiàn)接入 Mobile Broadband Wireless Access (MBWA)

802.21:媒質(zhì)無(wú)關(guān)切換 Media Independent Handoff

IEEE 802的標(biāo)準(zhǔn)草案首先在WG內(nèi)進(jìn)行投票，當(dāng)達(dá)到75%以上同意后，則視為通過(guò)，并提交到LMSC進(jìn)行Sponsor Ballot的投票。在LMSC投票過(guò)程中，如果90%以上同意，則視為通過(guò)，IEEE 802就可以將其發(fā)布為正式的標(biāo)準(zhǔn)，如IEEE 802.2、IEEE 802.3、IEEE 802.11。IEEE 802一般會(huì)將他們的標(biāo)準(zhǔn)提交到ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)，ISO采納后會(huì)以ISO的名義發(fā)布，如已經(jīng)被ISO接受并發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)有:ISO/IEC 8802-1、ISO/IEC 8802-2、ISO/IEC 8802-3、ISO/IEC 8802-5、ISO/IEC 8802-11等。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

IEEE 802下設(shè)的不同WG研究不同領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)在IEEE 802獲得通過(guò)后，就可以發(fā)布。因此IEEE 802的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系與它的WG分工是一一對(duì)應(yīng)的。

下面介紹一下主要的工作組情況。

目前共有11個(gè)與局域網(wǎng)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),它們分別是:

IEEE 802.1── 通用網(wǎng)絡(luò)概念及網(wǎng)橋等

IEEE 802.2── 邏輯鏈路控制等

IEEE 802.3──CSMA/CD訪(fǎng)問(wèn)方法及物理層規(guī)定

IEEE802.4──ARCnet總線(xiàn)結(jié)構(gòu)及訪(fǎng)問(wèn)方法,物理層規(guī)定

IEEE 802.5──Token Ring訪(fǎng)問(wèn)方法及物理層規(guī)定等

IEEE 802.6── 城域網(wǎng)的訪(fǎng)問(wèn)方法及物理層規(guī)定

IEEE 802.7── 寬帶局域網(wǎng)

IEEE 802.8── 光纖局域網(wǎng)(FDDI)

IEEE 802.9── ISDN局域網(wǎng)

IEEE 802.10── 網(wǎng)絡(luò)的安全

IEEE 802.11──無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)

是指打印服務(wù)器連接在網(wǎng)絡(luò)上能過(guò)支持的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，一般的打印服務(wù)器只能支持IEEE802.3系列的協(xié)議。

由于2.4GHz頻帶已經(jīng)被到處使用，采用5GHz的頻帶讓802.11a具有更少?zèng)_突的優(yōu)點(diǎn)。然而，高載波頻率也帶來(lái)了負(fù)面效果。802.11a幾乎被限制在直線(xiàn)范圍內(nèi)使用，這導(dǎo)致必須使用更多的接入點(diǎn);同樣還意味著802.11a不能傳播得像802.11b那么遠(yuǎn)，因?yàn)樗菀妆晃铡?/p>

盡管2003年的世界無(wú)線(xiàn)電通信會(huì)議讓802.11a在全球的應(yīng)用變得更容易，不同的國(guó)家還是有不同的規(guī)定支持。美國(guó)和日本已經(jīng)出現(xiàn)了相關(guān)規(guī)定對(duì)802.11a進(jìn)行了認(rèn)可，但是在其它地區(qū)，如歐盟，管理機(jī)構(gòu)卻考慮使用歐洲的HIPERLAN標(biāo)準(zhǔn)，而且在2002年中期禁止在歐洲使用802.11a。在美國(guó)，2003年中期聯(lián)邦通信委員會(huì)的決定可能會(huì)為802.11a提供更多的頻譜。

在52個(gè)OFDM副載波中，48個(gè)用于傳輸數(shù)據(jù)，4個(gè)是引示副載波(pilot carrier)，每一個(gè)帶寬為0.3125MHz(20MHz/64)，可以是二相移相鍵控(BPSK)，四相移相鍵控(QPSK)，16-QAM或者64-QAM?？値挒?0MHz，占用帶寬為16.6MHz。符號(hào)時(shí)間為4毫秒，保護(hù)間隔0.8毫秒。實(shí)際產(chǎn)生和解碼正交分量的過(guò)程都是在基帶中由DSP完成，然后由發(fā)射器將頻率提升到5GHz。每一個(gè)副載波都需要用復(fù)數(shù)來(lái)表示。時(shí)域信號(hào)通過(guò)逆向快速傅里葉變換產(chǎn)生。接收器將信號(hào)降頻至20MHz，重新采樣并通過(guò)快速傅里葉變換來(lái)重新獲得原始系數(shù)。使用OFDM的好處包括減少接收時(shí)的多路效應(yīng)，增加了頻譜效率。

802.11a產(chǎn)品于2001年開(kāi)始銷(xiāo)售，比802.11b的產(chǎn)品還要晚，這是因?yàn)楫a(chǎn)品中5GHz的組件研制成功太慢。由于802.11b已經(jīng)被廣泛采用了，802.11a沒(méi)有被廣泛的采用。再加上802.11a的一些弱點(diǎn)，和一些地方的規(guī)定限制，使得它的使用范圍更窄了。802.11a設(shè)備廠(chǎng)商為了應(yīng)對(duì)這樣的市場(chǎng)匱乏，對(duì)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)(802.11a技術(shù)已經(jīng)與802.11b在很多特性上都很相近了)，并開(kāi)發(fā)了可以使用不止一種802.11標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。已經(jīng)有了可以同時(shí)支持802.11a和b，或者a、b、g都支持的雙頻，雙模式或者三模式的的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡，它們可以自動(dòng)根據(jù)情況選擇標(biāo)準(zhǔn)。同樣，也出現(xiàn)了移動(dòng)適配器和接入設(shè)備能同時(shí)支持所有的這些標(biāo)準(zhǔn)。

其載波的頻率為2.4GHz，可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多重傳送速度。它有時(shí)也被錯(cuò)誤地標(biāo)為Wi-Fi。實(shí)際上Wi-Fi是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)聯(lián)盟(WLANA)的一個(gè)商標(biāo)，該商標(biāo)僅保障使用該商標(biāo)的商品互相之間可以合作，與標(biāo)準(zhǔn)本身實(shí)際上沒(méi)有關(guān)系。在2.4-GHz的ISM頻段共有14個(gè)頻寬為22MHz的頻道可供使用。IEEE 802.11b的后繼標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.11g，其傳送速度為54Mbit/s。

IEEE 802.11g在2003年7月被通過(guò)。其載波的頻率為2.4GHz(跟802.11b相同)，原始傳送速度為54Mbit/s，凈傳輸速度約為24.7Mbit/s(跟802.11a相同)。802.11g的設(shè)備向下與802.11b兼容。

其后有些無(wú)線(xiàn)路由器廠(chǎng)商因應(yīng)市場(chǎng)需要而在IEEE 802.11g的標(biāo)準(zhǔn)上另行開(kāi)發(fā)新標(biāo)準(zhǔn)，并將理論傳輸速度提升至108Mbit/s 或125Mbit/s。

IEEE 802.11i是IEEE為了彌補(bǔ)802.11脆弱的安全加密功能(WEP，Wired Equivalent Privacy)而制定的修正案，于2004年7月完成。其中定義了基于AES的全新加密協(xié)議CCMP(CTR with CBC-MAC Protocol)，以及向前兼容RC4的加密協(xié)議TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)。

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的安全問(wèn)題從暴露到最終解決經(jīng)歷了相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，而各大廠(chǎng)通信芯片商顯然無(wú)法接受在這期間什么都不出售，所以迫不及待的Wi-Fi廠(chǎng)商采用802.11i的草案3為藍(lán)圖設(shè)計(jì)了一系列通信設(shè)備，隨后稱(chēng)之為支持WPA(Wi-Fi Protected Access)的;之后稱(chēng)將支持802.11i最終版協(xié)議的通信設(shè)備稱(chēng)為支持WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)的。

IEEE 802.11n，是2004年1月時(shí)IEEE宣布組成一個(gè)新的單位來(lái)發(fā)展的新的802.11標(biāo)準(zhǔn)，在市面上零售的相關(guān)產(chǎn)品版本為草擬版本2.0。傳輸速度理論值為300Mbit/s，因此需要在物理層產(chǎn)生更高速度的傳輸率，此項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該要比802.11b快上50倍，而比802.11g快上10倍左右。802.11n也將會(huì)比無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳送到更遠(yuǎn)的距離。

在802.11n有兩個(gè)提議在互相競(jìng)爭(zhēng)中:

WWiSE (World-Wide Spectrum Efficiency) 以Broadcom為首的一些廠(chǎng)商支持。

TGn Sync 由Intel與Philips所支持。

802.11n增加了對(duì)于MIMO的標(biāo)準(zhǔn)，使用多個(gè)發(fā)射和接收天線(xiàn)來(lái)允許更高的數(shù)據(jù)傳輸率，并使用了Alamouti coding coding schemes 來(lái)增加傳輸范圍。

IEEE 802.11k闡述了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中頻譜測(cè)量所能提供的服務(wù)，并以協(xié)議方式規(guī)定了測(cè)量的類(lèi)型及接收發(fā)送的格式。此協(xié)議制定了幾種有測(cè)量?jī)r(jià)值的頻譜資源信息，并建立了一種請(qǐng)求/報(bào)告機(jī)制，使測(cè)量的需求和結(jié)果在不同終端之間進(jìn)行通信。協(xié)議制定小組的工作目標(biāo)是要使終端設(shè)備能夠通過(guò)對(duì)測(cè)量信息的量讀做出相應(yīng)的傳輸調(diào)整，為此，協(xié)議制定小組定義了測(cè)量類(lèi)型。

局域網(wǎng)（LAN）的結(jié)構(gòu)主要有三種類(lèi)型:以太網(wǎng)（Ethernet）、令牌環(huán)（Token Ring）、令牌總線(xiàn)(Token Bus)以及作為這三種網(wǎng)的骨干網(wǎng)光纖分布數(shù)據(jù)接口（FDDI）。它們所遵循的都是IEEE（美國(guó)電子電氣工程師協(xié)會(huì)）制定的以802開(kāi)頭的標(biāo)準(zhǔn),目前共有11個(gè)與局域網(wǎng)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),它們分別是：

IEEE 802.1──通用網(wǎng)絡(luò)概念及網(wǎng)橋等

IEEE 802.2──邏輯鏈路控制等

IEEE 802.3──CSMA/CD訪(fǎng)問(wèn)方法及物理層規(guī)定

IEEE 802.4──ARCnet總線(xiàn)結(jié)構(gòu)及訪(fǎng)問(wèn)方法,物理層規(guī)定

IEEE 802.5──Token Ring訪(fǎng)問(wèn)方法及物理層規(guī)定等

IEEE 802.6──城域網(wǎng)的訪(fǎng)問(wèn)方法及物理層規(guī)定

IEEE 802.7──寬帶局域網(wǎng)

IEEE 802.8──光纖局域網(wǎng)(FDDI)