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              安防知識

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              詳解什么是802.11?

              作者: admin 時間:2017-08-23 來源:未知
              摘要:在我們接觸無線行業的過程中,經常會遇到一些專業名詞,今天就給大家講一講經常聽說的 802.11 ,那么究竟什么是 802.11 呢,它的內容又是什么呢,下面就給大家普及一下。 802.11 協議...

                     在我們接觸無線行業的過程中,經常會遇到一些專業名詞,今天就給大家講一講經常聽說的802.11,那么究竟什么是802.11呢,它的內容又是什么呢,下面就給大家普及一下。

                     802.11協議簇是國際電工電子工程學會(IEEE)為無線局域網絡制定的標準。雖然WI-FI使用了802.11的媒體訪問控制層(MAC)和物理層(PHY),但是兩者并不完全一致。在以下標準中,使用最多的應該是802.11n標準,工作在2.4GHz或5GHz頻段,可達600Mbps(理論值)。

              協議詳解

              802.11:

                     IEEE最初制定的一個無線局域網標準,主要用于解決辦公室局域網和校園網中用戶與用戶終端的無線接入,業務主要限于數據存取,速率最高只能達到2Mbps。由于它在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要,因此,IEEE小組又相繼推出了802.11b和802.11a兩個新標準。

              802.11a:

                     802.11a標準工作在5GHzU-NII頻帶,物理層速率最高可達54Mbps,傳輸層速率最高可達25Mbps??商峁?5Mbps的無線ATM接口和10Mbps的以太網無線幀結構接口,以及TDD/TDMA的空中接口;支持語音、數據、圖像業務;一個扇區可接入多個用戶,每個用戶可帶多個用戶終端。

                     根據需要,數據率還可降為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,4條用于點對點傳輸。它不能與802.11b進行互操作,除非使用了對兩種標準都采用的設備。

              數據率(Mbit/s)

              調制方式

              編碼率

              Ndbps

              1472字節傳輸時間(&micro;s)

              6

              BPSK

              1/2

              24

              2012

              9

              BPSK

              3/4

              36

              1344

              12

              4-QAM

              1/2

              48

              1008

              18

              4-QAM

              3/4

              72

              672

              24

              16-QAM

              1/2

              96

              504

              36

              16-QAM

              3/4

              144

              336

              48

              64-QAM

              2/3

              192

              252

              54

              64-QAM

              3/4

              216

              224

                     盡管2003世界無線電通信會議讓802.11a在全球的應用變得更容易,不同的國家還是有不同的規定支持。美國和日本已經出現了相關規定對802.11a進行了認可,但是在其他地區,如歐盟,管理機構卻考慮使用歐洲的HIPERLAN標準,而且在2002年中期禁止在歐洲使用802.11a。在美國,2003年中期聯邦通信委員會的決定可能會為802.11a提供更多的頻譜。但是802.11a產品于2001年開始銷售,比802.11b的產品還要晚,這是因為產品中5GHz的組件研制成功太慢。由于802.11b已經被廣泛采用了,802.11a沒有被廣泛的采用。再加上802.11a的一些弱點,和一些地方的規定限制,使得它的使用范圍更窄了。 

                     802.11a設備廠商為了應對這樣的市場匱乏,對技術進行了改進(802.11a技術與802.11b在很多特性上都很相近),并開發了可以使用不止一種802.11標準的技術。已經有了可以同時支持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線網卡,它們可以自動根據情況選擇標準。同樣,也出現了移動適配器和接入設備能同時支持所有的這些標準。

              802.11b:

                     IEEE802.11b是無線局域網的一個標準。其載波的頻率為2.4GHz,傳送速度為11Mbit/s。IEEE802.11b是所有無線局域網標準中最著名,也是普及最廣的標準。它有時也被錯誤地標為Wi-Fi。實際上Wi-Fi是無線局域網聯盟(WLANA)的一個商標,該商標僅保障使用該商標的商品互相之間可以合作,與標準本身實際上沒有關系。在2.4-GHz-ISM頻段共有14個頻寬為22MHz的頻道可供使用。IEEE802.11b的后繼標準是IEEE802.11g,其傳送速度為54Mbit/s。

              802.11c:

                     802.11c在媒體接入控制/鏈路連接控制(MAC/LLC)層面上進行擴展,旨在制訂無線橋接運作標準,但后來將標準追加到既有的802.1中,成為802.1d。

              802.11d:

                     他和802.11c一樣在媒體接入控制/鏈路連接控制(MAC/LLC)層面上進行擴展,對應802.11b標準,解決不能使用2.4GHz頻段國家的使用問題。

              802.11e:

                     802.11e是IEEE為滿足服務質量(Qos)方面的要求而制訂的WLAN標準。在一些語音、視頻等的傳輸中,Qos是非常重要的指標。在802.11MAC層,802.11e加入了Qos功能,它的分布式控制模式可提供穩定合理的服務質量,而集中控制模式可靈活支持多種服務質量策略,讓影音傳輸能及時、定量、保證多媒體的順暢應用,WIFI聯盟將此稱為WMM(wi-fimultimedia)。

              802.11f:

                     802.11f追加了IAPP(inter-access point protocol)協定,確保用戶端在不同接入點間的漫游,讓用戶端能平順、無形地切換存取區域。802.11f標準確定了在同一網絡內接入點的登陸,以及用戶從一個接入點切換到另一個接入點時的信息交換。

              802.11g:

                     IEEE 802.11g2003年7月,通過了第三種調變標準。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的設備與802.11b兼容。802.11g是為了提高更高的傳輸速率而制定的標準,它采用2.4GHz頻段,使用CCK技術與802.11b后向兼容,同時它又通過采用OFDM技術支持高達54Mbit/s的數據流,所提供的帶寬是802.11a的1.5倍。從802.11b到802.11g,可發現WLAN標準不斷發展的軌跡:802.11b是所有WLAN標準演進的基石,未來許多的系統大都需要與802.11b向后向兼容,802.11a是一個非全球性的標準,與802.11b后向不兼容,但采用OFDM技術,支持的數據流高達54Mbit/s,提供幾倍于802.11b/g的高速信道,如802.11b/g提供3個非重疊信道可達8-12個;可以看出,在802.11g和802.11a之間存在與Wi-Fi兼容性上的差距,為此出現了一種橋接此差距的雙頻技術——雙模(dual band)802.11a+g(=b),它較好地融合了802.11a/g技術,工作在2.4GHz和5GHz兩個頻段,服從802.11b/g/a等標準,與802.11b后向兼容,使用戶簡單連接到現有或未來的802.11網絡成為可能。

              802.11h:

                     是為了與歐洲的HiperLAN2相協調的修訂標準,美國和歐洲在5GHz頻段上的規劃、應用上存在差異,這一標準的制訂目的,是為了減少對同處于5GHz頻段的雷達的干擾。類似的還有802.16(WIMAX),其中802.16B即是為了與Wireless HUMAN協調所制訂。802.11h涉及兩種技術,一種是動態頻率選擇(DFS),即接入點不停地掃描信道上的雷達,接入點和相關的基站隨時改變頻率,最大限度地減少干擾,均勻分配WLAN流量;另一種技術是傳輸功率控制(TPC),總的傳輸功率或干擾將減少3dB。

              802.11i:

                     IEEE802.11i是IEEE為了彌補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的全新加密協議CCMP(CTR with CBC-MAC Protocol),以及向前兼容RC4的加密協議TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)。

                     無線網絡中的安全問題從暴露到最終解決經歷了相當的時間,而各大廠通信芯片商顯然無法接受在這期間什么都不出售,所以迫不及待的Wi-Fi廠商采用802.11i的草案3為藍圖設計了一系列通信設備,隨后稱之為支持WPA(Wi-Fi Protected Access)的;之后稱將支持802.11i最終版協議的通信設備稱為支持WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)的。

              802.11j:

                     它是為適應日本在5GHz以上應用不同而定制的標準,日本從4.9GHz開始運用,同時,他們的功率也各不相同,例如同為5.15-5.25GHz的頻段,歐洲允許200MW功率,日本僅允許160MW。

              802.11k:

                     802.11k為無線局域網應該如何進行信道選擇、漫游服務和傳輸功率控制提供了標準。他提供無線資源管理,讓頻段(BAND)、通道(CHANNEL)、載波(CARRIER)等更靈活動態地調整、調度,使有限的頻段在整體運用效益上獲得提升。在一個無線局域網內,每個設備通常連接到提供最強信號的接入點。這種管理有時可能導致對一個接入點過度需求并且會使其他接入點利用率降低,從而導致整個網絡的性能降低,這主要是由接入用戶的數目及地理位置決定的。在一個遵守802.11k規范的網絡中,如果具有最強信號的接入點以其最大容量加載,而一個無線設備連接到一個利用率較低的接入點,在這種情況下,即使其信號可能比較弱,但是總體吞吐量還是比較大的,這是因為這時網絡資源得到了更加有效的利用。

              802.11l:

                     由于(11L)字樣與安全規范的(11i)容易混淆,并且很像(111),因此被放棄編列使用。

              802.11m:

                     802.11m主要是對802.11家族規范進行維護、修正、改進,以及為其提供解釋文件。802.11m中的m 表示Maintenance。

              802.11n:

                     IEEE802.11n,2004年1月IEEE宣布組成一個新的單位來發展新的802.11標準。資料傳輸速度估計將達475Mbps(需要在物理層產生更高速度的傳輸率),此項新標準應該要比802.11b快45倍,而比802.11g快8倍左右。802.11n也將會比之前的無線網絡傳送到更遠的距離。

              在802.11n有兩個提議在互相競爭中:

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

                     TGn Sync 由Intel與Philips所支持。

                     802.11n增加了對于MIMO (multiple-input multiple-output)的標準. MIMO 使用多個發射和接收天線來允許更高的資料傳輸率。MIMO并使用了Alamouti coding coding schemes 來增加傳輸范圍。

              802.11o:

                     針對VOWLAN(Voice over WLAN)而制訂,更快速的無限跨區切換,以及讀取語音(voice)比數據(Data)有更高的傳輸優先權。

              802.11p:

                     80211p是針對汽車通信的特殊環境而出爐的標準。最初的設訂是在300M距離內能有6Mbps的傳輸速度。它工作于5.9GHz的頻段,并擁有1000英尺的傳輸距離和6Mbps的數據速率。802.11p將能用于收費站交費、汽車安全業務、通過汽車的電子商務等很多方面。從技術上來看,802.11p對802.11進行了多項針對汽車這樣的特殊環境的改進,如熱點間切換更先進、更支持移動環境、增強了安全性、加強了身份認證等等。

              802.11q:

                     制訂支援VLAN(virtual LAN,虛擬區域網路)的機制。

              802.11r:

                     802.11r標準,著眼于減少漫游時認證所需的時間,這將有助于支持語音等實時應用。使用無線電話技術的移動用戶必須能夠從一個接入點迅速斷開連接,并重新連接到另一個接入點。這個切換過程中的延遲時間不應該超過50毫秒,因為這是人耳能夠感覺到的時間間隔。但是802.11網絡在漫游時的平均延遲是幾百毫秒,這直接導致傳輸過程中的斷續,造成連接丟失和語音質量下降。所以對廣泛使用的基于802.11的無線語音通訊來說,更快的切換是非常關鍵的。802.11r改善了移動的客戶端設備在接入點之間運動時的切換過程。協議允許一個無線客戶機在實現切換之前,就建立起與新接入點之間安全且具備QoS的狀態,這會將連接損失和通話中斷減到最小。

              802.11s:

                     制訂與實現目前最先進的MESH網路,提供自主性組態(self-configuring),自主性修復(self-healing)等能力。無線網狀網可以把多個無線局域網連在一起從而能覆蓋一個大學校園或整個城市。當一個新接入點加入進來時,它可以自動完成安全和服務質量方面的設置。整個網狀網的數據包會自動避開繁忙的接入點,找到最好的路由線。關于該標準共有15個提案。IEEE可能在2008年正式認可該標準。

              802.11t:

                     提供提高無線電廣播鏈路特征評估和衡量標準的一致性方法標準,衡量無線網絡性能。

              802.11u:

                     與其他網絡的交互性。以后更多的產品將兼具Wi-Fi與其他無線協議,例如GXXXXXX、Edge、EV-DO等。該工作組正在開發在不同網絡之間傳送信息的方法,以簡化網絡的交換與漫游。

              802.11v:

                     無線網絡管理。V工作組是最新成立的小組,其任務將基于802.11k所取得的成果。802.11v主要面對的是運營商,致力于增強由Wi-Fi網絡提供的服務。

              802.11ac:

                     主流廠商(Qualcomm,Broadcom,Intel等)正在開發的協議版本,它使用5GHz頻段(也可以說是6GHz頻段),采用:更寬的基帶(最高擴展到160Mhz)、更多的MIMO、高密度的調制解調(256 QAM)。理論上,11ac可以為多個站點服務提供1Gbit的帶寬,或是為單一連接提供500Mbit的傳輸帶寬。

                     世界上第一只采用802.11ac無線技術的路由器,于2011年11月15日, 由美國初創公司Quantenna推出了。2012年1月5日,業界巨頭Broadcom發布了它的第一款支持802.11ac的芯片。

              802.11ad:

                     802.11ad工作在57-66 GHz頻段,從802.15.3c演變而來,標準尚在指定討論中。802.11ad草案顯示其將支持近7GBit的帶寬。

                     由于載波特性的限制,這一標準將主要滿足個域網(PAN)對于超高帶寬的需求。最有可能出現的應用將是無線高清音視頻信號的近距離傳輸。

              802.11ax:

                     802.11ax是一個802.11無線局域網(WLAN)通信標準,它通過5G頻段進行傳輸,是802.11ac的后續升級版。

                     802.11ax標準的首要目標之一是將獨立網絡客戶端的無線速度提升4倍。國內廠商華為已經透露(IEEE 802.11ax標準工作組就有他們的工程師),802.11ax標準在5GHz頻段上可以帶來高達10.53Gbps的Wi-Fi連接速度。

                     將能夠提升多用戶環境下(比如公共場所熱點)的Wi-Fi性能,而這主要是通過提升頻譜效率、更好地管理串擾、增強底層協議(比如介質訪問控制數據通訊)來實現的。新的標準應該會讓公共Wi-Fi熱點變得更加快速和穩定。

                     還會使用正交頻分多址接入(OFDMA)來提升路由器可以發射出的數據量。就像正交頻分復用技術(OFDM)技術,OFDMA會在多個副載波上對數據進行編碼——也就是在相同空間區域內裝入更多的數據。OFDMA的“多址接入”描述的是一種將這些副載波頻的子集分配到單獨用戶的方式。

              性能參數

              協議

              發布日期

              頻帶

              最大傳輸速度

              802.11

              1997

              2.4-2.5 GHz

              2 Mbps

              802.11a

              1999

              5.15-5.35/5.47-5.725/5.725-5.875 GHz

              54 Mbps

              802.11b

              1999

              2.4-2.5 GHz

              11 Mbps

              802.11g

              2003

              2.4-2.5 GHz

              54 Mbps

              802.11n

              2009

              2.4GHz或者5GHz

              600 Mbps (40MHz*4 MIMO)

              802.11ac

              2011.2

              5GHz

              433Mbps,867Mbps, 1.73 Gbps, 3.47 Gbps, 6.93 Gbps (8 MIMO, 160MHz)

              802.11ad

              2012.12(草案)

              60GHz

              up to 7000Mbps

              802.11ax

              2015.5
                

              5GHz

              10Gbps

               

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