网站地图
网络标准

局域网(LAN)的结构主要有三种类型:以太网(Ethernet)、令牌环(Token Ring)、令牌总线(Token Bus)以及作为这三种网的骨干网光纤分布数据接口(FDDI)。它们所遵循的都是IEEE(美国电子电气工程师协会)制定的以802开头的标准。

电气和电子工程师协会 IEEE的前身AIEE(美国电气工程师协会)和IRE(无线电工程师协会)成立于1884年。1963年1月1日AIEE和IRE正式合并为IEEE。

自成立以来IEEE一直致力于推动电工技术在理论方面的发展和应用方面的进步。作为科技革新的催化剂,IEEE通过在广泛领域的活动规划和服务支持其成员的需要。

IEEE是一个非营利性科技学会,拥有全球近175个国家三十六万多名会员。透过多元化的会员,该组织在太空、计算机、电信、生物医学、电力及消费性电子产品等领域中都是主要的权威。在电气及电子工程、计算机及控制技术领域中,IEEE 发表的文献占了全球将近百分之三十。IEEE每年也会主办或协办三百多项技术会议。

o 成为IEEE 37个专业学会之一或多个学会的会员,成为IEEE四个电子电气和信息技术技术委员会的会员;

o 全球共有300多个地区组织,会员可以相互沟通信息共享;

o 为工程师提供教育培训机会,确保其技术生命力;

o 全球共有1,150个大学分支机构;

o 支持美国会员利益,支持妇女参与电子电气工程;

o 会员独享的特殊成本节省和增值益处;

o 对会员的技术和专业成就给予认可并颁奖;

o 参与、领导或志愿协助IEEE各种活动中的机会;

o 通过网络服务和IEEE之间进行电子商务。

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers),电气和电子工程师协会是世界上著名的专业组织,每年出版大量的技术杂志并召开很多会议。IEEE计算机委员会下设的IEEE 802负责制定电子工程和计算机领域的标准,从属关系如下图所示:

IEEE 802又称为LMSC(LAN /MAN Standards Committee,局域网/城域网标准委员会),致力于研究局域网和城域网的物理层和MAC层规范,对应OSI参考模型的下两层。

LMSC执行委员会(Executive Committee)下设工作组(Working Group)、研究组(Study Group)、技术顾问组(Technical Advisory Group)。曾经设立的多个SG已经合并到WG中,活跃的WG和TAG如下:

802.1 :高层局域网协议Higher Layer LAN Protocols

802.2 :逻辑链路控制Logical Link Control

802.3 :以太网Ethernet

802.4 :令牌总线Token Bus

802.5 :令牌环Token Ring

802.11:无线局域网Wireless LAN

802.15:无线个域网 Wireless Personal Area Network

802.16:宽带无线接入 Broadband Wireless Access

802.17:弹性分组环 Resilient Packet Ring

802.18:无线管制 Radio Regulatory TAG

802.19:共存 Coexistence TAG

802.20:移动宽带无线接入 Mobile Broadband Wireless Access (MBWA)

802.21:媒质无关切换 Media Independent Handoff

IEEE 802在无线领域主要有四个工作组:802.11、802.15、802.16、802.20。在每个工作组下又设置了任务组(TG)。

802.11 无线局域网

已经通过的标准:802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11F、802.11d。

正在研究的标准:802.11i。

802.15 无线个域网

IEEE 802.15.1:蓝牙;

IEEE 802.15.2:公用ISM频段内无线设备的共存问题;

IEEE 802.15.3a:UWB标准;

IEEE 802.15.3b:WPAN维护;

IEEE 802.15.4:研究低于200kbit/s数据传输率的WPAN应用。

IEEE 802.15.4:Mesh Network。

802.16 宽带无线接入(无线城域网)

已经通过的标准:802.16、802.16a、802.16c、802.16.2、802.16一致性测试。

正在研究的标准:802.16d、802.16e

802.20 移动宽带无线接入

处于提案征求阶段,还处于标准研究初期。

802.3 以太网

2000年12月,IEEE 802.3成立了第一英里以太网(EFM)特别工作组,致力于研究如何支持三种接入网拓扑以及相应的物理层:铜线上以太网(EoVDSL),在750m上传送10Mb/s;点到点光纤上的以太网,在最长10km上传送1000Mb/s;点到多点光纤上的以太网(EPON),在最长10km上传送1000Mb/s。因此,802.3ah标准中主要涉及VDSL和EPON两种标准。该标准已经到D3版本,处于研究阶段。

802.17 弹性分组环

2001年11月成立,将吸收千兆以太网的经济性、SDH对延时和抖动的严格保障、可靠的时钟和50ms环保护和恢复等特性,提出RPR的标准。

IEEE 802.11 ,1997年,原始标准(2Mbit/s,工作在2.4GHz)。

IEEE 802.11a,1999年,物理层补充(54Mbit/s,工作在5.2GHz)。

IEEE 802.11b,1999年,物理层补充(11Mbit/s工作在2.4GHz)。

IEEE 802.11c,符合802.1D的媒体接入控制层桥接(MAC Layer Bridging)。

IEEE 802.11d,根据各国无线电规定做的调整。

IEEE 802.11e,对服务等级(Quality of Service, QoS)的支持。

IEEE 802.11f,基站的互连性(IAPP, Inter-Access Point Protocol),2006年2月被IEEE批准撤销。

IEEE 802.11g,2003年,物理层补充(54Mbit/s,工作在2.4GHz)。

IEEE 802.11h,2004年,无线覆盖半径的调整,室内(indoor)和室外(outdoor)信道(5.2GHz频段)。

IEEE 802.11i,2004年,无线网络的安全方面的补充。

IEEE 802.11j,2004年,根据日本规定做的升级。

IEEE 802.11l,预留及准备不使用。

IEEE 802.11m,维护标准;互斥及极限。

IEEE 802.11n,更高传输速率的改善,支持多输入多输出技术(Multi-Input Multi-Output,MIMO)。 提供标准速度300M,最高速度600M的连接速度

IEEE 802.11k,该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。

除了上面的IEEE标准,另外有一个被称为IEEE 802.11b+的技术,通过PBCC技术(Packet Binary Convolutional Code)在IEEE 802.11b(2.4GHz频段) 基础上提供22Mbit/s的数据传输速率。但这事实上并不是一个IEEE的公开标准,而是一项产权私有的技术,产权属于美国德州仪器公司。

IEEE 802.11a是802.11原始标准的一个修订标准,于1999年获得批准。802.11a标准采用了与原始标准相同的核心协议,工作频率为5GHz,使用52个正交频分多路复用副载波,最大原始数据传输率为54Mb/s,这达到了现实网络中等吞吐量(20Mb/s)的要求。如果需要的话,数据率可降为48,36,24,18,12,9或者6Mb/s。802.11a拥有12条不相互重叠的频道,8条用于室内,4条用于点对点传输。它不能与802.11b进行互操作,除非使用了对两种标准都采用的设备。

IEEE 802的标准草案首先在WG内进行投票,当达到75%以上同意后,则视为通过,并提交到LMSC进行Sponsor Ballot的投票。在LMSC投票过程中,如果90%以上同意,则视为通过,IEEE 802就可以将其发布为正式的标准,如IEEE 802.2、IEEE 802.3、IEEE 802.11。IEEE 802一般会将他们的标准提交到ISO(国际标准化组织),ISO采纳后会以ISO的名义发布,如已经被ISO接受并发布的标准有:ISO/IEC 8802-1、ISO/IEC 8802-2、ISO/IEC 8802-3、ISO/IEC 8802-5、ISO/IEC 8802-11等。

技术标准体系

IEEE 802下设的不同WG研究不同领域的标准,当标准在IEEE 802获得通过后,就可以发布。因此IEEE 802的技术标准体系与它的WG分工是一一对应的。

下面介绍一下主要的工作组情况。

目前共有11个与局域网有关的标准,它们分别是:

IEEE 802.1── 通用网络概念及网桥等

IEEE 802.2── 逻辑链路控制等

IEEE 802.3──CSMA/CD访问方法及物理层规定

IEEE802.4──ARCnet总线结构及访问方法,物理层规定

IEEE 802.5──Token Ring访问方法及物理层规定等

IEEE 802.6── 城域网的访问方法及物理层规定

IEEE 802.7── 宽带局域网

IEEE 802.8── 光纤局域网(FDDI)

IEEE 802.9── ISDN局域网

IEEE 802.10── 网络的安全

IEEE 802.11──无线局域网

是指打印服务器连接在网络上能过支持的网络标准,一般的打印服务器只能支持IEEE802.3系列的协议。

IEEE 802.11a

由于2.4GHz频带已经被到处使用,采用5GHz的频带让802.11a具有更少冲突的优点。然而,高载波频率也带来了负面效果。802.11a几乎被限制在直线范围内使用,这导致必须使用更多的接入点;同样还意味着802.11a不能传播得像802.11b那么远,因为它更容易被吸收。

尽管2003年的世界无线电通信会议让802.11a在全球的应用变得更容易,不同的国家还是有不同的规定支持。美国和日本已经出现了相关规定对802.11a进行了认可,但是在其它地区,如欧盟,管理机构却考虑使用欧洲的HIPERLAN标准,而且在2002年中期禁止在欧洲使用802.11a。在美国,2003年中期联邦通信委员会的决定可能会为802.11a提供更多的频谱。

在52个OFDM副载波中,48个用于传输数据,4个是引示副载波(pilot carrier),每一个带宽为0.3125MHz(20MHz/64),可以是二相移相键控(BPSK),四相移相键控(QPSK),16-QAM或者64-QAM。总带宽为20MHz,占用带宽为16.6MHz。符号时间为4毫秒,保护间隔0.8毫秒。实际产生和解码正交分量的过程都是在基带中由DSP完成,然后由发射器将频率提升到5GHz。每一个副载波都需要用复数来表示。时域信号通过逆向快速傅里叶变换产生。接收器将信号降频至20MHz,重新采样并通过快速傅里叶变换来重新获得原始系数。使用OFDM的好处包括减少接收时的多路效应,增加了频谱效率。

802.11a产品于2001年开始销售,比802.11b的产品还要晚,这是因为产品中5GHz的组件研制成功太慢。由于802.11b已经被广泛采用了,802.11a没有被广泛的采用。再加上802.11a的一些弱点,和一些地方的规定限制,使得它的使用范围更窄了。802.11a设备厂商为了应对这样的市场匮乏,对技术进行了改进(802.11a技术已经与802.11b在很多特性上都很相近了),并开发了可以使用不止一种802.11标准的技术。已经有了可以同时支持802.11a和b,或者a、b、g都支持的双频,双模式或者三模式的的无线网卡,它们可以自动根据情况选择标准。同样,也出现了移动适配器和接入设备能同时支持所有的这些标准。

IEEE 802.11b

其载波的频率为2.4GHz,可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多重传送速度。它有时也被错误地标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是无线局域网联盟(WLANA)的一个商标,该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作,与标准本身实际上没有关系。在2.4-GHz的ISM频段共有14个频宽为22MHz的频道可供使用。IEEE 802.11b的后继标准是IEEE 802.11g,其传送速度为54Mbit/s。

IEEE 802.11g

IEEE 802.11g在2003年7月被通过。其载波的频率为2.4GHz(跟802.11b相同),原始传送速度为54Mbit/s,净传输速度约为24.7Mbit/s(跟802.11a相同)。802.11g的设备向下与802.11b兼容。

其后有些无线路由器厂商因应市场需要而在IEEE 802.11g的标准上另行开发新标准,并将理论传输速度提升至108Mbit/s 或125Mbit/s。

IEEE 802.11i

IEEE 802.11i是IEEE为了弥补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。其中定义了基于AES的全新加密协议CCMP(CTR with CBC-MAC Protocol),以及向前兼容RC4的加密协议TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)。

无线网络中的安全问题从暴露到最终解决经历了相当的时间,而各大厂通信芯片商显然无法接受在这期间什么都不出售,所以迫不及待的Wi-Fi厂商采用802.11i的草案3为蓝图设计了一系列通信设备,随后称之为支持WPA(Wi-Fi Protected Access)的;之后称将支持802.11i最终版协议的通信设备称为支持WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)的。

IEEE 802.11n

IEEE 802.11n,是2004年1月时IEEE宣布组成一个新的单位来发展的新的802.11标准,在市面上零售的相关产品版本为草拟版本2.0。传输速度理论值为300Mbit/s,因此需要在物理层产生更高速度的传输率,此项新标准应该要比802.11b快上50倍,而比802.11g快上10倍左右。802.11n也将会比无线网络传送到更远的距离。

在802.11n有两个提议在互相竞争中:

WWiSE (World-Wide Spectrum Efficiency) 以Broadcom为首的一些厂商支持。

TGn Sync 由Intel与Philips所支持。

802.11n增加了对于MIMO的标准,使用多个发射和接收天线来允许更高的数据传输率,并使用了Alamouti coding coding schemes 来增加传输范围。

IEEE 802.11k

IEEE 802.11k阐述了无线局域网中频谱测量所能提供的服务,并以协议方式规定了测量的类型及接收发送的格式。此协议制定了几种有测量价值的频谱资源信息,并建立了一种请求/报告机制,使测量的需求和结果在不同终端之间进行通信。协议制定小组的工作目标是要使终端设备能够通过对测量信息的量读做出相应的传输调整,为此,协议制定小组定义了测量类型。


相关文章推荐:
局域网 | IEEE | 生物医学 | 电子工程 | OSI参考模型 | 802.11a | 以太网 | IEEE 802.11b | 测量规范 | IEEE 802 | 国际标准化组织 | 802.4 | 无线局域网 | 欧盟 | TKIP | 无线局域网 |
相关词汇词典