无线网络标准--IEEE 802.11x系列

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目前常见的无线网络标准以IEEE 802.11*系列为主。它是IEEE国际电气和电子工程师协会制定的一个通用无线局域网标准。最初的IEEE 802.11标准只是用于数据存取,传输速率最高只能达到2Mb/s。由于速度慢不能满足数据应用发展的需求,所以后来该协会又推出了 IEEE 802.11b、 802.11a、 802.11g这三个新的标准。这三个标准都是经IEEE批准的无线局域网规范,标准的确立也就意味着厂商们的认可和支持,它们之问技术差别很大,所走的发展道路也不一样。

1、802.11b网络(2.4 GHz,11 M)

802.11b网络是目前一般用户最常使用的规格,它工作在2.4 GHz频段;可在室外300米、室内办公环境100米的范围内,以每秒11 MB的速度无线上网传递数据。802.11b使用动态速率漂移,可随环境变化在11 Mb/s、5.5 Mb/s、 2Mb/s、 1  Mb/s之间切换。值得注意的是最高11 Mb/s的速度为共享速度,一个AP所能承载的用户在10人左右。目前最热的Intel迅驰技术,就属于最新改良版本的802.11b技术。802.11b的最大缺点是其速度。虽然11 Mbps的传输速率对大多数宽带用户的接入速度来说已经足够,但该性能指标却不能满足日益增长的宽带网络的需求。即便是个人用户,目前国内不少家庭的宽带接入速度也已超过1 MB/s,无论802.11b如何改进,它已呈现出力不从心的态势。

2、802.11a网络(5 GHz,54 M)

作为802.11b的继承者,802.11a具各很多优势,其主要表现:安全性较佳,很多企业就看中了这一点,有12个频道可以利用,能减少干扰问题802.11a传输速度比802.11b约快五倍,能同时提供更多用户同时使用,最高理论速度可以达到54Mhls。此外,802.11a独特的5GHz工作频段也在抗干扰性上优于802.11b/g,因为在日常生活中,许多电子设备都是基于2.4 GHz频段工作的,这正好与802.11b/g的工作频段相同并产生冲突(如果家中同时安装有无线局域网和无绳电话,那么当使用无绳电话时便会发现通话效果时好时坏,这就是典型的干扰问题),如蓝牙设备、微波炉等。5 GHz工作频段具有2.4 GHz无法比拟的抗干扰优势,但由于频段较高,使得802.1 la的传输距离大打折扣,5 GHz频段的电磁波在遭遇墙壁、地板、家具等障碍物时的反射与衍射效果均不如2.4 GHz频段的电磁波好,因而造成802.11 a筱盖范围偏小的缺陷;其次,由于设计复杂,基于802.11a标准的无线产品的成本要比802.11b高得多。此外,802.11a设备与802.11b网络并不兼容。

3、802.11g网络(2.4 GHz,54 M)

由于802.11b和802.11a都不能令人满意,IEEE制定了新的802.11 g标准。目前还有最新的802.11g技术已经投入应用,和802.11a相比,802.11g在提供了同样54 Mb/s的高速下,采用了与802.11b相同的2.4GHz频段,因而解决了升级后的兼容性问题。同时802.11g也继承了802.11b覆盖范围广的优点,其价格也相对较低。当用户过渡到“g网”时,只需购买相应的无线AP即可,而原有的802.11b无线网卡则可继续使用,灵活性较802.11a要强得多。802.11g的优势可以概括为:拥有802.11a的速度,同时安全性又优于802.11 b,而且还能与后者兼容。但存在问题是802.11g与802.11 b一样都使用三个频道,通信线路过少,所以安全性比802.11a还是略逊一筹。

4、IEEE 802.11n(2.4 GHz/5 GHz,300M,最高600 M)

802.11n是IEEE在2004年1月组成的一个新的工作组在802.11-2007的基础上发展出来的标准,于2009年9月正式批准。该标准增加了对MIMO的支持,允许40MHz的无线频宽,最大传输速度理论值为600Mb/s。同时,通过使用Alamouti提出的空时分组码,该标准扩大了数据传输范围

5、IEEE 802.11ac (5 GHz,500M)

802.11ac是一个正在发展中的802.11无线计算器网上通信标准,它通过6 GHz频带(也就是一般所说的5GHz频带)进行无线局域网(WLAN)通信。理论上,它能够提供最少每秒1 Gigabit带宽进行多站式无线局域网(WLAN)通信,或是最少每秒500 Megabits(500 Mb/s)的单一连线传输带宽。

它采用并扩展了源自802.11n的空中接口(air interface)概念,包括:更宽的RF带宽(提升至160 MHz),更多的MIMO空间流(spatial streams,增加到8),MU-MIMO,以及高密度的解调变(modulation,最高可达到256 QAM)。它是IEEE 802.11n的潜在的继任者。

6、IEEE 802.11ax(2.4 GHz/5 GHz,54 M)

2017年,Broadcom率先推出802.11ax无线芯片,由于先前802.11ad主要在于60 GHz频段,虽然增长了传输速度,但是其覆盖范围受到限制,便成为辅助802.11ac的功能性技术。 依照IEEE的官方项目,继承802.11ac的第六代Wifi为802.11ax,自2018年起推出支持的分享器。

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

IEEE 802.11a,1999年,物理层补充(54Mbit/s,播在5GHz)。

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

IEEE 802.11c,匹配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,播在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(5GHz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 802.11k,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。

IEEE 802.11n,更高传输速率的改善,基础速率提升到72.2Mbit/s,可以使用双倍带宽40MHz,此时速率提升到150Mbit/s。支持多输入多输出技术(Multi-Input Multi-Output,MIMO)。

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目前市面上无线路由器常见使用的标准:

IEEE 802.11a

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54 Mb/s,这达到了现实网络中等吞吐量(20 Mb/s)的要求。

由于2.4GHz频段日益拥挤,使用5GHz频段是802.11a的一个重要的改进。但是,也带来了问题。传输距离上不及802.11b/g;理论上5GHz信号也更容易被墙阻挡吸收,所以802.11a的覆盖不及801.11b。802.11a同样会被干扰,但由于附近干扰信号不多,所以802.11a通常吞吐量比较好。

IEEE 802.11b

802.11b是无线局域网的一个标准。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。它有时也被错误地被标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是Wi-Fi联盟的一个商标,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11个频宽为22 MHz的频道可供使用,它是11个相互重叠的频段。IEEE 802.11b的后继标准是IEEE 802.11g。

IEEE 802.11g 

802.11g在2003年7月被通过。其载波的频率为2.4GHz(跟802.11b相同),共14个频段,原始传送速度为54Mbit/s,净传输速度约为24.7 Mb/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108Mb/s或125Mb/s。

IEEE 802.11n 

802.11n是IEEE在2004年1月组成的一个新的工作组在802.11-2007的基础上发展出来的标准,于2009年9月正式批准。该标准增加了对MIMO的支持,允许40MHz的无线频宽,最大传输速度理论值为600Mb/s。同时,通过使用Alamouti提出的空时分组码,该标准扩大了数据传输范围

IEEE 802.11ac 

802.11ac是一个正在发展中的802.11无线计算器网上通信标准,它通过6 GHz频带(也就是一般所说的5GHz频带)进行无线局域网(WLAN)通信。理论上,它能够提供最少每秒1 Gigabit带宽进行多站式无线局域网(WLAN)通信,或是最少每秒500 megabits(500 Mb/s)的单一连线传输带宽。

它采用并扩展了源自802.11n的空中接口(air interface)概念,包括:更宽的RF带宽(提升至160 MHz),更多的MIMO空间流(spatial streams,增加到8),MU-MIMO,以及高密度的解调变(modulation,最高可达到256 QAM)。它是IEEE 802.11n的潜在的继任者。

IEEE 802.11ax

2017年,Broadcom率先推出802.11ax无线芯片,由于先前802.11ad主要在于60 GHz频段,虽然增长了传输速度,但是其覆盖范围受到限制,便成为辅助802.11ac的功能性技术。 依照IEEE的官方项目,继承802.11ac的第六代Wifi为802.11ax,自2018年起推出支持的分享器。
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