了解过去看现在 802.11系列协议全接触

　　曾经有很多朋友问我，他们在买无线路由的时候，都会看到有关于802.11a、802.11b、802.11g等一些标示，虽然知道这是有关无线路由传输速率的协议，但是对于这些协议却鲜有了解。尤其是今年又将是11n转正的关键时期，所以今天我们就从最初开始，慢慢的来了解一下802.11协议家族发展的光辉历程。

　　无线局域网最通用的标准是IEEE定义的无线网络通信工业标准——IEEE802.11系列。开始之前，让我们先来了解什么是IEEE？

　　IEEE是电子和电气工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers）的简写，于1963年1月1日由AIEE(美国电气工程师学会)和IRE(美国无线电工程师学会)合并而成，是美国规模最大的专业学会，亦是世界上最大的专业技术组织之一，拥有来自175个国家的36万会员。

　　目前IEEE在工业界所定义的标准有着极大的影响。IEEE定位在“科学和教育，并直接面向电子电气工程、通讯、计算机工程、计算机科学理论和原理研究的组织，以及相关工程分支的艺术和科学”。为了实现这一目标，IEEE承担者多个科学期刊和 会议组织者的角色，它也是一个广泛的工业标准开发者。

　　IEEE制定了全世界电子和电气还有计算机科学领域30%的文献，另外它还制定了超过900个现行工业标准。每年它还发起或者合作举办超过300次国际技术会议。IEEE由37个协会组成，还组织了相关的专门技术领域，每年本地组织有规律的召开超过300次会议。IEEE出版广泛的同级评审期刊，是主要的国际标准机构(900现行标准，700研发中标准)。

　　IEEE定义的常见标准

　　IEEE 802.1──高级接口High Level Interface(Internetworking)

　　IEEE 802.1d──生成树协议（Spanning Tree）

　　IEEE 802.1p──General Registration Protocol

　　IEEE 802.1q──虚拟局域网（Virtual LANs；VLAN）

　　IEEE 802.1x──基于端口的访问控制（Port Based Network Access Control）

　　IEEE 802.2──逻辑链路控制（Logical Link Control）

　　IEEE 802.3──带冲突检测的载波侦听多路访问协议CSMA/CD（半双工以太网）

　　IEEE 802.3u──快速以太网（Fast Ethernet）

　　IEEE 802.3z──千兆以太网（Gigabit Ethernet）

　　IEEE 802.3ae──万兆以太网（10 Gigabit Ethernet）

　　IEEE 802.4──令牌环总线（Token-Passing Bus）

　　IEEE 802.5──令牌环（Token-Passing Ring）

　　IEEE 802.6──城域网（Metropolitan Area Networks，MAN）

　　IEEE 802.7──宽带局域网（Brandband LAN）

　　IEEE 802.8──光纤局域网

　　IEEE 802.9──集成数据和语音网络（Integrated Voice and Data Networks，VoIP

　　IEEE 802.9a──IsoENET（proposed）

　　IEEE 802.10──网络安全（Network Security）

　　IEEE 802.11──无线以太网

　　IEEE 802.12──100VG-AnyLAN（Voice Grade - Sprache geeignet）

　　IEEE 802.14──有线电视（CATV）

　　IEEE 802.15──无线个人局域网路（Wireless Personal Area Network，WPAN）

　　IEEE 802.17──弹性分组环（Resilient Packet Ring）

　　802.11是IEEE在1997年为无线局域网(Wireless LAN)定义的一个无线网络通信的工业标准。此后这一标准又不断得到补充和完善，形成802.11x的标准系列。802.11x标准是现在无限局域网的主流标准，也是Wi-Fi的技术基础。目前，WLAN领域主要是IEEE 802.11x系列与HiperLAN／x（欧洲无线局域网）系列两种标准。

　　在以下标准中，平时应用最多的应该是802.11a/b/g三个标准，均已得到相当广泛的应用；最新讨论中的标准是802.11n，在传输速度上有了一个大的飞跃，但截至目前，该标准尚未被正式通过。我们下面就向大家重点介绍，大家接触最多的802.11a/b/g三个标准。

　　802.11

　　802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此，IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准，前者已经成为目前的主流标准，而后者也被很多厂商看好。

　　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。

　　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，但是在其他地区，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。

　　802.11b

　　就在802.11a发布的同一年，IEEE又发布了另外一个无线标准--802.11b。802.11b（即Wi-Fi）由IEEE在1998-1999年制订完成，到2002年底，已在超过3000万的无线基站中应用。IEEE 802.11b是无线局域网的一个标准。其载波的频率为2.4GHz，传送速度为11Mbit/s。IEEE 802.11b是所有无线局域网标准中最著名，也是普及最广的标准。动态速率转换当射频情况变差时，可将数据传输速率降低为5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。使用范围 支持的范围是在室外为300 米，在办公环境中最长为100米。802.11b使用与以太网类似的连接协议和数据包确认，来提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用。

　　802.11b标准确保了用户可以获得设备互操作能力。 无线以太网兼容性联盟（WECA）是一个非盈利性的国际组织，它的宗旨是检验基于802.11b标准的无线局域网产品的互操作能力，并在所有市场中推广该标准。随着802.11b标准的迅速普及，用户开始可以选择多种可互操作的、低成本的、高性能的无线设备。

　　最重要的是，各种类型的企业现在都可以通过将无线技术加入自己的企业局域网而获得巨大的利益。多年以来，膝上型电脑和笔记本电脑一直承诺可以随时随地进行计算。但是，随着对局域网和互联网的访问日益成为开展业务的不可或缺的组成部分，人们需要通过无线连接来真正实现随时随地进行计算的承诺。无线设备让用户几乎从任何地方都可以接入网络：办公桌、会议室、咖啡厅，或者企业园区和校园中的另外一个建筑物。这种能力为用户提供了最大限度的灵活性、生产率和效率，同时可以极大地促进同事、商业伙伴和客户之间的合作。此外，无线技术还可以为难以铺设电缆或者布线成本过高的场所提供局域网访问。

　　IEEE 802.11b无线局域网与IEEE 802.3以太网的原理很类似，都是采用载波侦听的方式来控制网络中信息的传送。不同之处是以太网采用的是CSMA/CD（载波侦听/冲突检测）技术，网络上所有工作站都侦听网络中有无信息发送，当发现网络空闲时即发出自己的信息，如同抢答一样，只能有一台工作站抢到发言权，而其余工作站需要继续等待。如果一旦有两台以上的工作站同时发出信息，则网络中会发生冲突，冲突后这些冲突信息都会丢失，各工作站则将继续抢夺发言权。而802.11b无线局域网则引进了冲突避免技术，从而避免了网络中冲突的发生，可以大幅度提高网络效率。

　　802.11g

　　802.11g产品在目前的市场上占有主流地位，无论是价格还是传输速率都受到很多消费者的欢迎。随着无线IEEE 802.11标准开始深入人心，各IC制造商开始寻求为以太网平台提供更为快速的协议和配置。而蓝牙产品和无线局域网（802.11b）产品的逐步应用，解决两种技术之间的干扰问题显得日益重要。为此，IEEE成立了无线LAN任务工作组，专门从事无线局域网 802.11g标准的制定，力图解决这一问题。802.11g其实是一种混合标准，它既能适应传统的802.11b标准，在2.4GHz频率下提供每秒 11Mbit/s数据传输率，也符合802.11a标准在 5GHz频率下提供 56Mbit/s数据传输率。

　　当出现802.11a与802.11b标准以后，似乎已经能够满足大部分的应用需求，802.11g标准却又在制定中，虽然现在正式标准还没有正式出台，但草案已经到了6.0版本。也许一些用户会认为制定802.11g是多余的，但实际情况却并非如此。

　　802.11a与802.11b两个标准都存在着缺陷，802.11b的优势在于价格低廉,但速率较低（最高11Mbps）；而802.11a优势在于传输速率快（最高54Mbps）且受干扰少，但价格相对较高。

　　802.11g存在的第一个必要性：用户需要一种低价格、高速率的产品，802.11g标准就能够满足用户这些需求。802.11g虽然同样运行于2.4GHz，但由于该标准中使用了与802.11a标准相同的调制方式OFDM，使网络达到了54Mbps的高传输速率，而基于该标准的产品价格也只略高于802.11b标准产品。这样就可为用户提供更高性能，更低价格的无线网络。

　　802.11g存在的第二个必要性：满足用户无线网络升级需求。随着用户应用的增加，无线网络的性能成为制约应用的瓶颈。因此用户为满足应用，必须对现有网络进行升级，当然出现这种问题的大多是选用了802.11b标准的用户。难道一定要完全更换才能达到升级目的么？802.11g的出现为那些准备升级的用户提供了一套可保留原有投资的解决方案。因为，802.11g不但使用了OFDM作为调制方式以提高速率，同时，仍然保留了802.11b之中的调制方式，且又是运行在2.4GHz频段。所以，802.11g可向下兼容802.11b。

　　802.11n

　　现如今，各种无线局域网技术竞争惨烈，然而WLAN却依然存在着很多差距和缺陷，为了实现高带宽、高质量的WLAN服务，使无线局域网达到以太网的性能水平，802.11n应运而生。

　　2007年初，Wi-fi联盟通过传输速度更快的IEEE802.11n以取代目前无线局域网中最主流的802.11g标准。802.11n作为新一代的Wi-fi标准可提供更高的连接速度，其理论传输速度高达500Mbps。在802.11n标准获得批准后，英特尔也在去年年中推出了新一代的Wireless-N网络连接架构，并将802.11n无线网卡作为新一代笔记本迅驰平台SantaRosa的标准组件，宣称新标准的传输速率提升5倍、传输距离提升2倍。

　　802.11n将使WLAN传输速率达到目前传输速率的10倍，而且可以支持高质量的语音、　视频传输，这意味着人们可以在写字楼中用Wi-Fi手机来拨打IP电话和可视电话。802.11n采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，可以动态调整波束，保证让WLAN用户接收到稳定的信号，并可以减少其它信号的干扰。因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里，使WLAN移动性极大提高。这使得使用笔记本电脑和PDA可以在更大的范围内移动，可以让WLAN信号覆盖到写字楼、酒店和家庭的任何一个角落，让我们真正体验移动办公和移动生活带来的便捷和快乐。

　　802.11n采用了一种软件无线电技术，它是一个完全可编程的硬件平台，使得不同系统的基站和终端都可以通过这一平台的不同软件实现互通和兼容，这使得WLAN的兼容性得到极大改善。这意味着WLAN将不但能实现802.11n向前后兼容，而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合，比如3G。802.11n采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，可以动态调整波束，保证让WLAN用户接收到稳定的信号，并可以减少其它信号的干扰。因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里，使WLAN移动性极大提高。

　　802.11n协议的出现给我们带来了美好的愿景，在办公室我们可以不再使用手机、不再使用桌面电话，而是使用Wi-Fi手机，也可以使笔记本电脑不必中断网络连接而在各个办公室、会议室中移动办公，而且还享受着高速的无线网络传输速度。在家庭中，我们可以享受到各种宽带的无线应用，从IPTV到可视电话都可以通过WLAN实现，更重要的是各种智能家电都可以通过WLAN实现连接，与通信系统相连可以实现更加智能的控制。

　　802.11n杀手级的应用，不仅是在业界带来很大的影响，和我们的工作生活也是息息相关。相信在802.11n协议正式转正之后，以上的这些画面都将成为事实，成为我们身边习以为常的事情。