區域網路有關的標準
目前共有11個與區域網路有關的標準,它們分別是:IEEE 802.1── 通用網路概念及網橋等
IEEE 802.2── 邏輯鏈路控制等
IEEE 802.3──CSMA/CD訪問方法及物理層規定
IEEE 802.4──ARCnet匯流排結構及訪問方法,物理層規定
IEEE 802.5──Token Ring訪問方法及物理層規定等
IEEE 802.6── 城域網的訪問方法及物理層規定
IEEE 802.7── 寬頻區域網路
IEEE 802.8── 光纖區域網路(FDDI)
IEEE 802.9── ISDN區域網路
IEEE 802.10── 網路的安全
IEEE 802.11── 無線區域網路
是指列印伺服器連線在網路上能過支持的網路標準,一般的列印伺服器只能支持IEEE802.3系列的協定。
IEEE
另外一個介紹電氣和電子工程師協會 IEEE的前身AIEE(美國電氣工程師協會)和IRE(無線電工程師協會)成立於1884年。1963年1月1日AIEE和IRE正式合併為IEEE。
自成立以來IEEE一直致力於推動電工技術在理論方面的發展和套用方面的進步。作為科技革新的催化劑,IEEE通過在廣泛領域的活動規劃和服務支持其成員的需要。
IEEE是一個非營利性科技學會,擁有全球近175個國家三十六萬多名會員。透過多元化的會員,該組織在太空、計算機、電信、生物醫學、電力及消費性電子產品等領域中都是主要的權威。在電氣及電子工程、計算機及控制技術領域中,IEEE 發表的文獻占了全球將近百分之三十。IEEE每年也會主辦或協辦三百多項技術會議。
優惠待遇:
o 成為IEEE 37個專業學會之一或多個學會的會員,成為IEEE四個電子電氣和信息技術技術委員會的會員;o 全球共有300多個地區組織,會員可以相互溝通信息共享;
o 為工程師提供教育培訓機會,確保其技術生命力;
o 全球共有1,150個大學分支機構;
o 支持美國會員利益,支持婦女參與電子電氣工程;
o 會員獨享的特殊成本節省和增值益處;
o 對會員的技術和專業成就給予認可並頒獎;
o 參與、領導或志願協助IEEE各種活動中的機會;
o 通過網路服務和IEEE之間進行電子商務。
IEEE 802組織結構
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers),電氣和電子工程師協會是世界上著名的專業組織,每年出版大量的技術雜誌並召開很多會議。IEEE計算機委員會下設的IEEE 802負責制定電子工程和計算機領域的標準,從屬關係如下圖所示:IEEE 802又稱為LMSC(LAN /MAN Standards Committee,區域網路/城域網標準委員會),致力於研究區域網路和城域網的物理層和MAC層規範,對應OSI參考模型的下兩層。
LMSC執行委員會(Executive Committee)下設工作組(Working Group)、研究組(Study Group)、技術顧問組(Technical Advisory Group)。曾經設立的多個SG已經合併到WG中,目前活躍的WG和TAG如下:
802.1 :高層區域網路協定Higher Layer LAN Protocols
802.2 :邏輯鏈路控制Logical Link Control
802.3 :乙太網Ethernet
802.4 :令牌匯流排Token Bus
802.5 :令牌環Token Ring
802.11:無線區域網路Wireless LAN
802.15:無線個域網 Wireless Personal Area Network
802.16:寬頻無線接入 Broadband Wireless Access
802.17:彈性分組環 Resilient Packet Ring
802.18:無線管制 Radio Regulatory TAG
802.19:共存 Coexistence TAG
802.20:移動寬頻無線接入 Mobile Broadband Wireless Access (MBWA)
802.21:媒質無關切換 Media Independent Handoff
標準通過流程
IEEE 802的標準草案首先在WG內進行投票,當達到75%以上同意後,則視為通過,並提交到LMSC進行Sponsor Ballot的投票。在LMSC投票過程中,如果90%以上同意,則視為通過,IEEE 802就可以將其發布為正式的標準,如IEEE 802.2、IEEE 802.3、IEEE 802.11。IEEE 802一般會將他們的標準提交到ISO(國際標準化組織),ISO採納後會以ISO的名義發布,如已經被ISO接受並發布的標準有:ISO/IEC 8802-1、ISO/IEC 8802-2、ISO/IEC 8802-3、ISO/IEC 8802-5、ISO/IEC 8802-11等。技術標準體系
IEEE 802下設的不同WG研究不同領域的標準,當標準在IEEE 802獲得通過後,就可以發布。因此IEEE 802的技術標準體系與它的WG分工是一一對應的。
下面介紹一下主要的工作組情況。
無線通信領域
IEEE 802目前在無線領域主要有四個工作組:802.11、802.15、802.16、802.20。在每個工作組下又設定了任務組(TG)。802.11 無線區域網路
已經通過的標準:802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11F、802.11d。
正在研究的標準:802.11i。
802.15 無線個域網
IEEE 802.15.1:藍牙;
IEEE 802.15.2:公用ISM頻段內無線設備的共存問題;
IEEE 802.15.3a:UWB標準;
IEEE 802.15.3b:WPAN維護;
IEEE 802.15.4:研究低於200kbit/s數據傳輸率的WPAN套用。
IEEE 802.15.4:Mesh Network。
802.16 寬頻無線接入(無線城域網)
已經通過的標準:802.16、802.16a、802.16c、802.16.2、802.16一致性測試。
正在研究的標準:802.16d、802.16e
802.20 移動寬頻無線接入
處於提案徵求階段,還處於標準研究初期。
有線接入領域
802.3 乙太網2000年12月,IEEE 802.3成立了第一英里乙太網(EFM)特別工作組,致力於研究如何支持三種接入網拓撲以及相應的物理層:銅線上乙太網(EoVDSL),在750m上傳送10Mb/s;點到點光纖上的乙太網,在最長10km上傳送1000Mb/s;點到多點光纖上的乙太網(EPON),在最長10km上傳送1000Mb/s。因此,802.3ah標準中主要涉及VDSL和EPON兩種標準。目前該標準已經到D3版本,處於研究階段。
802.17 彈性分組環
2001年11月成立,將吸收千兆乙太網的經濟性、SDH對延時和抖動的嚴格保障、可靠的時鐘和50ms環保護和恢復等特性,提出RPR的標準。
IEEE 802.11 ,1997年,原始標準(2Mbit/s,工作在2.4GHz)。
IEEE 802.11a,1999年,物理層補充(54Mbit/s,工作在5.2GHz)。
IEEE 802.11b,1999年,物理層補充(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,根據各國無線電規定做的調整。
IEEE 802.11e,對服務等級(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批准撤銷。
IEEE 802.11g,2003年,物理層補充(54Mbit/s,工作在2.4GHz)。
IEEE 802.11h,2004年,無線覆蓋半徑的調整,室內(indoor)和室外(outdoor)信道(5.2GHz頻段)。
IEEE 802.11i,2004年,無線網路的安全方面的補充。
IEEE 802.11j,2004年,根據日本規定做的升級。
IEEE 802.11l,預留及準備不使用。
IEEE 802.11m,維護標準;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(Multi-Input Multi-Output,MIMO)。 提供標準速度300M,最高速度600M的連線速度
IEEE 802.11k,該協定規範規定了無線區域網路頻譜測量規範。該規範的制訂體現了無線區域網路對頻譜資源智慧型化使用的需求。
除了上面的IEEE標準,另外有一個被稱為IEEE 802.11b+的技術,通過PBCC技術(Packet Binary Convolutional Code)在IEEE 802.11b(2.4GHz頻段) 基礎上提供22Mbit/s的數據傳輸速率。但這事實上並不是一個IEEE的公開標準,而是一項產權私有的技術,產權屬於美國德州儀器公司。
IEEE 802.11a是802.11原始標準的一個修訂標準,於1999年獲得批准。802.11a標準採用了與原始標準相同的核心協定,工作頻率為5GHz,使用52個正交頻分多路復用副載波,最大原始數據傳輸率為54Mb/s,這達到了現實網路中等吞吐量(20Mb/s)的要求。如果需要的話,數據率可降為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條用於室內,4條用於點對點傳輸。它不能與802.11b進行互操作,除非使用了對兩種標準都採用的設備。
主要802.11標準
IEEE 802.11a
由於2.4GHz頻帶已經被到處使用,採用5GHz的頻帶讓802.11a具有更少衝突的優點。然而,高載波頻率也帶來了負面效果。802.11a幾乎被限制在直線範圍內使用,這導致必須使用更多的接入點;同樣還意味著802.11a不能傳播得像802.11b那么遠,因為它更容易被吸收。儘管2003年的世界無線電通信會議讓802.11a在全球的套用變得更容易,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,但是在其它地區,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。
在52個OFDM副載波中,48個用於傳輸數據,4個是引示副載波(pilot carrier),每一個頻寬為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。總頻寬為20MHz,占用頻寬為16.6MHz。符號時間為4毫秒,保護間隔0.8毫秒。實際產生和解碼正交分量的過程都是在基帶中由DSP完成,然後由發射器將頻率提升到5GHz。每一個副載波都需要用複數來表示。時域信號通過逆向快速傅立葉變換產生。接收器將信號降頻至20MHz,重新採樣並通過快速傅立葉變換來重新獲得原始係數。使用OFDM的好處包括減少接收時的多路效應,增加了頻譜效率。
802.11a產品於2001年開始銷售,比802.11b的產品還要晚,這是因為產品中5GHz的組件研製成功太慢。由於802.11b已經被廣泛採用了,802.11a沒有被廣泛的採用。再加上802.11a的一些弱點,和一些地方的規定限制,使得它的使用範圍更窄了。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(現在的802.11a技術已經與802.11b在很多特性上都很相近了),並開發了可以使用不止一種802.11標準的技術。現在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。
IEEE 802.11b
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。它有時也被錯誤地標為Wi-Fi。實際上Wi-Fi是無線區域網路聯盟(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係。在2.4-GHz的ISM頻段共有14個頻寬為22MHz的頻道可供使用。IEEE 802.11b的後繼標準是IEEE 802.11g,其傳送速度為54Mbit/s。IEEE 802.11g
IEEE 802.11g在2003年7月被通過。其載波的頻率為2.4GHz(跟802.11b相同),原始傳送速度為54Mbit/s,淨傳輸速度約為24.7Mbit/s(跟802.11a相同)。802.11g的設備向下與802.11b兼容。其後有些無線路由器廠商因應市場需要而在IEEE 802.11g的標準上另行開發新標準,並將理論傳輸速度提升至108Mbit/s 或125Mbit/s。
IEEE 802.11i
IEEE 802.11i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,於2004年7月完成。其中定義了基於AES的全新加密協定CCMP(CTR with CBC-MAC Protocol),以及向前兼容RC4的加密協定TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)。IEEE 802.11i
無線網路中的安全問題從暴露到最終解決經歷了相當的時間,而各大廠通信晶片商顯然無法接受在這期間什麼都不出售,所以迫不及待的Wi-Fi廠商採用802.11i的草案3為藍圖設計了一系列通信設備,隨後稱之為支持WPA(Wi-Fi Protected Access)的;之後稱將支持802.11i最終版協定的通信設備稱為支持WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)的。IEEE 802.11n
IEEE 802.11n,是2004年1月時IEEE宣布組成一個新的單位來發展的新的802.11標準,在市面上零售的相關產品版本為草擬版本2.0。傳輸速度理論值為300Mbit/s,因此需要在物理層產生更高速度的傳輸率,此項新標準應該要比802.11b快上50倍,而比802.11g快上10倍左右。802.11n也將會比目前的無線網路傳送到更遠的距離。IEEE 802.11n
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增加了對於MIMO的標準,使用多個發射和接收天線來允許更高的數據傳輸率,並使用了Alamouti coding coding schemes 來增加傳輸範圍。