無線局域網(wǎng)中擁有哪些協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)?都有何特點及應(yīng)用?
最近和一個朋友在討論無線網(wǎng)的時候,涉及到一些WLAN標(biāo)準(zhǔn),小編在這跟大家分享下兩種比較常見的WLAN的標(biāo)準(zhǔn)。
802.11協(xié)議(1)802.11a
802.11a(Wi-Fi5)是廣泛采用的802.11b標(biāo)準(zhǔn)的幕后推手。它工作在5GHzU-NII頻段,物理層速率高達(dá)54Mbps,傳輸層高達(dá)25Mbps。ATM接口提供10Mbps25Mbps幀結(jié)構(gòu)廣播接口的無線以太網(wǎng),TDD/TDMA空中接口,支持語音,數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù),該扇區(qū)可以接入多個用戶,每個用戶擁有多個用戶終端。
(2)802.11b
IEEE802.11b是無線LAN的標(biāo)準(zhǔn)。載波頻率為2.4GHz,傳輸速度為11Mbps。IEEE802.11b是最廣泛認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn),在所有無線LAN標(biāo)準(zhǔn)中廣泛流行。
(3)802.11g
IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)于2003年7月通過了第三次修訂。它是2.4GHz載波頻率(具有相同的802.11b標(biāo)準(zhǔn)),原始傳輸速率為54Mbit/s,凈傳輸速率約為24.7Mbit/s(與802.11a標(biāo)準(zhǔn)相同)。802.11g設(shè)備與802.11b兼容。802.11g是傳輸速率最高的高級標(biāo)準(zhǔn),它采用2.4GHz頻段,該技術(shù)采用CCK和802.11b(Wi-Fi)兼容,而采用OFDM技術(shù)的數(shù)據(jù)為54Mbit/s,允許流為802.11提供1.5倍的帶寬一個。
跟蹤WLAN標(biāo)準(zhǔn)高級:802.11bWLAN是每個開發(fā)的基石,許多系統(tǒng)的未來需要大多數(shù)802.11b和802.11a標(biāo)準(zhǔn)是非通用標(biāo)準(zhǔn),與802.11b不兼容,但使用OFDM技術(shù),數(shù)據(jù)流量上升支持54Mbit/s,多次提供高速802.11b/g信道,如802.11b/g提供3個非嵌套通道,最高可達(dá)8-12,可以看出802.11g之間存在差距Fi和802.11a,出于這個原因,有一種雙頻技術(shù)彌補了這一差距-802.11a+g(=b)雙頻段,802.11a/g技術(shù)的最佳組合,工作在2.4GHz和5GHz這些頻段符合802.11b/g/a標(biāo)準(zhǔn),并且在用戶簡單連接到現(xiàn)有802.11或未來的802.11網(wǎng)絡(luò)后,與802.11b設(shè)備兼容。
(4)802.11n
IEEE802.11n,2004年1月IEEE宣布組建新模塊以開發(fā)新的802.11標(biāo)準(zhǔn)。高達(dá)540Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速度(需要在物理層中生成最高的傳輸速率),這個新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該比802.11b和802.11g快50倍,并且快于大約10倍。802.11n也將超越當(dāng)前的無線網(wǎng)絡(luò)。
藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙是一種短程無線技術(shù),它更加方便,可以替代那些固定的電纜和電線,其設(shè)備在全球范圍內(nèi)使用2.25GHz,無需獲得實時數(shù)據(jù)和以高達(dá)10Mbps的速度傳輸音頻的許可。
藍(lán)牙支持高達(dá)723.2kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率,支持3個音頻頻段。這樣我們無論是在任何地方,都不需要為任何電子設(shè)備安裝任何電纜和連接器,藍(lán)牙可以實現(xiàn)多種方式連接,搭建出一個共有的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的任何藍(lán)牙設(shè)備都可以連接到其他設(shè)備。此外,此連接不需要復(fù)雜的軟件支持。
藍(lán)牙在一定的程度上具有降低傳輸距離的作用,同時藍(lán)牙還能夠?qū)νㄐ旁O(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的連接,藍(lán)牙產(chǎn)品的制造商包括許多手機制造商以及網(wǎng)絡(luò)集成供應(yīng)商和傳統(tǒng)PC供應(yīng)商。眾所周知電信市場的不斷擴大,手機已經(jīng)普遍都會用到藍(lán)牙系統(tǒng)。另外,無線技術(shù),支持藍(lán)牙的筆記發(fā)展越來越快,有藍(lán)牙的支持手機和電腦可以實現(xiàn)無線上網(wǎng)。然而,市場上并沒有很多筆記本電腦可以同時支持802.11b和藍(lán)牙,而且只有少數(shù)廠商擁有這樣的技術(shù)和解決方案。
藍(lán)牙協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙規(guī)范(藍(lán)牙系統(tǒng)規(guī)范)是藍(lán)牙無線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),它定義了藍(lán)牙應(yīng)用產(chǎn)品必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)和要求。SIG(藍(lán)牙系統(tǒng)規(guī)范)的藍(lán)牙規(guī)范是標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙協(xié)議,它定義了藍(lán)牙應(yīng)用必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)和要求。藍(lán)牙規(guī)范包括兩個文件,基本協(xié)議(基本)和應(yīng)用程序框架(配置文件)。協(xié)議規(guī)范部分確定藍(lán)牙連接協(xié)議的不同層,應(yīng)用程序窗口指示如何使用這些協(xié)議來實現(xiàn)特定的應(yīng)用程序產(chǎn)品。藍(lán)牙協(xié)議規(guī)范OpenSystem互連/參考模型(OSI/RM),它將藍(lán)牙協(xié)議棧的不同層從低到高設(shè)置。
傳輸協(xié)議負(fù)責(zé)確認(rèn)彼此在藍(lán)牙設(shè)備之間的位置,以及創(chuàng)建和管理藍(lán)牙設(shè)備之間的物理和邏輯連接。該段分為低級傳輸協(xié)議和高級傳輸協(xié)議。低級傳輸協(xié)議側(cè)重于無線數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶嶋H實現(xiàn)以及藍(lán)牙設(shè)備的物理和邏輯連接。低級傳輸協(xié)議包括藍(lán)牙無線電段,基帶和鏈路管理協(xié)議(基帶協(xié)議和鏈路管理器,LMP)。高級傳輸協(xié)議包括邏輯鏈路控制的實際實現(xiàn)以及藍(lán)牙設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間的通信。高級傳輸協(xié)議包括邏輯鏈路控制,適配協(xié)議(L2CAP)和主機控制器接口(HCI)。本節(jié)保護低級傳輸?shù)母呒墤?yīng)用,例如跳躍序列選擇,并為高級應(yīng)用程序傳輸提供更高效,更方便的分組數(shù)據(jù)格式。
無線局域網(wǎng)(WLAN)是20世紀(jì)90年代計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它使用無線信道來接入網(wǎng)絡(luò),為通信的移動化、個人化和多媒體應(yīng)用提供了潛在的手段,并成為寬帶無線接入的有效途徑之一。 但長期以來,WLAN的發(fā)展一直在由不同廠商進(jìn)行推動,因此出現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)百舸爭流、百花齊放的局面。各個標(biāo)準(zhǔn)的特點和優(yōu)勢是什么?誰更能在激烈的競爭中占得鰲頭?下面將一一進(jìn)行分析。
如火如荼的IEEE802.11系列
1999年9月通過的IEEE802.11b工作在2.4-2.483GHz頻段。802.11b數(shù)據(jù)速率為11Mbps。同時IEEE802.11b具有5.5Mbps、2Mbps、1Mbps三個低速檔次,當(dāng)工作站之間距離過長或干擾太大、信噪比低于某個門限時,傳輸速率能夠從11Mbps自動降到5.5Mbps、2Mbps或者1Mbps,通過降低傳輸速度來改善誤碼率性能。802.11b使用帶有防數(shù)據(jù)丟失特性的載波檢測多址連接(CSMA/CA)作為路徑共享協(xié)議,物理層調(diào)制方式為CCK(補碼鍵控)的DSSS(直接序列擴頻)。目前802.11b已經(jīng)成為WLAN市場上的主流技術(shù),隨著技術(shù)的成熟和產(chǎn)品的降價,它開始大顯身手。
和802.11b相比,IEEE802
11a在整個覆蓋范圍內(nèi)提供了更高的速度,其速率高達(dá)54Mbps。它工作在5GHz頻段,目前該頻段用得不多,干擾和信號爭用情況較少。802.11a同樣采用CSMA/CA協(xié)議。但在物理層,802.11a采用了正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)。OFDM技術(shù)將一個無線信道分解成多個子載波同時傳輸數(shù)據(jù),每個子載波的速率比總速率低許多,也就是每個傳輸符號的時長要長許多,這有利于克服無線信道的衰落,改善了信號質(zhì)量,提升了整個網(wǎng)絡(luò)的速度。一般分析認(rèn)為,802.11a技術(shù)的普及仍需一段時間,但是由于互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展,用戶對寬帶業(yè)務(wù)需求量猛增,802.11b在不少場合(尤其是信道噪聲較大的場合)已不能滿足用戶寬帶接入的要求;而802.11a則可憑借更高的速率和更好的質(zhì)量實現(xiàn)這一需求,因此有望提前取代802.11b,讓用戶盡情享受寬帶的無窮魅力。
IEEE802.11a與802.11b的產(chǎn)品因為頻段與調(diào)制方式不同而無法互通,這使得已經(jīng)擁有802.11b產(chǎn)品的消費者可能不會立即購買802.11a產(chǎn)品,阻礙了802.11a的應(yīng)用步伐。2001年11月15日,IEEE試驗性地批準(zhǔn)一種新技術(shù)802.11g,其使命就是兼顧802.11a和802.11b,為802.11b過渡到802.11a鋪路修橋。它既適應(yīng)傳統(tǒng)的802.11b標(biāo)準(zhǔn),在2.4GHz頻率下提供11Mbps的數(shù)據(jù)速率,也符合802.11a標(biāo)準(zhǔn),在5GHz頻率下提供54Mbps的數(shù)據(jù)速率。802.11g中規(guī)定的調(diào)制方式包括802.11a中采用的OFDM與802.11b中采用的CCK。通過規(guī)定兩種調(diào)制方式,既達(dá)到了用2.4GHz頻段實現(xiàn)IEEE802.11a54Mbps的數(shù)據(jù)傳送速度,也確保了與裝機數(shù)量超過1100萬臺的IEEE802.11b產(chǎn)品的兼容。此外,TI公司提案的可達(dá)22Mbps數(shù)據(jù)傳送速度的CCK-PBCC與CCK-OFDM調(diào)制方式也可以選用。
笑傲歐洲的HiperLAN
除了IEEE802.11家族,歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(ETSI)的寬帶無線電接入網(wǎng)絡(luò)(BRAN)也制訂出HiperLAN標(biāo)準(zhǔn)作為“寬帶無線接入網(wǎng)”計劃的組成部分,并在歐洲得到了廣泛支持和應(yīng)用。該系列包含4個標(biāo)準(zhǔn):HiperLAN1、Hiper??LAN2、HiperLink和HiperAccess。HiperLAN1、HiperLAN2用于高速WLAN接入;HiperLink用于室內(nèi)無線主干系統(tǒng);HiperAccess則用于室外對有線通信設(shè)施提供固定接入。
HiperLAN1對應(yīng)1EEE802.11b,它工作在5.3GHz,采用高斯濾波最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制,速率最大23.5Mbps。HiperLAN2工作在5GHz頻段,速率高達(dá)54Mbps。因為技術(shù)上的下列優(yōu)點,它被一些人士看成目前最先進(jìn)的WLAN技術(shù):1.為了實現(xiàn)54Mbps高速數(shù)據(jù)傳輸,物理層采用OFDM調(diào)制,MAC子層則采用一種動態(tài)時分復(fù)用的技術(shù)來保證最有效地利用無線資源。2.為使系統(tǒng)同步,在數(shù)據(jù)編碼方面采用了數(shù)據(jù)串行排序和多級前向糾錯,每一級都能糾正一定比例的誤碼。3.數(shù)據(jù)通過移動終端和接入點之間事先建立的信令鏈接來進(jìn)行傳輸,面向鏈接的特點使得HiperLAN2可以很容易地實現(xiàn)QoS支持。每個鏈接可以被指定一個特定的QoS,如帶寬、時延、誤碼率等,還可以給每個鏈接預(yù)先指定一個優(yōu)先級。4.自動進(jìn)行頻率分配。接入點監(jiān)聽周圍的HiperLAN2無線信道,并自動選擇空閑信道。這一功能消除了對頻率規(guī)劃的需求,使系統(tǒng)部署變得相對簡便。5.為了加強無線接入的安全性,HiperLAN2網(wǎng)絡(luò)支持鑒權(quán)和加密。通過鑒權(quán),使得只有合法的用戶可以接入網(wǎng)絡(luò),而且只能接入通過鑒權(quán)的有效網(wǎng)絡(luò)。6.其協(xié)議棧具有很大的靈活性,可以適應(yīng)多種固定網(wǎng)絡(luò)類型。它既可以作為交換式以太網(wǎng)的無線接入子網(wǎng),也可以作為第三代蜂窩網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng),并且這種接入對于網(wǎng)絡(luò)層以上的用戶部分來說是完全透明的。當(dāng)前在固定網(wǎng)絡(luò)上的任何應(yīng)用都可以在HiperLAN2網(wǎng)上運行。相比之下,IEEE802.11的一系列協(xié)議都只能由以太網(wǎng)作為支撐,不如HiperLAN2靈活。
獨樹一幟的紅外系統(tǒng)
紅外局域網(wǎng)系統(tǒng)采用波長小于1微米的紅外線作為傳輸媒體,該頻譜在電磁光譜里僅次于可見光,不受無線電管理部門的限制。紅外信號要求視距傳輸,方向性強,對鄰近區(qū)域的類似系統(tǒng)也不會產(chǎn)生干擾,并且竊聽困難。實際應(yīng)用中由于紅外線具有很高的背景噪聲,受日光、環(huán)境照明等影響較大,一般要求的發(fā)射功率較高。盡管如此,紅外無線LAN仍是目前“100Mbps以上、性能價格比高的網(wǎng)絡(luò)”唯一可行的選擇,主要用于設(shè)備的點對點通信。
互為補充的藍(lán)牙技術(shù)
藍(lán)牙是一種使用2.45GHz的無線頻帶(ISM頻帶)的通用無線接口技術(shù),提供不同設(shè)備間的雙向短程通信。藍(lán)牙的目標(biāo)是最高數(shù)據(jù)傳輸速率1Mbps(有效傳輸速率為721Kbps)、傳輸距離為10厘米-10米(增加發(fā)射功率可達(dá)100米)。在一個微微網(wǎng)絡(luò)中,藍(lán)牙可使每臺設(shè)備同時與多達(dá)7臺的其它設(shè)備進(jìn)行通信,而且每臺設(shè)備可以同時屬于幾個微微網(wǎng)絡(luò)。藍(lán)牙面向的是移動設(shè)備間的小范圍連接,因而本質(zhì)上說它是一種代替線纜的技術(shù)。它用來在較短距離內(nèi)取代目前多種線纜連接方案,并且克服了紅外技術(shù)的缺陷可穿透墻壁等障礙,通過統(tǒng)一的短距離無線鏈路,在各種數(shù)字設(shè)備之間實現(xiàn)靈活、安全、低成本、小功耗的話音和數(shù)據(jù)通信。相對802.11和Hiper??LAN家族,藍(lán)牙的作用不是為了競爭而是相互補充。
力不從心的HomeRF
HomeRF是IEEE802.11與DECT的結(jié)合,原為家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,旨在降低語音數(shù)據(jù)成本。HomeRF工作在2.4GHz頻段,它采用數(shù)字跳頻擴頻技術(shù),速率為50跳/秒,并有75個帶寬為1MHz跳頻信道。調(diào)制方式為2FSK與4FSK。數(shù)據(jù)的傳輸速率在2FSK方式下為1Mbps,在4FSK方式下為2Mbps。在新版HomeRF2.x中,采用了WBFH(widebandfrequen??cyhopping)技術(shù)把跳頻帶寬增加到了3MHz和5MHz,跳頻速率也增加到75跳/秒,數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到了10Mbps。盡管如此,在速率更快、技術(shù)更先進(jìn)的802.11和HiperLAN的夾攻下,HomeRF已不被看好