IEEE 802.11 协议综述

[1] IEEE 802.11系列协议标准的发展

IEEE802.11系列协议标准是由国际电气和电子工程师联合会(IEEE)制定

的，它以IEEE802.11标准为基础，包括与无线局域网相关的多个已经发布和正在编著的标准。图1展示了无线局域网在IEEE 网络协议体系中位置。表1给出了每一种标准协议的名称、时间和简单的说明。

图1：无线局域网在IEEE

网络协议体系中位置

表2： IEEE802.11系列协议标准

在表2中需要说明的是，标准的名称都采用小写的字母进行标注，惟有

IEEE802.11F 采用的是大写字母；发布时间为2004年及以后的协议都是还没确定的，因为每一个协议的批准过程都是非常繁杂的，很可能出现延迟的情况。该

综述将在后面选取部分协议标准进行详细的描述。

图3：IEEE 802.11系列协议中协议分布

如图3在IEEE 802.11系列协议标准中各种协议的分布中没有包含IEEE802.11标准。因为IEEE 802.11作为基础协议包含了物理层和MAC子层的内容，后续的速度扩展（比如：IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g 和未来的IEEE 802.11n）都延续了它所定义的MAC协议。该综述会对接触到的一些协议进行简单的描述，包括IEEE 802.11、IEEE 802.11a 、IEEE 802.b、IEEE 802.11e、IEEE 802.11g和最新的IEEE 802.11n 。

[2] IEEE 802.11 a,b,g,n 协议的定义和标准

IEEE 802.11

IEEE 802.11是第一代无线局域网标准之一，也是国际电气和电子工程师联合会IEEE发布的第一个无线局域网标准，是其他IEEE802.11系列标准的基础标准。该标准定义了物理层和介质访问控制MAC协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。常常把IEEE802.11作为无线局域网的代名词。IEEE802.11标准有两个版本：1997年版和后来补充修订的1999年版。

IEEE 802.11无线网络标准规定了3种物理层传输介质工作方式。其中2种物理层传输介质工作方式在2.4~2.4835 GHz微波频段（根据各国当地法规或规定不同，频段的具体定义也有所不同），采用扩频传输技术进行数据传输，包括跳频序列扩频传输技术(FHSS)和直接序列扩频传输技术(DSSS)。另一种方式以光波段作为其物理层，也就是利用红外线光波传输数据流。需要注意的是，虽然红外线同样适用于IEEE 802.11标准，但它是光学技术，并不使用2.4GHz频段。

在IEEE 802.11的规定中，这些物理层传输介质中，FHSS及红外线技术的无线网络则可提供1Mbps传输速率(2Mbps为可选速率),而DSSS则可提供1Mbps 及2Mbps工作速率。多数FHSS厂家仅能提供1Mbps的产品，而符合IEEE 802.11无线网络标准并使用DSSS厂家的产品则全部可以提供2Mbps的速率，因此DSSS 在无线局域网产品中得到了广泛的应用。虽然采用跳频序列扩频技术(FHSS)与采用DSSS的设备都工作在相同的频段中，但是由于它们运行的机制完全不同，所

以这两种设备没有互操作性。

IEEE 802．11b

从性能上看，IEEE 802.11b的带宽为11Mbps，实际传输速率在5Mbps左右，与普通的10Base-T规格有线局域网持平。无论是家庭无线组网还是中小企业的内部局域网，IEEE 802.11b都能基本满足使用要求。由于基于的是开放的2.4GHz 频段，因此IEEE 802.11b的使用无需申请，既可作为对有线网络的补充，又可自行独立组网，灵活性很强。

从工作方式上看，IEEE 802.11b的运作模式分为两种：点对点模式和基本模式。其中点对点模式是指无线网卡和无线网卡之间的通信方式，即一台装配了无线网卡的计算机可以与另一台装配了无线网卡的计算机实施通信，对于小型无线网络来说，这是一种非常方便的互联方案；而基本模式则是指无线网络的扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，这也是IEEE 802.11b最常用连接方式。此时，装载无线网卡的计算机需要通过“接入点”（无线AP）才能与另一台计算机连接，由接入点来负责频段管理及漫游等指挥工作。在带宽允许的情况下，一个接入点最多可支持1024个无线节点的接入。当无线节点增加时，网络存取速度会随之变慢，此时添加接入点的数量可以有效的控制和管理频段。从目前大多数的应用案例来看，接入点是作为架起无线网与有线网之间的桥梁而存在的。这一点，在随后的AP评测中，笔者还将详细阐述。

作为目前最普及、应用最广泛的无线标准，IEEE 802.11b的优势不言而喻。技术的成熟，使得基于该标准网络产品的成本得到了很好的控制，无论家庭还是企业用户，无需太多的资金投入既可组建一套完整的无线局域网。但IEEE 802.11b的缺点也是显而易见的，11Mbps的带宽并不能很好地满足大容量数据传输的需要，只能作为有线网络的一种补充。

IEEE 802．11a

就技术角度而言，IEEE 802.11a与IEEE 802.11b虽在编号上仅一字之差，但二者间的关系并不像其他硬件产品换代时的简单升级，这种差别主要体现在工作频段上。由于IEEE 802.11a工作在不同于IEEE 802.11b的5.2GHz频段，避开了当前微波、蓝牙以及大量工业设备广泛采用的2.4GHz频段，因此其产品在无线数据传输过程中所受到的干扰大为降低，抗干扰性较IEEE 802.11b更为出色。

高达54Mbps数据传输带宽，是IEEE 802.11a的真正意义所在。当IEEE 802.11b以其11Mbps的数据传输率满足了一般上网冲浪、数据交换、共享外设等需求的同时，IEEE 802.11a已经为今后无线宽带网的进一步要求做好了准备，从长远的发展角度来看，其竞争力是不言而喻的。此外，IEEE 802.11a的无线网络产品较IEEE 802.11b有着更低的功耗，这对笔记本电脑以及PDA等移动设备来说也有着重大意义。

然而，IEEE 802.11a的普及也并非一帆风顺，就像许多新生事物被人们所接受时要面临的问题一样，IEEE 802.11a也有其自身的“难言之隐”。

首先，IEEE 802.11a所面临的难题是来自厂商方面的压力。眼下，IEEE 802.11b已走向成熟，许多拥有IEEE 802.11b产品的厂商会对IEEE 802.11a持谨慎态度。二者是竞争还是共存，各厂商的态度莫衷一是。从目前的情况来看，由于这两种技术标准互不兼容，不少厂商为了均衡市场需求，直接将其产品做成了a+b的形式，这种做法固然解决了