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802.11協議總結

    802.11協議主要工作在ISO協議的最低兩層上,定義了媒體訪問控制層(MAC層)和物理層。並在物理層上進行了一些改動,加入了高速數字傳輸的特性和連線的穩定性。

    802.11的頻道定義在2.4GHz的ISM波段內,這個頻段,在各個國際無線管理機構中,例如美國的USA,歐洲的ETSI和日本的MKK都是非註冊使用頻段。這樣,使用802.11的客戶端裝置就不需要任何無線許可。所以,802.11得到廣泛的推廣和應用。

    802.11的MAC和802.3協議的MAC非常相似,但有些不同:

    (1)802.11衝突的檢測存在一定的問題,對CSMA/CD進行了一些調整,採用了新的CSMA/CA協議;

    (2)802.11 MAC子層提供了CRC校驗和包分片,這些在802.3協議的上層處理;

    (3)802.11b採用了動態速率調節技術,根據環境的不同採用不同的連線速度;

    (4)兩個裝置可以自行構建臨時網路,也可以在基站(Base Station, BS)或者接入點(Access Point,AP)的協調下通訊。

    (5)802.11具有兩種載波監聽功能:物理載波監聽與虛擬載波監聽。

關於速度

    (1)802.11a標準採用了與原始標準相同的核心協議,工作頻率為5GHz,最大原始資料傳輸率為54Mb/s,這達到了現實網路中等吞吐量(20Mb/s)的要求。由於2.4G頻段日益擁擠,使用5G頻段是802.11a的一個重要的改進。但是,也帶來了問題。傳輸距離上不及802.11b/g;理論上5G訊號也更容易被牆阻擋吸收,所以802.11a的覆蓋不及801.11b。802.11a同樣會被幹擾,但由於附近干擾訊號不多,所以802.11a通常吞吐量比較好。

    (2)1999年加上了兩個補充版本:802.11a定義了一個在5GHz ISM頻段上的資料傳輸速率可達54Mbit/s的物理層,802.11b定義了一個在2.4GHz的ISM頻段上但資料傳輸速率高達11Mbit/s的物理層。

(3)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),共14個頻段,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的裝置向下與802.11b相容。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。

發展歷程

  • IEEE 802.11,1997年,原始標準(2Mbit/s,播在2.4GHz)。
  • IEEE 802.11a,1999年,物理層補充(54Mbit/s,播在5GHz)。
  • IEEE 802.11b,1999年,物理層補充(11Mbit/s,播在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)的支援。
  • 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,播在2.4GHz)。
  • IEEE 802.11h,2004年,無線覆蓋半徑的調整,室內(indoor)和室外(outdoor)通道(5GHz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 802.11k,該協議規範規定了無線區域網絡頻譜測量規範。該規範的制訂體現了無線區域網絡對頻譜資源智慧化使用的需求。
  • 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,基礎速率提升到72.2Mbit/s,可以使用雙倍頻寬40MHz,此時速率提升到150Mbit/s。支援多輸入多輸出技術(Multi-Input Multi-Output,MIMO)。
  • IEEE 802.11o,針對VOWLAN(Voice over WLAN)而制訂,更快速的無限跨區切換,以及讀取語音(voice)比資料(Data)有更高的傳輸優先權。
  • IEEE 802.11p,這個通訊協議主要用在車用電子的無線通訊上。它設定上是從IEEE 802.11來擴充延伸,來符合智慧型運輸系統(Intelligent Transportation Systems,ITS)的相關應用。
  • IEEE 802.11q:
  • IEEE 802.11r: 快速 BSS切換 (FT) (2008)
  • IEEE 802.11s: Mesh Networking, Extended Service Set (ESS) (July 2011)
  • IEEE 802.11t: Wireless Performance Prediction (WPP)—test methods and metrics Recommendation cancelled
  • IEEE 802.11u: Improvements related to HotSpots and 3rd party authorization of clients, e.g. cellular network offload (February 2011)
  • IEEE 802.11v: Wireless network management (February 2011)
  • IEEE 802.11w: Protected Management Frames (September 2009)
  • IEEE 802.11x:
  • IEEE 802.11y: 3650–3700 MHz Operation in the U.S. (2008)
  • IEEE 802.11z: Extensions to Direct Link Setup (DLS) (September 2010)
  • IEEE 802.11-2012: A new release of the standard that includes amendments k, n, p, r, s, u, v, w, y and z (March 2012)
  • IEEE 802.11aa: Robust streaming of Audio Video Transport Streams (June 2012)
  • IEEE 802.11ab:
  • IEEE 802.11ac,802.11n的潛在繼承者,更高傳輸速率的改善,當使用多基站時將無線速率提高到至少1Gbps,將單通道速率提高到至少500Mbps。使用更高的無線頻寬(80MHz-160MHz)(802.11n只有40MHz),更多的MIMO流(最多8條流),更好的調製方式(QAM256)。目前是草案標準(draft),預計正式標準於2012年晚些時間推出。Quantenna公司在2011年11月15日推出了世界上第一隻採用802.11ac的無線路由器。Broadcom公司於2012年1月5日也釋出了它的第一支支援802.11ac的晶片。
  • IEEE 802.11ad: Very High Throughput 60 GHz (December 2012) - see WiGig
  • IEEE 802.11ae: Prioritization of Management Frames (2012年3月)