WLAN 無線網絡 08 - 無線局域網協議

無線局域網自從19世紀90年代,至今已發展20餘年,這中間出現了很多的協議版本及修訂版本。 這裏作簡要概述,方便大家理解。


最早的無線局域網(WLAN)出現於19世紀70年代,由美國夏威夷大學研製,被命名爲“ALOHAnet”,主要用於夏威夷羣島之間傳輸數據。IEEE於1991年開始着手準備對無線局域網制定標準。 1997年,第一個802.11標準被批准。成爲802.11原始標準。之後IEEE一直對無線局域網標準進行修正和改進,以使其能夠提供更快更好的服務。 這裏以時間順序介紹無限局域網的發展:


1970s,無限局域網雛形出現於夏威夷大學,用於夏威夷羣島之間的數據通信。

1997年,802.11原始標準被批准稱爲IEEE Std 802.11-1997,在2.4GHz頻段上採用IR,FHSS或DSSS進行數據傳輸,傳輸速率爲1Mbps和2Mbps。

1999年, 802.11b協議被批准稱爲802.11b-1999,在2.4GHz上採用HR-DSSS進行數據傳輸,傳輸速率爲1Mbps,2Mbps,5.5Mbps和11Mbps。

1999年,802.11a協議被批准稱爲802.11a-1999,在5GHz上採用OFDM進行數據傳輸,傳輸速率提高到54Mbps。

2003年,802.11g協議被批准稱爲802.11g-2003,在2.4GHz上採用ERP-OFDM進行數據傳輸,傳輸速率提高到54Mbps。

2007年,802.11n協議被批准稱爲802.11n-2007,在2.4GHz和5GHz上進行數據傳輸,根據不同天線匹配,傳輸數據提高到150Mbps,300Mbps,450Mbps或600Mbps(40MHz)。802.11n採用了多種方法來提高傳輸速率,例如MIMO,SGI,channel-bonding等等。後面會詳細介紹。

2013年, 802.11ac協議被批准稱爲802.11ac-2013,在5GHz上進行數據傳輸,根據不同天線匹配,傳輸數據提高到433.3Mbps,866.7Mbps,1300Mbps或1733.3Mbps(80MHz)。802.11ac可以看做是802.11n的改進版本,後面會合並802.11n一起詳細介紹。


以上爲802.11協議中大家經常接觸到的。 其實IEEE還定義了很多協議,這裏簡單介紹:

  1. 802.11d-2001,增加了802.11設備用於其他國家的一些規範(歐美及日本以後的國家),如Contry Code信息,會包 含在Beacons和Probe Response幀中。

  2. 802.11h-2003,該規範定義了DFS(動態頻率改變)和TPC(傳輸功率控制)的行爲。主要目 的是讓運行於5G的802.11設備能自動偵測雷達信號,並避開雷達使用的 信道,防止干擾雷達設備的使用。

  3. 802.11i-2004,無線安全解決方案的三大關鍵部分:data privacy(加密)、data integrity(防止被篡改)、authentication(身份驗證)。大家熟悉的WPA2安全標準被此協議定義。

  4. 802.11j-2004,解決日本使用4.9GHz和5GHz頻率的相關問題。

  5. 802.11e-2005,規範定義了QoS的相關要求,以及WMM(多媒體)相關事項

  6. 802.11r-2008,主要幫助解決漫遊相關問題

  7. 802.11k-2008,定義了5GHz以外的頻段如何使用Transmit Power Control (TPC)。5GHz TPC 由802.11h-2003定義。

  8. 802.11w-2009,提供一種安全的方式去傳送管理幀,防止管理幀被竊聽。802.11w幀也 稱爲強健管理幀。

  9. 802.11p-2010,加強802.11標準規範以支持Intelligent Transportation Systems (ITS) applications。以更好地支持高速移動下的數據傳輸。

  10. 802.11z-2010,主要解決Direct Link Setup (DLS)相關問題

  11. 802.11u-2011,主要解決802.11網絡與其他外部網絡之間的問題。

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