詳細介紹802.11標準的最新進展

2019-11-04 20:49:12

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　　近一兩年已有廣泛應用的無線局域網（WLAN）是一種低成本德無線接入技術，作為GPRS或 cdma2000的補充技術，或新的家庭聯網方式，它使越來越多的設備供給商涉足此領域。目前應用得比較成功得WLAN技術是802.11，此標準雖然已經經歷了十多年的發展，但目前仍在不斷的改進和發展之中，以適應安全認證、漫游和QoS等方面的要求。
　　
　　802.11b和802.11a是1999年出臺得標準，它們分別工作在2.4GHz和5 GHz頻段，前者采用直接序列擴頻（DSSS）技術，傳送速率可達11Mbit/s，后者則采用正交頻分復用（OFDM）技術，傳送速率可達54Mbit/s.此后，在媒體接入控制/鏈路連接控制（MAC/LLC）層面上進行擴展，形成了 802.11c以及802.11d標準。當前，IEEE正進行802.11e，f，g，h，i等標準得制訂，它們各有測重，下面將分別介紹這幾種標準的最新進展情況。
　　
　　一、802.11b和802.11a
　　802.11b（即Wi-Fi）由IEEE在1998-1999年制訂完成，到2002年底，已在超過3000萬的無線基站中應用。Wi-Fi使用單承載調制（即碼分鍵控（cck）），提供3個非重疊道，支持1，2，5.5Mbit/s 以及11Mbit/s等速率得數據流。
　　
　　在制訂Wi-Fi的同時，IEEE還在制訂另一種支持更高速率的保準——802.11a，它使用多承載調制（即OFDM），具有較好得多徑性能，可提供8個信道，支持6，9，12，18，24，36，48， 54Mbit/s等更高速率流，只是有效距離小于Wi-Fi.802.11a產品最早出現在2001年第4季度，當前Wi-Fi聯盟（原無線以太網兼容性聯盟（WECA））正在考慮有關802.11a產品互操作性的試驗工作。802.11a產品在技術上需經過一些改進才能達到想像目前802.11b產品被接受的水平。 Gartner公司建議使用者等到2003年底再去采購802.11a產品，此前企業可以在非凡的應用中采納 802.11a標準。因為，Gartnet預計要到2003年下半年802.11a產品的采購量才開始超過802.11b 產品，而此前采購802.11b產品則比采購802.11a產品更便宜，使用時碰到的問題也會少一些。
　　
　　二、802.11g
　　802.11g工作在2.4GHz頻段，使用CCK技術以與Wi-Fi后向兼容，同時為支持更高得速率（54Mbit/s），802.11g又采用了OFDM技術，可以說802.11g融合了2.4GHz及5GHz兩個頻段。目前，這種混合式的標準正由IEEE制訂，預計整個標準要等到2003年第1季度才能最后通過。
　　
　　從802.11b到802.11g，可發現WLAN標準不斷發展的軌跡：
　　
　　*802.11b是所有WLAN標準演進的基石，未來許多的系統大都需要與802.11b后向兼容，2002 年802.11b在整個WLAN市場中占據95%以上的份額，預計到2003年年底將有6000-7000萬個無線基站使用802.11b；
　　
　　*802.11a是一個非全球性的標準，與802.11b后向不兼容，但采用OFDM技術，支持的數據流高達54Mbit/s，提供幾倍于802.11b/g的高速信道，如802.11b/g提供3個非重疊信道可達8-12 個；
　　
　　*802.11g通過采用OFDM技術可支持高達54Mbit/s的數據流，所提供的帶寬是802.11a的1.5 倍，與802.11b后向兼容。
　　
　　可以看出，在802.11g和802.11a之間存在與Wi-Fi兼容性上的差距，為此出現了一種橋接此差距的雙頻技術——雙模（dual band）802.11a+g（=b），它較好地融合了802.11a/g技術，工作在 2.4GHz和5GHz兩個頻段，服從802.11b/g/a等標準，與802.11b后向兼容，使用戶簡單連接到現有或未來的802.11網絡成為可能。據市場研究機構Cahners的分析，未來幾年這4種標準在WLAN智能卡芯片市場中的份額將呈現增長的勢頭。
　　
　　三、802.11e
　　802.11e是IEEE為滿足服務質量（Qos）方面的要求而制訂的WLAN標準。在一些對時間敏感、有嚴格要求的業務（如話音、視頻等）中，Qos是非常重要的指標。在802.11MAC層，802.11e加入了 Qos功能，其中的混合協調功能（HCF：Hybrid Coordination Function）可以單獨使用或綜合使用以下兩種信道接入機制：一種是基于論點式的（contentionbaased），一種是基于投票式的（polled）。
　　
　　四、802.11i
　　802.11i是為解決WLAN安全認證問題而制訂的新安全標準。WLAN在保證安全方面很重要的一環就是認證。由于802.11i與MAC層上的功能有關，認證協議在傳輸層，IEEE不負責治理，而今市場上體供的解決方案則是使用802.1x，同時將精力集中在比較輕易實施的服務器/協議上，因此出現了許多認證協議。目前，用來解決WLAN認證問題的方案主要有如下幾個：
　　
　　*傳輸層安全的可擴展認證協議（EAP-TLS）通過證書進行認證，但難以在骨干網絡上實施；
　　
　　*隧道TLS可擴展認證協議（EAP-TTLS）通過用戶名和密碼進行認證，是一種相對安全的認證方式，在骨干網絡上比TLS輕易實施；
　　
　　*受保護的可擴展認證協議（PEAP）是微軟公司制訂的、與思科公司的LEAP解決方案相對應的安全協議，也是基于用戶名和密碼進行認證的。
　　
　　802.11i或增強型安全網絡（ESN）是為加強安全性而對現有802.11標準進行優化的方案。為加強認證，它引用了幾種重要的治理算法以及動態的會話密匙（session key），新的加密算法有高級認證標準（AES）和當時密匙集成協議（TKip：Temporal Key Integrity Protocol）等。安全咨詢分析師認為現行的無線加密協議（WEP）技術過于脆弱，只要檢查一個信息包的簡單樣品就能破解加密資料的密鑰；而不久將出臺的基于RC4的TKIP是由幾家重要的密碼團體開發的，安全性較高，市場上的現有設備可以升級到此版本。但從長遠來看，采用AES加密的分組密碼是更為安去的方案，它將替代WEP和RC4.為優化性能，AES對硬件要求更高，而且許多情況下，基于AES的加密可能無法升級，因此AES將目標鎖定在將來的Wi-Fi設備上。802.1x、TKIP及基于AES的加密構成 802.11i新安全標準的主要部分，目前正由IEEE的802.11工作任務組I制訂，該小組曾經負責制訂 IEEE802.11b和802.11a標準，預計2003年9月802.11i標準將得到批準。
　　
　　對于Wi-Fi設備來說，安全是一個非常大的問題，在現行的WEP安全系統之外，一些提供商（如思科公司）賣給企業802.11系統時又配備了其它的安全措施（如動態安全鏈路（DSL）技術），而如今市場上大多數面向消費者的無線局域網設備只提供了WEP，802.11i的出臺將滿足部分市場對安全解決方案的需求。為了使提供商把產品做的更安全，Wi-Fi聯盟公布將在其無線保護訪問（WPA）規范中將加入為資料加密以及網絡訪問控制而新制訂的802.11i標準：
　　
　　*WPA將使用當時密鑰集成協議進行加密，其運算法則與WEP一樣，但創建密鑰的方法不同；
　　
　　*WPA將使用IEEE 802.1x協議進行訪問控制，是最近才完成能控制登陸有線和無線局域網的標準；
　　
　　*采用WPA技術，每個用戶都有自己的加密密鑰，并且可以定期更改。
　　
　　Wi-Fi聯盟對WPA的初級與互用性試驗分別于2002年11月8日和22日進行，而合格試驗將于 2003年2月3日進行。Wi-Fi聯盟還決定2003年8月要執行新的Wi=Fi規范，即在以Wi-Fi命名的局域網產品中將用TKIP機制取代現行的WPA的第二個版本，計劃在2004年初開始實行。企業用戶身份認證將通過認證服務器進行，與WEP想比，可以擴展更多的用戶，而家庭網絡用戶則采用預共享密鑰模式，無需身份認證服務器。
　　
　　五、802.11h
　　802.11h是歐洲制訂的、工作在5GHz頻段的無線標準，目的是減少對同處于5GHz頻段的雷達的干擾，該標準計劃在2003年第2季度完成。802.11h涉及兩種技術，一種是動態頻率選擇（DFS），即接入點不停地掃描信道上的雷達，接入點和相關的基站隨時改變頻率，最大限度地減少干擾，均勻分配WLAN流量；另一種技術是傳輸功率控制（TPC），總的傳輸功率或干擾將減少3dB.
　　
　　六、802.11f
　　802.11f是為解決漫游問題而制訂的接入點之間的協議。為了支持用戶從一個點接入到另個接入點，802.11標準不限制接入點之間的通信，為此答應不同分布式系統之間靈活運作（如連接接入點的有線骨干網）。但漫游時不同提供商提供的接入點可能無法互通，802.11f就是專門針對接入點之間的漫游而制訂協議，它能為接入點之間支持802.11分布式系統功能提供必要的交換信息。
　　
　　通常，WLAN的接入點設備可能來自不同的提供商，在沒有802.11f的條件下，為確保用戶漫游時的互通性，運營商只能安裝同一提供商的產品。雖然某些情況下，來自不同提供商的接入點產品通過Wi-Fi認證可以實現互操作，但若在接入點設計中加入802.11f就能徹底消除產品選擇的限制，確保不同提供商產品的互操作性。
　　
　　802.11f標準確定了在同一網絡內接入點的登陸，以及用戶從一個接入點切換到另一個接入點時的信息交換，該標準于2002年年底完成，而支持此標準的相關產品則要等到2003年中期才能推出。
　　
　　七、多模無線標準
　　業界分析人士認為，2003年無線聯網領域將出現兩個重要趨勢，一個是802.11b和GPRS組合卡的上市，其次是個人無線局域網（PWLAN）接入點的劇增。在未來無線市場上，將出現一系列互為補充的無線通信功能，包括無線廣域網（WWAN）、WLAN、無線個人域網（WPAN），為把這些功能綜合起來，需要建立一個綜合平臺，這就給平臺集成商提出了挑戰：其一是射頻的兼容性；其二是要減少天線的計算量；其三，如何協調工作在同一頻段的無線電波；第四，，要減少成本。為此出現了多模無線標準，它將綜合以下無線通信技術：如WAN/WLAN具體體現為GPRS/802.11、3G/802.11等技術的融合，用來保證高速的無線連接；此外還有PAN/WLAN，具體體現為802.11與藍牙、超寬帶（UWB）傳輸等技術的結合。
　　
　　802.11與WAN（如GPRS或cdma2000）兩種互補技術的融合是基于IP應用來考慮的。GPRS是廣域的服務覆蓋，數據流量可以達到115kbit/s，同為廣域服務的cdma2000其數據流量平均達 144kbit/s，最高可達到2Mbit/s，而作為局域網服務的802.11其最高數據流則達

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