无线局域网中应用的各种标准简介

由于无线局域网潜在的市场规模，许多制造商都在致力于无线局域网的研究与开发。为使无线局域网产业健康发展，欧美日等发达国家及有关国际标准化组织都已经或正在制定有关无线局域网的法规与标准。下面介绍无线局域网标准化工作的进展情况。
　　　　七十年代，人们就开始了无线网的研究。在整个八十年代，伴随着以太局域网的迅猛发展，以具有不用架线、灵活性强等优点的无线网以己之长补”有线”所短，也赢得了特定市场的认可，但也正是因为当时的无线网是作为有线以太网的一种补充，遵循了IEEE802.3标准，使直接架构于802.3上的无线网产品存在着易受其他微波噪声干扰,性能不稳定,传输速率低且不易升级等弱点,不同厂商的产品相互也不兼容,这一切都限制了无线网的进一步应用。
　　
　　　　这样，制定一个有利于无线网自身发展的标准就提上了议事日程。到1997年6月，IEEE终于通过了802.11标准。
　　
　　　　802.11标准是IEEE制定的无线局域网标准，主要是对网络的物理层(PH)和媒质访问控制层(MAC)进行了规定，其中对MAC层的规定是重点。各厂商的产品在同一物理层上可以互操作，逻辑链路控制层(LLC)是一致的，即MAC层以下对网络应用是透明的（如图一所示）。这样就使得无线网的两种主要用途—-“(同网段内)多点接入””多网段互连”，易于质优价廉地实现。对应用来说，更重要的是，某种程度上的”兼容”就意味着竞争开始出现；而在IT这个行业，”兼容”，就意味着”十倍速时代”降临了。
　　
　　　　99年底，朗讯（Lucent）推出了速率为11M与10M以太网等同的WaveLAN新产品—-从而实现了”无线网达到有线网速率”这一近期目标，相对于以前无线网最大速率2Mbps来说，这无疑是一个飞跃，而这其中，802.11无疑也是原动力之一。
　　
　　　　在MAC层以下，802.11规定了三种发送及接收技术：扩频(SpreadSpectrum)技术；红外(Infared)技术；窄带(NarrowBand)技术。而扩频又分为直接序列(DirectSequence,DS)扩频技术(简称直扩)，和跳频(FrequencyHopping,FH)扩频技术。直序扩频技术，通常又会结合码分多址CDMA技术。根据预测，今后几年，无线网在全世界将有较大的发展，单只美国无线局域网销售额就将从1997年的2.1亿美元增加到2001年的8亿美元。在世界无线局域网市场中，WaveLAN占有了最大的份额；从通信技术的发展方向来看，CDMA技术是主要发展趋势之一。因此，为具体起见，以下重点结合WaveLAN的直扩技术介绍802.11标准的一些重要机制。
　　
　　
　　　　有关无线局域网的电波法规
　　
　　　　1985年美国联邦通信委员会（FCC）开放了902GHz、2.4GHz及5.8GHz三个ISM频段，允许在低发射功率条件情况下无执照使用这些频段。只要无线局域网适配器（或网卡）的发射功率及带外辐射满足FCC的规定，用户FCC提出申请即可使用这些产品。
　　
　　　　此外，欧洲无线电委员会（ERC）于1991年公布了建议用无线局域网的一组频段，这些频段分别为2.4GHz ISM 频段，5.8GHz ISM频段，17.1GHz ISM频段，24GGHz ISM频段和60.1GHz ISM频段。欧洲电信标准委员会（ETSI）正在致力于具体的标准化工作。1993年ETSI下属的无线电设备与系统（RES）技术委员会制定了RES.2草案，对适宜中速无线局域网的2.4GHz ISM频段的使用做了具体规定。
　　
　　　　目前，ETSI正致力于一种高性能、高速无线局域网（简称HiperLAN）的标准化工作。 1993年3月，电波系统开发中心分别公布了无线局域网的电波规范采用扩频技术的无线局域网的电波规范（2.4GHz ISM频段），而涉及用于窄带调制的高速无线局域网的电波规范（19GHz ISM频段）。
　　
　　　　无线局域网的标准化活动
　　
　　　　1990年7月，IEEE 802委员会接受了NCR公司”CSMA/CD无线媒体标准扩充 “的提案，成立了IEEE 802.11工作委员会，该工作委员会负责定制无线局域网物理层及媒体访问控制（MAC）协议的标准。
　　
　　　　IEEE802.11委员会对局域网的业务及应用环境、功能条件等设置了以下基本要求:
　　
　　　　由无线媒体提供含分组语音在内的1Mbps-20Mbps无线接MAC业务；
　　
　　　　WLAN中的站为局部区域内固定或可移动站；
　　
　　　　应用环境为办公室、建筑群、工厂、机场等；
　　
　　　　任意两站间可自由通信；
　　
　　　　满足802.11、802.2的功能条件；
　　
　　　　分组丢失率≤4X10-5。
　　
　　　　IEEE 802.11委员会的研究进展比原计划大大滞后。目前IEEE 802.11委员会已完成了计划标准。
　　
　　　　国家无线电委员会对2.4GHz频段的管理办法
　　
　　　　为了适应无线电技术的不断发展，满足无线电通信业务的需求，根据国际电联频率划分的有关规则，参照目前国际上通用技术标准，结合我国频谱使用的实际状况，国家：无委日前对2000MHz频段地面无线电业务使用的频率进行了重新规划。
　　
　　　　具体安徘如下：
　　
　　　　一、蜂窝移动通信（1）
　　　　工作频段： 1710一1755MHz和1805一1850MHz
　　
　　　　二、蜂窝移动通信（2）
　　　　工作频段： 1865一188OMHz和l945一1960MHz
　　
　　　　上述两种业务频段作为公众蜂窝移动通信频段，由国家无委根据公众蜂窝移动通信运营单位的申请和实际需求进行分配或指配。
　　
　　　　三、无线接入（FDD方式）
　　　　（一）工作频段：1800一1990MHz和1960一1980MHz
　　　　（二）上述频率用于公众通信网，由国家无委根据公众通信运营单位的申请和实际需求进行分配或指配。 　　四、无线接入（TDD方式）
　　　　（一）工作频段：1900一1920MHz
　　　　（二）频率指配及台站（网）审批管理权限按现行的微波通信台站管理办法执行。
　　
　　　　五、扩频数据通信
　　　　（一）工作频段：2400一2483.5MHz
　　　　（二）台站（网）审批管理权限按现行的微波通信台站管理办法执行。
　　
　　　　上述第一至第五项业务的有关技术指标由国家无委办公室另行制定。
　　
　　　　六、多路微波有线电视电视传输系统（MMDS）
　　　　工作频段：2533一2599MHz
　　
　　　　七、无线电定位
　　　　工作频段：2300一2690MHz
　　
　　　　八、微波接力通信
　　　　工作频段：2300一2690MHz
　　
　　　　九、工业、科学、医疗设备无线电磁波辐射频段：2400一2500MHz
　　
　　　　上述第六至第九项业务的申批管理办法及技术指标按现行规定执行。
　　
　　　　十、由于移动业务难以与微波和无线电定位业务在同频段兼容，因此，在两者有影响的地区，由移动通信业务设台组网单位与现有微波或无线电定位设备使用单位（持有无线电台执照者）协简，本着既要保障移动通信业务发展需求，又要妥善处理现用设备的原则，采取设备改频、替代及经济补偿等方法予以解决。各地无委要积极做好协调工作。（无委）
　　
　　无线局域网的两大标准
　　
　　　　无线局域网是一种能支持较高数据速率（2－11Mb/s）、采用微蜂窝、微微蜂窝结构的自主管理的计算机局部网络。它可采用扩展频谱技术，以无线电或红外线作为传输媒质，其移动的终端可通过无线接入点来实现对Internet的访问。在无线局域网这个领域中有两个主要标准：IEEE802.11和HIPERLAN（High Per formace Radio Local Area Network）。
　　
　　　　IEEE802.11只规定了开放式系统互联参考模型（OSI/RM）的物理层和MAC（介质访问控制）层，它的主要特点如下：支持较高的数据速率（1－11Mb/s）；支持有中心和无中心两种拓扑结构；支持多优先级；支持时间受限业务和数据业务；具有节能管理和安全认证；可采用无线电或红外线传输介质；可采用直扩或跳频两种扩频技术在世界范围的ISM频段使用。无线的接入协议采用CSMA/CA（带有避免冲突的载波监听多路访问）；为了避免碰撞或其他原因造成的传输失败，采用ACK（确认）应答机制；为了支持多优先引入多个不同的帧间隔；为了支持实时业务又引入超帧结构。
　　
　　　　无线局域网的另一个标准是欧洲的HIPERLAN，它由ETSI（European Telecom Standards Institute，欧洲电信标准学会）的RES10工作组提出，特点如下：性能高；工作频段在5.12－5.30GHz和17.1－17.3GHz；采用窄带高斯最小频移键控（GMSK）调制，支持的物理层传输速率为23.5Mb/s（23.5MHz带宽）；接入协议采用CSMA/CA；主要支持点到点传输；具有节能管理。