【科普】Wi-Fi相關的IEEE 802.x不同標準特性詳解

近日，有消息稱我們會在即將開幕的2017年度國際消費性電子展（CES）聽到支持802.11ax標準的芯片訊息，或許還可以看到少數(shù)支持該標準的接取點裝置。那么對于WLAN當中的不同的IEEE 802.11標準，特性如何？本文將詳解。

IEEE 802.15/Bluetooth、IEEE 802.11/WLAN 和 IEEE 802.16/WiMAX 三種技術是相輔相成，且在當今無線通信中各自都發(fā)揮著重要作用。

無線局域網(wǎng)（WiFi）

1990年IEEE 802標準化委員會成立IEEE 802.11無線局域網(wǎng)標準工作組。該標準定義物理層和媒體訪問控制（MAC）規(guī)范。物理層定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柼卣骱驼{(diào)制，工作在2.4000～2.4835GHz頻段。IEEE 802.11是IEEE最初制定的一個無線局域網(wǎng)標準，主要用于難于布線的環(huán)境或移動環(huán)境中計算機的無線接入，由于傳輸速率最高只能達到2Mbps，所以，業(yè)務主要被用于數(shù)據(jù)的存取。

IEEE 802.11a

1999年，IEEE 802.11a標準制定完成，該標準規(guī)定無線局域網(wǎng)工作頻段在5.15～5.825GHz，數(shù)據(jù)傳輸速率達到54Mbps/72Mbps（Turbo）， 傳輸距離控制在10～100米。802.11a采用正交頻分復用（OFDM）的獨特擴頻技術；可提供25Mbps的無線ATM接口和10Mbps的以太網(wǎng)無線幀結構接口，以及TDD/TDMA的空中接口；支持語音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務；一個扇區(qū)可接入多個用戶，每個用戶可帶多個用戶終端。

IEEE 802.11b

1999年9月IEEE 802.11b被正式批準，該標準規(guī)定無線局域網(wǎng)工作頻段在2.4～2.4835GHz，數(shù)據(jù)傳輸速率達到11Mbps。該標準是對IEEE 802.11的一個補充，采用點對點模式和基本模式兩種運作模式，在數(shù)據(jù)傳輸速率方面可以根據(jù)實際情況在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps的不同速率間自動切換，而且在2Mbps、1Mbps速率時與802.11兼容。802.11b使用直接序列（Direct Sequence）DSSS作為協(xié)議。802.11b和工作在5GHz頻率上的802.11a標準不兼容。由于價格低廉，802.11b產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛地投入市場，并在許多實際工作場所運行。

IEEE 802.11e/f/h

IEEE 802.11e標準對無線局域網(wǎng)MAC層協(xié)議提出改進，以支持多媒體傳輸，以支持所有無線局域網(wǎng)無線廣播接口的服務質(zhì)量保證QoS機制。 IEEE 802.11f，定義訪問節(jié)點之間的通信，支持IEEE 802.11的接入點互操作協(xié)議（IAPP）。 IEEE 802.11h用于802.11a的頻譜管理技術。

IEEE 802.11g

IEEE的802.11g標準是對流行的802.11b（即Wi-Fi標準）的提速（速度從802.11b的11Mb/s提高到54Mb/s）。802.11g接入點支持802.11b和802.11g客戶設備。同樣，采用802.11g網(wǎng)卡的筆記本電腦也能訪問現(xiàn)有的802.11b接入點和新的802.11g接入點。 不過，基于802.11g標準的產(chǎn)品目前還不多見。如果你需要高速度，已經(jīng)推出的802.11a產(chǎn)品可以提供54Mb/s的最高速度。802.11a的主要缺點是不能和802.11b設備互操作，而且與802.11b相比，802.11a網(wǎng)卡貴50%，接入點貴35%。

IEEE 802.11i

IEEE 802.11i標準是結合IEEE 802.1x中的用戶端口身份驗證和設備驗證，對無線局域網(wǎng) MAC層進行修改與整合，定義了嚴格的加密格式和鑒權機制，以改善無線局域網(wǎng)的安全性。IEEE 802.11i新修訂標準主要包括兩項內(nèi)容：“Wi-Fi保護訪問”（WPA）技術和“強健安全網(wǎng)絡”。Wi-Fi聯(lián)盟計劃采用 802.11i標準作為WPA的第二個版本，并于2004年初開始實行。

802.11n

為了提升整個網(wǎng)絡的吞吐量，802.11n對802.11標準的單一MAC層協(xié)議進行了優(yōu)化，改變了數(shù)據(jù)幀結構，增加了凈負載所占的比重，減少管理檢錯所占的字節(jié)數(shù)，大大提升了網(wǎng)絡的吞吐量。而智能天線技術的應用也解決了802.11n的傳輸覆蓋范圍問題，通過多組獨立天線組成的天線陣列系統(tǒng)，動態(tài)調(diào)整波束的方向，802.11n能夠保證讓用戶接收到穩(wěn)定的信號，并減少噪音信號的干擾。

兼容性方面，802.11n采用軟件無線電技術解決不同標準采用不同工作頻段、不同調(diào)制方式造成的系統(tǒng)間難以互通、移動性差的問題。軟件無線電是一個可編程的硬件平臺，所有的應用都通過在該平臺上的軟件編程實現(xiàn)，不同系統(tǒng)的基站和移動終端都可以由建立在相同硬件基礎上的不同軟件實現(xiàn)。軟件無線電技術實現(xiàn)無線局域網(wǎng)與無線廣域網(wǎng)融合并能容納各種標準及協(xié)議，提供更為開放的接口。另外，802.11n工作模式包含2.4GHz和5.8GHz兩個工作頻段，能夠與以往的802.11a/b/g標準兼容，極大地保護了用戶的投資。