WLAN标准及其最新进展

作者：陈辅平 陈继努 韦薇

欢迎访问e展厅 展厅 5 网络/安全/存储产品展厅 无线上网卡, 光纤设备, 网络布线产品, 计算机干扰器, 网关, ... 摘要　目前，WLAN已经成为业界研究的一个热点，国外各标准化组织都在进行相关的研究。本文在介绍国外WLAN标准的基础上，结合自身研究，对我国在WLAN方面应做的工作进行了探讨。 关键词　WLAN　标准　IP 20世纪90年代以来，移动通信和Internet互联网是信息产业发展最快的两个领域，它们直接影响了亿万人的生活，大大改变了人类的生活方式。移动通信可以使人们在任何时间、任何地点和任何人进行通信，Internet使人们可以获得丰富多彩的信息，那么如何把移动通信和Internet完美结合起来，达到任何人、任何地方都能够联网呢?无线局域网的出现解决了这个问题。 无线局域网是指以无线信道作为传输媒介的计算机局域网，它是在有线网络的基础上发展起来的，使网上的计算机具有可移动性，能快速、方便的解决有线方式不易实现的连通问题。 目前，在无线标准和规范方面，由不同厂商支持的不同标准和规范争夺激烈，主要有IEEE 802.11家族、HiperLAN2、HomeRF和中国自己制定的WLAN GB 15629.11-2003系列标准等，它们各有特点，其应用领域也不尽相同。 1、IEEE 802.11系列标准 IEEE 802.11系列标准除了包括1997年公布的802.11外，还包括后来接连推出的802.11a、11b、11g等几个新的标准。从技术角度来看，802.11a占用5GHz自由频段，由于这一频段其它应用不多，故干扰较少；它采用了传输速率较高的正交频分复用(OFDM)技术，在10m范围内其速率可高达54Mbit/s，但随着距离的增加，其速率快速下降，70多米时就会下降到10Mbit/s以内。802.11b占用2.4GHz的自由频段，但由于许多国家无绳电话、蓝牙设备甚至微波炉都使用这个频段，故干扰要大一些，它采用相对简单的直接序列扩频(DSSS)技术，其速率理论上可以达到11Mbit/s，但考虑到物理层的开销(至少约40%)以及自由频段易受干扰等情况，其速率远低于此。虽然802.11a开始制定的时间要早于802.11b，但因802.11b容易实现，完成得较早，所以802.11b产品反而占据了较大的市场份额。 显然由于使用不同的频段，所以802.11a的产品不能和802.11b相兼容。为了解决这个问题，IEEE开发了802.11g协议，它在和802.11b兼容的基础上提高了速度和传输距离。802.11g中规定的调制方式有两种，包括802.11a中采用的OFDM与802.11b中采用的CCK(补码键控)调制。通过规定两种调制方式，既达到了在2.4GHz频段实现802.11a水平的数据传送速度，也确保了与装机数量超过1100万台的802.11b产品的兼容。TI公司提案的可实现22Mbit/s数据传送速度的PBCC-22(CCK-PBCC)调制方式与CCK-OFDM也可以作为选项使用。所以802.11g其实是一种混合标准，它既能适应传统的802.11b标准，在2.4GHz频率下提供11Mbit/s数据传输率，也符合802.11a标准在5GHz频率下提供54Mbit/s数据传输率。但是干扰的原因决定了802.11g不可能达到802.11a的高速率，而且这个协议到2003年7月才得到正式批准，这致使许多设备生产商已经转而直接采用802.11a。 虽然802.11g标准最高速率也可达到54Mbit/s，但对于今后在WLAN中要开展的多媒体业务来说，这个速率还远远不够。因此IEEE已经成立了一个新的工作小组，准备制定一项新的高速WLAN标准802.11n。该标准采用多输入多输出(MIMO)技术和OFDM技术，计划将WLAN的传输速率从54Mbit/s增加至108Mbit/s以上，以实现与百兆有线网的无缝结合，其最高数据速率预计可达320Mbit/s。 WLAN除了上面提到的一些主要标准外，IEEE还在不断地完善这些协议，推出或即将推出的新协议有不使用2.4GHz频段的802.11b版本802.11d，改善802.11协议QoS的802.11e，改善切换机制的802.11f，改善安全机制的802.11i等。 2、ETSI HiperLAN标准 欧洲电信标准协会(ETSI)的宽带无线电接入网络(BRAN)小组着手制定Hiper High Performance Radio接入泛欧标准，已推出HiperLAN1和HiperLAN2。HiperLAN1推出时，数据速率较低，没有被人们重视。2000年，HiperLAN2标准制定完成，其最高数据速率能达到54Mbit/s，HiperLAN2标准详细定义了WLAN的检测功能和转换信令，用以支持许多无线网络、并支持动态频率选择(DFS)、无线信元转换、链路自适应、多束天线和功率控制等。该标准在WLAN性能、安全性、QoS等方面也给出了一些定义。 HiperLAN1对应802.11b，HiperLAN2与802.11a具有相同的物理层，它们可以采用相同的部件。另外，HiperLAN2强调与3G整合。HiperLAN2标准也是目前较完善的WLAN协议，支持HiperLAN2标准的厂商主要集中在欧洲地区。 3、HomeRF 1998年，由Intel、IBM、Compaq、3Com、Philps、Microsoft、Motorola等成立家用射频工作组(HRFWG，Home RF Working Group)。这个工作组由美国家用射频委员会领导，其主要工作任务是为家庭用户建立具有互操作性的话音和数据通信网。它于2001年8月推出HomeRF2.0版，HomeRF2.0集成了语音和数据传送技术，工作频段在10GHz，数据传输速率达到10Mbit/s，在WLAN的安全性方面主要考虑访问控制和加密技术。 HomeRF是针对现有无线通信标准的综合和改进：当进行数据通信时，采用IEEE 802.11规范中的TCP/IP传输协议；在进行语音通信时，则采用数字增强型无绳(DECT，Digital Enhanced Cordless)通信标准。 4、中国WLAN规范和标准 中华人民共和国信息产业部正在制定WLAN的行业配套标准，包括《公众无线局域网总体技术要求》和《公众无线局域网设备测试规范》。该标准涉及的技术体制包括802.11x系列和HiperLAN2。信息产业部通信计量中心承担了相关标准的制定工作，并联合设备制造商和国内运营商进行了大量的试验。同时，信息产业部通信计量中心和深圳市中兴通讯股份有限公司等联合建成了WLAN的试验平台，对WLAN系统设备的各项性能指标、兼容性和安全可靠性等方面进行全方位的测评。 此外，由信息产业部科技司批准成立的中国宽带无线IP标准工作组(WWW.chinabwips.org)在移动无线IP接入、IP的移动性、移动IP的安全性、移动IP业务等方面进行标准化工作。2003年5月，国家首批颁布了由中国宽带无线IP标准工作组负责起草的WLAN两项国家标准：《信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分：无线局域网媒体访问MAC和物理PHY层规范》、《信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分：无线局域网媒体访问MAC和物理PHY层规范：2.4GHz频段较高速物理层扩展规范》。这两项国家标准所采用的依据是ISO/IEC8802.11和ISO/IEC8802.11b，这两项国家标准的发布，将规范WLAN产品在我国的应用。 另外，国家标准化管理委员会已正式颁布了由“中国宽带无线IP标准工作组”负责起草的中国WLAN GB 15629.11-2003系列标准。该WLAN标准是在原则采用国际标准ISO/IEC8802.11系列标准的前提下，在充分考虑和兼顾WLAN产品互连互通的基础上，针对WLAN的安全问题，给出了技术解决方案和规范要求。它把国家对密码算法和无线电频率的要求纳入了进来，是基于国际标准之上的符合中国安全规范的WLAN标准，且这两个标准属于国家强制执行标准，在2004年6月已经正式执行，不符合此标准的WLAN产品将不允许出现在市场上。 尽管我们国家WLAN标准的出台以及强制执行引起了很大的影响，但这是我国信息安全战略的具体落实，它表明我们国家已经迈出了坚实的一步。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (8/3/2005)