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详细介绍802.11标准的最新进展

王朝other·作者佚名  2008-05-31
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近一两年已有广泛应用的无线局域网(WLAN)是一种低成本德无线接入技术,作为GPRS或 cdma2000的补充技术,或新的家庭联网方式,它使越来越多的设备供给商涉足此领域。目前应用得比较成功得WLAN技术是802.11,此标准虽然已经经历了十多年的发展,但目前仍在不断的改进和发展之中,以适应安全认证、漫游和QoS等方面的要求。

802.11b和802.11a是1999年出台得标准,它们分别工作在2.4GHz和5 GHz频段,前者采用直接序列扩频(DSSS)技术,传送速率可达11Mbit/s,后者则采用正交频分复用(OFDM)技术,传送速率可达54Mbit/s.此后,在媒体接入控制/链路连接控制(MAC/LLC)层面上进行扩展,形成了 802.11c以及802.11d标准。当前,IEEE正进行802.11e,f,g,h,i等标准得 制订,它们各有测重,下面将分别介绍这几种标准的最新进展情况。

一、802.11b和802.11a

802.11b(即Wi-Fi)由IEEE在1998-1999年制订完成,到2002年底,已在超过3000万的无线基站中应用。Wi-Fi使用单承载调制(即码分键控(cck)),提供3个非重叠道,支持1,2,5.5Mbit/s 以及11Mbit/s等速率得数据流。

在制订Wi-Fi的同时,IEEE还在制订另一种支持更高速率的保准——802.11a,它使用多承载调制(即OFDM),具有较好得多径性能,可提供8个信道,支持6,9,12,18,24,36,48, 54Mbit/s等更高速率流,只是有效距离小于Wi-Fi.802.11a产品最早出现在2001年第4季度,当前Wi-Fi联盟(原无线以太网兼容性联盟(WECA))正在考虑有关802.11a产品互操作性的试验工作。802.11a产品在技术上需经过一些改进才能达到想像目前802.11b产品被接受的水平。 Gartner公司建议使用者等到2003年底再去采购802.11a产品,此前企业可以在非凡的应用中采纳 802.11a标准。因为,Gartnet预计要到2003年下半年802.11a产品的采购量才开始超过802.11b 产品,而此前采购802.11b产品则比采购802.11a产品更便宜,使用时碰到的问题也会少一些。

二、802.11g

802.11g工作在2.4GHz频段,使用CCK技术以与Wi-Fi后向兼容,同时为支持更高得速率 (54Mbit/s),802.11g又采用了OFDM技术,可以说802.11g融合了2.4GHz及5GHz两个频段。目前,这种混合式的标准正由IEEE制订,预计整个标准要等到2003年第1季度才能最后通过。

从802.11b到802.11g,可发现WLAN标准不断发展的轨迹:

*802.11b是所有WLAN标准演进的基石,未来许多的系统大都需要与802.11b后向兼容,2002 年802.11b在整个WLAN市场中占据95%以上的份额,预计到2003年年底将有6000-7000万个无线基站使用802.11b;

*802.11a是一个非全球性的标准,与802.11b后向不兼容,但采用OFDM技术,支持的数据流高达54Mbit/s,提供几倍于802.11b/g的高速信道,如802.11b/g提供3个非重叠信道可达8-12 个;

*802.11g通过采用OFDM技术可支持高达54Mbit/s的数据流,所提供的带宽是802.11a的1.5 倍,与802.11b后向兼容。

可以看出,在802.11g和802.11a之间存在与Wi-Fi兼容性上的差距,为此出现了一种桥接此差距的双频技术——双模(dual band)802.11a+g(=b),它较好地融合了802.11a/g技术,工作在 2.4GHz和5GHz两个频段,服从802.11b/g/a等标准,与802.11b后向兼容,使用户简单连接到现有或未来的802.11网络成为可能。据市场研究机构Cahners的分析,未来几年这4种标准在WLAN智能卡芯片市场中的份额将呈现增长的势头。

三、802.11e

802.11e是IEEE为满足服务质量(Qos)方面的要求而制订的WLAN标准。在一些对时间敏感、有严格要求的业务(如话音、视频等)中,Qos是非常重要的指标。在802.11MAC层,802.11e加入了 Qos功能,其中的混合协调功能(HCF:Hybrid Coordination Function)可以单独使用或综合使用以下两种信道接入机制:一种是基于论点式的(contentionbaased),一种是基于投票式的 (polled)。

四、802.11i

802.11i是为解决WLAN安全认证问题而制订的新安全标准。WLAN在保证安全方面很重要的一环就是认证。由于802.11i与MAC层上的功能有关,认证协议在传输层,IEEE不负责治理,而今市场上体供的解决方案则是使用802.1x,同时将精力集中在比较轻易实施的服务器/协议上,因此出现了许多认证协议。目前,用来解决WLAN认证问题的方案主要有如下几个:

*传输层安全的可扩展认证协议(EAP-TLS)通过证书进行认证,但难以在骨干网络上实施;

*隧道TLS可扩展认证协议(EAP-TTLS)通过用户名和密码进行认证,是一种相对安全的认证方式,在骨干网络上比TLS轻易实施;

*受保护的可扩展认证协议(PEAP)是微软公司制订的、与思科公司的LEAP解决方案相对应的安全协议,也是基于用户名和密码进行认证的。

802.11i或增强型安全网络(ESN)是为加强安全性而对现有802.11标准进行优化的方案。为加强认证,它引用了几种重要的治理算法以及动态的会话密匙(session key) ,新的加密算法有高级认证标准(AES)和当时密匙集成协议(TKIP:Temporal Key Integrity Protocol)等。安全咨询分析师认为现行的无线加密协议(WEP)技术过于脆弱,只要检查一个信息包的简单样品就能破解加密资料的密钥;而不久将出台的基于RC4的TKIP是由几家重要的密码团体开发的,安全性较高,市场上的现有设备可以升级到此版本。但从长远来看,采用AES加密的分组密码是更为安去的方案,它将替代WEP和RC4.为优化性能,AES对硬件要求更高,而且许多情况下,基于AES的加密可能无法升级,因此AES将目标锁定在将来的Wi-Fi设备上。802.1x、TKIP及基于AES的加密构成 802.11i新安全标准的主要部分,目前正由IEEE的802.11工作任务组I制订,该小组曾经负责制订 IEEE802.11b和802.11a标准,预计2003年9月802.11i标准将得到批准。

对于Wi-Fi设备来说,安全是一个非常大的问题,在现行的WEP安全系统之外,一些提供商(如思科公司)卖给企业802.11系统时又配备了其它的安全措施(如动态安全链路(DSL)技术),而如今市场上大多数面向消费者的无线局域网设备只提供了WEP,802.11i的出台将满足部分市场对安全解决方案的需求。为了使提供商把产品做的更安全,Wi-Fi联盟公布将在其无线保护访问(WPA)规范中将加入为资料加密以及网络访问控制而新制订的802.11i标准:

*WPA将使用当时密钥集成协议进行加密,其运算法则与WEP一样,但创建密钥的方法不同;

*WPA将使用IEEE 802.1x协议进行访问控制,是最近才完成能控制登陆有线和无线局域网的标准;

*采用WPA技术,每个用户都有自己的加密密钥,并且可以定期更改。

Wi-Fi联盟对WPA的初级与互用性试验分别于2002年11月8日和22日进行,而合格试验将于 2003年2月3日进行。Wi-Fi联盟还决定2003年8月要执行新的Wi=Fi规范,即在以Wi-Fi命名的局域网产品中将用TKIP机制取代现行的WPA的第二个版本,计划在2004年初开始实行。企业用户身份认证将通过认证服务器进行,与WEP想比,可以扩展更多的用户,而家庭网络用户则采用预共享密钥模式,无需身份认证服务器。

五、802.11h

802.11h是欧洲制订的、工作在5GHz频段的无线标准,目的是减少对同处于5GHz频段的雷达的干扰,该标准计划在2003年第2季度完成。802.11h涉及两种技术,一种是动态频率选择 (DFS),即接入点不停地扫描信道上的雷达,接入点和相关的基站随时改变频率,最大限度地减少干扰,均匀分配WLAN流量;另一种技术是传输功率控制(TPC),总的传输功率或干扰将减少3dB.

六、802.11f

802.11f是为解决漫游问题而制订的接入点之间的协议。为了支持用户从一个点接入到另个接入点,802.11标准不限制接入点之间的通信,为此答应不同分布式系统之间灵活运作(如连接接入点的有线骨干网)。但漫游时不同提供商提供的接入点可能无法互通,802.11f就是专门针对接入点之间的漫游而制订协议,它能为接入点之间支持802.11分布式系统功能提供必要的交换信息。

通常,WLAN的接入点设备可能来自不同的提供商,在没有802.11f的条件下,为确保用户漫游时的互通性,运营商只能安装同一提供商的产品。虽然某些情况下,来自不同提供商的接入点产品通过Wi-Fi认证可以实现互操作,但若在接入点设计中加入802.11f就能彻底消除产品选择的限制,确保不同提供商产品的互操作性。

802.11f标准确定了在同一网络内接入点的登陆,以及用户从一个接入点切换到另一个接入点时的信息交换,该标准于2002年年底完成,而支持此标准的相关产品则要等到2003年中期才能推出。

七、多模无线标准

业界分析人士认为,2003年无线联网领域将出现两个重要趋势,一个是802.11b和GPRS组合卡的上市,其次是个人无线局域网(PWLAN)接入点的剧增。在未来无线市场上,将出现一系列互为补充的无线通信功能,包括无线广域网(WWAN)、WLAN、无线个人域网(WPAN),为把这些功能综合起来,需要建立一个综合平台,这就给平台集成商提出了挑战:其一是射频的兼容性;其二是要减少天线的计算量;其三,如何协调工作在同一频段的无线电波;第四,,要减少成本。为此出现了多模无线标准,它将综合以下无线通信技术:如WAN/WLAN具体体现为GPRS/802.11、3G/802.11等技术的融合,用来保证高速的无线连接;此外还有PAN/WLAN,具体体现为802.11与蓝牙、超宽带 (UWB)传输等技术的结合。

802.11与WAN(如GPRS或cdma2000)两种互补技术的融合是基于IP应用来考虑的。GPRS是广域的服务覆盖,数据流量可以达到115kbit/s,同为广域服务的cdma2000其数据流量平均达 144kbit/s,最高可达到2Mbit/s,而作为局域网服务的802.11其最高数据流则达

 
 
 
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