无线局域网协议(802.11b)详解
整理：阿新 (Seraph Chutium)
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价格便宜的便携式计算机、移动电话和手持式设备的日趋流行，以及Internet应用程序和电子商务的快速发展，使用户需要随时进行网络连接。为满足这些需求，可以使用两种方法将便携式设备连接到网络，而没有电缆所带来的不便。这两种标准就是IEEE 802.11b和Bluetooth。IEEE802.11b是一种11Mb/s 无线标准，可为笔记本电脑或桌面电脑用户提供完全的网络服务。
IEEE802.11b的特点和应用范围
速度
2.4GHz直接序列扩频，最大数据传输速率为11Mb/s，无须直线传播。
动态速率转换
当射频情况变差时，可将数据传输速率降低为5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。
使用范围
支持的范围是在室外为300米，在办公环境中最长为100米。
可靠性
使用与以太网类似的连接协议和数据包确认，来提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用。
互用性
只允许一种标准的信号发送技术，WECA将认证产品的互用性。
电源管理
网络接口卡可转到休眠模式，访问点将信息缓冲到客户，延长了笔记本电脑的电池寿命。
漫游支持
当用户在楼房或公司部门之间移动时，允许在访问点之间进行无缝连接。
加载平衡
NIC更改与之连接的访问点，以提高性能。
可伸缩性
最多三个访问点可以同时定位于有效使用范围中，以支持上百个用户。
安全性
内置式鉴定和加密。
IEEE802.11b应用的范围：
不易接线的区域
在不易接线或接线费用较高的区域中提供网络服务；
灵活的工作组
为经常进行网络配置更改的工作区降低了总拥有成本；
网络化的会议室
用户可在从一个会议室移动到另一个会议室时进行网络连接，以获得最新的信息，并且可在决策时相互交流；
特殊网络
现场顾问和小工作组的快速安装和兼容软件可提高工作效率；
子公司网络
为远程或销售办公室提供易于安装、使用和维护的网络；
部门范围的网络移动
漫游功能使企业可以建立易于使用的无线网络，可覆盖所有部门。
两种技术的比较
对标准的支持
IEEE802.11b有无线以太网兼容性联盟 (WECA)的支持，蓝牙有蓝牙特殊利益集团（SIG）的支持。
工作频段
IEEE802.11b和蓝牙都工作在2.4GHz频段上。
在技术上
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层，其MAC层利用载波监听多重访问/冲突避免（CSMA/CA）协议，而在物理层，802.11定义了三种不同的物理介质：红外线、跳频扩谱方式（FHSS）以及直扩方式（DSSS）。802.11支持1～11Mb/s的数据速率，但是它只支持数据通信，要进行无线数据通信，数据设备先要安装有无线网卡。
蓝牙技术具有一整套全新的协议，可以应用于更多的场合。蓝牙技术中的跳频更快，因而更加稳定，同时它还具有低功耗、低代价和比较灵活等特点。
IEEE802.11b实现的是有形的、特定的网络，而由蓝牙形成的网络是无形的、看不见的，蓝牙技术是ad hoc网中的一个主流技术。
在应用上
IEEE802.11b的传输距离长、速度快，可以满足用户运行大量占用带宽的网络操作，就像在有线局域网上一样。而蓝牙技术面向的却是移动设备间的小范围连接，因而本质上说，它是一种代替电缆的技术。
蓝牙，适合用在手机、掌上型电脑等简易数据传递；而速率在11Mb/s的802.11b则较适合用在影像等高速无线传输，有效距离长达100米。
IEEE802.11b比较适于办公室中的企业无线网络，较适合用在影像等高速无线传输，有效距离长达100米；而速率小于1Mb/s的蓝牙技术则可以应用于任何可以用无线方式替代线缆的场合，适合用在手机、掌上型电脑等简易数据传递。
发展趋势
目前这些技术还处于并存状态，由于IEEE802.11b和蓝牙的载波频带都使用2.4GHz频带，当同时收发这两种规格的数据时，有可能引起数据包冲突等电波干扰等问题；从长远看，随着产品与市场的不断发展，它们将走向融合，而其中最有竞争力的就是蓝牙技术。
美国Mobilian公司推出了兼具无线LAN和蓝牙功能的芯片组。这个由两个芯片构成的芯片组具备无线LAN的标准方式IEEE802.11b的无线收发功能和蓝牙功能。Mobilian公司此次开发的芯片组中，通过采用消除电波干扰的方法，实现了两种规格数据通信的同时进行。
推进10m近距离无线通信技术标准化的IEEE802.15委员会日前采纳了可使蓝牙和IEEE802.11b共存的技术提案。此次采纳的是美国Mobilian Corp.和美国Symbol Technologies,Inc.以及美国NIST等共同提出的方案。提案书预定于2001年下半年公布。
Intersil、Silicon Wave合作开发蓝牙和IEEE 802.11b双模（Dual-Mode）WLAN解决方案，使手提电脑及其它设备能通过蓝牙无线通信方式连结公司的LAN或其它类似组件。
Intersil与Silicon Wave合作的目标是要开发出一系列双模解决方案，将兼容蓝牙的无线设备，与WECA Wi-Fi的IEEE 802.11b无线设备构建在同一平台上。估计初期将推出Cardbus32与MiniPCI两种平台，然后的目标是通过动态交换技术，使两种设备都能使用一般普通天线。这种双模无线电设备将比以往的无线设备更小。
IEEE802.11标准结构
IEEE802.11是第一代无线局域网标准之一。该标准定义了物理层和媒体访问控制(MAC)协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。
IEEE802.11工作委员会对无线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：
由无线媒体提供的含分组语音在内的1～20Mbit/s无连接MAC业务；局部区域内固定或可移动的站；任意两站间可自由通信；满足802.1、 802.2 和802.10 的功能条件；分组丢失率≤4×10-5。
与802.3相比，802.11有如下新特点：在物理层定义了数据传输的信号特征和调制方法，定义了两个射频(RF)传输方法和一个红外线传输方法。RF传输标准是直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）。由于在无线网络中冲突检测较困难，媒体访问控制(MAC)层采用避免冲突(CA)协议，而不是冲突检测（CD），但也只能减少冲突。802.11物理层的无线媒体(WM)决定了它与现有的有线局域网的MAC不同，它具有独特的媒体访问控制机制，以CSMA/CA的方式共享无线媒体。
MAC结构及服务内容
基本服务群（BSS）是无线局域网的基本单元，它的功能包括分布式协调功能(DCF)和点协调功能(PCF)。协调功能是决定在BSS内工作的一个站，通过WM何时允许发送和可能接收协议单元的逻辑功能。DCF是802.11MAC协议的基本媒体访问方法，作用于基本服务群和基本网络结构中，可在所有站实现，它支持竞争型异步业务。而PCF可支持无竞争型时限业务及无竞争型异步业务。其基本结构如上图所示。
无线局域网 MAC提供的服务有：安全服务、MSDU重新排序服务和数据服务。
802.11中的安全服务提供的服务范围局限于站与站之间的数据交换。其内容为：加密、验证、与层管理实体相联系的访问控制。
MAC的结构
为提高成功发送的可能性，MAC提供了重新排序的服务。只有在节电方式工作下的站，且不处于激活状态，才可先将MSDU缓存起来，等站激活时再突发出去，对缓存数据进行重新排序。
MAC数据服务可使对等LLC实体进行数据单元的交换。本地MAC利用下层的服务将一个MSDU传给一个对等的MAC实体，然后又传给对等的LLC实体。当信道特性限制了长帧传输的可靠性时，可通过增加MSDU成功传输的可能性来增加可靠性。
CSMA/CA协议
为了尽量减少数据的传输碰撞和重试发送，防止各站点无序地争用信道，无线局域网中采用了与以太网CSMA/CD相类似的CSMA/CA(载波监听多路访问/冲突防止)协议。CSMA/CA通信方式将时间域的划分与帧格式紧密联系起来，保证某一时刻只有一个站点发送，实现了网络系统的集中控制。
因传输介质不同，CSMA/CD与CSMA/CA的检测方式也不同。CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随着发生变化；而CSMA/CA采用能量检测(ED)、载波检测(CS)和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式。
全文：
http://chutium.top263.net/docs/wlan-802.11b.htm
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