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一、IEEE802.11標準的重要技術規定
1990年,IEEE執行委員會成立了802.11工作組,其目標是創建無線局域網(WLAN)標準,規定為:“所提議的無線LAN標準的作用范圍是為局域網固定的、便攜式和可移動站點的無線連接開發的規范。”最終的標準,即正式稱為IEEEWLAN介質訪問控制(MAC)和物理層(PHY)規范,并像802的IEEE標準一樣(如802.3、802.5),為此,規定了一些至關重要的技術機制。
1.CSMA/CA協議
我們知道總線型局域網在MAC層的標準協議是CSMA/CD,即載波偵聽多點接入/沖突檢測(CarrierSenseMultipleAccessCollisionDetection)。但由于無線產品的適配器不易檢測信道是否存在沖突,因此802.11全新定義了一種新的協議,即載波偵聽多點接入/避免沖撞CSMA/CA(CollisionAvoidance)。一方面,載波偵聽查看介質是否空閑;另一方面,避免沖撞通過隨機的時間等待,使信號沖突發出的概率減到最小,當介質被偵聽到空閑時,優先發送,不僅如此,為了系統更加穩固,802.11還提供了帶確認幀ACK的CSMA/CA。一旦遭受其他噪聲干擾,或者由于偵聽失敗,信號沖突就有可能發生,而這種工作于MAC層的ACK此時能夠提供快速的恢復能力。
2.RTS/CTS協議
RTS/CTS協議即請求發送/允許發送協議,相當于一種握手協議,主要用來解決“隱藏終端”問題。“隱藏終端”(HiddenStation)是指,基站A向基站B發送信息,基站C未偵測到A也向B發送,故A和C同進將信號發送至B,引起信號沖突,最終導致發送至B的信號都丟失了。“隱藏終端”多發生在大型單元中(一般在室外環境),這將帶來效率損失,并且需要錯誤恢復機制。當需要傳送大容量文件時,尤其需要杜絕“隱藏終端”現象的發生。WLAN802.11提供了如下解決方案。在參數配置中,若使用RTS/TS協議,同進設置傳送上限字節數旦待傳送的數據大于此上限值時,即啟動RTS/CTS握手協議。首先,A向B發送RTS信號,表明A要向B發送若干數據,B收到RTS后,向所有基站發出CTS信號,表明已準備就緒,A可以發送,其余基站暫時“按兵不動”,然后,A向B發送數據,最后,B接收完數據后,即向所有基站廣播ACK確認幀,這樣,所有基站又重新可以平等偵聽、競爭信道了。
3.信包重整
當傳送幀受到嚴重干擾時,必定要重傳。因此若一個信包越大時,所需重傳的耗費(時間、控制信號、恢復機制)也就越大;這時,若減小幀尺寸把大信包分割為若干小信包,即使重傳,也只是重傳一個小信包,耗費相對小得多。這樣就能大大提高WLAN新產品在噪聲干擾地區的抗干擾能力。當然,作為一個可選項,用戶若在一個“干凈”地區,也可關閉這項功能。
4.多信道漫游
人類是無限追求自由的,隨著移動計算設備的日益普及,我們希望出現一種真正無所羈絆的網絡接入設備。WLAN802.11就是這樣的一種設備。傳輸頻帶是在接入設備訪問接入點(AccessPoint,AP)±設置的,而基站不需設置固定頻帶,并且基站具有自動識別功能,基站動態調頻到AP設定的頻帶,這個過程稱為掃描(Scan)oIEEE802.il定義了兩種模式:被動掃描和主動掃描。被動掃描是指基站偵聽AP發出的指示信號,并切換到給定的頻帶。WLAN802.11采用的是主動掃描,并且能結合天線靈敏度,經信號最佳的信道確定為當前傳輸信道。這樣,當原來位于接入點AP(A)覆蓋范圍內的基站漫游到接入點AP(B)時,基站能自適應,重新以AP(B)為當前接入點。
802.11系列規范主要從WLAN的物理層(PHY)和媒體訪問控制層(MAC)兩個層面制訂系列規范,物理層標準規定了無線傳輸信號等基礎規范,如802.11e、802.11f和802.11io歷經十幾年的發展,802.11已經從最初的802.11、802.11a、802.11b發展到了目前的802.1lac,802.11ax等標準。
□ 802.Ila:5GHz波段上的物理層規范。
□ 802.11b:2.4GHz波段上的物理層規范。
□ 802.11d:當前802.11標準中規定的操作僅在幾個國家中是合法的,該標準旨在擴充
802.11無線局域網在其他國家的應用。
□ 802.11e:改進和管理WLAN的服務質量,保證能在802.11無線網絡上進行話音、音頻、視頻等多媒體業務的傳輸。
□ 802.11f:實現不同廠商無線局域網之間的互操作,保證網絡內訪問點之間信息的互換。
□ 802.11g:802.11的擴充,通過提高數據率來增強802.11b兼容網絡的性能和應用。
□ 802.11h:增強5GHz波段的802.11MAC規范及802.11b高速物理層規范。
□ 802.1H:增強WLAN的安全和鑒別機制。
□ 802.1lac:該標準支援多達4個空間資料串流。