网络标准

信息技术领域制定的标准

网络标准一（Network Standard）般指由IEEE 802在信息技术领域制定的标准。

协会介绍

电气电子工程师学会（IEEE）的前身是美国电气工程师协会(AIEE)和无线电工程师协会(IRE)。为了推进新技术领域的发展，AIEE于1884年在纽约州成立，同年，它还代表美国参加了费城举办的国际电气展览会。在其后的发展中，AIEE造就了一批早期的行业巨人，其中包括托马斯·阿尔瓦·爱迪生和亚历山大·格拉汉姆·贝尔等许多著名的发明家。在通过标准、技术会议和出版物等方式为整个电气行业服务的同时，AIEE也有效促进了电气工程在教育领域的发展，20世纪20年代，许多美国大学都开设了独立的电气工程教育专业。二十世纪初期，无线电也开始走入了人们的视野。1912年，依照AIEE模式，无线电工程师协会（IRE）建立，IRE以无线电研究为核心，后又将研究领域扩展至电子学。随着无线电技术的发展，广播电视等开始普及。战后，AIEE和IRE都取得了一定的发展，同时还扩大了各自的涉及领域，正是由于专业领域的扩张已经超出了它们各自的电力和无线电领域，双方力求可以合作建立一个共同的组织。由此，1963年1月1日，拥有150000名会员的IEEE协会诞生了。

IEEE是世界权威的标准制定机构，已经为通信、信息技术、发电产品等制定了许多现行产业标准。

每年，IEEE在全球主办或协办900多个技术会议，参会人数超过10万人。

协会结构

IEEE标准协会下设IEEE 802。

IEEE 802又称为LMSC（LAN /MAN Standards Committee，局域网/城域网标准委员会），致力于研究局域网和城域网的物理层和MAC层规范，对应OSI参考模型的下两层。

LMSC下设多个工作组和研究组（Working Groups and Study Groups），活跃的工作组和研究组（Working Groups and Study Groups）如下：

802.1高层局域网协议工作组（Higher Layer Local Area Network Protocols Working Group）

802.3以太网工作组（Ethernet Working Group）

802.11 无线局域网工作组（Wireless Local Area Network (WLAN) Working Group）

802.15无线个域网工作组（Wireless Personal Area Network (WPAN) Working Group）

802.18无线电管制技术顾问组（Radio Regulatory TAG）

802.19无线共存工作组（Wireless Coexistence Working Group）

802.21媒体独立切换服务工作组（Media Independent Handover Services Working Group）

802.22无线地域网（Wireless Regional Area Networks）

802.24垂直应用技术顾问组（Vertical Applications TAG）

在每个工作组和研究组下又设置了任务组（Task Group），负责制定具体领域的各标准。

标准分类

无线通信

IEEE 802在无线领域主要有四个工作组：802.11、802.15、802.16、802.20。

802.11 无线局域网

已经通过的标准：802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11i、802.11n、802.11k等。

802.15 无线个域网

已经通过的标准：802.15.1、802.15.2、802.15.3a、802.15.3b、802.15.4等。

802.16 宽带无线接入（无线城域网）

已经通过的标准：802.16、802.16a、802.16c、802.16.2、802.16一致性测试等。

802.20 移动宽带无线接入

处于提案征求阶段，还处于标准研究初期。

有线接入

802.3 以太网

2000年12月,IEEE 802.3成立了第一英里以太网（EFM）特别工作组，致力于研究如何支持三种接入网拓扑以及相应的物理层：铜线上以太网（EoVDSL），在750m上传送10Mb/s；点到点光纤上的以太网，在最长10km上传送1000Mb/s；点到多点光纤上的以太网（EPON），在最长10km上传送1000Mb/s。因此，802.3ah标准中主要涉及VDSL和EPON两种标准。该标准已经到D3版本，处于研究阶段。

802.17 弹性分组环

2001年11月成立，将吸收千兆以太网的经济性、SDH对延时和抖动的严格保障、可靠的时钟和50ms环保护和恢复等特性，提出RPR的标准。

IEEE 802.11 ，1997年，原始标准（2Mbit/s，工作在2.4GHz）。

IEEE 802.11a，1999年，物理层补充（54Mbit/s，工作在5.2GHz）。

IEEE 802.11b，1999年，物理层补充（11Mbit/s工作在2.4GHz）。

IEEE 802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层桥接（MAC Layer Bridging）。

IEEE 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。

IEEE 802.11e，对服务等级（Quality of Service, QoS）的支持。

IEEE 802.11f，基站的互连性（IAPP, Inter-Access Point Protocol），2006年2月被IEEE批准撤销。

IEEE 802.11g，2003年，物理层补充（54Mbit/s，工作在2.4GHz）。

IEEE 802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内（indoor）和室外（outdoor）信道（5.2GHz频段）。

IEEE 802.11i，2004年，无线网络的安全方面的补充。

IEEE 802.11j，2004年，根据日本规定做的升级。

IEEE 802.11l，预留及准备不使用。

IEEE 802.11m，维护标准；互斥及极限。

IEEE 802.11n，更高传输速率的改善，支持多输入多输出技术（Multi-Input Multi-Output，MIMO）。提供标准速度300M，最高速度600M的连接速度

IEEE 802.11k，该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。

除了上面的IEEE标准，另外有一个被称为IEEE 802.11b+的技术，通过PBCC技术（Packet Binary Convolutional Code）在IEEE 802.11b(2.4GHz频段) 基础上提供22Mbit/s的数据传输速率。但这事实上并不是一个IEEE的公开标准，而是一项产权私有的技术，产权属于美国德州仪器公司。

IEEE 802.11a是802.11原始标准的一个修订标准，于1999年获得批准。802.11a标准采用了与原始标准相同的核心协议，工作频率为5GHz，使用52个正交频分多路复用副载波，最大原始数据传输率为54Mb/s，这达到了现实网络中等吞吐量（20Mb/s）的要求。如果需要的话，数据率可降为48，36，24，18，12，9或者6Mb/s。802.11a拥有12条不相互重叠的频道，8条用于室内，4条用于点对点传输。它不能与802.11b进行互操作，除非使用了对两种标准都采用的设备。

确立流程

IEEE 802的标准草案首先在工作组内进行投票，当达到75%以上同意后，则视为通过，并提交到LMSC进行Sponsor Ballot的投票。在LMSC投票过程中，如果90%以上同意，则视为通过，IEEE 802就可以将其发布为正式的标准，如IEEE 802.2、IEEE 802.3、IEEE 802.11。IEEE 802一般会将他们的标准提交到国际标准化组织（ISO），ISO采纳后会以ISO的名义发布，如已经被ISO接受并发布的标准有：ISO/IEC 8802-1、ISO/IEC 8802-2、ISO/IEC 8802-3、ISO/IEC 8802-5、ISO/IEC 8802-11等。

相关标准

IEEE 802.11a

由于2.4GHz频带已经被到处使用，采用5GHz的频带让802.11a具有更少冲突的优点。然而，高载波频率也带来了负面效果。802.11a几乎被限制在直线范围内使用，这导致必须使用更多的接入点；同样还意味着802.11a不能传播得像802.11b那么远，因为它更容易被吸收。

尽管2003年的世界无线电通信会议让802.11a在全球的应用变得更容易，不同的国家还是有不同的规定支持。美国和日本已经出现了相关规定对802.11a进行了认可，但是在其它地区，如欧盟，管理机构却考虑使用欧洲的HIPERLAN标准，而且在2002年中期禁止在欧洲使用802.11a。在美国，2003年中期联邦通信委员会的决定可能会为802.11a提供更多的频谱。

在52个OFDM副载波中，48个用于传输数据，4个是引示副载波（pilot carrier），每一个带宽为0.3125MHz（20MHz/64），可以是二相移相键控（BPSK），四相移相键控（QPSK），16-QAM或者64-QAM。总带宽为20MHz，占用带宽为16.6MHz。符号时间为4毫秒，保护间隔0.8毫秒。实际产生和解码正交分量的过程都是在基带中由DSP完成，然后由发射器将频率提升到5GHz。每一个副载波都需要用复数来表示。时域信号通过逆向快速傅里叶变换产生。接收器将信号降频至20MHz，重新采样并通过快速傅里叶变换来重新获得原始系数。使用OFDM的好处包括减少接收时的多路效应，增加了频谱效率。

802.11a产品于2001年开始销售，比802.11b的产品还要晚，这是因为产品中5GHz的组件研制成功太慢。由于802.11b已经被广泛采用了，802.11a没有被广泛的采用。再加上802.11a的一些弱点，和一些地方的规定限制，使得它的使用范围更窄了。802.11a设备厂商为了应对这样的市场匮乏，对技术进行了改进（802.11a技术已经与802.11b在很多特性上都很相近了），并开发了可以使用不止一种802.11标准的技术。已经有了可以同时支持802.11a和b，或者a、b、g都支持的双频，双模式或者三模式的的无线网卡，它们可以自动根据情况选择标准。同样，也出现了移动适配器和接入设备能同时支持所有的这些标准。

IEEE 802.11b

其载波的频率为2.4GHz，可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多重传送速度。它有时也被错误地标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是无线局域网联盟（WLANA）的一个商标，该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作，与标准本身实际上没有关系。在2.4-GHz的ISM频段共有14个频宽为22MHz的频道可供使用。IEEE 802.11b的后继标准是IEEE 802.11g，其传送速度为54Mbit/s。

IEEE 802.11g

IEEE 802.11g在2003年7月被通过。其载波的频率为2.4GHz（跟802.11b相同），原始传送速度为54Mbit/s，净传输速度约为24.7Mbit/s（跟802.11a相同）。802.11g的设备向下与802.11b兼容。

其后有些无线路由器厂商因应市场需要而在IEEE 802.11g的标准上另行开发新标准，并将理论传输速度提升至108Mbit/s 或125Mbit/s。

IEEE 802.11i

IEEE 802.11i是IEEE为了弥补802.11脆弱的安全加密功能（WEP，Wired Equivalent Privacy）而制定的修正案，于2004年7月完成。其中定义了基于AES的全新加密协议CCMP（CTR with CBC-MAC Protocol），以及向前兼容RC4的加密协议TKIP（Temporal Key Integrity Protocol）。

无线网络中的安全问题从暴露到最终解决经历了相当的时间，而各大厂通信芯片商显然无法接受在这期间什么都不出售，所以迫不及待的Wi-Fi厂商采用802.11i的草案3为蓝图设计了一系列通信设备，随后称之为支持WPA（Wi-Fi Protected Access）的；之后称将支持802.11i最终版协议的通信设备称为支持WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）的。

IEEE 802.11n

IEEE 802.11n，是2004年1月时IEEE宣布组成一个新的单位来发展的新的802.11标准，在市面上零售的相关产品版本为草拟版本2.0。传输速度理论值为300Mbit/s，因此需要在物理层产生更高速度的传输率，此项新标准应该要比802.11b快上50倍，而比802.11g快上10倍左右。802.11n也将会比无线网络传送到更远的距离。

在802.11n有两个提议在互相竞争中：

WWiSE (World-Wide Spectrum Efficiency) 以Broadcom为首的一些厂商支持。

TGn Sync 由Intel与Philips所支持。

802.11n增加了对于MIMO的标准，使用多个发射和接收天线来允许更高的数据传输率，并使用了Alamouti coding coding schemes 来增加传输范围。

IEEE 802.11k

IEEE 802.11k阐述了无线局域网中频谱测量所能提供的服务，并以协议方式规定了测量的类型及接收发送的格式。此协议制定了几种有测量价值的频谱资源信息，并建立了一种请求/报告机制，使测量的需求和结果在不同终端之间进行通信。协议制定小组的工作目标是要使终端设备能够通过对测量信息的量读做出相应的传输调整，为此，协议制定小组定义了测量类型。

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