局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展[walkaway.ppt

2019/5/15,局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展,南京郵電大學(xué) 張順頤,2019/5/15,一、局域網(wǎng)的特點(diǎn)：,局域網(wǎng)最初是指一個(gè)單位內(nèi)部的計(jì)算機(jī)相連接、組成的網(wǎng)絡(luò)。其基本的特點(diǎn)是，總線是共用的，因而網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的傳輸速率可以非常高； 各個(gè)站點(diǎn)、終端是平等的關(guān)系，而非主從關(guān)系； 可以實(shí)現(xiàn)廣播、多播；,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)由IEEE（美國電子與電氣工程師協(xié)會(huì)）制定，稱為IEEE802委員會(huì)，有十多個(gè)分會(huì)，每個(gè)分會(huì)負(fù)責(zé)制定相應(yīng)局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。例如，802.3分會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)，就稱為802.3標(biāo)準(zhǔn),2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,*802.1：概述、體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連，以及網(wǎng)絡(luò)管理和性能測量； 802.2：邏輯鏈路控制。這是高層協(xié)議與任何一種局域網(wǎng)MAC子層的接口； *者為目前仍然活躍的工作組，其余已經(jīng)暫時(shí)或完全停止了活動(dòng)；,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,*802.3：CSMA/CD；定義CSMA/CD總線網(wǎng)絡(luò)的MAC 子層和網(wǎng)絡(luò)層的規(guī)約；以太網(wǎng)， CSMA/CD 載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞檢測； 802.3i： 已不大使用； 802.3u：100Mb/S的100BASE-T；,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,802.3z：1000Mb/S（Gb/S）的1000BASE-T，光纖信道；還可分為： 1000BASE-SX；短波長850nm激光器；62.5um，50um直徑的多模光纖，傳輸距離分別為275m和550m；,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,1000BASE-LX；長波長1300nm激光器，62.5um，50um直徑的多模光纖，傳輸距離為550m，纖芯直徑10um的單模光纖時(shí)，傳輸距離5Km； 1000BASE-CX；CX表示銅線，使用兩對短距離的屏蔽雙絞線電纜，傳輸距離25m,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,802.3ae：10Gb/S（10000Mb/S）萬兆以太網(wǎng)，使用光纖為傳輸媒體，使用長距離（超過40Km）的光收發(fā)器與單模光纖接口，可以工作在廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)范圍內(nèi)；若使用多模光纖，則傳輸距離為65300m；為適應(yīng)高速率，使用全雙工方式，不存在信道和總線的爭用，也不使用CSMA/CD協(xié)議；,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,802.4：令牌總線網(wǎng)絡(luò)，定義令牌傳遞總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)約； 802.5：令牌環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，定義令牌傳遞環(huán)形網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)約； 802.6：城域網(wǎng)MAN，定義城域網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)約；,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,802.7：寬帶技術(shù)； 802.8：光纖技術(shù)； 802.9：綜合話音技術(shù)局域網(wǎng)； 802.10：可互操作的局域網(wǎng)的安全；,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,*802.11：寬帶無線局域網(wǎng)；WiFi； 802.12：優(yōu)先級(jí)高速局域網(wǎng)（100Mb/S）; 802.14：電纜電視（CableTV）； 由于無線局域網(wǎng)的發(fā)展，在802.11以后，又發(fā)展了新的標(biāo)準(zhǔn)：,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,*802.15：無線個(gè)人網(wǎng)； *802.16：（無線城域網(wǎng)）WiMAX（微波接入全球互操作性認(rèn)證聯(lián)盟）；1066GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)；802.16系列發(fā)展很快，有許多標(biāo)準(zhǔn)，例如：,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,802.16a：211GHz固定寬帶無線接入接口標(biāo)準(zhǔn)；對于802.16標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，覆蓋范圍可達(dá)50Km，小區(qū)半徑610Km，MAC提供QoS保證，支持話音和視頻等實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)；,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,802.16c：1066GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)關(guān)于兼容性的增補(bǔ)文件；1066GHz頻段； 802.16d：266GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)；支持多種業(yè)務(wù)，屬于固定寬帶無線接入；,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,802.16e：26GHz固定和移動(dòng)寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)；尚未正式發(fā)布；可同時(shí)支持固定和移動(dòng)寬帶無線接入，是目前唯一可與3G競爭的無線寬帶接入技術(shù)； 802.16f：固定寬帶無線接入系統(tǒng)接口MIB標(biāo)準(zhǔn)；該標(biāo)準(zhǔn)剛剛起步，計(jì)劃2006年發(fā)布； 802.16g：固定和移動(dòng)寬帶無線接入系統(tǒng)接口管理平面流程和服務(wù)要求；,2019/5/15,二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：,*802.17：彈性分組環(huán)（Resilient Packed Ring） 802.20：無線廣域網(wǎng) 802.21：擬用來發(fā)展解決802系列的各種有線/無線、固定/移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（WiFi、WiMAX和固定以太網(wǎng)等）以及蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)之間基于移動(dòng)IP協(xié)議的漫游和切換問題； *者為目前仍然活躍的工作組，其余已經(jīng)暫時(shí)或完全停止了活動(dòng)；,2019/5/15,三、無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展,802.11b：由于最初的802.11標(biāo)準(zhǔn)存在諸多缺陷，1999年IEEE進(jìn)行了很多更新，推出了802.11b標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)工作在2.4GHz頻帶，最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)11Mbps。 802.11a：由于802.11b工作于公共頻段，因此遇到了很多干擾問題，為了解決這個(gè)問題，在802.11b通過的同年，802.11a標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。該標(biāo)準(zhǔn)工作于5GHz頻段，使用更為先進(jìn)的OFDM（正交頻分復(fù)用）調(diào)制方式，最大數(shù)據(jù)傳輸速率提高到54Mbps。,2019/5/15,三、無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展,802.11e：隨著無線局域網(wǎng)的逐步普及，Voice over WLAN的概念開始火爆，但是同其他方式的VoIP類似，QoS問題變得日益突出。為此，IEEE成立了802.11e工作組，以期在802.11的QoS方面進(jìn)行增強(qiáng)，以促進(jìn)Voice over WLAN等新型應(yīng)用的推廣?，F(xiàn)已獲得通過成為標(biāo)準(zhǔn)。,2019/5/15,三、無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展,802.11g：雖然802.11a標(biāo)準(zhǔn)比起802.11b先進(jìn)不少，但由于802.11b的廣泛使用，無線局域網(wǎng)的部署和升級(jí)必須考慮到客戶的既有投資，業(yè)界迫切需要一種與802.11b工作于同一頻段且更為先進(jìn)的技術(shù)來保證這種妥協(xié)。2001年，工作于2.4GHz頻段數(shù)據(jù)速率最高達(dá)54MHz的802.11g標(biāo)準(zhǔn)獲得通過。,2019/5/15,三、無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展,802.11f：802.11定義了客戶端設(shè)備如何和AP通信，然而并沒有規(guī)定AP間的通信，這無疑不利于無縫WLAN網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。802.11f標(biāo)準(zhǔn)工作組即是為了解決這個(gè)問題，然而由于目前大型WLAN網(wǎng)絡(luò)大多由單一的廠商提供，因此這個(gè)問題還不太突出，或許隨著多廠商環(huán)境的形成，802.11f會(huì)日益迫切。,2019/5/15,三、無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展,802.11h：主要是為歐洲特殊環(huán)境所生，由于歐洲無線電管制機(jī)構(gòu)對于5GHz頻段采取了傳輸能量控制的政策，因此IEEE在802.11a的基礎(chǔ)上增加了一些靈活的設(shè)置，以使系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整頻率和RF發(fā)射來減少與其他系統(tǒng)的干擾，因此802.11h可謂“歐洲版的802.11a”。,2019/5/15,三、無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展,802.11i：由于802.11普遍采用的WEP安全措施太過脆弱，802.11i應(yīng)運(yùn)而生，其增加了AES（高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)）安全協(xié)議，提供了更高的安全級(jí)別。 802.11j：由于日本的頻段（4.9GHz5GHz）比較特殊，因此802.11j可以說是“日本版的802.11a”。,2019/5/15,三、無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展,802.11k：802.11設(shè)備天生不能顯示無線連接的狀態(tài)，因此對網(wǎng)絡(luò)的管理造成了很多問題。802.11k可以說是為WLAN網(wǎng)絡(luò)管理員而設(shè)，可以使設(shè)備能夠動(dòng)態(tài)改變接入點(diǎn)之間的無線信道、電源級(jí)別和負(fù)載平衡。,2019/5/15,三、無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展,802.11m：該標(biāo)準(zhǔn)工作組主要是對802.11的各標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行維護(hù)。 802.11n：對802.11的數(shù)據(jù)傳輸速率進(jìn)行了大幅提高，使用802.11n超過100Mbps的速率不再是夢想，甚至有報(bào)道稱可以達(dá)到320Mbps的最高速率。,2019/5/15,三、無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展,802.11p：將802.11針對汽車通信進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)，主要應(yīng)用于智能交通領(lǐng)域的無線連接。 802.11r：對802.11的快速漫游進(jìn)行了改進(jìn)，將能保證熱點(diǎn)間連接的無縫性。,2019/5/15,三、無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展,802.11s：對802.11增加了mesh網(wǎng)絡(luò)的支持，目前主要進(jìn)行mesh網(wǎng)絡(luò)間互通性的定義。 802.22：允許設(shè)備使用美國電視頻段進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，可以說是“使用美國電視頻段的802.16標(biāo)準(zhǔn)”。,2019/5/15,四、無線城域網(wǎng)802.16e與3G移動(dòng)通信的技術(shù)比較,802.16e 3G 業(yè)務(wù) 固定或具有一定移 較高移動(dòng)速率、需要語 定位 動(dòng)性的用戶； 音及數(shù)據(jù)服務(wù)的用戶； 需要一定移動(dòng)性的 3G增強(qiáng)型提供高速下行數(shù)據(jù)； 寬帶數(shù)據(jù)服務(wù)； 用戶在一定區(qū)域內(nèi) 支持全程的移動(dòng)性和漫游； 的移動(dòng)性和漫游； 業(yè)務(wù) 以寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為 提供話音、數(shù)據(jù)傳輸業(yè) 務(wù)； 類型 主（業(yè)務(wù)不在802. 提供可視電話、多媒體消息、定 16e的范圍內(nèi)） 位、短消息業(yè)務(wù)等； 提供IP層的接入；,2019/5/15,四、無線城域網(wǎng)802.16e與3G移動(dòng)通信的技術(shù)比較,802.16e 3G 網(wǎng)絡(luò) 基于分組的結(jié)構(gòu)。電路型的結(jié)構(gòu)和分組型的 結(jié)構(gòu)并存，并向分組型的 結(jié)構(gòu) 目前網(wǎng)絡(luò)只包含 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演進(jìn)； 無線接入網(wǎng)； 網(wǎng)絡(luò)包括無線接入網(wǎng)、核 心網(wǎng)以及相關(guān)的子系統(tǒng)； 終端 終端的移動(dòng)速率 可以支持高于120Km/h； 可支持120Km/h；,2019/5/15,五、802.16e與3G的應(yīng)用比較,1、802.16e是一種移動(dòng)寬帶無線接入技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)車速下的寬帶接入并接入IP核心網(wǎng)，提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也可以提供話音業(yè)務(wù)。 802.16e為了獲得較高的數(shù)據(jù)接入帶寬（30Mb/S），必然會(huì)犧牲覆蓋和移動(dòng)性。因此在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)將主要解決熱點(diǎn)覆蓋，其應(yīng)用匯集在游牧或低速移動(dòng)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)接入。但是隨著用戶需求的變化和網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，將逐步可以支持120Km/h的移動(dòng)速率。,2019/5/15,五、802.16e與3G的應(yīng)用比較,2、從業(yè)務(wù)定位可以看出，802.16e和3G系統(tǒng)的定位，在特定的范圍內(nèi)存在重疊。這種重疊目前主要體現(xiàn)在“數(shù)據(jù)帶寬需求較高的城市區(qū)域內(nèi)提供一定移動(dòng)性的無線數(shù)據(jù)服務(wù)”方面。,2019/5/15,五、802.16e與3G的應(yīng)用比較,3、802.16e對3G的影響，可以分成兩個(gè)階段： 802.16e在達(dá)到商用程度以前，不會(huì)對3G系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用產(chǎn)生影響，但是會(huì)得到運(yùn)營商的關(guān)注以及設(shè)備制造商的研發(fā)投入。 802.16e發(fā)展順利，達(dá)到商用以后，就會(huì)在無線寬帶數(shù)據(jù)服務(wù)方面與3G形成一定范圍內(nèi)的競爭和互補(bǔ)。,2019/5/15,五、802.16e與3G的應(yīng)用比較,4、雖然802.16e在一定的運(yùn)動(dòng)速度下和覆蓋范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰ι弦獌?yōu)于3G，但是從標(biāo)準(zhǔn)化、商用時(shí)間、全球統(tǒng)一頻譜、技術(shù)特性等多角度考慮，802.16e距離真正的商用還有很長的路要走，其應(yīng)用將在3G之后。因此在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，802.16e將不會(huì)對3G形成威脅。,2019/5/15,五、802.16e與3G的應(yīng)用比較,5、決定802.16e和3G之間關(guān)系的因素很多，除了系統(tǒng)功能、技術(shù)性能以外，系統(tǒng)的成熟度、產(chǎn)業(yè)化程度、移動(dòng)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的狀況、運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)、發(fā)展戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)品成本、政府的政策引導(dǎo)、頻譜的狀況等，技術(shù)只是其中的一環(huán)。,2019/5/15,五、802.16e與3G的應(yīng)用比較,6、目前看，802.16e的應(yīng)用，主要基于電腦（特別是筆記本），而3G的應(yīng)用，主要基于手機(jī)。隨著芯片功能的不斷發(fā)展，電腦（筆記本）的許多功能必將向手機(jī)轉(zhuǎn)移，而筆記本將增加新的功能。從移動(dòng)性和使用的方便程度來看，手機(jī)將優(yōu)于筆記本，但是從使用的功能性和便利性來看，筆記本更加全面。因此，802.16e和3G乃至4G，應(yīng)該是互補(bǔ)的關(guān)系，至少在目前來看，不是替代的關(guān)系。,2019/5/15,五、80