局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展

局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展南京郵電大學(xué)張順頤2023/1/19一、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；2023/1/19二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)由IEEE（美國(guó)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)2023/1/19二、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(cè)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)；2023/1/19二、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(cè)；

802.3i：已不大使用；

802.3u：100Mb/S的100BASE-T；2023/1/19二、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(zhǎng)850nm激光器；62.5um，50um直徑的多模光纖，傳輸距離分別為275m和550m；2023/1/19二、局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：1000BASE-LX；長(zhǎng)波長(zhǎng)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(duì)短距離的屏蔽雙絞線電纜，傳輸距離25m2023/1/19二、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(zhǎng)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65－300m；為適應(yīng)高速率，使用全雙工方式，不存在信道和總線的爭(zhēng)用，也不使用CSMA/CD協(xié)議；2023/1/19二、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；2023/1/19二、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；2023/1/19二、局域網(wǎng)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：：*802.11：寬帶無線線局域網(wǎng)；；Wi－Fi；802.12：優(yōu)先級(jí)高高速局域網(wǎng)網(wǎng)（100Mb/S）;802.14：電纜電視視（Cable－TV）；由于無線局局域網(wǎng)的發(fā)發(fā)展，在802.11以后，又發(fā)發(fā)展了新的的標(biāo)準(zhǔn)：2023/1/1二、局域網(wǎng)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：：*802.15：無線個(gè)人人網(wǎng)；*802.16：（無線城城域網(wǎng)）WiMAX（微波接入入全球互操操作性認(rèn)證證聯(lián)盟）；；10－66GHz固定寬帶無無線接入系系統(tǒng)接口標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；802.16系列發(fā)展很很快，有許許多標(biāo)準(zhǔn)，，例如：2023/1/1二、局域域網(wǎng)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：802.16a：2－11GHz固定寬帶帶無線接接入接口口標(biāo)準(zhǔn)；；對(duì)于802.16標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)擴(kuò)展，覆覆蓋范圍圍可達(dá)50Km，小區(qū)半半徑6－10Km，MAC提供QoS保證，支支持話音音和視頻頻等實(shí)時(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)務(wù)；2023/1/1二、局域域網(wǎng)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：802.16c：10－66GHz固定寬帶帶無線接接入系統(tǒng)統(tǒng)關(guān)于兼兼容性的的增補(bǔ)文文件；10－66GHz頻段；802.16d：2－66GHz固定寬帶帶無線接接入系統(tǒng)統(tǒng)接口標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；支支持多種種業(yè)務(wù)，，屬于固固定寬帶帶無線接接入；2023/1/1二、局域域網(wǎng)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：802.16e：2－6GHz固定和移移動(dòng)寬帶帶無線接接入標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)；；尚未正正式發(fā)布布；可同同時(shí)支持持固定和和移動(dòng)寬寬帶無線線接入，，是目前前唯一可可與3G競(jìng)爭(zhēng)的無無線寬帶帶接入技技術(shù)；802.16f：固定寬寬帶無線線接入系系統(tǒng)接口口MIB標(biāo)準(zhǔn)；該該標(biāo)準(zhǔn)剛剛剛起步步，計(jì)劃劃2006年發(fā)布；；802.16g：固定和和移動(dòng)寬寬帶無線線接入系系統(tǒng)接口口管理平平面流程程和服務(wù)務(wù)要求；；2023/1/1二、局域網(wǎng)的的標(biāo)準(zhǔn)：*802.17：彈性分組環(huán)環(huán)（ResilientPackedRing）802.20：無線廣域網(wǎng)網(wǎng)802.21：擬用來發(fā)展展解決802系列的各種有有線/無線、固定/移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（Wi－Fi、WiMAX和固定以太網(wǎng)網(wǎng)等）以及蜂蜂窩移動(dòng)通信信網(wǎng)之間基于于移動(dòng)IP協(xié)議的漫游和和切換問題；；*者為目前仍仍然活躍的工工作組，其余余已經(jīng)暫時(shí)或或完全停止了了活動(dòng)；2023/1/1三、無線線局域網(wǎng)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和和發(fā)展802.11b：由于最最初的802.11標(biāo)準(zhǔn)存在在諸多缺缺陷，1999年IEEE進(jìn)行了很很多更新新，推出出了802.11b標(biāo)準(zhǔn)，該該標(biāo)準(zhǔn)工工作在2.4GHz頻帶，最最大數(shù)據(jù)據(jù)傳輸速速率可達(dá)達(dá)11Mbps。802.11a：由于802.11b工作于公公共頻段段，因此此遇到了了很多干干擾問題題，為了了解決這這個(gè)問題題，在802.11b通過的同同年，802.11a標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)運(yùn)而生。。該標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)工作于于5GHz頻段，使使用更為為先進(jìn)的的OFDM（正交頻頻分復(fù)用用）調(diào)制制方式，，最大數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸速率提提高到54Mbps。2023/1/1三、無線局域域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展展802.11e：隨著無線局局域網(wǎng)的逐步步普及，VoiceoverWLAN的概念開始火火爆，但是同同其他方式的的VoIP類似，QoS問題變得日益益突出。為此此，IEEE成立了802.11e工作組，以期期在802.11的QoS方面進(jìn)行增強(qiáng)強(qiáng)，以促進(jìn)VoiceoverWLAN等新型應(yīng)用的的推廣?，F(xiàn)已已獲得通過成成為標(biāo)準(zhǔn)。2023/1/1三、無線局局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)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的廣泛使用用，無線局局域網(wǎng)的部部署和升級(jí)級(jí)必須考慮慮到客戶的的既有投資資，業(yè)界迫迫切需要一一種與802.11b工作于同一一頻段且更更為先進(jìn)的的技術(shù)來保保證這種妥妥協(xié)。2001年，工作于于2.4GHz頻段數(shù)據(jù)速速率最高達(dá)達(dá)54MHz的802.11g標(biāo)準(zhǔn)獲得通通過。2023/1/1三、無線局局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)發(fā)展802.11f：802.11定義了客戶戶端設(shè)備如如何和AP通信，然而而并沒有規(guī)規(guī)定AP間的通信，，這無疑不不利于無縫縫WLAN網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建建。802.11f標(biāo)準(zhǔn)工作組組即是為了了解決這個(gè)個(gè)問題，然然而由于目目前大型WLAN網(wǎng)絡(luò)大多由由單一的廠廠商提供，，因此這個(gè)個(gè)問題還不不太突出，，或許隨著著多廠商環(huán)環(huán)境的形成成，802.11f會(huì)日益迫切切。2023/1/1三、無線局局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)發(fā)展802.11h：主要是為為歐洲特殊殊環(huán)境所生生，由于歐歐洲無線電電管制機(jī)構(gòu)構(gòu)對(duì)于5GHz頻段采取了了傳輸能量量控制的政政策，因此此IEEE在802.11a的基礎(chǔ)上增增加了一些些靈活的設(shè)設(shè)置，以使使系統(tǒng)可以以動(dòng)態(tài)調(diào)整整頻率和RF發(fā)射來減少少與其他系系統(tǒng)的干擾擾，因此802.11h可謂“歐洲洲版的802.11a”。2023/1/1三、無線局域域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展展802.11i：由于802.11普遍采用的WEP安全措施太過過脆弱，802.11i應(yīng)運(yùn)而生，其其增加了AES（高級(jí)加密標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)）安全協(xié)協(xié)議，提供了了更高的安全全級(jí)別。802.11j：由于日本的的頻段（4.9GHz～5GHz）比較特殊，，因此802.11j可以說是“日日本版的802.11a”。2023/1/1三、無線局域域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和發(fā)展展802.11k：802.11設(shè)備天生不能能顯示無線連連接的狀態(tài)，，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的管理造成成了很多問題題。802.11k可以說是為WLAN網(wǎng)絡(luò)管理員而而設(shè)，可以使使設(shè)備能夠動(dòng)動(dòng)態(tài)改變接入入點(diǎn)之間的無無線信道、電電源級(jí)別和負(fù)負(fù)載平衡。2023/1/1三、無線線局域網(wǎng)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和和發(fā)展802.11m：該標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)工作組組主要是是對(duì)802.11的各標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)進(jìn)行維維護(hù)。802.11n：對(duì)802.11的數(shù)據(jù)傳傳輸速率率進(jìn)行了了大幅提提高，使使用802.11n超過100Mbps的速率不不再是夢(mèng)夢(mèng)想，甚甚至有報(bào)報(bào)道稱可可以達(dá)到到320Mbps的最高速速率。2023/1/1三、無線線局域網(wǎng)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和和發(fā)展802.11p：將802.11針對(duì)汽車車通信進(jìn)進(jìn)行了多多項(xiàng)改進(jìn)進(jìn)，主要要應(yīng)用于于智能交交通領(lǐng)域域的無線線連接。。802.11r：對(duì)802.11的快速漫漫游進(jìn)行行了改進(jìn)進(jìn)，將能能保證熱熱點(diǎn)間連連接的無無縫性。。2023/1/1三、無線線局域網(wǎng)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11的演進(jìn)和和發(fā)展802.11s：對(duì)802.11增加了mesh網(wǎng)絡(luò)的支支持，目目前主要要進(jìn)行mesh網(wǎng)絡(luò)間互互通性的的定義。。802.22：允許設(shè)設(shè)備使用用美國(guó)電電視頻段段進(jìn)行無無線數(shù)據(jù)據(jù)傳輸，，可以說說是“使使用美國(guó)國(guó)電視頻頻段的802.16標(biāo)準(zhǔn)”。。2023/1/1四、、無無線線城城域域網(wǎng)網(wǎng)802.16e與3G移動(dòng)動(dòng)通通信信的的技技術(shù)術(shù)比比較較802.16e3G業(yè)務(wù)務(wù)固定定或或具具有有一一定定移移較較高高移移動(dòng)動(dòng)速速率率、、需需要要語(yǔ)語(yǔ)定位位動(dòng)性性的的用用戶戶；；音音及及數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)服服務(wù)務(wù)的的用用戶戶；；需要要一一定定移移動(dòng)動(dòng)性性的的3G增強(qiáng)強(qiáng)型型提提供供高高速速下下行行數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)；；寬帶帶數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)服服務(wù)務(wù)；；用戶戶在在一一定定區(qū)區(qū)域域內(nèi)內(nèi)支支持持全全程程的的移移動(dòng)動(dòng)性性和和漫漫游游；；的移移動(dòng)動(dòng)性性和和漫漫游游；；業(yè)務(wù)務(wù)以寬寬帶帶數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)為為提提供供話話音音、、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)；；類型型主（（業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)不不在在802.提供供可可視視電電話話、、多多媒媒體體消消息息、、定定16e的范范圍圍內(nèi)內(nèi)））位位、、短短消消息息業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)等等；；提供供IP層的的接接入入；；2023/1/1四、無線城域域網(wǎng)802.16e與3G移動(dòng)通信的技技術(shù)比較802.16e3G網(wǎng)絡(luò)基于分組的結(jié)結(jié)構(gòu)。電路型型的結(jié)構(gòu)和分分組型的結(jié)構(gòu)并存，并并向分組型的的結(jié)構(gòu)目前網(wǎng)絡(luò)只包包含網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演演進(jìn)；無線接入網(wǎng)；；網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)包括無線接接入網(wǎng)、核心網(wǎng)以及相關(guān)關(guān)的子系統(tǒng)；；終端終端的移動(dòng)速速率可可以支持高高于120Km/h；可支持120Km/h；2023/1/1五、、802.16e與3G的應(yīng)應(yīng)用用比比較較1、802.16e是一一種種移移動(dòng)動(dòng)寬寬帶帶無無線線接接入入技技術(shù)術(shù)，，可可以以實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)車車速速下下的的寬寬帶帶接接入入并并接接入入IP核心心網(wǎng)網(wǎng)，，提提供供寬寬帶帶數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)，，也也可可以以提提供供話話音音業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)。。802.16e為了了獲獲得得較較高高的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)接接入入帶帶寬寬（（30Mb/S），，必必然然會(huì)會(huì)犧犧牲牲覆覆蓋蓋和和移移動(dòng)動(dòng)性性。。因因此此在在相相當(dāng)當(dāng)長(zhǎng)長(zhǎng)的的時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)將將主主要要解解決決熱熱點(diǎn)點(diǎn)覆覆蓋蓋，，其其應(yīng)應(yīng)用用匯匯集集在在游游牧牧或或低低速速移移動(dòng)動(dòng)狀狀態(tài)態(tài)下下的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)接接入入。。但但是是隨隨著著用用戶戶需需求求的的變變化化和和網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的演演進(jìn)進(jìn)，，將將逐逐步步可可以以支支持持120Km/h的移移動(dòng)動(dòng)速速率率。。2023/1/1五、、802.16e與3G的應(yīng)應(yīng)用用比比較較2、從從業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)定定位位可可以以看看出出，，802.16e和3G系統(tǒng)統(tǒng)的的定定位位，，在在特特定定的的范范圍圍內(nèi)內(nèi)存存在在重重疊疊。。這這種種重重疊疊目目前前主主要要體體現(xiàn)現(xiàn)在在““數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)帶帶寬寬需需求求較較高高的的城城市市區(qū)區(qū)域域內(nèi)內(nèi)提提供供一一定定移移動(dòng)動(dòng)性性的的無無線線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)服服務(wù)務(wù)””方方面面。。2023/1/1五、802.16e與3G的應(yīng)用比較較3、802.16e對(duì)3G的影響，可可以分成兩兩個(gè)階段：：802.16e在達(dá)到商用用程度以前前，不會(huì)對(duì)對(duì)3G系統(tǒng)的發(fā)展展和應(yīng)用產(chǎn)產(chǎn)生影響，，但是會(huì)得得到運(yùn)營(yíng)商商的關(guān)注以以及設(shè)備制制造商的研研發(fā)投入。。802.16e發(fā)展順利，，達(dá)到商用用以后，就就會(huì)在無線線寬帶數(shù)據(jù)據(jù)服務(wù)方面面與3G形成一定范范圍內(nèi)的競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)和互補(bǔ)補(bǔ)。2023/1/1五、、802.16e與3G的應(yīng)應(yīng)用用比比較較4、雖雖然然802.16e在一一定定的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)速速度度下下和和覆覆蓋蓋范范圍圍內(nèi)內(nèi)的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸?shù)牡哪苣芰αι仙弦獌?yōu)優(yōu)于于3G，但但是是從從標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化、、商商用用時(shí)時(shí)間間、、全全球球統(tǒng)統(tǒng)一一頻頻譜譜、、技技術(shù)術(shù)特特性性等等多多角角度度考考慮慮，，802.16e距離離真真正正的的商商用用還還有有很很長(zhǎng)長(zhǎng)的的路路要要走走，，其其應(yīng)應(yīng)用用將將在在3G之后。因因此在相相當(dāng)長(zhǎng)的的時(shí)間內(nèi)內(nèi)，802.16e將不會(huì)對(duì)對(duì)3G形成威脅脅。2023/1/1五、802.16e與3G的應(yīng)用用比較較5、決定定802.16e和3G之間關(guān)關(guān)系的的因素素很多多，除除了系系統(tǒng)功功能、、技術(shù)術(shù)性能能以外外，系系統(tǒng)的的成熟熟度、、產(chǎn)業(yè)業(yè)化程程度、、移動(dòng)動(dòng)運(yùn)營(yíng)營(yíng)商網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的狀況況、運(yùn)運(yùn)營(yíng)商商的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)演演進(jìn)、、發(fā)展展戰(zhàn)略略、產(chǎn)產(chǎn)業(yè)規(guī)規(guī)模和和產(chǎn)品品成本本、政政府的的政策策引導(dǎo)導(dǎo)、頻頻譜的的狀況況等，，技術(shù)術(shù)只是是其中中的一一環(huán)。。2023/1/1五、802.16e與3