IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)是IEEE制訂的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的物理層和媒質(zhì)訪問(wèn)控制層進(jìn)行規(guī)定，其中重點(diǎn)是對(duì)媒質(zhì)訪問(wèn)控制層的規(guī)定。
目前該系列無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)有：IEEE802.11、IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、IEEE 802.11g、IEEE 802.11d、IEEE 802.11e、IEEE802.11f、IEEE 802.11h、IEEE 802.11i、IEEE 802.11j等，其中每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都有其自身的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)。
下面就IEEE已經(jīng)制訂且涉及物理層的4種IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.11、IEEE802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
1．IEEE 802.11
IEEE 802.11是最早提出的無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，是IEEE于1997年6月推出的，它工作于2.4GHz的ISM頻段。
物理層采用紅外、跳頻擴(kuò)頻(Frequency Hopsping SpreadSpectrum，F(xiàn)HSS)或直接序列擴(kuò)頻(Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS)技術(shù)，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)2Mbps，它主要應(yīng)用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶(hù)終端等的無(wú)線接入問(wèn)題。
使用FHSS技術(shù)時(shí)，2.4GHz頻道被劃分成75個(gè)1MHz的子頻道，當(dāng)接收方和發(fā)送方協(xié)商一個(gè)調(diào)頻的模式，數(shù)據(jù)則按照這個(gè)序列在各個(gè)子頻道上進(jìn)行傳送，每次在IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行的會(huì)話都可能采用了一種不同的跳頻模式。
采用這種跳頻方式避免了兩個(gè)發(fā)送端同時(shí)采用同一個(gè)子頻段；而DSSS技術(shù)將2.4GHz的頻段劃分成14個(gè)22MHz的子頻段，數(shù)據(jù)就從14個(gè)頻段中選擇一個(gè)進(jìn)行傳送而不需要在子頻段之間跳躍。
由于臨近的頻段互相重疊，在這14個(gè)子頻段中只有3個(gè)頻段是互不覆蓋的。IEEE 802.11由于數(shù)據(jù)傳輸速率上的限制，在2000年也緊跟著推出了改進(jìn)后的IEEE 802.11b。
但隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，特別是IP語(yǔ)音、視頻數(shù)據(jù)流等高帶寬網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需要，IEEE 802.11b只有11Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率不能滿(mǎn)足實(shí)際需要。
于是，傳輸速率高達(dá)54Mbps的IEEE 802.11a和IEEE802.11g也都陸續(xù)推出。
2．IEEE 802.11b
IEEE 802.11b又稱(chēng)為Wi-Fi，是目前最普及、應(yīng)用最廣泛的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.11b工作于2.4GHz頻帶，物理層支持5.5 Mbps和11 Mbps 兩個(gè)速率。
IEEE 802.11b的傳輸速率會(huì)因環(huán)境干擾或傳輸距離而變化，其速率在1 Mbps、2 Mbps、5.5 Mbps、11 Mbps 之間切換，而且在1 Mbps、2 Mbps速率時(shí)與IEEE 802.11兼容。
IEEE 802.11b采用了直接序列擴(kuò)頻DSSS技術(shù)，并提供數(shù)據(jù)加密，使用的是高達(dá)128位的有線等效保密協(xié)議(WiredEquivalent Privacy，WEP)。但是IEEE 802.11b和后面推出的工作在5GHz頻率上的IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)不兼容。
從工作方式上看，IEEE 802.11b的工作模式分為兩種：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式和基本模式。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式是指無(wú)線網(wǎng)卡和無(wú)線網(wǎng)卡之間的通信方式，即一臺(tái)配置了無(wú)線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)可以與另一臺(tái)配置了無(wú)線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，對(duì)于小規(guī)模無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，這是一種非常方便的互聯(lián)方案；
而基本模式則是指無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充或無(wú)線和有線網(wǎng)絡(luò)并存時(shí)的通信方式，這也是IEEE 802.11b最常用的連接方式。在該工作模式下，配置了無(wú)線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)需要通過(guò)“無(wú)線接入點(diǎn)”才能與另一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接，由接入點(diǎn)來(lái)負(fù)責(zé)頻段管理等工作。
在帶寬允許的情況下，一個(gè)接入點(diǎn)最多可支持1 024個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的接入。當(dāng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)增加時(shí)，網(wǎng)絡(luò)存取速度會(huì)隨之變慢，此時(shí)通過(guò)添加接入點(diǎn)的數(shù)量可以有效地控制和管理頻段。
IEEE 802.11b技術(shù)的成熟，使得基于該標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的成本得到很大的降低，無(wú)論家庭還是公司企業(yè)用戶(hù)，無(wú)須太多的資金投入即可組建一套完整的無(wú)線局域網(wǎng)。
當(dāng)然，IEEE 802.11b并不是完美的，也有其不足之處，IEEE 802.11b最高11Mbps的傳輸速率并不能很好地滿(mǎn)足用戶(hù)高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，因而在要求高寬帶時(shí)，其應(yīng)用也受到限制，但是可以作為有線網(wǎng)絡(luò)的一種很好的補(bǔ)充。
3．IEEE 802.11a
IEEE 802.11a工作于5GHz頻帶，但在美國(guó)是工作于U-NII頻段，即5.15～5.25GHz、5.25～5.35GHz、5.725～5.825GHz三個(gè)頻段范圍，其物理層速率可達(dá)54 Mbps，傳輸層可達(dá)25Mbps。
IEEE 802.11a的物理層還可以工作在紅外線頻段，波長(zhǎng)為850～950納米，信號(hào)傳輸距離約10m。
IEEE 802.11a采用正交頻分復(fù)用(OFDM)的獨(dú)特?cái)U(kuò)頻技術(shù)，并提供25Mbps的無(wú)線ATM接口和10Mbps的以太網(wǎng)無(wú)線幀結(jié)構(gòu)接口，支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)。
IEEE 802.11a使用正交頻分復(fù)用技術(shù)來(lái)增大傳輸范圍，采用數(shù)據(jù)加密可達(dá)152位的WEP。
就技術(shù)角度而言，IEEE 802.11a與IEEE 802.11b之間的差別主要體現(xiàn)在工作頻段上。
由于IEEE 802.11a工作在與IEEE 802.11b不同的5GHz頻段，避開(kāi)了大量無(wú)線電子產(chǎn)品廣泛采用的2.4GHz頻段，因此其產(chǎn)品在無(wú)線通信過(guò)程中所受到的干擾大為降低，抗干擾性較IEEE 802.11b更為出色。
高達(dá)54Mbps數(shù)據(jù)傳輸帶寬，是IEEE 802.11a的真正意義所在。
當(dāng)IEEE 802.11b以其11Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率滿(mǎn)足了一般上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁(yè)、數(shù)據(jù)交換、共享外設(shè)等需求的時(shí)候，IEEE 802.11a已經(jīng)為今后無(wú)線寬帶網(wǎng)的高數(shù)據(jù)傳輸要求做好了準(zhǔn)備，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展角度來(lái)看，其競(jìng)爭(zhēng)力是不言而喻的。
此外，IEEE 802.11a的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品較IEEE802.11b有著更低的功耗，這對(duì)筆記本電腦及PDA等移動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)也有著重大實(shí)用價(jià)值。
然而在IEEE 802.1la的普及過(guò)程中也面臨著很多問(wèn)題。首先，來(lái)自廠商方面的壓力。IEEE 802.11b已走向成熟，許多擁有IEEE 802.11b產(chǎn)品的廠商會(huì)對(duì)IEEE 802.11a都持保守態(tài)度。
從目前的情況來(lái)看，由于這兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)互不兼容，不少?gòu)S商為了均衡市場(chǎng)需求，直接將其產(chǎn)品做成了“a+b”的形式，這種做法雖然解決了“兼容”問(wèn)題，但也使得成本增加。
其次，由于相關(guān)法律法規(guī)的限制，使得5GHz頻段無(wú)法在全球各個(gè)國(guó)家中獲得批準(zhǔn)和認(rèn)可。
5GHz頻段雖然令基于IEEE802.11a的設(shè)備具有了低干擾的使用環(huán)境，但也有其不利的一面，由于太空中數(shù)以千計(jì)的人造衛(wèi)星與地面站通信也恰恰使用5GHz頻段，這樣它們之間產(chǎn)生的干擾是不可避免的。
此外，歐盟也已將5GHz頻率用于其自己制訂的HiperLAN無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。
4．IEEE 802.11g
IEEE 802.11g是對(duì)IEEE 802.11b的一種高速物理層擴(kuò)展，它也工作于2.4GHz頻帶，物理層采用直接序列擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù)，而且它采用了OFDM技術(shù)，使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸速率最高可達(dá)54Mbps，并且與IEEE802.11b完全兼容。
IEEE802.11g和IEEE802.11a的設(shè)計(jì)方式幾乎是一樣的。
IEEE 802.11g的出現(xiàn)為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)多了一種通信技術(shù)選擇，但也帶來(lái)了爭(zhēng)議，爭(zhēng)議的焦點(diǎn)是圍繞在IEEE 802.11g與IEEE 802.11a之間的。
與IEEE 802.11a相同的是，IEEE802.11g也采用了OFDM技術(shù)，這是其數(shù)據(jù)傳輸能達(dá)到54Mbps的原因。
然而不同的是，IEEE 802.11g的工作頻段并不是IEEE 802.11a的工作頻段5GHz，而是和IEEE 802.11b一致的2.4GHz頻段，這樣一來(lái)，使得基于IEEE 802.11b技術(shù)產(chǎn)品的用戶(hù)所擔(dān)心的兼容性問(wèn)題得到了很好的解決。
從某種角度來(lái)看，IEEE 802.11b可以由IEEE 802.11a來(lái)替代，那么IEEE 802.11g的推出是否就是多余的呢?答案當(dāng)然是否定的。
IEEE 802.11g除了具備高數(shù)據(jù)傳輸速率及兼容性的優(yōu)勢(shì)外，其所工作的2.4GHz頻段的信號(hào)衰減程度也不像IEEE 802.11a所在的5GHz那么嚴(yán)重，并且IEEE 802.11g還具備更優(yōu)秀的“穿透”能力，能在復(fù)雜的使用環(huán)境中具有很好的通信效果。
但是IEEE 802.11g工作頻段為2.4GHz，使得IEEE 802.11g與IEEE 802.11b一樣極易受到來(lái)自微波、無(wú)線電話等設(shè)備的干擾。
此外，IEEE 802.11g的信號(hào)比IEEE 802.11b的信號(hào)能夠覆蓋的范圍要小得多，用戶(hù)需要通過(guò)添置更多的無(wú)線接入點(diǎn)才能滿(mǎn)足原有使用面積的信號(hào)覆蓋，這或許就是IEEE 802.11g能夠具有高寬帶所付出的代價(jià)吧！
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