局域网的标准及发展局域网的标准及发展南京邮电大学南京邮电大学张顺颐张顺颐7/25/20247/25/2024一、局域网的特点：一、局域网的特点：局域网最初是指一个单位内部的计算机相局域网最初是指一个单位内部的计算机相连接、组成的网络。其基本的特点是，总连接、组成的网络。其基本的特点是，总线是共用的，因而网络内部的传输速率可线是共用的，因而网络内部的传输速率可以非常高；以非常高；各个站点、终端是平等的关系，而非主从各个站点、终端是平等的关系，而非主从关系；关系；可以实现广播、多播；可以实现广播、多播；7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准：局域网的标准由局域网的标准由IEEE（美国电子与电气工（美国电子与电气工程师协会）制定，称为程师协会）制定，称为IEEE802委员会，有委员会，有十多个分会，每个分会负责制定相应局域十多个分会，每个分会负责制定相应局域网的标准。例如，网的标准。例如，802.3分会制定的标准，分会制定的标准，就称为就称为802.3标准标准7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准：*802.1：概述、体系结构和网络互连，：概述、体系结构和网络互连，以及网络管理和性能测量；以及网络管理和性能测量；802.2：逻辑链路控制。这是高层协议：逻辑链路控制。这是高层协议与任何一种局域网与任何一种局域网MAC子层的接口；子层的接口； *者为目前仍然活跃的工作组，其余已经暂时或者为目前仍然活跃的工作组，其余已经暂时或完全停止了活动；完全停止了活动；7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准：*802.3：CSMA/CD；定义；定义CSMA/CD总线总线网络的网络的MAC 子层和网络层的规约；以太网，子层和网络层的规约；以太网， CSMA/CD 载波监听多点接入载波监听多点接入/碰撞检测；碰撞检测； 802.3i： 已不大使用；已不大使用； 802.3u：100Mb/S的的100BASE-T；7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准： 802.3z：1000Mb/S（Gb/S）的）的1000BASE-T，光纤信道；还可分为：，光纤信道；还可分为： 1000BASE-SX；短波长；短波长850nm激光激光器；器；62.5um，50um直径的多模光纤，传直径的多模光纤，传输距离分别为输距离分别为275m和和550m；7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准：1000BASE-LX；长波长；长波长1300nm激光器，激光器，62.5um，50um直径的多模光纤，传输距直径的多模光纤，传输距离为离为550m，纤芯直径，纤芯直径10um的单模光纤时，的单模光纤时，传输距离传输距离5Km；1000BASE-CX；CX表示铜线，使用两对表示铜线，使用两对短距离的屏蔽双绞线电缆，传输距离短距离的屏蔽双绞线电缆，传输距离25m7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准： 802.3ae：10Gb/S（10000Mb/S）万兆以）万兆以太网，使用光纤为传输媒体，使用长距离太网，使用光纤为传输媒体，使用长距离（超过（超过40Km）的光收发器与单模光纤接口，）的光收发器与单模光纤接口，可以工作在广域网和城域网范围内；若使可以工作在广域网和城域网范围内；若使用多模光纤，则传输距离为用多模光纤，则传输距离为65300m；为；为适应高速率，使用全双工方式，不存在信适应高速率，使用全双工方式，不存在信道和总线的争用，也不使用道和总线的争用，也不使用CSMA/CD协议；协议；7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准：802.4：令牌总线网络，定义令牌传递总线：令牌总线网络，定义令牌传递总线网的网的MAC子层和物理层的规约；子层和物理层的规约；802.5：令牌环形网络，定义令牌传递环形：令牌环形网络，定义令牌传递环形网的网的MAC子层和物理层的规约；子层和物理层的规约；802.6：城域网：城域网MAN，定义城域网的，定义城域网的MAC子层和物理层的规约；子层和物理层的规约；7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准：802.7：宽带技术；：宽带技术；802.8：光纤技术；：光纤技术；802.9：综合话音技术局域网；：综合话音技术局域网；802.10：可互操作的局域网的安全；：可互操作的局域网的安全；7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准：*802.11：宽带无线局域网；：宽带无线局域网；WiFi；802.12：优先级高速局域网（：优先级高速局域网（100Mb/S）;802.14：电缆电视（：电缆电视（CableTV）；）；由于无线局域网的发展，在由于无线局域网的发展，在802.11以后，以后，又发展了新的标准：又发展了新的标准：7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准：*802.15：无线个人网；：无线个人网；*802.16：（无线城域网）：（无线城域网）WiMAX（微波接（微波接入全球互操作性认证联盟）；入全球互操作性认证联盟）；1066GHz固定宽带无线接入系统接口标准；固定宽带无线接入系统接口标准；802.16系列发展很快，有许多标准，例如：系列发展很快，有许多标准，例如：7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准： 802.16a：211GHz固定宽带无固定宽带无线接入接口标准；对于线接入接口标准；对于802.16标准标准的扩展，覆盖范围可达的扩展，覆盖范围可达50Km，小，小区半径区半径610Km，MAC提供提供QoS保证，支持话音和视频等实时性业保证，支持话音和视频等实时性业务；务；7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准：802.16c：1066GHz固定宽带无线接固定宽带无线接入系统关于兼容性的增补文件；入系统关于兼容性的增补文件；1066GHz频段；频段；802.16d：266GHz固定宽带无线接固定宽带无线接入系统接口标准；支持多种业务，属入系统接口标准；支持多种业务，属于固定宽带无线接入；于固定宽带无线接入；7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准： 802.16e：26GHz固定和移动宽带无线固定和移动宽带无线接入标准标准；尚未正式发布；可同时支接入标准标准；尚未正式发布；可同时支持固定和移动宽带无线接入，是目前唯一持固定和移动宽带无线接入，是目前唯一可与可与3G竞争的无线宽带接入技术；竞争的无线宽带接入技术；802.16f：固定宽带无线接入系统接口：固定宽带无线接入系统接口MIB标准；该标准刚刚起步，计划标准；该标准刚刚起步，计划2006年发布；年发布；802.16g：固定和移动宽带无线接入系统接：固定和移动宽带无线接入系统接口管理平面流程和服务要求；口管理平面流程和服务要求；7/25/20247/25/2024二、局域网的标准：二、局域网的标准：*802.17：弹性分组环（：弹性分组环（Resilient Packed Ring） 802.20：无线广域网：无线广域网802.21：拟用来发展解决：拟用来发展解决802系列的各种有线系列的各种有线/无无线、固定线、固定/移动网络（移动网络（WiFi、WiMAX和固定以和固定以太网等）以及蜂窝移动通信网之间基于移动太网等）以及蜂窝移动通信网之间基于移动IP协协议的漫游和切换问题；议的漫游和切换问题；*者为目前仍然活跃的工作组，其余已经暂时或完者为目前仍然活跃的工作组，其余已经暂时或完全停止了活动；全停止了活动；7/25/20247/25/2024三、无线局域网标准三、无线局域网标准802.11的演进的演进和发展和发展802.11b：由于最初的：由于最初的802.11标准存在诸多缺陷，标准存在诸多缺陷，1999年年IEEE进行了很多更新，推出了进行了很多更新，推出了802.11b标标准，该标准工作在准，该标准工作在2.4GHz频带，最大数据传输速频带，最大数据传输速率可达率可达11Mbps。802.11a：由于：由于802.11b工作于公共频段，因此遇工作于公共频段，因此遇到了很多干扰问题，为了解决这个问题，在到了很多干扰问题，为了解决这个问题，在802.11b通过的同年，通过的同年，802.11a标准应运而生。该标准应运而生。该标准工作于标准工作于5GHz频段，使用更为先进的频段，使用更为先进的OFDM（正交频分复用）调制方式，最大数据传输速率（正交频分复用）调制方式，最大数据传输速率提高到提高到54Mbps。7/25/20247/25/2024三、无线局域网标准三、无线局域网标准802.11的演进的演进和发展和发展802.11e：随着无线局域网的逐步普及，：随着无线局域网的逐步普及，Voice over WLAN的概念开始火爆，但是的概念开始火爆，但是同其他方式的同其他方式的VoIP类似，类似，QoS问题变得日问题变得日益突出。为此，益突出。为此，IEEE成立了成立了802.11e工作组，工作组，以期在以期在802.11的的QoS方面进行增强，以促方面进行增强，以促进进Voice over WLAN等新型应用的推广。等新型应用的推广。现已获得通过成为标准。现已获得通过成为标准。7/25/20247/25/2024三、无线局域网标准三、无线局域网标准802.11的演进的演进和发展和发展802.11g：虽然：虽然802.11a标准比起标准比起802.11b先先进不少，但由于进不少，但由于802.11b的广泛使用，无线的广泛使用，无线局域网的部署和升级必须考虑到客户的既局域网的部署和升级必须考虑到客户的既有投资，业界迫切需要一种与有投资，业界迫切需要一种与802.11b工作工作于同一频段且更为先进的技术来保证这种于同一频段且更为先进的技术来保证这种妥协。妥协。2001年，工作于年，工作于2.4GHz频段数据速频段数据速率最高达率最高达54MHz的的802.11g标准获得通过。标准获得通过。7/25/20247/25/2024三、无线局域网标准三、无线局域网标准802.11的演进的演进和发展和发展802.11f：802.11定义了客户端设备如何和定义了客户端设备如何和AP通信，然而并没有规定通信，然而并没有规定AP间的通信，这间的通信，这无疑不利于无缝无疑不利于无缝WLAN网络的构建。网络的构建。802.11f标准工作组即是为了解决这个问题，标准工作组即是为了解决这个问题，然而由于目前大型然而由于目前大型WLAN网络大多由单一网络大多由单一的厂商提供，因此这个问题还不太突出，的厂商提供，因此这个问题还不太突出，或许随着多厂商环境的形成，或许随着多厂商环境的形成，802.11f会日会日益迫切。益迫切。7/25/20247/25/2024三、无线局域网标准三、无线局域网标准802.11的演进的演进和发展和发展802.11h：主要是为欧洲特殊环境所生，由：主要是为欧洲特殊环境所生，由于欧洲无线电管制机构对于于欧洲无线电管制机构对于5GHz频段采取频段采取了传输能量控制的政策，因此了传输能量控制的政策，因此IEEE在在802.11a的基础上增加了一些灵活的设置，的基础上增加了一些灵活的设置，以使系统可以动态调整频率和以使系统可以动态调整频率和RF发射来减发射来减少与其他系统的干扰，因此少与其他系统的干扰，因此802.11h可谓可谓“欧洲版的欧洲版的802.11a”。7/25/20247/25/2024三、无线局域网标准三、无线局域网标准802.11的演进的演进和发展和发展802.11i：由于：由于802.11普遍采用的普遍采用的WEP安全安全措施太过脆弱，措施太过脆弱，802.11i应运而生，其增加应运而生，其增加了了AES（高级加密标准）安全协议，提供（高级加密标准）安全协议，提供了更高的安全级别。了更高的安全级别。802.11j：由于日本的频段（：由于日本的频段（4.9GHz5GHz）比较特殊，因此）比较特殊，因此802.11j可以说是可以说是“日本版的日本版的802.11a”。7/25/20247/25/2024三、无线局域网标准三、无线局域网标准802.11的演进的演进和发展和发展802.11k：802.11设备天生不能显示无线连设备天生不能显示无线连接的状态，因此对网络的管理造成了很多接的状态，因此对网络的管理造成了很多问题。问题。802.11k可以说是为可以说是为WLAN网络管理网络管理员而设，可以使设备能够动态改变接入点员而设，可以使设备能够动态改变接入点之间的无线信道、电源级别和负载平衡。之间的无线信道、电源级别和负载平衡。7/25/20247/25/2024三、无线局域网标准三、无线局域网标准802.11的演进的演进和发展和发展802.11m：该标准工作组主要是对：该标准工作组主要是对802.11的的各标准进行维护。各标准进行维护。802.11n：对：对802.11的数据传输速率进行了的数据传输速率进行了大幅提高，使用大幅提高，使用802.11n超过超过100Mbps的速的速率不再是梦想，甚至有报道称可以达到率不再是梦想，甚至有报道称可以达到320Mbps的最高速率。的最高速率。7/25/20247/25/2024三、无线局域网标准三、无线局域网标准802.11的演进的演进和发展和发展802.11p：将：将802.11针对汽车通信进行了多针对汽车通信进行了多项改进，主要应用于智能交通领域的无线项改进，主要应用于智能交通领域的无线连接。连接。802.11r：对：对802.11的快速漫游进行了改进，的快速漫游进行了改进，将能保证热点间连接的无缝性。将能保证热点间连接的无缝性。 7/25/20247/25/2024三、无线局域网标准三、无线局域网标准802.11的演进的演进和发展和发展802.11s：对：对802.11增加了增加了mesh网络的支网络的支持，目前主要进行持，目前主要进行mesh网络间互通性的定网络间互通性的定义。义。802.22：允许设备使用美国电视频段进行：允许设备使用美国电视频段进行无线数据传输，可以说是无线数据传输，可以说是“使用美国电视使用美国电视频段的频段的802.16标准标准”。7/25/20247/25/2024四、无线城域网四、无线城域网802.16e与与3G移动移动通信的技术比较通信的技术比较 802.16e 3G业务业务 固定或具有一定移固定或具有一定移 较高移动速率、需要语较高移动速率、需要语定位定位 动性的用户；动性的用户； 音及数据服务的用户；音及数据服务的用户； 需要一定移动性的需要一定移动性的 3G增强型提供高速下行数据；增强型提供高速下行数据； 宽带数据服务；宽带数据服务； 用户在一定区域内用户在一定区域内 支持全程的移动性和漫游；支持全程的移动性和漫游； 的移动性和漫游；的移动性和漫游； 业务业务 以宽带数据业务为以宽带数据业务为 提供话音、数据传输业提供话音、数据传输业 务；务；类型类型 主（业务不在主（业务不在802. 提供可视电话、多媒体消息、定提供可视电话、多媒体消息、定 16e的范围内）的范围内） 位、短消息业务等；位、短消息业务等； 提供提供IP层的接入；层的接入；7/25/20247/25/2024四、无线城域网四、无线城域网802.16e与与3G移动移动通信的技术比较通信的技术比较 802.16e 3G 网络网络 基于分组的结构。电路型的结构和分组型的基于分组的结构。电路型的结构和分组型的 结构并存，并向分组型的结构并存，并向分组型的结构结构 目前网络只包含目前网络只包含 网络结构演进；网络结构演进； 无线接入网；无线接入网； 网络包括无线接入网、核网络包括无线接入网、核 心网以及相关的子系统；心网以及相关的子系统；终端终端 终端的移动速率终端的移动速率 可以支持高于可以支持高于120Km/h； 可支持可支持120Km/h；7/25/20247/25/2024五、五、802.16e与与3G的应用比较的应用比较1、802.16e是一种移动宽带无线接入技术，可以实是一种移动宽带无线接入技术，可以实现车速下的宽带接入并接入现车速下的宽带接入并接入IP核心网，提供宽带核心网，提供宽带数据业务，也可以提供话音业务。数据业务，也可以提供话音业务。 802.16e为了获得较高的数据接入带宽为了获得较高的数据接入带宽（30Mb/S），必然会牺牲覆盖和移动性。因此在），必然会牺牲覆盖和移动性。因此在相当长的时间内将主要解决热点覆盖，其应用汇相当长的时间内将主要解决热点覆盖，其应用汇集在游牧或低速移动状态下的数据接入。但是随集在游牧或低速移动状态下的数据接入。但是随着用户需求的变化和网络的演进，将逐步可以支着用户需求的变化和网络的演进，将逐步可以支持持120Km/h的移动速率。的移动速率。7/25/20247/25/2024五、五、802.16e与与3G的应用比较的应用比较2、从业务定位可以看出，、从业务定位可以看出，802.16e和和3G系统系统的定位，在特定的范围内存在重叠。这种的定位，在特定的范围内存在重叠。这种重叠目前主要体现在重叠目前主要体现在“数据带宽需求较高数据带宽需求较高的城市区域内提供一定移动性的无线数据的城市区域内提供一定移动性的无线数据服务服务”方面。方面。7/25/20247/25/2024五、五、802.16e与与3G的应用比较的应用比较3、802.16e对对3G的影响，可以分成两个阶段：的影响，可以分成两个阶段：802.16e在达到商用程度以前，不会对在达到商用程度以前，不会对3G系系统的发展和应用产生影响，但是会得到运统的发展和应用产生影响，但是会得到运营商的关注以及设备制造商的研发投入。营商的关注以及设备制造商的研发投入。802.16e发展顺利，达到商用以后，就会在无发展顺利，达到商用以后，就会在无线宽带数据服务方面与线宽带数据服务方面与3G形成一定范围内形成一定范围内的竞争和互补。的竞争和互补。7/25/20247/25/2024五、五、802.16e与与3G的应用比较的应用比较4、虽然、虽然802.16e在一定的运动速度下和覆盖在一定的运动速度下和覆盖范围内的数据传输的能力上要优于范围内的数据传输的能力上要优于3G，但，但是从标准化、商用时间、全球统一频谱、是从标准化、商用时间、全球统一频谱、技术特性等多角度考虑，技术特性等多角度考虑，802.16e距离真正距离真正的商用还有很长的路要走，其应用将在的商用还有很长的路要走，其应用将在3G之后。因此在相当长的时间内，之后。因此在相当长的时间内，802.16e将将不会对不会对3G形成威胁。形成威胁。7/25/20247/25/2024五、五、802.16e与与3G的应用比较的应用比较5、决定、决定802.16e和和3G之间关系的因素很多，之间关系的因素很多，除了系统功能、技术性能以外，系统的成除了系统功能、技术性能以外，系统的成熟度、产业化程度、移动运营商网络的状熟度、产业化程度、移动运营商网络的状况、运营商的网络演进、发展战略、产业况、运营商的网络演进、发展战略、产业规模和产品成本、政府的政策引导、频谱规模和产品成本、政府的政策引导、频谱的状况等，技术只是其中的一环。的状况等，技术只是其中的一环。7/25/20247/25/2024五、五、802.16e与与3G的应用比较的应用比较6、目前看，、目前看，802.16e的应用，主要基于电脑的应用，主要基于电脑（特别是笔记本），而（特别是笔记本），而3G的应用，主要基的应用，主要基于手机。随着芯片功能的不断发展，电脑于手机。随着芯片功能的不断发展，电脑（笔记本）的许多功能必将向手机转移，（笔记本）的许多功能必将向手机转移，而笔记本将增加新的功能。从移动性和使而笔记本将增加新的功能。从移动性和使用的方便程度来看，手机将优于笔记本，用的方便程度来看，手机将优于笔记本，但是从使用的功能性和便利性来看，笔记但是从使用的功能性和便利性来看，笔记本更加全面。因此，本更加全面。因此，802.16e和和3G乃至乃至4G，应该是互补的关系，至少在目前来看，应该是互补的关系，至少在目前来看，不是替代的关系。不是替代的关系。7/25/20247/25/2024五、五、802.16e与与3G的应用比较的应用比较7、将来会出现基于、将来会出现基于802.16e的手机（目前已的手机（目前已经有经有WLAN手机），也会出现基于手机），也会出现基于4G的笔的笔记本（记本（Skepy）电话，作为通信技术工作者，）电话，作为通信技术工作者，其责任就是提供各种技术手段供社会使用，其责任就是提供各种技术手段供社会使用，从而促进社会的发展。从而促进社会的发展。7/25/20247/25/2024宽带无线接入系统的发展宽带无线接入系统的发展宽带无线接入，是指基于用户的宽带的接宽带无线接入，是指基于用户的宽带的接入系统。这一技术是从有线、窄带的局域入系统。这一技术是从有线、窄带的局域网发展而来的。网发展而来的。由于技术的发展，宽带无线接入系统基于由于技术的发展，宽带无线接入系统基于不同的功能和应用，有多个标准，其中有不同的功能和应用，有多个标准，其中有的应用广泛，例如以太网；有的则已经淘的应用广泛，例如以太网；有的则已经淘汰。汰。目前，宽带无线接入技术发展很快，不久目前，宽带无线接入技术发展很快，不久的将来，将成为的将来，将成为3G的有力竞争者。的有力竞争者。7/25/20247/25/2024