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無線通信協(xié)議 摘自:http://www.cnblogs.com/frankboy/archive/2009/02/20/453709.html
無線局域網(wǎng)協(xié)議主要分為兩大陣營:IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)和歐洲的HiperLAN。其中 IEEE 802.11協(xié)議、藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)和HomeRF工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等是無線局域網(wǎng)所有標(biāo)準(zhǔn)中最主要的協(xié)議 標(biāo)準(zhǔn)。這些協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)各有優(yōu)劣,各有自己擅長的應(yīng)用領(lǐng)域,有的適合于辦公環(huán)境,有的適合于個人應(yīng)用,有的則更適合家庭用戶。 IEEE 802.11是美國電氣和電子工程師協(xié)會IEEE在1997年6月頒布的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。它是第一代無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一。IEEE 802.11規(guī)定了無線局域網(wǎng)在2.4GHz波段進(jìn)行操作,這一波段被全球無線電法規(guī)組織定義為擴(kuò)頻使用波段。標(biāo)準(zhǔn)的802.11主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和園區(qū)網(wǎng)中用戶與用戶終端的無線接入,速率最高只能達(dá)到 2Mbit/s。 IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)定義物理層和媒體訪問控制規(guī)范,允許無線局域網(wǎng)及無線設(shè)備制造商建立互操作網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。IEEE 802.11體系結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。
圖4-1 IEEE 802.11體系結(jié)構(gòu) 1.802.11物理層實現(xiàn)方式 IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)中的物理層定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柼卣骱驼{(diào)制。在物理層中,定義了兩個RF傳輸方法和一個紅外線傳輸方法,RF傳輸方法采用擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)來滿足絕大多數(shù)國家工作規(guī)范。在該標(biāo)準(zhǔn)中RF傳輸標(biāo)準(zhǔn)是跳頻擴(kuò)頻(FHSS)和直接序列擴(kuò)頻(DSSS),工作在2.4000~2.4835GHz頻段。直接序列擴(kuò)頻采用BPSK和DQPSK調(diào)制技術(shù),支持1Mbps和2Mbps數(shù)據(jù)速率。跳頻擴(kuò)頻采用2~4電平GFSK調(diào)制技術(shù),支持1Mbps數(shù)據(jù)速率,共有22組跳頻圖案,包括79信道。紅外線傳輸方法工作在850~950nm段,峰值功率為2W,支持?jǐn)?shù)據(jù)速率為1Mbps和2Mbps。 2.MAC結(jié)構(gòu)及服務(wù)內(nèi)容 802.11的MAC子層負(fù)責(zé)解決客戶端工作站和訪問接入點之間的連接。當(dāng)一個802.11客戶端進(jìn)入一個或者多個接入點的覆蓋范圍時,它會根據(jù)信號的強(qiáng)弱以及包錯誤率自動選擇1個接入點進(jìn)行連接。一旦被1個接入點接受,客戶端就會將發(fā)送接收信號的頻道切換為接入點的頻段。這種重新協(xié)商通常發(fā)生在無線工作站移出了它原連接的接入點的服務(wù)范圍,信號 衰減后。其他的情況還發(fā)生在建筑物造成的信號的變化或者僅僅由于原有接入點中的擁塞。 無線局域網(wǎng)MAC提供的服務(wù)有:安全服務(wù)、MAC服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)重新排序服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)。802.11中的安全服務(wù)提供的服務(wù)范圍局限于站與站之間的數(shù)據(jù)交換,其內(nèi)容為:加密、驗證、與層管理實體相聯(lián)系的訪問控制。為提高成功發(fā)送的可能性,MAC提供了重新排序的服務(wù)。只有在節(jié)電方式工作下的站,且不處于激活狀態(tài),才可先將MSDU緩存起來,等站激活時再突發(fā)出去,對緩存數(shù)據(jù)進(jìn)行重新排序。 MAC數(shù)據(jù)服務(wù)可使對等LLC實體進(jìn)行數(shù)據(jù)單元的交換。本地MAC利用下層的服務(wù)將1個MSDU傳給1個對等的MAC實體,然后又傳給對等的LLC實體。當(dāng)信道特性限制了長幀傳輸?shù)目煽啃詴r,可通過增加MSDU成功傳輸?shù)目赡苄詠碓黾涌煽啃浴?/p> 802.11 MAC子層還提供了CRC校驗和包分片功能。在802.11協(xié)議中,每一個在無線網(wǎng) 絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報都被附加上了校驗位以保證它在傳送的時候沒有出現(xiàn)錯誤。包分片的功能 允許大的數(shù)據(jù)報在傳送的時候被分成較小的部分分批傳送。這在網(wǎng)絡(luò)十分擁擠或者存在干擾的情況下是一個非常有用的特性,可以減少數(shù)據(jù)報被重傳的概率。MAC子層負(fù)責(zé)將收到的 被分片的大數(shù)據(jù)報進(jìn)行重新組裝,對于上層協(xié)議這個分片的過程是完全透明的。 3.CSMA/CA協(xié)議 802.11的MAC和802.3協(xié)議的MAC非常相似,都是在一個共享介質(zhì)上支持多個用戶共 享資源,發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)前先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的可用性檢測。802.3協(xié)議采用CSMA/CD介質(zhì)訪 問控制方法。然而,在無線系統(tǒng)中設(shè)備不能夠一邊接收數(shù)據(jù)信號一邊傳送數(shù)據(jù)信號。 無線局域網(wǎng)中采用了1種與CSMA/CD相類似的載波監(jiān)聽多路訪問/沖突防止協(xié)議 (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA)實現(xiàn)介質(zhì)資源共享。CSMA/CA利用確認(rèn)信號來避免沖突的發(fā)生,也就是說,只有當(dāng)客戶端收到網(wǎng)絡(luò)上返回的確認(rèn)信號后才確認(rèn)送出的數(shù)據(jù)已經(jīng)正確到達(dá)目的。CSMA/CA通過這種方式來提供無線的共享訪問,這種方式在處理無線問題時非常有效。以CSMA/CA的方式共享無線介質(zhì)將時間域的劃分與幀格式緊密聯(lián)系起來,保證某一時刻只有1個站點發(fā)送,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集中控制。 因傳輸介質(zhì)不同,CSMA/CD與CSMA/CA的檢測方式也不同。CSMA/CD通過電纜中電壓的變化來檢測,當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞時,電纜中的電壓就會隨著發(fā)生變化;而CSMA/CA采用能量檢測(ED)、載波檢測(CS)和能量載波混合檢測3種檢測信道空閑的方式。 4.2.2 IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn) 由于標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.11在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要,因此,IEEE于1999年8月,又相繼推出了802.11b和802.11a兩個新標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步規(guī)范了不同頻點的產(chǎn)品及更高網(wǎng)絡(luò)速率產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用,除原IEEE802.11的內(nèi)容之外,增加了基于簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(Simple Network Management Protocol,SNMP)的管理信息庫(Management Information Base,MIB),以取代原OSI協(xié)議的管理信息庫。另外還增加了高速網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容。 2001年11月,IEEE又推出第3個新的標(biāo)準(zhǔn)802.11g。盡管目前802.11a和802.11g倍受業(yè)界關(guān)注,但從實際的應(yīng)用上來講,802.11b已成為無線局域網(wǎng)的主流標(biāo)準(zhǔn),被多數(shù)廠商所采用,并且已經(jīng)有成熟的無線產(chǎn)品推向市場。經(jīng)過不斷開發(fā)和研制,現(xiàn)在IEEE 802.11實際是一個協(xié)議族,稱為802.11x系列標(biāo)準(zhǔn),包含了一系列無線局域網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 1.IEEE 802.11a IEEE802.11a在整個覆蓋范圍內(nèi)提供了更高的速度,規(guī)定的頻點為5GHz。目前該頻段用 得不多,干擾和信號爭用情況較少。802.1la同樣采用CSMA/CA協(xié)議。但在物理層,802.11a 采用了正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)。 OFDM技術(shù)的最大優(yōu)勢是其多途徑回聲反射,特別適合于室內(nèi)及移動環(huán)境。傳輸速率為 6Mbit/s~54Mbit/s,支持語音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)。這樣的速率完全能滿足室內(nèi)、室外的各種應(yīng)用場合。OFDM技術(shù)將1個無線信道分解成多個子載波同時傳輸數(shù)據(jù),每個子載波的速率比總速率低許多,也就是每個傳輸符號的時長要長許多,這有利于克服無線信道的衰落,改善了信號質(zhì)量,提升了整個網(wǎng)絡(luò)的速度。通過對標(biāo)準(zhǔn)物理層進(jìn)行擴(kuò)充,802.11a支持的數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)54Mbit/s。 2.IEEE 802.11b IEEE 802.11b工作于開放的2.4GHz頻點,不需要申請就可使用。既可作為對有線網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充,也可獨立組網(wǎng),從而使網(wǎng)絡(luò)用戶擺脫網(wǎng)線的束縛,實現(xiàn)真正意義上的移動應(yīng)用。 IEEE 802.11b的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用補(bǔ)償碼鍵控CCK調(diào)制技術(shù),可以實現(xiàn)動態(tài)速率轉(zhuǎn)換。當(dāng)工作站之間的距離過長或干擾過大,信噪比低于某個限值時,其傳輸速率可從11Mbit/s自動降至5.5Mbit/s,或者再降至直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的2Mbit/s及1Mbit/s的速率。但是802.11b標(biāo)準(zhǔn)的速率上限為20Mbit/s,它保持對802.11的向后兼容。 802.11b支持的范圍是在室外為300m,在辦公環(huán)境中最長為100m。當(dāng)用戶在樓房或公 司部門之間移動時,允許在訪問點之間進(jìn)行無縫連接。802.11b還具有良好的可伸縮性,最多3個訪問點可以同時定位于有效使用范圍中,以支持上百個用戶。 目前,802.11b無線局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在世界上得到了廣泛的應(yīng)用,它已經(jīng)進(jìn)入了寫字間、 飯店、咖啡廳和候機(jī)室等場所。沒有集成無線網(wǎng)卡的筆記本電腦用戶只需插進(jìn)1張個人計算 機(jī)存儲器卡接口適配器(Personal Computer Memory Card Interface Adapter,PCMCIA)或USB卡,便可通過無線局域網(wǎng)連到因特網(wǎng)。 3.IEEE 802.11g和IEEE 802.11e IEEE 802.11a與802.11b的產(chǎn)品因為頻段與調(diào)制方式不同而無法互通,這使得已經(jīng)擁有 802.11b產(chǎn)品的消費者可能不會立即購買802.11a產(chǎn)品,阻礙了802.1la的應(yīng)用步伐。2001年,IEEE批準(zhǔn)一種新技術(shù)802.11g,其使命就是兼顧802.11a和802.11b,為802.11b過渡到802.11a鋪路修橋。 它既適應(yīng)傳統(tǒng)的802.11b標(biāo)準(zhǔn),在2.4GHz頻率下提供11Mbit/s的數(shù)據(jù)速率,也符合802.11a標(biāo)準(zhǔn),在5GHz頻率下提供54Mbit/s的數(shù)據(jù)速率。802.11g中規(guī)定的調(diào)制方式包括802.11a中采用的OFDM與802.11b中采用的CCK。通過規(guī)定兩種調(diào)制方式,既達(dá)到了用2.4GHz頻段實現(xiàn)IEEE 802.11a 54Mbit/s的數(shù)據(jù)傳送速度,也確保了與IEEE802.11b產(chǎn)品的兼容。 IEEE 802.1le被稱為下一代WLAN標(biāo)準(zhǔn)。是WLAN標(biāo)準(zhǔn)方式IEEE 802.11的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)。所謂IEEE 802.11的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn),是在現(xiàn)有的802.11b及802.1la的MAC層追加了服務(wù)質(zhì)量 (Quality of Service,QOS)功能及安全功能的標(biāo)準(zhǔn)。 4.IEEE 802.16 IEEE 802.16是寬帶無線協(xié)議。802.16工作組成立于1999年,其主要使命是推動固定寬帶無線接入系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用。IEEE802.16工作組負(fù)責(zé)對無線本地環(huán)路的無線接口及其相關(guān)功能制訂標(biāo)準(zhǔn),它包括3個項目組,每個項目組負(fù)責(zé)不同的方面:802.16.1負(fù)責(zé)制定頻率為10~60GHz的無線接口標(biāo)準(zhǔn);802.16.2負(fù)責(zé)制定寬帶無線接入系統(tǒng)共存方面的標(biāo)準(zhǔn);802.16.3負(fù)責(zé)制定頻率范圍在2~10GHz之間并獲得頻率使用許可的無線接口標(biāo)準(zhǔn)。2001年12月,IEEE批準(zhǔn)通過了802.16標(biāo)準(zhǔn),802.16也被稱為“WirelessMAN”。 802.16協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是按照3層結(jié)構(gòu)體系組織的。 (1)物理層 物理層協(xié)議主要是關(guān)于頻率帶寬、調(diào)制模式、糾錯技術(shù)以及發(fā)射機(jī)同接收機(jī)之間的同步、 數(shù)據(jù)傳輸率和時分復(fù)用結(jié)構(gòu)等方面的。對于從用戶到基站的通信,該標(biāo)準(zhǔn)使用的是“按需分 配多路尋址一時分多址”(DAMA—TDMA)技術(shù)。按需分配多路尋址(Demand Assigned Multiple Access,DAMA)技術(shù)是一種根據(jù)多個站點之間的容量需要的不同而動態(tài)地分配信道容量的技術(shù)。時分多路技術(shù)可以根據(jù)每個站點的需要為其在每個幀中分配一定數(shù)量的時隙來組成每個站點的邏輯信道。通過DAMA—TDMA技術(shù),每個信道的時隙分配可以動態(tài)地改變。 (2)數(shù)據(jù)鏈路層 在該層上IEEE 802.16規(guī)定的主要是為用戶提供服務(wù)所需的各種功能。這些功能都包括 在介質(zhì)訪問控制MAC層中,主要負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)組成幀格式來傳輸和對用戶如何接入到共享的無線介質(zhì)中進(jìn)行控制。MAC協(xié)議規(guī)定基站或用戶在什么時候采用何種方式來初始化信道,并分配無線信道容量。位于多個TDMA幀中的一系列時隙為用戶組成一個邏輯上的信道,而MAC幀則通過這個邏輯信道來傳輸。IEEE 802.16.1規(guī)定每個單獨信道的數(shù)據(jù)傳輸率范圍是從2Mbit/s到155Mbit/s。 (3)會聚層 在MAC層之上是會聚層,該層根據(jù)提供服務(wù)的不同而提供不同的功能。對于IEEE 802.16.1來說,能提供的服務(wù)包括數(shù)字音頻/視頻廣播、數(shù)字電話、異步傳輸模式ATM、因特網(wǎng)接入、電話網(wǎng)絡(luò)中無線中繼和幀中繼。 1998年包括IBM、Intel、諾基亞、東芝、三星等所有世界著名IT廠商共同組成了“藍(lán)牙友好協(xié)會”,目的是制定短距離無線數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn),這項標(biāo)準(zhǔn)就是“藍(lán)牙”(Bluetooth)。目前已有1400多家通信、信息、電子、汽車等廠商參與。 藍(lán)牙技術(shù)以無線局域網(wǎng)的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)為基礎(chǔ),是一種用于替代便攜或固定電子設(shè)備上使用的電纜或連線的短距離無線連接技術(shù)。設(shè)備使用無需許可申請的2.45GHz頻段,可實時進(jìn)行數(shù)據(jù)和語音傳輸,傳輸速率可達(dá)到lOMbit/s,在支持3個話音頻道的同時還支持高達(dá)723.2kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。 藍(lán)牙面向的是移動設(shè)備間的小范圍連接,因而本質(zhì)上說它是一種代替線纜的技術(shù)。它用來在較短距離內(nèi)取代目前多種線纜連接方案,并且克服了紅外技術(shù)的缺陷可穿透墻壁等障礙,通過統(tǒng)一的短距離無線鏈路,在各種數(shù)字設(shè)備之間實現(xiàn)靈活、安全、低成本、小功耗的話音和數(shù)據(jù)通信。也就是說,在辦公室、家庭和旅途中,無需在任何電子設(shè)備間布設(shè)專用線纜和連接器,通過藍(lán)牙遙控裝置可以形成一點到多點的連接,即在該裝置周圍組成一個“微網(wǎng)”,網(wǎng)內(nèi)任何藍(lán)牙收發(fā)器都可與該裝置互通信號。而且,這種連接無需復(fù)雜的軟件支持。藍(lán)牙收發(fā)器的一般有效通信范圍為10m,最多可以達(dá)到100m左右。 藍(lán)牙技術(shù)能夠提供數(shù)字設(shè)備之間的無線傳輸功能。不僅可以使得PC、鼠標(biāo)、鍵盤、打印機(jī)告別電纜連線,而且可以實現(xiàn)將家中的各種電器設(shè)備如空調(diào)、電視、冰箱、微波爐、安全設(shè)備及移動電話等無線連網(wǎng),從而通過手機(jī)實現(xiàn)遙控。上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁和發(fā)送電子郵件將更加方便。還可以使智能移動電話與筆記本電腦、掌上電腦以及各種數(shù)字化的信息設(shè)備能不再用電纜,而是用一種小型的、低成本的無線通信技術(shù)連接起來,進(jìn)而形成無線個人網(wǎng)(Wireless Personal AreaNetwork,WPAN),實現(xiàn)資源無縫共享。 紅外局域網(wǎng)系統(tǒng)采用波長小于1μm的紅外線作為傳輸媒體,該頻譜在電磁光譜里僅次可見光,不受無線電管理部門的限制。紅外信號要求視距傳輸,方向性強(qiáng),對鄰近區(qū)域的類 似系統(tǒng)也不會產(chǎn)生干擾,并且竊聽困難。實際應(yīng)用中由于紅外線具有很高的背景噪聲,受日 光、環(huán)境照明等影響較大,一般要求的發(fā)射功率較高。盡管如此,紅外無線LAN仍是目前 100Mbit/s以上、性能價格比高的網(wǎng)絡(luò)的惟一可行的選擇,主要用于設(shè)備的點對點通信。 紅外線數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(1nfrared Data Association,IrDA)成立于1993年。IrDA數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)是一種利用紅外線進(jìn)行點對點通信的技術(shù),其相應(yīng)的軟件和硬件技術(shù)都已比較成熟。它在技術(shù)上的主要優(yōu)點有: (1)無需專門申請?zhí)囟l率的使用執(zhí)照,這一點,在當(dāng)前頻率資源匱乏,頻道使用費 用增加的背景下是非常重要的。 (2)具有移動通信設(shè)備所必需的體積小、功率低的特點。 (3)傳輸速率在適合于家庭和辦公室使用的微微網(wǎng)(Piconet)中是最高的,由于采用點 到點的連接,數(shù)據(jù)傳輸所受到的干擾較少,速率可達(dá)16Mbit/s。 對于要求傳輸速率高、使用次數(shù)少、移動范圍小、價格比較低的設(shè)備,如打印機(jī)、掃描 儀、數(shù)碼像機(jī)等,IrDA技術(shù)是首選。 HomeRF是適合家庭區(qū)域范圍內(nèi)在PC和用戶電子設(shè)備之間實現(xiàn)無線數(shù)字通信的開放性工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 HomeRF工作在2.4GHz頻段,采用數(shù)字跳頻擴(kuò)頻技術(shù),速率為50跳/秒,并有75個帶 寬為1MHz跳頻信道。調(diào)制方式為2FSK與4FSK。數(shù)據(jù)的傳輸速率在2FSK方式下為1Mbit/s, 在4FSK方式下為2Mbit/s。在新版HomeRF2.x中,采用了寬帶頻率群(Wide Band Frequency Hopping,WBFH)技術(shù)把跳頻帶寬增加到了3MHz和5MHz,跳頻速率也增加到75跳/秒,數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到了10Mbit/s。 HomeRF工作組制訂了共享無線訪問協(xié)議(SWAP)無線通信規(guī)范,定義了一個新的通用空中接口,此接口支持家庭范圍內(nèi)語音、數(shù)據(jù)的無線通信。用戶使用符合SWAP規(guī)范的電子產(chǎn)品可實現(xiàn)在PC的外設(shè)、無繩電話等設(shè)備之間建立一個無線網(wǎng)絡(luò),以共享語音和數(shù)據(jù);在家庭區(qū)域范圍內(nèi)的任何地方,可以利用便攜式微型顯示設(shè)備瀏覽因特網(wǎng);在PC和其他設(shè)備之間共享同一個ISP連接等多項共享功能。 IEEE在美國及世界其他地區(qū)主推802.11x系列標(biāo)準(zhǔn),而在歐洲,歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會ETSI 則推出另一無線局域網(wǎng)系列標(biāo)準(zhǔn)HiperLAN1(高性能無線局域網(wǎng)),其地位相當(dāng)于802.11b, 但二者互不兼容。HiperLAN在歐洲得到了廣泛支持和應(yīng)用。 HiperLAN系列包含以下4種標(biāo)準(zhǔn): (1)HiperLANl:用于高速WLAN接入,工作在5.3GHz頻段。 (2)HiperLAN2:用于高速WLAN接入,工作在5GHz頻段。 (3)HiperLink(HiperLAN3):用于室內(nèi)無線主干系統(tǒng)。 (4)HiperAccess(HiperLAN4):用于室外對有線通信設(shè)施提供固定接入。 HiperLAN2工作在5GHz頻段,速率高達(dá)54Mbit/s。因為技術(shù)上的下列優(yōu)點,它被認(rèn)為是目前最先進(jìn)的WLAN技術(shù)。 為了實現(xiàn)54Mbit/s高速數(shù)據(jù)傳輸,物理層采用OFDM調(diào)制,MAC子層則采用1種動態(tài)時分復(fù)用的技術(shù)來保證最有效地利用無線資源。 為使系統(tǒng)同步,在數(shù)據(jù)編碼方面采用了數(shù)據(jù)串行排序和多級前向糾錯,每一級都能糾正一定比例的誤碼。 數(shù)據(jù)通過移動終端和接入點之間事先建立的信令鏈接來進(jìn)行傳輸,面向鏈接的特點使得HiperLAN2可以很容易地實現(xiàn)QoS支持。每個鏈接可以被指定一個特定的QoS,如帶寬、時延、誤碼率等,還可以給每個鏈接預(yù)先指定一個優(yōu)先級。 自動進(jìn)行頻率分配。接入點監(jiān)聽周圍的HiperLAN2無線信道,并自動選擇空閑信道。這一功能消除了對頻率規(guī)劃的需求,使系統(tǒng)部署變得相對簡便。 為了加強(qiáng)無線接入的安全性,HiperLAN2網(wǎng)絡(luò)支持鑒權(quán)和加密。通過鑒權(quán),使得只有合法的用戶才能接入網(wǎng)絡(luò),而且只能接入通過鑒權(quán)的有效網(wǎng)絡(luò)。 其協(xié)議棧具有很大的靈活性,可以適應(yīng)多種固定網(wǎng)絡(luò)類型。它既可以作為交換式以太網(wǎng)的無線接入子網(wǎng),也可以作為第3代蜂窩網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng),并且這種接入對于網(wǎng)絡(luò)層以上的用戶部分來說是完全透明的。當(dāng)前在固定網(wǎng)絡(luò)上的任何應(yīng)用都可以在HiperLAN2網(wǎng)上運(yùn)行。相比之下,IEEE 802.11的一系列協(xié)議都只能由以太網(wǎng)作為支撐,不如HiperLAN2靈活。 目前,ETSI的BRAN項目組還在開發(fā)新的HiperLAN標(biāo)準(zhǔn),如:用于無線ATM遠(yuǎn)程接入骨干網(wǎng)的HiperLAN3(后更名為HiperAccess);速率超過20Mbit/s用于無線ATM互聯(lián)的 HiperLAN4(后更名為HiperLink),工作于17GHz,速率最高可達(dá)150Mbit/s。 無線保真技術(shù)(Wireless Fidelity,Wi-Fi),也稱為無線相容性認(rèn)證。Wi-Fi與藍(lán)牙一樣,同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)。Wi-Fi傳輸速度非常高,最高可達(dá)11Mbit/s。雖然在數(shù)據(jù)安全性方面,該技術(shù)比藍(lán)牙技術(shù)要差一些,但是在電波的覆蓋范圍方面則要略勝一籌。基于藍(lán)牙技術(shù)的電波覆蓋范圍非常小,大約只有15m左右,而Wi-Fi的覆蓋范圍則可達(dá)90m左右,辦公室自不用說,就是在小一點的整棟大樓中也可使用。 另一方面,還可以將Wi-Fi本身當(dāng)作新型的寬帶服務(wù)的提供手段。美國Etherlinx、Iospan Wireless等企業(yè)通過對Wi-Fi方式進(jìn)行某些改進(jìn),已經(jīng)開發(fā)成功可將電波覆蓋范圍增加至最多32km的技術(shù)。如果使用該項技術(shù),不需線纜和電話線路,直接用Wi-Fi電波就可以提供無線寬帶服務(wù)。過去雖然也出現(xiàn)過服務(wù)提供商提供的無線因特網(wǎng)業(yè)務(wù),但是他們使用方式經(jīng)常會因為大樓布局和地形條件等因素而產(chǎn)生電波干擾,因此最終均告失敗。但是利用對W1-Fi的改進(jìn)方式不但可以解決這些問題,而且還可以將費用降低到比Cable Modem服務(wù)和DSL服務(wù)更便宜,而且速度更快。 2001年6月13日,Wi—Fi的工業(yè)團(tuán)體WECA在赫爾辛基召開了一次成員會議以建立一個在不同的無線局域網(wǎng)ISP間漫游模型。這使得終端用戶可進(jìn)入公眾無線局域網(wǎng)而與提供服務(wù)的ISP無關(guān)。 表4-1列出了幾種主要無線協(xié)議的頻寬和最大傳輸速率。 表4-1 頻寬和最大傳輸速率比較
1997年包括摩托羅拉、諾基亞、愛立信和美國的軟件公司的一些跨國通信技術(shù)公司共同制定了新一代無線應(yīng)用協(xié)議(Wireless Application Protocol,WAP)。WAP 是一種使用在無線通信設(shè)備(包括手機(jī)、便攜計算機(jī)、掌上電腦等)上的新的移動通信技術(shù),其功能類似于因特網(wǎng)上的 HTTP 協(xié)議。它定義了一系列將因特網(wǎng)內(nèi)容過濾和轉(zhuǎn)化為適用移動通信的標(biāo)準(zhǔn),使內(nèi)容可以更容易地在移動終端上顯示,使得利用手機(jī)就可以接入因特網(wǎng)并使用因特網(wǎng)上的各種應(yīng)用。 WAP 定義了一個開放的標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu),以及一系列的標(biāo)準(zhǔn)以實現(xiàn)因特網(wǎng)的無線接入訪問,WAP 主要包括 3 部分:客戶、網(wǎng)關(guān)和 WWW 服務(wù)器。其中 WWW 服務(wù)器就是目前常用的 WWW 服務(wù)器。網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器之間通過 HTTP 協(xié)議進(jìn)行通信,這就意味著服務(wù)的提供者幾乎可以不改動信息的內(nèi)容,只要增加網(wǎng)關(guān)設(shè)備,就可以向移動用戶提供信息。 1. 無線標(biāo)記語言(WML) WAP 移動終端上的瀏覽器所識別的描述語言不再是 HTML 或 JavaScript,而是無線標(biāo)記語言(Wireless Markup Language,WML)和無線標(biāo)記語言腳本 WMLScript。WML 是一種符合XML標(biāo)準(zhǔn)的描述語言。在 WML 中使用的標(biāo)記數(shù)量比 HTML 使用的要少很多,這主要是為了易在終端設(shè)備中實現(xiàn)。這些移動設(shè)備的存儲容量不大,不可能放置很大的系統(tǒng)和復(fù)雜的應(yīng)用程序。HTML 文檔是平面型的,而 WML 的文檔由一系列精心定義的用戶交互單元組成,一個交互單元成為一個卡(Card),用戶可以在一個或多個 WML 文檔的 Card 之間進(jìn)行瀏覽。 2.WDP 協(xié)議 眾所周知,HTTP 所采用的是 TCP/IP 協(xié)議,而 WAP 所采用的通信協(xié)議則是無線數(shù)據(jù)報 協(xié)議(Wireless Datagram Protocol,WDP)。WDP 是屬于無線網(wǎng)絡(luò)傳輸層的協(xié)議,其作用是為了使 WAP 能使用 TCP/IP 訪問因特網(wǎng)。 3.WAP網(wǎng)關(guān) WAP 網(wǎng)關(guān)用標(biāo)準(zhǔn)的 HTTP1.1 協(xié)議從 WWW 服務(wù)器上獲取信息,然后將其轉(zhuǎn)換為 WML 格式的文檔,并提供給移動終端。這樣只需要增加網(wǎng)關(guān)設(shè)備就可以將現(xiàn)有的 WWW 服務(wù)器上的內(nèi)容發(fā)送給移動用戶,而不需要專門開發(fā)相關(guān)的信息內(nèi)容。WAP 規(guī)范使用標(biāo)準(zhǔn)的 Web 代理技術(shù)來將無線網(wǎng)絡(luò)與 Web 連接起來。通過將處理功能集中在 WAP 網(wǎng)關(guān)中,WAP 結(jié)構(gòu)大大減少了手機(jī)上的操作負(fù)載。此外,網(wǎng)關(guān)還要完成DNS的功能。這樣,終端只需要輸入 URL 就可以得到相應(yīng)的信息,減少了終端設(shè)備上瀏覽器的負(fù)擔(dān),使之既簡單又廉價。網(wǎng)關(guān)的另一個功能是盡可能地減少用戶瀏覽網(wǎng)絡(luò)的時延,它可以通過與其他信息服務(wù)器之間的高速連接,減少信息獲取的時間。 4.WAP瀏覽器 為了實現(xiàn)客戶端的因特網(wǎng)信息瀏覽,必須要有瀏覽器,WAP 對客戶端使用的瀏覽器做了 相應(yīng)的規(guī)定。要求移動終端使用的瀏覽器代碼必須精練。WAP 中客戶端的瀏覽器不能用鼠標(biāo) 作為輸入設(shè)備,而只能用普通的 12 鍵的電話撥號盤和特殊的功能鍵來實現(xiàn)信息的瀏覽。用戶通過上移鍵和下移鍵而不是鼠標(biāo)在各個卡之間來回進(jìn)行導(dǎo)航。為了保持與標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器的一致,微瀏覽器還提供了各種導(dǎo)航功能如Back、Home、書簽等。微瀏覽器允許具有較大屏幕和更多特性的設(shè)備自動顯示更多的內(nèi)容,就像傳統(tǒng)的瀏覽器當(dāng)瀏覽窗口擴(kuò)大時能顯示更多的信息一樣。 5.輕量級協(xié)議棧 WAP 協(xié)議棧將無線手機(jī)訪問因特網(wǎng)的帶寬需求降到最低,保證了各種無線網(wǎng)絡(luò)都可以使 用 WAP 規(guī)范。通過使用 WAP 協(xié)議??梢怨?jié)省大量的無線帶寬。要完成同樣一個訪問操作, 使用 WAP 協(xié)議棧涉及到的包數(shù)量不到使用全標(biāo)準(zhǔn)的 HTTP/TCP/IP 協(xié)議棧的一半,這對于帶 寬嚴(yán)重受限的無線網(wǎng)絡(luò)來講無疑是十分有益的。 |
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