網絡標準

電氣電子工程師學會（IEEE）的前身是美國電氣工程師協會(AIEE)和無線電工程師協會(IRE)。為了推進新技術領域的發展，AIEE於1884年在紐約州成立，同年，它還代表美國參加了費城舉辦的國際電氣展覽會。在其後的發展中，AIEE造就了一批早期的行業巨人，其中包括托馬斯·阿爾瓦·愛迪生和亞歷山大·格拉漢姆·貝爾等許多著名的發明家。在通過標準、技術會議和出版物等方式為整個電氣行業服務的同時，AIEE也有效促進了電氣工程在教育領域的發展，20世紀20年代，許多美國大學都開設了獨立的電氣工程教育專業。二十世紀初期，無線電也開始走入了人們的視野。1912年，依照AIEE模式，無線電工程師協會（IRE）建立，IRE以無線電研究為核心，後又將研究領域擴展至電子學。隨着無線電技術的發展，廣播電視等開始普及。戰後，AIEE和IRE都取得了一定的發展，同時還擴大了各自的涉及領域，正是由於專業領域的擴張已經超出了它們各自的電力和無線電領域，雙方力求可以合作建立一個共同的組織。由此，1963年1月1日，擁有150000名會員的IEEE協會誕生了。

IEEE是世界權威的標準制定機構，目前已經為通信、信息技術、發電產品等制定了許多現行產業標準。

每年，IEEE在全球主辦或協辦900多個技術會議，參會人數超過10萬人。 ^[3] 

IEEE標準協會下設IEEE 802 ^[1]  。

IEEE 802又稱為LMSC（LAN /MAN Standards Committee，局域網/城域網標準委員會），致力於研究局域網和城域網的物理層和MAC層規範，對應OSI參考模型的下兩層。

LMSC下設多個工作組和研究組（Working Groups and Study Groups），活躍的工作組和研究組（Working Groups and Study Groups）如下 ^[2]  ：

802.1高層局域網協議工作組（Higher Layer Local Area Network Protocols Working Group）

802.3以太網工作組（Ethernet Working Group）

802.11無線局域網工作組（Wireless Local Area Network (WLAN) Working Group）

802.15無線個域網工作組（Wireless Personal Area Network (WPAN) Working Group）

802.18無線電管制技術顧問組（Radio Regulatory TAG）

802.19無線共存工作組（Wireless Coexistence Working Group）

802.21媒體獨立切換服務工作組（Media Independent Handover Services Working Group）

802.22無線地域網（Wireless Regional Area Networks）

802.24垂直應用技術顧問組（Vertical Applications TAG）

在每個工作組和研究組下又設置了任務組（Task Group），負責制定具體領域的各標準。

IEEE 802在無線領域主要有四個工作組：802.11、802.15、802.16、802.20。

802.11 無線局域網

已經通過的標準：802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11i、802.11n、802.11k等 ^[4]  。

802.15 無線個域網

已經通過的標準：802.15.1、802.15.2、802.15.3a、802.15.3b、802.15.4等。

802.16 寬帶無線接入（無線城域網）

已經通過的標準：802.16、802.16a、802.16c、802.16.2、802.16一致性測試等。

802.20 移動寬帶無線接入

處於提案徵求階段，還處於標準研究初期。

802.3 以太網

2000年12月,IEEE 802.3成立了第一英里以太網（EFM）特別工作組，致力於研究如何支持三種接入網拓撲以及相應的物理層：銅線上以太網（EoVDSL），在750m上傳送10Mb/s；點到點光纖上的以太網，在最長10km上傳送1000Mb/s；點到多點光纖上的以太網（EPON），在最長10km上傳送1000Mb/s。因此，802.3ah標準中主要涉及VDSL和EPON兩種標準。該標準已經到D3版本，處於研究階段。

802.17 彈性分組環

2001年11月成立，將吸收千兆以太網的經濟性、SDH對延時和抖動的嚴格保障、可靠的時鐘和50ms環保護和恢復等特性，提出RPR的標準。

IEEE 802.11 ，1997年，原始標準（2Mbit/s，工作在2.4GHz）。

IEEE 802.11a，1999年，物理層補充（54Mbit/s，工作在5.2GHz）。

IEEE 802.11b，1999年，物理層補充（11Mbit/s工作在2.4GHz）。

IEEE 802.11c，符合802.1D的媒體接入控制層橋接（MAC Layer Bridging）。

IEEE 802.11d，根據各國無線電規定做的調整。

IEEE 802.11e，對服務等級（Quality of Service, QoS）的支持。

IEEE 802.11f，基站的互連性（IAPP, Inter-Access Point Protocol），2006年2月被IEEE批准撤銷。

IEEE 802.11g，2003年，物理層補充（54Mbit/s，工作在2.4GHz）。

IEEE 802.11h，2004年，無線覆蓋半徑的調整，室內（indoor）和室外（outdoor）信道（5.2GHz頻段）。

IEEE 802.11i，2004年，無線網絡的安全方面的補充。

IEEE 802.11j，2004年，根據日本規定做的升級。

IEEE 802.11l，預留及準備不使用。

IEEE 802.11m，維護標準；互斥及極限。

IEEE 802.11n，更高傳輸速率的改善，支持多輸入多輸出技術（Multi-Input Multi-Output，MIMO）。 提供標準速度300M，最高速度600M的連接速度

IEEE 802.11k，該協議規範規定了無線局域網絡頻譜測量規範。該規範的制訂體現了無線局域網絡對頻譜資源智能化使用的需求。

除了上面的IEEE標準，另外有一個被稱為IEEE 802.11b+的技術，通過PBCC技術（Packet Binary Convolutional Code）在IEEE 802.11b(2.4GHz頻段) 基礎上提供22Mbit/s的數據傳輸速率。但這事實上並不是一個IEEE的公開標準，而是一項產權私有的技術，產權屬於美國德州儀器公司。

IEEE 802.11a是802.11原始標準的一個修訂標準，於1999年獲得批准。802.11a標準採用了與原始標準相同的核心協議，工作頻率為5GHz，使用52個正交頻分多路複用副載波，最大原始數據傳輸率為54Mb/s，這達到了現實網絡中等吞吐量（20Mb/s）的要求。如果需要的話，數據率可降為48，36，24，18，12，9或者6Mb/s。802.11a擁有12條不相互重疊的頻道，8條用於室內，4條用於點對點傳輸。它不能與802.11b進行互操作，除非使用了對兩種標準都採用的設備。

IEEE 802的標準草案首先在工作組內進行投票，當達到75%以上同意後，則視為通過，並提交到LMSC進行Sponsor Ballot的投票。在LMSC投票過程中，如果90%以上同意，則視為通過，IEEE 802就可以將其發佈為正式的標準，如IEEE 802.2、IEEE 802.3、IEEE 802.11。IEEE 802一般會將他們的標準提交到國際標準化組織（ISO），ISO採納後會以ISO的名義發佈，如已經被ISO接受併發布的標準有：ISO/IEC 8802-1、ISO/IEC 8802-2、ISO/IEC 8802-3、ISO/IEC 8802-5、ISO/IEC 8802-11等。 ^[5] 

由於2.4GHz頻帶已經被到處使用，採用5GHz的頻帶讓802.11a具有更少衝突的優點。然而，高載波頻率也帶來了負面效果。802.11a幾乎被限制在直線範圍內使用，這導致必須使用更多的接入點；同樣還意味着802.11a不能傳播得像802.11b那麼遠，因為它更容易被吸收。

儘管2003年的世界無線電通信會議讓802.11a在全球的應用變得更容易，不同的國家還是有不同的規定支持。美國和日本已經出現了相關規定對802.11a進行了認可，但是在其它地區，如歐盟，管理機構卻考慮使用歐洲的HIPERLAN標準，而且在2002年中期禁止在歐洲使用802.11a。在美國，2003年中期聯邦通信委員會的決定可能會為802.11a提供更多的頻譜。

在52個OFDM副載波中，48個用於傳輸數據，4個是引示副載波（pilot carrier），每一個帶寬為0.3125MHz（20MHz/64），可以是二相移相鍵控（BPSK），四相移相鍵控（QPSK），16-QAM或者64-QAM。總帶寬為20MHz，佔用帶寬為16.6MHz。符號時間為4毫秒，保護間隔0.8毫秒。實際產生和解碼正交分量的過程都是在基帶中由DSP完成，然後由發射器將頻率提升到5GHz。每一個副載波都需要用複數來表示。時域信號通過逆向快速傅里葉變換產生。接收器將信號降頻至20MHz，重新採樣並通過快速傅里葉變換來重新獲得原始係數。使用OFDM的好處包括減少接收時的多路效應，增加了頻譜效率。

802.11a產品於2001年開始銷售，比802.11b的產品還要晚，這是因為產品中5GHz的組件研製成功太慢。由於802.11b已經被廣泛採用了，802.11a沒有被廣泛的採用。再加上802.11a的一些弱點，和一些地方的規定限制，使得它的使用範圍更窄了。802.11a設備廠商為了應對這樣的市場匱乏，對技術進行了改進（802.11a技術已經與802.11b在很多特性上都很相近了），並開發了可以使用不止一種802.11標準的技術。已經有了可以同時支持802.11a和b，或者a、b、g都支持的雙頻，雙模式或者三模式的的無線網卡，它們可以自動根據情況選擇標準。同樣，也出現了移動適配器和接入設備能同時支持所有的這些標準。

其載波的頻率為2.4GHz，可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多重傳送速度。它有時也被錯誤地標為Wi-Fi。實際上Wi-Fi是無線局域網聯盟（WLANA）的一個商標，該商標僅保障使用該商標的商品互相之間可以合作，與標準本身實際上沒有關係。在2.4-GHz的ISM頻段共有14個頻寬為22MHz的頻道可供使用。IEEE 802.11b的後繼標準是IEEE 802.11g，其傳送速度為54Mbit/s。

IEEE 802.11g在2003年7月被通過。其載波的頻率為2.4GHz（跟802.11b相同），原始傳送速度為54Mbit/s，淨傳輸速度約為24.7Mbit/s（跟802.11a相同）。802.11g的設備向下與802.11b兼容。

其後有些無線路由器廠商因應市場需要而在IEEE 802.11g的標準上另行開發新標準，並將理論傳輸速度提升至108Mbit/s 或125Mbit/s。

IEEE 802.11i是IEEE為了彌補802.11脆弱的安全加密功能（WEP，Wired Equivalent Privacy）而制定的修正案，於2004年7月完成。其中定義了基於AES的全新加密協議CCMP（CTR with CBC-MAC Protocol），以及向前兼容RC4的加密協議TKIP（Temporal Key Integrity Protocol）。

無線網絡中的安全問題從暴露到最終解決經歷了相當的時間，而各大廠通信芯片商顯然無法接受在這期間什麼都不出售，所以迫不及待的Wi-Fi廠商採用802.11i的草案3為藍圖設計了一系列通信設備，隨後稱之為支持WPA（Wi-Fi Protected Access）的；之後稱將支持802.11i最終版協議的通信設備稱為支持WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）的。

IEEE 802.11n，是2004年1月時IEEE宣佈組成一個新的單位來發展的新的802.11標準，在市面上零售的相關產品版本為草擬版本2.0。傳輸速度理論值為300Mbit/s，因此需要在物理層產生更高速度的傳輸率，此項新標準應該要比802.11b快上50倍，而比802.11g快上10倍左右。802.11n也將會比無線網絡傳送到更遠的距離。

在802.11n有兩個提議在互相競爭中：

WWiSE (World-Wide Spectrum Efficiency) 以Broadcom為首的一些廠商支持。

TGn Sync 由Intel與Philips所支持。

802.11n增加了對於MIMO的標準，使用多個發射和接收天線來允許更高的數據傳輸率，並使用了Alamouti coding coding schemes 來增加傳輸範圍。

IEEE 802.11k闡述了無線局域網中頻譜測量所能提供的服務，並以協議方式規定了測量的類型及接收發送的格式。此協議制定了幾種有測量價值的頻譜資源信息，並建立了一種請求/報告機制，使測量的需求和結果在不同終端之間進行通信。協議制定小組的工作目標是要使終端設備能夠通過對測量信息的量讀做出相應的傳輸調整，為此，協議制定小組定義了測量類型。