第2章 WLAN标准组织介绍

关于本章

我国的无线电管理委员会、美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission, FCC）等各国的通信监管机构负责制定规章制度，管理通信频率、发射功率和传输方式等。IEEE、IETF、ETSI等标准组织负责制定通信协议，协议必须遵循各国通信监管机构的相关规定。而Wi-Fi联盟（Wi-Fi Alliance, WFA）负责对无线网络设备进行认证测试与Wi-Fi商标授权的工作，在全球范围内推行Wi-Fi产品的兼容认证，发展基于IEEE 802.11标准的无线局域网技术。这些监管机构和标准组织共同对WLAN行业进行监管和规范。

通过本章的学习，读者将会掌握以下内容。

· 各种WLAN标准组织职能及作用

2.1 无线电管理委员会

无线电管理委员会，即国家无线电管理委员会，是国务院、中央军委领导下负责全国无线电管理工作的机构。1998年，《国务院关于议事协调机构和临时机构设置的通知》（国发[1998]7号）决定撤销国家无线电管理委员会，工作改由信息产业部承担。原国家无线电管理委员会及其办公室的行政职能，并入信息产业部。信息产业部根据国务院赋予的任务，组建了无线电管理局（国家无线电办公室），为信息产业部主管全国无线电管理工作的职能机构。

2008年，信息产业部和其他工业管理和信息化相关部门一起组成工业和信息化部，成为国务院组成部门。无线电管理局（国家无线电办公室）成为工业和信息化部的24个内设机构之一。工业和信息化部无线电管理局（国家无线电办公室）的主要职责是：编制无线电频谱规划；负责无线电频率的划分、分配与指配；依法监督管理无线电台（站）；负责卫星轨道位置协调和管理；协调处理军地间无线电管理相关事宜；负责无线电监测、检测、干扰查处，协调处理电磁干扰事宜，维护空中电波秩序；依法组织实施无线电管制；负责涉外无线电管理工作。

在中国大陆境内生产无线电发射设备或向中国大陆出口的无线电发射设备，均须经工业和信息化部无线电管理局对其发射特性进行型号核准，核发“无线电发射设备型号核准证”和型号核准代码。无线电发射设备，包括无线电通信、导航、定位、测向、雷达、遥控、遥测、广播、电视等各种发射无线电波的设备，但不包含可辐射电磁波的工业、科研、医疗设备、电气化运输系统、高压电力线及其他电气装置等。因此，凡是发射无线电波的设备，均须进行型号核准认证。目前，主要核准十类设备：公众移动通信设备、无线接入设备、专网设备、微波设备、卫星设备、广电设备、2.4GHz/5.8GHz无线接入设备、短距离无线电设备、雷达设备、其他无线电发射设备。

型号核准检测主要针对无线电发射设备工作的频率、频段、发射功率、频率容限、占用带宽（或发射信号的频谱特性）、带外发射及杂散发射等频谱参数进行核定。这些频谱参数直接关系到有限的频谱资源能否得到科学利用，空中电波秩序能否得到有效维护，无线电安全能否得到有力保障。

对于WLAN系统，工业和信息化部无线电管理局规定，WLAN设备使用5.8GHz频段时限制发射功率为500mW。WLAN设备使用2.4GHz频段时所允许的等效全向辐射功率（Equivalent Isotropic Radiated Power, EIRP）限值为：当天线增益＜10dBi时，EIRP≤100mW；当天线增益≥10dBi时，EIRP≤500mW。

2.2 FCC

FCC是美国国会所属的一个独立政府机构。FCC根据《美国通信法》于1934年成立，负责监管美国各州与国际间的无线电、电视、电话、卫星和电报通信。FCC对50个州、哥伦比亚特区以及美国属地拥有通信管辖权。

在无线网络领域，FCC负责管理两类无线通信：需要许可频段与免许可频段通信。二者的区别在于，免许可频段上可以免费进行通信，即安装无线系统之前不需要进行申请牌照的程序。FCC从以下5个方面管理需要许可频段与免许可频段的通信：频率、带宽、主动辐射器（Intentional Radiator, IR）的最大输出功率、最大等效全向辐射功率（Equivalent Isotropically Radiated Power, EIRP）及用途（包括室内和室外）。

FCC与其他监管机构负责制定约束用户射频传输行为的规定，标准组织根据这些规定制定相应的标准。监管机构和标准组织相互合作，以满足无线行业迅速增长的需求。FCC制定的规则公布在《美国联邦监管法典》（Code of Federal Regulations, CFR）中，该法典分为50个主题，第47主题“无线电通信”是无线网络相关的内容，其第15部分“射频设备”描述了802.11无线网络的规则条例。具体而言，第15部分法规又可以划分为适用范围，通用运行条件，通用技术要求，测量标准，辐射测量的频率范围，无意辐射体的设备认证、传导限值、辐射发射限值等若干个子部分。第15部分法规规定了对所有射频设备的要求，是作为射频设备进入北美市场必须遵循的要求。

2.3 ETSI

欧洲电信标准协会（European Telecommunications Standards Institute, ETSI）是一个非营利组织，负责制定可以在欧洲或者更广范围使用的通信标准，其标志如图2-1所示。ETSI本部位于法国南部Sophia Antipolis，拥有来自欧洲54个国家的912个成员。ETSI的成员包括政府管制机构、网络运营商、制造商、服务提供商、研究机构和用户。ETSI致力于研究在欧洲和世界各地应用的电信、广播和信息技术，其主要目标是通过一个所有主要成员都能参与进来的论坛在全球范围内进行联合。

ETSI下的宽带无线电接入网络（Broadband Radio Access Networks, BRAN）小组制定的HiperLAN系列标准是目前WLAN的两个典型标准之一。HiperLAN包括HiperLAN1和HiperLAN2。HiperLAN1采用高斯最小相移键控（Gaussian Filtered Minimum Shift Keying, GMSK）调制技术，为用户提供高速无线局域网连接。HiperLAN2采用正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）调制技术，其物理层与IEEE 802.11a极为相近，可以有效对抗多径干扰，提高数据速率。虽然HiperLAN具有高传输速率、支持QoS、高安全性等特点，但技术过于复杂，不利于推广。

2.4 IEEE

电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE）是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会，由美国无线电工程师协会和美国电气工程师协会在1963年1月1日合并而成，是世界上最大的专业技术组织之一。IEEE在150多个国家中拥有300多个地方分会，会员超过40万名，总部在美国纽约市，其使命是“鼓励技术创新，谋求人类福祉”。IEEE成立的目的在于为电气电子方面的科学家、工程师、制造商提供国际联络交流的场合，并提供专业教育和提高专业能力的服务。协会的主要活动是召开会议、出版期刊杂志、制定标准、继续教育、颁发奖项、认证等。

IEEE最广为人知的是其制定的局域网标准，即IEEE 802项目（802项目只是IEEE众多项目之一）。IEEE项目划分为若干个工作组，工作组致力于开发解决特定问题或需求的标准。例如，IEEE 802.3工作组负责制定以太网标准，IEEE 802.11负责制定无线局域网标准。IEEE在成立每个工作组时都会为其分配一个数字，分配给无线工作组的数字11表示该工作组属于IEEE 802项目成立的第11个工作组。

IEEE成立的任务组负责对工作组制定的现有标准进行补充和完善，按顺序给每个任务组分配一个单字母（如果所有单字母都已使用，就为任务组分配多个字母），将字母添加到标准数字后面（如802.11a、802.11g、802.11af）。部分字母闲置不用，例如，不使用字母o和l，以免与数字0和1混淆。为避免与其他标准混淆，IEEE未将字母x分配给802.11任务组，因为802.11x容易与802.1X标准混淆。

2.5 Wi-Fi联盟

Wi-Fi联盟是一个全球性的非营利行业协会，拥有350多家会员企业，致力于推动无线局域网的发展。Wi-Fi联盟的主要任务之一是向市场推广Wi-Fi品牌，并增进消费者对新兴802.11技术的了解。由于Wi-Fi联盟获得了巨大的市场成功，全球4.5亿Wi-Fi用户在第一时间就认可了Wi-Fi标志，如图2-2所示。

Wi-Fi联盟成立于1999年8月，总部位于美国德州奥斯汀（Austin），其负责对无线网络设备进行认证测试与Wi-Fi商标授权的工作，主要目的是在全球范围内推行Wi-Fi产品的兼容认证，发展基于IEEE 802.11标准的无线局域网技术。截止到2013年5月，该联盟成员企业已达到550多家。在Wi-Fi联盟550家会员企业中，理事会成员企业包括苹果（Apple）、博通（Broadcom）、思科（Cisco）、康卡斯特（COMCAST）、戴尔（DELL）、华为（HUAWEI）、英特尔（Intel）、乐金（LG）、微软（Microsoft）、摩托罗拉（MOTOROLA）、诺基亚（Nokia）、高通（Qualcomm）、三星（SAMSUNG）、索尼（Sony）、得州仪器（TI）、T-Mobile等16家企业。

自2000年Wi-Fi联盟开展此项认证以来，已经启用的Wi-Fi认证在全球范围内得到了广泛的认可。Wi-Fi联盟在世界范围内授权8个国家14个独立的测试实验室对厂商设备进行互操作性测试，至今已经有超过15000种产品获得了Wi-Fi CERTIFIEDTM指定认证，有力地推动了Wi-Fi产品和服务在消费者市场和企业市场两方面的全面开展。

Wi-Fi CERTIFIEDTM主要包括以下认证项目。

核心技术与安全：对802.11a/b/g/n技术进行互操作性认证测试，以确保基本的无线数据传输符合要求。对设备是否支持WPA/WPA2无线网络安全性机制进行验证，企业级设备须支持EAP协议。

WMM（Wi-Fi MultiMedia, Wi-Fi多媒体）：使用WMM的Wi-Fi网络将各种应用产生的流量划分为不同优先级。如果网络中的接入点与用户设备均支持WMM，语音或视频等对时延敏感的应用产生的流量将优先使用半双工射频介质进行传输。所有支持802.11n的核心认证产品都被强制要求支持WMM，而对于802.11a/b/g的核心认证设备，WMM认证是可选的。

WMM-PS（WMM Power Save, WMM省电）：管理并调整用户设备上Wi-Fi无线接口处于休眠状态的时间，以延长设备电池的续航能力。

WPS（Wi-Fi Protected Setup, Wi-Fi保护设置）:2007年初发布的认证项目，目的是让消费者可以通过更简单的方式来设定无线网络装置，并且保证有一定的安全性。

Wi-Fi Direct:Wi-Fi设备无需接入点就可互联，使得移动电话、照相机、打印机、游戏设备、笔记本电脑可以建立一对一的连接，甚至使一小组设备连接起来。

Voice Personal：为家庭和小型企业的Wi-Fi网络提供增强的语音应用，这种网络包括一个接入点和不同用户设备产生的混合语音与数据流量，并支持多达4个并行电话呼叫。

2.6 IETF

1992年，由于互联网用户的急剧增加及应用范围的不断扩大，以制定互联网相关标准及推广应用为目的的ISOC（Internet Society，国际互联网协会）应运而生，标志着互联网开始向商用过渡。ISOC是一个非政府、非营利性的行业性国际组织，目标是保证互联网的开放发展并为全人类服务。

IAB（Internet Architecture Board，互联网架构委员会）是ISOC的技术咨询团体，承担ISOC技术顾问组的角色。IAB负责定义整个互联网的架构和长期发展规划，通过IESG（Internet Engineering Steering Group，互联网工程指导小组）向IETF（Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）提供指导并协调各个IETF工作组的活动，在新的IETF工作组设立之前IAB负责审查其章程，从而保证其设置的合理性。IAB是IETF的最高技术决策机构。IETF与IESG、IAB等各组织机构的层级关系如图2-3所示。

IETF的使命是通过出版高质量的相关技术文件影响人们设计、使用和管理互联网的方式，使互联网更好地运作。其工作组按主题分为多个领域：应用程序、通用部分、互联网、业务和管理、实时应用程序和基础设施、路由、安全及传输，每个研究领域均有1～3名领域管理者，这些管理者均是IESG的成员。

IESG对IETF的活动和互联网标准进程进行技术管理。IETF由大量工作组构成，每个组解决特定的主题。IESG负责创建IETF工作组并为其分配一个特定的主题。工作组的工作结果通常会形成对应的RFC文档，大多数RFC描述的网络协议、服务或策略可能演变为一种互联网标准。RFC按顺序依次编号，一个号码一旦被指定后，就将永远不重复使用。RFC可能会更新或辅之以较高编号的RFC。

IETF于2005年成立了CAPWAP工作组以标准化AP和AC间的隧道协议，解决隧道协议不兼容造成不同厂家的AP和AC无法进行互通的问题。RFC 5415定义的CAPWAP协议作为通用隧道协议，完成了AP发现AC等基本协议功能。RFC 3748则定义了与WLAN安全相关的EAP协议。

2.7 WAPI

WAPI（Wireless LAN Authentication and Privacy Infrastructure，无线局域网鉴别和保密基础结构）由中国宽带无线IP标准工作组负责起草，是中国无线局域网安全强制性标准，同时是中国首个在计算机宽带无线网络通信领域自主创新并拥有知识产权的安全接入技术标准。

WAPI产业联盟以无线网络安全技术（WAPI）优势为基础，实现其作为基础共性技术的推广和应用。WAPI产业联盟（中国计算机行业协会无线网络和网络安全接入技术专业委员会）成立于2006年3月7日，是由积极投身于无线局域网产品的研发、制造、运营的企事业单位、团体组成的民间社团组织及产业合作平台。其宗旨是整合及协调产业、社会资源，提升联盟成员在无线局域网相关领域的研究、开发、制造、服务水平，促进无线局域网产业的快速发展。WAPI产业联盟目前已有86家成员单位，在国内形成了WAPI完整产业链，覆盖“技术研发、标准制定、芯片开发、系统设计、产品制造、系统集成、运营应用”各环节，已有百余家国内外企业能生产、销售上千种型号的WAPI产品。