關于無線網絡及發展前景探討

張保東

（北京交通大學，北京 100044）

1 無線網絡概述

無線網絡技術涵蓋的范圍很廣，既包括允許用戶建立遠距離無線連接的全球語音和數據網絡，也包括為近距離無線連接進行優化的紅外線技術及射頻技術。通常用于無線網絡的設備包括便攜式計算機、臺式計算機、手持計算機、個人數字助理(PDA)、移動電話、筆式計算機和尋呼機。無線技術用于多種實際用途。例如，手機用戶可以使用移動電話查看電子郵件。使用便攜式計算機的旅客可以通過安裝在機場、火車站和其他公共場所的基站連接到Internet。在家中，用戶可以連接桌面設備來同步數據和發送文件。

2 無線網絡的標準

為了解決各種無線網絡設備互連的問題，美國電機電子工程師協會(IEEE)推出了IEEE802.11無線協議標注。目前802.11主要有 802.11b、802.11a、802.11g三個標準。最開始推出的是802,11b，它的傳輸速度為lIMB／s，最大距離室外300米，室內約50米。因為它的連接速度比較低，隨后推出了802.11a標準，它的連接速度可達54MB/s。但由于兩者不互相兼容，致使一些早已購買802.11b標準的無線網絡設備在新的802，11a網絡中不能用，所以IEEE又正式推出了完全兼容802.11b標準且與802.11a速率上兼容的802.11g標準，這樣通過802.11g，原有的802.11b和802.11a兩種標準的設備就可以在同一網絡中使用。IEEE802.11g同802.11b一樣，也工作在2.4GHz頻段內，比現在通用的802.11b速度要快出5倍，并且與802，11完全兼容，在選購設備時建議弄清是否支持該協議標準。選擇適合自己的，802.11g標準現在已經開始普及。

3 無線網絡類型

3.1 無線廣域網(WWAN)。無限廣域網技術可使用戶通過遠程公用網絡或專用網絡建立無線網絡連接。通過使用由無線服務提供商負責維護的若干天線基站或衛星系統，這些連接可以覆蓋廣大的地理區域，例如若干城市或者國家(地區)。目前的WWAN技術被稱為第二代(2G)系統。2G系統主要包括移動通信全球系統 (GSM)、蜂窩式數字分組數據(CDPD)和碼分多址(CDMA)。現在正努力從2G網絡向第三代(3G)技術過渡。一些2G網絡限制了漫游功能并且相互不兼容；而第三代(3G)技術將執行全球標準，并提供全球漫游功能。ITU正積極促進3G全球標準的指定。

3.2 無線局域網(WLAN)。無線局域網技術可以使用戶在本地創建無線連接(例如，在公司或校園的大樓里，或在某個公共場所，如機場)。WLAN可用于臨時辦公室或其他無法大范圍布線的場所，或者用于增強現有的LAN，使用戶可以在不同時間、在辦公樓的不同地方工作。WLAN以兩種不同方式運行。在基礎結構WLAN中，無線站(具有無線電網卡或外置調制解調器的設備)連接到無線接入點，后者在無線站與現有網絡中樞之間起橋梁作用。在點對點(臨時)WLAN中，有限區域(例如會議室)內的幾個用戶可以在不需要訪問網絡資源時建立臨時網絡，而無需使用接入點。

3.3 無線個人網(WPAN)。無線個人網技術使用戶能夠為個人操作空間(POS)設備(如PDA、移動電話和筆記本電腦等)創建臨時無線通訊。POS指的是以個人為中心，最大距離為10米的一個空間范圍。目前，兩個主要的胛AN技術是“Bluetooth”和紅外線?！癇luetooth”是一種電纜替代技術，可以在30英尺以內使用無線電波傳送數據。Bluetooth數據可以穿過墻壁、口袋和公文包進行傳輸。“Bluetooth專門利益組 (SIG)”推動著“Bluetooth”技術的發展，于1999年發布了Bluetooth版本1.0規范。作為替代方案，要近距離(一米以內)連接設備，用戶還可以創建紅外鏈接。

為了規范無線個人網技術的發展，IEEE已為無線個人網成立了802.15工作組。該工作組正在發展基于Bluetooth版本1.0規范的WPAN標準。該標準草案的主要目標是低復雜性、低能耗、交互性強并且能與802.11網絡共存。無線個人網和無線局域網并不一樣。無線個人網是以個人為中心來使用的無線個人區域網，它實際上就是一個低功率、小范圍、低速度和低價格的電纜替代技術。但無線局域網卻是同時為許多用戶服務的無線網絡，它是一個大功率、中等范圍、高速率的局域網。

最早使用的WPAN是1994年愛立信公司推出的藍牙系統，其標準是[EEE802.15.1[w-BLUE]。藍牙的數據率為 720kb／s，通信范圍在10米左右。為了適應不同用戶的需求，無線個人網還定義了另外兩種低速WPAN和高速WPAN。

3.4 無線城域網(WMAN)。無線城域網技術使用戶可以在城區的多個場所之間創建無線連接(例如，在一個城市或大學校園的多個辦公樓之間)，而不必花費高昂的費用鋪設光纜、銅質電纜和租用線路。此外，當有線網絡的主要租賃線路不能使用時，WWAN還可以作備用網絡使用。WWAN使用無線電波或紅外光波傳送數據。為用戶提供高速Internet接入的寬帶無線接入網絡的需求量正日益增長。盡管目前正在使用各種不同技術，例如多路多點分布服務(MMDS)和本地多點分布服務(LMDS)，但負責制定寬帶無線訪問標準的IEEE 802.16工作組仍在開發規范以便實現這些技術的標準化。

無線城域網服務范圍可覆蓋一個城市的部分區域，通信的距離變化較大(遠的可達50公里)，因此接收到的信號功率和信噪比等也會有很大的差別。這就要求有多種的調制方法。因此工作在毫米波段的802.16必須有不同的物理層。802.16的基站可能需要多個定向天線，各指向對應的接收點。由于天氣條件(雨、雪、雹、霧等)對毫米波的傳輸的影響較大，因此與室內工作的無線局域網相比較時，802.16對差錯的處理也更為重要。

4 前景展望

經過多年的發展，無線局域網在技術上已經日漸成熟，應用日趨廣泛，無線局域網將從小范圍應用進入主流應用。未來無線局域網技術將更加成熟，產品性能將更加穩定，市場將持續不斷地增長，價錢將持續降低，大型設備提供商將進入這個市場，大多數企業和公司將采用無線局域網進行內部網絡建設。面對如此良好的發展前景，我國應大力推動無線局域網技術的研究和實用化，抓住無線局域網發展的契機。這樣，不但可極大地推動國家信息化的發展進程，還將為我國信息產業和通信市場步入國際市場提供大好機遇。

[1]黎連業等.《無線網絡及其應用技術》清華大學出版社，2004.

[2]（英）瓦卡（Vacca,J.R.）編著，《無線寬帶網絡技術指南》人民郵電出版社，2006.

[3]李文仲,段朝玉編.《ZigBee無線網絡技術入門與實戰》.