WLAN的發(fā)展與應(yīng)用前景

摘 要：本文介紹了WLAN（無(wú)線局域網(wǎng)）的基本特征與運(yùn)營(yíng)模式，并闡述了Wi-Fi安全性問(wèn)題、WAPI興起及相應(yīng)頻率規(guī)劃等WLAN演進(jìn)發(fā)展?fàn)顩r及其應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：WLAN；Wi-Fi；發(fā)展

中圖分類號(hào)：TN925.93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 22-0000-01

無(wú)線局域網(wǎng)WLAN，顧名思義是一種借助無(wú)線技術(shù)取代以往有線布線方式構(gòu)成局域網(wǎng)的新手段，可提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能。它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，系統(tǒng)用無(wú)線接入的一個(gè)子集，但原則上與藍(lán)牙有類似性，覆蓋無(wú)線個(gè)人域網(wǎng)（WPAN）范疇。與藍(lán)牙相比，它能支持較高傳輸速率，利用射頻無(wú)線電或紅外線，借助直接序列擴(kuò)頻（DSSS）或跳頻擴(kuò)頻（FHSS），GMSK，OFDM等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)固定、半移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端對(duì)Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的高速連接訪問(wèn)。因此，原則上它與速率較低的藍(lán)牙技術(shù)有不同市場(chǎng)定位，相互支持補(bǔ)充，構(gòu)成一種完整有效的WLAN/WPAN/WBAN無(wú)線接入。WLAN的基本特征：

一、較高的傳輸速率及較遠(yuǎn)的連接距

與WPAN相比，即使不涉及UWB，WLAN采用OFDM/MIMO技術(shù)后，傳速率可高達(dá)54Mbit/s，甚至可以與UWB相比美。對(duì)通信距離而言，最高可大于100m。因此，在速率與距離方面，WLAN的優(yōu)勢(shì)明顯。

二、較高頻譜利用效率

采用OFDM技術(shù)，借助多狀態(tài)調(diào)制處理的WLAN可取得較高的頻譜利用效率。若進(jìn)一步結(jié)合區(qū)域覆蓋能力，綜合評(píng)價(jià)其容量能力與頻譜利用效率則可得結(jié)果如下：

藍(lán)牙系統(tǒng)為3×104bit/（s﹒m2），IEEE，802.11a系統(tǒng)為8.3×104bit/（s﹒m2），UWB系統(tǒng)潛力更高，可望高達(dá)1×106bit/（s﹒m2）。

三、較適宜高速Internet連接及高質(zhì)量多媒體傳輸

這是能以較高速率傳輸?shù)谋厝唤Y(jié)果。

802.11x及其速率增強(qiáng)

IEEE在1997年為無(wú)線局域網(wǎng)制定了第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)──IEEE 802.11，其中定義了媒體存取控制層（MAC層）和物理層。物理層定義了在2.4GHz的ISM頻段上工作，總數(shù)據(jù)傳輸速率設(shè)計(jì)為2Mbit/s。兩個(gè)設(shè)備之間的通信可以以自組織（Ad Hoc）的方式進(jìn)行，也可以在基站BS（Base Station）或訪問(wèn)點(diǎn)AP（Access Point）的協(xié)調(diào)下進(jìn)行。為了在不同的通訊環(huán)境下取得良好的通訊質(zhì)量，采用了CSMA/CA（Carrier Sense Multi Access/Ollision Avoidance）多址連接方式。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)最初主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶的無(wú)線接入，其業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取，速率最高只能達(dá)到2Mbit/s。之后，由于速率和傳輸距離都不能滿足人們的需要，IEEE小組又相繼推出了更高速率的標(biāo)準(zhǔn)802.11b和802.11a。802.11b支持較高速率達(dá)1Mbit/s，同樣工作于2.4GHz ISM頻段，亦稱Wi-Fi（無(wú)線保真，Wireless Fedelity），可為筆記本電腦或桌面電腦提供完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)。802.11a為利用5GHz頻段的WLAN方式，傳輸速率更高，可達(dá)25Mbit/s或更高，借助OFDM技術(shù)，其速率可高達(dá)54Mbit/s。它亦被稱為Wi-Fi5，可適應(yīng)話音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體業(yè)務(wù)的需要。802.11x標(biāo)準(zhǔn)即由Wi-Fi聯(lián)盟推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化與應(yīng)用工作。

Wi-Fi-802.11i的安全協(xié)議缺陷

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的安全問(wèn)題從暴露到最終解決經(jīng)歷了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，而各大通信芯片商顯然無(wú)法接受在這期間什么都不出售，所以Wi-Fi廠商以802.11i的草案3為藍(lán)圖設(shè)計(jì)了一系列通信設(shè)備，稱為支持WPA（Wi-Fi Protected Access）的設(shè)備。這個(gè)協(xié)議包含向前兼容RC4的加密協(xié)議TKIP（Temporal Key Integrity Protocol），它沿用了WEP所使用的硬件并修正了一些缺失，但在安全方面仍然存在缺陷。之后將支持802.11i最終版協(xié)議的通信設(shè)備稱為支持WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）的設(shè)備。如眾所知，隨著傳統(tǒng)意義上的WLAN演進(jìn)為公眾通信P-WLAN/O-WLAN，WLAN已成為中國(guó)幾大公眾業(yè)務(wù)基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)商共同關(guān)注的焦點(diǎn)。公眾運(yùn)營(yíng)商級(jí)的WLAN用戶主要為企業(yè)客戶、經(jīng)常出差的商務(wù)人員及家庭用戶等，多半屬高端用戶，對(duì)服務(wù)質(zhì)量及安全性非常關(guān)注。而IEEE 802.11x標(biāo)準(zhǔn)中原先提出的安全方案已被廣泛證實(shí)存在安全漏洞。

目前，許多TD，WCDMA及cdma2000新型手機(jī)或多模智能手機(jī)中均已內(nèi)置WAPI功能（如華為8230 Andriod平臺(tái)手機(jī)，聯(lián)想O1 3G Ophone手機(jī)等）。

WLAN的頻率規(guī)劃

對(duì)新技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言，作為資源先行的頻率規(guī)劃尤為重要。在這方面，WLAN無(wú)論從全球及國(guó)家環(huán)境而言，比WiMAX情況要好。

（1）2400-2483.5GHz ISM頻段

原信息產(chǎn)業(yè)部無(wú)線電管理局仔細(xì)研究與重新規(guī)劃了2400～2483.5GHz ISM頻段（83.5MHz帶寬），規(guī)定諸如短距離/微功率藍(lán)牙、室內(nèi)WLAN及無(wú)繩電話和物流無(wú)線自動(dòng)數(shù)據(jù)采集識(shí)別等共存運(yùn)用。

（2）5725-5850MHz的5.8GHz ISM頻段

對(duì)5725-5850MHz的5.8GHz ISM頻段（125MHz帶寬），亦有SS業(yè)務(wù)在運(yùn)行。在進(jìn)行多種高效率TDD無(wú)線接入技術(shù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步參考國(guó)際上相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備的實(shí)際進(jìn)展，研究確定了新的頻率規(guī)劃要求。

（3）5GHz頻段W（R）LAN（455MHz帶寬）全球頻率規(guī)劃

確定了5GHz頻段（5150～5250，5250～5350，5470～5725MHz，共計(jì)455MHz）的R（W）LAN頻率劃分規(guī)定。這為WLAN的各類應(yīng)用，特別是高速率W（R）LAN的應(yīng)用創(chuàng)造了極有利的資源條件。

總而言之，由于加速創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)的推動(dòng)，WLAN帶寬能力與安全性均有較好的改進(jìn)，其頻率資源支持環(huán)境亦較好，基本商業(yè)模式亦較清晰。因此，WLAN的發(fā)展前景較為光明。對(duì)我國(guó)自主創(chuàng)新的WAPI技術(shù)應(yīng)積極鼓勵(lì)與支持，應(yīng)加速持續(xù)創(chuàng)新/聚合創(chuàng)新與共贏合作及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展與國(guó)際化，為中國(guó)及全球WLAN的發(fā)展做出新貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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