關(guān)于無線網(wǎng)絡(luò)及發(fā)展前景探討

張保東

（北京交通大學(xué)，北京 100044）

1 無線網(wǎng)絡(luò)概述

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涵蓋的范圍很廣，既包括允許用戶建立遠(yuǎn)距離無線連接的全球語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，也包括為近距離無線連接進(jìn)行優(yōu)化的紅外線技術(shù)及射頻技術(shù)。通常用于無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備包括便攜式計算機、臺式計算機、手持計算機、個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話、筆式計算機和尋呼機。無線技術(shù)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(shè)備來同步數(shù)據(jù)和發(fā)送文件。

2 無線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)

為了解決各種無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互連的問題，美國電機電子工程師協(xié)會(IEEE)推出了IEEE802.11無線協(xié)議標(biāo)注。目前802.11主要有 802.11b、802.11a、802.11g三個標(biāo)準(zhǔn)。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(nèi)約50米。因為它的連接速度比較低，隨后推出了802.11a標(biāo)準(zhǔn)，它的連接速度可達(dá)54MB/s。但由于兩者不互相兼容，致使一些早已購買802.11b標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在新的802，11a網(wǎng)絡(luò)中不能用，所以IEEE又正式推出了完全兼容802.11b標(biāo)準(zhǔn)且與802.11a速率上兼容的802.11g標(biāo)準(zhǔn)，這樣通過802.11g，原有的802.11b和802.11a兩種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備就可以在同一網(wǎng)絡(luò)中使用。IEEE802.11g同802.11b一樣，也工作在2.4GHz頻段內(nèi)，比現(xiàn)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(shè)備時建議弄清是否支持該協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。選擇適合自己的，802.11g標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在已經(jīng)開始普及。

3 無線網(wǎng)絡(luò)類型

3.1 無線廣域網(wǎng)(WWAN)。無限廣域網(wǎng)技術(shù)可使用戶通過遠(yuǎn)程公用網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)建立無線網(wǎng)絡(luò)連接。通過使用由無線服務(wù)提供商負(fù)責(zé)維護(hù)的若干天線基站或衛(wèi)星系統(tǒng)，這些連接可以覆蓋廣大的地理區(qū)域，例如若干城市或者國家(地區(qū))。目前的WWAN技術(shù)被稱為第二代(2G)系統(tǒng)。2G系統(tǒng)主要包括移動通信全球系統(tǒng) (GSM)、蜂窩式數(shù)字分組數(shù)據(jù)(CDPD)和碼分多址(CDMA)。現(xiàn)在正努力從2G網(wǎng)絡(luò)向第三代(3G)技術(shù)過渡。一些2G網(wǎng)絡(luò)限制了漫游功能并且相互不兼容；而第三代(3G)技術(shù)將執(zhí)行全球標(biāo)準(zhǔn)，并提供全球漫游功能。ITU正積極促進(jìn)3G全球標(biāo)準(zhǔn)的指定。

3.2 無線局域網(wǎng)(WLAN)。無線局域網(wǎng)技術(shù)可以使用戶在本地創(chuàng)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(xiàn)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(chǔ)結(jié)構(gòu)WLAN中，無線站(具有無線電網(wǎng)卡或外置調(diào)制解調(diào)器的設(shè)備)連接到無線接入點，后者在無線站與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中樞之間起橋梁作用。在點對點(臨時)WLAN中，有限區(qū)域(例如會議室)內(nèi)的幾個用戶可以在不需要訪問網(wǎng)絡(luò)資源時建立臨時網(wǎng)絡(luò)，而無需使用接入點。

3.3 無線個人網(wǎng)(WPAN)。無線個人網(wǎng)技術(shù)使用戶能夠為個人操作空間(POS)設(shè)備(如PDA、移動電話和筆記本電腦等)創(chuàng)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(shù)是“Bluetooth”和紅外線?！癇luetooth”是一種電纜替代技術(shù)，可以在30英尺以內(nèi)使用無線電波傳送數(shù)據(jù)。Bluetooth數(shù)據(jù)可以穿過墻壁、口袋和公文包進(jìn)行傳輸?！癇luetooth專門利益組 (SIG)”推動著“Bluetooth”技術(shù)的發(fā)展，于1999年發(fā)布了Bluetooth版本1.0規(guī)范。作為替代方案，要近距離(一米以內(nèi))連接設(shè)備，用戶還可以創(chuàng)建紅外鏈接。

為了規(guī)范無線個人網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，IEEE已為無線個人網(wǎng)成立了802.15工作組。該工作組正在發(fā)展基于Bluetooth版本1.0規(guī)范的WPAN標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)草案的主要目標(biāo)是低復(fù)雜性、低能耗、交互性強并且能與802.11網(wǎng)絡(luò)共存。無線個人網(wǎng)和無線局域網(wǎng)并不一樣。無線個人網(wǎng)是以個人為中心來使用的無線個人區(qū)域網(wǎng)，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(shù)。但無線局域網(wǎng)卻是同時為許多用戶服務(wù)的無線網(wǎng)絡(luò)，它是一個大功率、中等范圍、高速率的局域網(wǎng)。

最早使用的WPAN是1994年愛立信公司推出的藍(lán)牙系統(tǒng)，其標(biāo)準(zhǔn)是[EEE802.15.1[w-BLUE]。藍(lán)牙的數(shù)據(jù)率為 720kb／s，通信范圍在10米左右。為了適應(yīng)不同用戶的需求，無線個人網(wǎng)還定義了另外兩種低速WPAN和高速WPAN。

3.4 無線城域網(wǎng)(WMAN)。無線城域網(wǎng)技術(shù)使用戶可以在城區(qū)的多個場所之間創(chuàng)建無線連接(例如，在一個城市或大學(xué)校園的多個辦公樓之間)，而不必花費高昂的費用鋪設(shè)光纜、銅質(zhì)電纜和租用線路。此外，當(dāng)有線網(wǎng)絡(luò)的主要租賃線路不能使用時，WWAN還可以作備用網(wǎng)絡(luò)使用。WWAN使用無線電波或紅外光波傳送數(shù)據(jù)。為用戶提供高速Internet接入的寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)的需求量正日益增長。盡管目前正在使用各種不同技術(shù)，例如多路多點分布服務(wù)(MMDS)和本地多點分布服務(wù)(LMDS)，但負(fù)責(zé)制定寬帶無線訪問標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.16工作組仍在開發(fā)規(guī)范以便實現(xiàn)這些技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

無線城域網(wǎng)服務(wù)范圍可覆蓋一個城市的部分區(qū)域，通信的距離變化較大(遠(yuǎn)的可達(dá)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(diào)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?qū)?yīng)的接收點。由于天氣條件(雨、雪、雹、霧等)對毫米波的傳輸?shù)挠绊戄^大，因此與室內(nèi)工作的無線局域網(wǎng)相比較時，802.16對差錯的處理也更為重要。

4 前景展望

經(jīng)過多年的發(fā)展，無線局域網(wǎng)在技術(shù)上已經(jīng)日漸成熟，應(yīng)用日趨廣泛，無線局域網(wǎng)將從小范圍應(yīng)用進(jìn)入主流應(yīng)用。未來無線局域網(wǎng)技術(shù)將更加成熟，產(chǎn)品性能將更加穩(wěn)定，市場將持續(xù)不斷地增長，價錢將持續(xù)降低，大型設(shè)備提供商將進(jìn)入這個市場，大多數(shù)企業(yè)和公司將采用無線局域網(wǎng)進(jìn)行內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。面對如此良好的發(fā)展前景，我國應(yīng)大力推動無線局域網(wǎng)技術(shù)的研究和實用化，抓住無線局域網(wǎng)發(fā)展的契機。這樣，不但可極大地推動國家信息化的發(fā)展進(jìn)程，還將為我國信息產(chǎn)業(yè)和通信市場步入國際市場提供大好機遇。

[1]黎連業(yè)等.《無線網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用技術(shù)》清華大學(xué)出版社，2004.

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

[3]李文仲,段朝玉編.《ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)入門與實戰(zhàn)》.