東山再起的無線局域網（WLAN）

2019-11-03 19:13:45

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供稿：網友

雷震洲信息產業部電信研究院引言

　　無線局域網（WLAN）本身并不是新概念、新技術，它已存在10多年了。顧名思義，WLAN是用無線通信技術構建的局域網，雖不采用纜線，但也能提供傳統有線局域網的所有功能。與有線局域網相比，WLAN具有一定移動性、靈活性高、建網迅速、管理方便、網絡造價低，擴展能力強，但WLAN的網絡產品較貴、硬件初始投資比有線局域網高、傳輸速率較低。WLAN還有一個好處是它使用不需許可證的2.4GHz頻段，其運營者不用花錢申請頻譜許可證，隨時可以建網使用。

　　WLAN由無線網卡、無線接入點（AP）、計算機和有關設備組成，采用單元稱為一個基本服務組（BSS）。BSS的組成方式有集中控制式（每個單元由一個中心站控制）、分布對等式（單元中任意兩個終端可直接通信，無需中心站轉接）和混合式三種。

　　一個WLAN可由一個基本服務區（BSA）組成，一個BSA通常包含若干個單元，這些單元通過無線接入點與某骨干網相連。骨干網可以是有線網，也可以是無線網。WLAN可獨立使用，也可與有線局域網互連使用。

　　WLAN雖然已經存在10年以上，但由于原來一直把WLAN單純定位于有線LAN的延伸，加上無統一標準以及傳輸速率低，所以用得并不多，推廣不起來，直到上世紀末隨著WLAN技術自身的進步和標準的統一，把它重新定位用作互聯網高速無線接入技術之后才出現廣泛使用的趨勢，應用于辦公室、機場、酒店、商場、咖啡屋等公共熱點場所（hotsports）。因此，在2000年被評為美國通信技術十大趨勢之一。

WLAN的技術標準

　　WLAN的技術標準一直由1990年11月成立的IEEE 802.11委員會負責制定，在1997年6月制定出全球第一個WLAN標準IEEE 802.11。

　　802.11協議主要規范了開放式系統互連參考模型（OSI/RM）的物理層和媒體接入控制（MAC）層。物理層確定了數據傳輸的信號特征和調制方法，定義了三種不間的物理媒體；紅外線、直接序列擴頻（DSSS）和跳頻擴頻（FHSS），后兩者是射頻傳輸標準。工作于2.4GHz開放頻段（即ISM頻段），DSSS使用DBPSK或DQPSK基帶調制，FHSS使用GFSK。MAC層利用載波檢測多址接入/沖突避免（CSMA／CA）協議而不是沖突檢測的方式來讓用戶共享無線媒體。802.11支持1到2Mb/s之間的數據速率。

　　目前主導的標準是1999年9月通過的IEEE 802.11b（另稱WiFi）。其工作頻段為2.4-2.4835GHz，物理層采用DSSS和補碼鍵控（CCK）調制方式，速率可隨工作環境（如距離、干擾、噪聲等）變化在11Mb/s、5.5Mb/s、2Mb/s、1Mb/s之間動態調整。在網絡安全機制上，802.11b還提供了MAC層的接入控制和加密機制，達到與有線局域網相同的安全級別。802.11b從根本上改變了WLAN的設計，能夠滿足在一定范圍內移動辦公的要求，從而擴大了WLAN的應用領域。現在，大多數廠商生產的WLAN產品都基于802.11b標準。

　　另一個更高速率的標準叫802.11a工作在5GHz頻段，物理層使用正交頻分復用（OFDM）和BPSK、QPSK、16QAM、64QAM四種基帶調制方式，速率可從6Mb/s到54Mb/s動態可調，支持語音、數據、圖像業務，能滿足室內、室外的各種應用場合，但目前符合該標準的產品還沒進入市場。

　　為了便于在802.11b和802.11a之間的過渡，2001年IEEE 802.11又推出了候選標準802.11g，它是一個能夠前后兼容的混合標準，既適應802.11b標準在2.4GHz提供11Mb/s和更高的22Mb/s，最終也能做到802.11a標準的54Mb/s，產品約在2002年底上市。

　　其它在醞釀中的WLAN標準還有802.11d（不同頻段上的802.11b）、802.11e（在MAC層納入QoS要求）、802.11f（增強漫游功能）、802.11h（更好控制發送功率和選擇無線信道）、802.11i（提高安全性）、802.11j（使802.11a與HiperLAN2互通）。

　　歐洲電信標準化協會（ETSI）的寬帶無線電接入網絡（BRAN）小組也著于制定了HiperLAN標準，目前已推出HiperLAN1和HiperLAN2。HiperLAN1對應IEEE802.11b，HiperLAN2與IEEE802.11a具有相同的物理層。

WLAN的市場定位

　　WLAN原來被單純定位于有線局域網的延伸。隨著移動通信、無線接入與以太網接入技術的發展，WLAN來被重新定位為一種高速無線接入技術，在一定范圍內滿足接入互聯網和移動辦公的需求。基于WLAN的網絡位置、傳輸距離、性能特點、支持的業務，它有自己的市場空間。應該說，與移動通信、固定無線入、無線個人域網等其它無線技術是一種互補的關系，而不是取代的關系。

　　與有線局域網一樣WLAN同屬用戶駐地網，把相對集中的用戶組成小范圍（建筑物內以及戶外的短距離）的局部網絡可獨立使用也可接入公眾網。無線信號的有效傳輸距離一般超不過150米，其覆蓋范圍無法與能在全國范圍作廣域覆蓋的移動電話網相比，據稱，即使1000個WLAN也不能在一個城域上提供足夠的覆蓋。移動通信支持的是廣域的高速的移動性，而WLAN只能支持局部的慢速的移動性。然而，WLAN提供的速率卻大大高于目前的移動網（包括3G）。WLAN目前主要面向數據業務其終端設備主要是筆記本電腦，而移動網同時支持數據與話音。所以，WLAN與移動網之間只能是互補，最好是走向融合。

　　最近由IEEE 802.15.3提出的無線個人域網（WPAN）主要是針對未來的多媒體應用的，它在便攜式消費者電器和通信設備之間建立無線連接，是比WLAN覆蓋范圍更小（一般在10米半徑以內）、數據速率更高、有一定QoS保證、使用更靈活的一種網絡。其應用包括高質量聲像配送、多兆字節音樂和圖象文檔傳送等。藍牙系統實際上就是解決WPAN應用的第一種技術。高速率WPAN具有特別適合便攜式消費者電器和通信設備及其應用的特點。其最主要的特點是：支持高達55Mb/s的高數據速率，可傳送高質量視像和聲音；能為多媒體業務形成具有QoS支持的特別連接；加入和離開現有網非常方便；具有先進的功率管理，可節省電池功率；MAC和物理層設計對短距離（小于10米）通信最優，并且成本低、復雜性低。雖然802.11a也能支持54Mb/s的高速率，但WPAN的其它特點都是WLAN所取代不了的。因此，它們之間也只能是互補的關系。

　　目前WLAN的應用范圍非常廣泛，包括室內和室外應用，服務對象主要是商務人士和出差人員，經營方式主要有兩種。一種是寬帶公共接入WLAN服務，即在機場、火車站、證券市場、體育館、會展中心、醫院、酒店、商場、酒吧、咖啡屋等公共熱點場所（hotspots）部署WLAN接入點，用戶只要有帶802.11b接口卡的筆記本電腦就可接入互聯網或進行VPN連接，接至他們公司的網絡。眼前最受歡迎的應用是電子郵件。另一種經營方式就是為企業或機關、院校安裝WLAN，用于各種目的。例如，美國一家比較出色的新興802.11b網絡提供商MSC Networks公司專門為購物中心提供WLAN服務。它從AT&T租用T1線路，接至購物中心，再利用Agere的設備為購物中心設計和安裝WLAN，覆蓋整個中心和各種承租人，T1與WLAN之間用一個路由器連接。整個WLAN用兩個人工，花兩天半時間就能安裝就緒。購物中心使用WLAN之后，與有線網相比成本降低約30％。承租人除了可以很便宜地獲得高速寬帶接入之外，另外還可以開展其它一系列服務，如建數字文檔服務器，安裝新的或連接已有的攝像機，遠程監視收銀臺、后臺辦公室、店面等。數字攝像機也通過WLAN連接。

　　現在，WLAN還在繼續發展，例如，把各個接入點鏈接起來形成微蜂窩結構，達到能與DSL和固定無線網相匹敵的寬帶移動數據連接能力；把WLAN技術融合到2.5/3G的網絡中，加強漫游和結算支持，使WLAN用戶也能像手機用戶那樣使用漫游服務，方便地享用多家公司的服務；綜合話音與圖象業務等。當這些新功能趨于完善時，WLAN的市場空間將變得更加廣大。有人估計，公共WLAN在2005年前將被20％左右的3G商業用戶使用，但由于其移動性的限制不可能替代3G移動網及其業務，WLAN只是滿足了一個縫隙市場。

WLAN的市場現狀與預測

　　目前粗略估計，全球約有1～2萬個公共WLAN（PLWAN），但大多集中在美國和歐洲，截至2001年底，全美約有5000個公共WLAN服務點。全球最大的公共WLAN運營商是美國MobileStar公司，它在許多咖啡店提供WLAN業務。Wayport公司在美國的多家國際機場提供基于802.11b的無線接入服務。2001年年底，全球企業互聯網接入供應商GRIC也開始兼營802.11b WLAN標準業務，實施其全球性的“熱點”寬帶無線接入計劃。目前GRIC已與全球300家有線和無線業務供應商（譬如美國NetNearU、澳大利亞SkyNetGloba、我國的中國網通等）組建無線寬帶聯盟，為商務旅行者進行全球漫游和結算。最近，美國的電信運營商也開始涉足這一領域。BellSouth自2001年7月開始提供面向企業的802.11b標準的WLAN服務（包括設計、安裝、維護），并與高速互聯網接入及其它服務結合在一起。下一步準備開拓酒店和會場等領域。Verizon Wireless正在評估這種業務，它把WLAN看作3G業務的補充。

　　在歐洲，瑞典的Telia最早（1999年10月）推出公共WLAN接入服務HomeRun，此后芬蘭、挪威和英國等也開始部署WLAN業務。到2001年底Telia在瑞典共部署了300個點，還準備向其它相鄰國家擴展。芬蘭Sonera為機場、酒店、會議中心提供的WLAN服務稱作wGate服務，并與諾基亞共建了世界上第一個基于現有GSM基礎設施的WLAN漫游系統。英國電信（BT）與Motorola和Cisco合作，從今年8月1日開始推出公共WLAN服務-BT Openzone。BT計劃在2003年6月之前在機場，酒店、會議中心、火車站和咖啡館部署400個WLAN接入點，并在2005年內將“熱點”數量擴大到4000個從而引領歐洲WLAN市場。

　　從2001年年底，在亞太地區譬如澳大利亞、中國及日本，WLAN運營商開始在熱點場干部署無線接入點，利用WLAN提供高速互聯網接入服務，比3G運營商先走了一步。SkyNet在悉尼的All Seasons酒店開通了第一個WLAN網絡。日本NTT、MIS、日本電信等運營商在飯館、商場、街頭以及火車站等地方試驗WLAN業務。

　　迄今我國進入WLAN市場的運營商主要有中國網通、中國電信，還有長城寬帶等新興寬帶ISP。中國網通基于802.11b推出“無限伴旅”服務，在北京、上海、廣州、深圳等城市已率先開通網絡，并支持相互之間的國內漫游以及國際漫游。WLAN主要設在酒店。會議中心等高級商務和休閑場所，譬如北京的長城飯店、北京飯店，上海的APEC會議中心等地，主要為滿足商務旅行人士的移動辦公需要。

　　上海電信公司在2001年12月與IBM公司、上海星巴克咖啡新天地店合作推出基于802.11b的“天翼通”服務。北京電信在2001年第21屆大運會期間，在國際會議中心、首都工人體育場和大運村等區域首次提供WLAN服務，記者是其主要使用者。隨后又在北京國際展覽中心布設了WLAN，今后還將在機場、大型會議場所、寫字樓、酒店等處部署WLAN服務。南京電信也在2001年9月與諾基亞達成共識，準備在南京國際會展中心提供WLAN服務。

　　中國移動集團公司日前也將WLAN和2.5G的GPRS相互整合提上議事日程，以加強無線上網的寬帶化和適用性，填補3G推遲所帶來的部分市場和技術空間。

　　隨著802.11b產品的逐漸成熟和價格下降，WLAN呈現出強勁的上升勢頭，市場前景是樂觀的。據Cahners/Instat公司預測，到2004年全球WLAN用戶數量將達到1，400萬個，尤其是企業用戶將會猛增，21％以上的公司將部署某種形式的WLAN。預計到2005，WLAN的銷售額將從2001年的18億美元增長到將近46億美元。另據Gartner Dataquest的最新報告，2002年WLAN的銷售量增長73％，銷售額達到21億美元，2003年將增長到28億美元，并將持續增長到2007年。預計到2007年68％的筆記本電腦都將具備WLAN能力。英國Juniper Research公司的市場調查顯示，到2007年公共WLAN服務的營業額將達到大約97億美元。由于WLAN的市場潛力巨大，很多廠商都投入了這個市場。2001年提供WLAN設備的廠商就有70多家。Cisco、Intel、NETGEAR和Symbol是這個市場的主要供應商。

　　歐洲UMTS Forum在名為“公共WLAN和3G商業收入”的研究報告中，預計WLAN將在2005年之前為3G移動數據市場增添28億美元收入。該報告認為3G和WLAN是相互補充而不是競爭的技術，它們將共同促進移動數據市場的繁榮。

　　WLAN在中國目前處于高速增長期，有人預計年增長率會保持在100％以上。2002年上半年中國WLAN設備市場的規模達到了5000萬元，預計今年全年會達到1.4億元。

結語

　　“天時、地利、人和”使WLAN東山再起，成為一大熱點，特別是公眾接入WLAN服務現在全球遍地開花。所謂“天時”即人們寄予厚望的3G目前面臨困難、步履維艱，所謂“地利”即速率高達11Mb/s的802.11b標準適時引入，相關產品的價格不斷下降，現無線網卡的售價已低于100美元，WLAN建網方便迅速；所謂“人和”即企業用戶對移動辦公的需要與日俱增，現在把筆記本電腦、掌上電腦和PDA設備用作辦公用具的人迅猛增加，以太網標準得到了廣泛認知。

　　WLAN基于它自身的特點，利用目前的空擋將很快占有一定的市場空間，在漫游、互操作、安全和計費等問題得到進一步解決之后，將會取得更大的發展。但它不會改變整個通信大局，與其它無線技術將處于互補而不是取代的關系。

摘自《郵電商情》

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