无线局域网的发展历程及技术展望

无线局域网的发展历程及技术展望无线局域网的发展历程及技术展望 一 一 无线局域网无线局域网 1 什么是无线局域网什么是无线局域网 无线局域网络 Wireless Local Area Networks 是相当便利的数据传输系统 它 利用射频 Radio Frequency 的技术 取代旧式碍手碍脚的双绞铜线 Coaxial 所构成的局域网络 使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用 户透过它 达到 信息随身化 便利走天下 的理想境界 2 无线局域网为何会出现无线局域网为何会出现 无线网络的历史起源可以追溯到五十年前 当时美军首先开始采用无线信 号传输资料 并且采用相当高强度的加密技术 这项技术让许多学者得到了一 些灵感 1971 年 夏威夷大学的研究员开创出了第一个基于封包式技术的被称 作 ALOHNET 的无线电通讯网络 可以算是早期的无线局域网络 Wireless Local Area Network WLAN 这最早的 WLAN 包括了 7 台计算机 横跨四座夏威夷的 岛屿 从那时开始 无线局域网络可说是正式诞生了 七十年代中期 无线局 域网的前景逐渐引起人们注意 并被大力开发 而在八十年代 以太局域网的 迅速发展一方面为人们的工作和生活带来了极大的便利 局域网络管理的主要工作之一就是铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗 时的工作 很容易令人烦躁 也不容易在短时间内找出断线所在 再者 由于 配合企业及应用环境不断的更新与发展 原有的企业网络必须配合重新布局 需要重新安装网络线路 虽然电缆本身并不贵 可是请技术人员来配线的成本 很高 尤其是老旧的大楼 配线工程费用就更高了 因此 架设无线局域网络 就成为最佳解决方案 3 无线局域网使用范围无线局域网使用范围 无线局域网络绝不是用来取代有线局域网络 而是用来弥补有线局域网络 之不足 以达到网络延伸之目的 下列情形可能须要无线局域网络 无固定工作场所的使用者 有线局域网络架设受环境限制 作为有线局域网络的备用系统 目前厂商在设计无线局域网络产品时 有相当多种存取设计方式 大致可 分为三大类 窄频微波 Narrowband Microwave 技术 展频 Spread Spectrum 技 术 及红外线 Infrared 技术 每种技术皆有其优缺点 限制 及比较 接下来 是这些技术方法的详细探讨 二 二 无线局域网的发展历程无线局域网的发展历程 1 无线局域网的出现无线局域网的出现 无线局域网的产生与发展与计算机的应用形态密切相关 而计算机技术的 发展可大致分为三个阶段 即大型机联网阶段 微型机联网阶段和移动计算网 络阶段 最早出现的无线局域网可认为是夏威夷大学于 1971 年开发出的 基于封包 式技术的 AlohaNet 它采用无线电台替代电缆线的原因是为了克服由于地理环 境因素而造成的布线困难 1979 年 瑞士 IBM Ruesehlikon 实验室的 Gfeller 首先提出了无线局域网的概念 他采用红外线作为传输媒体 用以解 决生产车间里的布线困难 避免大型机器的电磁干扰 但是由于传输速率小于 1 Mb s 而没有投入使用 1980 年 加利福尼亚惠普实验室 HPPaloAlto 加 bs 的 Ferrert 从事了一个真正意义上的无线局域网项目的研究 a 第一代无线局域网第一代无线局域网 1985 年 FCC 颁布的电波法规为无线局域网的发展扫清了道路 它为无线 局域网系统分配了两种频段 一种是专用频段 这个频段避开了比较拥挤的用于 蜂窝电话和个人通信服务的 1 ZGHZ 频段 而采用更高频率 另一种是免许可证 的频段 主要是 ISM 频段 它在无线局域网的发展历史上发挥了重要作用 b b 第二代无线局域网第二代无线局域网 20 世纪 80 年代末期 正 EE802 委员会在正 EE802 4L 任务组下开始了无线 局域网的标准化工作 并于 1990 年 7 月接受了 NCR 公司的 CSMA CD 无线媒体 标准扩充 的提案 成立了 IEEE802 n 任务组 负责制定无线局域网物理层及 媒体访问控制 MAC 协议标准 1991 年 5 月 IEEE 发起成立了无线局域网的专 题研究小组 并在马基诺塞得伍斯特举行了第 次关于 IEEE802 n 的专题会议 1997 年 6 月 26 日 IEEESO2 ll 标准制定完成 并于 1997 年 11 月 26 日颁布 由 AMD Harris 3Com Alronet Lueent Netwave Proxim 等公司发起 于 当年成立了无线局域网联盟 WLANA Wireless 功 eal 户 JeaNetworkAlliance 并且有越来越多的通信公司加盟 c c 第三 四代无线局域网第三 四代无线局域网 IEEE802 n 任务组的研究进展比计划的要慢 而在 1992 年 由苹果公司领 导成立了一个叫 wINForum 的工业联盟组织 并最终从 FCC 处获得了用于个人通 信系统的 1 890 1 93OGHz 频段的 20MHz 带宽 进行语音的同步传输和数据的异 步传输 同时 欧洲也成立了关于高速局域网 HiperLAN2 的标准化组织 1997 年完成了 HiperLANI 标准的制定 这促使 FeC 发放了包括 5 15 5 35eHz 和 5 725 5 825GHz 的 U Nll 频段 由于 IEEE802 n 速率最高只能达到 2Mb s 在传输速率上不能满足人们的需要 因此在不断研究后于 1999 年 9 月 又提出了 IEEE802 lla 和 IEEE802 llb 标准 其中 符合 IEEE802 llb 标准的 产品已经较为普及 可以将它归为第三代无线局域网产品 而将符合 IEEE802 11a HIPerLAN2 和 IEEE802 llg 标准的产品称为第四代无线局域网产 品 2 2 无线局域网的优点和不足无线局域网的优点和不足 相对于有线通信来言 无线局域网有以下优点 节约建设投资 采用有线组网 接入 必须按长远规划超前埋设电缆 需投入 相当一部分目前并无任何效益的资金 增加了成本 同时 电缆预埋的做法无 疑会冒着投人使用时电缆已经落后的风险 维护费用低 线路的维护费用高而困难 是有线组网 接入 的主要维护开支 而这些在无线组网 接入 是完全可以节省的 无线组网 接入 的主要开支在于 设备及天线和铁塔的维护 相比较而言费用要低很多 安全性好 有线电缆和明线容易发生故障 查找困难 且易受雷击 火灾 等灾害影响 安全性差 无线系统抗灾能力强 容易设置备用系统 可以在很 大程度上提高网络的安全性 然而 无线局域网有着一个很大的不足 数据传输速率和吞吐量很低 现 在的有线网络 数据传输率已经达到 100Mbids 甚至 1000Mbit s 以太网已经 开始出现 现在的无线局域网 传输速率一般只有几十 Mbit s 的数量级 显 然 无线局域网要想得到发展 传输速率必须得到提高 然而 无线局域网的 巨大优点 决定了其广阔的发展前景 三 三 无线局域网的技术展望无线局域网的技术展望 无线局域网有很多局限性 前面几代无线局域网的发展 主要体现在带宽 或传输速率的提高上 从标准上看 主要是在物理层的改进或扩充方面 在克 服无线局域网其他局限性方面也得到了相应的完善和发展 这些部分分别体现 在许多标准草案上 无线局域网有以下发展趋势 高速化 移动性支持 多 媒体保证 安全性 可靠性 小型化 大覆盖 节能 经济性等 1 下一代无线局域网是高速的数据通道下一代无线局域网是高速的数据通道 2009 年 IEEE 802 11 工作组完成了对 802 11n 标准的制定并实现了标准化 802 11n 技术通过一系列的手段显著的提高了通信的稳定性 可以实现更加可预 测的覆盖以及达到设备性能吞吐量的整体提升 几年后的今天我们看到市场上 802 11n 网络基础设施被绝大多数用户接受 其普及速度远远高于从 802 11b 向 802 11g 的演进速度 然而用户对于速度的追 求永远没有止境 网络发展的速度亦越来越快 业界对于 802 11ac 标准的讨论 越发热烈 它作为下一代 Wi Fi 技术令人兴因为 802 11ac 将解决今天 802 11n 用户所面临的一些关键痛点 更多的带宽需求和更多的并发用户 2 下一代无线局域网是应用感知的网络下一代无线局域网是应用感知的网络 在无线网络中的用户到底运行了什么样的应用 即使 IT 人员也能够清楚地 回答这个问题吧 在过去几年间 网络应用的数量和种类都发生了爆炸性的增 长 没有人能够精确的计算出增长的具体数值 甚至连粗略的估计都难以做到 只有看到和了解应用流量的真正面目 网络运维人员才能正确的决策并有 效的进行流量管理 同时 对应用的了解能够帮助企业控制网络支出 并更好 的管理网络的用途 原先很多企业一半的网络资源被浪费在无益或者恶意的流 量上 现在则可以通过管理将其降低到一个可以接受的程度 此外 IT 部门也 能够确保关键业务操作不会被不重要的应用流量所干扰 在无线网络上 应用 的可视化与控制必将成为用户建设无线网络的必选项 3 下一代无线局域网是业务和服务创新的平台下一代无线局域网是业务和服务创新的平台 留住现有客户并吸引新客户是所有企业的命脉 移动互联网和移动设备的 发展使企业与客户之间的连接比以往任何时候都要容易 但是没有情景的连接 毫无意义 当今的客户需要根据他们的需求和