Wlan技术及应用

目 录 第一章 无线局域网 WLAN 发展概况 1 1 1 WLAN 的优点 1 1 2 WLAN 的结构 2 1 2 1 独立式 WLAN Independent WLANs ad hoc 2 1 2 2 非独立式 WLAN Infrastructure WLANs 2 1 2 3 微单元无线漫游式局域网 Micro cells and Roaming 3 第二章 WLAN 标准的发展及技术分析 4 2 1 WLAN 的主要协议标准 4 2 1 1 802 11 系列 4 2 1 2 HiperLAN 5 2 1 3 HomeRF 5 2 1 4 蓝牙 5 2 2 WLAN Bluetooth 3G 之间的关系 6 第三章 WLAN 的发展与问题 8 3 1 WLAN 在中国的发展 8 3 2 WLAN 对人们的影响 8 3 3 WLAN 对网络经济的促进 8 3 4 WLAN 发展中存在的问题 9 第四章 WLAN 应用前景 13 4 1 WLAN 市场分析 13 4 1 1 WLAN 应用环境 13 4 1 2 WLAN 技术环境 14 4 1 3 行业应用是 WLAN 市场发展的动力 16 4 2 WLAN 应用前景 17 4 3 WLAN 的主要产品 18 无线局域网 WLAN 技术扫描 第 1 页 第一章 无线局域网 WLAN 发展概况 据 CNNIC 2002 年 7 月公布的统计资料 目前中国网民已达到 4850 万 CN 下注册的 域名达到 12 6 万 在全球网络经济出现低迷徘徊的时期 中国的互联网业却获得了蓬勃的 发展 尤其是移动通信与互联网的融合 进一步推进了中国互联网业的发展 使网络经济 出现了新的赢利模式 据 CNNIC 统计 中国 4850 万网民中采用计算机之外的其他设备 移动终端或信息家电 上网的用户数为 129 万 而其中大部分是采用移动终端上网 在 移动通信与互联网结合所产生的各种新型技术中 无线局域网 WLAN 是最值得关注的 一项业务 1 1 WLAN 的优点 WLAN 是利用电磁波在空气中发送和接受数据 而无需线缆介质 WLAN 的数据传输 速率现在已经能够达到 11Mbps 传输距离可远至 20km 以上 它是对有线连网方式的一种 补充和扩展 使网上的计算机具有可移动性 能快速方便地解决使用有线方式不易实现的 网络连通问题 与有线网络相比 WLAN 具有以下优点 安装便捷 一般在网络建设中 施工周期最长 对周边环境影响最大的 就是网络布线施工工程 在施工过程中 往往需要破墙掘地 穿线架管 而 WLAN 最大的优势就是免去或减少了网 络布线的工作量 一般只要安装一个或多个接入点 Access Point 设备 就可建立覆盖 整个建筑或地区的局域网络 使用灵活 在有线网络中 网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制 而一旦 WLAN 建成后 在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络 经济节约 由于有线网络缺少灵活性 这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要 这就 往往导致预设大量利用率较低的信息点 而一旦网络的发展超出了设计规划 又要花费较 多费用进行网络改造 而 WLAN 可以避免或减少以上情况的发生 易于扩展 WLAN 有多种配置方式 能够根据需要灵活选择 这样 WLAN 就能胜任从只有几个 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 2 页 用户的小型局域网到上千用户的大型网络 并且能够提供像 漫游 Roaming 等有线网 络无法提供的功能 1 2 WLAN 的结构 1 2 1 独立式 WLAN Independent WLANs ad hoc 一个构造简单的独立的无线局域网是由带无线射频网络适配卡 ISA 或 PCI 接口 的 PC 机所构成 只相当于对等网 peer to peer 的形式 当需要二个或二个以上的无线网卡 并行连接时 就可构置成独立式 WLAN 一个独立的无线局域网中 AP 可以使用 也可以不用 在不使用 AP 时 如图 1 各个用户之间通过无线直接互连 但是通信距离较近 且用户数量较多时 性能较差 使 用了 AP 之后 如图 2 无线活动范围扩大了 有效的加倍了无线设备的移动范围 随着 AP 的增加 活动范围成倍增长 1 2 2 非独立式 WLAN Infrastructure WLANs 在大多数情况下 无线通信是作为有线通信的一种补充和扩展 我们把这种情况称为 非独立式的 WLAN 在这种配置下 多个 AP 通过线缆连接在有线网络上 使无线用户能 够访问网络的各个部分 AP 不仅是一个提供传统网络连通的设备 更是作为无线网络重 要的组成部分 使用足够多的 AP 能使网络覆盖整个建筑物 如图 3 图 1 不使用 AP 的 WLAN图 2 使用 AP 的 WLAN 图 3 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 3 页 1 2 3 微单元无线漫游式局域网 Micro cells and Roaming 无线电波在传播过程中会不断衰减 无线信号的有效范围取决于发射的电波功率的大 小 当电波功率大小额定时 AP 的通讯范围就被限定在一定的范围之内 这个范围被称 为微单元 这是一个类似于移动电话基站的系统 它能有效扩展活动范围 当网络环境存 在多个 AP 且它们的微单元互相有一定范围的重合时 无线用户可以在整个 WLAN 覆盖 区内移动 无线网卡能够自动发现附近信号强度最大的 AP 并通过这个 AP 收发数据 保 持不间断的网络连接 这就称为无线漫游 如图 4 图 4 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 4 页 第二章 WLAN 标准的发展及技术分析 2 1 WLAN 的主要协议标准 WLAN 中主要的协议标准有 802 11 系列 HiperLAN HomeRF 以及蓝牙等 下面就 分别加以介绍 2 1 1 802 11 系列 IEEE802 11 IEEE802 11 是 IEEE 在 1997 年提出的第一个无线局域网标准 由于传输速率最高只能 达到 2Mbps 所以主要被用于数据的存取 鉴于 IEEE802 11 在速率和传输距离上都不能满 足人们的需要 因此 IEEE 小组又相继推出了 IEEE802 11b IEEE802 11a 和 IEEE802 11g 三个新标准 IEEE802 11b IEEE802 11b 工作于 2 4GHz 频带 物理层支持 5 5 Mbps 和 11 Mbps 两个新速率 它 的传输速率可因环境干扰或传输距离而变化 在 11 Mbps 5 5 Mbps 2 Mbps 1 Mbps 之 间切换 而且在 2 Mbps 1 Mbps 速率时与 IEEE802 11 兼容 IEEE802 11a IEEE802 11a 工作于 5GHz 频带 物理层速率可达 54Mbps 这就基本满足了我们现行 局域网绝大多数应用的速度要求 而且 对数据加密方面 采用了更为严密的算法 但是 IEEE802 11a 芯片价格昂贵 空中接力不好 点对点连接很不经济 空中接力就是较远距 离点对点的传输 需要注意的是 IEEE802 11b 和 IEEE802 11a 标准不兼容 IEEE802 11g 2002 年 11 月 15 日 IEEE 试验性地批准一种新技术 IEEE802 11g 使无线网络传输速 率可达 54Mbps 比现在通用的 IEEE802 11b 要快出 5 倍 但工作频带和 IEEE802 11b 相同 这就保证了与 IEEE802 11b 完全兼容 不过 由于 IEEE802 11g 标准刚刚推出 所以 目 前真正的产品较少见 IEEE802 11b IEEE802 11b 是一个非正式的标准 称为增强型 IEEE802 11b 它跟 IEEE802 11b 完 全兼容 只是采用了特殊的数据调制技术 所以 能够实现高达 22Mbps 的通讯速率 这 要比原来的老标准快上一倍呢 此外 D Link 等一些公司还推出了同时兼容 IEEE802 11b 和 IEEE802 11a 的接入点产 品和网卡产品 提供双频无线接入 从而支持 IEEE802 11a IEEE802 11b 或者是同时支持 两种方式 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 5 页 做个不太恰当的比喻 如果说 IEEE802 11 好比郊区的乡间小道 IEEE802 11b 就是城 市中的快速路 而 IEEE802 11b 就是双车道的快速路 至于 IEEE802 11a 和 IEEE802 11g 就是全封闭的高速公路 IEEE 802 1x IEEE 802 1x 称为基于端口的访问控制协议 Port based network access control protocol 它对认证方式和认证体系结构进行了优化 解决了传统 PPPoE 和 Web Portal 认证方式带来 的问题 更适合在宽带以太网中的使用 IEEE 802 1x 协议的体系结构包括三个重要的部分 客户端 Supplicant System 认证 系统 Authenticator System 和认证服务器 Authentication Server System IEEE 802 1x 认证协议已经得到了很多软件厂商的重视 目前 Microsoft 也在大力推广 并在 Windows 操作系统中的最新版 Windows XP 已经整合 IEEE 802 1x 客户端软件 无需 要另外安装客户端软件 2 1 2 HiperLAN HiperLAN 是由 CEPT 制定的一种 WLAN 的标准体系 可提供数 10Mb s 的高质量的 无线接入 其特点是 高速传输 面向连接 支持 QoS 自动频率配置 支持小区切换 安全保密 网络与应用无关 系统构成主要是移动终端 MT 通过接入点 AP 接入固定通信 网络 2 1 3 HomeRF 由 ITU 赞助 在 Compaq Intel Philips HP IBM 和 Microsoft 等几大公司参与下 HomeRF 工作小组从一开始就定位于家庭网络 致力于实现 PC 以及其它来自不同国度 不同制造商的家用电器设备之间的数字通信 它制定的共享无线接入协议 SWAP Share Wireless Access Protocol 结合了 DECT 和 IEEE802 11 的特点 提供了对 语音和数据业务的支持能力 非常适合家居环境中的通信 HomeRF SWAP 的数据速率为 1 6Mbit s SWAP 协议模型与 OSI 网络模型有一定 的映射关系 但不是完全一一对应 在 SWAP 中 MAC 介质访问层 对应于数据链路 层 HomeRF 的 SWAP 协议模型上的协议层则根据开展的业务不同而有所差异 它用 TCP IP 承载数据业务 UDP IP 承载流业务 诸如视频数据流等 同时为了提供高质量的 语音业务 还集成了 DECT 协议 2 1 4 蓝牙 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范 它以低成本的近距离无线连 接为基础 为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接 蓝牙工作在全球通用的 2 4GHz ISM 即工业 科学 医学 频段 蓝牙的数据速率为 1Mbit s 时分双工传输方案被用来实 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 6 页 现全双工传输 与其它工作在相同频段的系统相比 蓝牙跳频更快 数据包更短 这使蓝 牙比其它系统更稳定 前向纠错 FEC 的使用抑制了长距离链路的随机噪音 应用了二 进制调频 FM 技术的跳频收发器被用来抑制干扰和防止衰落 蓝牙的传输速率为 1Mb s 传输距离约 10 米 加大功率后可达 100 米 总而言之 IEEE802 11 比较适于商业环境下的无线网络 蓝牙技术适合于移动设备之 间的互连 而 HomeRF 则适合家居环境中的通信 2 2 WLAN Bluetooth 3G 之间的关系 3G WLAN Bluetooth 这三种技术本质上是互补性的 尽管它们可能在边缘上是竞争 的 下表是由三种技术之间大致的关系 可以看到这三种技术存在着某些关联 但差异也是相当明显的 WLAN 目前得到广泛应用的技术是 802 11 家族 它是 IEEE 在 1997 年发表的第一个 无线局域网标准 而现在媒体屡屡提到的 802 11b 是 1999 年 9 月被批准 它也被称为 Wi Fi 听起来有点像音乐发烧友说的 Hi Fi 可支持 11Mbps 的共享接入速率 与此相似的是 802 11a 技术 它采用了 5GHz 的频段 其速率高达 54Mbps 分频采用 OFDM 正交频分 复用 技术 但无障碍的接入距离降到 30 50 米 去年新出现的一个候选标准 802 11g 其 实是一种混合标准 既能适应 802 11b 标准 又符合 802 11a 标准 它比 802 11b 速率快 5 倍 并和 802 11b 兼容 蓝牙技术蓝牙技术是以低成本的近距离无线连接为基础 为固定与移动设备的通信环境内建立 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 7 页 一个特别连接的开放性全球规范 工作在 2 4GHz 频段 目前可支持 1Mbps 的数据速率 支持数据与语音业务 目前可实现无障碍的接入距离在 10 米左右 发射功率为 4dBm 时 蓝牙技术研究小组 SIG 在 2001 年年初已出台蓝牙 1 1 标准 信道数据传输速率为 1Mbps 2001 年年底又出台了蓝牙标准 2 0 版 信道数据传输速率为 2Mbps 由于蓝牙与 802 11b 都 工作在 2 4GHz 频段上 相互之间存在干扰 文献数据表明 使用 DSSS 直序扩频的 802 11b 其发射功率为 20dBm 时 将使蓝牙数据包的丢失率达到 13 46 因此去年 4 月 IEEE 的 PAN Personal Area Network 工作组提出一项议案 可使 Bluetooth 和 802 11b 同 时工作 避免相互干扰 3G 最早在 1985 年国际电讯联盟提出 当时考虑到该系统可能在 2000 年左右进入市场 工作频段在 2000MHz 且最高业务速率为 2000Kbps 故在 1996 年正式更名为 IMT 2000 International Mobile Telecommunication 2000 3G 是一种能提供多种类型 高质量 多媒体业务的全球漫游移动通信网络 能实现静止 2Mbps 传输速度 中低速 384Kbps 高 速 144Kbps 速率的通信网 但由于各国 各厂商的利益差异 产生目前三大主流技术标准 WCDMA CDMA2000 和 TD SCDMA 而焦点集中在 WCDMA 3GPP 和 CDMA2000 3GPP2 上 随着 3GPP 和 3GPP2 的标准化工作逐渐深入和趋向稳定 ITU 又将目光投向能提供更高无线传输速率和统一灵活的全 IP 网络平台的下下代移动通信标准 称为 Beyond 3G 由于 3G WLAN 和蓝牙在技术属性上不同 因此在它们所支持的功能和应用上也不 同 1 3G 支持移动性 WLAN 支持便携性 3G 网络是建立在蜂窝架构上的 最适于支持移动环境中的数据服务 蜂窝架构支持不 同蜂窝之间的信号切换 从而向用户提供了全网络覆盖的移动性 这种移动性常常通过不 同网络运营商之间的漫游协议进行扩展 当然 可供移动用户使用的带宽是有限的 WLAN 无线局域网提供了大量的带宽 但是它覆盖区域有限 室内最多 100 米 它所 支持的应用经常通过像笔记本电脑这类便携式以数据为中心的设备访问 而非通过以电话 为中心的设备进行访问 PDA 和类似的小型设备也开始配置具有 WLAN 连接性 不过这 一过程还处在幼年期 蓝牙网络只适于距离非常短的应用 很多情况下它们仅被用做线缆 的替代物 2 3G 支持语音和数据 WLAN 主要支持数据 语音和数据信号在许多重要的方面不同 语音信号可以错误但不能容忍时延 数据信 号能够允许时延但不能容忍错误 因此 为数据而优化的网络不适合于传送语音信号 反 之 为语音而优化的网络也不适于数据信号 WLAN 主要用于支持数据信号 与此形成对 比的是 3G 网络被设计用于同时支持语音和数据信号 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 8 页 虽然 WLAN 正在向集成电话功能发展 但是其目前的结构中缺少支持像语音 多媒体 和内容这类更高水平应用所要求的必需架构 例如 适应服务质量 可伸缩性和计费机制 要求的架构 现在有少数国家大型电信运营商提供了 WLAN 无线局域网服务 如上海电 信的 天翼通 WLAN 业务 尽管目前它们在漫游 覆盖以及计费整合上仍不成熟 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 9 页 第三章 WLAN 的发展与问题 3 1 WLAN 在中国的发展 虽然 WLAN 的技术标准只出现了 5 年 WLAN 业务在中国还是一项比较新的应用 但根据慧聪研究发布的报告 2001 年 中国无线局域网市场总量为 2234 万美元 比 2000 年增长了 80 89 2002 年的市场总量将达到 4021 万美元 比 2001 年增长 79 99 可见 2001 2002 年无线局域网在中国的发展是快速而平稳的 由于 WLAN 市场的蓬勃发展 国内各大电信运营商分别开展了 WLAN 网络的建设和 业务的推广 中国网通先后在经济较发达的北京 上海 广州等省市的饭店 展览中心和 机场建设了 WLAN 尤其在 2001 年上海 APEC 会议期间 美国代表团几百台笔记本电脑 就是用中国网通的无线局域网工作的 同样 中国电信也在全国部分城市建设了 WLAN 与中国网通一起引导全国 WLAN 的建设和发展 相信不久之后 中国联通 中国移动甚至 中国铁通都有可能进入 WLAN 的市场竞争 3 2 WLAN 对人们的影响 IDC 调查报告指出 全球约有 4 500 万移动工作者 具有与因特网和企业内部网络的 连接需求 在每年约 2 8 亿人次的商务旅行中 有 20 的比例会使用移动通讯设备上网 无线互联网正是实现移动上网的有效手段 WLAN 目前最不容置疑的应用当属满足移动办公需求的 无线办公室 在办公环境 中使用 WLAN 可以使办公用计算机具有移动能力 在网络范围内可实现计算机漫游 各 种业务人员 部门负责人 工程技术专家和管理人员包括只要有可移动计算机或笔记本电 脑 无论是在办公室 资料室 洽谈室 甚至在宿舍都可通过计算机无线网络随时查阅资 料 获取信息 企业领导和管理人员可以在网络范围内的任何地点发出指示 通知事项和 联系业务 也就是说可以随时随地用移动方式办公 另外 在布线困难 空间开阔的展览中心 机场 通过 WLAN 的布置 可以让人们使 用同一种网卡访问局域网和广域网 收发邮件 浏览网页 进行网络游戏 充分利用等待 飞机等空闲时间 如果在飞机航班上安装 802 11b 设备插头 乘务员甚至可以向机场网络 上载黑匣子数据 从机场网络下载飞行计划等 3 3 WLAN 对网络经济的促进 无线局域网市场的分析报道一致认为 与其他电信和高科技市场相比 WLAN 市场的 继续增长和盈利的迹象非常乐观 亚太地区被普遍认为是市场发展和扩张的下一个关键地 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 10 页 区 最近的趋势分析报道预见亚太地区的 WLAN 市场将 到 2005 年 平均每年增长 51 资料来源 IDC 交易额将从 2001 的 2 3 亿美元增长到 2005 年的 6 25 亿美元 资料来源 Gartner 3 年内交货量将在现有的 50 万的基础上翻三番 资料来源 Frost Sullivan 等 毋庸置疑 WLAN 将成为亚太地区 IT 市场新的经济增长点 其巨大的潜力和广阔的 市场空间引起了业界的广泛关注 同样 作为亚太地区经济发展的中心 中国的 WLAN 将 对中国的网络经济持续发展起到进一步的促进作用 3 4 WLAN 发展中存在的问题 虽然 WLAN 的市场前景广阔 但由于其出现的时间较短 还有很多问题需要进一步研 究和解决 才能保证 WLAN 保持持续和稳定的发展 目前 WLAN 发展中存在标准不统 一 射频干扰和安全性较差以及应用模式等问题 标准问题 通信业发展到现在 无论在哪个领域 产业链条越来越紧密 上下游厂商与用户的联 系 互动显得越来越重要 WLAN 产业链条和一般通信产业类似 包括标准制订 芯片设 计 设备制造销售 网络建设和接入服务等价值活动等 但是 无论探讨 WLAN 产业链中 的任何环节 我们都必须由 WLAN 技术标准的制订谈起 因此 可以认为 WLAN 技术标 准是整个产业活动的最源头 也是促进整个产业发展的最重要部分 WLAN 是由 3Com Alctel Breezecom Cisco Colubris Enterasys Intersil Intermec Symbol 等 9 家厂商于 1996 年 3 月共同设立的 WLANA Wireless LAN Association 联盟开始的 WLANA 的规格于 1997 年 8 月获得美国电机电子工程师学会 IEEE 认可 从而有了 IEEE802 11 的正式标准 并于 1999 年 9 月颁布 802 11b 截止 2001 年底 802 11b 仍是 WLAN 的主流标准 虽然 IEEE 已于 2001 年制订出新的标准 802 11a 可支持更高的传输 速率 但成本相对较高 市场一般认为 802 11a 在 2002 年尚无法挑战 802 11b 的主流地位 而 WLAN 芯片设计 设备制造 网络布建和连机服务将逐渐往 802 11a 和 802 11b 双模 dualmode 兼容的趋势发展 尽管 WLAN 在标准上并没有统一 但是 WLAN 依然是目前相对而言技术较为成熟的 无线传输方式 而且 上网方式和主要输出接口 笔记本计算机 与传统有线上网 的习惯相当类似 越来越多软硬件内建 WLAN NIC 与 WLAN NIC 搭售或可支持 WLAN 功能 例如 Microsoft 在去年推出的 Windows XP 支持 WLAN 接入 解决了过去使用者 WLAN 上网最感不便的 WLAN NIC 驱动程序安装问题 因此 可以说 WLAN 标准问题 正在得到逐步解决 射频问题 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 11 页 射频干扰 RF Interference 问题是目前制约 WLAN 发展的重要方面 WLAN 射频干扰就是 WLAN 出现多余的射频讯号 例如 WLAN 中出现不明 AP 或 NIC 大量且密集地发出射频讯号 使其它 AP 或 NIC 必须等待 WLAN 上的数据传输结束 才能进行正常的传输动作 上述等待时间可能只有几秒或几分钟 也可能长达数小时或数 天 视侵入的干扰讯息大小而定 但无论如何 对实际有权限使用 WLAN 的上网者造成某 种程度不便 由于 WLAN 无线传输的特性 因此可能产生射频干扰的问题 目前尚未有一 款适用的解决方案 因此上网者在采用 WLAN 之前应对 WLAN 传输性质有充分的认识 并做好导入前的评估动作 而对 WLAN 网络构建者而言 如何协助用户设置因地制宜的 WLAN 网络 将干扰的可能性降至最低 这是 WLAN 厂商能否为用户创造高附加价值的 重要关键 但是 WLAN 射频干扰问题并非完全无法改善 相反的 使用者可采取许多行 动以避免或改善 WLAN 射频干扰现象 首先 分析 WLAN 射频干扰的可能性 在导入 WLAN 网络之前 使用者可用一些简 单工具检视某个环境 如住家或办公室 受到射频干扰的可能性 其次 移除 WLAN 射频干 扰的来源 解决 WLAN 射频干扰问题最有效也最简单的方法 就是移除任何可能的干扰来 源 除非干扰源来自于附近区域的另一个 WLAN 系统 使用者无权拆除对方的 AP 事实 上 在使用者可以控制的环境内 上网者只要把一些发射微波的仪器 比如微波炉 无线 电话或蓝芽装置等关机 WLAN 射频干扰问题就可以获得相当程度的改善 第三 调整 WLAN AP 的频谱波段 调整 WLAN AP 的频谱 选择射频干扰最低的波段 这个方法虽 然不能解决所有 WLAN 射频干扰问题 但值得一试 最后 采用 802 11a WLAN 技术标准 WLAN 的新标准 802 11a 采用 5GHz 频谱 在短中期内 这段频谱的干扰将远较 802 11b 所采用的 2 4GHz 为小 802 11a 的传输效能也较 802 11b 为佳 但值得使用者注意的是 目前 802 11a 尚未成为 WLAN 主流 其设备和连机服务的价格都较为昂贵 因此使用者导 入 802 11a WLAN 必须付出较多的成本 安全性问题 另一个重要的问题是安全性 而且 这个问题一直为用户所诟病 若拿无线网络与有 线网络相比较的话 无线网络安全性问题的确引人重视 因为无线网络是利用空气当做数 据传输的媒介 所以比较容易受到攻击 为了防止恶意攻击 无线网络标准规格中也制订了称为有线网络标准加密技术 Wired Equivalent Protocol WEP 的标准 理论上 这个构想可以保护无线网络的私密性 另外 WEP 协议也可以防止未经授权就存取无线网络 WEP 协议使用共享于一个基本服务组合 basic service set BSS 的秘密键值做传输 BSS 指的是一个无线 AP 与一组相关节点的组合 这个键值用来在资料封包传输前作加密的动 作 封包也必须经过整合性的检查 以确保在传输中没有被篡改 而在 802 11 标准中的小 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 12 页 漏洞 是因为里头没有定义共享键值要如何建立 在大部分无线网络中 是使用单一键值 在区域内共享 并且必须要手动设定 这种加密方法的问题出在加密的算法上 WEP 使用的是 RC4 算法 这是一种串流加密 器 stream cipher 它将短的键值展开成为无限制的虚拟随机数键值串 发送者使用这个键 值串与明文信息做 XOR 运算处理并产生密文 XOR exclusive or 互斥或 逻辑运算指的 是一种二进制系统的逻辑运算子 若两个操作数不同 则结果为 1 当两个操作数相同时 其结果为 0 依照这项原则 接收者则使用键值产生适当的键值串 并且对密文做 XOR 及 键值串演运行之后 就可以得到原始的明文了 在 2001 年 8 月 有两位以色列魏兹曼研究所的专家与另一位思科公司的研究员 在多 伦多举行的密码会议上公布他们轻松破解其中加密技术的结果 让用户和网络安全专家不 禁质疑上述号称是未来企业电算技术的前景 这三位解密专家利用装置无线网络卡的笔记 型计算机 成功窃取网络中的一小部分资料 在不到一小时内即破解用户密码 而破解密 码则是 WEP 中的 RC4 加密技术 除此之外 AT T 实验室的研究员也号称可以同样的方 法成功破解密码 由此可见 安全性是目前 WLAN 在发展上的一大重要问题 如何克服使 用者对于安全性的顾虑是刻不容缓的当务之急 应用模式问题 随着 PDA 笔记本电脑和其它个人设备的大量普及 无线局域网络渐渐具有实用价值 对企业与消费者来说无线局域网络有其行动性的便利性 但是 到目前为止 我国 WLAN 还没有得到大规模商业应用 这表明 WLAN 的发展还需要 WLAN 产业链条整体参与者共 同寻找能带来附加价值的应用 1 企业用户 由于无线局域网络具备有弹性及架设方便的优点 将取代目前部分有线局域网络及无 线电的市场 除去部分公共场所 比如机场 车站 会展中心甚至娱乐休闲场所外 一些 企业将接受有线及无线混合局域网络环境 这些为 WLAN 的发展提供了市场 2 电信企业 由于建构一个完整无线局域网络服务 并非单一厂商就能够完成 需要电信厂商的投 入 无线局域网络的建构为电信企业及网络厂商提供新的市场发展空间 电信企业将强调 整体的网络及电信通信服务 为应用 WLAN 的企业提供高价值服务 而且 它们的目标顾 客可能以大型企业 企业大楼 展览会场为主 其收费模式主要是以通信费用为主 而无 线局域网络费用为其附加值项目费用 3 整合软件项目开发 除了上述两种经营模式之外 由于行业经营上的特殊需求 市场中将出现满足特殊无 线局域网络的项目开发及软件设计 这类的厂商主要开发顾客公司所需要之软件 并建构 其无线局域网络 目前部分网络集成商就在扮演着这样的角色 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 13 页 目前 我国消费者及企业对于无线局域网络的应用尚停留在起步阶段 国内无线局域网 络研发厂商 技术应用厂商及服务厂商 应该了解消费者及企业对于网络真正的要求 开 发出相关产品及应用服务 这样才能真正地做到在提供用户价值服务的同时 获得自身的 可持续发展 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 14 页 第四章 WLAN 应用前景 4 1 WLAN 市场分析 芯片供应商 系统集成商与设备供应商及代理商构成了 WLAN 市场的供应链 而上 下游厂商必须自成阵营 才能确保竞争力 系统厂商必须与芯片供应商及代工客户维持密切关系 确保芯片供货 提高价格的应 变能力 如果无法形成固定而完整的供应链 将很难在竞争日益激烈的 WLAN 市场上存活 在 中国市场上 无线网络客户规模持续成长 技术不断开发创新 应用也趋于多元化 将成 为 WLAN 产业发展的动能 中国无线网络设备产业具有良好的前景 但只有无线网络设备 的供需紧密配合 才能真正引发商机 4 1 1 WLAN 应用环境 1 企业用户将大幅增长 个体用户平稳增加企业用户将大幅增长 个体用户平稳增加 WLAN 设备的可移动性带来了使用上的方便和较高的用户接入速率 随着 AP NIC 等 WLAN 设备价格的下降 中国 WLAN 的用户数量将迅速增加 迎来发展的新高潮 WLAN 的终端设备范围将涵盖笔记本电脑 台式机 PDA 及打印机等办公设备 而 WLAN 无线网卡将成为笔记本电脑的必备配置 WLAN 网络也将进一步在高价位住宅区 酒店等场合广泛应用 预计 2002 年底 中国 WLAN 用户将达 2 5 万 其中企业用户为 1 5 万 个体用户为 1 万 赛迪顾问预测 到 2004 年 企业应用的规模将超过公众运营市场 的应用规模 图 1 是 2003 年无线局域网设备在应用市场中的分布预测情况 图 1 2003 年 WLAN 应用市场预测 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 15 页 尽管未来无线局域网企业应用市场的发展高于运营市场 但由于运营市场在中国处于 发展早期 市场增长率依然可观 预计 2003 年将保持 70 左右的增长 到 2003 年 中国 无线局域网运营市场的用户数将接近 10 万 整体市场价值 包括设备投资 运营收入等 将达 2 亿元以上 到 2004 年 随着行业用户的发展 公众运营市场的发展速度会有所下降 但依然会有 50 左右的快速发展 然而 由于替代产品的竞争 尤其是 3G 的发展 到 2005 年 无线局域网运营市场的发展速度将有所下降 市场规模为 4 2 亿元 见图 2 2 无线互联网将成为新一代无线电子商务的主流无线互联网将成为新一代无线电子商务的主流 信息化建设有助于构建企业核心竞争力 已经是众多企业的共识 通过运用互联网技 术 企业已经可以在办公室范围内进行全天候高效运转 而一旦离开办公室 企业信息系 统的威力就要大打折扣了 因为在很多企业中 企业信息系统是通过电话线接入网络来实 施的 因此电话线实际上也成了一种束缚 目前 已经有越来越多的企业认识到了这一点 并且开始借助无线技术来解决这个问题 这是新一代无线电子商务的发展趋势 预计到 2003 年下半年 中国无线互联网用户的容量将超过有线互联网用户 3 无线终端的普及 无线接入设备技术走向成熟无线终端的普及 无线接入设备技术走向成熟 无线局域网造就的巨大市场空间很快引起了国内厂商的关注 随着更多的厂商投身到 无线局域网领域 各种无线局域网设备及解决方案也纷纷浮出水面 无线路由 无线交换 机等无线接入设备技术早已成熟 比如 长城电脑公司在 新商务运动 中推出的无线局 域网解决方案 使用原有的以太网交换机结合其无线接入器即可实现无线局域网接入 改 造极为方便 并且可以为用户提供高达 11Mbps 的数据传输速率 比过去的无线网络快 5 倍 在无线网络终端的选择上 很多用户认为 无线网络意味着 移动 那么理所当然地 应该选用笔记本电脑 其实商用 PC 也是一个很好的选择 笔记本电脑的移动性确实是 PC 所不能及的 使用笔记本电脑结合无线网络 可以最大限度地满足移动办公的需求 然而 PC 在价格上的优势也是不可忽视的 图 2 2002 2005 年中国 WLAN 运营市场规模预测 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 16 页 4 1 2 WLAN 技术环境 VPN 将是无线局域网网络安全的主流解决方案 Intel 公司认为 VPN 将是确保公司 WLAN 安全的唯一选择 但是现在办公室内的局 域网还需要实施为广域网设计的安全措施 目前 WLAN 用户通常较担心 WLAN 的安全 问题 因为接近 WLAN 的黑客可以登录基站或者监听网上的数据传递 为了应对这些威胁 WLAN 也采取了一些措施 比如说要求身份验证及对数据进行加密 但到目前为止 所有 为 WLAN 设计的具体解决方案都不足以令人放心 为了方便移动用户接入公司的局域网 很多公司目前都广泛使用了 WLAN IEEE 的 WEP Wired Equivalent Privacy 标准采用了 RC4 的加密技术 但是 WEP 选择密码的方式很容易被破译 所以容易被黑客监听 信息包快速加密 技术可解决这个问题 它可为网络上传递的每一个数据包迅速生成 一个单独的密码 这种技术被称之为 高级加密标准 简称 AES 在进行身份验证的时 候 它将同拟议中的 802 11x 标准联合起来使用 Intel 公司表示 802 11x 标准和 AES 都 将成为 WLAN 安全机制的主流产品 Intel 公司认为 使用 WLAN 的公司将要求使用 VPN SOHO 用户则暂时不需要那么高的安全性 目前 很多公司为了加强安全性 已经 开始在移动通信设备上安装 VPN 技术 频段利用是无线技术重要因素之一 对于 802 11b 和 802 11g 来说 由于它们占用的 2 4GHz 频段同时又是无绳电话 微波 炉及蓝牙技术所共用的 因此发展空间具有局限性 但对于 802 11a 而言 由于其工作频 段是 5GHz 具备更 纯净 的运行空间 在这方面比 802 11b 和 802 11g 更有吸引力 但 802 11a 的传输距离比 802 11b 短 类似于牺牲距离 换取速度 这是用户们所不愿接受的 也是 802 11a 不尽人意的地方 目前 2 4GHz 的 802 11b 的生存态势较好 客户威信也很高 随着 802 11a 系列产品 的推出 802 11a 呈现出较好的发展趋势 因此 今明两年 2 4GHz 频段 WLAN 产品的应 用还会很广泛 符合 802 11a 的产品将尤其适用于 11Mbps 速率已经不能满足需要的发达地 区 随着 802 11a 产品价格的逐渐下降 加之 54M 带宽的优势 802 11a 产品市场在未来两年将 迅速增长 市场应用的变化导致了产品市场结构的变化 适应这种产品结构的变化 未来 公众服务领域的技术应用趋势是局端从目前的 802 11b 逐渐过渡到 802 11a 802 11b 终端 从目前的 802 11b 逐渐过渡到 802 11a 企业应用领域的趋势是从 802 11b 逐渐过渡到 802 11a 图 3 2003 2005 年 802 11a 及 802 11b 芯片市场占有率 按销售额 无线局域网 WLAN 技术发展动态 第 17 页 OFDM 将成为下一代无线技术的主流 正交频分多路复用 OFDM 是一种多载波数字调制技术 其研究历史可以追溯到 20 世纪 60 年代中期 虽然 OFDM 技术已经存在了很长时间 但是直到近期多媒体业务取得 较大发展 它才被认为是一种高速双向无线数据通信的好方法 该技术被欧洲的数字电视 标准 DVB T 和数字音频广播 DAB 标准所采纳 目前已经作为 WLAN ETSIHIPERLAN 2 和 IEEE 802 11a 和宽带无线接入的核心技术 随着 DSP 芯片 技术的发展 傅立叶变换 反变换 高速 Modem 采用的 64 128 256QAM 技术 栅格编码技 术 软判决技术 信道自适应技术 插入保护时段 减少均衡计算量等成熟的技术逐步引 入到移动通信领域中 人们逐渐开始集中精力开发 OFDM 技术在移动通信领域的应用 预 计第四代移动通信的主流技术将是 OFDM 技术 4 1 3 行业应用是 WLAN 市场发展的动力 无线局域网的应用主要集中在公众服务 企业用户 校园网 政府机构 家庭及个人 用户等领域 但随着应用的逐渐深入 市场重心会从公众服务应用渐渐过渡到企业应用及 家庭应用上 按照国外的发展经验 无线局域网应用最初的重点是高层商务人士 因此中 国网通定位在四星 五星级酒店宾馆等高级场所 但无线应用的最终方向是逐渐趋于大众 化 所以企业用户及家庭用户是未来两年无线局域网最大的潜在用户群 因此中国电信定 位于家庭用户 将无线网卡 网关打包销售 价格面向普通大众 最终通过其有限网络的 运营费用取得回报 因此 2002 2005 年公众服务市场的比例将逐渐