计算机毕业论文---WLAN的发展与应用前景.doc

1、.WLAN的发展与应用前景摘要:本文介绍了WLAN(无线局域网)的基本特征与运营模式，并阐述了Wi-Fi安全性问题、WAPI兴起及相应频率规划等WLAN演进发展状况及其应用前景。关键词:WLAN  Wi-Fi 发展1 绪论无线局域网WLAN，顾名思义是一种借助无线技术取代以往有线布线方式构成局域网的新手段，可提供传统有线局域网的所有功能。它是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，系统用无线接入的一个子集，但原则上与蓝牙有类似性，覆盖无线个人域网(WPAN)范畴。与蓝牙相比，它能支持较高传输速率, 利用射频无线电或红外线，借助直接序列扩频(DSSS)或跳频扩频(FHSS)，GMSK，O

2、FDM等技术，实现固定、半移动网络终端对Internet网络进行较远距离的高速连接访问。因此，原则上它与速率较低的蓝牙技术有不同市场定位，相互支持补充，构成一种完整有效的WLAN/WPAN/WBAN无线接入。2 WLAN 的基本特征 （1） 较高的传输速率及较远的连接距离与WPAN相比，即使不涉及UWB，WLAN采用OFDM/MIMO技术后，传速率可高达54Mbit/s，甚至可以与UWB相比美。对通信距离而言，最高可大于100m。因此，在速率与距离方面，WLAN的优势明显。（2） 较高频谱利用效率采用OFDM技术，借助多状态调制处理的WLAN可取得较高的频谱利用效率。若进一步结合区域

3、覆盖能力，综合评价其容量能力与频谱利用效率则可得结果如下：蓝牙系统为3×104bit/(sm2)，IEEE，802.11a系统为8.3×104bit/(sm2)，UWB系统潜力更高，可望高达1×106bit/(sm2)。 (3) 较适宜高速Internet连接及高质量多媒体传输这是能以较高速率传输的必然结果。3 802.11x及其速率增强 IEEE在1997年为无线局域网制定了第一个标准IEEE 802.11，其中定义了媒体存取控制层(MAC层)和物理层。物理层定义了在2.4GHz的ISM频段上工作，总数据传输速率设计为2Mbit/s。两个设备之间的通信可以以自组

4、织(Ad Hoc)的方式进行，也可以在基站BS(Base Station)或访问点AP(Access Point)的协调下进行。为了在不同的通讯环境下取得良好的通讯质量，采用了CSMA/CA(Carrier Sense Multi Access/Ollision Avoidance)多址连接方式。IEEE 802.11标准最初主要用于解决办公室局域网和校园网中用户的无线接入，其业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbit/s。之后，由于速率和传输距离都不能满足人们的需要，IEEE小组又相继推出了更高速率的标准802.11b和802.11a。802.11b支持较高速率达1Mbit/s，同样工

5、作于2.4GHz ISM频段，亦称Wi-Fi(无线保真，Wireless Fedelity)，可为笔记本电脑或桌面电脑提供完整的网络系统服务。802.11a为利用5GHz频段的WLAN方式，传输速率更高，可达25Mbit/s或更高，借助OFDM技术，其速率可高达54Mbit/s。它亦被称为Wi-Fi5，可适应话音、数据、图像等多媒体业务的需要。802.11x标准即由Wi-Fi联盟推进其产业化与应用工作。4 Wi-Fi-802.11i的安全协议缺陷无线网络中的安全问题从暴露到最终解决经历了相当长的时间，而各大通信芯片商显然无法接受在这期间什么都不出售，所以Wi-Fi厂商以802.11i的草案3为

6、蓝图设计了一系列通信设备，称为支持WPA(Wi-Fi Protected Access)的设备。这个协议包含向前兼容RC4的加密协议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。之后将支持802.11i最终版协议的通信设备称为支持WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)的设备。如众所知，随着传统意义上的WLAN演进为公众通信P-WLAN/O-WLAN，WLAN已成为中国几大公众业务基础运营商共同关注的焦点。公众运营商级的WLAN用户主要为企业客户、经常出差的商务人员及家庭用户

7、等，多半属高端用户，对服务质量及安全性非常关注。而IEEE 802.11x标准中原先提出的安全方案已被广泛证实存在安全漏洞。 例如，基于有线环境设计的端口访问控制协议802.1x，安全协议WEP及RC4流密码，DHCP+WEB认证中的用户名和密码系按明文HTTP1.0或弱加密HTTP1.1的MD5算法。MAC地址过滤及非法接入及目前使用较多的PPPoE认证方式也是用明文或弱加密方式传送口令，不适合于开放无线环境。且PPP报文及PPPoE封装效率较低，无后续数据加密，均对电信运营商级高可靠性要求带来较大隐患。Wi-Fi安全性架构从1999WEP2002WAP2004 802.11i/WPA2逐的

8、步改进，引进了128位高级加密标准AES，并通过预共享密钥PSK(个人模式下)和IEEE 802.1x/EP(企业模式下)提供双向鉴权，但漏洞事件在全球依然屡有发生。WAPI的使用至今未发现有安全技术漏洞，目前常用的局域网技术有以太网、快速以太网、FDDI、ATM等多种。其中交换式WAPI产品目前已涉及办公设备(打印机、投影仪等)，手持设备(手机，PDA及相机等)，家电设备(DVD，电视机，冰箱，家庭网关等)以及国防军用等诸多方面上千种产品。Wi-Fi无线上网漏洞除可免费“蹭网”(所即一种盗窃他人带宽的网上行为，它利用自身计算设备连接相邻路由器设备，不经相应ISP正规线路上网，减免个人上网费用

9、，甚至窃取他人私人信息、数据)外，还可轻松盗取邮箱用户名、密码和截获MSN聊天等信息，其安全攻击操作方法简单。在互联网强势传播环境下，这种Wi-Fi漏洞被广泛利用的情况难以避免，应予切实重视。而WAPI从技术上讲，其鉴别机制完善，实现了终端和网络的双向对等鉴别，使用数字证书(x.509)作为身份标识，采用集中密钥进行管理。此外，其构建与应用方便，扩展性好，除安全性比Wi-Fi好外，对运营商可提供更强大与方便的运营与管理能力。从用户体验而言，其“零干预、零配置”具优良的易用性，隨着WLAN在手机，PDA及消费电子等领域应用的扩展，WAPI的优越性将会更进一步体现。 目前，许多TD，WCDMA及c

10、dma2000新型手机或多模智能手机中均已内置WAPI功能(如华为8230 Andriod平台手机，联想O1 3G Ophone手机等)。 5  WLAN的频率规划 对新技术应用与产业发展而言，作为资源先行的频率规划尤为重要。在这方面，WLAN无论从全球及国家环境而言，比WiMAX情况要好。(1)24002483.5GHz ISM频段原信息产业部无线电管理局仔细研究与重新规划了24002483.5GHz ISM频段(83.5MHz带宽)，规定诸如短距离/微功率蓝牙、室内WLAN及无绳电话和物流无线自动数据采集识别等共存运用。 (2)57255850MHz的5.8GHz ISM频段对5

11、7255850MHz的5.8GHz ISM频段(125MHz带宽)，亦有SS业务在运行。在进行多种高效率TDD无线接入技术试验基础上，进一步参考国际上相应标准及设备的实际进展，研究确定了新的频率规划要求。(3)5GHz频段W(R)LAN(455MHz带宽)全球频率规划确定了5GHz频段(51505250，52505350，54705725MHz，共计455MHz)的R(W)LAN频率划分规定。这为WLAN的各类应用，特别是高速率W(R)LAN的应用创造了极有利的资源条件。 6 WLAN的基本运营模式 WLAN的高速率与可移动性亦使其近些年来成为比蓝牙作用距离更远的宽带多媒体传送与连接

12、亮点，其主要应用模式亦可归纳为至少下述10种：公众WLAN应用模式包括在办公室、咖啡屋、酒店、火车站、机场、会议中心，乃至超级市场与购物中心等。固定无线接入模式可快速实施受布线阻碍的相近两建筑物间的快速布线，实施宽带无线连接。建筑物内无线网络模型学校、公司、市政管理部门等信息网络设施均可借助WLAN来实现。移动环境接入模式可供乘坐各种交通工具的人们进行必须的网络信息数据的高速存取连接。教育应用模式使用WLAN可实现校园建筑群网络连接、宽带互联接入、灵活的教室配置，以及移动互联服务等。医疗应用模式医院多建筑物内医疗诊断信息的快速交换与查询，建立移动护理中心等。制造物流支持模式对制造与仓储方面，W

13、LAN可用于有效的库存查询控制、快速的网络重构配置，以及移动库存车辆的网络信息访问等。家庭信息网络模型可借助WLAN方便灵活地建立家庭多终端运行的宽带世界及与外部宽带信息的及时交流。零售服务信息网络模型用WLAN实现快速现金收款、连锁店信息查询与库存控制，以及加油站、商店、餐厅等的便利查询等。移动/半移动办公及电子商务与无线城市模型随着5GHz等有效频率资源及OFDM/MIMO等新技术支撑的实现，WLAN的带宽能力得到增强。与移动手机相比，它有较好的宽带环境与优良的视频图示条件和宽带连接能力，可实施固定、移动/半移动环境中的宽带多媒体高质量运行及与宽带移动手机通信。 尽管Wi-Fi 802.1

14、1i安全性依然暴露出一些问题，但在全球范围内2009年Wi-Fi手机出货量预计可超过1个亿，2011年约达3个亿。2009年出货的Wi-Fi芯片中，45%的芯片组将支持802.11n，至2012年预计达60%左右，因此带宽增强能力亦在快速跟上。中国3大运营商亦看好WLAN的互补增强能力。其中TD+WLAN/WAPI可望成为一种有效的3G+WLAN的聚合自主创新模式，在TD无线城市等方面应用。7 结论  总而言之，由于加速创新与竞争的推动，WLAN带宽能力与安全性均有较好的改进，其频率资源支持环境亦较好，基本商业模式亦较清晰。因此，WLAN的发展前景较为光明。对我国自主创新的WAPI技术应积极鼓励与支持，应加速持续创新/聚合创新与共赢合作及产业链发展与国际化，为中国及全球WLAN的发展做出新贡献。 8致谢首先要感谢授课老师课上对我的教导,你们丰富的授课内容拓宽了我的视野,让我能更顺利的完成这篇文章；感谢我的同学们,你们不仅让我感受到友情的力量,也让我感觉