无线互联取代线缆的可能性分析

1、一、Wi-Fi技术取代线缆的可能性1、问题的提出近年来，飞速发展的无线网络技术的应用越来越广泛。目前，Wi-Fi已经存局域网市场上占据了重要地位，越来越多的机构发现Wi-Fi在满足移动要求、重新布置和自主联网及覆盖难以布线的地点等方面具有极大的益处，在网络规划时对Wi-Fi青睐有加。从Wi-Fi的实际应用场景来看， 目前大致有两类：一类企业自己建立的面向企业内部用户的WLAN网络，以替代企业有线网或作为有线网的补充。比如一个大型超市，通过WLAN网络，可以在超市内的任何柜台，通过手持终端，统计存货情况，交由中央系统处理，这样就可以快速、高效地掌握销售情况，适时进货。这类应用可以显著提高企业的信

2、息化程度，促进企业的发展。另一类是无线1SP在诸如写字楼、宾馆、机场等所谓的“热点” 地区建设的WLAN网络，向公众移动数据用户提供互联网接入服务，并向川户收取网络接人费。鉴于Wi-Fi有很多优点，一些业界人士也开始思考Wi-Fi是否可以替代有线局域网问题，尤其在规划网络时，常常陷入在无线网络和有线网络两者难以抉择的状况。本文通过对Wi-Fi和有线局域网在技术方面的优缺点的比较和发展趋势的预测，总结两者的特点，对Wi-Fi代替有线局域网的可能性给出分析，并对从技术发展趋势角度给出网络选择部署的建议。2、Wi-Fi的特点和局限2.1 Wi-Fi概念Wi-Fi， 是由一个名为“无线以太网相容联盟”

3、 (Wireless Ethernet Compatibility Alliance, WECA) 的组织所发布的业界术语，中文译为“无线相容认证”。它是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。随着技术的发展，以及IEEE 802.11a 及IEEE 802.11g等标准的出现，现在IEEE 802.11 这个标准已被统称作Wi-Fi。从应用层面来说，要使用Wi-Fi，用户首先要有Wi-Fi 兼容的用户端装置。2.2 Wi-Fi的优点2.2.1灵活性和移动性在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而Wi-Fi在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网

4、络。Wi-Fi最大的优点在于其移动性，连接到Wi-Fi的JI丰I户可以移动且能同时与网络保持连接。2.2.2安装便捷Wi-Fi可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接人点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络。易于进行网络规划和调整对于有线网络来说，办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，Wi-Fi可以避免或减少以上情况的发生。故障定位容易有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。2.2.5易于

5、扩展Wi-Fi有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间漫游等有线网络无法实现的特性。由于Wi-Fi有以上诸多优点，因此其发展十分迅速。最近几年，Wi-Fi已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。2.3 Wi-Fi的局限鉴于Wi-Fi传输的无线方式，其在应用中还存在一些明显的不足：需要支持高速、突发的数据业务，具体来说，Wi-Fi必须实现以下技术要求：(1)可靠性：Wi-Fi在室内使用还需要解决多径衰落以及各子网问串扰等问题。其分组丢失率目前也不理想，还达不到10-5，误码率也高于10-8。(2)速度：目前Wi-Fi的速度最

6、高也就百来兆，与有线局域网千兆万兆相比，差距较大。(3)通信保密：这是最令用户担心的。由于数据通过无线介质在空中传播，Wi-Fi必须在不同层次采取有效的措施以提高通信保密和数据安全性能。(4)电磁环境：Wi-Fi应考虑电磁对人体和周边环境的影响问题。其中主要的问题集中在性能、速率和安全性。3、有线局域网特点和局限3.1有线局域网的特点 (1)传输速度快。局域网跟局域网传输文件的速度很快。虽然互联网也行，但速度没局域网快。简单说也就是省宽带费而已。但是用在企业上就能省下很多费用，而且文件传输也方便。有线局域网的带宽是Wi-Fi无法比拟的。(2)可靠性强。有线局域网一般用的是双绞线或者电缆、光纤之

7、类的，信息传输的丢失率极低。3.2有线局域网的局限(1)耗资源较大。有线网络耗费较大材料资源和管理维护方面的人力资源，经常会导致网线多而且乱，如果有几十台电脑就需要用线槽或理线器把网线装起来了，布线情况复杂繁琐，对管理人员的技术要求较高。(2)中毒风险较大。如果有线局域网中的其中一台电脑中病毒，那么所有的电脑都有可能中病毒，会导致局域网的安全防范能力降低。4、Wi-Fi替代有线传输的障碍4.1安全性问题安全性始终是用户主要关心的问题，Wi-Fi一个天生的问题其信号容易被截获和跟踪。无线网络的电磁辐射难以精确的控制在某个范围之内，攻击者只需架设一座天线即可获取信息。与有线网络相比，信息更易被截获

8、和跟踪，而且难以发现。Wi-Fi的带宽是有限的，这个有限的带宽被AP上所有的用户所共享，入侵者可以产生大量的数据包，从而耗尽网络资源，导致网络瘫痪，或者造成网络永久中断，使系统不能正常T作。此外，Wi-Fi比有线网络更易遭受IP重定向攻击、TCP响应攻击等。4.2 Wi-Fi管理问题对无线网络的管理还有很多问题需要解决。例如：4.2.1管理系统如何有致利用带宽WLAN与3G WLAN是否会对第三代移动通信系统构成威胁是业界关心的一个问题。实际上，WLAN与3G采用的是截然不同的两种技术，用于满足不同的需要。与3G不同的是，WLAN并不是一个完备的全网解决方案，而只用于满足小型用户群的需求。4.

9、2.2标准的网管通信方式网管子系统必须基于工业标准的管理协议，才能监视主机和子系统之间每条路上的状态信息，并可根据状态信息快速分析和解决出现的问题。4.2.3网络监视和报告监视和报告无线信号的变化以及接入点的业务类型和负载情况，自动发现进入无线网络体系结构的新设备。4.3速度问题这是最大的问题。几乎所有企图想使用无线网络代替有线网络的用户，都被该问题所困扰而止步。速率一直是衡量一个网络技术能否满足用户需要的尺度。随着企业电子商务、家庭多媒体技术的发展，1OM的带宽已不能满足人们对文档、视频、语音等大数据流传输的需求。但目前大多使用的Wi-Fi80211h标准其速度只能达到11Mbps。据All

10、ied Telesis进行的实验表明，11Mbps无线LAN的实际速度是在5Mhps6Mbps左右，而随后提出工作在5GHz频段上的80211a标准也才能达到54Mbps 。小结：Wi-Fi和有线网络都有不同特点，至少目前还很难说无线网络可以替换有线网络。对于多数用户来说，还是有线和无线相融合较为适宜。如果企业已经建成了有线网络，可以采用无线网络技术来扩展自己原有的有线网络。这就构成无线网络与有线网络融合。这两种技术各有优缺点，可以互相补充，互相支持。所以我们相信，两者的融合是最佳选择。Wi-FI遵循的是IEEE802.11 x 系列标准。802.11ac项目早在2008年上半年就已经着手开始

11、，当时被称为“Very High Throughput”(甚高吞吐量)，目标直接就是达到1Gbps。到2008年下半年的时候，项目分为两部分，一是802.11ac，工作在6GHz 以下，用于中短距离无线通信，正式定为802.11n的继任者，另一个则是802.11ad，工作在60GHz，市场定位与UWB类似，主要面向家庭娱乐设备。 802.11ac标准草案2.0版于2012年1月19日正式在IEEE的官方网站上进行投票，2月18日结束投票后将根据结果形成最终的标准。可以合理预测，IEEE802.11ac, IEEE802.ad可能会在同一阶段被市场实际应用。IEEE802.11ac作为802.1

12、1n的升级，使无线局域网达到有线环境的速率，而IEEE802.11ad作为802.11ac的补充拓展，主要针对家庭数字设备的高清媒体推送应用，实用后的Wi-Fi display技术可能与802.11ad有很大的交集。二、无线USB取代线缆的可能性1、问题的提出随着技术标准的制定完成，在Intel、微软等业界领先公司的大力推广下，无线USB技术在计算机、消费电子、移动通信、工业自动化控制等众多领域已经得到快速应用与发展。无线USB或将取代有线传输成为应用主流，因为没有人会拒绝更简单、更便捷新技术。2、无线USB的技术特点作为有线USB在无线领域的扩展，无线USB的设计目标是向用户提供有线USB的

13、功能，而无需线缆的连接。无线USB具有下列一些技术特点。1)充分考虑了与有线USB的兼容。2)采用了MBOA制定的UWB超宽带物理层标准。无线USB能够支持533、80、1067、200、320、400和480Mbit/s等多速率和多通道的数据传输，同时也提供了较好的差错检测和校正机制，尤其适合无线USB的室内密集多径场所的高速无线接人。无线USB标准中，规定了无线USB主机必须支持上述所有的传输速率，而对无线USB设备则不要求支持上述所有的传输速率。3)保留了原有USB任务的划分模型。尽管无线化的传输给USB实现带来一定的复杂性，但是无线USB仍然保留了有线USB中“智能主机/简单设备”的任

14、务划分机制。4)提供了高效的电源管理机制。5)提供了安全机制。6)更加易于使用。易于使用是所有USB标准共同的目标，无线USB摆脱了线缆的束缚，增加了移动性，更加易于使用。3、解析无线作为一种新型的无线传输技术，无线USB极大的方便了用户操作和使用USB设备。试想，当你想把U盘中的数据拷入电脑中时，你不必把U盘从裤兜中的钥匙串上摘下插入电脑USB接口即可访问、传输数据；你也不必再弯腰，绕到机箱背后寻找USB口。当然，无线USB的魅力不仅仅是从有线变为无线这么简单，它在其他方面的革新同样为我们带来了惊喜。众所周知，目前主流PC所提供的USB 2.0接口数非常有限，如果你使用台式机，那么最多可以看

15、到8个接口(背面6个、前置2个)，若要连接更多设备就不得不借助USB HUB。而在无线USB系统中，HUB的概念是不存在的，系统只要有一个无线USB控制器便可同时与多个设备通信，其定义和功能与WLAN中的无线AP(无线访问点)非常相似。理论上，无线USB最多可支持127个设备同时接入，这是一个相当惊人的数字，是传统有线USB需要串联20个USB HUB才能达到的数字。4、无线（WUSB）的优势4.1 方便、高速 WUSB与有线的USB 2.0设备间高速传输规格维持一致，从这方面来看， WUSB技术在很多方面都可以从比较成熟的高速USB上移植过来，能与几乎无处不在的有线USB兼容，与有线USB的

16、工作方式一样，以点对点方式互相连接。WUSB还允许多个电子产品同时进行无线传输。它能以无线方式把多达127个装置连接到主机（通常是一台PC）上，其中每个装置都有自己的时间段来传输信息。即使是在共享WUSB的480Mbps传输带宽时，仍然可以有数个装置同时工作，并保持很快的数据传输速率。4.2 低功耗 低功率传输意味着低功耗，因此WUSB产品非常省电。WUSB比802.11（Wi-Fi）装置耗用功率低得多，这主要是因为其最大工作范围要比后者小得多。因此WUSB装置可以有很多休眠时间。与蓝牙产品的无线部分相比，MP3播放器中的无线USB单元可使电池使用时间长出好几倍。超宽带低功率输出的另一个好处是

17、有助于保持WUSB装置不对其他电子产品产生电子干扰。因为UWB无线单元辐射的功率不比电子产品通常辐射的噪声高，因此干扰只在非常近，比如几英寸的距离上才显现出来。4.3安全性WUSB传输在10米范围内可以轻易窃听，因此需要一种安全措施来确保特定WUSB装置只连接到想要连接的主机上。例如，如果把采用WUSB的MP3播放器带到公司中，它可能"听到"附近有很多PC，为了确保与自己的PC连接，必须让这个MP3播放器与自己的PC产生关联。WUSB装置的安全和有线的USB是一样的，在访问之前，主机会判断合适的设备并且加以验证。无线装置和有线的不一样，在装置互连时，人们并不能感觉到连接的存

18、在。其实和有线的USB一样，无线的WUSB也会提供一些密码保护等高度的安全手段，最大限度保证使用者的数据安全。4.4低成本目前已正在开发的更新的WUSB芯片价格有可能很低。一方面，它们发射功率很低，因此可以去掉一些电路，如功率放大器。它们还可以完全在CMOS中实现。新WUSB芯片的多功能性还可能使新产品降低成本。例如，给一台PC添加一个WUSB端口，就可同时连接所有电子产品，而就有线USB连接而言，每个连接都需要一个独立端口。5.小结相当有线USB2.0的性能或更差，实际只能引用于非网络应用的数据传输。目前尚未清楚无线USB下一版本的升级计划，其本身应用范围的局限性及向下兼容的升级限制，在无线

19、技术的竞争对手面前明显有很多不足，取代自身的线缆传输尚且在速率方面明显不足，取代其它线缆传输技术就希望更小了。三、其他技术取代线缆的可能性1.蓝牙技术大多数标准制定工作由蓝牙特别兴趣组（SIG）在完成，其成果将由IEEE批准。最新的蓝牙4.0是蓝牙3.0+HS规范的补充，最重要的特性是省电科技、无线覆盖范围增加到60米、速率增加到24Mbps。蓝牙4.0依旧向下兼容，其包含传统蓝牙、低功耗蓝牙和高速蓝牙技术，三种技术规范可单独使用，也可同时运行。尽管曾经有过Bluetooth-over-UWB的宣传，但没有进展。经过升级版本，尽管蓝牙技术的应用得到了增强，但应用范围扩展不大，技术协议方面无法取

20、代无线网络通信，速率方面也无法实现高清视频的无线推送。2. ZigBee与蓝牙类似，针对蓝牙技术复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等缺点进行优化，用于家庭自动化控制和工业遥测遥控领域。这种无线数据传输高可靠，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。其与蓝牙技术有较高的技术相似性，基于相似的原因而无法取代有线通信。3. WHDI3.1 WHDI概述WHDI（Wireless Home Digital Interface ，即无线家庭数字接口）设定了一个无线高清晰度视频连接的新标准。它提供了一个高品质，无压缩的无线连接方式。其采用的MIMO技术和OFDM的调制方式能够实现高达3Gbps的传送速率。工作在4

21、.9GHz5.875GHz频段，20MHz或40MHz通道，符合全球5GHz频谱规定，范围是30米之内，可穿透墙壁，并且延迟小于1毫秒。采用WHDI产品，既可以显示高清，也免除了布置HDMI线，3.2 WHDI技术特点n 无压缩的视频传送n 传送无延迟n 分辨率高达1080Pn 支持7.1声道n 100K的回传信道n 支持HDCP2.0技术这些技术特点非常吻合市场需求。3.3 WHDI产品联想 IdeaPad S2 7 附带 WHDI ，可无线传输画面到高清电视KFA2推出的Nvidia GTX460不是第一张WHDI显卡，影驰的GTX460已经抢先了。CES 2010：LG的新高清电视产品线

22、将内置最新WHDI。ZINWELL台湾兆赫已有产品：ZWD-1222、ZWD-2422、ZWD-2822以及支持3D系列的WHD-100、WHD-200。3.4 WHDI的应用特点平板电脑上无需线缆接驳，电视必须还有个接收器接收信号。没有看到足够多的产商提到他们的平板会有这个功能。无线输出画面会耗费一点平板的本身的电量。而WHDI本身也支持将USB转为无线信号的能力，所以接收器端还配备USB控制，理论上可以把键鼠接到接受器上面远程控制主机。3.5 WHDI前景目前在无线高清传输领域应用的最成熟的应该是WHDI技术，WHDI的目标是“以无线方式向所有显示装置发送所有影像”。不仅是电视适配器，还考

23、虑在会议使用的投影仪中嵌入WHDI。今后将个人电脑及平板终端的影像向电视发送的产品会越来越多。而且，控制芯片的整合及小型化也会得到进一步推进。在通信模块实现小型化之后，WHDI还有望配备到智能手机上。技术方面，WHDI有非常好的条件取代线缆实现高清媒体推送。市场方面，WHDI的主推者以色列AMIMION公司的市场影响力远不及它的竞争对手，目前主要支持的企业都在中国大陆和台湾地区，但逐渐有市场占有率高企业开始尝试支持，比如LG, 英伟达，所以WHDI在正进行的角逐中算有希望的一个角色。4. WirelessHDWirelessHD是由LG、松下、NEC、三星电子、索尼以及东芝公司组成的小组发布的

24、技术。该技术采用曾被誉为最有前途的无线技术之一的60GHz“毫米波”技术，范围10米。4.1 WirelessHD的技术优点尽管并不算是家用联网中体积最小、价格最便宜而且功耗最低的技术，但是带宽却是60GHz技术的一张王牌。传送分辨率高达1,920 x 1,080p未经压缩的高清视频，且延迟在5到15毫秒之间这正是WirelessHD小组抓住的价值点。4.2 WirelessHD的技术缺点60GHz技术还有不少硬骨头要啃，而其中一个，就是实现能自适应的定向天线阵列，来适应客厅里的特殊环境。生产60GHz技术组件需要新颖的线路设计和算法，以及先进(但往往非常昂贵)的线路仿真、建模和测试工具。 而

25、目前几乎没有符合要求的测试设备。最大传输范围只有10米且无法穿透墙壁，所以60MHz无线技术并没有急切地想成为令人垂涎的整个家庭联网的后选技术。4.3 WirelessHD的前景尽管Silicon Image发布了相关的芯片组，但未见市场应用，在解决相关技术难题前，WirelessHD没用取代线缆的明显趋势。5. WiGigWiGig （Wireless Gigabit无线千兆比特）是一种更快的短距离无线技术，可用于在家中快速传输大型文件。从技术上来说，WiGig 1.0标准融合了WirelessHD和传统Wi-Fi技术的各项优点。因此，相对于WirelessHD而言，WiGig 1.0标准有

26、着自己的优势： 优势之一：可与Wi-Fi融合 除了拥有接近7Gbps的传输速率之外，WiGig 1.0标准的一大优势在于它可以跟目前的Wi-Fi很好地融合。WiGig技术很大部分是由传统Wi-Fi延伸而来，因此它拥有向下兼容80211n的能力：当用户距离AP(热点)较远，其无线连接将选择传输速度较慢但传输距离更远的频段（比如802.11n）；而当用户距离AP较近时，系统将自动切换到60GHz频段，以获得更高的连接速率。另外，在信号加密方面，WiGig设备将兼容802.11的WPA2加密算法，确保了它与现有无线网络的互联互通。 正是由于WiGig 1.0标准良好的互联互通能力，现在有一些芯片制造

27、商和WiGig内部已经开始讨论把WiGig融入Wi-Fi标准，以弥补目前802.11规范在超高速无线标准中的缺失，其中就包括了英特尔、Broadcom和Atheros，因为它们既参与了IEEE任务组60GHz标准802.11ad的制订工作，同时也是WiGig董事会成员。“我们现在还不能称WiGig为Wi-Fi，因为它还不是，但是它与Wi-Fi的确有很多相似之处。”Broadcom高级技术总监Jason Trachewsky说：“但是如果我们能在现有的产品中加入速度更快、延迟更小的Wi-Fi接口，例如WiGig，则一定会对我们的客户产生很大吸引力。”对此，Wi-Fi联盟认证组织也不得不表示：WiGig可以作为Wi-Fi标准的一个补充，随着各种条件的成熟，Wi-Fi和WiGig将来完全有可能融合到一起。 优势之二：瞄准多平台应用 最初，