(广东公诚通信建设监理有限公司东莞分公司 广东省东莞市 523000 //本科 助理工程师)
摘要:本文从无线局域网的概念、技术优势、拓扑结构、在中国的发展前景等几方面描述和分析研究了无线局域网在中国的现状与发展前景,并就无线局域网发展对中国移动通信市场的影响进行了分析。
关键词:无线局域网;WLAN; EEE802.11;结构;优势;GPRS;发展前景.
Wireless LAN technology and the prospects for China's development
Fangyong(Guangdong Gongcheng Telecommunication Project Management Ltd-Dongguan Branch Dongguan City, Guangdong Province 52300// Undergraduate Assistant engineer)
Abstract: This paper from the wireless LAN concepts, technology, topology, in the prospects for China's development, description and analysis of several aspects of the wireless LAN in China's current situation and development prospects, and the wireless LAN development of China's mobile telecommunications market impact analysis.
Keywords: wireless LAN; WLAN; EEE802.11; Structure; Advantage; GPRS; Development prospects
一、无线局域网技术特点
无线局域网(Wireless Local Area Network,即WLAN)是指以无线信道作传输媒介的计算机局域网,是有线联网方式的重要补充和延伸,并逐渐成为计算机网络中一个至关重要的组成部分,广泛适用于需要可移动数据处理或无法进行物理传输介质布线的领域。无线局域网(WLAN)技术的成长始于20世纪80年代中期,它是由美国联邦通信委员会(FCC)为工业、科研和医学(ISM)频段的公共应用提供授权而产生的。这项政策使各大公司和终端用户不需要获得FCC许可证,就可以应用无线产品,从而促进了WLAN技术的发展和应用。WLAN技术使网上的计算机具有可移动性,能快速、方便地解决有线方式不易实现的网络信道的连通问题。
WLAN利用电磁波在空气中发送和接收数据,而无需线缆介质。 与有线网络相比,WLAN具有安装便捷、覆盖范围广、经济节约、易于扩展、传输速率高、抗干扰性强,网络保密性好等优点。由于WLAN具有多方面的优点,其发展十分迅速。在最近几年里,WLAN已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛的应用。
二、无线局域网(WLAN)的拓扑结构
WLAN有两种主要的拓扑结构,即自组织网络(也就是对等网络,即人们常称的Ad-Hoc网络)和基础结构网络(Infrastructure Network)。
1、自组强型WLAN
自组织型WLAN是一种对等模型的网络,它的建立是为了满足暂时需求的服务。自组织网络是由一组有无线接口卡的无线终端,特别是移动电脑组成。这些无线终端以相同的工作组名、扩展服务集标识号(ESSID)和密码等对等的方式相互直连,在WLAN的覆盖范围之内,进行点对点,或点对多点之间的通信。组建自组织网络不需要增添任何网络基础设施,仅需要移动节点及配置一种普通的协议。在这种拓扑结构中,不需要有中央控制器的协调。因此,自组织网络使用非集中式的MAC协议,例如CSMA/CA。但由于该协议所有节点具有相同的功能性,因此实施复杂并且造价昂贵。
自组织WLAN另一个重要方面,在于它不能采用全连接的拓扑结构。原因是对于两个移动节点而言,某一个节点可能会暂时处于另一个节点传输范围以外,它接收不到另一个节点的传输信号,因此无法在这两个节点之间直接建立通信。
2、基础结构型WLAN
基础结构型WLAN利用了高速的有线或无线骨干传输网络。在这种拓扑结构中,移动节点在基站(BS)的协调下接入到无线信道。
基站的另一个作用是将移动节点与现有的有线网络连接起来。当基站执行这项任务时,它被称为接入点(AP)。基础结构网络虽然也会使用非集中式MAC协议,如基于竞争的802.11协议可以用于基础结构的拓扑结构中,但大多数基础结构网络都使用集中式MAC协议,如轮询机制。由于大多数的协议过程都由接入点执行,移动节点只需要执行一小部分的功能,所以其复杂性大大降低。
在基础结构网路中,存在许多基站及基站覆盖范围下的移动节点形成的蜂窝小区。基站在小区内可以实现全网覆盖。在目前的实际应用中,大部分无线WLAN都是基于基础结构网络。
一个用户从一个地点移动到另一个地点,应该被认定为离开一个接入点,进入另一个接入点,这种情形称为“漫游”。漫游功能要求小区之间必须有合理的重叠,以便用户不会中断正在通信的链路连接。接入点之间也需要相互协调,以便用户透明地从一个小区漫游到另一个小区。发生漫游时,必须执行切换操作。切换既可以通过交换局,以集中的方式来控制,也可以通过移动节点,监测节点的信号强度来实现控制,也就是非集中式切换。
在基础结构型网络中,小区一般都比较小。小区半径的减小,意味着移动节点传输范围的缩短,这样可以减少功率损耗。并且,小的蜂窝小区可以采用频率复用技术,从而提高系统频谱利用率。目前,提高频谱利用率的常用策略有:固定信道分配(FCA)、动态信道分配(DCA)和功率控制(PC)等。
在使用FCA策略时,每个小区分配有固定的资源,但与移动节点数量无关。这种策略的问题在于,它没有充分考虑移动用户的分布。在人口稀少的地区,同样分配相同数量的带宽资源给小区,但小区可能仅包含几个或者是根本不包含任何移动节点,使资源被浪费。因此,在这种情况下,频谱的利用率并不是最优的。 在移动节点采用DCA、PC技术,或者是集成DCA和PC的技术,可以提高整个蜂窝系统的容量,减少信道干扰,并减少发射功率。
3、完全分布式网络拓扑结构
完全分布式网络拓扑结构要求相关节点在数据传输过程中完成一定的功能,类似于分组无线网的概念。对每一节点而言,它可能只知道网络的部分拓扑结构(也可通过安装专门软件获取全部拓扑知识),但它可与邻近节点按某种方式共享对拓扑结构的认识,来完成分布路由算法,即路由网络上的每一节点要互相协助,以便将数据传送至目的节点。 分布式结构抗损性能好,移动能力强,可形成多跳网,适合较低速率的中小型网络。对于用户节点而言,它的复杂性和成本较其它拓扑结构高,并存在多径干扰和“远—近”效应。同时,随着网络规模的扩大,其性能指标下降较快。但分布式WLAN将在军事领域中具有很好的应用前景。
三、WLAN在中国的发展前景与措施
随着开放办公的流行和手持设备的普及,人们对移动性访问和存储信息的需求愈来愈多,因而无线局域网将会在办公、生产和家庭等领域不断获得更广泛应用。无线局域网的市场已经成熟。巨大的市场空间配合成熟的产品,无线局域网在2003年掀起一场风暴。运营商看好WLAN不是因为一时兴起,而是WLAN让它们看到希望。
1、政策放开。信息产业部在2002年7月发出了《使用5.8GHz频段频率的通知》,5.8GHz和2.4GHz两个频段都可以用做WLAN上网频段,不必申请牌照。这一通知为WLAN应用扫清了政策上的“最后一公里”障碍。自此,新兴ISP、现有的宽带ISP以及移动运营商都可以涉足WLAN运营。但从全球已有的运营状况来看,移动运营商、固网运营商和固网ISP应该占据WLAN的运营主体。可以说,“通知”为四大运营商集体涉足WLAN提供了政策上的保障和支持。
2、与移动通信网的结合。因为WLAN覆盖范围有限,而现有的移动通信网络可以提供广域覆盖,因此,移动运营商可以将移动通信网的漫游功能和WLAN结合,提高用户无线上网的覆盖范围。这也是目前中国移动力推“GPRS+WLAN”无线数据业务捆绑方案的初衷--用户的笔记本电脑可以在GPRS和WLAN网络中自由切换,在WLAN的环境下实现11Mbps的高速互联网接入;在WLAN覆盖不到的地区则可以通过GPRS上网。不仅接入方式灵活,移动运营商的收费方式也相对简单。用户可以选择将网卡号和自己的手机号码捆绑收费的方式。即便是通过GPRS上网,中国移动也提供了四种“套餐”,费用可以直接打入用户的手机费用中。而且,该网卡也很便于使用,用户无需注册或者去买预付卡,只要根据提示进行简单的安装即可。
3、与固网的结合
中国网通是最先启动WLAN“热点”地区建设的运营商。在机场、酒店、办公楼和咖啡厅等商务密集地区,采用WLAN提供公共移动服务的成本很低,可满足大量用户的移动上网需求,WLAN可快速地为用户提供数据服务。对于中国网通和中国电信而言,可将WLAN与ADSL业务互为补充,打破宽带接入的瓶颈,提高用户的开通率。
这样说来,固网运营商过去铺设的光纤网络终于又有了用武之地,而WLAN不过是为宽带多提供了一种接入方式而已。之所以由固网运营商“挑头”推广WLAN应用,业内人士认为,这是固网运营商在为以后进入移动通信行业做准备。因为现在国家尚未对固网运营商增发移动牌照,这些运营商现在先开展WLAN,一旦移动牌照到手,便可以快速进入移动领域。
4、来自终端厂商的支持
目前,IBM等厂商已经开始把WLAN作为其笔记本电脑的一项重要配置,而且还提出了从产品到销售的一整套解决方案。随着PDA、笔记本电脑和其他个人设备的普及,WLAN的移动性和高速率将使其渐渐变得更为实用。此时,一些WLAN产品制造商也开始和运营商一起发掘具有吸引力的业务。但是,到目前为止,我国还没有形成WLAN的大规模商业应用,这表明,WLAN的发展还有待产业链的整体参与。大家共同寻找能带来附加价值的应用,加强在应用上的开发。
5、中国颁布无线局域网国家标准对市场的影响
2003年5月,由中国宽带无线IP标准工作组负责起草的无线局域网两项国家标准《信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分:无线局域网媒体访问(MAC)和物理(PHY)层规范》、《信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分:无线局域网媒体访问(MAC)和物理(PHY)层规范:2.4GHz频段较高速物理层扩展规范》,已由信息产业部报送国家标准化管理委员会正式颁布。
目前,一些厂家已经在开发带有中国标准的无线局域网的相关设备。对于国内厂商来说,他们将此看成是一次重新洗牌的机遇。新标准将有助于国内公司避开国内市场的外国竞争者,对他们有益无害。新标准对国内设备供应商非常有帮助,对现在落后……于外国同行的国内销售商可说是一个转机。因此,国内公司如何利用此次机会嵌入市场,是一个值得一试的机遇。