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东山再起的无线局域网(WLAN)

菜鸟
2002-12-24 19:28:00    评分
雷震洲 信息产业部电信研究院 引言   无线局域网(WLAN)本身并不是新概念、新技术,它已存在10多年了。顾名思义,WLAN是用无线通信技术构建的局域网,虽不采用缆线,但也能提供传统有线局域网的所有功能。与有线局域网相比,WLAN具有一定移动性、灵活性高、建网迅速、管理方便、网络造价低,扩展能力强,但WLAN的网络产品较贵、硬件初始投资比有线局域网高、传输速率较低。WLAN还有一个好处是它使用不需许可证的2.4GHz频段,其运营者不用花钱申请频谱许可证,随时可以建网使用。   WLAN由无线网卡、无线接入点(AP)、计算机和有关设备组成,采用单元称为一个基本服务组(BSS)。BSS的组成方式有集中控制式(每个单元由一个中心站控制)、分布对等式(单元中任意两个终端可直接通信,无需中心站转接)和混合式三种。   一个WLAN可由一个基本服务区(BSA)组成,一个BSA通常包含若干个单元,这些单元通过无线接入点与某骨干网相连。骨干网可以是有线网,也可以是无线网。WLAN可独立使用,也可与有线局域网互连使用。   WLAN虽然已经存在10年以上,但由于原来一直把WLAN单纯定位于有线LAN的延伸,加上无统一标准以及传输速率低,所以用得并不多,推广不起来,直到上世纪末随着WLAN技术自身的进步和标准的统一,把它重新定位用作互联网高速无线接入技术之后才出现广泛使用的趋势,应用于办公室、机场、酒店、商场、咖啡屋等公共热点场所(hotsports)。因此,在2000年被评为美国通信技术十大趋势之一。 WLAN的技术标准   WLAN的技术标准一直由1990年11月成立的IEEE 802.11委员会负责制定,在1997年6月制定出全球第一个WLAN标准IEEE 802.11。   802.11协议主要规范了开放式系统互连参考模型(OSI/RM)的物理层和媒体接入控制(MAC)层。物理层确定了数据传输的信号特征和调制方法,定义了三种不间的物理媒体;红外线、直接序列扩频(DSSS)和跳频扩频(FHSS),后两者是射频传输标准。工作于2.4GHz开放频段(即ISM频段),DSSS使用DBPSK或DQPSK基带调制,FHSS使用GFSK。MAC层利用载波检测多址接入/冲突避免(CSMA/CA)协议而不是冲突检测的方式来让用户共享无线媒体。802.11支持1到2Mb/s之间的数据速率。   目前主导的标准是1999年9月通过的IEEE 802.11b(另称WiFi)。其工作频段为2.4-2.4835GHz,物理层采用DSSS和补码键控(CCK)调制方式,速率可随工作环境(如距离、干扰、噪声等)变化在11Mb/s、5.5Mb/s、2Mb/s、1Mb/s之间动态调整。在网络安全机制上,802.11b还提供了MAC层的接入控制和加密机制,达到与有线局域网相同的安全级别。802.11b从根本上改变了WLAN的设计,能够满足在一定范围内移动办公的要求,从而扩大了WLAN的应用领域。现在,大多数厂商生产的WLAN产品都基于802.11b标准。   另一个更高速率的标准叫802.11a工作在5GHz频段,物理层使用正交频分复用(OFDM)和BPSK、QPSK、16QAM、64QAM四种基带调制方式,速率可从6Mb/s到54Mb/s动态可调,支持语音、数据、图像业务,能满足室内、室外的各种应用场合,但目前符合该标准的产品还没进入市场。   为了便于在802.11b和802.11a之间的过渡,2001年IEEE 802.11又推出了候选标准802.11g,它是一个能够前后兼容的混合标准,既适应802.11b标准在2.4GHz提供11Mb/s和更高的22Mb/s,最终也能做到802.11a标准的54Mb/s,产品约在2002年底上市。   其它在酝酿中的WLAN标准还有802.11d(不同频段上的802.11b)、802.11e(在MAC层纳入QoS要求)、802.11f(增强漫游功能)、802.11h(更好控制发送功率和选择无线信道)、802.11i(提高安全性)、802.11j(使802.11a与HiperLAN2互通)。   欧洲电信标准化协会(ETSI)的宽带无线电接入网络(BRAN)小组也着于制定了HiperLAN标准,目前已推出HiperLAN1和HiperLAN2。HiperLAN1对应IEEE802.11b,HiperLAN2与IEEE802.11a具有相同的物理层。 WLAN的市场定位   WLAN原来被单纯定位于有线局域网的延伸。随着移动通信、无线接入与以太网接入技术的发展,WLAN来被重新定位为一种高速无线接入技术,在一定范围内满足接入互联网和移动办公的需求。基于WLAN的网络位置、传输距离、性能特点、支持的业务,它有自己的市场空间。应该说,与移动通信、固定无线入、无线个人域网等其它无线技术是一种互补的关系,而不是取代的关系。   与有线局域网一样WLAN同属用户驻地网,把相对集中的用户组成小范围(建筑物内以及户外的短距离)的局部网络可独立使用也可接入公众网。无线信号的有效传输距离一般超不过150米,其覆盖范围无法与能在全国范围作广域覆盖的移动电话网相比,据称,即使1000个WLAN也不能在一个城域上提供足够的覆盖。移动通信支持的是广域的高速的移动性,而WLAN只能支持局部的慢速的移动性。然而,WLAN提供的速率却大大高于目前的移动网(包括3G)。WLAN目前主要面向数据业务其终端设备主要是笔记本电脑,而移动网同时支持数据与话音。所以,WLAN与移动网之间只能是互补,最好是走向融合。   最近由IEEE 802.15.3提出的无线个人域网(WPAN)主要是针对未来的多媒体应用的,它在便携式消费者电器和通信设备之间建立无线连接,是比WLAN覆盖范围更小(一般在10米半径以内)、数据速率更高、有一定QoS保证、使用更灵活的一种网络。其应用包括高质量声像配送、多兆字节音乐和图象文档传送等。蓝牙系统实际上就是解决WPAN应用的第一种技术。高速率WPAN具有特别适合便携式消费者电器和通信设备及其应用的特点。其最主要的特点是:支持高达55Mb/s的高数据速率,可传送高质量视像和声音;能为多媒体业务形成具有QoS支持的特别连接;加入和离开现有网非常方便;具有先进的功率管理,可节省电池功率;MAC和物理层设计对短距离(小于10米)通信最优,并且成本低、复杂性低。虽然802.11a也能支持54Mb/s的高速率,但WPAN的其它特点都是WLAN所取代不了的。因此,它们之间也只能是互补的关系。   目前WLAN的应用范围非常广泛,包括室内和室外应用,服务对象主要是商务人士和出差人员,经营方式主要有两种。一种是宽带公共接入WLAN服务,即在机场、火车站、证券市场、体育馆、会展中心、医院、酒店、商场、酒吧、咖啡屋等公共热点场所(hotspots)部署WLAN接入点,用户只要有带802.11b接口卡的笔记本电脑就可接入互联网或进行VPN连接,接至他们公司的网络。眼前最受欢迎的应用是电子邮件。另一种经营方式就是为企业或机关、院校安装WLAN,用于各种目的。例如,美国一家比较出色的新兴802.11b网络提供商MSC Networks公司专门为购物中心提供WLAN服务。它从AT&T租用T1线路,接至购物中心,再利用Agere的设备为购物中心设计和安装WLAN,覆盖整个中心和各种承租人,T1与WLAN之间用一个路由器连接。整个WLAN用两个人工,花两天半时间就能安装就绪。购物中心使用WLAN之后,与有线网相比成本降低约30%。承租人除了可以很便宜地获得高速宽带接入之外,另外还可以开展其它一系列服务,如建数字文档服务器,安装新的或连接已有的摄像机,远程监视收银台、后台办公室、店面等。数字摄像机也通过WLAN连接。   现在,WLAN还在继续发展,例如,把各个接入点链接起来形成微蜂窝结构,达到能与DSL和固定无线网相匹敌的宽带移动数据连接能力;把WLAN技术融合到2.5/3G的网络中,加强漫游和结算支持,使WLAN用户也能像手机用户那样使用漫游服务,方便地享用多家公司的服务;综合话音与图象业务等。当这些新功能趋于完善时,WLAN的市场空间将变得更加广大。有人估计,公共WLAN在2005年前将被20%左右的3G商业用户使用,但由于其移动性的限制不可能替代3G移动网及其业务,WLAN只是满足了一个缝隙市场。 WLAN的市场现状与预测   目前粗略估计,全球约有1~2万个公共WLAN(PLWAN),但大多集中在美国和欧洲,截至2001年底,全美约有5000个公共WLAN服务点。全球最大的公共WLAN运营商是美国MobileStar公司,它在许多咖啡店提供WLAN业务。Wayport公司在美国的多家国际机场提供基于802.11b的无线接入服务。2001年年底,全球企业互联网接入供应商GRIC也开始兼营802.11b WLAN标准业务,实施其全球性的“热点”宽带无线接入计划。目前GRIC已与全球300家有线和无线业务供应商(譬如美国NetNearU、澳大利亚SkyNetGloba、我国的中国网通等)组建无线宽带联盟,为商务旅行者进行全球漫游和结算。最近,美国的电信运营商也开始涉足这一领域。BellSouth自2001年7月开始提供面向企业的802.11b标准的WLAN服务(包括设计、安装、维护),并与高速互联网接入及其它服务结合在一起。下一步准备开拓酒店和会场等领域。Verizon Wireless正在评估这种业务,它把WLAN看作3G业务的补充。   在欧洲,瑞典的Telia最早(1999年10月)推出公共WLAN接入服务HomeRun,此后芬兰、挪威和英国等也开始部署WLAN业务。到2001年底Telia在瑞典共部署了300个点,还准备向其它相邻国家扩展。芬兰Sonera为机场、酒店、会议中心提供的WLAN服务称作wGate服务,并与诺基亚共建了世界上第一个基于现有GSM基础设施的WLAN漫游系统。英国电信(BT)与Motorola和Cisco合作,从今年8月1日开始推出公共WLAN服务-BT Openzone。BT计划在2003年6月之前在机场,酒店、会议中心、火车站和咖啡馆部署400个WLAN接入点,并在2005年内将“热点”数量扩大到4000个从而引领欧洲WLAN市场。   从2001年年底,在亚太地区譬如澳大利亚、中国及日本,WLAN运营商开始在热点场干部署无线接入点,利用WLAN提供高速互联网接入服务,比3G运营商先走了一步。SkyNet在悉尼的All Seasons酒店开通了第一个WLAN网络。日本NTT、MIS、日本电信等运营商在饭馆、商场、街头以及火车站等地方试验WLAN业务。   迄今我国进入WLAN市场的运营商主要有中国网通、中国电信,还有长城宽带等新兴宽带ISP。中国网通基于802.11b推出“无限伴旅”服务,在北京、上海、广州、深圳等城市已率先开通网络,并支持相互之间的国内漫游以及国际漫游。WLAN主要设在酒店。会议中心等高级商务和休闲场所,譬如北京的长城饭店、北京饭店,上海的APEC会议中心等地,主要为满足商务旅行人士的移动办公需要。   上海电信公司在2001年12月与IBM公司、上海星巴克咖啡新天地店合作推出基于802.11b的“天翼通”服务。北京电信在2001年第21届大运会期间,在国际会议中心、首都工人体育场和大运村等区域首次提供WLAN服务,记者是其主要使用者。随后又在北京国际展览中心布设了WLAN,今后还将在机场、大型会议场所、写字楼、酒店等处部署WLAN服务。南京电信也在2001年9月与诺基亚达成共识,准备在南京国际会展中心提供WLAN服务。   中国移动集团公司日前也将WLAN和2.5G的GPRS相互整合提上议事日程,以加强无线上网的宽带化和适用性,填补3G推迟所带来的部分市场和技术空间。   随着802.11b产品的逐渐成熟和价格下降,WLAN呈现出强劲的上升势头,市场前景是乐观的。据Cahners/Instat公司预测,到2004年全球WLAN用户数量将达到1,400万个,尤其是企业用户将会猛增,21%以上的公司将部署某种形式的WLAN。预计到2005,WLAN的销售额将从2001年的18亿美元增长到将近46亿美元。另据Gartner Dataquest的最新报告,2002年WLAN的销售量增长73%,销售额达到21亿美元,2003年将增长到28亿美元,并将持续增长到2007年。预计到2007年68%的笔记本电脑都将具备WLAN能力。英国Juniper Research公司的市场调查显示,到2007年公共WLAN服务的营业额将达到大约97亿美元。由于WLAN的市场潜力巨大,很多厂商都投入了这个市场。2001年提供WLAN设备的厂商就有70多家。Cisco、Intel、NETGEAR和Symbol是这个市场的主要供应商。   欧洲UMTS Forum在名为“公共WLAN和3G商业收入”的研究报告中,预计WLAN将在2005年之前为3G移动数据市场增添28亿美元收入。该报告认为3G和WLAN是相互补充而不是竞争的技术,它们将共同促进移动数据市场的繁荣。   WLAN在中国目前处于高速增长期,有人预计年增长率会保持在100%以上。2002年上半年中国WLAN设备市场的规模达到了5000万元,预计今年全年会达到1.4亿元。 结语   “天时、地利、人和”使WLAN东山再起,成为一大热点,特别是公众接入WLAN服务现在全球遍地开花。所谓“天时”即人们寄予厚望的3G目前面临困难、步履维艰,所谓“地利”即速率高达11Mb/s的802.11b标准适时引入,相关产品的价格不断下降,现无线网卡的售价已低于100美元,WLAN建网方便迅速;所谓“人和”即企业用户对移动办公的需要与日俱增,现在把笔记本电脑、掌上电脑和PDA设备用作办公用具的人迅猛增加,以太网标准得到了广泛认知。   WLAN基于它自身的特点,利用目前的空挡将很快占有一定的市场空间,在漫游、互操作、安全和计费等问题得到进一步解决之后,将会取得更大的发展。但它不会改变整个通信大局,与其它无线技术将处于互补而不是取代的关系。 摘自《邮电商情》



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