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一路极速飙驰 无线网络发展史

2008-7-10 21:02| 查看: 912| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 比特网

着无线各种技术不断的成熟和应用的普及,无线网络也凭借其为用户提供的灵活性、便利性等优势,被大家追捧。现代企业随着业务规模的不断扩大和对工作效率的提高要求上,越来越渴望灵活的无线网络技术能帮他们解决问题;甚至更多人考虑到建设传统网络的繁琐和成本问题,也希望可以通过无线网络技术实现他们的目的。几年之间,无线网络已经由时尚转变成为了趋势。

  无线网络缘何而起

  无线网络是什么?

  所谓无线网络,就是利用无线电波作为信息传输的媒介,摆脱了网线的束缚,就应用层面来讲,它与有线网络的用途完全相似,两者最大不同的地方是在于传输资料的媒介不同。除此之外,正因它是无线,因此无论是在硬件架设或使用之机动性均比有线网络要优势许多。无线网络目前主要分为CDMA/GPRS无线网上网、蓝牙、和无线局域网(WLAN)。

  无线网络的发展史

  无线网络的初步应用,可以追朔到五十年前的第二次世界大战期间,当时美国陆军采用无线电信号做资料的传输。他们研发出了一套无线电传输科技,并且采用相当高强度的加密技术,得到美军和盟军的广泛使用。他们也许没有想到,这项技术会在五十年后的今天改变我们的生活。许多学者从中得到灵感,在1971年时,夏威夷大学的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络。这被称作ALOHNET的网络,可以算是相当早期的无线局域网络(WLAN)。它包括了7台计算机,它们采用双向星型拓扑横跨四座夏威夷的岛屿,中心计算机放置在瓦胡岛上。从这时开始,无线网络可说是正式诞生了。

  1990年,IEEE正式启用了802.11项目,无线网络技术逐渐走向成熟, IEEE802.11(WIFI)标准诞生以来, 先后有802.11a和802.11b,802.11g,802.11e,802.11f,802.11h,802.11i,802.11j等标准制定或者酝酿,现在,为实现高宽度、高质量的WLAN服务,802.11n也即将横空出世。

  2003年以来,无线网络市场热度迅速飙升,已经成为IT市场中新的增长亮点。由于人们对网络速度及方便使用性的期望越来越大,于是与电脑以及移动设备结合紧密的WiFi、CDMA/GPRS、蓝牙等技术越来越受到人们的吹捧。于此同时,在相应配套产品大量面世之后,构建无线网络所需要的成本下降了,一时间,无线网络已经成为我们生活的主流。

  什么是WIFI?

  Wi-Fi为IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准(IEEE802.11)。 Wi-Fi第一个版本发表于1997年,其中定义了介质访问接入控制层(MAC层)和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式,总数据传输速率设计为2Mbits。两个设备之间的通信可以自由直接(ad hoc)的方式进行,也可以在基站(Base Station, BS)或者访问点(Access Point,AP)的协调下进行。

  Wi-Fi联盟

  1999年工业界成立了Wi-Fi联盟,致力解决符合802.11标准的产品的生产和设备兼容性问题。WIFI联盟其实也是Intel公司及其它公司联合组成的联盟,目的就是促进802.11无线技术的普及和市场化。该联盟有一项WIFI无线网络认证,通过该认证的产品,可以顺利的组建无线网络,并与其他通过该认证的无线局域网相兼容。

  目前的常见标准:

  1、IEEE 802.11a :它是802.11b无线联网标准的后续标准。它工作在5GHzU-NII频带,物理层速率可达54Mb/s,传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口;支持语音、数据、图像业务;一个扇区可接入多个用户,每个用户可带多个用户终端,与802.11b不兼容。

  2、IEEE 802.11b :使用的是开放的2.4GB频段,无线局域网的传输速度最高可达11Mbps,当射频情况变差时,降低数据传输速率为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps,无须直线传播既可作为对有线网络的补充,也可独立组网,从而使网络用户摆脱网线的束缚,实现真正意义上的移动应用。

  3、IEEE 802.11g :802.11b的继任者,在802.11b所使用的相同的2.4GHz频段上提供了最高54Mbps的数据传输率。

  但是目前,为了实现高带宽、高质量的WLAN服务,使无线局域网达到以太网的性能水平,802.11n应运而生。

  802.11n:可将WLAN的传输速率提供到300Mbps甚至高达600Mbps。在兼容性方面,802.11n不但能实现802.11n向前后兼容,而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合,比如3G。

  相应的,无线网络的传输速度也将从原来的11Mbps,54 Mbps,108 Mbps节节提高, 802.11n计划推出后,将会使WLAN的传输速度从802.11a和802.11g的54 Mbps增加至108 Mbps以上,最高速率可达到300 Mbps,使大家在使用无线网络的时候,享受飞一般的速度。自从WIFI标准确立以来,每家企业都为了达到速度更高、传输更快、范围更广而进行着激烈的竞争,由此产生的802.11b+、802.11g+等技术延伸,于是速度也将无限的延伸下去,变得越来越快。

  无线发展前景广阔

  伴随着迅驰的推出,越来越多的上网用户选择无线网络,无线上网不但可以解决上班族随时随地畅游互联网的梦想,更能及时方便的解决有线上网存在的问题,实在是好处多多。调查称,2010年有57%的笔记本将应用蓝牙与UWB技术,这将是继迅驰之后对无线网络发展的又一大催化剂。

  超宽带(UWB)技术始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术,利用频谱极宽的超短脉冲进行通信,又称为基带通信、无载波通信,主要用于军用雷达、定位和通信系统中。该技术是一种新颖的无线通信方式,作为短距离无线高速数据传输的一种解决方案。

  越来越多的配合技术的产生,表明无线的发展已经开枝散叶,这种实实在在的网络应用,逐步褪却了时尚的外表,而真正的达到了实际应用的高度。面对无线网络的应用者,部署无线网络的关键在于良好的规划和应用,只有充分考虑到实际需要无线网络部署和周密的网络规划与应用设置才能最大限度地发挥无线网络的优势。

  速度进化论:

说起无线网络的速度,我们都经历过11M、54M、108的时候,每一次速度的提升,我们都认为是无线网络一个新的开始,现在,802.11n带领我们进入到300M的速率,无线网络带给我们的,已经是飞一般的速度。

  802.11a

  802.11a标准是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用的802.11b无线联网标准的后续标准。它工作在5GHzU-NII频带,物理层速率可达54Mb/s,传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口;支持语音、数据、图像业务;一个扇区可接入多个用户,每个用户可带多个用户终端。

  802.11的第二个分支被指定为802.11a。承受着风险将802.11带入了不同的频带——5.2GHzU-NII频带,并被指定高达54Mbps的数据速率。与单个载波系统802.11b不同,802.11a运用了提高频率信道利用率的正交频率划分多路复用(OFDM)的多载波调制技术。由于802.11a运用5.2GHz射频频谱,因此它与802.11b或最初的802.11WLAN标准均不能进行互操作。

  802.11b

  IEEE 802.11b无线局域网的带宽最高可达11Mbps,比两年前刚批准的IEEE 802.11标准快5倍,扩大了无线局域网的应用领域。另外,也可根据实际情况采用5.5Mbps、2 Mbps和1 Mbps带宽,实际的工作速度在5Mb/s左右,与普通的10Base-T规格有线局域网几乎是处于同一水平。作为公司内部的设施,可以基本满足使用要求。IEEE 802.11b使用的是开放的2.4GB频段,不需要申请就可使用。既可作为对有线网络的补充,也可独立组网,从而使网络用户摆脱网线的束缚,实现真正意义上的移动应用。

  IEEE 802.11b无线局域网与我们熟悉的IEEE 802.3以太网的原理很类似,都是采用载波侦听的方式来控制网络中信息的传送。不同之处是以太网采用的是CSMA/CD(载波侦听/冲突检测)技术,网络上所有工作站都侦听网络中有无信息发送,当发现网络空闲时即发出自己的信息,如同抢答一样,只能有一台工作站抢到发言权,而其余工作站需要继续等待。如果一旦有两台以上的工作站同时发出信息,则网络中会发生冲突,冲突后这些冲突信息都会丢失,各工作站则将继续抢夺发言权。而802.11b无线局域网则引进了冲突避免技术,从而避免了网络中冲突的发生,可以大幅度提高网络效率。

  802.11g

  802.11b的继任者,在802.11b所使用的相同的2.4GHz频段上提供了最高54Mbps的数据传输率。

  从技术角度上看,802.11g的高速来源于“正交频分多路复用(OFDM)技术的模块设计,这个技术与802.11a所使用的技术相同。事实上早在1999年,OFDM技术就曾被提出应用在802.11b标准中,由于当时FCC禁止在2.4GHz频段中使用OFDM,因此802.11b转向使用了“互补码移位键”(CCK)的模块设计。直至2001年5月FCC解除此限令,OFDM才得以在802.11g标准中大显身手,从而实现2.4GHz频段WLAN的高速传输率。

  OFDM技术实质上是MCM(Multi Carrier Modulation,多载波调制)的一种,其原理是:将无线信道分成若干正交子信道,然后将高速的数据信号,转换成并行的低速子数据流,并调制到每个子信道上进行传输。同时在接收端,OFDM也采用了类似的方法,将正交信号分开,从而减少子信道之间的相互干扰,信道的均衡性也更加容易实现。由于OFDM允许每个频带可以有不同的调制方法,因而可以增加子载波的数目,从而大大提高数据的传输速率。

  300M应声而起 11N迅速抢滩

  不用再说无线网的发展有多快,不用再说300M的势头多强劲,也不用再说11N在我们生活中的位置有多重要,我们已经深刻体会到,不知不觉中,802.11n的时代已经到来。

  为了实现高带宽、高质量的WLAN服务,使无线局域网达到以太网的性能水平,802.11n应运而生。其好处不言而喻,虽然正式标准没有出台,但是众多802.11n的产品已经开始大幅度占领了无线网络设备市场。大家如此看好802.11n,是因为它得天独厚的优势。

  在传输速率方面,802.11n可以将WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps、108Mbps,提供到300Mbps甚至高达600Mbps。得益于将MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术相结合而应用的MIMO OFDM技术,提高了无线传输质量,也使传输速率得到极大提升。

  在覆盖范围方面,802.11n采用智能天线技术,通过多组独立天线组成的天线阵列,可以动态调整波束,保证让WLAN用户接收到稳定的信号,并可以减少其它信号的干扰。因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里,使WLAN移动性极大提高。

  在兼容性方面,802.11n采用了一种软件无线电技术,它是一个完全可编程的硬件平台,使得不同系统的基站和终端都可以通过这一平台的不同软件实现互通和兼容,这使得WLAN的兼容性得到极大改善。这意味着WLAN将不但能实现802.11n向前后兼容,而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合,比如3G。

  2008年,企业级WLAN可能会出现大规模网络建设和升级现象,至少对于移动性已成为一种需求而不仅仅是一种便利手段的企业来说会是如此。随着无线网络技术在中国的日益成熟,无线网络已被越来越多的企业用户所接受。无线网络在各方面的发展,达到了企业用户对使用无线网络全方位的需求。从日常办公环境到跨地区的网络互联,无线网络都扮演着重要的角色。无线网络的引入,为企业提供了一种新型的网络应用平台,为企业创建了无线自由的工作空间。

  而推动这一现象发生的原因,就是基于IEEE 802.11n标准的WLAN产品的问世。有些企业已经开始将符合这一标准的产品纳入了它们的无线规划,还有些企业正在寻求在未来的一年中大规模地部署或升级WLAN,它们迫切地需要对11n产品的适用性进行评估,看其是否能够像该标准声称的那样,实现300Mbps的数据传输率,以及150Mbps~180Mbps的吞吐量。

  为了实现高带宽、高质量的WLAN服务,使无线局域网达到以太网的性能水平,802.11n应运而生。802.11n可将WLAN的传输速率提供到300Mbps甚至高达600Mbps。在兼容性方面,802.11n不但能实现802.11n向前后兼容,而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合,比如3G。

  相应的,无线网络的传输速度也将从原来的11Mbps,54 Mbps,108 Mbps节节提高, 802.11n计划推出后,将会使WLAN的传输速度从802.11a和802.11g的54 Mbps增加至108 Mbps以上,最高速率可达到300 Mbps,使大家在使用无线网络的时候,享受飞一般的速度。

  与传统的、最大数据传输率为54Mbps、吞吐量仅为这一速率一半都不到的WLAN设备相比,至少有一部分企业是愿意为性能翻番的11n设备支付更高价格的。另外,业界一般也都认为,采用准11n标准的产品在正式标准出台之后,可以通过软件升级来实现可能的变动。

  与吞吐量的大幅提高同样重要的,是更高的可靠性、更为一致的连接性,以及更好的性能,这些改进主要是因为11n采用了先进的MIMO技术。11n在可靠性方面的提升,使得企业能够放心地依赖WLAN作为接入网络的主要途径。

  不过,WLAN仍然有很多问题需要解决。在某些情形下,采用11n将会要求企业增加支持千兆以太网的边缘交换机的数量。而要充分实现11n的高容量,企业还必须把现有的以太网供电基础设施升级到新的802.3at标准。某些厂商的WLAN管理软件有可能会滞后于新硬件的发布,这也是短期内即将出现的棘手问题。

  总体而言,采用11n标准要求企业的IT主管们更加系统、全面地考虑整个网络部署,并且需要提前做好规划。

  2007年年初,一些WLAN厂商开始发布符合11n草案标准的无线接入点和控制器时,曾经让业界吃惊不小,然而到了2007年年底,差不多所有的WLAN厂商均已推出或者发布了11n产品,其中包括Meru、Bluesocket、Aruba、Xirrus和思科等。Wi-Fi联盟也已在2007年夏季开始了基于11n标准草案产品的互操作性测试。

  据Burton集团分析师在一份引起争议的报告中称,11n产品在带宽分享、抖动、延时和其他数据上是“足够优秀的”,足以担当起绝大多数企业用户接入网络的主要角色。关键的问题是:对于特定的企业来说,移动性对它究竟有多重要?如果移动性确实重要,那么11n完全可以提供满足客户大多数应用需求所需的性能和功能。

  无线的关键在于应用,它不是时尚,而是实实在在的网络应用。企业部署无线网络的关键在于良好的规划和应用,只有充分考虑到企业实际需要的无线网络部署和周密的网络规划与应用设置才能最大限度地发挥无线网络的优势。


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