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全球无线局域网市场年增长率高达25%

【摘要】:无线局域网不仅移动方便,而且能够覆盖有线网络难以覆盖的范围。而无线局域网灵活性好,避免了这些问题,因此费用低。据权威调研机构统计,全球无线局域网市场每年平均增长率高达25%。目前,流行的无线局域网技术有蓝牙、Wi-Fi等,它们的定位各不相同。但是,无论采用哪种协议,无线局域网与有线局域网相比还是有着明显的差距,因此在802.11g标准推出之后,IEEE又着手新一代无线局域网标准IEEE 802.11n的制定工作。

无线局域网(Wireless LAN,WLAN)是有线网络的扩展。有线网络布线困难,线路容易损坏,布线费用高,节点不容易移动,而无线局域网采用无线电波、微波、红外线作为传输介质,可以避免有线网络的这些缺点。无线局域网不仅移动方便,而且能够覆盖有线网络难以覆盖的范围。

与有线网络相比,无线局域网具有以下优点:

(1)安装方便

通常在网络建设当中,网络布线的施工周期最长、对周边环境影响最大,施工时往往需要破墙掘地、穿线架管。而无线局域网最大的优势就是免去或减少了这部分繁杂的网络布线的工作量,一般只要安放一个或多个接入点设备就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。

(2)使用灵活

在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而在无线局域网中,信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。

(3)易于扩展

无线局域网有多种配置方式,能够根据实际需要灵活选择。无线局域网既可以用于只有几个用户的小型局域网,也可以用于有上千用户的大型网络,并且能够提供像漫游等有线网络无法提供的服务。

(4)费用低

由于有线网络缺少灵活性,在网络建设过程中,网络的规划者要尽可能地考虑未来的发展需要,通常预设大量利用率较低的信息点。如果网络的发展超出了设计规划时的预期,又要花费较多费用进行网络改造。而无线局域网灵活性好,避免了这些问题,因此费用低。

由于无线局域网具有多方面的优点,所以其发展十分迅速。据权威调研机构统计,全球无线局域网市场每年平均增长率高达25%。目前,流行的无线局域网技术有蓝牙、Wi-Fi等,它们的定位各不相同。Wi-Fi在带宽上有着极为明显的优势,达到11~108 Mbps,而且有效传输范围很大,其缺陷就是成本略高以及功耗较大。相对而言,蓝牙技术在带宽方面逊色不少,但是低成本以及低功耗的特点还是让它找到了足够的生存空间。

蓝牙(Bluetooth),是一种支持设备短距离通信(一般在10m内)的无线电技术,蓝牙图标如图4.16所示。蓝牙网络会在两个或多个蓝牙设备互相进入网络覆盖范围后自动形成,蓝牙网络有时也叫做“微型网(piconet)”。在两个蓝牙设备交换数据前,蓝牙设备所有者需要交换密钥或个人身份识别号(Personal Identification Number,PIN)。交换密钥后,两个蓝牙设备就会形成一个可信赖配对,两个蓝牙设备之间就可以进行通信了。

蓝牙工作在全球通用的2.4GHz公用频率波段下,使用IEEE 802.15协议。2.4GHz波段是一种无需申请许可证的工业、科技、医学(ISM)无线电波段,正因如此,使用蓝牙不需要支付任何费用。蓝牙1.0版的最大传输速率为1 Mb/s,蓝牙2.1版的最大传输速率为3 Mb/s,蓝牙3.0版的最大传输速率为24 Mb/s,蓝牙5.0版的最大传输速率为50Mb/s。

由于蓝牙采用无线接口来代替有线电缆连接,具有很强的可移植性,并且适用于多种场合,加上该技术功耗低、对人体危害小、应用简单、容易实现,所以易于推广。目前,蓝牙通常不是用来连接一系列工作站组建局域网,而是用来使鼠标、键盘或打印机摆脱连接线的束缚。蓝牙也能用来连接个人区域网内的设备,比如使用蓝牙耳机可以让驾驶员轻松地接听移动电话,再比如实现可穿戴产品与设备间的通信。

Wi-Fi的英文全称为“Wireless Fidelity(无线保真)”,是一组在IEEE 802.11标准中定义的无线网络技术,Wi-Fi的图标如图4.17所示。Wi-Fi能够将个人电脑、PAD、手机等终端以无线方式互相连接,Wi-Fi设备可以向无线电波一样传输数据。“Wi-Fi”是一个无线网络通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有,目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网络产品之间的互通性。(www.chuimin.cn)

图4.16 蓝牙图标

图4.17 Wi-Fi图标

Wi-Fi信号是由有线网络提供的,比如家庭ADSL、小区宽带等。常见的就是使用无线路由器把有线网络信号转换成Wi-Fi信号,在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围内都可以采用Wi-Fi连接方式进行联网。如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路,则它又被称为“热点”。大多数智能手机与多数平板电脑都支持Wi-Fi,它是当今使用最广的一种无线网络传输技术。

Wi-Fi包括很多标准,如表4.1所示。1997年IEEE为无线局域网制定了第一个无线局域网标准IEEE 802.11,工作频率为2.4GHz,数据传输速率为2Mb/s。相对于当时的有线局域网和实际的应用需求来说,第一代无线局域网的数据传输速率过低,远不能满足需求。

表4.1 无线局域网标准

于是,在802.11的基础上,IEEE又于1999年颁布了两个补充版本:IEEE 802.11b和IEEE 802.11a。IEEE 802.11a标准采用了与802.11相同的核心协议,工作频率为5GHz,最大数据传输速率为54 Mb/s。IEEE 802.11b标准沿用了802.11的2.4GHz频段,传输速率为11 Mb/s,无线传输距离在100m左右(室外无遮挡),可以基本满足局域网的要求。因为受到产品中5GHz的高频组件研制进度的影响,802.11a产品的上市时间比802.11b晚了近一年。

2003年IEEE又推出了更高速率的IEEE 802.11g无线局域网标准,它兼容了802.11b的远距离信号覆盖和802.11a的高传输速率。但是,无论采用哪种协议,无线局域网与有线局域网相比还是有着明显的差距,因此在802.11g标准推出之后,IEEE又着手新一代无线局域网标准IEEE 802.11n的制定工作。

为了实现更高带宽和质量的无线局域网服务,使无线局域网真正达到高度以太网的性能,2004年IEEE专门成立了制定IEEE 802.11n标准的任务组,但利益和技术方面的因素使得主要的无线方案提供商分裂为了几个集团,导致标准制定缓慢,直到2009年这一标准才正式确立下来。IEEE 802.11n的传输速率提升到了300 Mb/s,其信号覆盖范围也进一步扩大,极大地提高了802.11n网络的移动性。而在兼容性方面,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。这使得无线局域网的兼容性得到极大改善,不但能实现802.11n向下兼容,而且可以实现无线局域网与无线广域网的结合,这在无形之中也提升了802.11n兼容并蓄的能力,使其更具扩充性。

蓝牙与Wi-Fi使用相同的频率范围,但是两者的目的是不同的。Wi-Fi是一个更加快速的无线局域网技术,覆盖范围更大,但是需要更加昂贵的硬件,因此比较适于办公室中的企业无线网络,而蓝牙技术则可以应用于任何可以用无线方式替代线缆的场合。目前这些技术还处于并存状态,从某种程度而言,各种无线技术标准是弥补的,它们共同撑起整个无线技术大局。而从长远看,它们将走向融合。除此以外,红外线技术也并没有彻底消失,甚至射频技术也仍活跃在市场上。

从最早的红外线技术到被给予厚望的蓝牙,乃至今日最热门的IEEE 802.11(Wi-Fi),无线网络技术一步步走向成熟。然而,无线信号容易受到如微波炉、无绳电话之类设备的干扰。不过要说明的是,尽管易受到干扰,但无线网络对于大多数应用来说已经足够快了。无线信号会随着网络设备之间距离的增加而减弱,信号的覆盖范围会受到信号类型、发射机功率强度以及厚墙、地板或天花板等很多因素的限制。无线信号可在空气中传播并能穿透墙壁,那么在用户房屋之外就可以盗用因特网连接。而且无线网络使用的是公用频率,有限的公用频率是非常拥挤的,相邻的家庭网络间不得不使用相同的频率,因此存在着一定的安全风险。所以,与有线网络相比,无线局域网的缺点主要体现在速度、覆盖范围、授权以及安全性等方面。