无线局域网WLAN, 顾名思义是一种借助无线技术取代以往有线布线方式构成局域网的新手段, 可提供传统有线局域网的所有功能。它是计算机网络与无线通信技术相结合的产物, 系统用无线接人的一个子集, 但原则上与蓝牙有类似性。与蓝牙相比, 它能支持较高传输速率, 利用射频无线电或红外线, 借助直接序列扩频 (DSSS或跳频扩频 (FHSS) , GMSK, OFDM等技术甚至可达到与UWB超宽带技术相比拟的传输速800Mbit/s左右, 实现固定、半移动网络终端对Internet网络进行较远距离的高速连接访问。
1 802.11x及其速率增强
第二次世界大战后, 无线通讯因在军事上应用的成功而受到重视, 但缺乏广泛的通讯标准。于是, IEEE在1997年为无线局域网制定了第一个标准——IEEE802.11, 其中定义了媒体存取控制层 (MAC层) 和物理层。物理层定义了在2.4GHz的ISM频段上工作, 总数据传输速率设计为2Mbit/s。两个设备之间的通信可以以自组织 (Ad Hoc) 的方式进行, 也可以在基站BS或访问点AP的协调下进行。为了在不同的通讯环境下取得良好的通讯质量, 采用了CSMA/CA) 多址连接方式。IEEE 802.11标准最初主要用于解决办公室局域网和校园网中用户的无线接人, 其业务主要限于数据存取, 速率最高只能达到2Mbit/s。之后, 由于速率和传输距离都不能满足人们的需要, IEEE小组又相继推出了更高速率的标准802.11b和802.1la。802.1lb支持较高速率达1Mbit/s, 同样工作于2.4 G H z I S M频段, 亦称W iFi, 可为笔记本电脑或桌面电脑提供完整的网络系统服务。802.1la为利用5GHz频段的WLAN方式, 传输速率更高, 可达25Mbit/s或更高, 借助OFDM技术, 其速率可高达54Mbit/s。它亦被称为Wi-Fi5, 可适应话音、数据、图像等多媒体业务的需要。802.1lx标准即由Wi-Fi联盟推进其产业化与应用工作。
为使进入广泛商用的WLAN取得更高速率、更可靠的Qo S及安全性。IEEE进行了一系列补充修订, 向802.1x系列标准化努力, 包括OFDM, 高状态M-QAM调制与F E C技术, M I M O, C R, D F M等近代先进无线设备与网络技术的运用。
2 W-Fi 802.11i的安全协议缺陷
I EE E 8 02.1 1i是I E E E为了弥补8 0 2.1 1脆弱的安全加密功能而制定的修正案, 于2004年7月完成, 其中定义了基于AES的全新加密协议CCMP。无线网络中的安全问题从暴露到最终解决经历了相当长的时间。而各大通信芯片商显然无法接受在这期间什么都不出售, 所以Wi-Fi厂商以802.1li的草案3为蓝图设计了一系列通信设备, 称为支持WPA的设备。这个协议包含向前兼容RC4的加密协议TKIP, 它沿用了WEP所使用的硬件并修正了一些缺失, 但在安全方面仍然存在缺陷。之后将支持8 0 2.1 l i最终版协议的通信设备称为支持WPA2的设备。如众所知, 随着传统意义上的WLAN演进为公众通信P-WLAN/O-W L A N, W L A N已成为中国几大公众业务基础运营商共同关注的焦点。公众运营商级的WLAN用户主要为企业客户、经常出差的商务人员及家庭用户等, 多半属高端用户, 对服务质量及安全性非常关注。而I E E E 8 0 2.1 1 x标准中原先提出的安全方案已被广泛证实存在安全漏洞。Wi-Fi安全性架构从1999WEP→2002WAP→20048 0 2.1 l i/W P A 2逐的步改进, 引进了1 2 8位高级加密标准AES, 并通过预共享密钥PSK (个人模式下) 和IEE E802.1x/E P (企业模式下) 提供双向鉴权, 但漏洞事件在全球依然屡有发生。WAPI的使用至今未发现有安全技术漏洞, 2008年北京奥运会中实现了成功服务, 取得了“零故障、零投诉”的好成绩。WAPI产品目前已涉及办公设备, 手持设备, 家电设备以及国防军用等诸多方面上千种产品。Wi-Fi无线上网漏洞除可免费“蹭网”外, 还可轻松盗取邮箱用户名、密码和截获MSN聊天等信息, 其安全攻击操作方法简单。在互联网强势传播环境下, 这种Wi-Fi漏洞被广泛利用的情况难以避免, 应予切实重视。而WAPI从技术上讲, 其鉴别机制完善, 实现了终端和网络的双向对等鉴别, 使用数字证书作为身份标识, 采用集中密钥进行管理。此外, 其构建与应用方便, 扩展性好。除安全性比Wi-Fi好外, 对运营商可提供更强大与方便的运营与管理能力。
3 频率规划及应用前景
3.1 频率规划
(1) 2400~2483.5GHz ISM频段;原信息产业部无线电管理局仔细研究与重新规划了2400~2483.5GHz ISM频段 (83.5MHz带宽) , 规定其主要作为无执照业务共用。诸如短距离/微功率蓝牙、室内WLAN及无绳电话和物流无线自动数据采集识别等共存运用。 (2) 5725~5850MHz的5.8GHz ISM频段;对5725~5850MHz的5.8GHz ISM频段 (125MHz带宽) , 亦有SS业务在运行。在进行多种高效率TDD无线接人技术试验基础上, 进一步参考国际上相应标准及设备的实际进展, 研究确定了新的频率规划要求。 (3) 5GHz频段W (R) LAN (455MHz带宽) 全球频率规划;WRC-2003经激烈争论后正式确定了5GHz频段的R (W) LAN频率划分规定。这为WLAN的各类应用, 特别是高速率W (R) LAN的应用创造了极有利的资源条件。
3.2 WLA N的基本特征与运营模式
(1) WLAN基本特征。较高的传输速率及较远的连接距离与WPAN相比, 即使不涉及UWB, WLAN采用OFDM/MIMO技术后, 传速率可高达54Mbit/s, 甚至可以与UWB相媲美。对通信距离而言, 最高可大于100m。因此, 在速率与距离方面, WLAN的优势明显。 (2) 基本运营模式WLAN的高速率与可移动性亦使其近些年来成为比蓝牙作用距离更远的宽带多媒体传送与连接亮点。随着5GHz等有效频率资源及0FDM/MIM0等新技术支撑的实现, WLAN的带宽能力得到增强。与移动手机相比, 它有较好的宽带环境与优良的视频图示条件和宽带连接能力, 可实施固定、移动/半移动环境中的宽带多媒体高质量运行及与宽带移动手机通信。
4 结语
总而言之, 由于加速创新与竞争的推动, WLAN带宽能力与安全性均有较好的改进, 其频率资源支持环境亦较好, 基本商业模式亦较清晰。因此, WLAN的发展前景较为光明。对我国自主创新的WAPI技术应积极鼓励与支持, 应加速持续创新/聚合创新与共赢合作及产业链发展与国际化, 为中国及全球WLAN的发展做出新贡献。
摘要：本文通过介绍无线局域网WLAN的发展过程, 给出了其应用前景, 以供同仁参考。
关键词：WLAN,应用前景,模式