
WLAN协定
文章介绍了无线区域网路的概念及特点,从IEEE802.11X、HiperLAN、HomeRF、中国无线区域网路规範等方面介绍了无线区域网路标準,介绍了无线区域网路结构,并对无线区域网路的安全问题进行了讨论,对无线区域网路的套用进行了阐述。
基本介绍
- 中文名:无线区域网路
- 外文名:WLAN
前言
通信网路随着INTERNET的飞速发展,从传统的布线网路发展到了无线网路,作为无线网路之一的无线区域网路WLAN(WirelessLocalAreaNetwork),满足了人们实现移动办公的梦想,为我们创造了一个丰富多彩的自由天空。
协定概念
WLAN是利用无线通信技术在一定的局部範围内建立的网路,是计算机网路与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线区域网路LAN(LocalAreaNetwork)的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽频网路接入。
协定特点
WLAN开始是作为有线区域网路地延伸而存在的,各团体、企事业单位广泛地採用了WLAN技术来构建其办公网路。但随着套用的进一步发展,WLAN正逐渐从传统意义上的区域网路技术发展成为"公共无线区域网路",成为国际网际网路INTERNET宽频接入手段。WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特点。
协定标準
由于WLAN是基于计算机网路与无线通信技术,在计算机网路结构中,逻辑链路控制(LLC)层及其之上的套用层对不同的物理层的要求可以是相同的,也可以是不同的,因此,WLAN标準主要是针对物理层和媒质访问控制层(MAC),涉及到所使用的无线频率範围、空中接口通信协定等技术规範与技术标準。
协定分类
IEEE802.11
1990年IEEE802标準化委员会成立IEEE802.11WLAN标準工作组。IEEE802.11(别名:Wi-Fi(WirelessFidelity)无线保真)是在1997年6月由大量的区域网路以及计算机专家审定通过的标準,该标準定义物理层和媒体访问控制(MAC)规範。物理层定义了数据传输的信号特徵和调製,定义了两个RF传输方法和一个红外线传输方法,RF传输标準是跳频扩频和直接序列扩频,工作在2.4000~2.4835GHz频段。
IEEE802.11是IEEE最初制定的一个无线区域网路标準,主要用于解决办公室区域网路和校园网中用户与用户终端的无线接入,业务主要限于数据访问,速率最高只能达到2Mbps。由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,所以IEEE802.11标準被IEEE802.11b所取代了。
IEEE802.11b
1999年9月IEEE802.11b被正式批准,该标準规定WLAN工作频段在2.4-2.4835GHz,数据传输速率达到11Mbps,传输距离控制在50-150英尺。该标準是对IEEE802.11的一个补充,採用补偿编码键控调製方式,採用点对点模式和基本模式两运作模式,在数据传输速率方面可以根据实际情况在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps的不同速率间自动切换,它改变了WLAN设计状况,扩大了WLAN的套用领域。
IEEE802.11b已成为当前主流的WLAN标準,被多数厂商所採用,所推出的产品广泛套用于办公室、家庭、宾馆、车站、机场等众多场合,但是由于许多WLAN的新标準的出现,IEEE802.11a和IEEE802.11g更是倍受业界关注。
IEEE802.11a
1999年,IEEE802.11a标準制定完成,该标準规定WLAN工作频段在5.15-5.825GHz,数据传输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo),传输距离控制在10-100米。该标準也是IEEE802.11的一个补充,扩充了标準的物理层,採用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术,採用QFSK调製方式,可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的乙太网无线帧结构接口,支持多种业务如话音、数据和图像等,一个扇区可以接入多个用户,每个用户可带多个用户终端。
IEEE802.11a标準是IEEE802.11b的后续标準,其设计初衷是取代802.11b标準,然而,工作于2.4GHz频带是不需要执照的,该频段属于工业、教育、医疗等专用频段,是公开的,工作于5.15-5.825GHz频带需要执照的。一些公司仍没有表示对802.11a标準的支持,一些公司更加看好最新混合标準――802.11g。
IEEE802.11g
目前,IEEE推出最新版本IEEE802.11g认证标準,该标準提出拥有IEEE802.11a的传输速率,安全性较IEEE802.11b好,採用2种调製方式,含802.11a中採用的OFDM与IEEE802.11b中採用的CCK,做到与802.11a和802.11b兼容。
虽然802.11a较适用于企业,但WLAN运营商为了兼顾现有802.11b设备投资,选用802.11g的可能性极大。
IEEE802.11i
IEEE802.11i标準是结合IEEE802.1x中的用户连线埠身份验证和设备验证,对WLANMAC层进行修改与整合,定义了严格的加密格式和鑒权机制,以改善WLAN的安全性。IEEE802.11i新修订标準主要包括两项内容:"Wi-Fi保护访问"(Wi-FiProtectedAccess:WPA)技术和"强健安全网路"(RSN)。Wi-Fi联盟计画採用802.11i标準作为WPA的第二个版本,并于2004年初开始实行。
IEEE802.11i标準在WLAN网路建设中的是相当重要的,数据的安全性是WLAN设备製造商和WLAN网路运营商应该首先考虑的头等工作。
IEEE802.11e/f/h
IEEE802.11e标準对WLANMAC层协定提出改进,以支持多媒体传输,以支持所有WLAN无线广播接口的服务质量保证QOS机制。
IEEE802.11f,定义访问节点之间的通讯,支持IEEE802.11的接入点互操作协定(IAPP)。
IEEE802.11h用于802.11a的频谱管理技术。
技术支持
HIPERLAN
欧洲电信标準化协会(ETSI)的宽频无线电接入网路(BRAN)小组着手制定Hiper(HighPerformanceRadio)接入泛欧标準,已推出HiperLAN1和HiperLAN2。HIPERLAN1推出时,数据速率较低,没有被人们重视,在2000年,HIPERLAN2标準制定完成,HIPERLAN2标準的最高数据速率能达到54Mbit/s,HIPERLAN2标準详细定义了WLAN的检测功能和转换信令,用以支持许多无线网路,支持动态频率选择、无线信元转换、链路自适应、多束天线和功率控制等。该标準在WLAN性能、安全性、服务质量QOS等方面也给出了一些定义。
HiperLAN1对应1EEE802.11b,HiperLAN2与1EEE082.11a具有相同的物理层,他们可以採用相同的部件,并且,HiperLAN2强调与3G整合。HIPERLAN2标準也是目前较完善的WLAN协定。
HomeRF
HomeRF工作组是由美国家用射频委员会领导于1997年成立的,其主要工作任务是为家庭用户建立具有互操作性的话音和数据通信网,2001年8月推出HomeRF2.0版,集成了语音和数据传送技术,工作频段在10GHz,数据传输速率达到10Mbps,在WLAN的安全性方面主要考虑访问控制和加密技术。
HomeRF是针对现有无线通信标準的综合和改进:当进行数据通信时,採用IEEE802.11规範中的TCP/IP传输协定;进行语音通信时,则採用数字增强型无绳通信标準。
除了IEEE802.11委员会、欧洲电信标準化协会和美国家用射频委员会之外,无线区域网路联盟WLANA(WirelessLANAssociation)在WLAN的技术支持和实施方面也做了大量工作。WLANA是由无线区域网路厂商建立的非营利性组织,由3Com、Aironet、Cisco、Intersil、Lucent、Nokia、Symbol和中兴通讯等厂商组成,其主要工作验证不同厂商的同类产品的兼容性,并对WLAN产品的用户进行培训等。
协定规範
中华人民共和国国家信息产业部正在制订WLAN的行业配套标準,包括:《公众无线区域网路总体技术要求》和《公众无线区域网路设备测试规範》。该标準涉及的技术体制包括IEEE802.11X系列(IEEE802.11、802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11h、IEEE802.11i)和HIPERLAN2。信息产业部通信计量中心承担了相关标準的制订工作,并联合设备製造商和国内运营商进行了大量的试验工作,同时,信息产业部通信计量中心和中兴通讯股份有限公司等联合建成了WLAN的试验平台,对WLAN系统设备的各项性能指标、兼容性和安全可靠性等方面进行全方位的测评。
此外,由信息产业部科技公司批准成立的"中国宽频无线IP标準工作组"在移动无线IP接入、IP的移动性、移动IP的安全性、移动IP业务等方面进行标準化工作。2003年5月,国家首批颁布了由"中国宽频无线IP标準工作组"负责起草的WLAN两项国家标準:《信息技术系统间远程通信和信息交换区域网路和城域网特定要求第11部分:无线区域网路媒体访问(MAC)和物理(PHY)层规範》、《信息技术系统间远程通信和信息交换区域网路和城域网特定要求第11部分:无线区域网路媒体访问(MAC)和物理(PHY)层规範:2.4GHz频段较高速物理层扩展规範》。这两项国家标準所採用的依据是ISO/IEC8802.11和ISO/IEC8802.11b,两项国家标準的发布,将规範WLAN产品在我国的套用。
协定结构
一般地,WLAN有两种网路类型:对等网路和基础结构网路。
对等网路:由一组有无线接口卡的计算机组成。这些计算机以相同的工作组名、ESSID和密码等对等的方式相互直接连线,在WLAN的覆盖範围的之内,进行点对点与点对多点之间的通信通信。
基础结构网路:在基础结构网路中,具有无线接口卡的无线终端以无线接入点AP为中心,通过无线网桥AB、无线接入网关AG、无线接入控制器AC和无线接入伺服器AS等将无线区域网路与有线网网路连线起来,可以组建多种複杂的无线区域网路接入网路,实现无线移动办公的接入。
协定套用
作为有线网路无线延伸,WLAN可以广泛套用在生活社区、游乐园、旅馆、机场车站等游玩区域实现旅游休闲上网;可以套用在政府办公大楼、校园、企事业等单位实现移动办公,方便开会及上课等;可以套用在医疗、金融证券等方面,实现医生在路途中对病人在网上诊断,实现金融证券室外网上交易。
对于难于布线的环境,如老式建筑、沙漠区域等,对于频繁变化的环境,如各种展览大楼;对于临时需要的宽频接入,流动工作站等,建立WLAN是理想的选择。
销售行业套用
对于大型超市来讲,商品的流通量非常大,接货的日常工作包括定单处理、送货单、入库等需要在不同地点的现场将数据录入资料库中。仓库的入库和出库管理,物品的搬动较多,数据在变化,目前,很多的做法是手工做好记录,然后再将数据录入资料库中,这样费时而且易错,採用WLAN,即可轻鬆解决上面两个问题,在超市的各个角落,在接货区、在发货区、货架、中仓库中利用WLAN,可以现场处理各种单据。
物流行业套用
随着我国WTO的加入,各个港口、储存区对物流业务的数位化提出了较高的要求。一个物流公司一般都有一个网路处理中心,还有些办公地点分布在比较偏僻的地方,对于那些运输车辆、装卸装箱机组等的工作状况,物品统计等等,需要及时将数据录入并传输到中心机房。部署WLAN是物流业的一项现代化必不可少的基础设施。
电力行业套用
如何对遥远的变电站进行遥测、遥控、遥调,这是摆在电力系统的一个老问题。WLAN能监测并记录变电站的运行情况,给中心监控机房提供实时的监测数据,也能够将中心机房的调控命令传入到各个变电站。这是WLAN在电力系统遍布到千家万户,但又无法完全用有线网路来检测与控制的一个潜在套用。
服务行业套用
由于PC机的移动终端化、小型化,一个旅客在进入一个酒店的大厅要及时处理邮件,这时酒店大堂的InternetWLAN接入是必不可少的;客房Internet无线上网服务也是需要的,尤其是星级比较高的酒店,客人可能在床上躺着上网,客人希望无线上网无处不在,由于WLAN的移动性、便捷性等特点,更是受到了一些大中型酒店的青睐。
在机场和车站是旅客候机候车的一段等待时光,这时打开笔记本电脑来上上网,何尝不是高兴的事儿,目前,在北美和欧洲的大部分机场和车站,都部署了WLAN,在我国,也在逐步实施和建设中。
教育行业套用
WLAN可以让教师和学生对教与学的时时互动。学生可以在教师、宿舍、图书馆利用移动终端机向老师问问题、提交作业;老师可以时时给学生上辅导课。学生可以利用WLAN在校园的任何一个角落访问校园网。WLAN可以成为一种多媒体教学的辅助手段。
证券行业套用
有了WLAN,股市有了菜市场般的普及和活跃。原来,很多炒股者利用股票机看行情,现在不用了,WLAN能够让您实现实时看行情,时时交易。股市大户室也可以不去了,不用再为大户室交纳任何费用。
展厅套用
一些大型展览的展厅内,一般都布有WLAN,服务商、参展商、客户走入大厅内可以随时接入Internet。WLAN的可移动性、可重组性、灵活性为会议厅和展会中心等具有临时租用性质的服务行业提供了盈利的无限空间。
中小型办公室/家庭办公套用
WLAN可以让人们在中小型办公室或者在家里任意的地方上网办公,收发邮件,随时随地可以连线上Internet,上网资费与有线网路一样,有了WLAN,我们的自由空间增大了。
企业办公楼之间办公套用
对于一些中大型企业,有一个主办公楼,还有其他附属的办公楼,楼与楼之间、部门与部门之间需要通信,如果搭健有限网路,需要支付昂贵的月租费和维护费,而WLAN不需要,也不需要综合布线,一样能够实现有限网路的功能。
技术安全
WLAN套用中,对于家庭用户、公共场景安全性要求不高的用户,使用VLAN(VirtualLocalAreaNetworks)隔离、MAC地址过滤、服务区域认证ID(ESSID)、密码访问控制和无线静态加密协定WEP(WiredEquivalentPrivacy)可以满足其安全性需求。但对于公共场景中安全性要求较高的用户,仍然存在着安全隐患,需要将有线网路中的一些安全机制引进到WLAN中,在无线接入点AP(AccessPoint)实现複杂的加密解密算法,通过无线接入控制器AC,利用PPPoE或者DHCP+WEB认证方式对用户进行第二次合法认证,对用户的业务流实行实时监控。这方面的WLAN安全策略有待于实践与进一步探讨并完善。
技术前景
WLAN在金融、旅游、医护、会展等领域具有广泛的发展前景,当WLAN的标準一问世,中国电信集团公司根据现有的网路运行情况,準备利用WLAN,提出了《中国电信无线乙太网接入技术要求》,规划WLAN在中国电信市场的套用;随后,中国移动通信集团公司结合现有的移动技术,先后制定了《中国移动WLAN业务总体技术要求》、《中国移动WLAN业务接口规範》、《中国移动WLAN业务业务规範》等。这表明,在我国,WLAN技术将得到大範围的广泛套用,势必呈现出迅速崛起的趋势,将催生出许多新的发展商机。
结束语
以上介绍了WLAN的概念、特点、重点介绍了WLAN的标準与发展,介绍了WLAN的网路结构层次及其套用等,系统地解析了WLAN技术。WLAN在网路建设中将起到举足轻重的作用。