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无线局域网五大标准的特点及优势

2009-07-15 10:00:48  来源:IT专家网

摘要:长期以来,WLAN的发展一直在由不同厂商进行推动,因此出现了标准百舸争流、百花齐放的局面。各个标准的特点和优势是什么?谁更能在激烈的竞争中占得鳌头?下面将一一进行分析。
关键词: 无线局域网 标准

  无线局域网(WLAN)是20世纪90年代计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它使用无线信道来接入网络,为通信的移动化、个人化和多媒体应用提供了潜在的手段,并成为宽带无线接入的有效途径之一。 但长期以来,WLAN的发展一直在由不同厂商进行推动,因此出现了标准百舸争流、百花齐放的局面。各个标准的特点和优势是什么?谁更能在激烈的竞争中占得鳌头?下面将一一进行分析。

  如火如荼的IEEE802.11系列

  1999年9月通过的IEEE802.11b工作在2.4-2.483GHz频段。802.11b数据速率为11Mbps。同时IEEE802.11b具有5.5Mbps、2Mbps、1Mbps三个低速档次,当工作站之间距离过长或干扰太大、信噪比低于某个门限时,传输速率能够从11Mbps自动降到5.5Mbps、2Mbps或者1Mbps,通过降低传输速度来改善误码率性能。802.11b使用带有防数据丢失特性的载波检测多址连接(CSMA/CA)作为路径共享协议,物理层调制方式为CCK(补码键控)的DSSS(直接序列扩频)。目前802.11b已经成为WLAN市场上的主流技术,随着技术的成熟和产品的降价,它开始大显身手。

  和802.11b相比,IEEE802.11a在整个覆盖范围内提供了更高的速度,其速率高达54Mbps。它工作在5GHz频段,目前该频段用得不多,干扰和信号争用情况较少。802.11a同样采用CSMA/CA协议。但在物理层,802.11a采用了正交频分复用(OFDM)技术。OFDM技术将一个无线信道分解成多个子载波同时传输数据,每个子载波的速率比总速率低许多,也就是每个传输符号的时长要长许多,这有利于克服无线信道的衰落,改善了信号质量,提升了整个网络的速度。一般分析认为,802.11a技术的普及仍需一段时间,但是由于互联网产业飞速发展,用户对宽带业务需求量猛增,802.11b在不少场合(尤其是信道噪声较大的场合)已不能满足用户宽带接入的要求;而802.11a则可凭借更高的速率和更好的质量实现这一需求,因此有望提前取代802.11b,让用户尽情享受宽带的无穷魅力。

  IEEE802.11a与802.11b的产品因为频段与调制方式不同而无法互通,这使得已经拥有802.11b产品的消费者可能不会立即购买802.11a产品,阻碍了802.11a的应用步伐。2001年11月15日,IEEE试验性地批准一种新技术802.11g,其使命就是兼顾802.11a和802.11b,为802.11b过渡到802.11a铺路修桥。它既适应传统的802.11b标准,在2.4GHz频率下提供11Mbps的数据速率,也符合802.11a标准,在5GHz频率下提供54Mbps的数据速率。802.11g中规定的调制方式包括802.11a中采用的OFDM与802.11b中采用的CCK。通过规定两种调制方式,既达到了用2.4GHz频段实现IEEE802.11a54Mbps的数据传送速度,也确保了与装机数量超过1100万台的IEEE802.11b产品的兼容。此外,TI公司提案的可达22Mbps数据传送速度的CCK-PBCC与CCK-OFDM调制方式也可以选用。

  笑傲欧洲的HiperLAN

  除了IEEE802.11家族,欧洲电信标准化协会(ETSI)的宽带无线电接入网络(BRAN)也制订出HiperLAN标准作为“宽带无线接入网”计划的组成部分,并在欧洲得到了广泛支持和应用。该系列包含4个标准:HiperLAN1、HiperLAN2、HiperLink和HiperAccess。HiperLAN1、HiperLAN2用于高速WLAN接入;HiperLink用于室内无线主干系统;HiperAccess则用于室外对有线通信设施提供固定接入。

  HiperLAN1对应1EEE802.11b,它工作在5.3GHz,采用高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制,速率最大23.5Mbps。HiperLAN2工作在5GHz频段,速率高达54Mbps。因为技术上的下列优点,它被一些人士看成目前最先进的WLAN技术:1.为了实现54Mbps高速数据传输,物理层采用OFDM调制,MAC子层则采用一种动态时分复用的技术来保证最有效地利用无线资源。2.为使系统同步,在数据编码方面采用了数据串行排序和多级前向纠错,每一级都能纠正一定比例的误码。3.数据通过移动终端和接入点之间事先建立的信令链接来进行传输,面向链接的特点使得HiperLAN2可以很容易地实现QoS支持。每个链接可以被指定一个特定的QoS,如带宽、时延、误码率等,还可以给每个链接预先指定一个优先级。4.自动进行频率分配。接入点监听周围的HiperLAN2无线信道,并自动选择空闲信道。这一功能消除了对频率规划的需求,使系统部署变得相对简便。5.为了加强无线接入的安全性,HiperLAN2网络支持鉴权和加密。通过鉴权,使得只有合法的用户可以接入网络,而且只能接入通过鉴权的有效网络。6.其协议栈具有很大的灵活性,可以适应多种固定网络类型。它既可以作为交换式以太网的无线接入子网,也可以作为第三代蜂窝网络的接入网,并且这种接入对于网络层以上的用户部分来说是完全透明的。当前在固定网络上的任何应用都可以在HiperLAN2网上运行。相比之下,IEEE802.11的一系列协议都只能由以太网作为支撑,不如HiperLAN2灵活。

  技术特点

  1高速数据传输

  2面向链接

  3QoS支持

  4自动分配频率

  5加密安全

  6移动性

  7网络与应用无关

  8省电

  独树一帜的红外系统

  红外局域网系统采用波长小于1微米的红外线作为传输媒体,该频谱在电磁光谱里仅次于可见光,不受无线电管理部门的限制。红外信号要求视距传输,方向性强,对邻近区域的类似系统也不会产生干扰,并且窃听困难。实际应用中由于红外线具有很高的背景噪声,受日光、环境照明等影响较大,一般要求的发射功率较高。尽管如此,红外无线LAN仍是目前“100Mbps以上、性能价格比高的网络”唯一可行的选择,主要用于设备的点对点通信。

  红外线的特征:红外传输是一种点对点的传输方式,无线,不能离的太远,要对准方向,且中间不能有障碍物也就是不能穿墙而过,几乎无法控制信息传输的进度;IrDA已经是一套标准,IR收/发的组件也是标准化产品。

  红外与蓝牙的差别

  1.距离

  红外:对准、直接、1—2米,单对单

  蓝牙:10米左右,可加强信号,可以绕弯,可以不对准,可以不在同一间房间,链接最大数目可达7个,同时区分硬件。

  2.产业

  红外:近乎淘汰

  蓝牙:已经普及

  3.速度

  红外:慢

  蓝牙:快

  4.安全

  红外:无区别

  蓝牙:加密

  5.成本

  红外:几元---几十元

  蓝牙:几十元—几百元

  6.速度

  红外:串口速度,57600K/bps~19200K/bps

  蓝牙:1.1M/s~2.1M/s甚至更高(蓝牙2.0)

  随着科学的进步,红外已经逐渐在退出市场,逐渐被USB连线和蓝牙所取代,红外发明之初短距离无线连接的目的已经不如直接使用USB线和蓝牙方便,所以,市场上带有红外收发装置的机器会逐步退出人们的视线。

  互为补充的蓝牙技术

  所谓蓝牙(Bluetooth)技术,实际上是一种短距离无线电技术,利用“蓝牙”技术,能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化以上这些设备与因特网Internet之间的通信,从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。

  蓝牙是一种使用2.45GHz的无线频带(ISM频带)的通用无线接口技术,提供不同设备间的双向短程通信。蓝牙的目标是最高数据传输速率1Mbps(有效传输速率为721Kbps)、传输距离为10厘米-10米(增加发射功率可达100米)。在一个微微网络中,蓝牙可使每台设备同时与多达7台的其它设备进行通信,而且每台设备可以同时属于几个微微网络。蓝牙面向的是移动设备间的小范围连接,因而本质上说它是一种代替线缆的技术。它用来在较短距离内取代目前多种线缆连接方案,并且克服了红外技术的缺陷可穿透墙壁等障碍,通过统一的短距离无线链路,在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信。相对802.11和HiperLAN家族,蓝牙的作用不是为了竞争而是相互补充。


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