1.1 互联网的移动性融合
局域网在互联网的体系中一般作为用户的接入网络,而无线局域网的数据传输速率已能够达到11Mbps,传输距离可远至20km以上。它是对有线联网方式的一种补充和扩展,使网上的计算机具有可移动性,能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络联通问题。
无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线集线器(Hub)、无线接入站(AP)、无线网桥(Bridge)、无线调制解调器(MODEM)及无线网卡等来实现,其中以无线网卡最为普遍,使用最多。无线局域网的关键技术,除了红外传输技术、扩频技术、网同步技术外还有一些其他技术,如调制技术、加解扰技术、无线分集接收技术、功率控制技术和节能技术等。
网络安全性对无线局域网来说非常重要。网络安全性指的是防止信息和资源的丢失、破坏和不适当的使用。无论有线网络还是无线网络都必须防止物理上的损害、窃听、非法接入和各种内部(合法用户)的攻击。无线局域网具有各种内在的安全机制,其代码清理和模式跳跃是随机的。在整个传输过程中,频率波段和调制不断变化,计时和解码采用不规则技术。正是可选择的加密运算法则和IEEE 802.11的规定要求无线网络至少要和有线网络(不使用加密技术)一样安全。其中,认证提供接入控制,减少网络的非法使用,加密则可以减少破坏和窃听。
实际上,不管是在什么类型的企业,无线局域网都可以为其企业内部网和外部网——各种临时办公室、会议室、教室等——提供了空中连接性,而又不影响性能。而所有这些都不需要复杂的布线就可实现,同时仍然保持整体安全性。用户可以在任何便于工作的地方,如在会议室、医疗室、教室、自助餐厅、实验室、办公室以及在野外的野餐桌旁,享受工作的自由和灵活性。无线局域网在各种规模和各种类型企业中的普及是显而易见的,尤其是在卫生保健、财务、零售、制造业和教育行业,通过传输实时信息的各种手持终端和笔记本电脑,能够促进生产率的提高。无线局域网日益被看做一种创新的、可负担的工具,用以补充有线网络,而不是取代它。
总之,利用无线局域网,用户可随时随地接入电子邮件、Internet和公司计算机资源的各种信息。基于无线连接的电子商务常常成为竞争中的分水岭,把一个企业同其他企业区别开来,进而,使得互联网具有了更有竞争力的移动性。
1.1.1 WIFI
WIFI是一种短距离无线技术,是无线局域网的一种,全称Wireless Fidelity,又称802.11b标准,它的最大优点就是传输速度较高,可以达到11Mbps,另外它的有效距离也很长,同时也与已有的各种802.11设备兼容。目前,最流行的笔记本电脑技术——迅驰技术就是基于该标准发展起来的。IEEE(美国电子和电器工程师协会)802.11b无线网络标准是IEEE 802.11网络标准的变种,最高带宽为11Mbps,在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps。带宽的自动调整有效地保障了网络的稳定性和可靠性。WIFI的主要特性为:速度快,可靠性高,在开放性区域通信距离可达305m,在封闭性区域通信距离为76~122m,方便与现有的有线以太网络整合,组网的成本更低。
WIFI在掌上设备上的应用越来越广泛,WIFI手机就是其中之一。现有的WIFI手机标准IEEE 802.11a/b/g/n,由于采用无需许可的频段(ISM),所以比WiMAX更易于商务应用和部署。WIFI手机有着广泛的消费类电子产品终端支持,已成为目前最重要的宽带数据终端(PC),支持WIFI手机也成为智能手机的标准配置。通过采用MIMO多输入多输出、智能天线等技术,WIFI手机所能提供的带宽和信号覆盖范围也达到了更高的水平。目前市场上的802.11n的产品已可以达到300Mbps的水平。
根据市场调研公司ABI research的研究,2008—2010年,WIFI手机出货量将翻一番,而且这个增长曲线将一直延续到2013年。未来几年内,消费者的需求,运营商新的营利模式,都将促使手机制造商生产更多的WIFI手机。咨询机构Infonetics的分析家指出,具备WIFI VoIP功能的双模手机正受到越来越多的消费者青睐,其出货量年平均增长率将达到2倍,而纯粹的WIFI VoIP单模手机则受到企业用户的追捧,但是随着Skype IP电话的流行以及运营商集成服务的推出,家庭用户也将接纳这种单模WIFI手机。
1.1.2 WiMAX
WiMAX是一项较新的技术,自2006年以来不断升温,能够在比WIFI更广阔的地域范围内提供“最后一公里”宽带连接性,由此支持企业客户享受T1类服务以及居民用户拥有相当于线缆X/DSL的访问能力。凭借其在任意地点的1~6英里覆盖范围(取决于多种因素),WiMAX将可以为高速数据应用提供更出色的移动性。此外,凭借这种覆盖范围和高吞吐率,WiMAX还能够为电信基础设施、企业园区和WiFi热点提供回程。
在典型的3~10英里半径单元部署中,获得WiMAX论坛认证的系统有望为固定和便携接入应用提供高达每信道40Mbps的容量,可以为同时支持数百使用T1连接速度的商业用户或数千使用ADSL连接速度的家庭用户的需求,并提供足够的带宽。移动网络部署将能够在最大2英里半径单元部署中提供高达15Mbps的容量。WiMAX技术于2006年用于笔记本电脑和PDA,从而使城区以及城市之间形成“城域地带(MetroZones)”,为用户提供便携的室外宽带无线接入。如图1-2所示,介绍了WiMAX为各种商业部署类型提供的应用支持,例如,固定的无线DSL部署,离散部署的热点部署,支持便携式的热点部署,以及支持无缝热点切换的移动性部署。
图1-2 WiMAX的应用(Source:Siemens, 2004)
2007年10月19日,国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上,经过多数国家投票通过,WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第4个全球3G标准。同时,WiMAX论坛成员到达480多个,其中包括141家运营商,以及芯片制造商、设备制造商、互联网公司、相关论坛和研究组织等。
2007年11月,三星公司在韩国本土推出了四款支持Mobile WiMAX技术的手机。此次使用三星Mobile WiMAX的核心技术,积极地提出商用计划,率先对移动性WiMAX进行商用,并提供系统到终端的全面解决方案,在WiMAX技术发展过程中做出了积极的贡献。
1.1.3 WAPI
WAPI是WLAN Authentication and Privacy Infrastructure的英文缩写,它像红外线、蓝牙、GPRS、CDMA2000 1X等协议一样,是无线传输协议的一种。与其他协议不同的是,它是无线局域网(WLAN)中的一种传输协议,与现行的802.11b传输协议比较相近。802.11b的传输协议是由美国非营利机构WIFI组织制定和进行认证的,而WAPI则由ISO/IEC授权的IEEE Registration Authority审查获得认可,并分配了用于该机制的以太类型号(IEEEEtherType Field)0x88b4,两者所属的机构不同,其性质自然不一样。其最大的区别是安全加密的技术不同:WAPI使用的是一种名为“无线局域网鉴别与保密基础架构(WAPI)”的安全协议,而802.11b则采用“有线加强等效保密(WEP)”安全协议。此外,WAPI从应用模式上分为单点式和集中式两种,可以彻底扭转目前WLAN采用多种安全机制并存且互不兼容的现状,从根本上解决了安全问题和兼容性问题。
我国正式发布WAPI的时间是2003年5月12日,2008年7月16日,WAPI产业联盟宣布全球第一款WAPI+GSM手持终端研制成功,WAPI商用步伐迎来了重大突破。据了解,该手持终端为双模制式,未来用户在有WAPI信号覆盖的地方都能实现随时随地的无线上网,更重要的是这种上网方式更加安全。目前,中兴、宇龙、金立等手机厂商都在开发支持WAPI的手机,而WAPI和GSM的双模手机将覆盖高、中、低各个档次。同年9月24日,WAPI产业联盟宣布全国第一个WAPI示范网在北京邮电大学正式启动,这意味着WAPI开始积累商用经验,为真正实现商用奠定基础。
1.1.4 无线城市
无线城市,就是在整个城市的范围内实现无线网络的覆盖和服务,提供随时随地接入和速度更快的无线宽带网络,笔记本电脑、智能手机等不再需要连接网线就可以实现联网。另外,无线宽带网络覆盖面广,不仅仅局限在一个房间、一栋楼里,而是如手机信号那样,覆盖整个城区。用户可以通过无线宽带网络用手机看电视、打网络游戏、手机视频聊天、用手机随时召开或参加视频会议、家庭数字网络、无线传输文稿和照片等大文件、无线网络硬盘、移动电子邮件,等等。
2008年7月29日,在中国互联网协会蓝海沙龙第36期活动上,我国大陆已经有十大城市明确了无线城市计划,且正在建设当中。这十大城市分别是:北京、天津、青岛、武汉、上海、南京、杭州、广州、深圳、扬州,实际上我国还有更多城市如香港都在实现无线覆盖。无线城市的目标和愿望有四个方面:提高政府的效率、降低行政成本;改进公共服务、加强公共安全;消除数字鸿沟、改善人民生活;优化投资环境、促进经济繁荣。我国的无线热点、无线热区和无线城市的发展非常强势,而且正在从沿海向内地发展,基于WIFI、WiMAX技术的无线宽带网络具有高带宽、低成本、灵活方便的优势。
上海嘉定是我国内地首个由政府签约的无线城市,规划建设200~300个WIFI基站。北京的无线城市建设规模更大,由北京市政府大力支持和原信息产业部认可,共有三期规划,涉及全市城乡,无线宽带不提供语音服务,与3G移动通信为互补关系。一期完成1000个基站的建设,已经完成数百个WIFI Mesh和数十个WiMAX基站的布置。目前,中关村、金融街、CBD等地区已经有无线宽带的覆盖,用户有WIFI功能的手机或笔记本电脑可以稳定地使用1Mbps速率上网。