| 出版日期：2005-03-07 总期号：1392 本年期号：15 |
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WLAN的理想与距离
文 陈飞雪 编者按：WLAN作为一个新技术，在其发展、壮大的过程中，不断补充新元素，弥补自己的不足。 现在新标准、新特性、新功能都将加在WLAN上，换上新装的WLAN将把标准统一、速度提升、加强安全放在首位， 这些举措都将进一步健壮WLAN。 要说时下网络业中新名词最多的技术，非无线局域网WLAN莫属，MIMO、SIMO、MISO、MESH、802.11g、802.11n、802.11i等大堆名词层出不穷。新名词的不断涌现意味着WLAN技术在不断地飞速发展着。经过几年的迅速发展，WLAN技术本身发生了一些什么变化？WLAN有了一些什么新应用？让我们一起来探个究竟。 标准终于统一了 802.11a、802.11b、802.11g这几种不同传输速度的WLAN标准，随着IEEE通过了无线网络802.11g标准而使得标准之争尘埃落定。尽管如此，802.11b也并不会马上退出历史舞台。由于802.11b产品价格低廉，其以前的较大客户群使得其仍然有一定的市场占有率，但802.11g最终一统大局是必然趋势。 802.11g工作在与802.11b兼容的2.4GHz的频率，速度为54M，比起802.11b的11M速度，传输速度得到了大大的提高。802.11a由于工作频率为5.8GHz，与802.11g的工作频率不兼容，随着802.11g标准的出台，它逐渐淡出人们的视线，在市场上已经很少能看到。在完全由802.11g设备组成的网络环境中，可以在100英尺的距离内得到20Mbps的实际传输速率；在200英尺的距离内仍然可以得到大于8Mbps的实际传输速率。这两种情况下802.11g的传输速度几乎是对应情况下802.11b传输速度的四倍。 但是，要管理一个802.11g和802.11b共存的网络并不是一件简单的事。根本性的问题在于，802.11b设备将802.11g的信息传输视为噪声，在最坏的情况下，比如一个802.11b设备位于网络覆盖区域的边缘时，所有网络节点的传输速度会降到与最慢设备的速度一样，将会小于1Mbps。这就表明在802.11b设备较多的网络环境下，采用802.11g并不是提高网络性能的有效途径。有没有技术来解决这个问题呢？我们可以将网络设置为优先处理802.11g业务的模式。这种方法为Intersil和其他一些公司所提倡，具体的方法是，通过packet-bursting技术使得每传输1个802.11b帧时同时传输6个802.11g帧。 使用起来更安全了 IEEE标准委员会于2004年6月24日下午批准了802.11i标准。802.11i就是为了解决Wi-Fi无线网络安全而提出的一个标准，业界有人干脆称其为Wi-Fi安全标准。 在802.11i标准之前，其实Wi-Fi也有安全方面的考虑，WEP（Wired Enhance Protect Protocol，线加强等效保密协议）就是这样的安全协议，但仅能提供基本的安全保护，极易被破解。WEP属第一代802.11安全标准，由于本身存在漏洞，即采用RC4密码算法，它存在被攻破的危险。 在WEP遭到广泛的质疑后，紧接着，Wi-Fi联盟推出了Wi-Fi保护接入协议（Wi-Fi Protect Access Protocol,简称WPA）。WPA实质上只是新型安全规范802.11i的一个子集，它主要解决WEP加密方案在集成基于802.1x认证机制以及与传统硬件相匹配的TKIP（临时密钥完整性协议）加密机制时存在的缺陷。802.11i的加密协议主要是基于增强加密标准AES (高级加密标准)而制订，能实现802.11数据帧加密，以及复杂完善的认证和动态密钥分配机制，它的密钥可以支持128位、192位甚至256位。同时符合联邦信息处理标准140-2认证，进一步加强了对敏感信息的保护。新的标准还在Wi-Fi无线网卡中加入了两层安全保护，充分保障了企业局域网内部的无线接入安全。 速度即将变得更快了 目前的 IEEE 802.11g WLAN标准最高的数据传输速率是54Mbps，但是实际速率一般不超过20Mbps。尽管这个数值对很多应用而言已经足够了，但对那些高速互连设备，特别是视频流而言，还远远不够，它们需要100Mbps或更高的速率。 对WLAN更高速率的不断追求,促使电气与电子工程师协会（IEEE）开发 802.11标准的新版本 802.11n。它在20MHz到40MHz的带宽内数据传输速率将能超过100Mbps，此标准还允许在100米或更远距离上的无线设备间能进行高速互连。802.11n规范的初版草案预计会在今年年中推出，完整的802.11n标准则预计在2006年底至2007年初之间问世。 目前业界对802.11n的期待很大，这可以从厂商发布的产品看出来。由于标准没有正式发布，这些产品都被称为pre-n设备，它们有着100M的无线带宽吞吐能力，在无线视频应用方面可以大展身手。 QoS将得到保障 随着WLAN大踏步迈入企业网，企业中现有的各种应用都需要无缝运行到无线终端上去，才能满足企业业务的需求。这样就理所当然地对无线局域网传输语音和视频等多媒体数据提出了要求。而且，传输语音和视频并不是仅仅带宽够就行的。我们还需要关注其他的一些因素，其中最重要的就是QoS。 要实现语音和视频等多媒体通讯，就需要在传输数据的时候，对数据进行传输优先级分类，一般的数据传输由于对时迟不敏感，因此可以把优先级别降低；对于语音和视频数据，就需要提高它们的优先级，这就是QoS的基本思路。在无线网络中实现QoS的标准是IEEE 802.11e，这项标准将使WLAN管理员能够设置不同种类数据包的优先范围，并可控制被发送数据包之间的时间间隔。这就为语音和视频的传输开了绿灯。 802.11e标准有两个主要部分。一个是“无线多媒体扩展”（Wireless Multimedia Extension）机制，它是设置优先级类型的基础，但是它没有对实时应用来说至关重要的同步功能，而这一点恰好是标准的第二部分所关注的。第二部分称为“预定进度的无线多媒体”（Wi-Fi Scheduled Multimedia），它可以对某些指定流量设定均匀间隔的时间周期。每个预定安排都是一个流量规范，但它只发送与指定流量有关的数据包。这将大大减轻无线数据传输过程中的冲突，并可建立有保证的时间周期，使设备能够正常传输流量。另外，它暂停了CSMA的补偿规则，因而加速了连续数据包的传输。 WLAN的QoS应当根据数据包的类型来处理流量，如将它们分为语音、数据或视频等。服务级特性（Class-of-Service）对流量进行分类，而QoS特性则对传输的流量设置优先级。随着语音和视频应用的增多，QoS在WLAN中的作用也变得越来越重要。QoS可以使网络管理员更方便地管理WLAN的带宽，而WLAN带宽常常会被语音和多媒体应用以及大型文件传输等迅速占用。 802.11e草案提供两类QoS解决机制：EDCF（增强DCF）和HCF（混合协作功能）。EDCF对现行DCF MAC规范进行了大幅改进，支持8类通信优先分级，能直接实现与RSVP优先级协议间的映射。 新应用，WLAN用来定位 把WLAN用来定位是WLAN的一个崭新的应用。根据不同的精确度,定位跟踪的方式可分为三类。最简单也是最常用的是通过RSSI（Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示器）对最接近802.11设备的AP或传感器的身份验证，来完成基于信号强度的跟踪。通常这意味着一旦监控系统识别了最近的AP，就要依靠管理员手持分析仪来跟踪定位。这种方式提供的精确度只是在最近的AP范围以内。有时其它AP的RSSI也会被标示出来协助定位。 通过加入一些智能算法，监控系统可以采用三角测量法来定位，这增加了定位精度。当一个设备被AP或传感器监听到时，三角测量系统根据一些信号强度决定近似的定位。根据系统的特征和AP与传感器的密度，三角测量可以将定位精度限制于400到900平方英尺的范围之内。对于一些应用也许这种方法已经足够了，但由于忽视了一些特定环境因素（例如建筑材料、办公设备和其他衰减，以及多路无线电波源）的影响，它还具有一定的高限性。 RF指纹识别技术将建筑特性的影响考虑在内。在WLAN内执行测量来训练智能系统可以补偿信号衰减源（例如墙和办公隔间）。系统可以探测出WLAN内特定地点的信号RF指纹，补偿信号的衰减以提高定位细节。尽管需要几个小时用于RF指纹训练，但系统可以将定位精确度提高到100平方英尺范围内。 协议 最大带宽 频段 干扰 能耗 距离 802.11b 11M bps 2.4G 多 较小 较远 802.11g 54M bps 2.4G 多 中 中 802.11a 54M bps 5.8G 少 较大 较短 
图为采用MIMO技术的802.11n AP |
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