Ⅰ 目前無線區域網主要應用在哪些方面談談未來無線網路的發展前景如何
說到有線網路,人們自然會想到那連接電腦的長長的「臍帶」。你想挪個地方上網嗎?不行!「臍帶」太短,不能斷了網線!更難堪的是,你若是個火急火燎的性子,說不定哪天被網線跘個「狗吃屎」!也許連電腦也跟著受傷住院了。 如今,有了無線網路,一切的煩惱都迎刃而解了。任何無線網路覆蓋的區域,你只要憑借自己的上網帳戶即可隨時隨地自由地遨遊在互聯網的世界裡。在宿舍、在教室、在圖書館、在食堂,甚至在汽車里、在操場上,你都可以粘在網路上。所謂空中教室、空中圖書館、空中聊天室,在無線網路的世界裡就是現實! 無線網路的發展是伴隨著計算機技術的進步走到今天的。近年來,網路技術取得了巨大的進步。一方面,速率大大提高,可達千兆級。但「接入點的固定和有限」隨著「移動辦公」日益強烈的需求,有線接入難以為繼。同時,眾多區域網的互聯,使得布線遇到重重困難。無線區域網在這種情況下應運而生,它所提供的「多點接入」、「點對點中繼」(即所謂的mesh技術)為用戶提供了一種替代有線的高速解決方案。可以說無線網路的世紀已經到來了。正是有鑒於此,國內外眾多廠家多瞄準了這一巨大商機。Aruba、Ruckus、Mortolola、 3com、Cisco、華三等知名公司一個個趨之若鶩,甚至連Microsoft最近也宣布收購一家小公司Sendit,作為無線移動訪問Internet技術的研發中心,諾基亞等也躍躍欲試在其國內推廣基於WAP的無線接入,一場無線網路大戰已經展開。 今年是無線網路迅速發展的一年。隨著802.11g/b等標準的廣泛應用,更大、更快、更廣成為新一代無線網路的發展趨勢。最受矚目的要數802.11n標准了。和802.11g標准相比,它的信號覆蓋范圍提高6倍,而傳輸速率提高了14倍。在相當長的時間內將是802.11g和802.11n並存的局面。雖然3G的沖擊力很大,但大面積應用AP組成的區域網仍將是無線網路的主流,因為3G的應用帶寬是無法超越的「瓶頸」。 對於國內ISP來說,無線接入的商機正在到來,無線網路的明天一片光明。
Ⅱ 請教計算機通信網的發展前景
計算機通信網的發展前景
1998年左右,我們那裡第一家網吧開始營業,網路便以迅雷不及掩耳之勢發展開來,並進入千家萬戶,就像世界網路「大爆炸」的縮影。從那時起,我才接觸到了計算機網路 。
在學習計算機通信網基礎以前,我們只是簡簡單單的利用網路,並不知道計算機與計算機之間是怎樣連接起來的,有著什麼樣的要求和規范,或者是知之甚少。在通過一個學期對計算機通信網基礎課程的學習後,對通信網有了一定的基礎性了解,並且對未來計算機通信網未來發展有了自己的一點看法。
首先計算機通信網未來的發展首先要解決網路需求的膨脹,越來越多的網路用戶,現在的V4地址已經面臨枯竭的境界,大概已經分配了70%了,而且有一部分是保留的,所以需要擴大地址容量,但是V5是嚴格安裝ISO模型來設計的,對傳統的TCP/IP改動很大,於是未得到普及,後來就有了V6,他是使用128位的地址,V4是用32位,地址容量就增加了很多,人們形容的是地球上每一粒沙子都能分配一個IP地址,還有其他特性也得到了提高,比如說速度、安全性等。但是現在V6還沒有得到普及,所以我認為未來必然會完全邁進V6時代。我查過有關資料所了解的IPv6相對於現在的IP(即IPv4)有如下特點:1.擴展的定址能力 ,IPv6將IP地址長度從32位擴展到128位,支持更多級別的地址層次、更多的可定址節點數以及更簡單的地址自動配置。通過在組播地址中增加一個「范圍」域提高了多點傳送路由的可擴展性。還定義了一種新的地址類型,稱為「任意播地址」,用於發送包給一組節點中的任意一個;2.簡化的報頭格式,一些IPv4報頭欄位被刪除或變為了可選項,以減少包處理中例行處理的消耗並限制IPv6報頭消耗的帶寬;3.對擴展報頭和選項支持的改進;IP報頭選項編碼方式的改變可以提高轉發效率,使得對選項長度的限制更寬松,且提供了將來引入新的選項的更大的靈活性;4.標識流的能力 ,增加了一種新的能力,使得標識屬於發送方要求特別處理(如非默認的服務質量獲「實時」服務)的特定通信「流」的包成為可能;5.認證和加密能力,IPv6中指定了支持認證、數據完整性和(可選的)數據機密性的擴展功能。
在解決網路需求的膨脹的時候同樣要考慮到路由器的改進,我在翻閱相關資料後了解到,在第四代路由器中採用了硬體轉發模式,解決了帶寬容量和性能不足的瓶頸問題,但是基於ASIC的硬體轉發在獲取高性能的同時,犧牲了業務靈活性。在設計ASIC晶元的時候,對轉發流程進行了大量優化,使得IP轉發以簡單而固定的方式來實現,從而固化下來,做到硬體化。如果在IP轉發中,還要進行一些復雜的額外處理的話,ASIC就無能為力了。ASIC的設計周期很長,通常需要二到三年才能設計出一個穩定運行的ASIC晶元。業務對轉發流程有影響,需要轉發程序適度調整來獲得高品質支持。ASIC在這方面表現出嚴重的不足。
第五代路由器在硬體體系結構上利用了了第四代路由器的成果,即仍然採用硬體轉發模式和交換網式結構,在關鍵的IP轉發和業務流程處理上採用了可編程的、專為IP網路設計的網路處理器技術,替代了原來的技術,通過軟體來控制處理流程。對於一些復雜的標準的操作則採用硬體協處理器來提高處理性能。實現軟體業務靈活性和高性能硬體轉發的有機結合。第五代路由器由於有了業務靈活性,因此可以把近些年發展起來的MPLS技術、VPN技術、QOS技術、流量工程技術、可控組播技術、用戶管理技術等諸多技術融合進來,成為擁有靈活業務能力的高性能網路設備。
除了在容量,資源的考慮外,我們還得考慮在信道方面加大利用率,現階段我們的網路還存在分開狀態,各有各的優點,如果把他們的優點融合起來就能夠充分利用資源,隨著信息化的發展,「三網」融合在國際范圍已成大趨勢。技術發展所奠定的基礎自不必說,在信息通信領域改革步伐的加快,競爭環境的逐步形成, 為實現「三網」融合提供了更大的可能性。首先IP技術的發展,提供了「三網」都能接受的統一的通信協議 TCP/IP協議,為「三網」在業務層面的融合奠定了基礎,也為不曾統一嚴格設計的傳送網之間實現互通提供了有利條件。TCP/IP協議的普遍採用使得各種以IP為基礎的業務都能在不同的網上實現互通。其次數字化技術的發展,尤其是數字信息處理技術的迅速發展和全面採用,使電話、數據和圖像信號都可以通過數字編碼進行傳輸和交換。 而光通信技術的發展,為綜合傳送各種業務信息提供了必要的帶寬和傳輸質量,也提供了傳送網互聯互通的可能性。光通信的採用使傳輸成本大幅度下降, 使通信成本最終與傳輸距離幾乎無關。同時,軟體技術的發展,使得三大網路及其終端都能通過軟體變更最終支持各種用戶所需的特性、功能和業務, 現代信息網裝備已成為高度智能化和軟體化的產品。不同的信息網路經營部門以不同的思路建立網路,電信網、計算機網和有線電視網形成了不同的網路形態,其中的差異集中體現在接入技術方面。盡管採用不同技術的接入網在統一介面標准、統一介面規范方面還需要進一步協調, 但接入技術的進步已可以實現支持多種業務的接入網。隨著網路技術的進一步發展, 接入網將越來越趨向於寬頻化。
為了滿足人們對流量速度的要求,全光通信網也成為未來網路寬頻的發展方向,不僅僅因為它的傳輸方面的優點,而且減少誤碼率的方面也具有其他網路無法替代的地方,我在一本雜志上看到,光通信技術的出現給通信領域帶來了蓬勃發展的機遇。特別是在提出信息高速公路以來,光技術開始滲透於整個通信網,光纖通信有向全光網推進的趨勢。全光網的解釋是網中直到端用戶節點之間的信號通道仍然保持著光的形式,即端到端的全光路,中間沒有光電轉換器。這樣,網內光信號的流動就沒有光電轉換的障礙,信息傳遞過程無需面對電子器件處理信息速率難以提高的難點。因具有處理高速率的光信號,實現超長距離、超大容量的無中繼通信提高網路效率等多種優點而成為通信網未來的發展方向。目前,世界上許多國家已開始利用波分復用技術和現有的以及即將鋪設的光纖聯網進行全光網實驗,以尋求一個具有透明性、可擴性、可重構性的全光網的全面解決方案,為實現未來的寬頻通信網奠定堅實的基礎。
隨著科技的發展,計算機小型化,手機智能化,人們對網路又有了新的要求,那就是移動上網。移動互聯網將在未來數年大幅改善人類的生活方式,她將大規模融入日常生活,改變我們與家人及朋友間的聯系方法、商貿交易的途徑、消費模式、娛樂消閑的選擇及處理私人財務的方式;各種移動通訊裝備更將成為人們聯繫世界的個人化工具。同時我們也看到移動和網際網路的結合,在近來被炒得異常火爆。未來移動網轉型的一大方向就是移動分組化,其中最主要的就是IP化。由於IP技術在移動通信中的引入,將改變移動通信的業務模式和服務方式。基於移動IP技術,為用戶快速、高效、方便地部署豐富的應用服務成為可能。移動IP技術為移動節點提供了一個高質量的實現技術,可應用於用戶需要經常移動的所有領域。如通過無線上網,使用手提電腦,用戶可以隨時隨地上網,通過IP技術還可以與公司的專用網相連;擴展移動IP技術,還可以使一個網路移動,即把移動節點改成移動網路。它的實現可以簡單地認為把原先的移動節點所做的工作改成移動網路中的路由器所做的工作,這種技術廣泛地應用於輪船、列車等活動網路中。人們開始尋求移動的數據業務,研究移動IP技術成為業界的重點,具了解IETF也正在擴展網際網路協議,開發一套用於移動IP的技術規范。
總的來說:計算機網路是社會發展的一種必然。計算機網路應是覆蓋全球的,可隨處連接的巨型網;計算機網路應具有前所未有的帶寬以保證承擔任何新的服務;計算機網路應是貼近應用的智能化網路;計算機網路應具有很高的可靠性和服務質量;計算機網路應具有延展性來保證時迅速的發展做出反應;計算機網路應具有很低的費用六個方面。
Ⅲ 5g未來發展前景和趨勢是什麼
5G商用帶動經濟產出
自20世紀80年代以來,通信技術不斷升級,在40年間,就走完了從1G至5G的躍遷。2019年,我國5G正式實現商用,5G技術開始廣泛投入,據中國信通院預測,2020至2030年間,5G發展帶來的直接/間接經濟產出都將不斷增長。2030年,5G行業直接經濟產出或將實現6.3萬億元,間接經濟產出或將實現10.6萬億元。
——以上數據來源於前瞻產業研究院《中國5G產業發展前景預測與產業鏈投資機會分析報告》。
Ⅳ 中國通信網路的未來發展趨勢是什麼
中國通信網路的未來發展趨勢是:光通信,各匯聚層面實行無源通信方式,安全性能高,傳輸速率可實現同步傳送,最絡實現雲通信平台。我個人想法不知對否,不過現都在這么做,我相信幾年內就會有成效!
Ⅳ 無線網路的未來發展趨勢是怎樣的
您好,當今用戶對隨時隨地可以無線上網的需求越來越大,這也成為無線網路市場迅猛增長的推動力,但不能否認WIFI目前存有一定的缺陷,如漫遊性、計費問題、因上網門檻低而帶來的安全性等問題沒有一個最優的解決方案。但從技術的另一層面看,它是高速有線接入技術和蜂窩移動通信技術的一個輔助與補充,可以在特定的范圍與領域內,能起到對3G的重要補充作用,二者完美結合將帶來廣闊的服務與發展前景。事實上以WIFI技術為重要技術支撐的無線區域網絡在不斷普及,這也代表著大眾所接觸的WIFI技術將會越來越便捷。一旦存在於公眾場合的WIFI網路解決了運營商的漫遊性、互聯互通、高收費的問題,WIFI技術將能夠更好實現從技術向商業的轉變,同時在WIFI技術的應用和發展中要認識到WIFI技術雖然先進但卻不能替代和具有其他所有通信系統所具有的功能,所以說只有各類接入手段形成互補才能夠帶來更高的可靠性和經濟性。在未來的社會生活中,信息化進程會越來越快,人們對於WIFI技術的需求也會越來越大,因此WIFI技術必將有著巨大的應用價值和廣泛的發展前景。WIFI技術在我國有著龐大的用戶群,因此市場前景廣闊,為人們生活提供更加快捷的服務。謝謝。
Ⅵ 無線網路通訊研究生就業前景咋樣
【就業情況】通信工程是電子工程的一個重要分支,同時也是其中一個基礎學科。通信工程研究報告指出該學科關注的是通信過程中的信息傳輸和信號處理的原理和應用。下面來看看通信工程專業就業方向。
1、移動應用產品經理:隨著智能手機的興起和移動互聯網的發展,iphone,android應用開發已成為炙手可熱的方向,移動應用產品經理將擁有較強的薪酬競爭力。
2、增值產品開發工程師:增值產品服務主要包括簡訊息、彩信彩鈴、wap等業務,增值產品開發工程師主要負責增值技術平台的開發(sms/wap/mms/web等)以及運營管理的技術支撐、實現和維護,需要熟悉j2ee體系的技術應用架構,掌握一定的java應用開發,懂得xml,xhtml,javascript等相關知識。
3、數字信號處理工程師:隨著大規模集成電路以及數字計算機的飛速發展,用數字方法來處理信號,即數字信號處理,已逐漸取代模擬信號處理。而數字信號處理工程師是將信號以數字方式進行表示並處理的專業人員。
4、通信技術工程師:在我國,通信行業是壟斷行業,在幾年的飛速發展之後進入了3G時代,以及4G、LTE時代。通信技術工程師將有更大的作為,因為大規模的固態網路興建需要他們,移動設備生產商需要他們,各種類型的移動服務和終端設備提供商需要他們,此外,他們還能在it行業有所作為,因為三網融合的趨勢已不可避免。毫無疑問,他們是最搶手的人才之一。
5、有線傳輸工程師:我們的生活已離不開有線網路連接的世界,有線傳輸工程師就是這個網路的設計者。他們負責光纜傳輸工程等規劃設計工作,要求了解通信行業建設的標准和規范,能編制通信工程概、預算,能夠熟練使用cad、visio等常用工程、工具軟體或2g、3g網路規劃軟體。
6、無線通信工程師:無線網路帶給人們無限的便利,因為可以隨時隨地使用萬維網。在我國,無線網路正在逐步全面鋪開和興起,因此無線通信工程師將大有可為。比如手機逐漸成為一個多功能的無線終端,能夠隨時接入互聯網,因此與無線通信有關的業務正在大規模地出現。無線通信工程師是實現這些業務和開發新業務的保證。
7、電信交換工程師:電信交換技術的發展帶動整個電信行業的發展,是電信行業核心的核心,分組交換網發展趨勢使我國電信邁進一大步。這一切都預示著電信交換工程師大有作為,電信交換工程師是一個懂電話交換機技術、系統集成、電信増值業務、語音交換系統,熟悉綜合布線的重要職業。
8、數據通信工程師:信息產業是朝陽產業,電信網路是信息社會的基石,數據通信是信息基礎通信建設的重要部分。數據通信工程師一般是從事電信網(atm)的維護;參與和指導遠端節點設備的安裝調試與技術指導;負責編制相關技術方案和制訂維護規范。
9、移動通信工程師:手機已經成為生活中不可缺少的一部分,而手機通信需要依靠移動通信工程師的支持。他們掌握蜂窩移動無線系統,如3g;無繩系統,如dect;近距離通信系統,如藍牙和dect數據系統;無線區域網(wlan)系統;固定無線接入或無線本地環系統;衛星系統;廣播系統,如dab和dvb-t;adsl和cablemodem。他們能夠對移動通信進行、建立、維護和調控。
10、電信網路工程師:在電信網路構建的社會信息生態環境里,信息交互將如空氣一般無處不在。它將把人們的生活、娛樂、商務、教育、醫療和旅行等活動都完全納入其中。電信網路工程師將會把這個變為現實,一般電信網路工程師的工作主要是負責計算機網路系統網路層日常運行維護;根據業務需求調整設備配置;撰寫網路運行報告。熟悉主流路由器、交換機等常用網路設備的安裝調試和維護。
11、通信電源工程師:通信電源的穩定性是通信系統可靠性的保證。通信電源工程師是從事通信電源系統、自備發電機、通信專用不間斷電源(ups)等電源設備及相應的監控系統等的科研、開發、生產、銷售和技術支持、規劃、設計、工程建設、運行維護等工作的工程技術人員。這要求他們掌握交流供電系統、直流供電系統、高頻開關電源、蓄電池、ups、感測器基本工作原理、動力環境集中監控系統的拓撲結構和系統配置標准等知識。
Ⅶ 無線網路的發展前景
在新一代技術剛推出市場之後,更高的技術應用已經在實驗室進行研發。日本的NTT DoCoMo公司已經表示,4G通信的試驗網路已經部署在公司的橫須賀研發園內,該網路集結了試驗基站和移動終端,同時NTT DoCoMo公司還表示,4G通信服務已於2010年推出,網路的下載速度可以達到100Mbps,上載速度為20Mbps。美國AT&T公司推出的4G通信網路的試驗,據說可以配合EDGE進行無線上傳,並通過OFDM技術達到快速下載的目的。美國AT&T公司聲稱大約還需要五年,這項技術才能發布;再有十年左右的時間,4G才能真正投入到商用階段。歐洲的四家移動設備生產商——阿爾卡特、愛立信、諾基亞和西門子組成了世界無線研究論壇(WWRF),以研究3G以後的發展方向。WWRF預計4G技術將在2010年開始投入應用。這一代通信技術可以將不同的無線區域網絡和通信標准,手機信號,無線電通信和電視廣播以及衛星通信結合起來,這樣手機用戶就可以隨心所欲的漫遊了。在歐洲地區,無線區域迴路與數字音訊廣播已針對其室內(Indoor)應用而進行相關的研發,測試項目包括10Mbps與MPEG影像傳輸應用,而第四代移動通信技術則將會是現有兩項研發技術的延伸,先從室內技術開始,再逐漸擴展到室外的移動通信網路。愛立信公司的一位高級官員表示,該公司在經濟不景氣的情況下不會減少研發第四代無線通訊技術的預算的,該公司的負責人同時表示,該公司的研發工作具有3-10年的前瞻性,暫時的需求不振不會使該公司放慢研究的速度。
國際電信聯盟無線電通信部也已經達成共識,將把移動通信系統同其他系統結合起來,在2010年之前是數據傳輸數率達到100Mbps。對於更高級的3G系統,ITU決定同時發展IMT-2000的兩個標准——提高數據包和聲音文件的傳輸速率——被日本NTT DoCoMo和J-Phone兩家公司採用的WCDMA將能最大達到8Mbps的下載速率,而CDMA2000系統也將達到2.4Mbps的速率。同時ITU對外發表聲明說第四代移動通信的頻段尚未被討論與制訂,不過原則上將會是以高頻段頻譜為主,另外也將會使用到微波相關的技術與頻段。
第四代移動通信系統應具備以下幾種基本特性:
(1)完全集中的服務:個人通信、信息系統、廣播和娛樂等各項業務將會結合成一個整體,提供給用戶比以往更廣泛的服務和應用;系統的使用將會更加的安全、方便以及更加照顧用戶的個性。
(2)無所不在的移動接入:在4G系統中,移動接入將是提供話音、高速信息業務、廣播以及娛樂等業務的主要接入方式,人們可以隨時、隨地接入到系統中。
(3)各式各樣的用戶設備:用戶將使用各式各樣的移動設備接入到4G系統中來。設備與人之間的交流不再僅僅是簡單的聽、說、看,還可以通過其他途徑與用戶進行交流。這將大在方便人們的使用,特別是某些殘疾用戶的使用。
(4)自治的網路結構:4G系統的網路將是一個完全自治的、自適應的網路,它可以自動管理、動態改變自己的結構以滿足系統變化和發展的要求。
Ⅷ 未來十年中通信技術的發展
未來十年最有前景的通信技術
資料搜集:段工程技術部魏海濤(2004\8\6)
1、 納米技術
納米技術定位為微加工技術的極限。也就是通過納米精度的加工來人工形成納米大小的結構的技術。
2、 MPLS(Multi-protocol Label Switching 多協議標簽交換技術)
MPLS是繼IP技術之後的下一代廣域網傳輸技術。他是一種充分利用數據標簽引導數據包在開放的通信網路上高速、高效傳輸的新技術。
3、 軟交換技術
軟交換是把呼叫控制功能從媒體網關中分離出來通過伺服器或網元上的軟體實現基本呼叫控制功能。它包含呼叫選路、管理控制、連接控制、信令互通,其結果就是把呼叫傳輸與呼叫控制分離開,為控制、交換和軟體可編程功能建立分離的平面,使業務提供者可以自由地將傳輸業務與控制協議結合起來,實現業務轉移。
4、 PON技術
無源光網(PON)技術有三種:APON、EPON和GPON。PON網的基本原理是在一定的物理限制和帶寬限制條件下,讓盡可能多的終端設備(光網路終端ONT)來共享局端設備(光線路終端OLT)和饋送光纖。由於在覆蓋某地區時這種方案需要的光纖較少,端局的光介面成本較低(一個光介面可服務於整個網路),因此它能為企業或住宅用戶經濟地提供高速光連接,而用傳統的點到點和環形結構則不可能經濟。
5、 光交換技術
光交換是指光纖傳送的信息直接進行交換。與電子數字程式控制交換相比,光交換無需在光纖傳輸線路和交換機之間設置光端機進行光�電、電�光變換,並且在交換過程中還能充分發揮光信號的高速、寬頻和無電磁感應的優點。它主要有四種交換方式:空分光交換、時分光交換、波分光交換、復合型光交換
6、 FSO技術(虛擬光纖)
FSO技術以激光為載體,用點對點或點對多點的方式在空氣中實現連接。它具有與光纖技術相同的寬頻傳輸能力,使用相似的光學發射器和接收器,甚至還可以在自由空間實現波分復用技術。
7、 Wi-Fi(Wireless Fidelity 無線保真)
無線保真技術與藍牙技術一樣,同屬於在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術。該技術使用的使2.4GHz附近的頻段,該頻段目前尚屬沒用許可的無線頻段。
8、 UWB技術(Ultra Wide Band 超寬頻技術)
UWB是速率高於IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和藍牙的極高數據速率的無線連接,被認為是"可望取代藍牙及無線LAN的無線通信技術"。UWB的應用定位於實實在在的民用。UWB可用於數字電視、投影機、攝錄一體機、PC機、機頂盒之間傳輸可視文件和數據流,或者筆記本電腦和外圍設備之間實現局部連接構成個人區域網(PAN,Personal Area Network)。總之,UWB定位於家用類設備和終端間的無線連接,家電類設備之多,決定了UWB的應用之廣。
9、 軟體無線電技術
軟體無線電技術(Software Radio Technology)是近年來隨著微電子及計算機技術高速發展而產生的一種新的無線電技術,相對於傳統的基於ASIC的無線技術,它具有靈活性、通用性強和升級方便等特點。它的技術核心是隨著大規模集成電路技術的不斷進步和晶元處理速度的不斷提高,而使得在DSP晶元或通用CPU晶元平台上,利用軟體來完成以前用ASIC實現的多種數字信號處理的功能。
10、 Wireless Mesh(無線網狀網路)
Wireless Mesh是一種自組織和自管理的網路,在使用該技術建設的網路中,網路中的每個節點都具備路由功能,每個節點只和鄰近的節點進行通信。Wireless Mesh網路更像是Internet網路的一種無線版本,分包數據從一個路由到另一個路由進行傳遞直到其目的地。
Ⅸ 怎麼理解無線通信技術的應用與發展
無線通信(Wireless communication)是利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性從而進行信息交換的一種通信方式,近些年,在信息通信領域中,發展最迅速、應用最廣泛的就是無線通信技術[1]。
1無線通信技術研究熱點及應用
基於無線通信技術具有成本低、靈活性高、易用性強、擴展性好、設備維護便捷等諸多優點,現如今無線通信技術飛速發展,技術不斷的升級更新。在發展的同時,研究的熱點也相對更集中,主要有超寬頻通信技術、RFID(射頻識別)、NFC(近場通信)、LTE(Long-Term Evolution,長期演進)和4G等;
1.1超寬頻通信技術
超寬頻脈沖無線電,能夠有效地解決無線頻譜資源緊張的問題。原因是它具有極低的發射功率,能夠與其他的無線通信系統共存。超寬頻具有這些技術特性在近距離高速和遠距離低速無線通信中都得到充分的應用,例如:無線USB,高速WLAN, IR-UWB與其他一些無線通信技術相比,主要具有以下特點:(1)支持高數據速率或系統容量的能力。(2)高精度定位和出色的探測與成像能力[2]。(3)共享頻譜資源。(4)穿透能力強。(5)保密性和抗干擾性能非常好。(6)低成本、低功耗。[1][3]。
1.2 RFID技術
RFID即射頻識別技術,是20世紀90年代開始興起並逐漸走向成熟的一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象並獲取相關數據,識別工作無須人工干預,可工作於各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體並可同時識別多個標簽,操作快捷方便。射頻識別技術的應用領域十分廣泛,包含鈔票及產品防偽技術,身份證、通行證識別,電子收費系統(香港的八達通),病人識別及電子病歷,門禁系統等等,並且在這些領域都取得了可觀的經濟效益。就目前而言,RFID在中國大陸、香港、台灣的發展還遠落後於美國及歐洲[1]。
1.3 NFC技術
NFC又稱近距離無線通信,是一種短距離的高頻無線通信技術,允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸,在十厘米(3.9英寸)內交換數據。這個技術由免接觸式射頻識別(RFID)演變而來,由飛利浦、諾基亞和索尼共同研製開發,其基礎是RFID及互連技術。近場通信是一種短距高頻的無線電技術,在13.56MHz頻率運行於20厘米距離內。
現如今NFC通信技術已日趨成熟,大部分行動電話都內置了NFC,並且推出了相關功能應用。對於移動終端或行動性消費電子產品,NFC的使用比較方便。例如在卡模式下,可代替大量的IC卡,門禁卡等。
1.4 LTE
LTE是第3代合作夥伴計劃(3GPP)主導的通用移動通信系統(UMTS)技術標準的長期演進,於2004年12月3GPP多倫多TSG RAN#26會議上正式立項並啟動。LTE項目並非人們普遍誤解的4G技術,而是由3G向4G技術之間的過渡,俗稱3.9G,它改進並增強了3G的空中接入技術,採取OFDM和MIMO作為其無線網路演進的唯一標准,這種以OFDM/FDMA為核心的技術可以被看作「准4G」技術。在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小區邊緣用戶的性能,提高小區容量和降低系統延遲。
1.5 4G
盡管3G可以提供無線多媒體服務,但是它的數據率仍然有限。4G是指第四代移動通信技術,也是指3G之後的延伸。4G是集3G與WLAN於一體,並能夠傳輸高質量視頻圖像,它的圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下。4G系統能夠以100Mbps的速度下載,比目前的撥號上網快2000倍,上傳的速度也能達到20Mbps,並能夠滿足幾乎所有用戶對於無線服務的要求。
現有的4G標准主要有LTE Advanced(長期演進技術升級版)和WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升級版)。LTE Advanced是LTE的增強,完全向後兼容LTE,通常是只需要在LTE上通過軟體升級更新即可,升級過程和從WCDMA升級到HSPA相類似。峰值速率:下行1Gbps,上行500Mbps。WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升級版),由美國Intel所主導,接收下行與上行最高速率可達到300Mbps,在靜止定點接收可高達1Gbps。
2無線通信技術的發展趨勢
無線通信技術的發展一方面體現出通信技術本身的更新和演進,另一方面也是受需求的驅動得到發展。綜合技術層面和使用需求等因素來考慮,無線通信網路發展趨勢將表現在如下幾個方面:
(1)無線網路泛在化。網路的泛在化可以使得任何人都可以隨時隨地的通過終端設備進行網路接入,獲取個性化的服務信息,相應的網路將主動的融入人們的生活,通過信息交互來提供更加優質的服務。
(2)寬頻無線接入。無線接入有著傳統接入無法比擬的優越性,對於高速數據傳輸速度的需求,也使得像UWB,5G的WiFi等成為無線接入的重要技術。
(3)網路融合性增強。未來的網路必將呈現多元化,重新構建一個新的網路,花費巨大,且存在技術風險。因此,把多種網路通過融合的方式實現互聯互通,成為一大發展趨勢。
(4)網路安全性進一步增強。無線通信是基於在自由空間傳播攜帶信息的載波,這樣就使得通信雙方的信息容易暴露,因此,如何在通信的過程中增強保密性和提高通信的效率必將是重要的研究方向。
Ⅹ 無線網路 發展狀況的論文
無線網路發展狀況
計算機通信分兩種:有線通信和無線通信
無線通信包括衛星,微波,紅外等等
無線區域網(Wireless LAN)技術可以非常便捷地以無線方式連接網路設備,人們可隨時、隨地、隨意地訪問網路資源。在推動網路技術發展的同時,無線區域網也在改變著人們的生活方式。本文分析了無線區域網的優缺點極其理論基礎,介紹了無線區域網的協議標准,闡述了無線區域網的體系結構,探討了無線區域網的研究方向。
關鍵詞 乙太網 無線區域網 擴頻 安全性 移動IP
一、引 言
隨著無線通信技術的廣泛應用,傳統區域網絡已經越來越不能滿足人們的需求,於是無線區域網(Wireless Local Area Network,WLAN)應運而生,且發展迅速。盡管目前無線區域網還不能完全獨立於有線網路,但近年來無線區域網的產品逐漸走向成熟,正以它優越的靈活性和便捷性在網路應用中發揮日益重要的作用。
無線區域網是無線通信技術與網路技術相結合的產物。從專業角度講,無線區域網就是通過無線信道來實現網路設備之間的通信,並實現通信的移動化、個性化和寬頻化。通俗地講,無線區域網就是在不採用網線的情況下,提供乙太網互聯功能。
廣闊的應用前景、廣泛的市場需求以及技術上的可實現性,促進了無線區域網技術的完善和產業化,已經商用化的802.11b網路也正在證實這一點。隨著802.11a網路的商用和其他無線區域網技術的不斷發展,無線區域網將迎來發展的黃金時期。
二、無線區域網概述
無線網路的歷史起源可以追溯到50年前第二次世界大戰期間。當時,美國陸軍研發出了一套無線電傳輸技術,採用無線電信號進行資料的傳輸。這項技術令許多學者產生了靈感。1971年,夏威夷大學的研究員創建了第一個無線電通訊網路,稱作ALOHNET。這個網路包含7台計算機,採用雙向星型拓撲連接,橫跨夏威夷的四座島嶼,中心計算機放置在瓦胡島上。從此,無線網路正式誕生。
1.無線區域網的優點
(1)靈活性和移動性。在有線網路中,網路設備的安放位置受網路位置的限制,而無線區域網在無線信號覆蓋區域內的任何一個位置都可以接入網路。無線區域網另一個最大的優點在於其移動性,連接到無線區域網的用戶可以移動且能同時與網路保持連接。
(2)安裝便捷。無線區域網可以免去或最大程度地減少網路布線的工作量,一般只要安裝一個或多個接入點設備,就可建立覆蓋整個區域的區域網絡。
(3)易於進行網路規劃和調整。對於有線網路來說,辦公地點或網路拓撲的改變通常意味著重新建網。重新布線是一個昂貴、費時、浪費和瑣碎的過程,無線區域網可以避免或減少以上情況的發生。
(4)故障定位容易。有線網路一旦出現物理故障,尤其是由於線路連接不良而造成的網路中斷,往往很難查明,而且檢修線路需要付出很大的代價。無線網路則很容易定位故障,只需更換故障設備即可恢復網路連接。
(5)易於擴展。無線區域網有多種配置方式,可以很快從只有幾個用戶的小型區域網擴展到上千用戶的大型網路,並且能夠提供節點間"漫遊"等有線網路無法實現的特性。
由於無線區域網有以上諸多優點,因此其發展十分迅速。最近幾年,無線區域網已經在企業、醫院、商店、工廠和學校等場合得到了廣泛的應用。
2.無線區域網的理論基礎
目前,無線區域網採用的傳輸媒體主要有兩種,即紅外線和無線電波。按照不同的調制方式,採用無線電波作為傳輸媒體的無線區域網又可分為擴頻方式與窄帶調制方式。
(1)紅外線(Infrared Rays,IR)區域網
採用紅外線通信方式與無線電波方式相比,可以提供極高的數據速率,有較高的安全性,且設備相對便宜而且簡單。但由於紅外線對障礙物的透射和繞射能力很差,使得傳輸距離和覆蓋范圍都受到很大限制,通常IR區域網的覆蓋范圍只限制在一間房屋內。
(2)擴頻(Spread Spectrum,SS)區域網
如果使用擴頻技術,網路可以在ISM(工業、科學和醫療)頻段內運行。其理論依據是,通過擴頻方式以寬頻傳輸信息來換取信噪比的提高。擴頻通信具有抗干擾能力和隱蔽性強、保密性好、多址通信能力強的特點。擴頻技術主要分為跳頻技術(FHSS)和直接序列擴頻(DSSS)兩種方式。
所謂直接序列擴頻,就是用高速率的擴頻序列在發射端擴展信號的頻譜,而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴,把展開的擴頻信號還原成原來的信號。而跳頻技術與直序擴頻技術不同,跳頻的載頻受一個偽隨機碼的控制,其頻率按隨機規律不斷改變。接收端的頻率也按隨機規律變化,並保持與發射端的變化規律一致。跳頻的高低直接反映跳頻系統的性能,跳頻越高,抗干擾性能越好,軍用的跳頻系統可達到每秒上萬跳。
(3)窄帶微波區域網
這種區域網使用微波無線電頻帶來傳輸數據,其帶寬剛好能容納信號。但這種網路產品通常需要申請無線電頻譜執照,其它方式則可使用無需執照的ISM頻帶。
3.無線區域網的不足之處
無線區域網在能夠給網路用戶帶來便捷和實用的同時,也存在著一些缺陷。無線區域網的不足之處體現在以下幾個方面:
(1)性能。無線區域網是依靠無線電波進行傳輸的。這些電波通過無線發射裝置進行發射,而建築物、車輛、樹木和其它障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸,所以會影響網路的性能。
(2)速率。無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目前,無線區域網的最大傳輸速率為54Mbit/s,只適合於個人終端和小規模網路應用。
(3)安全性。本質上無線電波不要求建立物理的連接通道,無線信號是發散的。從理論上講,很容易監聽到無線電波廣播范圍內的任何信號,造成通信信息泄漏。
三、無線區域網協議標准
無線區域網技術(包括IEEE802.11、藍牙技術和HomeRF等)將是新世紀無線通信領域最有發展前景的重大技術之一。以IEEE(電氣和電子工程師協會)為代表的多個研究機構針對不同的應用場合,制定了一系列協議標准,推動了無線區域網的實用化。
1.IEEE802.11系列協議
作為全球公認的區域網權威,IEEE 802工作組建立的標准在區域網領域內得到了廣泛應用。這些協議包括802.3乙太網協議、802.5令牌環協議和802.3z100BASE-T快速乙太網協議等。IEEE於1997年發布了無線區域網領域第一個在國際上被認可的協議——802.11協議。1999年9月,IEEE提出802.11b協議,用於對802.11協議進行補充,之後又推出了802.11a、802.11g等一系列協議,從而進一步完善了無線區域網規范。IEEE802.11工作組制訂的具體協議如下:
(1)802.11a
802.11a採用正交頻分(OFDM)技術調制數據,使用5GHz的頻帶。OFDM技術將無線信道分成以低數據速率並行傳輸的分頻率,然後再將這些頻率一起放回接收端,可提供25Mbit/s的無線ATM介面和10Mbit/s的乙太網無線幀結構介面,以及TDD/TDMA的空中介面。在很大程度上可提高傳輸速度,改進信號質量,克服干擾。物理層速率可達54Mbit/s,傳輸層可達25Mbit/s,能滿足室內及室外的應用。
(2)802.11b
802.11b也被稱為Wi-Fi技術,採用補碼鍵控(CCK)調制方式,使用2.4GHz頻帶,其對無線區域網通信的最大貢獻是可以支持兩種速率--5.5Mbit/s和11Mbit/s。多速率機制的介質訪問控制可確保當工作站之間距離過長或干擾太大、信噪比低於某個門限值時,傳輸速率能夠從11Mbit/s自動降到5.5Mbit/s,或根據直序擴頻技術調整到2Mbit/s和1Mbit/s。在不違反FCC規定的前提下,採用跳頻技術無法支持更高的速率,因此需要選擇DSSS作為該標準的惟一物理層技術。
(3)802.11g
2001年11月,在802.11 IEEE會議上形成了802.11g標准草案,目的是在2.4GHz頻段實現802.11a的速率要求。該標准將於2003年初獲得批准。802.11g採用PBCC或CCK/OFDM調制方式,使用2.4GHz頻段,對現有的802.11b系統向下兼容。它既能適應傳統的802.11b標准(在2.4GHz頻率下提供的數據傳輸率為11Mbit/s),也符合802.11a標准(在5GHz頻率下提供的數據傳輸率56Mbit/s),從而解決了對已有的802.11b設備的兼容。用戶還可以配置與802.11a、802.11b以及802.11g均相互兼容的多方式無線區域網,有利於促進無線網路市場的發展。
(4)其他相關協議
IEEE802工作組今後將繼續對802.11系列協議進行探討,並計劃推出一系列用於完善無線區域網應用的協議,其中主要包括802.11e(定義服務質量和服務類型)、802.11f(AP間協議)、802.11h(歐洲5GHz規范)、802.11i(增強的安全性&認證)、802.11j(日本的4.9GHz規范)、802.11k(高層無線/網路測量規范)以及高吞吐量研究工作組的相關協議。
2.藍牙規范(Bluetooth)
藍牙規范是由SIG(特別興趣小組)制定的一個公共的、無需許可證的規范,其目的是實現短距離無線語音和數據通信。藍牙技術工作於2.4GHz的ISM頻段,基帶部分的數據速率為1Mbit/s,有效無線通信距離為10~100m,採用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。藍牙技術採用自動尋道技術和快速跳頻技術保證傳輸的可靠性,具有全向傳輸能力,但不需對連接設備進行定向。其是一種改進的無線區域網技術,但其設備尺寸更小,成本更低。在任意時間,只要藍牙技術產品進入彼此有效范圍之內,它們就會立即傳輸地址信息並組建成網,這一切工作都是設備自動完成的,無需用戶參與。
3.HomeRF標准
在美國聯邦通信委員會(FCC)正式批准HomeRF標准之前,HomeRF工作組於1998年為在家庭范圍內實現語音和數據的無線通信制訂出一個規范,即共享無線訪問協議(SWAP)。該協議主要針對家庭無線區域網,其數據通信採用簡化的IEEE802.11協議標准。之後,HomeRF工作組又制定了HomeRF標准,用於實現PC機和用戶電子設備之間的無線數字通信,是IEEE802.11與泛歐數字無繩電話標准(DECT)相結合的一種開放標准。HomeRF標准採用擴頻技術,工作在2.4GHz頻帶,可同步支持4條高質量語音信道並且具有低功耗的優點,適合用於筆記本電腦。
4.HyperLAN/2標准
2002年2月,ETI的寬頻無線接入網路(Broadband Radio Access Networks,BRAN)小組公布了HiperLAN/2標准。HiperLAN/2標准由全球論壇(H2GF)開發並制定,在5GHz的頻段上運行,並採用OFDM調制方式,物理層最高速率可達54Mbit/s,是一種高性能的區域網標准。HyperLAN/2標準定義了動態頻率選擇、無線小區切換、鏈路適配、多波束天線和功率控制等多種信令和測量方法,用來支持無線網路的功能。基於HyperRF標準的網路有其特定的應用,可以用於企業區域網的最後一部分網段,支持用戶在子網之間的IP移動性。在熱點地區,為商業人士提供遠端高速接入網際網路的服務,以及作為W-CDMA系統的補充,用於3G的接入技術,使用戶可以在兩種網路之間移動或進行業務的自動切換,而不影響通信。
5.無線區域網標準的比較
802.11系列協議是由IEEE制定的,目前居於主導地位的無線區域網標准。HomeRF主要是為家庭網路設計的,是802.11與DECT的結合。HomeRF和藍牙都工作在2.4GHz ISM頻段,並且都採用跳頻擴頻(FHSS)技術。因此,HomeRF產品和藍牙產品之間幾乎沒有相互干擾。藍牙技術適用於鬆散型的網路,可以讓設備為一個單獨的數據建立一個連接,而HomeRF技術則不像藍牙技術那樣隨意。組建HomeRF網路前,必須為各網路成員事先確定一個惟一的識別代碼,因而比藍牙技術更安全。802.11使用的是TCP/IP協議,適用於功率更大的網路,有效工作距離比藍牙技術和HomeRF要長得多。
四、無線區域網的體系架構
1.無線區域網的主要組件
(1)無線網卡。提供與有線網卡一樣豐富的系統介面,包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。在有線區域網中,網卡是網路操作系統與網線之間的介面。在無線區域網中,它們是操作系統與天線之間的介面,用來創建透明的網路連接。
(2)接入點。接入點的作用相當於區域網集線器。它在無線區域網和有線網路之間接收、緩沖存儲和傳輸數據,以支持一組無線用戶設備。接入點通常是通過標准乙太網線連接到有線網路上,並通過天線與無線設備進行通信。在有多個接入點時,用戶可以在接入點之間漫遊切換。接入點的有效范圍是20~500m。根據技術、配置和使用情況,一個接入點可以支持15~250個用戶,通過添加更多的接入點,可以比較輕松地擴充無線區域網,從而減少網路擁塞並擴大網路的覆蓋范圍。
2.無線區域網的配置方式
(1)對等模式。Ad-hoc模式。這種應用包含多個無線終端和一個伺服器,均配有無線網卡,但不連接到接入點和有線網路,而是通過無線網卡進行相互通信。它主要用來在沒有基礎設施的地方快速而輕松地建無線區域網。
(2)基礎結構模式。Infrastructure模式。該模式是目前最常見的一種架構,這種架構包含一個接入點和多個無線終端,接入點通過電纜連線與有線網路連接,通過無線電波與無線終端連接,可以實現無線終端之間的通信,以及無線終端與有線網路之間的通信。通過對這種模式進行復制,可以實現多個接入點相互連接的更大的無線網路。
五、未來的研究方向
如上所述,無線區域網技術的研究和應用方興未艾,是目前無線通信領域乃至整個通信行業的研究熱點。從無線區域網的進一步推廣應用來看,未來的研究方向主要集中在安全性、移動漫遊、網路管理以及與3G等其他移動通信系統之間的關繫上。
1.安全性問題
IEEE802.11協議標准建議使用兩種安全解決方案。一種是IEEE 802.11安全任務組(TGi)構建的安全框架--魯棒型安全網路(RSN)。這種網路用IEEE 802.1x提供基於埠的接入控制、鑒權和密鑰管理。該標准用可擴展鑒權協議(EAP)實現對用戶的鑒權。鑒權伺服器和用戶之間使用遠程鑒權撥入用戶服務協議(RADIUS)進行通信,RADIUS協議在網路接入的鑒權、授權和計費(AAA)中得到廣泛採用。由於IEE802.1x主要是針對有線區域網設計的,在無線區域網中使用IEE802.1x不可避免地存在漏洞。所以,盡管它對無線區域網的安全性能有很大改善,802.1x和802.11的結合仍然不能提供足夠的安全。
另一種方式則是目前廣泛應用於區域網絡及遠程接入等領域的虛擬專用網(VPN)安全技術。與802.11b標准所採用的安全技術不同,在IP網路中,VPN主要採用IPSec技術來保障數據傳輸的安全。對於安全性要求更高的用戶,將現有的VPN安全技術與802.11b安全技術結合起來,是目前較為理想的無線區域網絡的安全解決方案。
2.漫遊切換問題
無線區域網的漫遊問題是繼安全問題之後的一個至關重要的問題。在無線網路中,如果一邊使用無線區域網接入服務,一邊移動接入位置,那麼一旦移動終端超越子網覆蓋范圍,IP數據包就無法到達移動終端,正在進行的通信將被中斷。為此,IETF制定了擴展IP網路移動性的系列標准。所謂移動IP,就是指在IP網路上的多個子網內均可使用同一IP地址的技術。這種技術是通過使用被稱為本地代理(Home Agent)和外地代理(Foreign Agent)的特殊路由器對網路終端所處位置的網路進行管理來實現的。在移動IP系統中,可保證用戶的移動終端始終使用固定的IP地址進行網路通信,不管在怎樣的移動過程中皆可建立TCP連接並不會發生中斷。在無線區域網系統中,廣泛的應用移動IP技術可以突破網路的地域范圍限制,並可克服在跨網段時使用動態主機配置協議(DHCP)方式所造成的通信中斷、許可權變化等問題。
3.無線網路管理問題
相對於有線網路,無線區域網具有非常獨特的特性,因此必須建立相應的無線網路管理系統。除了系統結構、用戶需求和典型應用等模塊之外,一個好的無線網路管理系統還必須考慮以下因素:
(1)標準的網管通信方式。網管子系統通常與中央主機相連。網管子系統必須基於工業標準的管理協議(比如SNMP),這樣才能監視主機和子系統之間每條鏈路上的狀態信息,並可根據狀態信息快速分析和解決出現的問題。
(2)網路監視和報告。主機必須能夠監視無線網路系統中所有單元。考慮到無線網路的連接性不如有線網路那樣穩定,無線網路管理系統必須監視和報告無線信號的變化以及接入點的業務類型和負載情況,還須能自動發現進入無線網路體系結構的新設備。
(3)有效地利用帶寬。盡管隨著新技術的發展,無線網路的可用帶寬逐步增大,但還是遠遠小於有線區域網的帶寬。因此,在實際應用中必須考慮帶寬的合理使用。
4.無線區域網與3G
無線區域網不否會對第三代移動通信系統構成威脅是近年來業界關心的一個問題。實際上,無線區域網與3G採用的是截然不同的兩種技術,用於滿足不同的需要。與3G不同的是,無線區域網並不是一個完備的全網解決方案,而只用於滿足小型用戶群的需求。無線區域網與3G可以互補,因此不會對3G運營商造成威脅,運營商還可以從無線區域網和3G的共存中獲得好處。NorthStream的研究表明,無線區域網與3G和GPRS的結合可增加用戶的滿意程度和業務量,從而增加移動運營商的利潤。作為3G的一個重要補充,無線區域網可用於在諸如機場候機廳、賓館休息室和咖啡廳等地方建立無線Internet連接。
六、結束語
經過10多年的發展,無線區域網在技術上已經日漸成熟,應用日趨廣泛,無線區域網將從小范圍應用進入主流應用。預計全球無線區域網接入點的銷售量將從2000年的50萬台穩步增長到450萬台,每年的漲幅為55%。無線網卡的銷售量將從2000年的約300萬塊增加到2005年的3400萬塊,每年的漲幅為53%。今後幾年,無線區域網技術將更加成熟,產品性能將更加穩定,市場將持續不斷地增長,價錢將持續降低,大型設備提供商將進入這個市場,大多數企業和公司將採用無線區域網進行內部網路建設。
面對如此良好的發展前景,我國應大力推動無線區域網技術的研究和實用化,抓住無線區域網發展的契機。這樣,不但可極大地推動國家信息化的發展進程,還將為我國信息產業和通信市場步入國際市場提供大好機遇。