| | | 无线局域网(WLAN)指用无线通信技术构建的局域网,虽不采用缆线,但也能提供传统有线局域网的所有功能。这种无线建网与高速网络接入技术近几年来受到广泛的关注并发展为网络技术市场上一个耀眼的亮点, 据Gartner Dataquest的最新报告,2002年WLAN的销售量增长到28亿美元,并将持续增长到2007年。
而无线以太网的802.11系列标准由于在各种无线局域网技术中的统治地位几乎已经成为无线局域网的代名词。它的发展将左右无线局域网技术市场的未来,.
除了无线以太网技术外,目前已产品化的其它一些无线连接技术还有蓝牙(Bluetooth)和HomeRF,蓝牙的相关标准是IEEE802.15,主要用于点对点的短距离无线连接,由于蓝牙产品的体积和功耗较小,被较普遍的应用在一些移动和手持设备上,一般认为它和无线局域网是相互补充的关系,各用于不同的领域。而HomeRF主要为家庭网络设计,是IEEE802.11与DECT的结合,旨在降低语音数据成本,可惜由于技术没有公开,目前只有几十家企业支持,在抗干扰等方面相对应其他技术而言尚有欠缺,因此注定它没有广泛的应用前景。下面是几种技术的主要传输指标对比。
| IEEE802.11b | Bluetooth | HomeRF | | 频率 | 2.4GHz | 2.4HGz | 2.4GHz | | 带宽 | 可达11Mb/s | 1Mb/s | 1~2Mb/s 可增至1Mb/s | | 距离 | 100m 功率增加可扩展 | 10~100m | 100m | | 业务 | 数据/图像 | 语音/数据 | 语音/数据 |
从指标上看,802.11b无论是传输距离还是传输速率都占有优势。随无线局域网产品价格的下调,相信无线局域网还会有更大的作为。
802.11系列标准的发展轨迹
1991年5月,802.11工作组成立。最初的802.11提供了三个物理层(PHY)规范,包括2.4GHzISM频带中的红外线、1~2Mbps频率跳跃扩频技术(FHSS)和1~2Mbps直接序列扩频技术(DSSS)。1997年,802.11被IEEE接纳。由于当时有线以太局域网的速度可以达到10Mbps,而早期的无线局域网产品又价格不菲,因此最初的802.11标准在市场中的反响并不大。
此后802.11标准是沿着两条路发展的。802.11b规范指定在2.4GHz通信频带,提高数据速率,超过了10Mbps的临界限度,物理层采用高速直接序列扩频技术(HR-DSSS),保持与最初802.11DSSS标准的兼容性。调制方式有两种:第一种是高效率的“补码键控”(CCK)调制方案,从而达到了11Mbps的顶端数据速率。第二种调制方案是“分组二进制卷积码”(PBCCTM),凭借其能够提供3dB的编码增益,延伸了通信的距离。因此作为在5.5和11Mbps速率的范围内获得更高性能的一个选择。802.11的第二个分支被指定为802.11a。承受着风险将802.11带入了不同的频带——5.2GHzU-NII频带,并被指定高达54Mbps的数据速率。与单个载波系统802.11b不同,802.11a运用了提高频率信道利用率的正交频率划分多路复用(OFDM)的多载波调制技术。由于802.11a运用5.2GHz射频频谱,因此它与802.11b或最初的802.11WLAN标准均不能进行互操作。2000年3月,IEEE802.11工作组成立了一支研究小组探索扩充802.11b标准,以达到高于20Mbps数据速率的可行性。2000年7月,该研究小组转变为802.11g专攻组(TGg),其任务是为在2.4GHz频带内达到更高速率定义新标准。
在2001年11月15日,一个结合了TI和Intersil(现已被Dallas半导体并购)的折中提案,在802.11IEEE会议上成为802.11g标准草案。
802.11g中规定的调制方式有2种,包括Intersil公司的提案采用的CCK-OFDM。和TI公司提案则采用的PBCC(PacketBinaryConvolutionalCoding,分组二进制卷积码)-22(也称CCK-PBCC)调制方式,其中采用PBCC-22方式的TI提案保持了对IEEE802.11b的完全兼容,并使最高传输速率达到了22Mbps,又被称为802.11b+标准,目前已经有不少符合该标准的产品。而CCK-OFDM则作为502.11g的强制54Mbps模式,同时支持两种模式的802.11g产品便可以在与802.11b网络兼容的情况下,最高提供与802.11a标准相同的54Mbps连接速率。
其它802.11体系标准
除了这三种最核心的无线以太网标准外,802.11系列标准还有: ·802.11d:Regulatory Domains,定义域管理; ·802.11e:QoS (Quality of service),定义服务质量; ·802.11f:IAPP(Inter-Access Point Protocol),接入点内部协议; ·802.11g:在2.4GHz频率空间取得更高的速率; ·802.11h:5GHz频率空间的功耗管理,并关注探索802.11a 与 HiperLAN2之间的一致性,集中关注动态频率选择(Dynamic frequency selection)和传输功率控制(Transmit power control)。 ·802.11i:Security,定义网络安全性。
目前主流的无线局域网标准是802.11b标准, 但它在连接速度与安全性方面都有不尽如人意之处,人们普遍认为它最终会被连接速率更高,安全性更好的502.11a或802.11g标准所取代,
| 54Mbps同门兄弟——802.11a,802.11g,谁会成为主流 |
看过上面的介绍,你会发现目前存在了两种54Mbsp标准,一种是运行于5G频段的802.11a,另一种是运行于2.4G频段的802.11g,未来谁会成为54Mbps的主流标准?
802.11a疼失先机
802.11a标准产品在出台时间上占有优势,符合该标准的产品在2001年底已经逐渐面市,不过由于良率偏低,经济规模又无法扩大,始终缺乏价格竞争力,加上5GHz并非免费频段,在部分地区面临频谱管制的问题,市场销售情况始终不理想。从而错过了在竞争标准802.11g出台前独霸54Mbps市场的最佳机会,今年9月9日, 802.11g草稿已得到了初步审核,并将于明年5月完成这项标准的最终定稿工作。符合802.11g标准的无线产品在今年底就已经出现,明年第一季度就有可能量产。届时802。11a如果无法与802.11g齐飞,就有可能面临被市场淘汰的命运。
成本问题制约802.11a产品推广
802.11a的一大缺陷在于其与现行主流无线局域网标准802.11b完全无法兼容带来的过高的产品升级成本问题。
由于802.11b的PC卡无法接入802.11a的接入点(AP),802.11a的PC卡也无法接入802.11b的AP,为了使新设备与现有的802.11b产品一同工作,就只有使用双模式产品,同时支持两种标准,
无线局域网产品中最为重要的部件是基带芯片与RF芯片。基带芯片主要负责信号的调制(及解调),RF芯片则起到降低接收到的电波频率并进行数字处理,或增加发送时的信号频率,并发送电波的作用。由于在调制方式与频率上802.11b和802.11a都存在很大的差异,单独的802.11b和802.11a产品使用截然不同的基带芯片与RF芯片。
而对于同时支持两种标准的双模网卡,一般可以设计出同时支持两种调制方式的基带处理芯片,该芯片在不同标准的无线网络中可以自动切换工作模式。但却很难以低成本开发同时支持不同频率的RF芯片。因此对于双模无线网卡,通常会采用统一的基带处理芯片和各自标准的RF芯片的组合。如下图:
 德州仪器于今年11月推出的80211a/b/g复合解决方案TNETW1130芯片就是一款支持多种标准调制解调方式的多功能基带处理器和MAC控制器。
 TNETW1130芯片
双模网卡产品由于增加了基带处理器的复杂度并同时具备多种RF芯片,价格必然比单模产品贵。
对于双模AP而言,由于必须能够同时并行处理两种不同模式的通信,对于进行调制解调工作的基带处理器,也必须同时备有802.11b和802.11a两枚芯片,这样双模AP成本基本上相当于两种不同标准AP成本的总和,价格的高昂显而易见。
而802.11g由于与802.11b标准的兼容性,升级成本将大幅降低。
地域分割加频段管制:802.11a永远的痛
对于5GHz 频段的802.11a标准,对全球无线局域网影响力巨大的美国与欧洲市场始终无法达成一致的见解。由于5GHz并非免费频段,欧洲的厂商一方面热衷于推广同样运行于5GHz频段的HiperLAN2标准,另一方面着手对802.11a标准进行改造,使之符合欧洲的各种规章,造就了一个变异的标准802.11h,使5 GHz频段标准支离破碎。
802.11a,无望主流,但仍可延续
不过802.11a也不是全无优势,802.11g为了与802.11b兼容而采用了2.4Ghz频段,使用三个目前已经非常拥挤的频道,干扰问题比较严重,而802.11a却有11个频道可用,能减少干扰问题。另外,微软规定,未来以太网络卡若要获得微软Windows硬件品质实验室(WHQL)认证就必须同时支持802.11b与802.11a网络,这是对802.11a标准的极大支持。虽然如此,802。11a成为主流54Mbps速率标准的希望已经很小,但相信对这种标准的支持还会持续很长一段时间。
目前的主流无线局域网标准802.11b产品的确有许多缺陷,连接速度慢,安全程度不够高,易衰减,干扰大等,用更新的标准替代它的呼声也一直不断,更好速率标准的产品也早已出现,然而,至少到现在为止,它仍是无庸置疑的现行主流无线局域网标准。与之兼容的802.11g标准的推出为用户脱离802.11b提供了更平滑的升级方案,在802.11g标准正式确定的一年(2003年),老牌的802.11b标准产品还能走多远?
可以相信现有的802.11b无线网络在可见的将来会继续运行下去,这里我们关心的主要是在新无线标准802.11g正式确立的一年中,市场上销售的无线产品中,新标准产品能否接近或超过50%的份额从而挑战802.11b的统治地位。
新标准产品的技术成熟度制约企业应用
802.11b标准非常成熟,经受了用户各种商务应用模式的考验,无线以太网兼容性联盟(WECA)和它推出的Wi-Fi测试更确保了众多802.11b厂商产品的兼容性,而无论是802.11a还是802.11g都还是新技术,还没有如Wi-Fi测试之类的手段确保不同厂商之间产品的兼容,特别是新的802.11g标准,本身就是多家厂商提案妥协的产物,内含多种调制方式,不同芯片厂商产品间的兼容性问题更为突出。来自设备供应商的承诺也主要落在了对技术支持的展示上面,并不一定能够实现对于商务应用的完全支持。以上这些因素必将影响以可靠性为重要选择前提的企业应用需求。
802.11b产品有望以低价启动个人用户市场
一直以来无线局域网产品都以零售渠道主导,但今年以来,一些PC大厂和INTEL、AMD等处理器巨头纷纷加入这一领域,从而出现了将无线功能整合进笔记本电脑等移动终端的趋势,大量的对无线芯片进行整合一方面改变了零售渠道主导的形势,另一方面带动了无线芯片的量产,从而为无线产品价格进一步下降提供了空间。从目前各厂商的情况看,这些整合芯片大多数采用802.11b芯片与802.11b/a双模芯片。这样预计到2003年底,将无线局域网功能作为标准配置的笔记本电脑会大量出现,而802.11b产品的价格也会很便宜。甚至会真正启动一直因价格问题对无线局域网技术若即若离的个人用户市场,从而开发出更多的无线局域网个人应用模式。目前802.11b的连接速率和安全性对大多数个人用户而言已经足够满足需要,而这时新标准产品由于是新技术以及成本限制相信会与802.11b产品有较大的差价,很大程度上影响新产品对个人用户的吸引力。当然厂商也可能会把新标准的芯片整合到笔记本电脑中,不过这需要一段时间。
802.11b,在一定时期内仍可坚守主流
综上所述,估计802.11b在2003年应仍能守住目前的主流地位,新标准还需要一段时期的成熟时间。
不过这里存在两个变数,一是新标准产品的价格。由于厂商对802.11g标准产品的热切态度,新标准产品的价格战有可能提前爆发,缩小与802.11b产品的差价,二是芯片整合商的跟进速度是否可以提前带动802.11g芯片的量产。
明年市场上802.11各种标准之争到底是谁胜谁负,且让我们拭目以待。 |
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