無線應用面面觀

無線網絡自誕生以來,已被公認爲可爲用戶提供前所未有的靈活性、便利性及顯著提高工作效率,在減少工作壓力、改善生活水平乃至提高用戶社會地位等方面都具有得天獨厚的優勢。ForresterResearch的報告表明,1998年美國無線網絡服務的收入爲300億美元,幾乎所有的收入都來源于無線語音服務(主要是移動電話),而無線數據通訊基本沒有。Yankee集團的數據表明,1999年美國無線網絡數據服務的收入已經達到6億美元,估計到2003年無線網絡數據服務的收入可以達到40億美元。ForresterResearch認爲,到了2005年美國的無線服務收入可以達到600億美元,其中無線數據通信的收入可以達到84億美元。IntermaketGroup研究報告顯示,2001年全球無線上網人口總數爲3900萬人,預計到2005年底可達到7.29億人,也就是在這短短5年間全球無線上網人數估計約可增加17倍。報告還猜測,到2005年全球將有36%的上網人口通過無線電子設備上網。在此,需要指出一點,本文主要關注無線移動應用中的無線數據網絡解決方案,像目前大家非常關注的3G、4G無線通信技術不包括在內(無線局域網技術與3G的關系請參考《無線局域網將成3G的拌腳石?》一文)。

從應用區域的大小來分,無線數據網絡解決方案包括:無線個人網(WPAN)、無線局域網(WLAN)、無線LAN-to-LAN網橋、無線城域網(WMAN)和無線廣域網(WWAN)。無線個人網主要用于個人用戶工作空間,典型距離覆蓋幾米,可以與計算機同步傳輸文件,訪問本地外設。目前主要技術包括藍牙(Bluetooth)和紅外(IrDA)。而無線局域網主要用于寬帶家庭、大樓內部以及園區內部,典型距離覆蓋幾十米至上百米。目前主要技術爲802.11系列。無線LAN-to-LAN網橋主要用于大樓之間的連網通信,典型距離可達幾公裏。許多無線網橋采用802.11b技術。無線城域網和廣域網覆蓋城域和廣域環境,主要用于Internet/E-mail訪問,但提供的帶寬比無線局域網技術要低很多。目前主要采用CDPD等技術(具體介紹請參見《CDPD,你預備好了嗎?》一文)。

對于中國市場來講,受技術和應用規模的限制,無線個人網的應用還非常少,而目前CDPD也只是處于初期階段,僅僅覆蓋北京、上海、廣州、深圳、廈門和長沙6個城市。雖然在2001年Toshiba靈智31系列筆記本電腦的發布會上,展示了它與IBMAirCard無限廣域網網卡的應用,但在國內,真正使用的實在是太少。因此,本文將無線移動應用劃分爲2大類別,一類是所謂的「移動辦公室」,即在辦公室中通過802.11b網卡、AP以及無線網關來實現無線與企業有線網絡的結合。另外一種應用,我們稱之爲「移動商務」,應用的範圍已經延伸到一些公共場所,通過無線局域網技術實現與Internet的連接,更准確地說,這是一種無線接入應用。下面我們就針對這2類應用當中用到的無線局域網技術進行介紹。

細數802.11標准

IEEE802.11是在1997年由衆多的局域網以及計算機專家審定通過的標准。IEEE802.11規定了無線局域網在2.4GHz波段進行操作,這一波段被全球無線電法規實體定義爲擴頻使用波段。

1999年8月,802.11標准得到了進一步的完善和修訂,增加了2項內容,一是802.11a,傳輸速率爲6Mbps~54Mbps,支持語音、數據、圖像業務。這樣的速率完全能滿足室內、室外的各種應用場合。采用該標准的産品目前剛剛進入中國市場。另一種是802.11b標准,該標准可提供11Mbps的數據速率,大約是原來IEEE標准無線局域網速度的5倍。現在大多數廠商生産的WLAN産品都基于802.11b標准。

除了IEEE802.11委員會以外,其他一些組織在推動無線局域網市場方面也做了許多工作。由3Com、Avaya、Nokia等廠商組建的無線以太網兼容聯盟(WECA)主要通過在同一無線結構內對不同廠商的産品進行驗證(Wi-Fi),以實現真正意義上的多廠商産品的互操作。

WLAN的安全問題

在實際應用當中,大家都非常關心WLAN的安全問題。在安全方面WLAN由物理層、鏈路層和網絡層提供支持。鏈路層以上的安全有2類實現方案,方案一是在鏈路層實現,如IEEE802.11的安全協議WEP(WiredEquivalentPrivacy)和ANSI/IEEEStd802.10InteroperableLAN/MANSecurity。方案二是在網絡層實現,如利用IPSec協議。

對WEP的攻擊主要是基于已知明文的條件下,通過密文的對應,攻擊者可以利用統計分析的方法對WEP數據流進行分析,從而獲得解密的密鑰。根據國外一家報紙的報道,該報紙描述了黑客怎樣在15分鍾之內將WEP的加密鎖解開的具體細節。

鑒于WEP在認證和加密上的不足,目前,多數廠商正在研制並推出基于網絡層的WLAN安全解決方案,爲克服802.11開放認證的不足,利用RADIUS實現無線局域網的用戶認證,如:一次口令協議和CHAP挑戰應答協議等。爲保證WLAN數據的安全,可以利用VPN技術,如IPSec等,在網絡層實現高強度的加密算法。

爲了提供高于WEP的安全性,目前還可以通過IEEE802.1x協議。802.1x是一個基于端口的標准草案,網絡接入控制用于提供以太網的網絡接入的授權。這種基于端口的網絡接入控制使用交換式局域網基礎設施的物理特性來認證連接到局域網某個端口的設備。假如認證過程失敗,端口接入將被阻止。Microsoft與許多802.11設備提供商協同工作使他們的網卡驅動和接入點軟件支持這一安全機制。目前許多最大的供給商已接近或正在生産他們支持802.1x的設備。

國內應用現狀

從2001年無線局域網的推廣來看,目前的應用主要集中在跟隨行業的推動上,譬如一些新聞媒體、醫療中心以及大型酒店會采用無線局域網解決方案。雖然各家廠商都有相應于中小企業的無線解決方案,但用于移動辦公的還較少,要害在于WLAN網卡的價格是瓶頸。因此,如何讓中小企業的決策者接受是很重要的前提(具體請參見《管窺見豹促「無線」》一文)。在無線接入應用部分,目前主要是電信有一些應用,而下一步的開拓重點,將放在教育(主要是大學)、金融等行業方面。

無線局域網將成3G的拌腳石?

鼓噪一時的3G移動通信最終尚未進入大規模的商用,但是默默無聞的無線局域網技術卻獲得了蓬勃發展,它已經率先進入了無線Internet接入市場,占據了有利的地形,3G運營商對此憂心忡忡,無線局域網似乎已經成了3G發展的拌腳石。果真如此嗎?

蓬勃發展的無線局域網市場

對于Cisco和Avaya之類的設備制造商來說,無線局域網已成爲增長最強勁的市場之一。什麽技術在無線局域網市場占據主導地位還很難說,但是有一點很明確,那就是無線局域網技術肯定會對3G或者UMTS産生不小的影響。

當前,尚無執照的無線因特網市場正炙手可熱。雖然目前絕大部分的無線局域網設備都設置在公司的辦公室裏,在不久的將來公衆無線局域網將急速發展。最終目的是使日益增長的用戶能夠在需要的任何地點使用筆記本電腦或PDA接入Internet或Intranet。公衆無線局域網的網絡提供商認爲無線因特網用戶在某些「熱點」場所(例如機場候機室、旅館和咖啡廳)對高速Internet接入有最強烈的需求。這些地方人們最有可能使用他們的筆記本電腦和PDA,而真正在移動的人使用可視化3G服務的可能性是很小的。

WLAN捷足先登,3G路在何方?

但是WLAN技術究竟會對UMTS體系産生怎樣的影響?雖然移動運營商已經購買了非常昂貴的3G移動通信的運營許可證,但是無線局域網技術卻已經率先進入無線Internet市場。使用這些新技術的無線ISP們正試圖在移動運營商能夠部署UMTS網絡前占據最有利可圖的市場。

2001年6月13日,Wi-Fi的工業團體WECA在赫爾辛基召開了一次成員會議以建立一個在不同的無線局域網ISP間漫遊模型。這將使終端用戶可進入公衆無線局域網而與提供服務的ISP無關,因爲ISP能夠對相互的網絡使用進行計費。最終,這將發展成一個「熱點」場所的國際網絡並可與未來的UMTS網絡競爭。雖然還有很多的問題要解決,但來自主要設備制造商的無線系統已可進行互操作。此外,盧森堡的Excilan已開始簽訂漫遊合同並成爲各個無線局域網ISP間的交換中心。

很自然,移動運營商對此憂心忡忡,因爲他們已經在UMTS執照和網絡上傾注了巨額投資,但是現在無線局域網卻意圖覆蓋所有的「熱點」場所。于是這些移動運營商不得不同無線局域網同台競技,它們預備在和無線局域網目前完全相同的部署地點首次展示UMIS的魅力。但是,移動運營商有一個很大的不足之處,因爲UMTS技術在這一兩年內是不可能實用化的,而目前無線局域網已經進入市場。

隨著Internet的蓬勃發展,信息的獲得更爲便利。在WAP、藍牙等一批無線互聯技術出現後,隨時隨地進行信息溝通成爲現實,而「無線移動上網」則成爲目前網絡接入發展的新趨勢。

 
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