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第三节 无线网络设备
一、发展现状与趋势
(一)基本概念
无线网络包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络,也包括为近距离无线连接优化的红外线技术及射频技术。与有线网络的用途类似,最大不同是传输媒介,利用无线电技术取代网线,可以和有线网络互为备份。随着移动3G、4G技术的发展,无线网络技术将不断完善。
(二)发展历程
无线网络的初步应用可追溯到第二次世界大战期间美国陆军采用无线电信号传输资料。美军研发出一套无线电传输科技并采用相当高强度的加密技术,得到美军和盟军的广泛使用。1971年美国夏威夷大学研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通信网络,被称作ALOHNET,是早期的无线局域网络,包括7台计算机,采用双向星型拓扑横跨4座夏威夷岛屿,中心计算机放置在瓦胡岛,无线网络正式诞生了。
IEEE于1990年正式启用802. 11项目,无线网络技术逐步走向成熟,IEEE 802. 11(WiFi)标准诞生以来,先后有802. 11a、802. 11b、802. 11g、802. 11e、802. 11f、802. 11h、802. 11i、802. 11j等标准制定。目前为实现高宽度、高质量的WLAN服务,802. 11n出现。
2003年以来,无线网络市场热度迅速提升,已成为IT市场中新的增长亮点。对网络速度及方便使用性的期望越来越大,因此与电脑以及移动设备结合紧密的WiFi、CDMA/GPRS、蓝牙等技术越来越受到青睐。同时,在相应配套产品大量出现后,构建无线网络所需的成本下降,无线网络已成为生活的主流。
(三)应用现状
经过时代的发展,单频段的无线传输速率已从2M提升至150M、300M、450M甚至是600M,无线网络技术在十几年内飞速提高,从目前无线网络应用市场看,除手机、移动电脑等智能终端外,IPTV、游戏机,数码产品甚至是汽车都已加入WiFi功能。
由于第4代WiFi(802. 11n 2. 4GHz频段)在带宽和抗干扰能力等方面无法应对数量庞大的WiFi终端,第5代WiFi即802. 11ac技术出现。IEEE 802. 11ac是一个802. 11无线局域网通信标准,通过5GHz频带进行通信。理论上,802. 11ac能提供最少1Gbps带宽进行多站式无线局域网通信,或最少500Mbps的单一连接传输带宽。
802. 11ac是802. 11n的继承,它采用并扩展了源自802. 11n的空中接口概念,包括更宽的RF带宽,更多的MIMO空间流,多用户的MIMO,以及更高阶的调制,为传输速率达到Gbps量级奠定基础。802. 11ac的每个通道工作频宽将由802. 11n的40MHz,提升到80MHz甚至是160MHz,再加上大约10%的实际频率调制效率提升,最终理论传输速度将由802. 11n最高的600Mbps跃升至1Gbps,实际传输率可能在300~400Mbps,接近目前802. 11n实际传输率的3倍,足以在一条信道上同时传输多路压缩视频流。
802. 11ac将向后兼容802. 11全系列现有和即将发布的所有标准和规范,包括即将发布的802. 11s无线网状架构以及802. 11u等。安全性方面,它将完全遵循802. 11i安全标准的所有内容,使无线连接能在安全性方面达到企业级用户需求。根据802. 11ac的实现目标,未来802. 11ac将可帮助用户实现无缝漫游,并在漫游过程中能支持无线产品相应的安全、管理以及诊断等应用。
802. 11ac和802. 11ad都属于高速WiFi标准,但802. 11ac侧重传输应用,适用于60GHz的高频段,60GHz载波的穿透力很差,传输距离、信号覆盖范围都大受到影响。802. 11ad强调功能体验适合被用来作为房间内各个设备之间高速无线传输的通道。受传输范围的限制,802. 11ad主要通过不断发展的高清视频和无损音频需求做出响应,超过1Gbps码率的要求为家庭用户无线应用体验带来跨越式进步。
(四)发展趋势
随着移动互联网应用的蓬勃发展,智能手机、平板电脑的快速普及与App的应用,现有3G网络已无法满足用户对移动网络的需求。在此形势下,4G移动网络通信技术出现,随着工业和信息化部正式发放4G牌照,宣告我国通信行业进入4G时代,4G网络正式进入了人们的生活。4G网络就是在经历GSM、GPRS、3G之后的第4代移动网络通信技术。4G移动通信技术是对3G移动通信技术的升级,具有很高的数据传输速率,网络环境将更安全,彻底实现移动网络与互联网的互联互通。4G移动通信系统具备以下基本特性:完全集中的服务、无所不在的移动接入、各式各样的用户设备、自治的网络结构。
4G网络将在未来的移动通信领域成为主导,4G网络的推广将带领用户真正进入云时代。