計算機畢業(yè)論文---wlan的發(fā)展與應用前景_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  WLAN的發(fā)展與應用前景</p><p>  摘要:本文介紹了WLAN(無線局域網(wǎng))的基本特征與運營模式,并闡述了Wi-Fi安全性問題、WAPI興起及相應頻率規(guī)劃等WLAN演進發(fā)展狀況及其應用前景。</p><p>  關鍵詞:WLAN  Wi-Fi 發(fā)展</p><p><b>  1 緒論</b></p

2、><p>  無線局域網(wǎng)WLAN,顧名思義是一種借助無線技術取代以往有線布線方式構成局域網(wǎng)的新手段,可提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能。它是計算機網(wǎng)絡與無線通信技術相結合的產(chǎn)物,系統(tǒng)用無線接入的一個子集,但原則上與藍牙有類似性,覆蓋無線個人域網(wǎng)(WPAN)范疇。與藍牙相比,它能支持較高傳輸速率, 利用射頻無線電或紅外線,借助直接序列擴頻(DSSS)或跳頻擴頻(FHSS),GMSK,OFDM等技術,實現(xiàn)固定、半移動網(wǎng)絡終端

3、對Internet網(wǎng)絡進行較遠距離的高速連接訪問。因此,原則上它與速率較低的藍牙技術有不同市場定位,相互支持補充,構成一種完整有效的WLAN/WPAN/WBAN無線接入。</p><p>  2 WLAN 的基本特征 </p><p>  較高的傳輸速率及較遠的連接距離</p><p>  與WPAN相比,即使不涉及UWB,WLAN采用OFDM/MIMO技

4、術后,傳速率可高達54Mbit/s,甚至可以與UWB相比美。對通信距離而言,最高可大于100m。因此,在速率與距離方面,WLAN的優(yōu)勢明顯。</p><p><b>  較高頻譜利用效率</b></p><p>  采用OFDM技術,借助多狀態(tài)調(diào)制處理的WLAN可取得較高的頻譜利用效率。若進一步結合區(qū)域覆蓋能力,綜合評價其容量能力與頻譜利用效率則可得結果如下:<

5、/p><p>  藍牙系統(tǒng)為3×104bit/(s﹒m2),IEEE,802.11a系統(tǒng)為8.3×104bit/(s﹒m2),UWB系統(tǒng)潛力更高,可望高達1×106bit/(s﹒m2)。</p><p>  (3) 較適宜高速Internet連接及高質(zhì)量多媒體傳輸</p><p>  這是能以較高速率傳輸?shù)谋厝唤Y果。</p>

6、<p>  3 802.11x及其速率增強 </p><p>  IEEE在1997年為無線局域網(wǎng)制定了第一個標準──IEEE 802.11,其中定義了媒體存取控制層(MAC層)和物理層。物理層定義了在2.4GHz的ISM頻段上工作,總數(shù)據(jù)傳輸速率設計為2Mbit/s。兩個設備之間的通信可以以自組織(Ad Hoc)的方式進行,也可以在基站BS(Base Station)或訪問點AP(Access Poi

7、nt)的協(xié)調(diào)下進行。為了在不同的通訊環(huán)境下取得良好的通訊質(zhì)量,采用了CSMA/CA(Carrier Sense Multi Access/Ollision Avoidance)多址連接方式。IEEE 802.11標準最初主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶的無線接入,其業(yè)務主要限于數(shù)據(jù)存取,速率最高只能達到2Mbit/s。之后,由于速率和傳輸距離都不能滿足人們的需要,IEEE小組又相繼推出了更高速率的標準802.11b和802.11a

8、。802.11b支持較高速率達1Mbit/s,同樣工作于2.4GHz ISM頻段,亦稱Wi-Fi(無線保真,Wireless Fedelity),可為筆記本電腦或桌面電腦提供完整的網(wǎng)絡系統(tǒng)服務。802.11a為利用5GH</p><p>  4 Wi-Fi-802.11i的安全協(xié)議缺陷</p><p>  無線網(wǎng)絡中的安全問題從暴露到最終解決經(jīng)歷了相當長的時間,而各大通信芯片商顯然無法接受

9、在這期間什么都不出售,所以Wi-Fi廠商以802.11i的草案3為藍圖設計了一系列通信設備,稱為支持WPA(Wi-Fi Protected Access)的設備。這個協(xié)議包含向前兼容RC4的加密協(xié)議TKIP(Temporal Key Integrity Protocol),它沿用了WEP所使用的硬件并修正了一些缺失,但在安全方面仍然存在缺陷。之后將支持802.11i最終版協(xié)議的通信設備稱為支持WPA2(Wi-Fi Protected A

10、ccess 2)的設備。如眾所知,隨著傳統(tǒng)意義上的WLAN演進為公眾通信P-WLAN/O-WLAN,WLAN已成為中國幾大公眾業(yè)務基礎運營商共同關注的焦點。公眾運營商級的WLAN用戶主要為企業(yè)客戶、經(jīng)常出差的商務人員及家庭用戶等,多半屬高端用戶,對服務質(zhì)量及安全性非常關注。而IEEE 802.11x標準中原先提出的安全方案已被廣泛證實存在安全漏洞。 </p><p>  例如,基于有線環(huán)境設計的端口訪問控制協(xié)議8

11、02.1x,安全協(xié)議WEP及RC4流密碼,DHCP+WEB認證中的用戶名和密碼系按明文HTTP1.0或弱加密HTTP1.1的MD5算法。MAC地址過濾及非法接入及目前使用較多的PPPoE認證方式也是用明文或弱加密方式傳送口令,不適合于開放無線環(huán)境。且PPP報文及PPPoE封裝效率較低,無后續(xù)數(shù)據(jù)加密,均對電信運營商級高可靠性要求帶來較大隱患。</p><p>  Wi-Fi安全性架構從1999WEP→2002WA

12、P→2004 802.11i/WPA2逐的步改進,引進了128位高級加密標準AES,并通過預共享密鑰PSK(個人模式下)和IEEE 802.1x/EP(企業(yè)模式下)提供雙向鑒權,但漏洞事件在全球依然屢有發(fā)生。WAPI的使用至今未發(fā)現(xiàn)有安全技術漏洞,目前常用的局域網(wǎng)技術有以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI、ATM等多種。其中交換式WAPI產(chǎn)品目前已涉及辦公設備(打印機、投影儀等),手持設備(手機,PDA及相機等),家電設備(DVD,電視機,冰箱

13、,家庭網(wǎng)關等)以及國防軍用等諸多方面上千種產(chǎn)品。Wi-Fi無線上網(wǎng)漏洞除可免費“蹭網(wǎng)”(所即一種盜竊他人帶寬的網(wǎng)上行為,它利用自身計算設備連接相鄰路由器設備,不經(jīng)相應ISP正規(guī)線路上網(wǎng),減免個人上網(wǎng)費用,甚至竊取他人私人信息、數(shù)據(jù))外,還可輕松盜取郵箱用戶名、密碼和截獲MSN聊天等信息,其安全攻擊操作方法簡單。在互聯(lián)網(wǎng)強勢傳播環(huán)境下,這種Wi-Fi漏洞被廣泛利用的情況難以避免,應予切實重視。而WAPI從技術上講,其鑒別機制完善,實現(xiàn)了終

14、端和網(wǎng)絡的雙向對等鑒別,使用數(shù)字證書(x.509)作為身份標識,采用集</p><p>  目前,許多TD,WCDMA及cdma2000新型手機或多模智能手機中均已內(nèi)置WAPI功能(如華為8230 Andriod平臺手機,聯(lián)想O1 3G Ophone手機等)。 </p><p>  5  WLAN的頻率規(guī)劃 </p><p>  對新技術應用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言

15、,作為資源先行的頻率規(guī)劃尤為重要。在這方面,WLAN無論從全球及國家環(huán)境而言,比WiMAX情況要好。</p><p>  (1)2400~2483.5GHz ISM頻段</p><p>  原信息產(chǎn)業(yè)部無線電管理局仔細研究與重新規(guī)劃了2400~2483.5GHz ISM頻段(83.5MHz帶寬),規(guī)定諸如短距離/微功率藍牙、室內(nèi)WLAN及無繩電話和物流無線自動數(shù)據(jù)采集識別等共存運用。<

16、;/p><p>  (2)5725~5850MHz的5.8GHz ISM頻段</p><p>  對5725~5850MHz的5.8GHz ISM頻段(125MHz帶寬),亦有SS業(yè)務在運行。在進行多種高效率TDD無線接入技術試驗基礎上,進一步參考國際上相應標準及設備的實際進展,研究確定了新的頻率規(guī)劃要求。</p><p>  (3)5GHz頻段W(R)LAN(455M

17、Hz帶寬)全球頻率規(guī)劃</p><p>  確定了5GHz頻段(5150~5250,5250~5350,5470~5725MHz,共計455MHz)的R(W)LAN頻率劃分規(guī)定。這為WLAN的各類應用,特別是高速率W(R)LAN的應用創(chuàng)造了極有利的資源條件。 </p><p>  6 WLAN的基本運營模式 </p><p>  WLAN的高速率與可移動性

18、亦使其近些年來成為比藍牙作用距離更遠的寬帶多媒體傳送與連接亮點,其主要應用模式亦可歸納為至少下述10種:</p><p>  ●公眾WLAN應用模式</p><p>  包括在辦公室、咖啡屋、酒店、火車站、機場、會議中心,乃至超級市場與購物中心等。</p><p><b>  ●固定無線接入模式</b></p><p>

19、  可快速實施受布線阻礙的相近兩建筑物間的快速布線,實施寬帶無線連接。</p><p>  ●建筑物內(nèi)無線網(wǎng)絡模型</p><p>  學校、公司、市政管理部門等信息網(wǎng)絡設施均可借助WLAN來實現(xiàn)。</p><p><b>  ●移動環(huán)境接入模式</b></p><p>  可供乘坐各種交通工具的人們進行必須的網(wǎng)絡信息數(shù)

20、據(jù)的高速存取連接。</p><p><b>  ●教育應用模式</b></p><p>  使用WLAN可實現(xiàn)校園建筑群網(wǎng)絡連接、寬帶互聯(lián)接入、靈活的教室配置,以及移動互聯(lián)服務等。</p><p><b>  ●醫(yī)療應用模式</b></p><p>  醫(yī)院多建筑物內(nèi)醫(yī)療診斷信息的快速交換與查詢,建

21、立移動護理中心等。</p><p><b>  ●制造物流支持模式</b></p><p>  對制造與倉儲方面,WLAN可用于有效的庫存查詢控制、快速的網(wǎng)絡重構配置,以及移動庫存車輛的網(wǎng)絡信息訪問等。</p><p><b>  ●家庭信息網(wǎng)絡模型</b></p><p>  可借助WLAN方便靈

22、活地建立家庭多終端運行的寬帶世界及與外部寬帶信息的及時交流。</p><p>  ●零售服務信息網(wǎng)絡模型</p><p>  用WLAN實現(xiàn)快速現(xiàn)金收款、連鎖店信息查詢與庫存控制,以及加油站、商店、餐廳等的便利查詢等。</p><p>  ●移動/半移動辦公及電子商務與無線城市模型</p><p>  隨著5GHz等有效頻率資源及OFDM/M

23、IMO等新技術支撐的實現(xiàn),WLAN的帶寬能力得到增強。與移動手機相比,它有較好的寬帶環(huán)境與優(yōu)良的視頻圖示條件和寬帶連接能力,可實施固定、移動/半移動環(huán)境中的寬帶多媒體高質(zhì)量運行及與寬帶移動手機通信。 </p><p>  盡管Wi-Fi 802.11i安全性依然暴露出一些問題,但在全球范圍內(nèi)2009年Wi-Fi手機出貨量預計可超過1個億,2011年約達3個億。2009年出貨的Wi-Fi芯片中,45%的芯片組將支持

24、802.11n,至2012年預計達60%左右,因此帶寬增強能力亦在快速跟上。中國3大運營商亦看好WLAN的互補增強能力。其中TD+WLAN/WAPI可望成為一種有效的3G+WLAN的聚合自主創(chuàng)新模式,在TD無線城市等方面應用。</p><p><b>  7 結論  </b></p><p>  總而言之,由于加速創(chuàng)新與競爭的推動,WLAN帶寬能力與安全性均

25、有較好的改進,其頻率資源支持環(huán)境亦較好,基本商業(yè)模式亦較清晰。因此,WLAN的發(fā)展前景較為光明。對我國自主創(chuàng)新的WAPI技術應積極鼓勵與支持,應加速持續(xù)創(chuàng)新/聚合創(chuàng)新與共贏合作及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展與國際化,為中國及全球WLAN的發(fā)展做出新貢獻。 </p><p><b>  8致謝</b></p><p>  首先要感謝授課老師課上對我的教導,你們豐富的授課內(nèi)容拓寬了我的視野

26、,讓我能更順利的完成這篇文章;感謝我的同學們,你們不僅讓我感受到友情的力量,也讓我感覺到了生活的愉悅,通過課堂討論學到的思維方式將使我受益終生;沒有你們的幫助,這篇論文是無法完成的。</p><p>  在論文即將完成之際,我的心情無法平靜,從開始進入課題到論文的順利完成,有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助,在這里請接受我誠摯的謝意! </p><p><b>  9

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