寬帶無(wú)線接入技術(shù)完全詳解
寬帶無(wú)線接入技術(shù)是目前非常流行的一種接入技術(shù)，首先讓大家了解下寬帶無(wú)線接入技術(shù)的原理級(jí)基礎(chǔ)知識(shí)，然后全面介紹此技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。寬帶無(wú)線接入技術(shù)代表了寬帶接入技術(shù)一種新的發(fā)展趨勢(shì)，不但建網(wǎng)開(kāi)通快、維護(hù)簡(jiǎn)單、用戶較密時(shí)成本低，而且改變了本地電信業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)觀念，最適于新的電信競(jìng)爭(zhēng)者開(kāi)展有效的競(jìng)爭(zhēng)。寬帶無(wú)線接入技術(shù)一般包含無(wú)線個(gè)人域網(wǎng)（WPAN）、無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）、無(wú)線城域網(wǎng)（WMAN）、無(wú)線廣域網(wǎng)（WWAN）四個(gè)大類(lèi)，它們共同組成寬帶無(wú)線接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
一、無(wú)線個(gè)人域網(wǎng)
1．概述
在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成上，WPAN位于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈的末端，用于解決同一地點(diǎn)的終端與終端之間的連接，即點(diǎn)到點(diǎn)的短距離連接，如手機(jī)和藍(lán)牙耳機(jī)之間的無(wú)線連接。WPAN工作在個(gè)人操作環(huán)境，需要相互通信的裝置構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而無(wú)需任何中央管理裝置，可以動(dòng)態(tài)組網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備間的無(wú)線動(dòng)態(tài)連接和實(shí)時(shí)信息交換。WPAN在2.4GHz頻段，其新的標(biāo)準(zhǔn)將可以支持最高達(dá)55Mbit/s的多媒體通信。目前承擔(dān)WPAN標(biāo)準(zhǔn)化任務(wù)的國(guó)際組織主要是IEEE802.15工作組。
2．標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程
1998年3月，在IEEE802.11無(wú)線局域網(wǎng)工作組內(nèi)成立了一個(gè)WPAN研究組。1999年3月，該研究組擴(kuò)充為一個(gè)專(zhuān)門(mén)的工作組，即現(xiàn)在所說(shuō)的IEEE802.15。IEEE802.15負(fù)責(zé)制訂WPAN標(biāo)準(zhǔn)，又分為4個(gè)任務(wù)組（TG）。
TG1也就是IEEE802.15.1，該任務(wù)組負(fù)責(zé)在藍(lán)牙技術(shù)1.1版的基礎(chǔ)上制訂WPAN標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.15.1于2002年6發(fā)布了IEEEstd.802.15.1--2002版。
TG2是解決WPAN與WLAN等其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之間共存問(wèn)題的任務(wù)組。目標(biāo)是使WPAN和WLAN在同時(shí)運(yùn)行的過(guò)程中相互干擾最小，保證兩者正常運(yùn)作。
TG3是高速率任務(wù)組，為在WPAN實(shí)現(xiàn)20Mbit/s以上的傳輸速率制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。
TG4，也就是IEEE802.15.4，負(fù)責(zé)低速WPAN標(biāo)準(zhǔn)的制定。
二、無(wú)線局域網(wǎng)
1．概述
WLAN是目前在全球重點(diǎn)應(yīng)用的寬帶無(wú)線接入技術(shù)之一，用于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線連接，解決用戶群內(nèi)部的信息交流和網(wǎng)際接入，如企業(yè)網(wǎng)和駐地網(wǎng)?，F(xiàn)在的大多數(shù)WLAN都在使用2.4GHz頻段。
IEEE于1990年11月成立無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，并于1997年6月制定了全球第一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11。目前已經(jīng)批準(zhǔn)了四個(gè)涉及物理層的主要標(biāo)準(zhǔn)：802.11、802.11b、802.11a和802.11g。后三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是802.11的升級(jí)，其中802.11b產(chǎn)品是全球WLAN設(shè)備市場(chǎng)的主流，而802.11a和802.11g設(shè)備的市場(chǎng)份額也在逐步增加。除了上述幾個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)外，IEEE還根據(jù)WLAN的應(yīng)用需求，提出了針對(duì)安全、QoS和提高速率等問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)，如802.11c、802.11d、802.11e、802.11f、802.11h、802.11i等。歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）也制定了WLAN領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)HiperLAN1/HiperLAN2。HiperLAN1與802.11b整體上相當(dāng)，HiperLAN2則是HiperLAN1的第二版本，對(duì)應(yīng)于IEEE的802.11a。
2.標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程
802.11系列的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程可以分為三條主線：①物理層標(biāo)準(zhǔn)化②滿足管制要求的修改版本標(biāo)準(zhǔn)化？③增強(qiáng)型標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化。2004年6月，IEEE又批準(zhǔn)了兩個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)：802.11e和802.11i。
3.技術(shù)新熱點(diǎn)
WLAN在應(yīng)用方面比較成熟，但需求的增加也引發(fā)了一些新的研究熱點(diǎn)，如：
①VoWALAN：運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商希望將蜂窩電話和WLAN結(jié)合在一起，使用戶通話時(shí)能方便地在蜂窩網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)之間無(wú)縫切換。
②提高速率：很多設(shè)備廠家正在研制100Mbit/s以上傳輸速率的WLAN產(chǎn)品，如Netgeaar等，但產(chǎn)品性能尚不穩(wěn)定，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。更高速率的WLAN產(chǎn)品將等到2006年802.11n標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)后才能商用。
③增強(qiáng)移動(dòng)性：以往的WLAN產(chǎn)品只能支持小范圍、低速的游牧移動(dòng)，隨著技術(shù)的發(fā)展，很多廠家正在努力尋求通過(guò)WLAN實(shí)現(xiàn)更高的移動(dòng)性。
三、無(wú)線城域網(wǎng)
1.概述
WMAN主要用于解決城域網(wǎng)的接入問(wèn)題，目前正在商用的主要是多點(diǎn)多信道分配系統(tǒng)（MMDS）和本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（LMDS）技術(shù)。在MMDS中應(yīng)用比較多的是3.5GHz/5.8GHz頻段，而在LMDS中應(yīng)用比較多的是26GHz/38 GHz頻段。
2.標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程
從第一代模擬系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的第二代數(shù)字系統(tǒng)，LMDS技術(shù)不斷更新，但目前各廠商制造的LMDS設(shè)備彼此之間還不能兼容。1999年，IEEE-SA成立了802.16工作組來(lái)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)寬帶固定無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的頒布，既考慮了與現(xiàn)有LMDS系統(tǒng)的兼容，又考慮了LMDS技術(shù)的發(fā)展。IEEE802.16是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)寬帶無(wú)線接入技術(shù)系統(tǒng)的權(quán)威規(guī)范，其最初目標(biāo)是規(guī)范10-66GHz頻段的寬帶固定無(wú)線接入系統(tǒng)，之后又對(duì)2-11GHz頻段的系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。一些世界知名企業(yè)還發(fā)起成立了WiMAX論壇，力爭(zhēng)在全球范圍推廣802.16標(biāo)準(zhǔn)。ETSI也正在制訂LMDS標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)之為HiperMAN標(biāo)準(zhǔn)。
3.新技術(shù)的發(fā)展
目前有一些公司開(kāi)始嘗試用CDMA、OFAM等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)“最后一英里”的寬帶無(wú)線接入技術(shù)。改進(jìn)后的寬帶固定無(wú)線接入網(wǎng)與LMDS、MMDS相比，主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
①便于攜帶和移動(dòng)：傳統(tǒng)的MMDS和LMDS需要保證運(yùn)營(yíng)商的基站和客戶的收發(fā)器之間的距離必須在視距范圍之內(nèi)，引入OFDM和CDMA等新技術(shù)后將不再有這樣的限制。
②即插即用：運(yùn)營(yíng)商的技術(shù)人員不再需要逐個(gè)訪問(wèn)用戶的駐地進(jìn)行安裝調(diào)試，可以大大節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本。
③實(shí)現(xiàn)QoS保證：對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，盡管數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)很重要，但是他們?nèi)匀粡脑捯魳I(yè)務(wù)中獲得了絕大多數(shù)的收入，因此設(shè)備提供商必須要保證QoS的性能以賦予話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更高的優(yōu)先權(quán)。
四、無(wú)線廣域網(wǎng)
1.概述
WWAN滿足超出一個(gè)城市范圍的信息交流和網(wǎng)際接入需求。802.20和2G、3G蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)共同構(gòu)成WWAN的無(wú)線接入，其中，2G、3G蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)在目前使用最多。802.20標(biāo)準(zhǔn)擁有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，達(dá)到16Mbit/S，傳輸距離約為31km。802.20移動(dòng)寬帶無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)也被稱(chēng)為Mobile-Fi。
2.標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程
IEEE802.20標(biāo)準(zhǔn)工作組正式成立后的主要任務(wù)是制定移動(dòng)寬帶無(wú)線接入技術(shù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目罩薪涌跇?biāo)準(zhǔn)，規(guī)范物理層和MAC層，工作組的初步任務(wù)是要使802.20標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到如下要求：
◆工作在3.5GHz以下的許可證頻段；
◆每用戶的峰值數(shù)據(jù)傳輸速率超過(guò)1Mbit/s；
◆保證在最高移動(dòng)速度達(dá)到250km/h的情況下正常使用；
◆實(shí)現(xiàn)主要大城市地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋；
◆提高頻譜利用率，保證用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率，努力使高端用戶得到的性能高于現(xiàn)在的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。
這一新的標(biāo)準(zhǔn)將彌補(bǔ)現(xiàn)有802系列標(biāo)準(zhǔn)中高速率低移動(dòng)性和現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)高移動(dòng)性低速率的缺陷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速率和高移動(dòng)性。
五、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系
802.11、802.16、802.20標(biāo)準(zhǔn)分別針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)層面，相互之間沒(méi)有沖突，而更多的是互補(bǔ)關(guān)系。但是隨著802.16a標(biāo)準(zhǔn)的推出，以及802.16e研究和制訂工作的開(kāi)始，許多人開(kāi)始懷疑這三種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之間的相互關(guān)系：802.16a的頻段范圍是2-11GHz，已與802.11的頻段出現(xiàn)重疊；802.16e的目標(biāo)是增加移動(dòng)性，這又與802.20最為炫耀的移動(dòng)性相一致。于是有人推測(cè)這三種寬帶無(wú)線接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在與其他技術(shù)相抗衡時(shí)將不可避免地出現(xiàn)相互重疊并展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。
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