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无线网络技术简述与应用案例

年 级：11计算机科学与技术2班
姓 名： 范挺鑫
学 号：

目 录

1.无线网络的历史演化 3
1.1历史起源 3
1.2无线网络分类 4
2.无线网络的技术标准与特点 5
2.1技术标准 5
2.2无线网络的特点 7
3.无线网络发展趋势及应用领域 7
3.1发展趋势 7
3.2应用领域 8

摘要：网络突破了传统有线网络的限制，使用户获得了可移动性和方便性，有效填补有线网的不具有移动功能上的局限性，在一定区域内建设无线网络，能使区域内的任何地方，人们都能随时随地，方便高效地使用无线网络。网络技术以其灵活性、便捷性和与有线网的兼容性在当前的网络应用中占据着越来越重要的地位并且成为有线网的一个重要补充。目前运用较为广泛的无线网技术重要有：无线LAN（WLAN）、无线个人区域网（WPAN）、无线广域网（WAN）及固定接入无线技术。其标准有IEEE802.11系列标准、hiperLAN系列标准、Home、IrDa、蓝牙、Zigbee等。其应用领域有：石油工业、金融行业、金融服务、展览和会议、旅游服务、移动办公系统、石油工业、医护管理、工厂车间等。

关键词：无线网络； 技术标准； 发展趋势； 应用领域

引言：随着无线通信技术的广泛应用，传统网络已经越来越不能满足人们的需求，于是无线网络应运而生，且发展迅速。近年来，无线网络的技术产品逐渐走向成熟，正以它优越的灵活性和便捷性在网络应用中发挥日益重要的作用，其应用也越来越广泛，对于它的研究也逐渐成为计算机网络行业的一个热门方向。

1.无线网络的历史演化
1.1历史起源
无线网络的历史起源可以追朔到五十年前的第二次世界大战期间。
　　第一代（1G）移动通信系统
　　20世纪70年代诞生的模拟蜂窝移动通信系统，1G系统采用模拟信号传输方式实现语音业务，使用频分多址FDMA接入技术划分信道。
　　第二代（2G）移动通信网
　　由于1G系统存在诸如频谱运用率低、语音质量差、接入容量小、保密性差和不能提供数据通信服务等先天局限性，目前已被数字蜂房移动通信系统取代，形成了覆盖全球的第二代（2G）移动通信网。
　　目前2G移动通信系统重要有：全球移动通信系统GSM（global system for mobile communication）和码分多址CDMA（code division multiple access）两大移动通信标准。
　　第三代蜂窝移动通信网
国际电信联盟ITU早在1985年就提出了第三代（3G）移动通信的雏形。因此，统一标准和频段、提高频谱运用率和支持多媒体移动通信正是3G移动通信与2G的重要区别。欧洲提出的宽带WCDMA采用频分双工FDD（frequency division duplex）信道。WCDMA的支持者重要是欧洲、日本等国家的GSM网络运营商和生产厂商，可以在现有GSM网络基础上，途径GPRS逐步过渡到3G移动通信。

1.2无线网络分类
无线通信网络根据应用领域可分为：
　　●无线个域网(WPAN)：在小范围内互相连接数个装置所形成的无线网络，通常是个人可及的范围内。例如蓝牙连接耳机及膝上电脑，ZigBee也提供了无线个人网的应用平台。
●无线局域网(WLAN)：相称便利的数据传输系统，它运用射频（Radio Frequency； RF）的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络，使得无线局域网络能运用简朴的存取架构让用户透过它，达成“信息随身化、便利走天下”的抱负境界。
●无线区域网(WRAN)：基于认知无线电技术，IEEE802.22定义了合用于WRAN系统的空中接口。WRAN系统工作在47MHz～910MHz高频段/超高频段的电视频带内的，由于已有用户(如电视用户) 占用了这个频段，因此802.22设备必须要探测出使用相同频率的系统以避免干扰。
　　●无线城域网(WMAN)：重要用于解决城域网的接入问题，覆盖范围为几千米到几十千米，除提供固定的无线接入外，还提供具有移动性的接入能力，涉及多信道多点分派系统(Multichannel Multipoint Distribution System，MMDS)、本地多点分派系统(Local Multipoint Distribution System，LMDS)、IEEE 802.16和ETSI HiperMAN(High Performance MAN，高性能城域网)技术。
　　●蜂房移动通信网(WWAN)：无线广域网。WWAN技术是使得笔记本电脑或者其他的设备装置在蜂窝网络覆盖范围内可以在任何地方连接到互联网。重要的无线服务提供商(Verizon Wireless，Sprint Nextel等等)提供宽带WWAN服务，其下载速度可以与DSL相媲美。
从无线网络的应用角度看，还可以划分出无线传感器网络、无线Mesh网络、无线穿戴网络、无线体域网等，这些网络一般是基于已有的无线网络技术，针对具体的应用而构建的无线网络。

2.无线网络的技术标准与特点
2.1技术标准
无线技术涉及了无线局域网技术和以GPRS/3G为代表的无线上网技术，这些标准和技术发展到今天，已经出现了涉及IEEE802.11、蓝牙技术和 HomeRF等在内的多项标准和规范，以IEEE(电气和电子工程师协会)为代表的多个研究机构针对不同的应用场合，制定了一系列协议标准，推动了无线局 域网的实用化。这些协议由Wi-Fi(Wi-Fi联盟是一家世界性组织，成立的目的是保证符合802.11标准的WLAN产品之间的互相协作性)组织制定和进行认证。
常见标准有以下几种：
　　IEEE 802.11a ：使用5GHz频段，传输速度54Mbps，与802.11b不兼容
　　IEEE 802.11b ：使用2.4GHz频段，传输速度11Mbps
　　IEEE 802.11g ：使用2.4GHz频段，传输速度重要有54Mbps、108Mbps，可向下兼容802.11b
　　IEEE 802.11n草案：使用2.4GHz频段，传输速度可达300Mbps，目前标准尚为草案，但产品已层出不穷
　　目前IEEE 802.11b最常用，但IEEE 802.11g更具下一代标准的实力，802.11n也在快速发展中。
　　IEEE 802.11b标准具有保证访问控制和加密的两个部分，这两个部分必须在无线LAN中的每个设备上配置。拥有成百上千台无线LAN用户的公司需要可靠的安全解决方案，可以从一个控制中心进行有效的管理。缺少集中的安全控制是无线LAN只在一些相对较的小公司和特定应用中得到使用的主线因素。
　　IEEE 802.11b标准定义了两种机理来提供无线LAN的访问控制和保密：服务配置标记符（SSID）和有线等效保密（WEP）。尚有一种加密的机制是通过透明运营在无线LAN上的虚拟专网（VPN）来进行的。
　　SSID ，无线LAN中经常用到的一个特性是称为SSID的命名编号，它提供低档别上的访问控制。SSID通常是无线LAN子系统中设备的网络名称；它用于在本地分割子系统。
　　WEP ，IEEE802.11b标准规定了一种称为有线等效保密（或称为WEP）的可选加密方案，提供了保证无线LAN数据流的机制。WEP运用一个对称的方案，在数据的加密和解密过程中使用相同的密钥和算法。
2.2无线网络的特点
●构造无处不在的计算环境，真正实现6A：任何人(anyone)在任何时候(anytime)、任何地点(anywhere)可以采用任何方式(any means)与其他任何人(any other)进行任何通信(anything)。
　　●无线网络技术是实现6A梦想/移动计算/普适计算(Ubiquitous Computing)的核心技术。
　　●体系结构复杂
　　●传输速率慢
　　●信号易受干扰
　　●安全隐患多
●通信成本高等固有的局限性

3.无线网络发展趋势及应用领域
3.1发展趋势
随着3G时代无线应用的日渐丰富，以及无线终端设备的层出不穷，对于无线网络，特别是基于802.11技术标准的Wi-Fi无线网络，在802.11n产品技术应用逐渐成为市场主流应用的当下，基于Wi-Fi技术的无线网络不仅在带宽、覆盖范围等技术上均取得了极大提高，同时在应用上，基于Wi-Fi无线应用也已从当初“随时、随地、随心所欲的接入”服务转变成车载无线、无线语音、无线视频、无线校园、无线医疗、无线城市、无线定位等诸多丰富的无线应用。
  与之前无线网络延伸有线网络、满足用户随时、随地、随心所欲的接入互联网不同，如今的无线网络已不再只是单纯的满足用户的接入服务，更多的参与到公司信息化业务当中。Fluke认为，与传统的Wi-Fi无线接入市场主体不同，未来，Wi-Fi服务提供商、无线学校、无线医疗和无线酒店等四大行业将成为Wi-Fi无线网络市场的主流。
3.2应用领域
Wi-Fi服务提供商无线网络部署：公众场合的无线网络建设必要性更是无可否认的，目前全国各地的无线城市建设就是一个最为有力的例证。作为电信运营商来说，这是一个扩展业务范围，实现应用性创新的战略手段；作为政府机构，这是便民服务的新体现；作为机场等场合，则是提高工作效率、加强业务竞争力的基础设施建设。
无线校园Wi-Fi网络部署：以无线客户端的高速增长为前提，现在校园学子拥有笔记本和具有Wi-Fi功能的手机越来越多，同时作为建设周期较长的建筑群体，很多校园内的建筑无法架设或不适于架设有线网络，更者，校园占地面积大，空旷场合较多等特性也决定了有线网络有不少盲点，因此，架设一个复杂强大的无线网络能极大地提高校园信息化的建设，提高学生和教职工的学习、工作效率。同时，还可以分为免费的校园网内接入和付费的广域网运营两个部分来实现双赢。
  无线酒店Wi-Fi网络部署：越来越多的酒店开始配备无线上网服务，对于酒店行业而言这是提高酒店竞争力的一个小手段，假如是免费提供无线上网，就这便是在酒店业务商品化下采用的客户亲近战略了，假如是付费的话，那也是发明了新的增值服务。
  无线医疗Wi-Fi网络部署：无线技术在医疗上的新应用对于提高医护人员的工作效率，提高救治生命质量，推动数字化医院建设必将发挥着越来越重要的作用。作为医院有线网络的补充，Wi-Fi网络有效地克服了有线网络的弊端，运用PDA、笔记本电脑或移动诊疗设备随时随地进行生命体征数据，医护数据的查询与录入，医生查房，床边护理，呼喊通信，护理监控，药物配送和病人标记码辨认，语音通讯应用等等，无线技术将会发挥难以替代的效用。现在甚至能实现EFMC，即无论医生在哪里，都可以通过一个号码来找到他，同时可以实现Wi-Fi与广域无线网络的无缝漫游。医院和医疗中心可以以更低的成本更有效的采集及管理信息，这不仅节省了时间，并且在特殊情况下还挽救了生命。
  此外，对于公司办公环境来说，架设无线网络，则是从实现移动办公，提高工作效率出发的，虽然其并不能给你带来利润的直接增长，反而会增长你的IT建设成本，假如再加上维护管理，TCO也许会增长不少。但其带来的便携移动性是无可比拟的，像公司内部的会议、网络电话，都将会方便很多，假如是实现了FMC，那对于跨地区或跨国公司来说，算下来通信成本是反而减少的。
其他领域的应用：除了以上一些相对典型的应用领域，无线网络在其他地方还存在着相称广泛的运用比如：大楼之间建构网络的连结；餐饮及零餐饮服务业；零售商促销可使用无线局域网络产品设立临时收银柜台；当公司内的员工使用无线局域网络产品时，不管他们在办公室的任何一个角落，有无线局域网络产品，就能随意地发电子邮件、分享档案及上网络浏览；货柜集散场 ，一般货柜集散场的桥式起重车，可于调动货柜时，将实时信息传回office，以利相关作业之逐行；监视系统 ，一般位于远方且需受监控现场之场合，由于布线之困难，可藉由无线网络将远方之影像传回主控站；展示会场 ，诸如一般的电子展，计算机展，由于网络需求极高，并且布线又会让会场显得凌乱，因此若能使用无线网络，则是再好但是的选择。
互联网革命性地改变了人们的生活，而无线网络技术则彻底颠覆了人们关于网络的结识，拥有了无线网络技术，互联网不再是人们直观的可见的线路连接。它促使互联网辞别了线路时代，为人们提供了更加便捷的网络连接方式，使得互联网与我们的生活更加的水乳相融。我们可以看见无线网络正在加速占据我们的校园，家庭，商场，酒店，加以时日，无线网络必能用一张无形的网将整个世界紧密地连接起来。