《電子技術(shù)應(yīng)用》
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WLAN的演進(jìn)發(fā)展與應(yīng)用前景
摘要: 在介紹了WLAN(無(wú)線局域網(wǎng))誕生背景的基礎(chǔ)上,闡述了包括Wi-Fi安全性問(wèn)題,、WAPI興起及相應(yīng)頻率規(guī)劃等在內(nèi)的WLAN演進(jìn)發(fā)展?fàn)顩r及其應(yīng)用前景,。
Abstract:
Key words :

  1  引言

  無(wú)線局域網(wǎng)WLAN,顧名思義是一種借助無(wú)線技術(shù)取代以往有線布線方式構(gòu)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,,系統(tǒng)用無(wú)線接入的一個(gè)子集,,但原則上與藍(lán)牙有類似性,覆蓋無(wú)線個(gè)人域網(wǎng)(WPAN)范疇,。與藍(lán)牙相比,,它能支持較高傳輸速率(2~54Mbit/s,甚至更高),,利用射頻無(wú)線電或紅外線,,借助直接序列擴(kuò)頻(DSSS)或跳頻擴(kuò)頻(FHSS),GMSK,,OFDM等技術(shù),,甚至可達(dá)到與UWB超寬帶技術(shù)相比擬的傳輸速率600Mbit/s~1Gbit/s左右,實(shí)現(xiàn)固定,、半移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端對(duì)Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的高速連接訪問(wèn),。因此,原則上它與速率較低的藍(lán)牙技術(shù)有不同市場(chǎng)定位,,相互支持補(bǔ)充,,構(gòu)成一種完整有效的WLAN/WPAN/WBAN無(wú)線接入。1997年6月,,IEEE推出了802.11標(biāo)準(zhǔn),,開(kāi)創(chuàng)了WLAN標(biāo)準(zhǔn)的先河。我國(guó)自主創(chuàng)新的WAPE/TEPA技術(shù)對(duì)確保WLAN安全性作出了重要貢獻(xiàn),。早期加入WLAN領(lǐng)域的一些標(biāo)準(zhǔn)有IEEE1/b/a/g(最高速率54Mbit/s,,工作于2.4GHz IMS頻段及5GHz頻段)。HiperLAN是由ETSI的 RES10工作組提出的歐洲WLAN標(biāo)準(zhǔn),,工作頻段為5.12~5.30GHz及17.1~17.3GHz,,最高速率54Mbit/s,。在5GHz頻段運(yùn)行的WLAN在不同國(guó)家與地區(qū)有不同的叫法。例如,,在歐共體稱為HiperLAN,,在澳大利亞稱為RLAN(Radio LAN),在加拿大稱為L(zhǎng)ELAN(License-exempt Wireless LAN),。彼此雖有一定類似性,,但亦有不同做法與管理要求。HiSWANx是日本ARAB的多媒體移動(dòng)接入通信的WLAN系列標(biāo)準(zhǔn),,HiSWANa工作于5GHz頻段,,HiSWANb工作于25/27GHz頻段,數(shù)據(jù)傳輸速率為6~54Mbit/s,。寬帶家用射頻Wideband Home RF主要為家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),,是IEEE 802.11與數(shù)字無(wú)繩DECT標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合體,工作在2.4GHz頻段,,能同步支持多路高質(zhì)量語(yǔ)音信道,,可支持系列速率1Mbit/s,2Mbit/s,,5Mbit/s和10Mbit/s,。典型的數(shù)字無(wú)繩,如DECT及PHS等亦曾加入WLAN的有效競(jìng)爭(zhēng)行列,。紅外線數(shù)據(jù)接入IrDA是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的手段,,其軟硬件技術(shù)均已較成熟,傳輸速率可高達(dá) 16Mbit/s,。其主要優(yōu)點(diǎn)為體積小,、成本低、功率小,、適應(yīng)移動(dòng)需求,,早期約有95%的手提電腦上安裝了IrDA接口,但連接設(shè)備間不能有遮檔物,,多個(gè)設(shè)備間如欲連接,需調(diào)整其位置及角度,,比較復(fù)雜,,其核心部件紅外線LED也不甚耐用。

  目前,,WLAN領(lǐng)域主要是IEEE 802.11x系列,。我國(guó)自主創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)WAPE及歐洲Hiper LAN/x系列等幾種標(biāo)準(zhǔn)在積極發(fā)揮作用。

  近代通用無(wú)線接入作為先進(jìn)手段實(shí)施接入網(wǎng)的全部或部分功能,,它已成為有線接入的有效支持,、補(bǔ)充與延伸,是快速、靈活裝備與實(shí)現(xiàn)普遍服務(wù)的重要途徑,。無(wú)線接入目前雖大部分為窄帶,,但中寬帶與寬帶(Wideband and Broadband)無(wú)線接入,包括2.5G/3G移動(dòng)接入,、不對(duì)稱IP接入及衛(wèi)星接入已成為可能,。而WLAN/WPAN/WBAN技術(shù)可視為一種最接近用戶的短距離、微功率,、微微小區(qū)(Pico-cell)型無(wú)線接入手段,,加上毫微微小區(qū)Femtocell以及M2M-傳感網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)(WSN/WVSN/Internet of Things)等助力,在構(gòu)筑新世紀(jì)泛在/普適全球個(gè)人通信網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線連接世界方面將發(fā)揮其獨(dú)特的重要作用,。很明顯,,由于通用無(wú)線接入可綜合包括宏大區(qū)、大區(qū),、小區(qū),、微小區(qū)、微微小區(qū),、毫微微小區(qū),、高速移動(dòng)、全移動(dòng),、半移動(dòng)(包括Nomadic游牧式),、可搬移(Transportable)及固定等多種接入覆蓋模式,可有效覆蓋三維物理空間的任一角落及有效地在任何時(shí)候以各種適當(dāng)手段連接至任何個(gè)人用戶,,它對(duì)未來(lái)全球個(gè)人通信的實(shí)際連接覆蓋的普遍化與重要性顯而易見(jiàn),。無(wú)線接入與Internet聯(lián)合運(yùn)作的所謂無(wú)線Internet/移動(dòng)IP,以及更進(jìn)一步以全球移動(dòng)通信的演進(jìn)發(fā)展沿2G→2G+(2.5G,,2.75G)→3G→3G+→4G這一發(fā)展脈絡(luò),,將及時(shí)大量運(yùn)用及嵌入3G/4G,Bluetooth,,WLAN/WPAN/WBAN之類新手段,,進(jìn)入所謂嵌入式(Embedded)世界,實(shí)現(xiàn)以Pico-cell小區(qū)個(gè)人接入為中心展開(kāi)的無(wú)線個(gè)人域與物體域網(wǎng)絡(luò)(WPAN/WBAN)時(shí)代,。這將成為未來(lái)全球個(gè)人通信世界中的最重要環(huán)節(jié)之一,。

   2  802.11x及其速率增強(qiáng)

  第二次世界大戰(zhàn)后,無(wú)線通訊因在軍事上應(yīng)用的成功而受到重視,,但缺乏廣泛的通訊標(biāo)準(zhǔn),。于是,IEEE在1997年為無(wú)線局域網(wǎng)制定了第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) ──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(shè)計(jì)為2Mbit/s。兩個(gè)設(shè)備之間的通信可以以自組織(Ad Hoc)的方式進(jìn)行,,也可以在基站BS(Base Station)或訪問(wèn)點(diǎn)AP(Access Point)的協(xié)調(diào)下進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(wú)線接入,,其業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取,速率最高只能達(dá)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(biāo)準(zhǔn)802.11b和802.11a,。802.11b支持較高速率達(dá)1Mbit/s,,同樣工作于2.4GHz ISM頻段,亦稱Wi-Fi(無(wú)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(luò)系統(tǒng)服務(wù)。802.11a為利用5GHz頻段的WLAN方式,,傳輸速率更高,,可達(dá) 25Mbit/s或更高,借助OFDM技術(shù),,其速率可高達(dá)54Mbit/s,。它亦被稱為Wi-Fi5,可適應(yīng)話音,、數(shù)據(jù),、圖像等多媒體業(yè)務(wù)的需要。 802.11x標(biāo)準(zhǔn)即由Wi-Fi聯(lián)盟推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化與應(yīng)用工作,。

   為使進(jìn)入廣泛商用的WLAN取得更高速率,、更可靠的QoS及安全性,IEEE進(jìn)行了一系列補(bǔ)充修訂,,向802.1x系列標(biāo)準(zhǔn)化努力,,包括OFDM,高狀態(tài)M-QAM調(diào)制與FEC技術(shù),,MIMO,,CR,DFM等近代先進(jìn)無(wú)線設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用,。

  3  Wi-Fi-802.11i的安全協(xié)議缺陷

  IEEE802.11i是IEEE為了彌補(bǔ)802.11脆弱的安全加密功能(WEP,Wired Equivalent Privacy)而制定的修正案,,于2004年7月完成,,其中定義了基于AES的全新加密協(xié)議CCMP(CTR with CBC-MAC Protocol),。

  無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的安全問(wèn)題從暴露到最終解決經(jīng)歷了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,而各大通信芯片商顯然無(wú)法接受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(lán)圖設(shè)計(jì)了一系列通信設(shè)備,,稱為支持WPA(Wi-Fi Protected Access)的設(shè)備。這個(gè)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(shè)備稱為支持 WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)的設(shè)備,。如眾所知,,隨著傳統(tǒng)意義上的WLAN演進(jìn)為公眾通信P-WLAN/O-WLAN,WLAN已成為中國(guó)幾大公眾業(yè)務(wù)基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)商共同關(guān)注的焦點(diǎn),。公眾運(yùn)營(yíng)商級(jí)的WLAN用戶主要為企業(yè)客戶,、經(jīng)常出差的商務(wù)人員及家庭用戶等,多半屬高端用戶,,對(duì)服務(wù)質(zhì)量及安全性非常關(guān)注,。而IEEE 802.11x標(biāo)準(zhǔn)中原先提出的安全方案已被廣泛證實(shí)存在安全漏洞。

  例如,,基于有線環(huán)境設(shè)計(jì)的端口訪問(wèn)控制協(xié)議802.1x,,安全協(xié)議WEP及RC4流密碼,DHCP+WEB認(rèn)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(guò)濾及非法接入及目前使用較多的PPPoE認(rèn)證方式也是用明文或弱加密方式傳送口令,,不適合于開(kāi)放無(wú)線環(huán)境。且PPP報(bào)文及PPPoE封裝效率較低,,無(wú)后續(xù)數(shù)據(jù)加密,,均對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商級(jí)高可靠性要求帶來(lái)較大隱患。

  針對(duì)這些情況,,我國(guó)依據(jù)“商用密碼管理?xiàng)l例”制定的WLAN安全標(biāo)準(zhǔn)WAPI(無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鑒別保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)),,采用基于公共密鑰密碼體系的證書(shū)機(jī)制,動(dòng)態(tài)密鑰綜合安全度高,。而采用我國(guó)SMS4密碼算法及ECDSA,,ECDH密碼算法的橢園曲線及參數(shù),是我國(guó)商用密碼在無(wú)線局域網(wǎng)及寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的典型應(yīng)用,,創(chuàng)新地提出了R-A-S三元安全架構(gòu),,賦予接入點(diǎn)以獨(dú)立認(rèn)證身份,解決了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中“偽造網(wǎng)絡(luò),,中間人攻擊”等問(wèn)題,,保障了合法用戶接入合法網(wǎng)絡(luò),相比Wi-Fi有明顯安全技術(shù)優(yōu)勢(shì),。用戶只需安裝一張證書(shū)即可方便地在WLAN覆蓋的不同地區(qū)實(shí)現(xiàn)漫游,,可支持包括Windows98/2000/XP及Linux等多種操作系統(tǒng),,可滿足運(yùn)營(yíng)商、企業(yè)及家庭等多種應(yīng)用模式,,能提供與現(xiàn)有計(jì)費(fèi)技術(shù)兼容的服務(wù),。完善的安全認(rèn)證也是實(shí)施身份識(shí)別、分類計(jì)費(fèi),、路由策略和流量控制等優(yōu)良運(yùn)營(yíng)用戶管理的基礎(chǔ),。這一安全標(biāo)準(zhǔn)符合我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)要求,同時(shí)該WAPI協(xié)議已由ISO/IEC 授權(quán)的IEEE注冊(cè)權(quán)威機(jī)構(gòu)IEEE RA(Registration Authority)審查認(rèn)可,,并分配了用于該協(xié)議機(jī)制的以太型字段0x88b4等8大方面,。這是我國(guó)在WLAN安全領(lǐng)域取得的自主創(chuàng)新成果,有重要國(guó)際影響與戰(zhàn)略意義,。這些成果有可能打破外國(guó)企業(yè)在這一市場(chǎng)的絕對(duì)壟斷格局,,從而引起了相應(yīng)外國(guó)政府和企業(yè)、組織的強(qiáng)烈關(guān)注與嚴(yán)重不安,。他們采用政府高層施壓,、Wi-Fi聯(lián)盟反對(duì)、芯片禁運(yùn)等各種手段抵制與阻撓實(shí)施,,使WAPI標(biāo)準(zhǔn)受阻,。

    2004年4月29日,國(guó)家認(rèn)監(jiān)委和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委聯(lián)合發(fā)布2004年第44號(hào)公告,,聲明WAPI國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性認(rèn)證實(shí)施時(shí)間后延,。此前,吳儀副總理已在2004年4月22日中美商務(wù)會(huì)議上與美方會(huì)談后表示,,中國(guó)同意在6月1日最后期限到來(lái)之時(shí),,不強(qiáng)制實(shí)施我國(guó)自主創(chuàng)新制定的WAPI技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并與 WLAN國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)密切合作,。究其原因,,最主要的因素是一些國(guó)家在標(biāo)榜與要求別國(guó)“技術(shù)中立”的同時(shí),卻充分利用自身技術(shù)壟斷與貿(mào)易實(shí)力方面的優(yōu)勢(shì),,以貿(mào)易摩擦為由推行“技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)政治化”,,以維護(hù)其技術(shù)產(chǎn)品的市場(chǎng)壟斷地位,其中芯片量產(chǎn)上的Wi-Fi,,WiMAX等市場(chǎng)利益的策略考慮是其重要方面,。

  在自主創(chuàng)新其他新標(biāo)準(zhǔn)之際,我國(guó)WAPI標(biāo)準(zhǔn)受阻失利的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)確實(shí)值得反思,。但應(yīng)該指出,,國(guó)內(nèi)參與WAPI標(biāo)準(zhǔn)化工作的單位,在重壓情況下仍再接再厲,團(tuán)結(jié)合作,,進(jìn)一步將WAPI標(biāo)準(zhǔn)完善和務(wù)實(shí)推進(jìn),,并推向新的共贏合作高度值得贊揚(yáng)。國(guó)外一些有識(shí)之士已經(jīng)指出,,中國(guó)能夠在標(biāo)準(zhǔn)大戰(zhàn)中憑借其龐大的市場(chǎng)和迅猛增長(zhǎng)來(lái)獲勝,全球科技和電信公司需要對(duì)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)方案進(jìn)行評(píng)估,,并在適當(dāng)時(shí)候與中國(guó)企業(yè)聯(lián)手共同打造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),。制訂標(biāo)準(zhǔn)的目的是要促使市場(chǎng)健康有效地發(fā)展,一個(gè)國(guó)家或一個(gè)組織的標(biāo)準(zhǔn)不可能無(wú)條件壟斷全球,,也談不上可以在全球壟斷創(chuàng)新,,尤其當(dāng)自身標(biāo)準(zhǔn)不完善之際,博采眾長(zhǎng)與集思廣益才屬上策,。霸權(quán)式標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則絕對(duì)不合情理,,所謂全球化標(biāo)準(zhǔn)想要占領(lǐng)甚至獨(dú)占中國(guó)這塊全球最有吸引力的市場(chǎng),不樹(shù)立切實(shí)的共贏合作思想是不會(huì)如愿以償?shù)?,可能?huì)吃大虧,。期望長(zhǎng)久依靠“貿(mào)易磨擦與技術(shù)政治化方式”維持技術(shù)產(chǎn)品壟斷及單方面不平等受益,是肯定行不通的,。

  我國(guó)政府不遺余力地支持WAPI,。2005年,財(cái)政部,、發(fā)改委及當(dāng)時(shí)的信息產(chǎn)業(yè)部聯(lián)合下發(fā)了“關(guān)于印發(fā)無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品政府采購(gòu)實(shí)施意見(jiàn)的通知”,,表示在政府采購(gòu)中將優(yōu)先考慮符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。國(guó)家密碼管理構(gòu)也表示將開(kāi)放WAPI密碼算法,,這大大降低了國(guó)內(nèi)外企業(yè)進(jìn)入WAPI市場(chǎng)的門(mén)檻,,推進(jìn) WAPI產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的工作。加緊芯片制造,,借助政府采購(gòu)快速推進(jìn)相關(guān)需求,、用戶應(yīng)用與進(jìn)一步全面增強(qiáng)性能與改進(jìn)信價(jià)比等,這些均是明智之舉,。

  WAPI雖受諸多不確定因素影響,,但堅(jiān)持開(kāi)放與務(wù)實(shí)發(fā)展的基本方針是完全正確的。在西電捷通,、六合萬(wàn)通及華大電子等企業(yè)合作基礎(chǔ)上,,應(yīng)積極快速地?cái)U(kuò)大國(guó)內(nèi)外合作范圍,特別是與有實(shí)力有名望的國(guó)際廠商緊密合作,,在政府相關(guān)部門(mén)的積極協(xié)調(diào)支持下,,盡快形成有實(shí)力的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,及時(shí)適應(yīng)市場(chǎng)的實(shí)際需求。在這方面已經(jīng)出現(xiàn)了一些可喜的進(jìn)展,,例如西電捷通提供的基于WAPI標(biāo)準(zhǔn)的AirSec專業(yè)級(jí)無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品作為首批政府采購(gòu)清單的推薦產(chǎn)品,,已在國(guó)家金審工程、中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院,、中國(guó)人民解放軍信息安全測(cè)評(píng)認(rèn)證中心,、中國(guó)科學(xué)院等諸多高要求行業(yè)的重點(diǎn)客戶實(shí)現(xiàn)了兩年以上性能穩(wěn)定可靠的運(yùn)行,滿足了政府,、金融,、軍事等行業(yè)對(duì)安全性方面的高標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際需求。同時(shí),,西電捷通還以40余項(xiàng)發(fā)明專利為基礎(chǔ),,在國(guó)內(nèi)外首次推出了一種IP自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)品AIPNTM,可使用局域網(wǎng)固定私有IP地址,,隨時(shí)隨地接入局域網(wǎng),,可柔性延伸支持其連續(xù)業(yè)務(wù)運(yùn)作,已在電力,、政府機(jī)關(guān),、科研院所中實(shí)現(xiàn)了規(guī)模商用,并穩(wěn)定安全地保障了用戶關(guān)鍵業(yè)務(wù)的開(kāi)展,。2006年3月,,WAPI產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立。截至2009年8月,,WAPI聯(lián)盟已有63家正式成員,。

  Wi-Fi安全性架構(gòu)從1999WEP→2002WAP→2004 802.11i/WPA2逐的步改進(jìn),引進(jìn)了128位高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)AES,,并通過(guò)預(yù)共享密鑰PSK(個(gè)人模式下)和IEEE 802.1x/EP(企業(yè)模式下)提供雙向鑒權(quán),,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(shù)漏洞,,2008年北京奧運(yùn)會(huì)中實(shí)現(xiàn)了成功服務(wù),,取得了“零故障、零投訴”的好成績(jī),。WAPI產(chǎn)品目前已涉及辦公設(shè)備(打印機(jī),、投影儀等),手持設(shè)備(手機(jī),,PDA及相機(jī)等),,家電設(shè)備(DVD,電視機(jī),,冰箱,,家庭網(wǎng)關(guān)等)以及國(guó)防軍用等諸多方面上千種產(chǎn)品。Wi-Fi無(wú)線上網(wǎng)漏洞除可免費(fèi)“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(jì)算設(shè)備連接相鄰路由器設(shè)備,,不經(jīng)相應(yīng)ISP正規(guī)線路上網(wǎng),,減免個(gè)人上網(wǎng)費(fèi)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(jiǎn)單,。在互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)勢(shì)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(yīng)予切實(shí)重視。而WAPI從技術(shù)上講,,其鑒別機(jī)制完善,,實(shí)現(xiàn)了終端和網(wǎng)絡(luò)的雙向?qū)Φ辱b別,使用數(shù)字證書(shū)(x.509)作為身份標(biāo)識(shí),,采用集中密鑰進(jìn)行管理,。此外,其構(gòu)建與應(yīng)用方便,,擴(kuò)展性好,,除安全性比Wi-Fi好外,對(duì)運(yùn)營(yíng)商可提供更強(qiáng)大與方便的運(yùn)營(yíng)與管理能力,。從用戶體驗(yàn)而言,,其“零干預(yù)、零配置”具優(yōu)良的易用性,,隨著WLAN在手機(jī),,PDA及消費(fèi)電子等領(lǐng)域應(yīng)用的擴(kuò)展,WAPI的優(yōu)越性將會(huì)更進(jìn)一步體現(xiàn),。

    2009年6月,,工業(yè)和信息化部發(fā)布的新政策,即凡加裝WAPI功能的手機(jī)可入網(wǎng)檢測(cè)并獲進(jìn)網(wǎng)許可,,是對(duì)推動(dòng)WAPI產(chǎn)業(yè)發(fā)展與應(yīng)用的巨大支持,。有“高安全、可運(yùn)營(yíng),、可管理”優(yōu)勢(shì)的 WAPI已為3大運(yùn)營(yíng)商廣泛接受并推向市場(chǎng)商用化,,成為我國(guó)當(dāng)前建設(shè)低成本寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一,并列入了2009年新發(fā)布的“電子技術(shù)產(chǎn)品調(diào)整和振興規(guī)劃”中,,成為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及拉動(dòng)內(nèi)需的自主創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)之一,。目前,許多TD,WCDMA及cdma2000新型手機(jī)或多模智能手機(jī)中均已內(nèi)置WAPI功能(如華為8230 Andriod平臺(tái)手機(jī),,聯(lián)想O1 3G Ophone手機(jī)等),。

  2009年6月,在日本召開(kāi)的IEC/ISO JCT1/SC6會(huì)議上,,WAPI獲得了包括美,、英、法等10余個(gè)與會(huì)國(guó)家成員體的一致同意,,將以單獨(dú)文本形式推進(jìn)其為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),。如標(biāo)準(zhǔn)獲得通過(guò),WAPI將成為無(wú)線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信和無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域中除IEEE標(biāo)準(zhǔn)組織外惟一的ISO/IEC國(guó)家成員體直接提交的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案,。WAPI框架方法(TePA,,三元對(duì)等鑒別)作為迄今為止我國(guó)在IEC/ISO信息安全技術(shù)領(lǐng)域第一個(gè)獨(dú)立項(xiàng)目編輯的國(guó)際提案,其技術(shù)內(nèi)容已得到各國(guó)代表廣泛認(rèn)可,,已在ISO/IEC JTC1/SC27內(nèi)進(jìn)入最終委員會(huì)投票階段,,預(yù)計(jì)2010年初有望成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

  4  頻率規(guī)劃及應(yīng)用前景

  4.1   頻率規(guī)劃

  對(duì)新技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言,,作為資源先行的頻率規(guī)劃尤為重要,。在這方面,WLAN無(wú)論從全球及國(guó)家環(huán)境而言,,比WiMAX情況要好,。

  (1)2400~2483.5GHz ISM頻段

  原信息產(chǎn)業(yè)部無(wú)線電管理局仔細(xì)研究與重新規(guī)劃了2400~2483.5GHz ISM頻段(83.5MHz帶寬),,規(guī)定其主要作為無(wú)執(zhí)照業(yè)務(wù)共用,,諸如短距離/微功率藍(lán)牙、室內(nèi)WLAN及無(wú)繩電話和物流無(wú)線自動(dòng)數(shù)據(jù)采集識(shí)別等共存運(yùn)用,。對(duì)已有SS業(yè)務(wù),,規(guī)定有條件應(yīng)用至2004年。

 ?。?)5725~5850MHz的5.8GHz ISM頻段

  對(duì)5725~5850MHz的5.8GHz ISM頻段(125MHz帶寬),,亦有SS業(yè)務(wù)在運(yùn)行。在進(jìn)行多種高效率TDD無(wú)線接入技術(shù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上,,進(jìn)一步參考國(guó)際上相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備的實(shí)際進(jìn)展,,研究確定了新的頻率規(guī)劃要求。

 ?。?)5GHz頻段W(R)LAN(455MHz帶寬)全球頻率規(guī)劃

  WRC-2003經(jīng)激烈爭(zhēng)論后正式確定了5GHz頻段(5150~5250,,5250~5350,5470~5725MHz,,共計(jì)455MHz)的R(W)LAN頻率劃分規(guī)定,。這為WLAN的各類應(yīng)用,,特別是高速率W(R)LAN的應(yīng)用創(chuàng)造了極有利的資源條件。

  4.2  WLAN的基本特征與運(yùn)營(yíng)模式

  (1)WLAN基本特征

  ●較高的傳輸速率及較遠(yuǎn)的連接距離

  與WPAN相比,,即使不涉及UWB,,WLAN采用OFDM/MIMO技術(shù)后,傳速率可高達(dá)54Mbit/s,,甚至可以與UWB相比美,。對(duì)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(shì)明顯,。

  ●較高頻譜利用效率

  采用OFDM技術(shù),,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(jìn)一步結(jié)合區(qū)域覆蓋能力,,綜合評(píng)價(jià)其容量能力與頻譜利用效率則可得結(jié)果如下:

  藍(lán)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(dá)1×106bit/(s﹒m2),。

  ●較適宜高速Internet連接及高質(zhì)量多媒體傳輸

  這是能以較高速率傳輸?shù)谋厝唤Y(jié)果,。

  (2)基本運(yùn)營(yíng)模式

  WLAN的高速率與可移動(dòng)性亦使其近些年來(lái)成為比藍(lán)牙作用距離更遠(yuǎn)的寬帶多媒體傳送與連接亮點(diǎn),其主要應(yīng)用模式亦可歸納為至少下述10種:

  ●公眾WLAN應(yīng)用模式

  包括在辦公室,、咖啡屋,、酒店、火車站,、機(jī)場(chǎng),、會(huì)議中心,乃至超級(jí)市場(chǎng)與購(gòu)物中心等,。

  ●固定無(wú)線接入模式

  可快速實(shí)施受布線阻礙的相近兩建筑物間的快速布線,,實(shí)施寬帶無(wú)線連接。

  ●建筑物內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模型

  學(xué)校,、公司,、市政管理部門(mén)等信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)施均可借助WLAN來(lái)實(shí)現(xiàn)。

   ●移動(dòng)環(huán)境接入模式

  可供乘坐各種交通工具的人們進(jìn)行必須的網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)的高速存取連接,。

   ●教育應(yīng)用模式

  使用WLAN可實(shí)現(xiàn)校園建筑群網(wǎng)絡(luò)連接,、寬帶互聯(lián)接入、靈活的教室配置,,以及移動(dòng)互聯(lián)服務(wù)等,。

  ●醫(yī)療應(yīng)用模式

  醫(yī)院多建筑物內(nèi)醫(yī)療診斷信息的快速交換與查詢,,建立移動(dòng)護(hù)理中心等。

  ●制造物流支持模式

  對(duì)制造與倉(cāng)儲(chǔ)方面,,WLAN可用于有效的庫(kù)存查詢控制,、快速的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)配置,以及移動(dòng)庫(kù)存車輛的網(wǎng)絡(luò)信息訪問(wèn)等,。

  ●零售服務(wù)信息網(wǎng)絡(luò)模型

  用WLAN實(shí)現(xiàn)快速現(xiàn)金收款,、連鎖店信息查詢與庫(kù)存控制,以及加油站,、商店,、餐廳等的便利查詢等。

  ●家庭信息網(wǎng)絡(luò)模型

  可借助WLAN方便靈活地建立家庭多終端運(yùn)行的寬帶世界及與外部寬帶信息的及時(shí)交流,。

  ●移動(dòng)/半移動(dòng)辦公及電子商務(wù)與無(wú)線城市模型

  隨著5GHz等有效頻率資源及OFDM/MIMO等新技術(shù)支撐的實(shí)現(xiàn),,WLAN的帶寬能力得到增強(qiáng)。與移動(dòng)手機(jī)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(shí)施固定、移動(dòng)/半移動(dòng)環(huán)境中的寬帶多媒體高質(zhì)量運(yùn)行及與寬帶移動(dòng)手機(jī)通信,。目前,,中國(guó)電信及中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通均看好WLAN,。

  盡管Wi-Fi 802.11i安全性依然暴露出一些問(wèn)題,,但在全球范圍內(nèi)2009年Wi-Fi手機(jī)出貨量預(yù)計(jì)可超過(guò)1個(gè)億,2011年約可達(dá)3個(gè)億,。2009年出貨的 Wi-Fi芯片中,,45%的芯片組將支持802.11n,至2012年預(yù)計(jì)達(dá)60%左右,,因此帶寬增強(qiáng)能力亦在快速跟上,。中國(guó)3大運(yùn)營(yíng)商亦看好WLAN的互補(bǔ)增強(qiáng)能力。行動(dòng)最積極者當(dāng)屬中國(guó)電信,,截至2009年7月底,,其3G網(wǎng)絡(luò)已實(shí)施全國(guó)縣級(jí)城市覆蓋。3G覆蓋提升后,,中國(guó)電信南方各省及北方大部分省市高校校園WLAN覆蓋與可用率己達(dá)近100%,,3G+WLAN混合組網(wǎng)策略首先可望在校園實(shí)現(xiàn)。中國(guó)移動(dòng)亦在加速布控3G+WLAN網(wǎng)絡(luò),,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(wú)線城市等方面應(yīng)用。

  總而言之,,由于加速創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)的推動(dòng),,WLAN帶寬能力與安全性均有較好的改進(jìn),,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(duì)我國(guó)自主創(chuàng)新的WAPI技術(shù)應(yīng)積極鼓勵(lì)與支持,,應(yīng)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(guó)際化,,為中國(guó)及全球WLAN的發(fā)展做出新貢獻(xiàn)。

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