計(jì)算機(jī)畢業(yè)論文---wlan的發(fā)展與應(yīng)用前景

1、<p>　　WLAN的發(fā)展與應(yīng)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(yùn)營模式，并闡述了Wi-Fi安全性問題、WAPI興起及相應(yīng)頻率規(guī)劃等WLAN演進(jìn)發(fā)展?fàn)顩r及其應(yīng)用前景。</p><p>　　關(guān)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(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)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，系統(tǒng)用無線接入的一個(gè)子集，但原則上與藍(lán)牙有類似性，覆蓋無線個(gè)人域網(wǎng)(WPAN)范疇。與藍(lán)牙相比，它能支持較高傳輸速率, 利用射頻無線電或紅外線，借助直接序列擴(kuò)頻(DSSS)或跳頻擴(kuò)頻(FHSS)，GMSK，OFDM等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)固定、半移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端

3、對(duì)Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的高速連接訪問。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無線接入。</p><p>　　2 WLAN 的基本特征 </p><p>　　較高的傳輸速率及較遠(yuǎn)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(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。</p><p><b>　　較高頻譜利用效率</b></p><p>　　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：<

5、/p><p>　　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)。</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(jié)果。</p>

6、<p>　　3 802.11x及其速率增強(qiáng) </p><p>　　IEEE在1997年為無線局域網(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)或訪問點(diǎn)AP(Access Poi

7、nt)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

8、。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5GH</p><p>　　4 Wi-Fi-802.11i的安全協(xié)議缺陷</p><p>　　無線網(wǎng)絡(luò)中的安全問題從暴露到最終解決經(jīng)歷了相當(dāng)長的時(shí)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(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 A

10、ccess 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已成為中國幾大公眾業(yè)務(wù)基礎(chǔ)運(yùn)營商共同關(guān)注的焦點(diǎn)。公眾運(yùn)營商級(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。 </p><p>　　例如，基于有線環(huán)境設(shè)計(jì)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(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，不適合于開放無線環(huán)境。且PPP報(bào)文及PPPoE封裝效率較低，無后續(xù)數(shù)據(jù)加密，均對(duì)電信運(yùn)營商級(jí)高可靠性要求帶來較大隱患。</p><p>　　Wi-Fi安全性架構(gòu)從1999WEP→2002WA

12、P→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，目前常用的局域網(wǎng)技術(shù)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(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

13、，家庭網(wǎng)關(guān)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(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

14、端和網(wǎng)絡(luò)的雙向?qū)Φ辱b別，使用數(shù)字證書(x.509)作為身份標(biāo)識(shí)，采用集</p><p>　　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)。 </p><p>　　5  WLAN的頻率規(guī)劃 </p><p>　　對(duì)新技術(shù)應(yīng)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(xì)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(lán)牙、室內(nèi)WLAN及無繩電話和物流無線自動(dòng)數(shù)據(jù)采集識(shí)別等共存運(yùn)用。<

16、;/p><p>　　(2)5725~5850MHz的5.8GHz ISM頻段</p><p>　　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無線接入技術(shù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步參考國際上相應(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。</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(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。 </p><p>　　6 WLAN的基本運(yùn)營模式 </p><p>　　WLAN的高速率與可移動(dòng)性

18、亦使其近些年來成為比藍(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：</p><p>　　●公眾WLAN應(yīng)用模式</p><p>　　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)與購物中心等。</p><p><b>　　●固定無線接入模式</b></p><p>

19、　　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)施寬帶無線連接。</p><p>　　●建筑物內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)模型</p><p>　　學(xué)校、公司、市政管理部門等信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)施均可借助WLAN來實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　●移動(dòng)環(huán)境接入模式</b></p><p>　　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)

20、據(jù)的高速存取連接。</p><p><b>　　●教育應(yīng)用模式</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　●醫(yī)療應(yīng)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(dòng)護(hù)理中心等。</p><p><b>　　●制造物流支持模式</b></p><p>　　對(duì)制造與倉儲(chǔ)方面，WLAN可用于有效的庫存查詢控制、快速的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)配置，以及移動(dòng)庫存車輛的網(wǎng)絡(luò)信息訪問等。</p><p><b>　　●家庭信息網(wǎng)絡(luò)模型</b></p><p>　　可借助WLAN方便靈

22、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。</p><p>　　●零售服務(wù)信息網(wǎng)絡(luò)模型</p><p>　　用WLAN實(shí)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(dòng)/半移動(dòng)辦公及電子商務(wù)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(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。 </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(jī)出貨量預(yù)計(jì)可超過1個(gè)億，2011年約達(dá)3個(gè)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(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3大運(yùn)營商亦看好WLAN的互補(bǔ)增強(qiáng)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(yīng)用。</p><p><b>　　7 結(jié)論  </b></p><p>　　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

25、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)展與國際化，為中國及全球WLAN的發(fā)展做出新貢獻(xiàn)。 </p><p><b>　　8致謝</b></p><p>　　首先要感謝授課老師課上對(duì)我的教導(dǎo),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(xué)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(xué)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(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意！ </p><p><b>　　9