寬帶無線接入技術完全詳解
寬帶無線接入技術是目前非常流行的一種接入技術,首先讓大家了解下寬帶無線接入技術的原理級基礎知識,然后全面介紹此技術的特點和優勢。寬帶無線接入技術代表了寬帶接入技術一種新的發展趨勢,不但建網開通快、維護簡單、用戶較密時成本低,而且改變了本地電信業務的傳統觀念,最適于新的電信競爭者開展有效的競爭。寬帶無線接入技術一般包含無線個人域網(WPAN)、無線局域網(WLAN)、無線城域網(WMAN)、無線廣域網(WWAN)四個大類,它們共同組成寬帶無線接入技術的網絡架構。
一、無線個人域網
1.概述
在網絡構成上,WPAN位于整個網絡鏈的末端,用于解決同一地點的終端與終端之間的連接,即點到點的短距離連接,如手機和藍牙耳機之間的無線連接。WPAN工作在個人操作環境,需要相互通信的裝置構成一個網絡,而無需任何中央管理裝置,可以動態組網,從而實現各個設備間的無線動態連接和實時信息交換。WPAN在2.4GHz頻段,其新的標準將可以支持最高達55Mbit/s的多媒體通信。目前承擔WPAN標準化任務的國際組織主要是IEEE802.15工作組。
2.標準化進程
1998年3月,在IEEE802.11無線局域網工作組內成立了一個WPAN研究組。1999年3月,該研究組擴充為一個專門的工作組,即現在所說的IEEE802.15。IEEE802.15負責制訂WPAN標準,又分為4個任務組(TG)。
TG1也就是IEEE802.15.1,該任務組負責在藍牙技術1.1版的基礎上制訂WPAN標準。IEEE802.15.1于2002年6發布了IEEEstd.802.15.1--2002版。
TG2是解決WPAN與WLAN等其他無線網絡之間共存問題的任務組。目標是使WPAN和WLAN在同時運行的過程中相互干擾最小,保證兩者正常運作。
TG3是高速率任務組,為在WPAN實現20Mbit/s以上的傳輸速率制定相應的標準和規則。
TG4,也就是IEEE802.15.4,負責低速WPAN標準的制定。
二、無線局域網
1.概述
WLAN是目前在全球重點應用的寬帶無線接入技術之一,用于點對多點的無線連接,解決用戶群內部的信息交流和網際接入,如企業網和駐地網。現在的大多數WLAN都在使用2.4GHz頻段。
IEEE于1990年11月成立無線局域網標準委員會,并于1997年6月制定了全球第一個無線局域網標準IEEE802.11。目前已經批準了四個涉及物理層的主要標準:802.11、802.11b、802.11a和802.11g。后三個標準是802.11的升級,其中802.11b產品是全球WLAN設備市場的主流,而802.11a和802.11g設備的市場份額也在逐步增加。除了上述幾個物理層標準外,IEEE還根據WLAN的應用需求,提出了針對安全、QoS和提高速率等問題的標準,如802.11c、802.11d、802.11e、802.11f、802.11h、802.11i等。歐洲通信標準協會(ETSI)也制定了WLAN領域的標準HiperLAN1/HiperLAN2。HiperLAN1與802.11b整體上相當,HiperLAN2則是HiperLAN1的第二版本,對應于IEEE的802.11a。
2.標準化進程
802.11系列的標準化進程可以分為三條主線:①物理層標準化②滿足管制要求的修改版本標準化?③增強型標準的標準化。2004年6月,IEEE又批準了兩個新標準:802.11e和802.11i。
3.技術新熱點
WLAN在應用方面比較成熟,但需求的增加也引發了一些新的研究熱點,如:
①VoWALAN:運營商和設備商希望將蜂窩電話和WLAN結合在一起,使用戶通話時能方便地在蜂窩網絡和WLAN網絡之間無縫切換。
②提高速率:很多設備廠家正在研制100Mbit/s以上傳輸速率的WLAN產品,如Netgeaar等,但產品性能尚不穩定,缺乏統一標準。更高速率的WLAN產品將等到2006年802.11n標準批準后才能商用。
③增強移動性:以往的WLAN產品只能支持小范圍、低速的游牧移動,隨著技術的發展,很多廠家正在努力尋求通過WLAN實現更高的移動性。
三、無線城域網
1.概述
WMAN主要用于解決城域網的接入問題,目前正在商用的主要是多點多信道分配系統(MMDS)和本地多點分配業務(LMDS)技術。在MMDS中應用比較多的是3.5GHz/5.8GHz頻段,而在LMDS中應用比較多的是26GHz/38 GHz頻段。
2.標準化進程
從第一代模擬系統發展到現在的第二代數字系統,LMDS技術不斷更新,但目前各廠商制造的LMDS設備彼此之間還不能兼容。1999年,IEEE-SA成立了802.16工作組來專門開發寬帶固定無線技術標準。IEEE802.16標準的頒布,既考慮了與現有LMDS系統的兼容,又考慮了LMDS技術的發展。IEEE802.16是點對多點寬帶無線接入技術系統的權威規范,其最初目標是規范10-66GHz頻段的寬帶固定無線接入系統,之后又對2-11GHz頻段的系統進行了改進。一些世界知名企業還發起成立了WiMAX論壇,力爭在全球范圍推廣802.16標準。ETSI也正在制訂LMDS標準,稱之為HiperMAN標準。
3.新技術的發展
目前有一些公司開始嘗試用CDMA、OFAM等技術來實現“最后一英里”的寬帶無線接入技術。改進后的寬帶固定無線接入網與LMDS、MMDS相比,主要有以下幾個優點:
①便于攜帶和移動:傳統的MMDS和LMDS需要保證運營商的基站和客戶的收發器之間的距離必須在視距范圍之內,引入OFDM和CDMA等新技術后將不再有這樣的限制。
②即插即用:運營商的技術人員不再需要逐個訪問用戶的駐地進行安裝調試,可以大大節省運營成本。
③實現QoS保證:對于運營商來說,盡管數據業務很重要,但是他們仍然從話音業務中獲得了絕大多數的收入,因此設備提供商必須要保證QoS的性能以賦予話音和數據業務更高的優先權。
四、無線廣域網
1.概述
WWAN滿足超出一個城市范圍的信息交流和網際接入需求。802.20和2G、3G蜂窩移動通信系統共同構成WWAN的無線接入,其中,2G、3G蜂窩移動通信系統在目前使用最多。802.20標準擁有更高的數據傳輸速率,達到16Mbit/S,傳輸距離約為31km。802.20移動寬帶無線接入標準也被稱為Mobile-Fi。
2.標準化進程
IEEE802.20標準工作組正式成立后的主要任務是制定移動寬帶無線接入技術系統數據傳輸的空中接口標準,規范物理層和MAC層,工作組的初步任務是要使802.20標準達到如下要求:
◆工作在3.5GHz以下的許可證頻段;
◆每用戶的峰值數據傳輸速率超過1Mbit/s;
◆保證在最高移動速度達到250km/h的情況下正常使用;
◆實現主要大城市地區的網絡覆蓋;
◆提高頻譜利用率,保證用戶的數據傳輸速率,努力使高端用戶得到的性能高于現在的移動網絡。
這一新的標準將彌補現有802系列標準中高速率低移動性和現有移動通信網絡高移動性低速率的缺陷,同時實現高速率和高移動性。
五、相關技術標準之間的關系
802.11、802.16、802.20標準分別針對不同的網絡層面,相互之間沒有沖突,而更多的是互補關系。但是隨著802.16a標準的推出,以及802.16e研究和制訂工作的開始,許多人開始懷疑這三種技術標準之間的相互關系:802.16a的頻段范圍是2-11GHz,已與802.11的頻段出現重疊;802.16e的目標是增加移動性,這又與802.20最為炫耀的移動性相一致。于是有人推測這三種寬帶無線接入技術標準在與其他技術相抗衡時將不可避免地出現相互重疊并展開競爭。
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