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宽带WPAN接入带来的机遇与挑战

发布时间:2020-07-21 18:21:35 阅读: 来源:矿物棉厂家

摘要:无线个域网(WPAN)目前以自成网络的内部应用为主,其与蜂窝网、互联网等多种网络共存和相互融合的问题还需要深入研究。多网融合必然要求网络和终端更加智能化,由于目前WPAN技术还不成熟,因而其实际应用将面临较大挑战,但这同时也是一次机遇,一旦解决了相关技术问题,有可能产生巨大的商机。

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关键词:宽带无线接入;无线城域网;无线局域网;无线个域网

编者按

全球通信的宽带化、无线化、个人化需求推动着无线接入的宽带化进程。由于便携式产品的发展和应用需求的迅速增长,促成了无线个域网(WPAN)技术的诞生,使无线接入的产业链更加完善。随着统一标准进一步形成,WPAN必然迎来一个全面兴盛的时期,成为运营商进入接入市场的新机会。

信息产业快速发展,宽带接入技术不断涌现。各种宽带无线接入系统凭借其建设速度快、运营成本低、投资回报高等特点,受到了电信运营商的青睐。当前宽带无线接入的主要技术有:本地多点分配系统(LMDS)、多点多信道分配系统(MMDS)、无线局域网(WLAN)和蓝牙技术(Bluetooth)等。其中,LMDS和MMDS属于无线城域网(WMAN)技术,IEEE 802.16宽带无线访问标准工作组正在开发相应规范以标准化这些技术;WLAN标准主要指IEEE 802.11系列标准和HiperLAN/2标准;蓝牙则是目前无线个域网(WPAN)应用的主流技术。由于消费需求和应用场合的多样化,WMAN、WLAN和WPAN技术将互为补充,共同推进宽带无线接入市场的发展。

1 宽带无线接入技术

1.1 无线城域网

目前属于WMAN应用的宽带无线接入系统(如LMDS、MMDS)缺乏统一的标准,彼此互不兼容。WMAN采用的技术多种多样,主要有正交频分复用(OFDM)技术、码分多址(CDMA)技术等。

IEEE 802.16标准为解决上述兼容性问题而制定。该标准的2002年修正草案定义了3个主要WMAN网络类型,即:固定式、便携式和移动式,分别对应于标准IEEE 802.16、IEEE 802.16a和IEEE 802.16e。其中IEEE 802.16标准适用于视距传输,工作频率为10~66 GHz,应用于LMDS;IEEE 802.16a标准为超视距传输,工作频率为2~11 GHz,应用于MMDS;IEEE 802.16e标准工作频率为2~6 GHz,主要应用于蜂窝移动通信及3G。

现阶段802.16标准制定工作的重点在IEEE 802.16e上面,目标是当低速轻巧的移动设备在跨越不同存取点时,仍能维持一定程度的网络漫游服务。

WMAN的宽带无线接入业务正迅速由北美和欧洲向世界其他地区扩展,为电信运营商拓宽网络接入市场提供了新的机会和前景。

1.2 无线局域网

IEEE 802.11系列标准是WLAN事实上的标准,包括IEEE 802.11、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g。其中,IEEE 802.11b传输速率可高达11 Mb/s,采用2.4 GHz免执照频段,已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用,是目前WLAN的主流标准;IEEE 802.11a是IEEE 802.11b的后继标准,峰值速率可达54 Mb/s,特别适合于室内及移动环境,有着更广的应用前景,被很多厂商看好;IEEE 802.11g可以在2.4 GHz频带上实现最高54 Mb/s的数据传输,与IEEE 802.11b保持兼容,并已经较好地解决了采用蓝牙技术和基于IEEE 802.11b标准的设备间相互干扰的问题。

HiperLAN/2是欧洲电信标准化协会(ETSI)的宽带无线电接入网络(BRAN)项目组着手制定的高性能无线接入标准。HiperLAN/2对应于IEEE 802.11a标准,工作在5 GHz频带,调制技术也采用正交频分复用(OFDM),与IEEE 802.11a在物理层兼容,使用一种动态时分双工技术,数据速率可高达54 Mb/s,并且能在高吞吐率下支持QoS,从而为视频、话音等实时应用提供支持。

中国四大通信运营商均已进军WLAN领域,共同推进了WLAN市场的发展。2002年7月,信息产业部下发了《使用5.8 GHz频段频率的通知》,批准将5 725 MHz~5 850 MHz频段用

作点对点或点对多点扩频通信系统、高速无线局域网、宽带无线接入系统、蓝牙技术设备及车辆无线自动识别系统等无线电台站的共用频段[1]。从政策上为WLAN在中国的进一步应用推广开辟了新空间。

1.3 无线个域网

WPAN是继WMAN和WLAN之后提出的概念,其目标是解决如何让人们将网络随身携带的问题,核心是解决小区域的无线多媒体传输。

成立于1999年的IEEE 802.15工作组[2]专门负责制定有关WPAN的标准,该工作组由4个小组组成。其中,IEEE 802.15.1负责蓝牙的标准化;IEEE 802.15.2研究WPAN和WLAN的互存性;IEEE 802.15.3制定高速WPAN标准;IEEE 802.15.4研究特别节电技术和低复杂度方案,应用领域主要为传感器、远端控制和家庭自动化等等。

IEEE 802.15.1标准以蓝牙v1.1规范为蓝本,定义了蓝牙技术的媒体访问控制(MAC)层(包括L2CAP、LMP、基带)和物理层。IEEE 802.15.1一直在关注蓝牙特别兴趣小组的标准版本升级工作,以使得IEEE 802.15.1与蓝牙标准保持同步。蓝牙特别兴趣小组已于2003年底正式公布了蓝牙标准v1.2。

IEEE 802.15.3于2003年6月完成了高速WPAN的MAC层/物理层标准制定。该标准具有以下特点:支持高达55 Mb/s的数据速率,可传送高质量视像和声音,支持服务质量保障,具有Ad hoc点对点网络特点,功耗和成本低。

IEEE 802.15.4已通过第18轮修正草案。该标准具有以下特点:数据速率为25、40、250 kb/s,采用CSMA-CA机制,保证传输可靠性,提供最优的功率管理。

属于WPAN应用的蓝牙技术,由于其灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信,而成为目前的WPAN主流技术。在蓝牙特别兴趣小组的极力推广下,蓝牙技术正较快地渗透到PC、消费类电子产品以及垂直应用市场中。

目前蓝牙仍被大多数业界人士誉为最具广阔前景的WPAN技术,其推广应用程度标志着无线个域网的实用化程度。

正因如此,中国国家标准化管理委员会以“国标委[2002]41号”文将蓝牙技术列入2002—2003年国标制定计划,并授权信息产业部邮电工业标准化研究所主持起草该系列标准,体现了中国对蓝牙技术的重视程度。中国蓝牙标准制定工作组一直在密切关注蓝牙标准升级情况,以期与国际蓝牙标准同步。

蓝牙的传输速率限制了其应用拓展,成为影响该技术全面普及的最主要因素,而IEEE 802.15.3由于比蓝牙具有更高的数据速率、更全面的业务及QoS支持、更短的连接时间等特点,得到了业界的广泛关注。然而,虽然IEEE 802.15.3标准制定工作已经完成,但据IEEE 802.15标准小组负责人介绍,使用IEEE 802.15.3标准的通信设备在2004年年底才可能推出,估计芯片价格会在100~150美元之间。

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