无线网络的昨天、今天和明天

无线网络技术已经日益融入我们的生活，Wi-Fi，蓝牙也成了耳熟能详的名词，今天就让我们来看一看无线技术发展的历史和现状，并对未来做一展望。

　　勿庸置疑，移动设备的发展催生了无线数据传输的应用。一直到上个世纪90年代中期，桌面机和服务器还统治着市场，电缆线是我们的习惯谈论的话题。电脑桌后面缠绕着大堆的连接线。网络线，电话线们构筑起整个有线世界。

　　可是，随处可见的线缆也有不能顾及的地方，同时用某些有线应用价格不菲。因此尽管成本可观，无线网络还是被推上了日程。考虑到空气传播的特点，人们采用了54Mbit/s的微波发射器或是激光发射装置。但是在办公室里，缆线仍然是唯一的选择。至于家庭局域网络，无线应用更是遥不可及的事。

　　此时，无线技术被用在一些特殊的场合里，同时规范也尚未统一。而笔记本的价格正变得越来越平易近人，在笔记本上搭载无线连接技术也成了一块新兴的市场。追溯历史，早在1991年，IEEE正式批准发展基于无线局域网络连接的介质存取控制(Medium Access Control - MAC)和物理层(Physical Layer-PHY)规范。经过六年时间的制定，1997年夏天，IEEE正式批准了这个规范。

　　其实在没有正式名称的第一代规范中，实现的应用和现在相仿：在物理层里存在两个参数，振荡频率和散射频率，它们都在2.4-2.5GHz范围之内。第三层用来实现宽带红外连接。你也许想知道它的速度，在今天看来这似乎微不足道，它只有1-2Mbit/s，但是当时缆线也只能达到10Mbit/s的传输速度。这对还处于发展初期的无线技术来讲已经相当不错了。在这个规范问世后，多媒体应用正如雨后春笋般崛起，无线网络的开发商不得不考虑传输速度的问题了。

　　新的无线协议802.11a一问世就被市场所抛弃。尽管它能提供8-54Mbit/s的传输速度，但是它需要用到5GHz的高频信号。考虑到大量的技术和组织上的困难，它注定无法成功。它的后来者802.11b协议能提供5.5Mbit/s的速度(在speed模式下能达到11Mbit/s)。但是在信号频率上回到了原先的2.4GHz。1999年秋天，这一协议正式被批准，并应用至今。后面推出的802.11d协议也只是在它的基础上进行了一些补充，因此也被看作802.11b协议的扩展。同时802.11b也是现在正在修订的802.11f协议的基础。

　　802.11b协议在九十年代末找到了自己的舞台，但是高昂的价格妨碍了它的流行。对于家庭应用它更显得奢侈。但此时家庭局域网正方兴未艾，摆脱连线束缚的呼声日益高涨。就像电话和电线无法阻止广播网络的入侵一样，无线局域网也要大展拳脚。

　　但是，高高在上的价格还是让人望而却步，一些敢于吃螃蟹的厂商试图推出符合自己标准的性能较弱但价格低廉的无线网络产品，其中不乏在业界颇有声望的厂商，例如HomeRF。但是它们无一例外都成为了无线网络工业标准的牺牲品。

　　就在此时，廉价的无线应用正越来越明确自己的定位。对于有线应用，连线不仅连接电脑网络，同时它还联接各种外设。蓝牙技术很好的切入了这个市场。这种简单而实用的技术能在十米之内提供1Mbit/s的传输速度，同时频率控制在广泛应用的2.4GHz。蓝牙的出现在PC-modem, PC-移动电话, PC-PDA的沟通领域掀起了一场无线革命。

　　事实上，PC和外设间的无线传输规范还在蓬勃发展，试想一下，将来MP3播放器上找不到任何的连线，你只需把播放器放在口袋或包里，利用遥控端就可以随意选歌，而头戴耳机不仅没有连线，同时还能充当移动电话。这些装备都互不干扰，你可以随意掌控。

　　在不久以前，蓝牙应用的呼声一浪高过一浪，这使得昂贵的Wi-Fi应用一度相形见绌。但是最后蓝牙设备不菲的价格浇灭了人们的热情，蓝牙并不是大众情人，它的价格也不可能很快下跌。同时应用第一代蓝牙协议的相关产品也面临严重的兼容性问题。事实上，目前市场上已经可以看到比较廉价的蓝牙设备，相信近两年内，蓝牙产品将面临价格雪崩。

　　但是放在蓝牙面前的机会稍纵即逝，802.11已经迎头赶上，并证明了它不可替代的地位。现在它大力投入力图为用户提供平实的售价。而无线厂商也积极合作试图避免重蹈蓝牙在兼容性问题上的覆辙。Wi-Fi联盟的成立使802.11在市场的推广更为有力。它们已经战果显著：现在在一些公共设施已经构筑了无线局域网，例如飞机场，旅馆，会议室等。同时Wi-Fi的标志也日益深入人心。

　　现在很多新兴的公司都会把Wi-Fi作为构建局域网的首选，至少它们会考虑Wi-Fi兼容接入。同时对于想摆脱连线的家庭局域网用户，Wi-Fi也是一个很好的解决方案。

　　Wi-Fi最大的软肋除了价格以外，还有速度的问题。现在千兆以太网成本下降很快，已经成为很多主板的集成模块。同时局域网的应用也有了很大的扩展，现在对于那些想直接从服务器上在线看DIVX电影的用户，11Mbit/s的速度显然偏低。

　　现在Wi-Fi面前的出路似乎有两条：一是在目前2.4GHz频率的基础上继续提速，再者就是进一步提升频率，这看起来有点冒险。Wi-Fi很可能朝着这两个方向发展。

　　下面即将推出的是i802.11g协议，它在i802.11b的基础上进一步提升了带宽。在理论上，它能提供等同于i802.11a的54Mbit/s带宽，但会把频率控制在一个合理的范围内。在性能提升的同时，i802.11g还将保证对现有i802.11b设备的向下兼容。

　　技术的演进并不是一帆风顺的。i802.11g设备可能就是一例，从目前起草的规格来看，它并不像想象中的那样完美，它实际的速度可能在20Mbit/s，这和i802.11a的实际速度一样。但是一旦你在网络中接入了i802.11b设备，带宽就会急剧下降。基站会开始产生大量的冗余信息。

　　这是因为i802.11g设备在交换信息包时，采用了不同协议的处理方法。因此i802.11b客户端就像盲人行走在大街上一样。为了避免冲突和其他的麻烦，基站会在i802.11b和i802.11g之间作同步翻译。

　　我们进一步看到，FCC对i802.11g采用的工作频率提出了置疑。当然这些并不能阻止i802.11g成为新的标准，但会延缓i802.11g设备大规模上市的时间。大幅度的带宽突降以及其他棘手的问题都是厂商急待解决的。

　　当然我们并不能排除这场竞争中出现激进份子：将5GHz的i802.11a变为主流！首先，他们应该在欧洲获得法律许可。这也是我们将要提到的i802.11h协议最后要做的事。严格的讲，i802.11h就是i802.11a，但是在频率上更为温和。它具有通道选择(DCS)和传输能量控制(TPC)等新特性。换句话说，i802.11h设备能在频率产生干扰时自动转换工作频率，或者降低信号能量，但同时保证与远程WLAN的联络。

　　由于5GHz的波段在欧洲被保留用作卫星通讯的频率。相应的设备拥有最优先的频率使用权。欧洲高速无线通讯协议，HiperLAN/2，占据这这一领域，而不是i802.11a。因此IEEE会决定修订新的无线协议，以期望在今年年底完成标准化的过程。另外，在美国则并不存在类似的问题，i802.11h能很好的向后兼容i802.11a设备。作为i802.11b/i802.11g的补充，我们希望i802.11h能走得更远。

　　现在只剩下一个问题没有解答了，那就是WLAN和外部网络的连接。当然理想的方案是架设光纤，它能提供极快的传输速度，但似乎并不十分必要。为了以较高的速度连接Wi-Fi网络，IEEE推出了自己的标准：802.16a。

　　一个理想状态中用无线网络连接的城市应该是这样的：在每幢高楼里都装有802.16a基站，它们能覆盖50km的范围，频率从2GHz到11GHz，数据传输率在每单元70Mbit/s(一个基站最大可支持6个单元)。对照传统的有线局域网，这些基站将扮演转换的角色。

　　通过每幢建筑的Wi-Fi接入端口，商业用户和家庭可以接受和发出信号。通过PC上安装的Wi-Fi卡，信号可以进一步分流。利用PC，它们能够和外设用蓝牙进行沟通。这一切如果实现的话，那将是相当美妙的事。前提是我们能得到更具性价比的产品，或出现更完美的无线解决方案。

　　现在还是让我们现实一点，来看看不远的将来会发生什么。可以肯定，无线技术将进一步蚕食传统的有线世界。那些长的短的，粗的细的，曲的直的连接线将从我们的世界逐渐消失。作为一个长远的目标，在不增加开支和人力的情况下，IT应用会因为无线技术而更加自由。很多问题正摆在我们面前，但有两点却已经大势所趋：Wi-Fi将代替双绞线，而蓝牙会淘汰USB连线