无线互联取代线缆的可能性分析.docx
- 文档编号:30168340
- 上传时间:2023-08-05
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:26.86KB
无线互联取代线缆的可能性分析.docx
《无线互联取代线缆的可能性分析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《无线互联取代线缆的可能性分析.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
无线互联取代线缆的可能性分析
一、Wi-Fi技术取代线缆的可能性
1、问题的提出
近年来,飞速发展的无线网络技术的应用越来越广泛。
目前,Wi-Fi已经存局域网市场上占据了重要地位,越来越多的机构发现Wi-Fi在满足移动要求、重新布置和自主联网及覆盖难以布线的地点等方面具有极大的益处,在网络规划时对Wi-Fi青睐有加。
从Wi-Fi的实际应用场景来看,目前大致有两类:
一类企业自己建立的面向企业内部用户的WLAN网络,以替代企业有线网或作为有线网的补充。
比如一个大型超市,通过WLAN网络,可以在超市内的任何柜台,通过手持终端,统计存货情况,交由中央系统处理,这样就可以快速、高效地掌握销售情况,适时进货。
这类应用可以显著提高企业的信息化程度,促进企业的发展。
另一类是无线1SP在诸如写字楼、宾馆、机场等所谓的“热点”地区建设的WLAN网络,向公众移动数据用户提供互联网接入服务,并向川户收取网络接人费。
鉴于Wi-Fi有很多优点,一些业界人士也开始思考Wi-Fi是否可以替代有线局域网问题,尤其在规划网络时,常常陷入在无线网络和有线网络两者难以抉择的状况。
本文通过对Wi-Fi和有线局域网在技术方面的优缺点的比较和发展趋势的预测,总结两者的特点,对Wi-Fi代替有线局域网的可能性给出分析,并对从技术发展趋势角度给出网络选择部署的建议。
2、Wi-Fi的特点和局限
2.1Wi-Fi概念
Wi-Fi,是由一个名为“无线以太网相容联盟”(WirelessEthernetCompatibilityAlliance,WECA)的组织所发布的业界术语,中文译为“无线相容认证”。
它是一种短程无线传输技术,能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。
随着技术的发展,以及IEEE802.11a及IEEE802.11g等标准的出现,现在IEEE802.11这个标准已被统称作Wi-Fi。
从应用层面来说,要使用Wi-Fi,用户首先要有Wi-Fi兼容的用户端装置。
2.2Wi-Fi的优点
2.2.1灵活性和移动性
在有线网络中,网络设备的安放位置受网络位置的限制,而Wi-Fi在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。
Wi-Fi最大的优点在于其移动性,连接到Wi-Fi的JI丰I户可以移动且能同时与网络保持连接。
2.2.2安装便捷
Wi-Fi可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个接人点设备,就可建立覆盖整个区域的局域网络。
2.2.3易于进行网络规划和调整
对于有线网络来说,办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。
重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程,Wi-Fi可以避免或减少以上情况的发生。
2.2.4故障定位容易
有线网络一旦出现物理故障,尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断,往往很难查明,而且检修线路需要付出很大的代价。
无线网络则很容易定位故障,只需更换故障设备即可恢复网络连接。
2.2.5易于扩展
Wi-Fi有多种配置方式,可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络,并且能够提供节点间漫游等有线网络无法实现的特性。
由于Wi-Fi有以上诸多优点,因此其发展十分迅速。
最近几年,Wi-Fi已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。
2.3Wi-Fi的局限
鉴于Wi-Fi传输的无线方式,其在应用中还存在一些明显的不足:
需要支持高速、突发的数据业务,具体来说,Wi-Fi必须实现以下技术要求:
(1)可靠性:
Wi-Fi在室内使用还需要解决多径衰落以及各子网问串扰等问题。
其分组丢失率目前也不理想,还达不到10-5,误码率也高于10-8。
(2)速度:
目前Wi-Fi的速度最高也就百来兆,与有线局域网千兆万兆相比,差距较大。
(3)通信保密:
这是最令用户担心的。
由于数据通过无线介质在空中传播,Wi-Fi必须在不同层次采取有效的措施以提高通信保密和数据安全性能。
(4)电磁环境:
Wi-Fi应考虑电磁对人体和周边环境的影响问题。
其中主要的问题集中在性能、速率和安全性。
3、有线局域网特点和局限
3.1有线局域网的特点
(1)传输速度快。
局域网跟局域网传输文件的速度很快。
虽然互联网也行,但速度没局域网快。
简单说也就是省宽带费而已。
但是用在企业上就能省下很多费用,而且文件传输也方便。
有线局域网的带宽是Wi-Fi无法比拟的。
(2)可靠性强。
有线局域网一般用的是双绞线或者电缆、光纤之类的,信息传输的丢失率极低。
3.2有线局域网的局限
(1)耗资源较大。
有线网络耗费较大材料资源和管理维护方面的人力资源,经常会导致网线多而且乱,如果有几十台电脑就需要用线槽或理线器把网线装起来了,布线情况复杂繁琐,对管理人员的技术要求较高。
(2)中毒风险较大。
如果有线局域网中的其中一台电脑中病毒,那么所有的电脑都有可能中病毒,会导致局域网的安全防范能力降低。
4、Wi-Fi替代有线传输的障碍
4.1安全性问题
安全性始终是用户主要关心的问题,Wi-Fi一个天生的问题其信号容易被截获和跟踪。
无线网络的电磁辐射难以精确的控制在某个范围之内,攻击者只需架设一座天线即可获取信息。
与有线网络相比,信息更易被截获和跟踪,而且难以发现。
Wi-Fi的带宽是有限的,这个有限的带宽被AP上所有的用户所共享,入侵者可以产生大量的数据包,从而耗尽网络资源,导致网络瘫痪,或者造成网络永久中断,使系统不能正常T作。
此外,Wi-Fi比有线网络更易遭受IP重定向攻击、TCP响应攻击等。
4.2Wi-Fi管理问题
对无线网络的管理还有很多问题需要解决。
例如:
4.2.1管理系统如何有致利用带宽
WLAN与3GWLAN是否会对第三代移动通信系统构成威胁是业界关心的一个问题。
实际上,WLAN与3G采用的是截然不同的两种技术,用于满足不同的需要。
与3G不同的是,WLAN并不是一个完备的全网解决方案,而只用于满足小型用户群的需求。
4.2.2标准的网管通信方式
网管子系统必须基于工业标准的管理协议,才能监视主机和子系统之间每条路上的状态信息,并可根据状态信息快速分析和解决出现的问题。
4.2.3网络监视和报告
监视和报告无线信号的变化以及接入点的业务类型和负载情况,自动发现进入无线网络体系结构的新设备。
4.3速度问题
这是最大的问题。
几乎所有企图想使用无线网络代替有线网络的用户,都被该问题所困扰而止步。
速率一直是衡量一个网络技术能否满足用户需要的尺度。
随着企业电子商务、家庭多媒体技术的发展,1OM的带宽已不能满足人们对文档、视频、语音等大数据流传输的需求。
但目前大多使用的Wi-Fi802.11h标准其速度只能达到11Mbps。
据AlliedTelesis进行的实验表明,11Mbps无线LAN的实际速度是在5Mhps~6Mbps左右,而随后提出工作在5GHz频段上的802.11a标准也才能达到54Mbps。
小结:
Wi-Fi和有线网络都有不同特点,至少目前还很难说无线网络可以替换有线网络。
对于多数用户来说,还是有线和无线相融合较为适宜。
如果企业已经建成了有线网络,可以采用无线网络技术来扩展自己原有的有线网络。
这就构成无线网络与有线网络融合。
这两种技术各有优缺点,可以互相补充,互相支持。
所以我们相信,两者的融合是最佳选择。
Wi-FI遵循的是IEEE802.11x系列标准。
802.11ac项目早在2008年上半年就已经着手开始,当时被称为“VeryHighThroughput”(甚高吞吐量),目标直接就是达到1Gbps。
到2008年下半年的时候,项目分为两部分,一是802.11ac,工作在6GHz以下,用于中短距离无线通信,正式定为802.11n的继任者,另一个则是802.11ad,工作在60GHz,市场定位与UWB类似,主要面向家庭娱乐设备。
802.11ac标准草案2.0版于2012年1月19日正式在IEEE的官方网站上进行投票,2月18日结束投票后将根据结果形成最终的标准。
可以合理预测,IEEE802.11ac,IEEE802.ad可能会在同一阶段被市场实际应用。
IEEE802.11ac作为802.11n的升级,使无线局域网达到有线环境的速率,而IEEE802.11ad作为802.11ac的补充拓展,主要针对家庭数字设备的高清媒体推送应用,实用后的Wi-Fidisplay技术可能与802.11ad有很大的交集。
二、无线USB取代线缆的可能性
1、问题的提出
随着技术标准的制定完成,在Intel、微软等业界领先公司的大力推广下,无线USB技术在计算机、消费电子、移动通信、工业自动化控制等众多领域已经得到快速应用与发展。
无线USB或将取代有线传输成为应用主流,因为没有人会拒绝更简单、更便捷新技术。
2、无线USB的技术特点
作为有线USB在无线领域的扩展,无线USB的设计目标是向用户提供有线USB的功能,而无需线缆的连接。
无线USB具有下列一些技术特点。
1)充分考虑了与有线USB的兼容。
2)采用了MBOA制定的UWB超宽带物理层标准。
无线USB能够支持53.3、80、106.7、200、320、400和480Mbit/s等多速率和多通道的数据传输,同时也提供了较好的差错检测和校正机制,尤其适合无线USB的室内密集多径场所的高速无线接人。
无线USB标准中,规定了无线USB主机必须支持上述所有的传输速率,而对无线USB设备则不要求支持上述所有的传输速率。
3)保留了原有USB任务的划分模型。
尽管无线化的传输给USB实现带来一定的复杂性,但是无线USB仍然保留了有线USB中“智能主机/简单设备”的任务划分机制。
4)提供了高效的电源管理机制。
5)提供了安全机制。
6)更加易于使用。
易于使用是所有USB标准共同的目标,无线USB摆脱了线缆的束缚,增加了移动性,更加易于使用。
3、解析无线USB
作为一种新型的无线传输技术,无线USB极大的方便了用户操作和使用USB设备。
试想,当你想把U盘中的数据拷入电脑中时,你不必把U盘从裤兜中的钥匙串上摘下插入电脑USB接口即可访问、传输数据;你也不必再弯腰,绕到机箱背后寻找USB口。
当然,无线USB的魅力不仅仅是从有线变为无线这么简单,它在其他方面的革新同样为我们带来了惊喜。
众所周知,目前主流PC所提供的USB2.0接口数非常有限,如果你使用台式机,那么最多可以看到8个接口(背面6个、前置2个),若要连接更多设备就不得不借助USBHUB。
而在无线USB系统中,HUB的概念是不存在的,系统只要有一个无线USB控制器便可同时与多个设备通信,其定义和功能与WLAN中的无线AP(无线访问点)非常相似。
理论上,无线USB最多可支持127个设备同时接入,这是一个相当惊人的数字,是传统有线USB需要串联20个USBHUB才能达到的数字。
4、无线USB(WUSB)的优势
4.1方便、高速
WUSB与有线的USB2.0设备间高速传输规格维持一致,从这方面来看,WUSB技术在很多方面都可以从比较成熟的高速USB上移植过来,能与几乎无处不在的有线USB兼容,与有线USB的工作方式一样,以点对点方式互相连接。
WUSB还允许多个电子产品同时进行无线传输。
它能以无线方式把多达127个装置连接到主机(通常是一台PC)上,其中每个装置都有自己的时间段来传输信息。
即使是在共享WUSB的480Mbps传输带宽时,仍然可以有数个装置同时工作,并保持很快的数据传输速率。
4.2低功耗
低功率传输意味着低功耗,因此WUSB产品非常省电。
WUSB比802.11(Wi-Fi)装置耗用功率低得多,这主要是因为其最大工作范围要比后者小得多。
因此WUSB装置可以有很多休眠时间。
与蓝牙产品的无线部分相比,MP3播放器中的无线USB单元可使电池使用时间长出好几倍。
超宽带低功率输出的另一个好处是有助于保持WUSB装置不对其他电子产品产生电子干扰。
因为UWB无线单元辐射的功率不比电子产品通常辐射的噪声高,因此干扰只在非常近,比如几英寸的距离上才显现出来。
4.3安全性
WUSB传输在10米范围内可以轻易窃听,因此需要一种安全措施来确保特定WUSB装置只连接到想要连接的主机上。
例如,如果把采用WUSB的MP3播放器带到公司中,它可能"听到"附近有很多PC,为了确保与自己的PC连接,必须让这个MP3播放器与自己的PC产生关联。
WUSB装置的安全和有线的USB是一样的,在访问之前,主机会判断合适的设备并且加以验证。
无线装置和有线的不一样,在装置互连时,人们并不能感觉到连接的存在。
其实和有线的USB一样,无线的WUSB也会提供一些密码保护等高度的安全手段,最大限度保证使用者的数据安全。
4.4低成本
目前已正在开发的更新的WUSB芯片价格有可能很低。
一方面,它们发射功率很低,因此可以去掉一些电路,如功率放大器。
它们还可以完全在CMOS中实现。
新WUSB芯片的多功能性还可能使新产品降低成本。
例如,给一台PC添加一个WUSB端口,就可同时连接所有电子产品,而就有线USB连接而言,每个连接都需要一个独立端口。
5.小结
目前无线USB还处在初创版本阶段,速率是3米内480Mbps,10米内110Mbps。
尽管从1.0升级到1.1版本,性能方面并没太大的升级。
其官方宣传可以面向数据传输和媒体流传输两个方面的应用,但目前版本的性能只相当有线USB2.0的性能或更差,实际只能引用于非网络应用的数据传输。
目前尚未清楚无线USB下一版本的升级计划,其本身应用范围的局限性及向下兼容的升级限制,在无线技术的竞争对手面前明显有很多不足,取代自身的线缆传输尚且在速率方面明显不足,取代其它线缆传输技术就希望更小了。
三、其他技术取代线缆的可能性
1.蓝牙技术
大多数标准制定工作由蓝牙特别兴趣组(SIG)在完成,其成果将由IEEE批准。
最新的蓝牙4.0是蓝牙3.0+HS规范的补充,最重要的特性是省电科技、无线覆盖范围增加到60米、速率增加到24Mbps。
蓝牙4.0依旧向下兼容,其包含传统蓝牙、低功耗蓝牙和高速蓝牙技术,三种技术规范可单独使用,也可同时运行。
尽管曾经有过Bluetooth-over-UWB的宣传,但没有进展。
经过升级版本,尽管蓝牙技术的应用得到了增强,但应用范围扩展不大,技术协议方面无法取代无线网络通信,速率方面也无法实现高清视频的无线推送。
2.ZigBee
与蓝牙类似,针对蓝牙技术复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等缺点进行优化,用于家庭自动化控制和工业遥测遥控领域。
这种无线数据传输高可靠,并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。
其与蓝牙技术有较高的技术相似性,基于相似的原因而无法取代有线通信。
3.WHDI
3.1WHDI概述
WHDI(WirelessHomeDigitalInterface,即无线家庭数字接口)设定了一个无线高清晰度视频连接的新标准。
它提供了一个高品质,无压缩的无线连接方式。
其采用的MIMO技术和OFDM的调制方式能够实现高达3Gbps的传送速率。
工作在4.9GHz~5.875GHz频段,20MHz或40MHz通道,符合全球5GHz频谱规定,范围是30米之内,可穿透墙壁,并且延迟小于1毫秒。
采用WHDI产品,既可以显示高清,也免除了布置HDMI线,
3.2WHDI技术特点
⏹无压缩的视频传送
⏹传送无延迟
⏹分辨率高达1080P
⏹支持7.1声道
⏹100K的回传信道
⏹支持HDCP2.0技术
这些技术特点非常吻合市场需求。
3.3WHDI产品
联想IdeaPadS27附带WHDI,可无线传输画面到高清电视
KFA2推出的NvidiaGTX460不是第一张WHDI显卡,影驰的GTX460已经抢先了。
CES2010:
LG的新高清电视产品线将内置最新WHDI。
ZINWELL台湾兆赫已有产品:
ZWD-1222、ZWD-2422、ZWD-2822以及支持3D系列的WHD-100、WHD-200。
3.4WHDI的应用特点
平板电脑上无需线缆接驳,电视必须还有个接收器接收信号。
没有看到足够多的产商提到他们的平板会有这个功能。
无线输出画面会耗费一点平板的本身的电量。
而WHDI本身也支持将USB转为无线信号的能力,所以接收器端还配备USB控制,理论上可以把键鼠接到接受器上面远程控制主机。
3.5WHDI前景
目前在无线高清传输领域应用的最成熟的应该是WHDI技术,WHDI的目标是“以无线方式向所有显示装置发送所有影像”。
不仅是电视适配器,还考虑在会议使用的投影仪中嵌入WHDI。
今后将个人电脑及平板终端的影像向电视发送的产品会越来越多。
而且,控制芯片的整合及小型化也会得到进一步推进。
在通信模块实现小型化之后,WHDI还有望配备到智能手机上。
技术方面,WHDI有非常好的条件取代线缆实现高清媒体推送。
市场方面,WHDI的主推者以色列AMIMION公司的市场影响力远不及它的竞争对手,目前主要支持的企业都在中国大陆和台湾地区,但逐渐有市场占有率高企业开始尝试支持,比如LG,英伟达,所以WHDI在正进行的角逐中算有希望的一个角色。
4.WirelessHD
WirelessHD是由LG、松下、NEC、三星电子、索尼以及东芝公司组成的小组发布的技术。
该技术采用曾被誉为最有前途的无线技术之一的60GHz“毫米波”技术,范围10米。
4.1WirelessHD的技术优点
尽管并不算是家用联网中体积最小、价格最便宜而且功耗最低的技术,但是带宽却是60GHz技术的一张王牌。
传送分辨率高达1,920x1,080p未经压缩的高清视频,且延迟在5到15毫秒之间——这正是WirelessHD小组抓住的价值点。
4.2WirelessHD的技术缺点
60GHz技术还有不少硬骨头要啃,而其中一个,就是实现能自适应的定向天线阵列,来适应客厅里的特殊环境。
生产60GHz技术组件需要新颖的线路设计和算法,以及先进(但往往非常昂贵)的线路仿真、建模和测试工具。
而目前几乎没有符合要求的测试设备。
最大传输范围只有10米且无法穿透墙壁,所以60MHz无线技术并没有急切地想成为令人垂涎的整个家庭联网的后选技术。
4.3WirelessHD的前景
尽管SiliconImage发布了相关的芯片组,但未见市场应用,在解决相关技术难题前,WirelessHD没用取代线缆的明显趋势。
5.WiGig
WiGig(WirelessGigabit无线千兆比特)是一种更快的短距离无线技术,可用于在家中快速传输大型文件。
从技术上来说,WiGig1.0标准融合了WirelessHD和传统Wi-Fi技术的各项优点。
因此,相对于WirelessHD而言,WiGig1.0标准有着自己的优势:
优势之一:
可与Wi-Fi融合
除了拥有接近7Gbps的传输速率之外,WiGig1.0标准的一大优势在于它可以跟目前的Wi-Fi很好地融合。
WiGig技术很大部分是由传统Wi-Fi延伸而来,因此它拥有向下兼容802.11n的能力:
当用户距离AP(热点)较远,其无线连接将选择传输速度较慢但传输距离更远的频段(比如802.11n);而当用户距离AP较近时,系统将自动切换到60GHz频段,以获得更高的连接速率。
另外,在信号加密方面,WiGig设备将兼容802.11的WPA2加密算法,确保了它与现有无线网络的互联互通。
正是由于WiGig1.0标准良好的互联互通能力,现在有一些芯片制造商和WiGig内部已经开始讨论把WiGig融入Wi-Fi标准,以弥补目前802.11规范在超高速无线标准中的缺失,其中就包括了英特尔、Broadcom和Atheros,因为它们既参与了IEEE任务组60GHz标准802.11ad的制订工作,同时也是WiGig董事会成员。
“我们现在还不能称WiGig为Wi-Fi,因为它还不是,但是它与Wi-Fi的确有很多相似之处。
”Broadcom高级技术总监JasonTrachewsky说:
“但是如果我们能在现有的产品中加入速度更快、延迟更小的Wi-Fi接口,例如WiGig,则一定会对我们的客户产生很大吸引力。
”对此,Wi-Fi联盟认证组织也不得不表示:
WiGig可以作为Wi-Fi标准的一个补充,随着各种条件的成熟,Wi-Fi和WiGig将来完全有可能融合到一起。
优势之二:
瞄准多平台应用
最初,WiGig技术瞄准的是家庭内部的无线高清传输市场,但是当正式的标准出台之后人们惊奇地发现,也许可以将WiGig技术应用到其它领域。
除此之外,WiGig技术不仅仅只是面向视频和文件的传输,该标准的协议适应层目前正在发展当中,希望支持特定的系统接口,以替代HDMI或DisplayPort,这意味着未来显卡和显示器之间也可以通过无线来进行连接,NVIDIA、AMD和Intel的齐聚WiGig就显示了这一美好前景。
很多分析人士认为,因为WiGig是面向IP网络的,其背后有英特尔、Broadcom、Atheros以及其他几个最主要的消费电子产品生产商的支持,因此WiGig很有可能从现存的几个无线标准中脱颖而出。
6.WiDi
WiDi(IntelWirelessDisplay)全称为无线高清技术,它是通过WiFi信号来实现电脑和显示设备的无线连接。
在英特尔发布Capella移动平台之后,WiDi技术就已经能够运用在相关产品之中。
在IT领域,支持无线传输的设备非常多,比如说无线键鼠、无线网卡、无线耳机等,这在另一方面也体现了消费者对于无线设备的需求量非常之大。
对于笔记本用户来说,只需搭载英特尔CentrinoAdvanced-N6200/6300/1000的无线网卡就能够通过无线接收适配器和显示设备进行无线连接。
6.1WiDi硬件要求
除了需要配置英特尔CentrinoAdvanced-N6200/6300/1000的无线网卡之外,实现WiDi还需要电脑内置Windows7操作系统。
由于WiDi目前能够支持标清的视频传输(即将发布的SandyBridge平台能够支持高清),所以显示端最好配有HDMI这样的数字视频传输接口,这样就可以达到最好的显示效果。
6.2WiDi系统环境的搭建
WiDi的实现原理是笔记本首先通过无线网卡发出无线信号,然后电视端会有一个无线接收装置来接受WiFi信号,无线接收装置在通过HDMI或者A/V线缆把信号传输到显示设备上。
6.3WiDi的前景
由于WiDi必须搭配对应的Intel处理器才能使用,系统相对封闭,应用范围比较窄,所以没用取代线缆的面向优势。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 无线 取代 线缆 可能性 分析
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)