下一步将是家电网络：无线局域网新技术展望(组图)

雨清

无线LAN即IEEE802.11是以实现以太网的无线化而制订的规格。


　　规格制订之初，最大传输速度只有2Mbit/秒，比以太网要慢得多，而且与以太网产品相比价格也高得离奇。因此，尽管有包括企业在内的一些团体或组织采用了这种新型传输方式，但并未迅速普及。

　　但是到了1999年，最高速度达11Mbit/秒的IEEE802.11b产品价格迅速走低，局面开始改观。速度接近有线LAN、不需要布线、易于安装的无线LAN在无线LAN厂商的低价战略攻势下，知名度迅速提高，企业和家庭内部LAN开始走向普及。之后，随着最高通信速度达54Mbit/秒的IEEE802.11a产品、802.11g产品问世，轻松使用无线LAN的环境日趋完善。

　　现在，多数笔记本电脑都内置有无线LAN功能，无线LAN接入点也随处可以找到。可以说，无线LAN取代有线LAN这一最初目标已经基本实现。

　　以这一成功为基础，无线LAN现在又开始应用于个人电脑以外的网络（图1，点击放大）。

　　下一步将是家电网络

　　在个人电脑之后，无线LAN设备与芯片厂商热切关注的下一个目标就是家电网络领域。他们正考虑在电视机、DVD影碟机、硬盘录像机、摄像机、游戏机等设备上配备无线LAN，利用无线LAN功能来传输影像。

　　作为这一动向的象征，专门传送影像的新型无线LAN产品很快就会亮相。这就是美国Atheros通信公司的无线LAN芯片“AR5005VA”（照片）。“AR5005VA具有确保传输带宽的控制技术和提高稳定性的技术等，配备有实现HDTV图像信号传输所需要的全部功能”（日本Atheros通信公司社长大泽智喜）。该公司表示，将在2004年秋开始向无线LAN设备厂商供货。

　　此前也曾有人提出过利用无线LAN实现家电网络化的构想。但一直未步入到正式实施阶段。这即有家电网络本身仍处于构想阶段的原因，也存在无线LAN传输能力难以满足家电网络、尤其是图像传输的问题。“其实，2001年我们就已经预测到随着无线LAN速度的提高，完全可以应用于家庭网络，但当时即便提到无线LAN可用于传输高清晰图像这样的话题，又有几个人会相信呢？”（大泽社长）

　　正如开头所讲的那样，无线LAN原本就是为了实现以太网无线化而制订标准的。因此时至今日，无线LAN规格并没有准备用于确保通信质量的QoS（QualityofService）功能。“如果想通过无线LAN将硬盘录像机与电视机联接起来的话，没有QoS功能是无法实现的”（夏普公司数字家电开发本部平台开发中心主任研究员浦野直树）。

　　与空间状态相比，无线的通信状态更是在无时无刻地发生着变化。在此之前还保持着联接，突然间就会中断，或者速度变慢。如果是有线的话，可通过LAN开关为每个终端分配专门的传输宽带，但对于没有专门物理传输线路的无线LAN而言，无线LAN设备间经常需要让出带宽。由于无线LAN必须在如此困难的条件下通信，所以需要有能够适应电波状态变化与端口竞争等情况的良好QoS功能。

　　家电网络需要的还不仅仅是这些。如还要有网络自动设定功能。在目前的无线LAN中，组成网络时必须设定网络名称（SSID）与加密方式。但在家电领域里，需要有良好的可操作性，确保不熟悉计算机技术的用户也能顺利使用。最好是简单到只按一下按钮就能完成设定的程度。

　　另外，以传输影像为前提，家电网络对带宽的要求非常严格。例如，在发送经过压缩的HDTV信号时，需要有20Mbit/秒的带宽。尽管11a/g可实现最大54Mbit/秒的通信速度，但实效速度只有30Mbit/秒。而且当设备相距较远，或者遇到门与墙等障碍物时传输速度马上就会降下来。考虑到用无线LAN来传送稳定的影像，从内心里想也是“带宽越宽效果就越好”（夏普公司浦野直树）。

　　室外“热点”开始亮相

　　与家电网络一样，无线LAN技术的室外应用也已开始启动。并已经出现了应用实例。NTT通信目前正在东京秋叶原和丸之内地区的大楼顶上设置无线LAN接入点，提供在室外也能使用的公共无线LAN服务。设想的使用方式为：在单独接入方式的基础上，在街头也能使用IP手机进行通话，或者是笔记本电脑和PDA一进入公共无线LAN开通地区就自动下载数据。

　　可在咖啡馆或饭店大厅等特定“接入点”使用的公共无线LAN服务到目前还尚未出现。室外公共服务不是特定的接入点，而是可以全方位地使用的无线LAN。

　　但在开展这样的WAN式服务时，仍存在现行无线LAN标准难以支持这样的技术性难题。例如，由于移动需要切换接入点时，如何实现通信不中断的“漫游”功能。在目前的方式下，切换接入点时还必须重新进行一次认证。

　　因此在切换时会出现停顿现象。如果是浏览Web页或收发电子邮件的话问题还不大，但如果是用IP电话进行通话的话就比较麻烦了。

　　另外，在多个接入点相邻的情况下，缺乏让终端不要集中于一个接入点的“负荷分散”机制，收费与认证机制目前也是各厂商或经营者各自为政，需要做进一步的改进。

　　触角又伸向机器对机器通信（M2M:machine to machine）



　　图2：IEEE802.11已经通过或正在审议的规格实际上，有些规格的层结构并不完全和图中显示的一样。按关联性最强的层进行分类。



　　图3：标准、Wi-Fi认证与投产的关系Wi-Fi认证程序规定，当多家厂商推出支持同一规格的芯片、使用这些芯片的设备超过4种时需要进行认证试验。因此，一般的顺序是：规格制订→投产→Wi-Fi认证，但近来随着竞争日趋激烈，一些产品开始抢在规格制订之前亮相，开始打破原来的顺序。另外，应设备厂商的要求，当标准制订进入一定阶段时，有时也会提前进行Wi-Fi认证。



　　图4：802.11委员会与Wi-FiAlliance的关系以Wi-FiAlliance为中心，市场、设备厂商、标准团体密切相关。

　　随着室外应用的进一步扩展，开始有人考虑无线LAN是否可以应用于ITS（IntelligentTransportationSystems）。ITS将道路旁边设置的传感器与车载传感器、无线网络等组合到一起，通过获取高精度交通信息来更有效地提供安全驾驶信息。

　　在ITS领域，无线LAN的应用有2个方面。一是名为DSRC（Dedicated ShortRangeCommunication）的近距离无线通信系统。通过与道路旁边或高速公路收费站、停车场入口处等地方设置的基站进行通信，可用于下载最新交通堵塞信息、进行费用结算等。目前高速公路上使用的ETS（ElectronicTollCollection Systems）采用不同于无线LAN的通信方式，但今后将会部分更换成无线LAN技术。

　　另外一个方面是车辆间网络技术。相邻的汽车之间组成无线LAN，作为一个整体来共享信息。例如，通过相互交换车辆位置信息、速度信息等，可以实时获取堵车信息。

　　另外还有一种设想，即使所有车辆都没有联入互联网，但只要有一辆汽车联入互联网，所有车辆都可以通过车辆间网络进入互联网。也就是说在这一系统中，部分车辆是以中继方式接入互联网的。这就是所谓的Mesh网络。在Mesh网络中需要有如何不通过人就能搜索附近的无线LAN设备、怎样形成联络、如何选择信号传输路径等规格。

　　应对客户需求的规格相继亮相

　　上面介绍的面向新用途开发的规格正由无线LAN标准化团体IEEE802.11委员会负责制订（图2，点击放大）。

　　例如，家电网络所必需的QoS功能已经作为IEEE802.11e进行了数年的研讨，估计将在2004年底被批准为正式规格。

　　另外，针对物理层的提速，已开始由IEEE802.11n工作小组进探讨。目标就是使实效速度超过100Mbit/秒。如果快的话预计到2006年夏季前后即可实现标准化。

　　另一方面，公众无线LAN所必需的高速漫游已于2004年7月由IEEE802.11r工作小组开始制订规格。按这一规格漫游时，与接入点进行信息交换，不需要重新认证即可完成切换。

　　负荷分散机制可通过收集、管理无线LAN设备信息的IEEE802.11k标准来解决。估计在2005年内可以实现标准化。

　　另外，对于ITS中需要的Mesh网络，也已经作为IEEE802.11s于2004年7月开始进行规格制订。尽管针对DSRC的规格制订尚未起步，但今后很可能会作为IEEE802.11p来进行开发。

　　Wi-Fi Alliance统揽全局

　　正如前面看到的那样，无线LAN的市场拓展与技术开发是以设备及芯片厂商和标准化团体为中心来进行的，但与这些作业成果息息相关的还有另外一个团体。这就是以确认支持新技术的产品间相互兼容、并将其通知给用户为目的而成立的业界团体“Wi-FiAllince”。

　　Wi-FiAllince的本来使命是对符合IEEE802.11标准的产品进行试验以确保其相互兼容性。这是为了避免符合同一标准却互不兼容的产品充斥市场而导致整个业界萎缩成立的。具体工作就是根据已经实现标准化的IEEE802.11系列制定出相互兼容认证程序。然后根据这一程序对各无线LAN厂商带来的产品进行测试，确定其相互兼容性（图3，放大显示）。对于合格的产品发放“Wi-FiCertified”标志。但Wi-FiAlliance也并不排斥标准以外的技术。只要能确保Wi-FiAlliance规定的最低限度相互兼容性，也可以配备标准以外的功能。

　　通过Wi-FiAlliance开展的一系列活动，设备及芯片厂商之间形成了有序竞争关系，并形成了将各厂商开发需求反映到标准化作业的机制（图4，点击放大）。

　　实际上，Wi-FiAlliance成为标准化团体“院外集团”的色彩越来越浓。也就是说，其任务变成了汇总设备及芯片厂商需求，就标准化问题向IEEE802.11委员会施加压力。如安全标准IEEE802.11i的标准化就出现过按照Wi-FiAlliance的要求大幅提前完成的情况。

　　“在出席Wi-FiAlliance时，各竞争对手之间不再主张本公司的利益，而是讨论无线LAN可适用于哪些市场、在这种情况下无线LAN有哪些不足、需要作什么样的认证试验等。竞争问题最好是在市场出现后再去考虑”（AirgoNetworks公司首席经理高木映儿）。

　　在当今的无线LAN世界里，用户对“即便购买不同厂家的产品也能联到一起”感到非常放心，但如果全是同一厂家的话还可以得到更便利的功能，目前正在寻找这种“协调与竞争”的平衡。这种健康的平衡也许将变成无线LAN迈向新时代的最大推动力。