通信与网络中的简述无线局域网（WLAN）的发展与应用
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2020-10-22
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通信与网络中的简述无线局域网（通信与网络中的简述无线局域网（WLAN）的发展与应用）的发展与应用
1 引言 无线局域网络（Wireless Local Area Networks； WLAN）是相当便利的数据传输系统，它利用射频
（Radio Frequency； RF）的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络，使得无线局
域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到「信息随身化、便利走天下」的理想境界。 目
前，WLAN领域主要是IEEE 802.11x系列。我国自主创新标准WAPE及欧洲Hiper LAN/x系列等几种标准在积极
发挥作用。 近代通用无线接入作为先进手段实施接入网的全部或部分功能，它已成为有线接入的有效支
持、补充与延伸，是快速、灵
1 引言引言
无线局域网络（Wireless Local Area Networks； WLAN）是相当便利的数据传输系统，它利用射频（Radio
Frequency； RF）的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存
取架构让用户透过它，达到「信息随身化、便利走天下」的理想境界。
目前，WLAN领域主要是IEEE 802.11x系列。我国自主创新标准WAPE及欧洲Hiper LAN/x系列等几种标准在积极发挥作
用。
近代通用无线接入作为先进手段实施接入网的全部或部分功能，它已成为有线接入的有效支持、补充与延伸，是快速、灵
活装备与实现普遍服务的重要途径。无线接入目前虽大部分为窄带，但中宽带与宽带（Wideband and Broadband）无线接
入，包括2.5G/3G移动接入、不对称IP接入及卫星接入已成为可能。而WLAN/WPAN/WBAN技术可视为一种最接近用户的短
距离、微功率、微微小区（Pico-cell）型无线接入手段，加上毫微微小区Femtocell以及M2M-传感网/物联网
（WSN/WVSN/Internet of Things）等助力，在构筑新世纪泛在/普适全球个人通信网络及无线连接世界方面将发挥其独特的重
要作用。无线接入与Internet联合运作的所谓无线Internet/移动IP，以及更进一步以全球移动通信的演进发展沿
2G→2G+（2.5G，2.75G）→3G→3G+→4G这一发展脉络，将及时大量运用及嵌入
3G/4G，Bluetooth，WLAN/WPAN/WBAN之类新手段，进入所谓嵌入式（Embedded）世界，实现以Pico-cell小区个人接入
为中心展开的无线个人域与物体域网络（WPAN/WBAN）时代。这将成为未来全球个人通信世界中的最重要环节之一。
2 802.11x及其速率增强及其速率增强
IEEE在1997年为无线局域网制定了第一个标准──IEEE 802.11，其中定义了媒体存取控制层（MAC层）和物理层。物
理层定义了在2.4GHz的ISM频段上工作，总数据传输速率设计为2Mbit/s。两个设备之间的通信可以以自组织（Ad Hoc）的方
式进行，也可以在基站BS（Base Station）或访问点AP（Access Point）的协调下进行。IEEE 802.11标准最初主要用于解决
办公室局域网和校园网中用户的无线接入，其业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbit/s。之后，由于速率和传输距
离都不能满足人们的需要，IEEE小组又相继推出了更高速率的标准802.11b和802.11a。802.11b支持较高速率达1Mbit/s，同
样工作于2.4GHz ISM频段，亦称Wi-Fi（无线保真，Wireless Fedelity），可为笔记本电脑或桌面电脑提供完整的网络系统服
务。802.11a为利用5GHz频段的WLAN方式，传输速率更高，可达25Mbit/s或更高，借助OFDM技术，其速率可高达
54Mbit/s。它亦被称为Wi-Fi5，可适应话音、数据、图像等多媒体业务的需要。802.11x标准即由Wi-Fi联盟推进其产业化与应
用工作。
为使进入广泛商用的WLAN取得更高速率、更可靠的QoS及安全性，IEEE进行了一系列补充修订，向802.1x系列标准化
努力，包括OFDM，高状态M-QAM调制与FEC技术，MIMO，CR，DFM等近代先进无线设备与网络技术的运用。
3 Wi-Fi-802.11i的安全协议缺陷的安全协议缺陷
IEEE802.11i是IEEE为了弥补802.11脆弱的安全加密功能（WEP，Wired Equivalent Privacy）而制定的修正案，于2004
年7月完成，其中定义了基于AES的全新加密协议CCMP（CTR with CBC-MAC Protocol）。
无线网络中的安全问题从暴露到最终解决经历了相当长的时间，而各大通信芯片商显然无法接受在这期间什么都不出售，
所以Wi-Fi厂商以802.11i的草案3为蓝图设计了一系列通信设备，称为支持WPA（Wi-Fi Protected Access）的设备。公众运营
商级的WLAN用户主要为企业客户、经常出差的商务人员及家庭用户等，多半属高端用户，对服务质量及安全性非常关注。而
IEEE 802.11x标准中原先提出的安全方案已被广泛证实存在安全漏洞。
例如，基于有线环境设计的端口访问控制协议802.1x，安全协议WEP及RC4流密码，DHCP+WEB认证中的用户名和密码
系按明文HTTP1.0或弱加密HTTP1.1的MD5算法。MAC地址过滤及非法接入及目前使用较多的PPPoE认证方式也是用明文或
弱加密方式传送口令，不适合于开放无线环境。且PPP报文及PPPoE封装效率较低，无后续数据加密，均对电信运营商级高
可靠性要求带来较大隐患。
针对这些情况，我国依据“商用密码管理条例”制定的WLAN安全标准WAPI（无线网络鉴别保密基础结构），采用基于公
共密钥密码体系的证书机制，动态密钥综合安全度高。完善的安全认证也是实施身份识别、分类计费、路由策略和流量控制等
优良运营用户管理的基础。这些成果有可能打破外国企业在这一市场的绝对垄断格局，从而引起了相应外国政府和企业、组织
的强烈关注与严重不安。他们采用政府高层施压、Wi-Fi联盟反对、芯片禁运等各种手段抵制与阻挠实施，使WAPI标准受阻。
2004年4月29日，国家认监委和国家标准委联合发布2004年第44号公告，声明WAPI国家标准的强制性认证实施时间后
延。此前，吴仪副总理已在2004年4月22日中美商务会议上与美方会谈后表示，中国同意在6月1日最后期限到来之时，不强
制实施我国自主创新制定的WAPI技术标准，并与WLAN国际标准机构密切合作。
在自主创新其他新标准之际，我国WAPI标准受阻失利的经验教训确实值得反思。但应该指出，国内参与WAPI标准化工
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