《无线网络：理解和应对互联网环境下网络互连所带来的挑战》——1.3　无线与有线的差异

为什么会出现这么多不同的无线网络技术呢？这些技术的变化和演进为什么又会如此迅速呢？答案就是整个无线网络的问题空间既庞大而又多样。所以尚不存在所谓的“终极武器”，即不存在一个能解决所有问题的终极技术。这在一定程度上是由于人们很少做整体解决方案的工作。

本节书摘来自华章出版社《无线网络：理解和应对互联网环境下网络互连所带来的挑战》一书中的第1章，第1.3节，作者：（美）杰克L.伯班克（Jack L. Burbank）等著，更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看

1.3 无线与有线的差异

为什么会出现这么多不同的无线网络技术呢？这些技术的变化和演进为什么又会如此迅速呢？答案就是整个无线网络的问题空间既庞大而又多样。所以尚不存在所谓的“终极武器”，即不存在一个能解决所有问题的终极技术。这在一定程度上是由于人们很少做整体解决方案的工作。尤其是当问题空间面临许多基础技术挑战的时候，而这恰恰是无线网络问题空间的特点。
无线网络在许多方面通常是有短板的，并且面临许多有线网络领域无需考虑的挑战。下面列举一些无线网络必须克服的问题。
（1）低带宽导致原链路容量受限：这也许是无线网络和有线网络领域最大的区别。在有线领域，解决方案几乎总归结为供应问题。当网络变得拥挤，网络用户群增加时，增加带宽就能解决问题。但在无线领域这并不是一个可行的解决方案。射频频谱是一种宝贵、有限的资源。它既不能被发明也不能被创造。所有无线网络开发人员能做的就是希望能更高效地利用现存的射频频谱资源。无论在有线还是无线网络领域，没有一个技术开发人员希望开发出低效率的解决方案，即使低效率在有线网络领域是可以容忍的。
（2）信道质量恶劣导致数据丢失：在有线领域，信道内（在这里是指线缆上）数据丢失是很少见的。有线基础设施上的信号误码率通常非常低。数据丢失通常是因为拥塞，大量数据涌向基础设施的一个节点，以至于部分数据不能被及时处理。在这种情况下，增加带宽后拥塞问题通常就会得到解决。在无线领域，错误一般总是会发生的。无线信道本质上是不可靠的。技术开发人员必须找到全面的解决方案来应对这些信道错误。希望能同时兼顾带宽效率，使得这个挑战变得更加困难。高效率和低错误率这两个特征很难同时实现。
（3）因地形、环境和移动性（潜在的极端情况）引起的断续连接而产生波动的（可能十分迅速）网络拓扑结构：有线网络领域对设备故障必须具有鲁棒性。这是互联网协议（Internet Protocol，IP）最重要的特点之一，即它能在网络故障点迅速重新路由流量。然而与有线网络相比，无线网络在网络拓扑上具有更大的波动性。如果网络或者网络用户处于高速移动状态，拓扑结构的变化会非常大。因此，有线领域采用的大多数方法在无线领域并不适用。此外，通常情况下，如果无线网络连接到有线设备上，无线领域上的移动性和拓扑变化实际上也可能导致有线领域性能的严重退化。
（4）平台局限性导致尺寸、重量、功率和复杂性的限制：没有一个技术研发人员希望设计出一个大型、笨重而且低效能的产品。然而，有线领域对于这些特性是可以接受的。有线领域的设备通常有电力基础设施。它们一般是固定的，所以虽然尺寸大并不理想却是可以接受的。在无线领域，设备需要小巧轻便，而且在电池电量上也希望能获得相对长的使用时间，否则就无法在消费市场占据一席之地。这些特点限制了在无线领域可以实施的解决方案的种类，与有线领域相比，无线领域变得更加困难。
正是这些因素使得提供有效的无线网络功能在技术上变得具有挑战性，尤其是当考虑如何将这些无线网络集成到一个更大的网络环境的时候。

《无线网络：理解和应对互联网环境下网络互连所带来的挑战》——1.7 蜂窝网络技术概述 过去的10～15年间，当大量的无线通信技术被802LMSC提出的同时，无线蜂窝通信技术也得到了飞速的发展。在十多年前，GSM和IS-95标准码分多址接入（Code Division Multiple Access，CDMA）等2G通信技术是当时最先进的蜂窝通信技术，但是，其数据传输速率仅相当于互联网服务有线拨号的水平。
《无线网络：理解和应对互联网环境下网络互连所带来的挑战》——2.3 IETF IETF每年召开三次会议，然而，许多参与者并不参加会议，这和IEEE 802 LMSC有些类似，即标准的推进不是依靠正式的投票过程决定的。通常，只要工作组成员能达成大致共识，标准推进即被认为是可接收的。
《无线网络：理解和应对互联网环境下网络互连所带来的挑战》——2.5 3GPP2 3GPP2标准网络采取cdma2000蜂窝网络技术及其相关的迁移技术。3GPP2旨在采用全IP核心网，每个BS和移动用户节点都具有全IP的功能。3GPP2中有四个TSG，接入网络接口TSG（Access Network Interface，TSG-A）、cdma2000 TSG（TSG-C）、服务和系统方面TSG（TSG-S）以及核心网TSG（TSG-X）。
《无线网络：理解和应对互联网环境下网络互连所带来的挑战》——3.2 ZigBee IEEE 802.15.4-2006标准[13]定义了低速率无线个域网（Low-Rate Wireless Personal Area Networks，LR-WPAN）的MAC层和PHY层规范。这种技术适合于数据传感器、无线自动化，或其他不需要高数据速率的应用，如高质量的视频会议。
《无线网络：理解和应对互联网环境下网络互连所带来的挑战》——1.4 无线互联网：不同的模型 当你阅读本书时，你可能会好奇为什么一些设计选择只用于某个特定标准，以及为什么它们与其他标准不同。举个例子，蓝牙WPAN设备通常比较小（移动电话、免提设备），而WiMAX-兼容 802.16的WMAN 设备可能会大一些（一个机架大小的基站）。
《无线网络：理解和应对互联网环境下网络互连所带来的挑战》——3.3 UWB 超宽带（Ultra Wideband，UWB）是一种无线技术，该技术利用时间间隔极小的能量脉冲，产生频域消耗极大的带宽。我们将讨论UWB在个域网中的概念和应用；然而该技术已应用于雷达和测距等其他领域。与传统通信信号不同，UWB信号占用大量带宽。
《无线网络：理解和应对互联网环境下网络互连所带来的挑战》——第2章 无线生态系统 2.1无线标准化过程 多年以来，人们常用的无线网络和设备已成为现代生活的一部分，并且随着用户数的增加和无线网络应用的多样化发展，对带宽的需求每年都在持续增长。20世纪80年代，早期蜂窝网络仅提供语音业务。发展到今天，消费者越来越依赖各种高带宽无线数据网络提供的诸如社交网络、视频聊天、多人在线游戏、网络电视等丰富的应用和内容流支持。
《无线网络：理解和应对互联网环境下网络互连所带来的挑战》——第1章 引言 1.1数据网络与蜂窝网络 如果你从过去20年的低温休眠状态中突然醒来，你会发现自己淹没于移动电话、连接到互联网的个人计算机、平板电脑、数字音乐播放器、电子书阅读器、高清电视机、数码相机以及各种其他数码产品的信息之中。在你沉睡的这些年里，这些数码产品已经进入千家万户。
《无线网络：理解和应对互联网环境下网络互连所带来的挑战》——1.2 无线互联网的历史 无线互联网起源于20世纪70年代初期。1971年，夏威夷大学搭建了第一个无线网络。ALOHANET研究项目将夏威夷大学七个校区的计算机通过无线网络跨越四个岛屿连接起来。然而，在20世纪70年代～90年代，无线网络仅仅依靠美国和加拿大的业余无线电爱好者而存在，他们开发出终端节点控制器（Terminal Node Controllers，TNC），可以连接世界的各个地方。