BUSINESS BOOKS

7.4　無線革命

如果你有手機，是否用它拍照、發送照片、發短信或下載音樂呢？你是否將筆記本帶到教室或圖書館連入網絡呢？如果回答是肯定，那你已經身處無線革命！手機、筆記本以及小型掌上設備已演變為便攜式計算平臺，利用它們就能進行一些原來需要在臺式計算機上才能完成的任務。

無線通信使企業與顧客、供應商及員工間保持更緊密的聯繫，為組織工作提供了更靈活的安排方法。無線技術同樣產生了很多新產品、新服務和新的銷售渠道，這些將在第10章中有所涉及。

如果想利用移動通信或遠程接入企業系統，你可以使用一系列無線設備：手機、掌上電腦和智能手機。個人計算機也在慢慢應用於無線傳輸。

個人數字助理 （personal digital assistants，PDAs）是小型掌上電腦，其中包括電子日程安排、通信簿、備忘錄和花銷記錄。智能手機可以用來發電子郵件、無線接入網絡、傳送語音文件等。

7.4.1　手機系統

普通手機和智能手機都是用來進行數字傳輸的設備。除了傳輸語音文件，手機還能傳輸文本信息、電子郵件、即時消息、照片、視頻短片，播放音樂，瀏覽網頁，甚至傳輸接收企業數據。

數年之後，隨著新一代的手機處理器及更快速的手機網絡的開發，這些設備就能成為數字計算平臺，執行原來個人計算機才能運行的任務。智能手機 （smartphone）擁有和個人電腦一樣的空間與處理能力，運行主要軟件。

手機網絡協議與發展

數字移動電話服務使用不同的網絡協議。在歐洲及除美國之外的大部分地區，採用全球移動通信系統（global system for mobile communication，GSM），其優勢在於能夠國際漫遊。美國也有GSM系統，如T-Mobile、ATET等。

美國最主要採用碼分多址（code division multiple access，CDMA），Verizon和Sprint都採用此係統。CDMA最早由美國軍方在第二次世界大戰期間開發使用，可使用多頻率傳輸信號，允許用戶佔用全部頻譜，並可隨機分配傳輸頻率。總的來說，CDMA與GSM相比，安裝更便宜，頻譜使用上更方便，語音及數據傳輸質量更高。

每一代手機網絡系統最初都是用來以短信的形式傳輸語音及有限的數據。無線網絡下慢慢發展到第三代，或稱為3G時代。移動用戶傳輸速度為144Kbps，而靜態傳輸速度可達2Mbps，這樣的速度足以傳送視頻、圖表及其他媒體資料。現在很多手機都具有3G功能，包括蘋果公司最新版的iPhone。

3G網絡在日本、韓國、中國臺灣、中國香港、新加坡和北歐部分地區廣泛運用，但在美國很多地區無法使用3G服務。為了彌補這一缺陷，美國手機網絡運營商升級網絡以提供高速數據傳輸。這些處於過渡時期的2.5G網絡傳輸速度在60~354Kbps，其用戶要接入網絡、下載音樂及享受其他寬帶服務，第一代iPhone使用的ATET公司下的EDGE網絡正是其中之一。個人計算機只要裝入某種專用卡也能接入無線網絡，使用寬帶手機服務。

無線通信下一次徹底的革命——4G，將提供高品質、高保密性的數據傳輸，傳輸速度將在1Mbps~1Gbps。用戶可隨時隨地下載語音、資料及高質量影像流。國際電信監管和規範部門正致力於開始2012~2015年4G網絡的商業用途。

7.4.2　無線計算機網絡與無線網絡接入

如果你使用筆記本電腦，即使在寢室從一個房間搬到另一個房間，或在圖書館從一個桌子移到另一個桌子仍能接入網絡。多種技術為個人電腦和其他無線掌上設備、手機提供了接入高速無線網絡的機會。無線網絡已廣泛應用於有線網絡無法覆蓋的區域。

1.藍牙

藍牙 （blue tooth）是802.15無線網絡技術的另一種說法，用於創立個人區域網路 （personal-area networks，PANs）。它能夠連接10米範圍內的8臺設備，是低功耗無線通信，2.4GHz的波段上通信速度最高可達722Kbps。

無線電話、傳呼機、電腦、打印機等設備即使不需要用戶直接的操作指令，也都能利用藍牙通信，如圖7-13所示。例如，用戶可命令筆記本電腦無線發送文件給打印機。無線鍵盤、無線鼠標可利用藍牙技術與電腦連接，同樣手機也能使用無線耳機。藍牙所需要設備的要求很低，使其適用於筆記本、手機或掌上電腦。

圖7-13　藍牙網絡（PAN）

雖然藍牙主要用於建立個域網，但它同樣應用於大型企業。例如，FedEx司機利用藍牙傳輸郵件投遞數據到多孔無線電發射機，繼而將數據傳送到企業電腦。藍牙技術每年為公司節省2000萬美元。

2.無線寬帶Wi-Fi

無線寬帶Wi-Fi是802.11無線局域網協議的別稱。無線局域網協議一共包括三種：802.11a、802.11b和802.11g。隨著無線網絡速度與容量的不斷擴大，出現802.11n。

802.11a在5GHz ISM頻段上的數據傳輸速率可達54Mbps，有效距離為10~30米。802.11b在2.4GHz ISM頻段上數據傳輸速率高達11Mbps，有效距離為30~50米，在戶外使用塔頂天線還能擴大使用距離。802.11g在2.4GHz ISM頻段上的數據傳輸速率可達54Mbps。802.11n數據傳輸速率可超過100Mbps。

802.11b最早廣泛用於無線網絡和無線網絡接入，隨後802.11g也逐漸得到應用。如今雙波段系統同時支持802.11b和802.11g。

在大部分Wi-Fi通信中，有線局域網內的無線設備在訪問點（Access Point，AP）的協調下進行。訪問點是指與有線網絡、路由或集線器相連的裝有無線接收與發射器的盒子。

圖7-14描繪了利用802.11無線局域網將移動設備連接到有線網絡的系統內部模式。大部分無線設備都是客戶端計算機，移動客戶站所需要的服務器均處於有線局域網中，訪問點控制無線網絡，是有線網絡與無線網絡的橋樑（連接兩個基於不同技術的局域網）。

現在，筆記本電腦都裝有接收無線信號的芯片，早期的電腦則需要安裝附加無線網絡接口卡。

圖　7-14

3.Wi-Fi與無線網絡接入

802.11標準同樣可以使用寬帶連接無線網絡。這時，利用訪問點接入網絡，有線電視線路或數字訂購線路電話服務。訪問點有效範圍內的電腦同樣能無線接入網絡。

企業都在Wi-Fi提供低成本的無線局域網。現在Wi-Fi的覆蓋範圍越來越廣泛了，高級賓館、飛機場、圖書館、咖啡廳以及學校之類的區域都有Wi-Fi接口。達特茅斯學院的學生就使用Wi-Fi研究、學習課程和娛樂。

熱點（hotspots）是位於屋頂、牆壁或公共場所其他地方安裝的一個或多個訪問點，為特定區域提供無線網覆蓋。處於熱點範圍內的用戶可以使用Wi-Fi支持的筆記本、掌上電腦或手機接入無線網絡。有些熱點是免費的或不需要任何其他軟件便可使用，也有些熱點需要激活，並在網上利用信用卡賬號註冊用戶後才能使用。

但是，Wi-Fi技術也面臨著挑戰。如果Wi-Fi熱點使用不同的網絡服務，用戶便不能在熱點間隨意暢遊。除了免費服務之外，用戶還需要登錄不同的賬號享受各項不同的功能，而各功能均獨立收費。

Wi-Fi最主要的缺陷在於保密性差，易受外來者入侵。第8章將談到更多有關Wi-Fi安全性方面的問題。

Wi-Fi另一個缺陷在於易受附近使用同一波段通信系統的干擾，如無線電話、微波爐或其他無線局域網。基於802.11n的無線網絡利用MIMO（multiple input multiple output）技術很好地解決了這一問題，此技術同時使用多個無線天線來傳送接收數據，協調多個同時傳輸的無線信號。

4.WiMAX

美國及世界上很多地方無法接入Wi-Fi或固定寬帶連接。Wi-Fi系統在基站300英尺範圍內才能使用，這使得沒有電纜或DSL的農村地區很難找到無線接口接入網絡。

為了解決這些問題，IEEE開發了新的無線寬帶接入技術——WiMAX。WiMAX，全稱為worldwide interoperability for microwave access，即全球微波互聯接入，也稱為802.16——“air interface for fixed broadband wireless access system”。WiMAX數據傳輸距離可達31英里，速度可達75Mbps。802.16的系列寬頻無線標準以高保密性、高質量服務提供語音及視頻服務。

WiMAX天線可與高速互聯網連接媲美。Sprint Nextel正在建造全美範圍內的WiMAX網絡，提供供語音、視頻電話和其他數據密集型無線服務。英特爾出產一種專用芯片，可以使移動電腦接入WiMAX。

7.4.3　電子標籤與無線傳感器網絡

移動技術為企業提高效率，創建多種工作方式。除了前面提到的無線系統，電子標籤與無線傳感器網絡在其中也起到重要作用。

1.電子標籤

電子標籤（Radio Frequency Identification，RFID），也稱射頻識別，是用來跟蹤供應鏈上貨物情況的技術。電子標籤在近距離內利用內嵌含有產品信息與位置的微型芯片的標籤傳送無線信號給閱讀器，閱讀器然後將此信息傳送到計算機進行處理。RFID標籤並不像條形碼，它是非接觸式的自動識別技術。

RFID標籤具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象。標籤內部嵌有微型芯片儲存目標對象的信息，如對象的位置、產地、生產時間以及生產過程中的地位等，標籤的其他部位充當天線，傳輸數據給閱讀器。

RFID閱讀器由天線和具有解密功能的無線傳輸器組成，設計為手持式或固定式。閱讀器發射無線信號，信號覆蓋範圍取決於其輸出功率、信號頻率以及周圍環境。當RFID標籤處於此範圍內，標籤便被激活，開始對外傳輸數據。閱讀器接收解讀數據，送給應用程序做相應的處理。RFID標籤和天線的大小和形狀各異。

有源電子標籤由內置電池為動力，通常允許重寫、修改數據，傳輸距離可達數百英尺，但每個標籤售價5美元以上。自動收費系統，如紐約E-ZPass使用有源RFID標籤。

無源電子標籤內部沒有動力系統，只能從RFID閱讀器發出的射頻能量中獲得。與有源電子標籤相比，無源電子標籤體積小、重量輕、價格便宜，但信號傳輸範圍只有幾英尺。

存貨管理和供應管理中，電子標籤能獲得、管理更多倉庫中貨物的信息。如果一批貨物裝船，RFID能跟蹤裝船中每個集裝箱、每批甚至每個單位的貨物。這項技術能幫助沃爾瑪這樣的公司實際查詢到倉庫或貨架上的庫存而提高進貨、存貨效率。

沃爾瑪在商店安裝了RFID閱讀器，清點裝有電子標籤的貨物。當貨物從存儲區搬到銷售區時，閱讀器便接收標籤發出的數據。軟件綜合來自銷售量系統中的數據和RFID貨物上架量數據，判斷哪些貨物即將售完，並自動列出清單，保證及時從倉庫中調貨上架。這一系統減少了沃爾瑪斷貨的情況，提高了銷售量，進一步降低了成本。

RFID標籤過去因為價格過於昂貴而沒能推廣使用，但現在在美國每個無源電子標籤只需10美分。隨著價格的降低，RFID變得既經濟又有效。

公司除了安裝RFID閱讀器和標籤系統外，還需要升級系統軟件和硬件以便處理RFID系統傳輸的數量龐大的數據。

此外，公司還需專門的軟件過濾、綜合數據，防止數據量過多而對企業網絡和系統產生負擔。系統服務器要重新設計來接收來自RFID的大量數據，並與其他設備共享數據。企業軟件供應商，如SAP、Oracle-PeopleSoft，提供專為處理RFID數據的供應鏈管理軟件。

2.無線傳感器網絡

如果公司想利用一流的技術來監控公司大廈，偵察空中的有害物質，可採用無線傳感器網絡。無線傳感器網絡（wireless sensor networks，WSN）是由大量散佈於待監測地域的傳感器節點通過自組織方式形成的網絡。網絡中的各個傳感器節點具有數據收集和將數據路由到接收器的功能。傳感器節點一般都由採集信息、信號的傳感器單元、處理與存儲單元、收發單元、電源單元、相關支持軟件等功能模塊組成。

無線傳感網絡有數千個到數萬個傳感器節點。這些傳感器一次性安裝成功，不用維護或任何人為干預，這就要求傳感器低電耗，電池要能維持足夠長的時間。

圖7-15描繪了一種無線傳感器網絡的工作模式，傳感器節點的數據通過網絡傳輸到具有更強大處理能力的服務器。此時，服務器相當於基於互聯網技術的網絡的網關。

無線傳感網絡監測環境變化，監控交通或軍事活動，保護財產，高效操控管理機器和設備，建立安全防線，檢測化學、生物或放射性物質等方面具有重要作用。