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WLAN概述
2025-09-30 15:17:16 责编:小OO
文档
WLAN 

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。

为何使用无线局域网络 

对于局域网络管理主要工作之一,对于铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗时的工作,很容易令人烦躁,也不容易在短时间内找出断线所在。再者,由于配合企业及应用环境不断的更新与发展,原有的企业网络必须配合重新布局,需要重新安装网络线路,虽然电缆本身并不贵,可是请技术人员来配线的成本很高,尤其是老旧的大楼,配线工程费用就更高了。因此,架设无线局域网络就成为最佳解决方案。 

什么情形需要无线局域网络 

无线局域网络绝不是用来取代有线局域网络,而是用来弥补有线局域网络之不足,以达到网络延伸之目的,下列情形可能须要无线局域网络 

◆ 无固定工作场所的使用者 

◆ 有线局域网络架设受环境 

◆ 作为有线局域网络的备用系统 

无线局域网络存取技术 

目前厂商在设计无线局域网络产品时,有相当多种存取设计方式,大致可分为三大类:窄频微波(Narrowband Microwave)技术、展频(Spread Spectrum)技术、及红外线(Infrared)技术,每种技术皆有其优缺点、、及比较,接下来是这些技术方法的详细探讨。 

展频技术 

      展频技术的无线局域网络产品是依据FCC(Federal Communications Committee;美国联邦通讯委员会)规定的ISM(Industrial Scientific, and Medical),频率范围开放在902M~928MHz及2.4G~2.484GHz两个频段,所以并没有所谓使用授权的。展频技术主要又分为「跳频技术」及「直接序列」两种方式。而此两种技术是在第二次世界大战中所使用的技术,其目的是希望在恶劣的战争环境中,依然能保持通信信号的稳定性及保密性。 

一、 跳频技术 (FHSS) 

跳频技术 (Frequency-Hopping Spread Spectrum; FHSS)在同步、且同时的情况下,接受两端以特定型式的窄频载波来传送讯号,对于一个非特定的接受器,FHSS所产生的跳动讯号对它而言,也只算是脉冲噪声。FHSS所展开的讯号可依特别设计来规避噪声或One-to-Many的非重复的频道,并且这些跳频讯号必须遵守FCC的要求,使用75个以上的跳频讯号、且跳频至下一个频率的最大时间间隔(Dwell Time)为400ms。 

二、 直接序列展频技术 (DSSS) 

直接序列展频技术 (Direct Sequence Spread Spectrum; DSSS)是将原来的讯号「1」或「0」,利用10个以上的chips来代表「1」或「0」位,使得原来较高功率、较窄的频率变成具有较宽频的低功率频率。而每个bit使用多少个chips称做Spreading chips,一个较高的Spreading chips可以增加抗噪声干扰,而一个较低Spreading Ration可以增加用户的使用人数。 

基本上,在DSSS的Spreading Ration是相当少的,例如在几乎所有2.4GHz的无线局域网络产品所使用的Spreading Ration皆少于20。而在IEEE802.11的标准内,其Spreading Ration大约在100左右。 

三、 FHSS VS DSSS调变差异 

无线局域网络在性能和能力上的差异,主要是取决于所采用的是FHSS还是DSSS来实现、以及所采用的调变方式。然而,调变方式的选择并不完全是随意的,像FHSS并不强求某种特定的调变方式,而且,大部分既有的FHSS都是使用某些不同形式的GFSK,但是,IEEE 802.11草案规定要使用GFSK。至于DSSS则过使用可变相位调变 (如:PSK、QPSK、DQPSK),可以得到最高的可靠性以及表现高数据速率性能。 

在抗噪声能力卜方面,采用QPSK调变方式的DSSS与采用FSK调变方式的FHSS相比,可以发现这两种不同技术的无线局域网络各自拥有的优势。FHSS系统之所以选用FSK调变方式的原因是因为FHSS和FSK内在架构的简单性,FSK无线讯号可使用非线性功率放大器,但这却牺牲了作用范围和抗噪声能力。而DSSS系统需要稍为贵一些的线性放大器,但却可以获得更多的回馈。 

四、 DSSS VS FHSS之优劣 

截至目前,若以现有的产品参数详加比较,可以看出DSSS技术在需要最佳可靠性的应用中具有较佳的优势,而FHSS技术在需要低成本的应用中较占优势。虽然我们可以在网际网络内看到各家厂商各说各话,但真正需要注意的是厂商在DSSS和FHSS展频技术的选择,必须要审慎端视产品在市场的定位而定,因为它可以解决无线局域网络的传输能力及特性,包括:抗干扰能力、使用距离范围、频宽大小、及传输资料的大小。 

一般而言,DSSS由于采用全频带传送资料,速度较快,未来可开发出更高传输频率的潜力也较大。DSSS技术适用于固定环境中、或对传输品质要求较高的应用,因此,无线厂房、无线医院、网络社区、分校连网等应用,大都采用DSSS无线技术产品。FHSS则大都使用于需快速移动的端点,如行动电话在无线传输技术部分即是采用FHSS技术;且因FHSS传输范围较小,所以往往在相同的传输环境下,所需要的FHSS技术设备要比DSSS技术设备多,在整体价格上,可能也会比较高。以目前企业需求来说,高速移动端点应用较少,而大多较注重传输速率、及传输的稳定性,所以未来无线网络产品发展应会以DSSS技术为主流。 

选购无线局域网络时需要特别注意的 

下列的特性,以决定自己合适的产品,包括: 

◎ 涵盖范围; 

◎ 传输率; 

无线局域网络局域网络

◎ 受Multipath影响程度; 

◎ 提供资料整合程度; 

◎ 和有线的基础设施之间的互操性; 

◎ 和其它无线的基础设施之间的互操性; 

◎ 抗干扰程度; 

◎ 简单、易操作; 

◎ 保密能力; 

◎ 低成本; 

◎ 电流消耗情况。 

无线局域网络之产品简介 

Access Point 

     一般俗称为网络桥接器,顾名思义即是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之桥梁,因此任何一台装有无线网卡之PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络之资源。除此之外,AP本身又兼具有网管之功能,可针对接有无线网络卡之PC作必要之控管。 

Wireless LAN Card 

        一般称为无线网络卡,其与传统之Ethernet网络卡的差别是在于前者之资料传送乃是藉由无线电波,而后者则是透过一般的网络线。 

目前无线网络卡的规格大致可分成2M, 5M, 11M,三种,而其适用之界面可分为PCMCIA, ISA, PCI三种界面。 

Antenna 

     一般称为天线,此天线与一般电视,火腿族,大哥大所用之天线不同,其原因乃是因为频率不同所致,WLAN所用之频率为较高2.4GHz之频段。 

     天线之功能乃是将source之信号,藉由天线本身的特性而传送至远处,至于能传多远,一般除了考虑source的output power强度之外,其另一重要因素乃是天线本身之dBi值,即俗称的增益值,dB值愈高,相对所能传达之距离也更远。通常每增加8dB则相对之距离可增至原距离的一半。 

      一般天线有所谓指向性(Uni-direction)与全向性(Omni-direction)两种,前者较适合于长距离使用,而后者则较适合区域性之应用。 

 

产品Q & A 

Q1:何谓无线网络? 

ANS:一般来讲,所谓无线,顾名思义就是利用无线电波来作为资料的传导,而就应用层面来讲,它与有线网络的用途完全相似,两者最大不同的地方是在于传输资料的媒介不同。除此之外,正因它是无线,因此无论是在硬件架设或使用之机动性均比有线网络要优势许多。 

Q2:无线网络与有线网络相较之下,有那些优点? 

ANS:就使用上它的机动性,便利性,是有线网络所不及,就成本上,它可省下一笔可观的布线费用,修改装潢费用,基本上使用的空间较为弹性许多。 

Q3:无线网络对人体是否有所影响? 

ANS:因无线网络的发射功率较一般的大哥大手机要微弱许多,无线网络发射功率约60~70mW,而大哥大手机发射功率约200mW左右,而且使用的方式亦非像手机一般直接接触于人体,因此较无安全上之考量。 

Q4:若要架构一个无线网络,其最基本之配备需要有那些? 

ANS:一般架设无线网络的基本配备就是一片无线网络卡及一台桥接器(AP),如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源。 

Q5:无线网络就使用是否会被干扰或影响其它设备运作? 

ANS:基本上无线网络所使用之频段是属于ISM 2.4GHz的高频率范围,就日常生活,或办公室等等所用之电器设备是不会相互干扰,因频率差异甚多,而且无线网络本身共有12个信道可供调整,自然干扰的现象就不必担心。 

Q6:何谓ISM频段? 

ANS:ISM(Industrial Scientific Medical) Band,此频段( 2.4~2.4835GHz)主要是开放给工业,科学、医学,三个主要机构使用,该频段是依据美国联邦通讯委员会(FCC)所定义出来,属于Free License,并没有所谓使用授权的。 

Q7:何谓展频 (Spread Spectrum)? 

ANS:展频技术主要又分为「跳频技术」及「直接序列」两种方式。而此两种技术是在第二次世界大战中所使用的技术,其目的是希望在恶劣的战争环境中,依然能保持通信信号的稳定性及保密性。对于一个非特定的接受器,Spread Spectrum所产生的跳动讯号对它而言,只算是脉冲噪声。因此对整体而言是一种较具安全性的通讯技术。 

Q8:何谓跳频(Frequency-Hopping Spread Spectrum)? 

ANS:跳频技术 (Frequency-Hopping Spread Spectrum;FHSS)在同步、且同时的情况下,接受两端以特定型式的窄频载波来传送讯号,对于一个非特定的接受器,FHSS所产生的跳动讯号对它而言,只算是脉冲噪声。FHSS所展开的讯号可依特别设计来规避噪声或One-to-Many的非重复的频道,并且这些跳频讯号必须遵守FCC的要求,使用75个以上的跳频讯号、且跳频至下一个频率的最大时间间隔 (Dwell Time)为400ms。 

Q9:何谓直接序列展频(Direct Sequence Spread Spectrum)? 

ANS:直接序列展频技术(Direct Sequence Spread Spectrum; DSSS)是将原来的讯号「1」或「0」,利用10个以上的chips来代表「1」或「0」位,使得原来较高功率、较窄的频率变成具有较宽频的低功率频率。而每个bit使用多少个chips称做Spreading chips,一个较高的Spreading chips可以增加抗噪声干扰,而一个较低Spreading Ration可以增加用户的使用人数。 

基本上,在DSSS的Spreading Ration是相当少的,例如在几乎所有2.4GHz的无线局域网络产品所使用的Spreading Ration皆少于20。而在IEEE 802.11的标准内,其Spreading Ration只有11,但FCC的规定是必须大于10,而实验中,最佳的Spreading Ration大约在100左右。 

Q10:无线网络所能含盖的范围有多广? 

ANS:一般无线网络所能含盖的范围应视环境的开放与否而定,若不加外接天线而言,在视野所及之处约250M,若属半开放性空间,有隔间之区域,则约35~50M左右,当然若加上外接天线,则距离可达更远,此关系到天线本身之增益而定,因此需视客户之需求而加以规划之。 

Q11:无线网络于使用之过程其保密性为何? 

ANS:基本上GEMPLEX之无线网络技术采DSSS系统,本身就具有防窃听之功能,另外再加上资料加密功能(WEP40bits)的双重防护下,因此其安全性是相当周全。 

Q13:何谓桥接器(Access Point)? 

ANS:Access Point,一般俗称为网络桥接器,顾名思义即是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之桥梁,因此任何一台装有无线网卡之PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络之资源。除此之外,AP本身又兼具有网管之功能,可针对接有无线网络卡之PC作必要之控管。 

Q14:Access Point在使用上可同时支持多少工作站? 

ANS:理论上是可以支持到一个CLASS C,但为了让工作站本身有足够之频宽可利用,一般建议一台AP约支持20~30左右之工作站为最佳状态。 

Q15:何谓漫游(Roaming)功能? 

ANS:如同大哥大一般,可漫游在不同的基地台之间,无线网络工作站亦可漫游在不同的AP之间,只要AP群的ESSID定义一样,则自然无线网络工作站可自由的漫游于无线电波所能含盖之区域。 

Q16:若无线网络之设备架设于室外,其如何防止雷击? 

ANS:基本上无线网络可配置避雷器之设备,此设备可选购装设于无线网络设备上,以利外来之突波造成系统损坏。 

Q17:何谓Access Control? 

ANS:基本上每张无线网卡上都有一组独一无二的硬件地址,即所谓的MAC address,经由Access Control table可定义某些卡可登入此AP,某些卡被拒绝登入,如此便能达到控管的机制,可避免非相关人员随意登入网络,窃取资源。 

Q18:何谓ASBF? 

ANS:ASBF(Automatic Scale Back Functionality),此项功能是Gemplex AP特有之功能,保证WLAN始终处于最佳的联机品质,除此之外,并提供支持多重厂商的无线网卡,但其网卡必须是符合IEEE 802.11之规范而设计。 

Q19:何谓Power Management? 

ANS:由于Notebook使用约2小时左右后便必须充电,若又同时使用其它外围设备,则必定更加耗电,因此此项功能乃在于有效的管理无线网络卡所消耗之电量,换句话说,它能适时控制当有DATA sending or receiving时,是处于”Wake up status”,反之则处于power down mode。 

Q20:天线所使用之导线的长度是否有影响传输品质? 

ANS:一般来讲,天线所使用之导线的长度,材质,阻抗匹配,均会对讯号造成某程度之影响,而最明显的就是增益衰减。通常以20 feet之长度而言就会让讯号衰减约1.2dBi左右,而平均每衰减8dBi就会让原传输之距离约缩减一半,因此导线之长度与品质在无线产品的应用上是不容忽视的。 

Q21:架设指向性天线时,是否有工具可提供指示,让讯号品质达到最佳化? 

ANS:Gemplex之Bridge本身有提供一套软件联机品质校正程序,其中是以图形曲线的方式呈现于屏幕上,使用者可明显看出该讯号目前强弱之状况,而加以调整天线的位置,已达最佳状态。 

Q22 : 何谓 Ad-hoc ? 

ANS : 构成一种特殊的无线网络应用模式,一群计算机接上无线网络卡,即可相互连接,资源共享,无需透过Access Point. 

Q23 : 何谓 Infrastructure ? 

ANS : 一种整合有线与无线局域网络架构的应用模式,透过此种架构模式,即可达成网络资源的共享,此应用需透过Access Point. 

Q24 : 何谓 BSS ? 

ANS : 一种特殊的Ad-hoc LAN的应用,称为Basic Service Set (BSS),一群计算机设定相同的BSS名称,即可自成一个group,而此BSS名称,即所谓BSSID。 

Q25 : 何谓 ESS ? 

ANS : 一种infrastructure的应用,一个或多个以上的BSS,即可被定义成一个Extended Service Set ( ESS ),使用者可于ESS上roaming及存取BSSs中的任何资料,其中Access Points必须设定相同的ESSID及channel才能允许roaming.

Q26 : 何谓 SNMP ? 

ANS : “ Simple Network Management Protocol “,一种网管的通信协议,透过SNMP的软件可以连接至可支持SNMP的装置并可收集该装置所有的信息并做其它整合性的应用,Gemplex Wireless LAN product 就有support此功能。 

Q27 : 何谓 WEP ? 

ANS : “ Wired Equivalent Protection “,一种将资料加密的处理方式,WEP 40bits的encryption 乃是IEEE 802.11的标准规范。透过WEP的处理便可让我们的资料于传输中更加安全。 

无线局域网络之应用 

大楼之间 

大楼之间建构网络的连结,取代专线,简单又便宜。 

餐饮及零售 

餐饮服务业可使用无线局域网络产品,直接从餐桌即可输入并传送客人点菜内容至厨房、柜台。零售商促销时,可使用无线局域网络产品设置临时收银柜台。 

医疗 

使用附无线局域网络产品的手提式计算机取得实时信息,医护人员可藉此避免对伤患救治的迟延、不必要的纸上作业、单据循环的迟延及误诊等,而提升对伤患照顾的品质。 

企业 

当企业内的员工使用无线局域网络产品时,不管他们在办公室的任何一个角落,有无线局域网络产品,就能随意地发电子邮件、分享档案及上网络浏览。 

仓储管理 

一般仓储人员的盘点事宜,透过无线网络的应用,能立即将最新的资料输入计算机仓储系统。 

货柜集散场 

一般货柜集散场的桥式起重车,可于调动货柜时,将实时信息传回office,以利相关作业之逐行。 

监视系统 

一般位于远方且需受监控现场之场所,由于布线之困难,可藉由无线网络将远方之影像传回主控站。 

展示会场 

诸如一般的电子展,计算机展,由于网络需求极高,而且布线又会让会场显得凌乱,因此若能使用无线网络,则是再好不过的选择。 

DSSS vs FHSS 

DSSS 

FHSS 

展 频 特 性 

将原信号 “1” 或 “0” 利用10个以上的chips代表“1” 或 “0”,使得原来较高功率,较窄频率变成具有较宽频的低功率。 

同步,同时接受两端以特定型式的窄频载波来传送讯号。对于一个非特定的reveiver,FHSS所产生的跳动讯号对它而言,只能算是脉冲噪声而已。 

调 变 差 异 

PSK,DBPSK,DQPSK 

GFSK 

抗 噪 声 能 力 

DSSS之DQPSK调变方式是采 线性放大器组成,其作用范围和抗噪声能力效果佳。 

FHSS之FSK调变方式架构简单,采非线性功率放大器组成 

差 异 性 

High Speed 

Long Distance 

Easy Integration 

适用于较固定环境中使用 

作用范围较大 

Low Speed 

Short Range 

Carrier Data Voice 

Better Security 

DSSS与 FHSS 之取决端视产品在市场定位而定,因为它可以解决无线局域网络的传输能力及特性,包括抗干扰能力,使用距离范围,频宽大小及传输资料的大小。DSSS技术适用于固定环境中,或对传输品质要求较高的应用,因此,无线厂房,无线医院,网络社区,大都采用DSSS无线技术产品。而FHSS则大都使用于需快速移动的端点,如行动电话,其无线传输的技术部份即采用FHSS展频技术。下载本文

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