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什么是无线局域网?

453 无线局域网 IEEE
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    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。

  
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2019-8-23 06:29:39   评论 分享淘帖 邀请回答
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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限制
  ◆ 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、限制、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限制。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军队所使用的技术,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。

  消费者选购无线局域网络时需要特别注意下列的特性,以决定自己合适的产品,包括:
  ◎ 涵盖范围;
  ◎ 传输率;
  ◎ 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。

 
2019-8-23 16:16:42 评论

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 IEEE 802.11之相关信息

  因应无线局域网络的强烈需求,美国的国际电子电机学会于1990年11月召开了802.11委员会,开始制定无线局域网络标准。
  承袭IEEE802系列,802.11规范了无线局域网络的介质存取控制 (Medium Access Control ; MAC)层及实体 (Physical ;PHY)层。此较特别的是由于实际无线传输的方式不同,IEEE802.11在统一的 MAC层下面规范了各种不同的实体层,以因应目前的情况及未来的技术发展。目前802.11中制订了三种介质的实体,为了未来技术的扩充性,也都提供了多重速率 (Mulitiple Rates)的功能。

      这三个实体分别是:
  一、2.4GHz Direct Sequence Spread Spectrum
  速率1Mbps时用DBPSK调变 (Difference By Phase Shift Keying)
  速率2Mbps 时用DQPSK调变 (Difference Quarter Phase Shift Keying)
  接收敏感度 –80dbm
  用长度11的Barker码当展频PN码
  二、2.4GHz Frequency Hopping Spread Spectrum
  速率1Mbps时用 2-level GFSK调变,接收敏感度 –80dbm,
  速率2Mbps时用4-level GFSK调变,接收敏感度 –75dbm,
  每秒跳2.5个 hops
  Hopping Sequence在欧美有22组,在日本有4组
  三、Diffused IR
  速率1Mbps时用16ppm调变,接收敏感度2 ×10-5mW/平方公分
  速率2Mbps时用4ppm调变,接收敏感度8 ×10-5mW/平方公分
  波长850nm~950nm

  其中前两种在2.4GHz的射频方式是依据ISM频段以展频技术可做不须授权使用的规定,这个频段的使用在全世界包含美国、欧洲、日本及中国台湾等主要国家都有开放。第三项的红外线由于目前使用上没有任何管制(除了安全上的规范),因此也是自由使用的。

  IEEE 802.11 MAC的基本存取方式称为 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance),与以太网络所用的CSMA/CD (Collision Detection)变成了碰撞防止(Collision Avoidance),这一字之差是很大的。因为在无线传输中感测载波及碰撞侦测都是不可靠的,感测载波有困难。另外通常无线电波经天线送出去时,自己是无法监视到的,因此碰撞侦测实质上也做不到。在802.11中感测载波是由两种方式来达成,第一是实际去听是否有电波在传,及加上优先权的观念。另一个是虚拟的感测载波,告知大家待会有多久的时间我们要传东西,以防止碰撞。

  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
2019-8-23 16:16:44 评论

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