A. 無線區域網的解決方案
無線區域網是指以無線電波、激光、紅外線等無線媒介來代替有線區域網中的部分或全部傳輸媒介而構成的網路。它不僅可以作為有線數據通信的補充和延伸,而且還可以與有線網路環境互為備份。
802.11協議、藍牙標准和HomeRF工業標準是無線區域網所有標准中最主要的競爭對手。它們各有優劣,各有自己擅長的應用領域,有的適合於辦公環境,有的適合於個人應用,有的則一直被家庭用戶所推崇。下面就介紹一下三種標準的具體情況:
802.11協議
802.11是IEEE最初制定的一個無線區域網標准,主要用於解決辦公室區域網和校園網中用戶與用戶終端的無線接入,主要限於數據存取,速率最高只能達到2Mbps。由於它在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要,因此,IEEE(電氣和電子工程師協會)隨後又相繼推出了802.11b和802.11a兩個新標准,2001年11月,第三個新的標准802.11g業已面世。盡管目前802.11a和802.11g倍受業界關注,但從實際的應用上來講,802.11b已成為無線區域網(WLAN)的主流標准,被多數廠商所採用,並且已經有成熟的無線產品推向市場。這些產品包括:集成支持802.11b無線功能的PC、支持網路接入的802.11b無線網路適配器以及相對應的網路橋接器等。生產這些產品的廠商大致可以分為兩類,一類是著名的網路集成商,如:3Com、Cisco等,他們的產品主要集中在適配器和橋接器領域;另外,很多PC廠商藉助網路終端的先天優勢,提供全面的無線區域網設備,IBM、HP、Toshiba為代表廠商,其中,IBM憑借其在筆記本電腦上的絕對優勢和參與制定無線標準的領導地位,提供最全面的無線解決方案,並已經在全球范圍內大規模地推出了相應的產品。
目前,802.11b無線區域網技術已經在美國得到了廣泛的應用,它已經進入了寫字間、飯店、咖啡廳和候機室等場所。沒有集成無線網卡的筆記本電腦用戶只需插進一張PCMCIA卡或USB卡,便可通過無線區域網連到網際網路。在國內,支持802.11b無線區域網協議的產品不僅全面上市,而且像IBM,還特別為用戶和專業人士搭建了「體驗中心」,讓用戶和媒體可以親身體驗無線區域網的便利和高效。
藍牙標准
藍牙這個頗為奇怪的名字來源於十世紀丹麥國王哈洛德(Harold)的外號。據說,這位丹麥國王靠出色的溝通和說服能力統一了當時的丹麥和挪威。因為他非常愛吃藍梅,牙齒經常被染藍,所以得了藍牙這個外號。1998年5月,愛立信、諾基亞、IBM、東芝和英特爾公司五家著名IT廠商,在聯合開展短程無線通信技術的標准化活動時提出了藍牙技術,其宗旨是提供一種短距離、低成本的無線傳輸應用技術。1999年下半年,著名的業界巨頭微軟、摩托羅拉、3Com、朗訊與藍牙特別小組BluetoothSIG等5家公司共同發起成立了藍牙技術推廣組織,從那時起,全球變開始掀起了藍牙熱潮。
藍牙技術是一種用於替代便攜或固定電子設備上使用的電纜或連線的短距離無線連接技術。其設備使用全球通行的、無需申請許可的2.45GHz頻段,可實時進行數據和語音傳輸,其傳輸速率可達到10Mbps,在支持3個話音頻道的同時還支持高達723.2Kbps的數據傳輸速率。也就是說,在辦公室、家庭和旅途中,無需在任何電子設備間布設專用線纜和連接器,通過藍牙遙控裝置可以形成一點到多點的連接,即在該裝置周圍組成一個「微網」,網內任何藍牙收發器都可與該裝置互通信號。而且,這種連接無需復雜的軟體支持。藍牙收發器的一般有效通信范圍為10米,強的可以達到100米左右。
由於藍牙在無線傳輸距離上的限定,它和個人網路通訊用品有著不解之緣。因此,生產藍牙產品的廠除了網路集成廠商和傳統PC廠商以外,還包括很多行動電話廠商。近一年,隨著全球無線市場的不斷擴大,藍牙手機成為行動電話用戶的新寵。實際上,依據目前的無線技術水平,一台藍牙筆記本加上一部藍牙手機就可以實現無線登錄互聯網。但是,在市場中能夠同時支持802.11b和藍牙的筆記本電腦確實不多,只有少數廠商擁有這樣的技術與解決方案,IBMThinkPadXTRA各系列筆記本電腦的大多數產品和TOSHIBA部分筆記本電腦可以提供這樣的支持。
HomeRF工業標准
HomeRF是由HomeRF工作組開發的,適合家庭區域范圍內,在PC和用戶電子設備之間實現無線數字通信的開放性工業標准。作為無線技術方案,它代替了需要鋪設昂貴傳輸線的有線家庭網路,為網路中的設備,如筆記本電腦和Internet應用提供了漫遊功能。
在美國聯邦通信委員會(FCC)正式批准HomeRF標准之前,HomeRF工作組已為在家庭范圍內實現語音和數據的無線通信制訂出一個規范,這就是共享無線訪問協議(SWAP)。
SWAP規范定義了一個新的通用空中介面,此介面支持家庭范圍內語音、數據的無線通信。用戶使用符合SWAP規范的電子產品可實現如下功能:在PC的外設、無繩電話等設備之間建立一個無線網路,以共享語音和數據;在家庭區域范圍內的任何地方,可以利用攜帶型微型顯示設備瀏覽Internet;在PC和其他設備之間共享同一個ISP連接;家庭中的多個PC可共享文件、數據機和列印機;前端智能導入電話機可呼叫多個無繩電話聽筒、傳真機和語音信箱;從無繩電話聽筒可以再現導入的語音、傳真和E-mail信息;將一條簡單的語音命令輸入PC無繩電話聽筒,便可以啟動其他家庭電子系統;可實現基於PC或Internet的「多玩家」游戲……
SWAP規范問世以後,除了擴展高性能、多波段無繩電話技術以外,還極大地促進了低成本無線數據網路技術的發展。但是,HomeRF占據了與802.11b和Bluetooth相同的2.4G頻率段,並且在功能上過於局限家庭應用,再考慮到802.11b在辦公領域已取得的地位,恐怕在今後難以有較大的作為。調查顯示,該標准在2000年的普及率高達45%,但到了2001年已降至30%,且逐漸喪失市場優勢。特別是很多PC廠商並沒有在自己的PC產品中對該項標准加以支持,也造成了其擴展上的障礙。看來,HomeRF這項工業標准註定不會沖出「Home」。
B. 無線區域網有哪三種拓撲結構方式(網路工程題)
1、基本服務組 Basic Service Set
2、獨立基本服務組 Independent Basic Service Set
3、擴展服務組 Extended Service Set
C. 無線區域網的工作原理
無線區域網絡簡介
無線區域網:
無線區域網絡(Wireless Local Area Networks; WLAN)是相當便利的數據傳輸系統,它利用射頻(Radio Frequency; RF)的技術,取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線(Coaxial)所構成的區域網絡,使得無線區域網絡能利用簡單的存取架構讓用戶透過它,達到「信息隨身化、便利走天下」的理想境界。
為何使用無線區域網絡
對於區域網絡管理主要工作之一,對於鋪設電纜或是檢查電纜是否斷線這種耗時的工作,很容易令人煩躁,也不容易在短時間內找出斷線所在。再者,由於配合企業及應用環境不斷的更新與發展,原有的企業網路必須配合重新布局,需要重新安裝網路線路,雖然電纜本身並不貴,可是請技術人員來配線的成本很高,尤其是老舊的大樓,配線工程費用就更高了。因此,架設無線區域網絡就成為最佳解決方案。
什麼情形需要無線區域網絡
無線區域網絡絕不是用來取代有線區域網絡,而是用來彌補有線區域網絡之不足,以達到網路延伸之目的,下列情形可能須要無線區域網絡
◆ 無固定工作場所的使用者
◆ 有線區域網絡架設受環境限制
◆ 作為有線區域網絡的備用系統
無線區域網絡存取技術
目前廠商在設計無線區域網絡產品時,有相當多種存取設計方式,大致可分為三大類:窄頻微波(Narrowband Microwave)技術、展頻(Spread Spectrum)技術、及紅外線(Infrared)技術,每種技術皆有其優缺點、限制、及比較,接下來是這些技術方法的詳細探討。
展頻技術
展頻技術的無線區域網絡產品是依據FCC(Federal Communications Committee;美國聯邦通訊委員會)規定的ISM(Instrial Scientific, and Medical),頻率范圍開放在902M~928MHz及2.4G~2.484GHz兩個頻段,所以並沒有所謂使用授權的限制。展頻技術主要又分為「跳頻技術」及「直接序列」兩種方式。而此兩種技術是在第二次世界大戰中軍隊所使用的技術,其目的是希望在惡劣的戰爭環境中,依然能保持通信信號的穩定性及保密性。
一、 跳頻技術 (FHSS)
跳頻技術 (Frequency-Hopping Spread Spectrum; FHSS)在同步、且同時的情況下,接受兩端以特定型式的窄頻載波來傳送訊號,對於一個非特定的接受器,FHSS所產生的跳動訊號對它而言,也只算是脈沖雜訊。FHSS所展開的訊號可依特別設計來規避雜訊或One-to-Many的非重復的頻道,並且這些跳頻訊號必須遵守FCC的要求,使用75個以上的跳頻訊號、且跳頻至下一個頻率的最大時間間隔(Dwell Time)為400ms。
二、 直接序列展頻技術 (DSSS)
直接序列展頻技術 (Direct Sequence Spread Spectrum; DSSS)是將原來的訊號「1」或「0」,利用10個以上的chips來代表「1」或「0」位,使得原來較高功率、較窄的頻率變成具有較寬頻的低功率頻率。而每個bit使用多少個chips稱做Spreading chips,一個較高的Spreading chips可以增加抗雜訊干擾,而一個較低Spreading Ration可以增加用戶的使用人數。
基本上,在DSSS的Spreading Ration是相當少的,例如在幾乎所有2.4GHz的無線區域網絡產品所使用的Spreading Ration皆少於20。而在IEEE802.11的標准內,其Spreading Ration大約在100左右。
三、 FHSS VS DSSS調變差異
無線區域網絡在性能和能力上的差異,主要是取決於所採用的是FHSS還是DSSS來實現、以及所採用的調變方式。然而,調變方式的選擇並不完全是隨意的,像FHSS並不強求某種特定的調變方式,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草案規定要使用GFSK。至於DSSS則過使用可變相位調變 (如:PSK、QPSK、DQPSK),可以得到最高的可靠性以及表現高數據速率性能。
在抗雜訊能力卜方面,採用QPSK調變方式的DSSS與採用FSK調變方式的FHSS相比,可以發現這兩種不同技術的無線區域網絡各自擁有的優勢。FHSS系統之所以選用FSK調變方式的原因是因為FHSS和FSK內在架構的簡單性,FSK無線訊號可使用非線性功率放大器,但這卻犧牲了作用范圍和抗雜訊能力。而DSSS系統需要稍為貴一些的線性放大器,但卻可以獲得更多的回饋。
四、 DSSS VS FHSS之優劣
截至目前,若以現有的產品參數詳加比較,可以看出DSSS技術在需要最佳可靠性的應用中具有較佳的優勢,而FHSS技術在需要低成本的應用中較占優勢。雖然我們可以在網際網路內看到各家廠商各說各話,但真正需要注意的是廠商在DSSS和FHSS展頻技術的選擇,必須要審慎端視產品在市場的定位而定,因為它可以解決無線區域網絡的傳輸能力及特性,包括:抗干擾能力、使用距離范圍、頻寬大小、及傳輸資料的大小。
一般而言,DSSS由於採用全頻帶傳送資料,速度較快,未來可開發出更高傳輸頻率的潛力也較大。DSSS技術適用於固定環境中、或對傳輸品質要求較高的應用,因此,無線廠房、無線醫院、網路社區、分校連網等應用,大都採用DSSS無線技術產品。FHSS則大都使用於需快速移動的端點,如行動電話在無線傳輸技術部分即是採用FHSS技術;且因FHSS傳輸范圍較小,所以往往在相同的傳輸環境下,所需要的FHSS技術設備要比DSSS技術設備多,在整體價格上,可能也會比較高。以目前企業需求來說,高速移動端點應用較少,而大多較注重傳輸速率、及傳輸的穩定性,所以未來無線網路產品發展應會以DSSS技術為主流。
消費者選購無線區域網絡時需要特別注意下列的特性,以決定自己合適的產品,包括:
◎ 涵蓋范圍;
◎ 傳輸率;
◎ 受Multipath影響程度;
◎ 提供資料整合程度;
◎ 和有線的基礎設施之間的互操性;
◎ 和其它無線的基礎設施之間的互操性;
◎ 抗干擾程度;
◎ 簡單、易操作;
◎ 保密能力;
◎ 低成本;
◎ 電流消耗情況。
IEEE 802.11之相關信息
因應無線區域網絡的強烈需求,美國的國際電子電機學會於1990年11月召開了802.11委員會,開始制定無線區域網絡標准。
承襲IEEE802系列,802.11規范了無線區域網絡的介質存取控制 (Medium Access Control ; MAC)層及實體 (Physical ;PHY)層。此較特別的是由於實際無線傳輸的方式不同,IEEE802.11在統一的 MAC層下面規范了各種不同的實體層,以因應目前的情況及未來的技術發展。目前802.11中制訂了三種介質的實體,為了未來技術的擴充性,也都提供了多重速率 (Mulitiple Rates)的功能。這三個實體分別是:
一、2.4GHz Direct Sequence Spread Spectrum
速率1Mbps時用DBPSK調變 (Difference By Phase Shift Keying)
速率2Mbps 時用DQPSK調變 (Difference Quarter Phase Shift Keying)
接收敏感度 –80dbm
用長度11的Barker碼當展頻PN碼
二、2.4GHz Frequency Hopping Spread Spectrum
速率1Mbps時用 2-level GFSK調變,接收敏感度 –80dbm,
速率2Mbps時用4-level GFSK調變,接收敏感度 –75dbm,
每秒跳2.5個 hops
Hopping Sequence在歐美有22組,在日本有4組
三、Diffused IR
速率1Mbps時用16ppm調變,接收敏感度2 ×10-5mW/平方公分
速率2Mbps時用4ppm調變,接收敏感度8 ×10-5mW/平方公分
波長850nm~950nm
其中前兩種在2.4GHz的射頻方式是依據ISM頻段以展頻技術可做不須授權使用的規定,這個頻段的使用在全世界包含美國、歐洲、日本及台灣等主要國家都有開放。第三項的紅外線由於目前使用上沒有任何管制(除了安全上的規范),因此也是自由使用的。
IEEE 802.11 MAC的基本存取方式稱為 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance),與乙太網絡所用的CSMA/CD (Collision Detection)變成了碰撞防止(Collision Avoidance),這一字之差是很大的。因為在無線傳輸中感測載波及碰撞偵測都是不可靠的,感測載波有困難。另外通常無線電波經天線送出去時,自己是無法監視到的,因此碰撞偵測實質上也做不到。在802.11中感測載波是由兩種方式來達成,第一是實際去聽是否有電波在傳,及加上優先權的觀念。另一個是虛擬的感測載波,告知大家待會有多久的時間我們要傳東西,以防止碰撞。
無線區域網絡之產品簡介
Access Point
一般俗稱為網路橋接器,顧名思義即是當作傳統的有線區域網絡與無線區域網絡之橋梁,因此任何一台裝有無線網卡之PC均可透過AP去分享有線區域網絡甚至廣域網路之資源。除此之外,AP本身又兼具有網管之功能,可針對接有無線網路卡之PC作必要之控管。
Wireless LAN Card
一般稱為無線網路卡,其與傳統之Ethernet網路卡的差別是在於前者之資料傳送乃是藉由無線電波,而後者則是透過一般的網路線。
目前無線網路卡的規格大致可分成2M, 5M, 11M,三種,而其適用之界面可分為PCMCIA, ISA, PCI三種界面。
Antenna
一般稱為天線,此天線與一般電視,火腿族,大哥大所用之天線不同,其原因乃是因為頻率不同所致,WLAN所用之頻率為較高2.4GHz之頻段。
天線之功能乃是將source之信號,藉由天線本身的特性而傳送至遠處,至於能傳多遠,一般除了考慮source的output power強度之外,其另一重要因素乃是天線本身之dBi值,即俗稱的增益值,dB值愈高,相對所能傳達之距離也更遠。通常每增加8dB則相對之距離可增至原距離的一半。
一般天線有所謂指向性(Uni-direction)與全向性(Omni-direction)兩種,前者較適合於長距離使用,而後者則較適合區域性之應用。
產品Q & A
Q1:何謂無線網路?
ANS:一般來講,所謂無線,顧名思義就是利用無線電波來作為資料的傳導,而就應用層面來講,它與有線網路的用途完全相似,兩者最大不同的地方是在於傳輸資料的媒介不同。除此之外,正因它是無線,因此無論是在硬體架設或使用之機動性均比有線網路要優勢許多。
Q2:無線網路與有線網路相較之下,有那些優點?
ANS:就使用上它的機動性,便利性,是有線網路所不及,就成本上,它可省下一筆可觀的布線費用,修改裝潢費用,基本上使用的空間較為彈性許多。
Q3:無線網路對人體是否有所影響?
ANS:因無線網路的發射功率較一般的大哥大手機要微弱許多,無線網路發射功率約60~70mW,而大哥大手機發射功率約200mW左右,而且使用的方式亦非像手機一般直接接觸於人體,因此較無安全上之考量。
Q4:若要架構一個無線網路,其最基本之配備需要有那些?
ANS:一般架設無線網路的基本配備就是一片無線網路卡及一台橋接器(AP),如此便能以無線的模式,配合既有的有線架構來分享網路資源。
Q5:無線網路就使用是否會被干擾或影響其它設備運作?
ANS:基本上無線網路所使用之頻段是屬於ISM 2.4GHz的高頻率范圍,就日常生活,或辦公室等等所用之電器設備是不會相互干擾,因頻率差異甚多,而且無線網路本身共有12個信道可供調整,自然干擾的現象就不必擔心。
Q6:何謂ISM頻段?
ANS:ISM(Instrial Scientific Medical) Band,此頻段( 2.4~2.4835GHz)主要是開放給工業,科學、醫學,三個主要機構使用,該頻段是依據美國聯邦通訊委員會(FCC)所定義出來,屬於Free License,並沒有所謂使用授權的限制。
Q7:何謂展頻 (Spread Spectrum)?
ANS:展頻技術主要又分為「跳頻技術」及「直接序列」兩種方式。而此兩種技術是在第二次世界大戰中軍隊所使用的技術,其目的是希望在惡劣的戰爭環境中,依然能保持通信信號的穩定性及保密性。對於一個非特定的接受器,Spread Spectrum所產生的跳動訊號對它而言,只算是脈沖雜訊。因此對整體而言是一種較具安全性的通訊技術。
Q8:何謂跳頻(Frequency-Hopping Spread Spectrum)?
ANS:跳頻技術 (Frequency-Hopping Spread Spectrum;FHSS)在同步、且同時的情況下,接受兩端以特定型式的窄頻載波來傳送訊號,對於一個非特定的接受器,FHSS所產生的跳動訊號對它而言,只算是脈沖雜訊。FHSS所展開的訊號可依特別設計來規避雜訊或One-to-Many的非重復的頻道,並且這些跳頻訊號必須遵守FCC的要求,使用75個以上的跳頻訊號、且跳頻至下一個頻率的最大時間間隔 (Dwell Time)為400ms。
Q9:何謂直接序列展頻(Direct Sequence Spread Spectrum)?
ANS:直接序列展頻技術(Direct Sequence Spread Spectrum; DSSS)是將原來的訊號「1」或「0」,利用10個以上的chips來代表「1」或「0」位,使得原來較高功率、較窄的頻率變成具有較寬頻的低功率頻率。而每個bit使用多少個chips稱做Spreading chips,一個較高的Spreading chips可以增加抗雜訊干擾,而一個較低Spreading Ration可以增加用戶的使用人數。
基本上,在DSSS的Spreading Ration是相當少的,例如在幾乎所有2.4GHz的無線區域網絡產品所使用的Spreading Ration皆少於20。而在IEEE 802.11的標准內,其Spreading Ration只有11,但FCC的規定是必須大於10,而實驗中,最佳的Spreading Ration大約在100左右。
Q10:無線網路所能含蓋的范圍有多廣?
ANS:一般無線網路所能含蓋的范圍應視環境的開放與否而定,若不加外接天線而言,在視野所及之處約250M,若屬半開放性空間,有隔間之區域,則約35~50M左右,當然若加上外接天線,則距離可達更遠,此關繫到天線本身之增益而定,因此需視客戶之需求而加以規劃之。
Q11:無線網路於使用之過程其保密性為何?
ANS:基本上GEMPLEX之無線網路技術采DSSS系統,本身就具有防竊聽之功能,另外再加上資料加密功能(WEP40bits)的雙重防護下,因此其安全性是相當周全。
Q13:何謂橋接器(Access Point)?
ANS:Access Point,一般俗稱為網路橋接器,顧名思義即是當作傳統的有線區域網絡與無線區域網絡之橋梁,因此任何一台裝有無線網卡之PC均可透過AP去分享有線區域網絡甚至廣域網路之資源。除此之外,AP本身又兼具有網管之功能,可針對接有無線網路卡之PC作必要之控管。
Q14:Access Point在使用上可同時支持多少工作站?
ANS:理論上是可以支持到一個CLASS C,但為了讓工作站本身有足夠之頻寬可利用,一般建議一台AP約支持20~30左右之工作站為最佳狀態。
Q15:何謂漫遊(Roaming)功能?
ANS:如同大哥大一般,可漫遊在不同的基地台之間,無線網路工作站亦可漫遊在不同的AP之間,只要AP群的ESSID定義一樣,則自然無線網路工作站可自由的漫遊於無線電波所能含蓋之區域。
Q16:若無線網路之設備架設於室外,其如何防止雷擊?
ANS:基本上無線網路可配置避雷器之設備,此設備可選購裝設於無線網路設備上,以利外來之突波造成系統損壞。
Q17:何謂Access Control?
ANS:基本上每張無線網卡上都有一組獨一無二的硬體地址,即所謂的MAC address,經由Access Control table可定義某些卡可登入此AP,某些卡被拒絕登入,如此便能達到控管的機制,可避免非相關人員隨意登入網路,竊取資源。
Q18:何謂ASBF?
ANS:ASBF(Automatic Scale Back Functionality),此項功能是Gemplex AP特有之功能,保證WLAN始終處於最佳的聯機品質,除此之外,並提供支持多重廠商的無線網卡,但其網卡必須是符合IEEE 802.11之規范而設計。
Q19:何謂Power Management?
ANS:由於Notebook使用約2小時左右後便必須充電,若又同時使用其它外圍設備,則必定更加耗電,因此此項功能乃在於有效的管理無線網路卡所消耗之電量,換句話說,它能適時控制當有DATA sending or receiving時,是處於」Wake up status」,反之則處於power down mode。
Q20:天線所使用之導線的長度是否有影響傳輸品質?
ANS:一般來講,天線所使用之導線的長度,材質,阻抗匹配,均會對訊號造成某程度之影響,而最明顯的就是增益衰減。通常以20 feet之長度而言就會讓訊號衰減約1.2dBi左右,而平均每衰減8dBi就會讓原傳輸之距離約縮減一半,因此導線之長度與品質在無線產品的應用上是不容忽視的。
Q21:架設指向性天線時,是否有工具可提供指示,讓訊號品質達到最佳化?
ANS:Gemplex之Bridge本身有提供一套軟體聯機品質校正程序,其中是以圖形曲線的方式呈現於屏幕上,使用者可明顯看出該訊號目前強弱之狀況,而加以調整天線的位置,已達最佳狀態。
Q22 : 何謂 Ad-hoc ?
ANS : 構成一種特殊的無線網路應用模式,一群計算機接上無線網路卡,即可相互連接,資源共享,無需透過Access Point.
Q23 : 何謂 Infrastructure ?
ANS : 一種整合有線與無線區域網絡架構的應用模式,透過此種架構模式,即可達成網路資源的共享,此應用需透過Access Point.
Q24 : 何謂 BSS ?
ANS : 一種特殊的Ad-hoc LAN的應用,稱為Basic Service Set (BSS),一群計算機設定相同的BSS名稱,即可自成一個group,而此BSS名稱,即所謂BSSID。
Q25 : 何謂 ESS ?
ANS : 一種infrastructure的應用,一個或多個以上的BSS,即可被定義成一個Extended Service Set ( ESS ),使用者可於ESS上roaming及存取BSSs中的任何資料,其中Access Points必須設定相同的ESSID及channel才能允許roaming.
Q26 : 何謂 SNMP ?
ANS : 「 Simple Network Management Protocol 「,一種網管的通信協議,透過SNMP的軟體可以連接至可支持SNMP的裝置並可收集該裝置所有的信息並做其它整合性的應用,Gemplex Wireless LAN proct 就有support此功能。
Q27 : 何謂 WEP ?
ANS : 「 Wired Equivalent Protection 「,一種將資料加密的處理方式,WEP 40bits的encryption 乃是IEEE 802.11的標准規范。透過WEP的處理便可讓我們的資料於傳輸中更加安全。
無線區域網絡之應用
大樓之間
大樓之間建構網路的連結,取代專線,簡單又便宜。
餐飲及零售
餐飲服務業可使用無線區域網絡產品,直接從餐桌即可輸入並傳送客人點菜內容至廚房、櫃台。零售商促銷時,可使用無線區域網絡產品設置臨時收銀櫃台。
醫療
使用附無線區域網絡產品的手提式計算機取得實時信息,醫護人員可藉此避免對傷患救治的遲延、不必要的紙上作業、單據循環的遲延及誤診等,而提升對傷患照顧的品質。
企業
當企業內的員工使用無線區域網絡產品時,不管他們在辦公室的任何一個角落,有無線區域網絡產品,就能隨意地發電子郵件、分享檔案及上網路瀏覽。
倉儲管理
一般倉儲人員的盤點事宜,透過無線網路的應用,能立即將最新的資料輸入計算機倉儲系統。
貨櫃集散場
一般貨櫃集散場的橋式起重車,可於調動貨櫃時,將實時信息傳回office,以利相關作業之逐行。
監視系統
一般位於遠方且需受監控現場之場所,由於布線之困難,可藉由無線網路將遠方之影像傳回主控站。
展示會場
諸如一般的電子展,計算機展,由於網路需求極高,而且布線又會讓會場顯得凌亂,因此若能使用無線網路,則是再好不過的選擇。
DSSS vs FHSS
DSSS
FHSS
展 頻 特 性
將原信號 「1」 或 「0」 利用10個以上的chips代表「1」 或 「0」,使得原來較高功率,較窄頻率變成具有較寬頻的低功率。
同步,同時接受兩端以特定型式的窄頻載波來傳送訊號。對於一個非特定的reveiver,FHSS所產生的跳動訊號對它而言,只能算是脈沖雜訊而已。
調 變 差 異
PSK,DBPSK,DQPSK
GFSK
抗 噪 聲 能 力
DSSS之DQPSK調變方式是采 線性放大器組成,其作用范圍和抗雜訊能力效果佳。
FHSS之FSK調變方式架構簡單,采非線性功率放大器組成
。
差 異 性
High Speed
Long Distance
Easy Integration
適用於較固定環境中使用
作用范圍較大
Low Speed
Short Range
Carrier Data Voice
Better Security
DSSS與 FHSS 之取決端視產品在市場定位而定,因為它可以解決無線區域網絡的傳輸能力及特性,包括抗干擾能力,使用距離范圍,頻寬大小及傳輸資料的大小。DSSS技術適用於固定環境中,或對傳輸品質要求較高的應用,因此,無線廠房,無線醫院,網路社區,大都採用DSSS無線技術產品。而FHSS則大都使用於需快速移動的端點,如行動電話,其無線傳輸的技術部份即採用FHSS展頻技術。
無線網路技術比較表
Item
Specification
Wireless LAN
802.11
HOME RF
1.09
BLUETOOTH
Application High speed wireless data networking(long distance)
Wireless communication in home & SOHO
Wireless communication in short range
Technology
FHSS,DSSS
FHSS
FHSS
Frequency
RF 2.4GHz
RF 2.4GHz
RF 2.4GHz
Power
+18dbm
+18dbm
+18dbm
Data rate
11Mbps
11Mbps
1Mbps
Distance
150M
50M
10M
Transmission
DSSS: Data
FHSS: Data & Voice
Data & Voice
Data & Voice
Specification
IEEE
Home RF group
Bluetooth SIG
Interface
USB,ISA,PCI,PCMCIA
N/A
Mole
Main structure
MAC,RF,Baseband
MAC,RF,Baseband
RF,Baseband,HCI,Ling manager
Power
consumption
250mA
100mA
40mA
Cost
High
Middle
Low
D. 求無線區域網WLAN原理及設置方法
無線區域網絡(Wireless Local Area Networks; WLAN)是相當便利的數據傳輸系統,它利用射頻(Radio Frequency; RF)的技術,取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線(Coaxial)所構成的區域網絡,使得無線區域網絡能利用簡單的存取架構讓用戶透過它,達到「信息隨身化、便利走天下」的理想境界。結構無線區域網拓撲結構概述:基於IEEE802.11標準的無線區域網允許在區域網絡環境中使用未授權的2.4或5.3GHz射頻波段進行無線連接。它們應用廣泛,從家庭到企業再到Internet接入熱點。 無線區域網 簡單的家庭無線LAN簡單的家庭無線LAN:在家庭無線區域網最通用和最便宜的例子,如圖1所示,一台設備作為防火牆,路由器,交換機和無線接入點。這些無線路由器可以提供廣泛的功能,例如:保護家庭網路遠離外界的入侵。允許共享一個ISP(Internet服務提供商)的單一IP地址。可為4台計算機提供有線乙太網服務,但是也可以和另一個乙太網交換機或集線器進行擴展。為多個無線計算機作一個無線接入點。通常基本模塊提供2.4GHz802.11b/g操作的Wi-Fi,而更高端模塊將提供雙波段Wi-Fi或高速MIMO性能。雙波段接入點提供2.4GHz802.11b/g和5.3GHz802.11a性能,而MIMO接入點在2.4GHz范圍中可使用多個射頻以提高性能。雙波段接入點本質上是兩個接入點為一體並可以同時提供兩個非干擾頻率,而更新的MIMO設備在2.4GHz范圍或更高的范圍提高了速度。2.4GHz范圍經常擁擠不堪而且由於成本問題,廠商避開了雙波段MIMO設備。雙波段設備不具有最高性能或范圍,但是允許你在相對不那麼擁擠的5.3GHz范圍操作,並且如果兩個設備在不同的波段,允許它們同時全速操作。家庭網路中的例子並不常見。該拓撲費用更高但是提供了更強的靈活性。路由器和無線設備可能不提供高級用戶希望的所有特性。在這個配置中,此類接入點的費用可能會超過一個相當的路由器和AP一體機的價格,歸因於市場中這種產品較少,因為多數人喜歡組合功能。一些人需要更高的終端路由器和交換機,因為這些設備具有諸如帶寬控制,千兆乙太網這樣的特性,以及具有允許他們擁有需要的靈活性的標准設計。 無線區域網無線橋接:當有線連接太昂貴或者需要為有線連接建立第二條冗餘連接以作備份時,無線橋接允許在建築物之間進行無線連接。802.11設備通常用來進行這項應用以及無線光纖橋。802.11基本解決方案一般更便宜並且不需要在天線之間有直視性,但是比光纖解決方案要慢很多。802.11解決方案通常在5至30mbps范圍內操作,而光纖解決方案在100至1000mbps范圍內操作。這兩種橋操作距離可以超過10英里,基於802.11的解決方案可達到這個距離,而且它不需要線纜連接。但基於802.11的解決方案的缺點是速度慢和存在干擾,而光纖解決方案不會。光纖解決方案的缺點是價格高以及兩個地點間不具有直視性。 技術要求:由於無線區域網需要支持高速、突發的數據業務,在室內使用還需要解決多徑衰落以及各子網間串擾等問題。具體來說,無線區域網必須實現以下技術要求: 無線區域網(1)可靠性:無線區域網的系統分組丟失率應該低於10-5,誤碼率應該低於10-8。 (2)兼容性:對於室內使用的無線區域網,應盡可能使其跟現有的有線區域網在網路操作系統和網路軟體上相互兼容。 (3)數據速率:為了滿足區域網業務量的需要,無線區域網的數據傳輸速率應該在1Mbps以上。 (4)通信保密:由於數據通過無線介質在空中傳播,無線區域網必須在不同層次採取有效的措施以提高通信保密和數據安全性能。 (5)移動性:支持全移動網路或半移動網路。 (6)節能管理:當無數據收發時使站點機處於休眠狀態,當有數據收發時再激活,從而達到節省電力消耗的目的。 (7)小型化、低價格:這是無線區域網得以普及的關鍵。 (8)電磁環境:無線區域網應考慮電磁對人體和周邊環境的影響問題。 硬體設備有:無線網卡,無線AP,無線天線。註:這是一個專業課程,老師教的很理論,需要具體的實驗。但是這些無線設備的價格一般都比較高的。我們現在學的網路工程也包括 無線區域網的組建,但是就是應為實驗的設備太少,學到很糾結。
E. 無線區域網 (好的話 再加30分)
看第一段新的
IEEE802.11是IEEE(電氣和電子工程師協會)制定的一個無線區域網標准,主要用於解決辦公室區域網和校園網中的用戶與用戶終端之間的無線接入。IEEE802.11業務主要限於數據存取,傳輸速率最高只能達到2Mbps。由於IEEE802.11在速率上的不足,已不能滿足數據應用的需求;因此,IEEE又相繼推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a這兩個新的標准。三者之間技術差別主要在於MAC(Medium Access Control,媒介訪問控制)子層和物理層。(註:IEEE802.11協議只規定了開放式系統互聯參考模型(OSI/RM)的物理層和MAC層,其MAC層利用載波監聽多重訪問/沖突避免(CSMA/CA)協議,而在物理層,IEEE802.11定義了三種不同的物理介質:紅外線、跳頻擴譜方式(FHSS)以及直擴方式(DSSS)。)
實際上,由於無線區域網作為有線網路的發展和補充,具有其特有的優勢,已經成為潛力巨大的市場。90年代初,工作在900MHz、2.4MHz和5GHz頻率上的無線區域網設備就已經出現,但是由於價格、性能、通用性等種種原因,沒有得到廣泛應用。1997年6月,第一個WLAN標准IEEE802.11正式頒布實施,為WLAN的物理層和MAC層制定了統一的標准,有力地推動了該技術的快速發展。
IEEE802.11標準的網路以1Mbps或2Mbps的速率傳輸數據,傳輸距離能夠達到100米。但是,IEEE802.11標準的WLAN的弱點在於傳輸速率最高只能達到2Mbps,與廣泛使用的10Mbps甚至100Mbps速率的有線網路相比,速度太慢,無法滿足人們的實際應用,特別是那些需要較高帶寬的多媒體應用的需要。所以,IEEE隨後又推出了802.11b和802.11a兩個新標准。
IEEE 802.11b和802.11一樣工作在2.4GHz頻段,但是能夠支持5.5 Mbps和11 Mbps兩個新速率。而且802.11b可以根據情況的變化,在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率之間自動切換。工作在2 Mbps、1 Mbps速率時的802.11b與802.11兼容。
IEEE 802.11a工作在5GHzU頻帶,物理層速率可達54 Mb/s,傳輸層可達25Mbps。採用正交頻分復用(OFDM)的獨特擴頻技術;可提供25Mbps的無線ATM介面和10Mbps的乙太網無線幀結構介面;支持語音、數據、圖像業務;一個扇區可接入多個用戶,每個用戶可帶多個用戶終端。但是,採用該標準的產品目前還沒有進入市場。
由於目前市場上WLAN領域的產品主要以IEEE 802.11b標準的為主,因此以下主要對該類型的技術和產品進行介紹。
無線城域網(WMAN)面臨著各種安全威脅,其規范IEEE 802.16中定義了保密子層實現認證、密鑰協商與數據保密.早期規范中的認證與密鑰管理協議為保密密鑰管理(PKM),數據保密機制包含基於DES-CBC和AES-CCM的兩個解決方案.PKM協議存在單向認證、PKI部署困難、無法實現基於用戶的認證、缺乏組播密鑰協商等缺陷.DES-CBC加密方案也有演算法脆弱性、缺乏完整性保護、無抗重放保護等不足.最新的移動性規范IEEE802.16e中引入了靈活的EAP認證框架,消除舊的PMK協議的缺陷,並可滿足移動性帶來的新安全需求.
F. 什麼是無線區域網
在無線區域網WLAN發明之前,人們要想通過網路進行聯絡和通信,必須先用物理線纜-銅絞線組建一個電子運行的通路,為了提高效率和速度,後來又發明了光纖。
當網路發展到一定規模後,人們又發現,這種有線網路無論組建、拆裝還是在原有基礎上進行重新布局和改建,都非常困難,且成本和代價也非常高,於是WLAN的組網方式應運而生。
無線區域網絡英文全名:WirelessLocalAreaNetworks;簡寫為:WLAN。
它是相當便利的數據傳輸系統,它利用射頻(RadioFrequency;RF)的技術,使用電磁波,取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線(Coaxial)所構成的區域網絡,在空中進行通信連接,使得無線區域網絡能利用簡單的存取架構讓用戶透過它,達到「信息隨身化、便利走天下」的理想境界
WLAN的實現協議有很多,其中最為著名也是應用最為廣泛的當屬無線保真技術--Wi-Fi,它實際上提供了一種能夠將各種終端都使用無線進行互聯的技術,為用戶屏蔽了各種終端之間的差異性。
在實際應用中,WLAN的接入方式很簡單,以家庭WLAN為例,只需一個無線接入設備-路由器,一個具備無線功能的計算機或終端(手機或PAD),沒有無線功能的計算機只需外插一個無線網卡即可。
(6)無線區域網網路工程擴展閱讀:
WLAN的優點:它能夠方便地聯網,因為WLAN可以便捷、迅速地接納新加入的雇員,而不必對網路的用戶管理配置進行過多的變動;WLAN在有線網路布線困難的地方比較容易實施,使用WLAN方案,則不必再實施打孔敷線作業,因而不會對建築設施造成任何損害。
網路是一個非常大的概念,網路主要是指計算機網路。以分組交換技術為核心的計算機網路,自20世紀70年代以來得到了飛速發展.採用TCP/IP體系結構的Internet得到廣泛使用。為了使得網路能夠適應基於網路的多種多樣服務在帶寬,可擴縮性和可靠性等方面不斷增長的需求,網路工程必須應付這些挑戰,解決好網路的設計,實施和維護等一系列技術問題。
硬體工程是指計算機網路所使用的設備(交換機、防火牆、內核 、硬體內存、cpu、伺服器等),工程包括網路的需求分析、網路設備的選擇、網路拓撲結構的設計、施工技術要求等。
布線工程:也稱綜合布線,它的目的是為了保持正常通訊而使用光纜、銅纜將網路設備進行連接。工程包括線纜路由的選擇、橋架設計、線纜及接插件的選型等。
H. 無線個域網、無線區域網和無線廣域網分別包含哪些無線通信技術
摘要:無線通信技術自身有很多優點,成本較低,無線通信技術不必建立物理線路,更不用大量的人力去鋪設電纜,而且無線通信技術不受工業環境的限制,對抗環境的變化能力較強,故障診斷也較為容易,相對於傳統的有線通信的設置與維修,無線網路的維修可以通過遠程診斷完成,更加便捷;擴展性強,當網路需要擴展時,無線通信不需要擴展布線;靈活性強,無線網路不受環境地形等限制,而且在使用環境發生變化時,無線網路只需要做很少的調整,就能適應新環境的要求。
無線通信(數據)傳輸方式及技術原理:
無線通信是利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。無線通信技術自身有很多優點,成本較低,無線通信技術不必建立物理線路,更不用大量的人力去鋪設電纜,而且無線通信技術不受工業環境的限制,對抗環境的變化能力較強,故障診斷也較為容易,相對於傳統的有線通信的設置與維修,無線網路的維修可以通過遠程診斷完成,更加便捷;擴展性強,當網路需要擴展時,無線通信不需要擴展布線;靈活性強,無線網路不受環境地形等限制,而且在使用環境發生變化時,無線網路只需要做很少的調整,就能適應新環境的要求。
各種主流無線通信技術
常見的無線通信(數據)傳輸方式及技術分為兩種:「近距離無線通信技術」和「遠距離無線傳輸技術」。
1、近距離無線通信技術
短(近)距離無線通信技術是指通信雙方通過無線電波傳輸數據,並且傳輸距離在較近的范圍內,其應用范圍非常廣泛。近年來,應用較為廣泛及具有較好發展前景的短距離無線通信標准有:Zig-Bee、藍牙(Bluetooth)、無線寬頻(Wi-Fi)、超寬頻(UWB)和近場通信(NFC)。
(1)Zig-Bee:Zig-Bee是基於IEEE802.15.4標准而建立的一種短距離、低功耗的無線通信技術。Zig-Bee來源於蜜蜂群的通信方式,由於蜜蜂(Bee)是靠飛翔和『嗡嗡』(Zig)地抖動翅膀的來與同伴確定食物源的方向、位置和距離等信息,從而構成了蜂群的通信網路。其特點是距離近,其通常傳輸距離是10-100m;低功耗,在低耗電待機模式下,2節5號干電池可支持1個終端工作6-24個月,甚至更長;其成本,Zig-Bee免協議費,晶元價格便宜;低速率,通Zig-Bee常工作在20-250kbps的較低速率;短時延,Zig-Bee的響應速度較快等。主要適用於家庭和樓宇控制、工業現場自動化控制、農業信息收集與控制、公共場所信息檢測與控制、智能型標簽等領域,可以嵌入各種設備。
(2)藍牙(Bluetooth):能夠在10米的半徑范圍內實現點對點或一點對多點的無線數據和聲音傳輸,其數據傳輸帶寬可達1Mbps通訊介質為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波。藍牙技術可以廣泛應用於區域網絡中各類數據及語音設備,如PC、撥號網路、筆記本電腦、列印機、傳真機、數碼相機、行動電話和高品質耳機等,實現各類設備之間隨時隨地進行通信。
藍牙技術被廣泛應用於無線辦公環境、汽車工業、信息家電、醫療設備以及學校教育和工廠自動控制等領域,藍牙目前存在的主要問題是晶元大小和價格較高;抗干擾能力較弱。
(3)無線寬頻(Wi-Fi):它是一種基於802.11協議的無線區域網接入技術。(Wi-Fi)技術突出的優勢在於它有較廣的區域網覆蓋范圍,其覆蓋半徑可達100米左右,相比於藍牙技術,(Wi-Fi)覆蓋范圍較廣;傳輸速度非常快,其傳輸速度可以達到11mbps(802.11b)或者54mbps(802.11.a),適合高速數據傳輸的業務;無須布線,可以不受布線條件的限制,非常適合移動辦公用戶的需要。在一些人員密集的地方,比如火車站、汽車站、商場、機場、圖書館、校園等地方設置『熱點』,可以通過高速線路將網際網路接入上述場所。用戶只需要將支持無線網路的終端設備該區域內,即可高速接入網際網路;健康安全,具有WiFi功能的產品發射功率不超過100毫瓦,實際發射功率約60-70毫瓦,與手機、手持式對講機等通訊設備相比,WiFi產品的輻射更小。
(4)超寬頻(UWB):UWB是一種無載波通信技術,利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據,其傳輸距離通常在10M以內,使用1GHz以上帶寬,通信速度可以達到幾百兆bit/s以上,UWB的工作頻段范圍從3.1GHz到10.6GHz,最小工作頻寬為500MHz。
其主要特點是:傳輸速率高;發射功率低,功耗小;保密性強;UWB通信採用調時序列,能夠抗多徑衰落;UWB所需要的射頻和微波器件很少,可以減小系統的復雜性。由於系UWB統佔用的帶寬很高,UWB系統可能會干擾現有其他無線通信系統。UWB主要應用在高解析度"較小范圍"能夠穿透牆壁"地面等障礙物的雷達和圖像系統中。
這種裝置可以用來檢查樓房、橋梁、道路等工程的混凝土和瀝青結構中的缺陷,以及定位地下電纜及其它管線的故障位置,也可用於疾病診斷。另外,在救援、治安防範、消防及醫療、醫學圖像處理等領域都大有用途。