A. 无线局域网的解决方案
无线局域网是指以无线电波、激光、红外线等无线媒介来代替有线局域网中的部分或全部传输媒介而构成的网络。它不仅可以作为有线数据通信的补充和延伸,而且还可以与有线网络环境互为备份。
802.11协议、蓝牙标准和HomeRF工业标准是无线局域网所有标准中最主要的竞争对手。它们各有优劣,各有自己擅长的应用领域,有的适合于办公环境,有的适合于个人应用,有的则一直被家庭用户所推崇。下面就介绍一下三种标准的具体情况:
802.11协议
802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入,主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mbps。由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此,IEEE(电气和电子工程师协会)随后又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准,2001年11月,第三个新的标准802.11g业已面世。尽管目前802.11a和802.11g倍受业界关注,但从实际的应用上来讲,802.11b已成为无线局域网(WLAN)的主流标准,被多数厂商所采用,并且已经有成熟的无线产品推向市场。这些产品包括:集成支持802.11b无线功能的PC、支持网络接入的802.11b无线网络适配器以及相对应的网络桥接器等。生产这些产品的厂商大致可以分为两类,一类是着名的网络集成商,如:3Com、Cisco等,他们的产品主要集中在适配器和桥接器领域;另外,很多PC厂商借助网络终端的先天优势,提供全面的无线局域网设备,IBM、HP、Toshiba为代表厂商,其中,IBM凭借其在笔记本电脑上的绝对优势和参与制定无线标准的领导地位,提供最全面的无线解决方案,并已经在全球范围内大规模地推出了相应的产品。
目前,802.11b无线局域网技术已经在美国得到了广泛的应用,它已经进入了写字间、饭店、咖啡厅和候机室等场所。没有集成无线网卡的笔记本电脑用户只需插进一张PCMCIA卡或USB卡,便可通过无线局域网连到因特网。在国内,支持802.11b无线局域网协议的产品不仅全面上市,而且像IBM,还特别为用户和专业人士搭建了“体验中心”,让用户和媒体可以亲身体验无线局域网的便利和高效。
蓝牙标准
蓝牙这个颇为奇怪的名字来源于十世纪丹麦国王哈洛德(Harold)的外号。据说,这位丹麦国王靠出色的沟通和说服能力统一了当时的丹麦和挪威。因为他非常爱吃蓝梅,牙齿经常被染蓝,所以得了蓝牙这个外号。1998年5月,爱立信、诺基亚、IBM、东芝和英特尔公司五家着名IT厂商,在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术,其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。1999年下半年,着名的业界巨头微软、摩托罗拉、3Com、朗讯与蓝牙特别小组BluetoothSIG等5家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织,从那时起,全球变开始掀起了蓝牙热潮。
蓝牙技术是一种用于替代便携或固定电子设备上使用的电缆或连线的短距离无线连接技术。其设备使用全球通行的、无需申请许可的2.45GHz频段,可实时进行数据和语音传输,其传输速率可达到10Mbps,在支持3个话音频道的同时还支持高达723.2Kbps的数据传输速率。也就是说,在办公室、家庭和旅途中,无需在任何电子设备间布设专用线缆和连接器,通过蓝牙遥控装置可以形成一点到多点的连接,即在该装置周围组成一个“微网”,网内任何蓝牙收发器都可与该装置互通信号。而且,这种连接无需复杂的软件支持。蓝牙收发器的一般有效通信范围为10米,强的可以达到100米左右。
由于蓝牙在无线传输距离上的限定,它和个人网络通讯用品有着不解之缘。因此,生产蓝牙产品的厂除了网络集成厂商和传统PC厂商以外,还包括很多移动电话厂商。近一年,随着全球无线市场的不断扩大,蓝牙手机成为移动电话用户的新宠。实际上,依据目前的无线技术水平,一台蓝牙笔记本加上一部蓝牙手机就可以实现无线登录互联网。但是,在市场中能够同时支持802.11b和蓝牙的笔记本电脑确实不多,只有少数厂商拥有这样的技术与解决方案,IBMThinkPadXTRA各系列笔记本电脑的大多数产品和TOSHIBA部分笔记本电脑可以提供这样的支持。
HomeRF工业标准
HomeRF是由HomeRF工作组开发的,适合家庭区域范围内,在PC和用户电子设备之间实现无线数字通信的开放性工业标准。作为无线技术方案,它代替了需要铺设昂贵传输线的有线家庭网络,为网络中的设备,如笔记本电脑和Internet应用提供了漫游功能。
在美国联邦通信委员会(FCC)正式批准HomeRF标准之前,HomeRF工作组已为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范,这就是共享无线访问协议(SWAP)。
SWAP规范定义了一个新的通用空中接口,此接口支持家庭范围内语音、数据的无线通信。用户使用符合SWAP规范的电子产品可实现如下功能:在PC的外设、无绳电话等设备之间建立一个无线网络,以共享语音和数据;在家庭区域范围内的任何地方,可以利用便携式微型显示设备浏览Internet;在PC和其他设备之间共享同一个ISP连接;家庭中的多个PC可共享文件、调制解调器和打印机;前端智能导入电话机可呼叫多个无绳电话听筒、传真机和语音信箱;从无绳电话听筒可以再现导入的语音、传真和E-mail信息;将一条简单的语音命令输入PC无绳电话听筒,便可以启动其他家庭电子系统;可实现基于PC或Internet的“多玩家”游戏……
SWAP规范问世以后,除了扩展高性能、多波段无绳电话技术以外,还极大地促进了低成本无线数据网络技术的发展。但是,HomeRF占据了与802.11b和Bluetooth相同的2.4G频率段,并且在功能上过于局限家庭应用,再考虑到802.11b在办公领域已取得的地位,恐怕在今后难以有较大的作为。调查显示,该标准在2000年的普及率高达45%,但到了2001年已降至30%,且逐渐丧失市场优势。特别是很多PC厂商并没有在自己的PC产品中对该项标准加以支持,也造成了其扩展上的障碍。看来,HomeRF这项工业标准注定不会冲出“Home”。
B. 无线局域网有哪三种拓扑结构方式(网络工程题)
1、基本服务组 Basic Service Set
2、独立基本服务组 Independent Basic Service Set
3、扩展服务组 Extended Service Set
C. 无线局域网的工作原理
无线局域网络简介
无线局域网:
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(Instrial 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。
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借由无线电波,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,借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(Instrial 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限制。
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。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 proct 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,医护人员可借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,可借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。
无线网络技术比较表
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. 求无线局域网WLAN原理及设置方法
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。结构无线局域网拓扑结构概述:基于IEEE802.11标准的无线局域网允许在局域网络环境中使用未授权的2.4或5.3GHz射频波段进行无线连接。它们应用广泛,从家庭到企业再到Internet接入热点。 无线局域网 简单的家庭无线LAN简单的家庭无线LAN:在家庭无线局域网最通用和最便宜的例子,如图1所示,一台设备作为防火墙,路由器,交换机和无线接入点。这些无线路由器可以提供广泛的功能,例如:保护家庭网络远离外界的入侵。允许共享一个ISP(Internet服务提供商)的单一IP地址。可为4台计算机提供有线以太网服务,但是也可以和另一个以太网交换机或集线器进行扩展。为多个无线计算机作一个无线接入点。通常基本模块提供2.4GHz802.11b/g操作的Wi-Fi,而更高端模块将提供双波段Wi-Fi或高速MIMO性能。双波段接入点提供2.4GHz802.11b/g和5.3GHz802.11a性能,而MIMO接入点在2.4GHz范围中可使用多个射频以提高性能。双波段接入点本质上是两个接入点为一体并可以同时提供两个非干扰频率,而更新的MIMO设备在2.4GHz范围或更高的范围提高了速度。2.4GHz范围经常拥挤不堪而且由于成本问题,厂商避开了双波段MIMO设备。双波段设备不具有最高性能或范围,但是允许你在相对不那么拥挤的5.3GHz范围操作,并且如果两个设备在不同的波段,允许它们同时全速操作。家庭网络中的例子并不常见。该拓扑费用更高但是提供了更强的灵活性。路由器和无线设备可能不提供高级用户希望的所有特性。在这个配置中,此类接入点的费用可能会超过一个相当的路由器和AP一体机的价格,归因于市场中这种产品较少,因为多数人喜欢组合功能。一些人需要更高的终端路由器和交换机,因为这些设备具有诸如带宽控制,千兆以太网这样的特性,以及具有允许他们拥有需要的灵活性的标准设计。 无线局域网无线桥接:当有线连接太昂贵或者需要为有线连接建立第二条冗余连接以作备份时,无线桥接允许在建筑物之间进行无线连接。802.11设备通常用来进行这项应用以及无线光纤桥。802.11基本解决方案一般更便宜并且不需要在天线之间有直视性,但是比光纤解决方案要慢很多。802.11解决方案通常在5至30mbps范围内操作,而光纤解决方案在100至1000mbps范围内操作。这两种桥操作距离可以超过10英里,基于802.11的解决方案可达到这个距离,而且它不需要线缆连接。但基于802.11的解决方案的缺点是速度慢和存在干扰,而光纤解决方案不会。光纤解决方案的缺点是价格高以及两个地点间不具有直视性。 技术要求:由于无线局域网需要支持高速、突发的数据业务,在室内使用还需要解决多径衰落以及各子网间串扰等问题。具体来说,无线局域网必须实现以下技术要求: 无线局域网(1)可靠性:无线局域网的系统分组丢失率应该低于10-5,误码率应该低于10-8。 (2)兼容性:对于室内使用的无线局域网,应尽可能使其跟现有的有线局域网在网络操作系统和网络软件上相互兼容。 (3)数据速率:为了满足局域网业务量的需要,无线局域网的数据传输速率应该在1Mbps以上。 (4)通信保密:由于数据通过无线介质在空中传播,无线局域网必须在不同层次采取有效的措施以提高通信保密和数据安全性能。 (5)移动性:支持全移动网络或半移动网络。 (6)节能管理:当无数据收发时使站点机处于休眠状态,当有数据收发时再激活,从而达到节省电力消耗的目的。 (7)小型化、低价格:这是无线局域网得以普及的关键。 (8)电磁环境:无线局域网应考虑电磁对人体和周边环境的影响问题。 硬件设备有:无线网卡,无线AP,无线天线。注:这是一个专业课程,老师教的很理论,需要具体的实验。但是这些无线设备的价格一般都比较高的。我们现在学的网络工程也包括 无线局域网的组建,但是就是应为实验的设备太少,学到很纠结。
E. 无线局域网 (好的话 再加30分)
看第一段新的
IEEE802.11是IEEE(电气和电子工程师协会)制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中的用户与用户终端之间的无线接入。IEEE802.11业务主要限于数据存取,传输速率最高只能达到2Mbps。由于IEEE802.11在速率上的不足,已不能满足数据应用的需求;因此,IEEE又相继推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a这两个新的标准。三者之间技术差别主要在于MAC(Medium Access Control,媒介访问控制)子层和物理层。(注:IEEE802.11协议只规定了开放式系统互联参考模型(OSI/RM)的物理层和MAC层,其MAC层利用载波监听多重访问/冲突避免(CSMA/CA)协议,而在物理层,IEEE802.11定义了三种不同的物理介质:红外线、跳频扩谱方式(FHSS)以及直扩方式(DSSS)。)
实际上,由于无线局域网作为有线网络的发展和补充,具有其特有的优势,已经成为潜力巨大的市场。90年代初,工作在900MHz、2.4MHz和5GHz频率上的无线局域网设备就已经出现,但是由于价格、性能、通用性等种种原因,没有得到广泛应用。1997年6月,第一个WLAN标准IEEE802.11正式颁布实施,为WLAN的物理层和MAC层制定了统一的标准,有力地推动了该技术的快速发展。
IEEE802.11标准的网络以1Mbps或2Mbps的速率传输数据,传输距离能够达到100米。但是,IEEE802.11标准的WLAN的弱点在于传输速率最高只能达到2Mbps,与广泛使用的10Mbps甚至100Mbps速率的有线网络相比,速度太慢,无法满足人们的实际应用,特别是那些需要较高带宽的多媒体应用的需要。所以,IEEE随后又推出了802.11b和802.11a两个新标准。
IEEE 802.11b和802.11一样工作在2.4GHz频段,但是能够支持5.5 Mbps和11 Mbps两个新速率。而且802.11b可以根据情况的变化,在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率之间自动切换。工作在2 Mbps、1 Mbps速率时的802.11b与802.11兼容。
IEEE 802.11a工作在5GHzU频带,物理层速率可达54 Mb/s,传输层可达25Mbps。采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术;可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口;支持语音、数据、图像业务;一个扇区可接入多个用户,每个用户可带多个用户终端。但是,采用该标准的产品目前还没有进入市场。
由于目前市场上WLAN领域的产品主要以IEEE 802.11b标准的为主,因此以下主要对该类型的技术和产品进行介绍。
无线城域网(WMAN)面临着各种安全威胁,其规范IEEE 802.16中定义了保密子层实现认证、密钥协商与数据保密.早期规范中的认证与密钥管理协议为保密密钥管理(PKM),数据保密机制包含基于DES-CBC和AES-CCM的两个解决方案.PKM协议存在单向认证、PKI部署困难、无法实现基于用户的认证、缺乏组播密钥协商等缺陷.DES-CBC加密方案也有算法脆弱性、缺乏完整性保护、无抗重放保护等不足.最新的移动性规范IEEE802.16e中引入了灵活的EAP认证框架,消除旧的PMK协议的缺陷,并可满足移动性带来的新安全需求.
F. 什么是无线局域网
在无线局域网WLAN发明之前,人们要想通过网络进行联络和通信,必须先用物理线缆-铜绞线组建一个电子运行的通路,为了提高效率和速度,后来又发明了光纤。
当网络发展到一定规模后,人们又发现,这种有线网络无论组建、拆装还是在原有基础上进行重新布局和改建,都非常困难,且成本和代价也非常高,于是WLAN的组网方式应运而生。
无线局域网络英文全名:WirelessLocalAreaNetworks;简写为:WLAN。
它是相当便利的数据传输系统,它利用射频(RadioFrequency;RF)的技术,使用电磁波,取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络,在空中进行通信连接,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
WLAN的实现协议有很多,其中最为着名也是应用最为广泛的当属无线保真技术--Wi-Fi,它实际上提供了一种能够将各种终端都使用无线进行互联的技术,为用户屏蔽了各种终端之间的差异性。
在实际应用中,WLAN的接入方式很简单,以家庭WLAN为例,只需一个无线接入设备-路由器,一个具备无线功能的计算机或终端(手机或PAD),没有无线功能的计算机只需外插一个无线网卡即可。
(6)无线局域网网络工程扩展阅读:
WLAN的优点:它能够方便地联网,因为WLAN可以便捷、迅速地接纳新加入的雇员,而不必对网络的用户管理配置进行过多的变动;WLAN在有线网络布线困难的地方比较容易实施,使用WLAN方案,则不必再实施打孔敷线作业,因而不会对建筑设施造成任何损害。
网络是一个非常大的概念,网络主要是指计算机网络。以分组交换技术为核心的计算机网络,自20世纪70年代以来得到了飞速发展.采用TCP/IP体系结构的Internet得到广泛使用。为了使得网络能够适应基于网络的多种多样服务在带宽,可扩缩性和可靠性等方面不断增长的需求,网络工程必须应付这些挑战,解决好网络的设计,实施和维护等一系列技术问题。
硬件工程是指计算机网络所使用的设备(交换机、防火墙、内核 、硬件内存、cpu、服务器等),工程包括网络的需求分析、网络设备的选择、网络拓扑结构的设计、施工技术要求等。
布线工程:也称综合布线,它的目的是为了保持正常通讯而使用光缆、铜缆将网络设备进行连接。工程包括线缆路由的选择、桥架设计、线缆及接插件的选型等。
H. 无线个域网、无线局域网和无线广域网分别包含哪些无线通信技术
摘要:无线通信技术自身有很多优点,成本较低,无线通信技术不必建立物理线路,更不用大量的人力去铺设电缆,而且无线通信技术不受工业环境的限制,对抗环境的变化能力较强,故障诊断也较为容易,相对于传统的有线通信的设置与维修,无线网络的维修可以通过远程诊断完成,更加便捷;扩展性强,当网络需要扩展时,无线通信不需要扩展布线;灵活性强,无线网络不受环境地形等限制,而且在使用环境发生变化时,无线网络只需要做很少的调整,就能适应新环境的要求。
无线通信(数据)传输方式及技术原理:
无线通信是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。无线通信技术自身有很多优点,成本较低,无线通信技术不必建立物理线路,更不用大量的人力去铺设电缆,而且无线通信技术不受工业环境的限制,对抗环境的变化能力较强,故障诊断也较为容易,相对于传统的有线通信的设置与维修,无线网络的维修可以通过远程诊断完成,更加便捷;扩展性强,当网络需要扩展时,无线通信不需要扩展布线;灵活性强,无线网络不受环境地形等限制,而且在使用环境发生变化时,无线网络只需要做很少的调整,就能适应新环境的要求。
各种主流无线通信技术
常见的无线通信(数据)传输方式及技术分为两种:“近距离无线通信技术”和“远距离无线传输技术”。
1、近距离无线通信技术
短(近)距离无线通信技术是指通信双方通过无线电波传输数据,并且传输距离在较近的范围内,其应用范围非常广泛。近年来,应用较为广泛及具有较好发展前景的短距离无线通信标准有:Zig-Bee、蓝牙(Bluetooth)、无线宽带(Wi-Fi)、超宽带(UWB)和近场通信(NFC)。
(1)Zig-Bee:Zig-Bee是基于IEEE802.15.4标准而建立的一种短距离、低功耗的无线通信技术。Zig-Bee来源于蜜蜂群的通信方式,由于蜜蜂(Bee)是靠飞翔和‘嗡嗡’(Zig)地抖动翅膀的来与同伴确定食物源的方向、位置和距离等信息,从而构成了蜂群的通信网络。其特点是距离近,其通常传输距离是10-100m;低功耗,在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个终端工作6-24个月,甚至更长;其成本,Zig-Bee免协议费,芯片价格便宜;低速率,通Zig-Bee常工作在20-250kbps的较低速率;短时延,Zig-Bee的响应速度较快等。主要适用于家庭和楼宇控制、工业现场自动化控制、农业信息收集与控制、公共场所信息检测与控制、智能型标签等领域,可以嵌入各种设备。
(2)蓝牙(Bluetooth):能够在10米的半径范围内实现点对点或一点对多点的无线数据和声音传输,其数据传输带宽可达1Mbps通讯介质为频率在2.402GHz到2.480GHz之间的电磁波。蓝牙技术可以广泛应用于局域网络中各类数据及语音设备,如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等,实现各类设备之间随时随地进行通信。
蓝牙技术被广泛应用于无线办公环境、汽车工业、信息家电、医疗设备以及学校教育和工厂自动控制等领域,蓝牙目前存在的主要问题是芯片大小和价格较高;抗干扰能力较弱。
(3)无线宽带(Wi-Fi):它是一种基于802.11协议的无线局域网接入技术。(Wi-Fi)技术突出的优势在于它有较广的局域网覆盖范围,其覆盖半径可达100米左右,相比于蓝牙技术,(Wi-Fi)覆盖范围较广;传输速度非常快,其传输速度可以达到11mbps(802.11b)或者54mbps(802.11.a),适合高速数据传输的业务;无须布线,可以不受布线条件的限制,非常适合移动办公用户的需要。在一些人员密集的地方,比如火车站、汽车站、商场、机场、图书馆、校园等地方设置‘热点’,可以通过高速线路将因特网接入上述场所。用户只需要将支持无线网络的终端设备该区域内,即可高速接入因特网;健康安全,具有WiFi功能的产品发射功率不超过100毫瓦,实际发射功率约60-70毫瓦,与手机、手持式对讲机等通讯设备相比,WiFi产品的辐射更小。
(4)超宽带(UWB):UWB是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,其传输距离通常在10M以内,使用1GHz以上带宽,通信速度可以达到几百兆bit/s以上,UWB的工作频段范围从3.1GHz到10.6GHz,最小工作频宽为500MHz。
其主要特点是:传输速率高;发射功率低,功耗小;保密性强;UWB通信采用调时序列,能够抗多径衰落;UWB所需要的射频和微波器件很少,可以减小系统的复杂性。由于系UWB统占用的带宽很高,UWB系统可能会干扰现有其他无线通信系统。UWB主要应用在高分辨率"较小范围"能够穿透墙壁"地面等障碍物的雷达和图像系统中。
这种装置可以用来检查楼房、桥梁、道路等工程的混凝土和沥青结构中的缺陷,以及定位地下电缆及其它管线的故障位置,也可用于疾病诊断。另外,在救援、治安防范、消防及医疗、医学图像处理等领域都大有用途。