無線網(wǎng)絡基本知識

1、無線網(wǎng)絡基本知識一、 基本概念1、什么是無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)絡 (Wireless Local Area Networks ； WLAN) 是利用射頻 (Radio Frequency ； RF)的技術，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線(Coaxial)所構成的局域網(wǎng)絡，WLAN利用電磁波在空氣中發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，而無需線纜介質。 WLAN 的數(shù)據(jù)傳輸速率現(xiàn)在已經(jīng)能夠達到 11Mbps(802.11b)，最高速率可達 54Mbps(802.11a),傳輸距離可遠至 20km以上。它是對有線 連網(wǎng)方式的一種補充和擴展， 使網(wǎng)上的計算機具有可移動性， 能快速方便地解決使用有線方 式不易實現(xiàn)的網(wǎng)絡連通問題。

2、 使得無線局域網(wǎng)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。2、為什么使用無線局域網(wǎng)絡通常計算機組網(wǎng)的傳輸媒介主要依賴銅纜或光纜， 構成有線局域網(wǎng)。 但有線網(wǎng)絡在某些 場合要受到布線的限制：布線、改線工程量大 ,線路容易損壞 ,網(wǎng)中的各節(jié)點不可移動。特別 是要把相離較遠的節(jié)點聯(lián)接起來時， 敷設專用通信線路的布線施工難度大、 費用高、耗時長 , 對正在迅速擴大的連網(wǎng)需求形成了嚴重的瓶頸阻塞。并且 ,對于局域網(wǎng)絡管理主要工作之一，是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(nèi)找出斷線所在。 再者， 由于配合企業(yè)及應用環(huán)境不斷的更

3、新與發(fā)展， 原有的企業(yè)網(wǎng)絡必須配 合重新布局， 需要重新安裝網(wǎng)絡線路， 雖然電纜本身并不貴， 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，WLAN 就是解決有線網(wǎng)絡存在以上問題而出現(xiàn)的 ,架設無線局域網(wǎng)絡就成為最佳解決方案。3、什么情形需要無線局域網(wǎng)絡無線局域網(wǎng)絡絕不是用來取代有線局域網(wǎng)絡， 而是用來彌補有線局域網(wǎng)絡之不足， 以達 到網(wǎng)絡延伸之目的，下列情形可能須要無線局域網(wǎng)絡 :a無固定工作場所的使用者b有線局域網(wǎng)絡架設受環(huán)境限制c作為有線局域網(wǎng)絡的備用系統(tǒng)4、無線局域網(wǎng)絡的優(yōu)點a. 安裝便捷一般在網(wǎng)絡建設中，施工周期最長、對周邊環(huán)境影響最大的，就是網(wǎng)絡布

4、線施工工程。在施工過程中，往往需要破墻掘地、穿線架管。而WLAN 最大的優(yōu)勢就是免去或減少了網(wǎng)絡布線的工作量， 一般只要安裝一個或多個接入點(Access Point) 設備， 就可建立覆蓋整個建筑或地區(qū)的局域網(wǎng)絡。b. 使用靈活在有線網(wǎng)絡中， 網(wǎng)絡設備的安放位置受網(wǎng)絡信息點位置的限制。 而一旦 WLAN 建成后， 在無線網(wǎng)的信號覆蓋區(qū)域內(nèi)任何一個位置都可以接入網(wǎng)絡。c. 經(jīng)濟節(jié)約由于有線網(wǎng)絡缺少靈活性， 這就要求網(wǎng)絡規(guī)劃者盡可能地考慮未來發(fā)展的需要， 這就往往導 致預設大量利用率較低的信息點。 而一旦網(wǎng)絡的發(fā)展超出了設計規(guī)劃， 又要花費較多費用進 行網(wǎng)絡改造。而 WLAN 可以避免或減少以上

5、情況的發(fā)生。d易于擴展WLAN 有多種配置方式，能夠根據(jù)需要靈活選擇。這樣， WLAN 就能勝任從只有幾個 用戶的小型局域網(wǎng)到上千用戶的大型網(wǎng)絡，并且能夠提供像“漫游 (Roaming) ”等有線網(wǎng)絡 無法提供的特性。由于 WLAN 具有多方面的優(yōu)點， 其發(fā)展十分迅速。 在最近幾年里， WLAN 已經(jīng)在政府、 軍隊、油田、酒店、醫(yī)院、商場、工廠和學校等等不適合網(wǎng)絡布線的場合得到了廣泛的應用。5、無線局域網(wǎng)相關概念在一個典型的 WLAN 環(huán)境中，有一些進行數(shù)據(jù)發(fā)送和接受的設備，稱為接入點 (AP) 。 通常，一個 AP 能夠在幾十至上百米的范圍內(nèi)連接多個無線用戶。在同時具有有線和無線網(wǎng) 絡的情況

6、下， AP 可以通過標準的 Ethernet 電纜與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡相連，作為無線網(wǎng)絡和有 線網(wǎng)絡的連接點。 WLAN 的終端用戶可通過無線網(wǎng)卡等訪問網(wǎng)絡。在距離較遠的無線網(wǎng)絡 環(huán)境中，通過室外無線網(wǎng)橋來實現(xiàn)幾公里、幾十公里的遠端局域網(wǎng)連接中心局域網(wǎng)。a. 微單元和無線漫游無線電波在傳播過程中會不斷衰減， 導致 AP 的通訊范圍被限定在一定的范圍之內(nèi)。 這 個范圍被稱為微單元。 當網(wǎng)絡環(huán)境存在多個 AP ，且它們的微單元互相有一定范圍的重合時， 無線用戶可以在整個 WLAN 覆蓋區(qū)內(nèi)移動，無線網(wǎng)卡能夠自動發(fā)現(xiàn)附近信號強度最大的 AP ，并通過這個 AP 收發(fā)數(shù)據(jù)，保持不間斷的網(wǎng)絡連接，這就稱為無

7、線漫游。b. 擴頻大多數(shù)的 WLAN 產(chǎn)品都使用了擴頻技術。擴頻技術原先是軍事通訊領域中使用的寬帶 無線通信技術。 使用擴頻技術， 能夠使數(shù)據(jù)在無線傳輸中完整可靠。 并且確保同時在不同頻 段傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不會互相干擾。c. 直序擴頻所謂直接序列擴頻， 就是使用具有高碼率的擴頻序列， 在發(fā)射端擴展信號的頻譜， 而在 接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展開的擴頻信號還原成原來的信號。d. 跳頻擴頻跳頻技術與直序擴頻技術完全不同， 是另外一種擴頻技術。 跳頻的載頻受一個偽隨機碼 的控制， 在其工作帶寬范圍內(nèi)， 其頻率按隨機規(guī)律不斷改變頻率。 接收端的頻率也按隨機規(guī) 律變化，并保持與發(fā)射端的變化規(guī)律一致

8、。跳頻的高低直接反映跳頻系統(tǒng)的性能， 跳頻越高， 抗干擾的性能越好， 軍用的跳頻系統(tǒng) 可以達到每秒上萬跳。實際上移動通信 GSM 系統(tǒng)也是跳頻系統(tǒng)。出于成本的考慮，商用跳 頻系統(tǒng)跳速都較慢，一般在 50 跳 /秒以下。由于慢跳跳頻系統(tǒng)實現(xiàn)簡單，因此低速WLAN常常采用這種技術。6、無線局域網(wǎng)絡存取技術 目前廠商在設計無線局域網(wǎng)絡產(chǎn)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(yōu)缺點、限制、及比較，接下來是這些技術方法的詳細探討。a. 展頻技術

9、展頻技術的無線局域網(wǎng)絡產(chǎn)品是依據(jù)FCC(Federal Communications Committee ;美國聯(lián)邦通訊委員會 )規(guī)定的 ISM(Industrial Scientific, and Medical) ，頻率范圍開放在 902M928MHz 及 2.4G2.484GHz 兩個頻段，所以并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(zhàn)中軍隊所使用的技術，其目的是希望在惡劣的戰(zhàn)爭環(huán)境中，依然能保持通信信號的穩(wěn)定性及保密性。b. 跳頻技術 (FHSS)跳頻技術 (Frequency-Hopping Spread Spectru

10、m； 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，對于一個非特定的接受器， FHSS 所產(chǎn)生的跳動 訊號對它而言，也只算是脈沖噪聲。 FHSS 所展開的訊號可依特別設計來規(guī)避噪聲或 One-to-Many 的非重復的頻道，并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。c. 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

11、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 可以增加抗噪聲干擾，而一個較低 Spreading Ration 可以增加用戶的使用人 數(shù)?；旧?， 在 DSSS 的 Spreading Ration 是相當少的， 例如在幾乎所有 2.4GHz 的無線局域 網(wǎng)絡產(chǎn)品所使用的 Spreading Ration 皆少于 20。而在 IEEE802.11 的標準內(nèi)，其 Spreading Ration 大約在 100 左右。d. FHSS VS DSSS 調變

12、差異無線局域網(wǎng)絡在性能和能力上的差異，主要是取決于所采用的是 FHSS還是DSSS來實現(xiàn)、以及所采用的調變方式。然而，調變方式的選擇并不完全是隨意的，像FHSS并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(guī)定要使用 GFSK。至于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(xiàn)高數(shù)據(jù)速率性能。在抗噪聲能力卜方面，采用 QPSK 調變方式的 DSSS 與采用 FSK 調變方式的 FHSS 相 比，可以發(fā)現(xiàn)這兩種不同技術的無線局域網(wǎng)絡各自擁有的優(yōu)勢。FHSS系統(tǒng)之所以選用 FSK

13、調變方式的原因是因為 FHSS 和 FSK 內(nèi)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噪聲能力。 而 DSSS 系統(tǒng)需要稍為貴一些的線性放大器， 但卻可以獲得更多的回饋。e. DSSS VS FHSS 之優(yōu)劣截至目前，若以現(xiàn)有的產(chǎn)品參數(shù)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(yōu)勢，而FHSS技術在需要低成本的應用中較占優(yōu)勢。雖然我們可以在網(wǎng)際網(wǎng)絡內(nèi)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(chǎn)品在市場的定位而定，因為它可以解決無線局域網(wǎng)絡的傳輸能力及特性， 包括：抗干擾能力、使

14、用距離范圍、頻寬大小、及傳輸資料的大小。一般而言，DSSS由于采用全頻帶傳送資料，速度較快，未來可開發(fā)出更高傳輸頻率的潛力也較大。DSSS技術適用于固定環(huán)境中、或對傳輸品質要求較高的應用，因此，無線廠房、無線醫(yī)院、網(wǎng)絡社區(qū)、 分校連網(wǎng)等應用，大都采用DSSS無線技術產(chǎn)品。FHSS則大都使用于需快速移動的端點，如行動電話在無線傳輸技術部分即是采用 FHSS 技術；且因 FHSS 傳輸范圍較小， 所以往往 在相同的傳輸環(huán)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(yè)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?shù)姆€(wěn)定性，所以未來無線網(wǎng)絡產(chǎn)品發(fā)展應會以 DSSS 技術為主流。、相關產(chǎn)品資料常用的幾種無線接入方式： CPRS、 CDMA 、無線接入、無線廣域網(wǎng)。1、前兩種適合于移動上網(wǎng)，只需在電信或聯(lián)通公司開辟一個帳號，加一塊無線網(wǎng)卡即可 實現(xiàn)無線上網(wǎng)功能。2、無線接入（無線局域網(wǎng)）在一個大的辦公區(qū)內(nèi)，可以用一塊AP （無線網(wǎng)橋，相當于一個交換機的功能），加上n個無線網(wǎng)卡，即可實現(xiàn)，若在寫字間內(nèi)，多個寫字間之間相連時，可以兩個房間用一塊AP3、無線廣域網(wǎng)若在理想狀態(tài)（無阻礙、距離近），需要的設備：無線網(wǎng)橋、全向天線、天線桿、避雷器、網(wǎng)線一套