无线局域网络简介

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niminba   2021-5-23 05:03   1930   0
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(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>

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

Module

Main structure

MAC,RF,Baseband

MAC,RF,Baseband

RF,Baseband,HCI,Ling manager

Power

consumption

250mA

100mA

40mA

Cost

High

Middle

Low


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