無線局域網(wǎng)
無線局域網(wǎng)絡(Wireless Local Area Networks;WLAN)是相當便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),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)所構成的局域網(wǎng)絡,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。
為何使用無線局域網(wǎng)絡
對于局域網(wǎng)絡管理主要工作之一,對于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,架設無線局域網(wǎng)絡就成為最佳解決方案。
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
◆ 無固定工作場所的使用者
◆ 有線局域網(wǎng)絡架設受環(huán)境限制
◆ 作為有線局域網(wǎng)絡的備用系統(tǒng)
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。
展頻技術
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902M~928MHz及2.4G~2.484GHz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。
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,對于一個非特定的接受器,F(xiàn)HSS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。
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可以增加抗噪聲干擾,而一個較低Spreading Ration可以增加用戶的使用人數(shù)。
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。
三、 FHSS VS DSSS調(diào)變差異
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(diào)變方式。然而,調(diào)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(diào)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(diào)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(diào)變方式的DSSS與采用FSK調(diào)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調(diào)變方式的原因是因為FHSS和FSK內(nèi)在架構的簡單性,F(xiàn)SK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。
四、 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?qū)鬏斊焚|(zhì)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。