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1、无线局域网百科名片无线局域网络(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。 目录隐藏为何使用无线局域网络 什么情形需要无线局域网络 技术要求 硬件设备 开源项目 展频技术 编辑本段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
2、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。 编辑本段什么情形需要无线局域网络无线局域网1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 Mic
3、rowave)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。 编辑本段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： （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
4、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。 编辑本段硬件设备（1）无线网卡。无线网卡的作用和以太网中的网卡的作用基本相同，它作为无线局域网的接口，能够实现无线局域网各客户机间的连接与通信。 （2）无线AP。AP是Access Point的简称，无线A
5、P就是无线局域网的接入点、无线网关，它的作用类似于有线网络中的集线器。 （3）无线天线。当无线网络中各网络设备相距较远时，随着信号的减弱，传输速率会明显下降以致无法实现无线网络的正常通信，此时就要借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增强。 编辑本段开源项目使用开源软件无线电 GNU Radio, BBN Technologies Internetwork Research BBN - BBN Technologies Internetwork Research ADROIT Project 在 DARPA 的赞助下编写 802.11 代码。GNU Radio 是免费的软件开发工具套件。它提供
6、信号运行和处理模块，用它可以在易制作的低成本的射频（RF）硬件和通用微处理器上实现软件定义无线电。这套套件广泛用于业余爱好者，学术机构和商业机构用来研究和构建无线通信系统。 GNU Radio 的应用主要是用 Python 编程语言来编写的。但是其核心信号处理模块是C+在带浮点运算的微处理器上构建的。因此，开发者能够简单快速的构建一个实时、高容量的无线通信系统。 尽管其主要功用不是仿真器，GNU Radio 在没有射频 RF 硬件部件的境况下支持对预先存储和（信号发生器）生成的数据进行信号处理的算法的研究。 编辑本段展频技术展频技术的无线局域网络产品是依据FCC(Federal Communi
7、cations 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902M928MHz及2.4G2.484GHz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
8、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 c
9、hips，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
10、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、
11、 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
12、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
13、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，
14、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
15、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850nm950nm 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、日本及中国台湾等主要国家和地区都有开放。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 (C
