無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local Area Networks； WLAN)是相當(dāng)便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用射頻(Radio Frequency； RF)的技術(shù)，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線(Coaxial)所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，使得無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)能利用簡(jiǎn)單的存取架構(gòu)讓用戶透過(guò)它，達(dá)到「信息隨身化、便利走天下」的理想境界。


為何使用無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于局域網(wǎng)絡(luò)管理主要工作之一，對(duì)于鋪設(shè)電纜或是檢查電纜是否斷線這種耗時(shí)的工作，很容易令人煩躁，也不容易在短時(shí)間內(nèi)找出斷線所在。再者，由于配合企業(yè)及應(yīng)用環(huán)境不斷的更新與發(fā)展，原有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)必須配合重新布局，需要重新安裝網(wǎng)絡(luò)線路，雖然電纜本身并不貴，可是請(qǐng)技術(shù)人員來(lái)配線的成本很高，尤其是老舊的大樓，配線工程費(fèi)用就更高了。因此，架設(shè)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)就成為最佳解決方案。


什么情形需要無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)絕不是用來(lái)取代有線局域網(wǎng)絡(luò)，而是用來(lái)彌補(bǔ)有線局域網(wǎng)絡(luò)之不足，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)延伸之目的，下列情形可能須要無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)

◆ 無(wú)固定工作場(chǎng)所的使用者

◆ 有線局域網(wǎng)絡(luò)架設(shè)受環(huán)境限制

◆ 作為有線局域網(wǎng)絡(luò)的備用系統(tǒng)


無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)存取技術(shù)

目前廠商在設(shè)計(jì)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品時(shí)，有相當(dāng)多種存取設(shè)計(jì)方式，大致可分為三大類：窄頻微波(Narrowband Microwave)技術(shù)、展頻(Spread Spectrum)技術(shù)、及紅外線(Infrared)技術(shù)，每種技術(shù)皆有其優(yōu)缺點(diǎn)、限制、及比較，接下來(lái)是這些技術(shù)方法的詳細(xì)探討。

展頻技術(shù)

展頻技術(shù)的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是依據(jù)FCC(Federal Communications Committee；美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì))規(guī)定的ISM(Industrial Scientific, and Medical)，頻率范圍開(kāi)放在902M~928MHz及2.4G~2.484GHz兩個(gè)頻段，所以并沒(méi)有所謂使用授權(quán)的限制。展頻技術(shù)主要又分為「跳頻技術(shù)」及「直接序列」兩種方式。而此兩種技術(shù)是在第二次世界大戰(zhàn)中軍隊(duì)所使用的技術(shù)，其目的是希望在惡劣的戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境中，依然能保持通信信號(hào)的穩(wěn)定性及保密性。

一、 跳頻技術(shù) (FHSS)

跳頻技術(shù) (Frequency-Hopping Spread Spectrum； FHSS)在同步、且同時(shí)的情況下，接受兩端以特定型式的窄頻載波來(lái)傳送訊號(hào)，對(duì)于一個(gè)非特定的接受器，F(xiàn)HSS所產(chǎn)生的跳動(dòng)訊號(hào)對(duì)它而言，也只算是脈沖噪聲。FHSS所展開(kāi)的訊號(hào)可依特別設(shè)計(jì)來(lái)規(guī)避噪聲或One-to-Many的非重復(fù)的頻道，并且這些跳頻訊號(hào)必須遵守FCC的要求，使用75個(gè)以上的跳頻訊號(hào)、且跳頻至下一個(gè)頻率的最大時(shí)間間隔(Dwell Time)為400ms。

二、 直接序列展頻技術(shù) (DSSS)

直接序列展頻技術(shù) (Direct Sequence Spread Spectrum； DSSS)是將原來(lái)的訊號(hào)「1」或「0」，利用10個(gè)以上的chips來(lái)代表「1」或「0」位，使得原來(lái)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(gè)bit使用多少個(gè)chips稱做Spreading chips，一個(gè)較高的Spreading chips可以增加抗噪聲干擾，而一個(gè)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(dāng)少的，例如在幾乎所有2.4GHz的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品所使用的Spreading Ration皆少于20。而在IEEE802.11的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，其Spreading Ration大約在100左右。

三、 FHSS VS DSSS調(diào)變差異

無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)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(lái)實(shí)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(qiáng)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(guò)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(shù)的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)各自擁有的優(yōu)勢(shì)。FHSS系統(tǒng)之所以選用FSK調(diào)變方式的原因是因?yàn)镕HSS和FSK內(nèi)在架構(gòu)的簡(jiǎn)單性，F(xiàn)SK無(wú)線訊號(hào)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(shù)在需要最佳可靠性的應(yīng)用中具有較佳的優(yōu)勢(shì)，而FHSS技術(shù)在需要低成本的應(yīng)用中較占優(yōu)勢(shì)。雖然我們可以在網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)內(nèi)看到各家廠商各說(shuō)各話，但真正需要注意的是廠商在DSSS和FHSS展頻技術(shù)的選擇，必須要審慎端視產(chǎn)品在市場(chǎng)的定位而定，因?yàn)樗梢越鉀Q無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)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(lái)可開(kāi)發(fā)出更高傳輸頻率的潛力也較大。DSSS技術(shù)適用于固定環(huán)境中、或?qū)鬏斊焚|(zhì)要求較高的應(yīng)用，因此，無(wú)線廠房、無(wú)線醫(yī)院、網(wǎng)絡(luò)社區(qū)、分校連網(wǎng)等應(yīng)用，大都采用DSSS無(wú)線技術(shù)產(chǎn)品。FHSS則大都使用于需快速移動(dòng)的端點(diǎn)，如行動(dòng)電話在無(wú)線傳輸技術(shù)部分即是采用FHSS技術(shù)；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(shù)設(shè)備要比DSSS技術(shù)設(shè)備多，在整體價(jià)格上，可能也會(huì)比較高。以目前企業(yè)需求來(lái)說(shuō)，高速移動(dòng)端點(diǎn)應(yīng)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(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品發(fā)展應(yīng)會(huì)以DSSS技術(shù)為主流。


消費(fèi)者選購(gòu)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要特別注意下列的特性，以決定自己合適的產(chǎn)品，包括：

◎ 涵蓋范圍；

◎ 傳輸率；

◎ 受Multipath影響程度；

◎ 提供資料整合程度；

◎ 和有線的基礎(chǔ)設(shè)施之間的互操性；

◎ 和其它無(wú)線的基礎(chǔ)設(shè)施之間的互操性；

◎ 抗干擾程度；

◎ 簡(jiǎn)單、易操作；

◎ 保密能力；

◎ 低成本；

◎ 電流消耗情況。


IEEE 802.11之相關(guān)信息

因應(yīng)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)烈需求，美國(guó)的國(guó)際電子電機(jī)學(xué)會(huì)于1990年11月召開(kāi)了802.11委員會(huì)，開(kāi)始制定無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。

承襲IEEE802系列，802.11規(guī)范了無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)存取控制 (Medium Access Control ； MAC)層及實(shí)體 (Physical ；PHY)層。此較特別的是由于實(shí)際無(wú)線傳輸?shù)姆绞讲煌?，IEEE802.11在統(tǒng)一的 MAC層下面規(guī)范了各種不同的實(shí)體層，以因應(yīng)目前的情況及未來(lái)的技術(shù)發(fā)展。目前802.11中制訂了三種介質(zhì)的實(shí)體，為了未來(lái)技術(shù)的擴(kuò)充性，也都提供了多重速率 (Mulitiple Rates)的功能。這三個(gè)實(shí)體分別是：

一、2.4GHz Direct Sequence Spread Spectrum

速率1Mbps時(shí)用DBPSK調(diào)變 (Difference By Phase Shift Keying)

速率2Mbps 時(shí)用DQPSK調(diào)變 (Difference Quarter Phase Shift Keying)

接收敏感度 –80dbm

用長(zhǎng)度11的Barker碼當(dāng)展頻PN碼

二、2.4GHz Frequency Hopping Spread Spectrum

速率1Mbps時(shí)用 2-level GFSK調(diào)變，接收敏感度 –80dbm,

速率2Mbps時(shí)用4-level GFSK調(diào)變，接收敏感度 –75dbm,

每秒跳2.5個(gè) hops

Hopping Sequence在歐美有22組，在日本有4組

三、Diffused IR

速率1Mbps時(shí)用16ppm調(diào)變，接收敏感度2 ×10-5mW/平方公分

速率2Mbps時(shí)用4ppm調(diào)變，接收敏感度8 ×10-5mW/平方公分

波長(zhǎng)850nm~950nm

其中前兩種在2.4GHz的射頻方式是依據(jù)ISM頻段以展頻技術(shù)可做不須授權(quán)使用的規(guī)定，這個(gè)頻段的使用在全世界包含美國(guó)、歐洲、日本及臺(tái)灣等主要國(guó)家都有開(kāi)放。第三項(xiàng)的紅外線由于目前使用上沒(méi)有任何管制(除了安全上的規(guī)范)，因此也是自由使用的。

IEEE 802.11 MAC的基本存取方式稱為 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)，與以太網(wǎng)絡(luò)所用的CSMA/CD (Collision Detection)變成了碰撞防止(Collision Avoidance)，這一字之差是很大的。因?yàn)樵跓o(wú)線傳輸中感測(cè)載波及碰撞偵測(cè)都是不可靠的，感測(cè)載波有困難。另外通常無(wú)線電波經(jīng)天線送出去時(shí)，自己是無(wú)法監(jiān)視到的，因此碰撞偵測(cè)實(shí)質(zhì)上也做不到。在802.11中感測(cè)載波是由兩種方式來(lái)達(dá)成，第一是實(shí)際去聽(tīng)是否有電波在傳，及加上優(yōu)先權(quán)的觀念。另一個(gè)是虛擬的感測(cè)載波，告知大家待會(huì)有多久的時(shí)間我們要傳東西，以防止碰撞。


無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)之產(chǎn)品簡(jiǎn)介

Access Point
一般俗稱為網(wǎng)絡(luò)橋接器，顧名思義即是當(dāng)作傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)之橋梁，因此任何一臺(tái)裝有無(wú)線網(wǎng)卡之PC均可透過(guò)AP去分享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)之資源。除此之外，AP本身又兼具有網(wǎng)管之功能，可針對(duì)接有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)卡之PC作必要之控管。

Wireless LAN Card
一般稱為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)卡，其與傳統(tǒng)之Ethernet網(wǎng)絡(luò)卡的差別是在于前者之資料傳送乃是藉由無(wú)線電波，而后者則是透過(guò)一般的網(wǎng)絡(luò)線。

目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)卡的規(guī)格大致可分成2M, 5M, 11M,三種，而其適用之界面可分為PCMCIA, ISA, PCI三種界面。

Antenna

一般稱為天線，此天線與一般電視，火腿族，大哥大所用之天線不同，其原因乃是因?yàn)轭l率不同所致，WLAN所用之頻率為較高2.4GHz之頻段。

天線之功能乃是將source之信號(hào)，藉由天線本身的特性而傳送至遠(yuǎn)處，至于能傳多遠(yuǎn)，一般除了考慮source的output power強(qiáng)度之外，其另一重要因素乃是天線本身之dBi值，即俗稱的增益值，dB值愈高，相對(duì)所能傳達(dá)之距離也更遠(yuǎn)。通常每增加8dB則相對(duì)之距離可增至原距離的一半。

一般天線有所謂指向性(Uni-direction)與全向性(Omni-direction)兩種，前者較適合于長(zhǎng)距離使用，而后者則較適合區(qū)域性之應(yīng)用。


產(chǎn)品Q & A

Q1：何謂無(wú)線網(wǎng)絡(luò)?

ANS：一般來(lái)講，所謂無(wú)線，顧名思義就是利用無(wú)線電波來(lái)作為資料的傳導(dǎo)，而就應(yīng)用層面來(lái)講，它與有線網(wǎng)絡(luò)的用途完全相似，兩者最大不同的地方是在于傳輸資料的媒介不同。除此之外，正因它是無(wú)線，因此無(wú)論是在硬件架設(shè)或使用之機(jī)動(dòng)性均比有線網(wǎng)絡(luò)要優(yōu)勢(shì)許多。



Q2：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)相較之下，有那些優(yōu)點(diǎn)?

ANS：就使用上它的機(jī)動(dòng)性，便利性，是有線網(wǎng)絡(luò)所不及，就成本上，它可省下一筆可觀的布線費(fèi)用，修改裝潢費(fèi)用，基本上使用的空間較為彈性許多。



Q3：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)人體是否有所影響?

ANS：因無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射功率較一般的大哥大手機(jī)要微弱許多，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射功率約60~70mW，而大哥大手機(jī)發(fā)射功率約200mW左右，而且使用的方式亦非像手機(jī)一般直接接觸于人體，因此較無(wú)安全上之考量。



Q4：若要架構(gòu)一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其最基本之配備需要有那些?

ANS：一般架設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的基本配備就是一片無(wú)線網(wǎng)絡(luò)卡及一臺(tái)橋接器(AP)，如此便能以無(wú)線的模式，配合既有的有線架構(gòu)來(lái)分享網(wǎng)絡(luò)資源。



Q5：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)就使用是否會(huì)被干擾或影響其它設(shè)備運(yùn)作?

ANS：基本上無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所使用之頻段是屬于ISM 2.4GHz的高頻率范圍，就日常生活，或辦公室等等所用之電器設(shè)備是不會(huì)相互干擾，因頻率差異甚多，而且無(wú)線網(wǎng)絡(luò)本身共有12個(gè)信道可供調(diào)整，自然干擾的現(xiàn)象就不必?fù)?dān)心。



Q6：何謂ISM頻段?

ANS：ISM(Industrial Scientific Medical) Band，此頻段( 2.4~2.4835GHz)主要是開(kāi)放給工業(yè)，科學(xué)、醫(yī)學(xué)，三個(gè)主要機(jī)構(gòu)使用，該頻段是依據(jù)美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)(FCC)所定義出來(lái)，屬于Free License，并沒(méi)有所謂使用授權(quán)的限制。



Q7：何謂展頻 (Spread Spectrum)?

ANS：展頻技術(shù)主要又分為「跳頻技術(shù)」及「直接序列」兩種方式。而此兩種技術(shù)是在第二次世界大戰(zhàn)中軍隊(duì)所使用的技術(shù)，其目的是希望在惡劣的戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境中，依然能保持通信信號(hào)的穩(wěn)定性及保密性。對(duì)于一個(gè)非特定的接受器，Spread Spectrum所產(chǎn)生的跳動(dòng)訊號(hào)對(duì)它而言，只算是脈沖噪聲。因此對(duì)整體而言是一種較具安全性的通訊技術(shù)。



Q8：何謂跳頻(Frequency-Hopping Spread Spectru 文章錄入：aaadxmmm    責(zé)任編輯：aaadxmmm