80211无线网路技术的演化史docWord下载.docx

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■802.11b的優點與缺點

　目前市面上最常見的無線網路設備為使用802.11b通訊協定的產品，這項通訊協定於1999年所通過的，但是一開始還有相容性的問題，並且剛推出的產品並沒有辦法支援跨基地台漫遊的功能，所以真正開始普及是由WECA協會（www.wi-fi.org）制訂測試互通標準之後才開始大眾化的，也因此大量無線網路產品的出現，是在2000年三月之後，因為WECA協會從那個時候開始發放Wi-Fi認證標誌給通過相容性測試的產品。

◎802.11b無線網路技術規格與產品

　目前大家所熟知的802.11b無線網路通訊協定，使用的是ISM2.4GHz的頻道，這個頻道在絕大多數的國家都是開放頻道，所以也最為普及。

使用802.11b無線通訊技術的網路產品，最高資料傳輸速度為11Mbps（半雙工），在無障礙物的情況下，當使用1Mbps的傳輸速度，最遠可達一千英尺。

在大部分的環境裡面，因為頻道數量有限制，再加上相鄰的頻道會互相干擾，所以在同一個應用環境當中，最多只能夠支援到3個非重疊頻道（Non-Overlapping）。

◎802.11b的優點

　由於這是最早大眾化普及的無線網路通訊標準，再加上有WECA協會來測試產品的相容性，所以消費者在購買產品的時候，不太需要擔心相容性的問題，並且根據筆者測試過相關產品的經驗，即使是沒有經過WECA協會認證測試的無線網路設備（因為認證的費用不便宜），絕大多數的產品都可以彼此相容，而沒有應用上的問題。

　然而802.11b的無線網路產品最吸引人的地方，就是因為台灣廠商推出相關功能的晶片，所以現在無線網路的產品價格相當地大眾化，一片802.11b的無線網路卡，便宜的不到2000元台幣。

內建IP分享器功能的無線網路基地台，也不到4000元台幣，由此可見，使用者要購買整套802.11b的無線網路產品，其實價格並算不昂貴。

◎802.11b的缺點

　首先傳輸速度偏慢是802.11b最為人詬病的一點，因為當初為了確保無線資料的穩定性，所以加入了不少資料控制指令，也因此會發生當使用者數量增加的時候，傳輸速度會快速下降的情形，這一點在同一頻道使用者超過10以上最為明顯。

至於相關無線網路資料保密機制，現有的40位元或者是104位元WEP加密嚴謹性不足更是現有802.11b在企業應用上最大的安全缺點，所以讀者會發現，其實無線網路在家用市場普及的速度其實比企業用市場快，這是關鍵因素之一。

　除此之外，現有的802.11b無線網路產品，也沒有支援到如品質保證或者是流量控制等網路功能，所以當使用者數量一增加的時候，會因為搶封包的問題而降低資料傳輸速度，這是802.11b當初設計所沒有考慮在內的，這也是早期公眾無線網路所擔心的問題，因為802.11b並沒有辦法解決當使用者數量增加而大幅度地降低使用者傳輸速度的情形。

◎改良版本的802.11b成為主流市場

　由於之前版本的802.11b有不少問題，但802.11b又是最為成熟的無線網路技術，所以現在新推出支援802.11b無線網路產品，都改進了不少之前的缺點，除了優化無線網路訊號功能之外，對於一些關於無線網路保密協定也加入支援，包括802.1x跟LEAP等等，都是現在新版產品所加入的功能，包括802.11a／b、802.11b／g、802.11a／b／g等雙模或者是三模的無線網路卡，在802.11b方面都支援。

像最近最熱門的Centrino，裡面所搭配的802.11b也是加強版本的，所以雖然802.11b有這麼多缺點，但是繼續支援的廠商還是不少的，畢竟它已經變成無線網路產品的基本要求了。

■曇花一現的802.11b+業界標準

　相信對於不少無線網路愛用者來說，曾經看到市場上有宣稱最高資料傳輸速度可達22Mbps的802.11b＋標準，其實這是TI針對802.11g前期所推出的業界無線網路標準，也就是利用同樣是2.4GHz頻道，但是使用了PBCC（PacketBinaryConvolutionalCoding）的技術，將資料傳輸速度提高到22Mbps，並且保留與802.11b的相容性。

　不過這只能夠說是曇花一現，因為隨即802.11gdraft各種草案版本的推出，而且這是TI所提出來的業界標準，因此只有同樣是使用TI晶片的產品才能夠有22Mbps的傳輸效能，並沒有其他無線網路晶片商推出相容的晶片產品。

■802.11a的推出是為了解決802.11b在企業應用上的問題

　由於802.11b有許多企業應用無法解決的問題，再加上資料傳輸速度過慢，非重疊頻道數量過少，所以在幾經考慮之後才推出802.11a這個新無線網路標準。

藉由跳開頻道佔用擁擠的2.4GHz，直接使用更高頻率的5GHz的範圍，如此一來不僅有高傳輸速度的效果，更大幅度地減少頻道干擾的問題，因為在802.11a標準當中，可以有12個不重疊的無線網路通訊頻道，在應用上與調度上更加方便。

除此之外，只要是支援802.11a的產品，也都支援包括加強的無線資料加密方式，當然802.1x也是支援的。

◎802.11a無線網路技術規格與產品

　目前大家所熟知的802.11a無線網路通訊協定，使用的是5.15GHz到5.850GHz的頻道，這個範圍的頻道在不同區域的開放範圍是不一樣的，所以產品普及性也不相同。

基本上如果使用802.11a無線通訊技術的網路產品，最高資料傳輸速度為54Mbps（半雙工），在無障礙物的情況下，最遠可達500英尺，並且在大部分的環境裡面，能夠支援到12個非重疊頻道。

◎802.11a的優點

　因為802.11a使用的頻道不是混用在2.4GHz裡面，所以頻道干擾的問題相當地少，而且越高頻的訊號傳輸越乾淨，對於需要傳輸品質的企業用戶來說，這樣的傳輸效能是企業所需要的，所以只要是支援802.11a的無線網路卡，幾乎都支援企業用的特殊無線網路保密協定，因為802.11a的客戶對象是企業，所以包括802.1x、AES加密等都支援，甚至支援QoS功能（802.11e）。

　但是因為802.11a的傳輸速度頗快，再加上頻道不跟2.4GHz混用，因為在應用上有成為無線網路資料傳輸主幹的趨勢，也就是用戶端使用2.4GHz為連線頻道，而無線基地台則用5GHz與後端連接，這樣不僅確保了用戶端的相容性，也保障了與後端連結的速度。

▲802.11a的無線網路基地台擴充卡

◎802.11a的缺點

　沒有與802.11b相容是802.11a首先碰到的最大問題，因為這表示使用者的所有設備都必須要重新購買，包括無線網路基地台與無線網路卡都需要重新添購，而且就筆者所了解的是，因為802.11a都是針對企業市場所規劃，所以產品本身在多功能要求的情況下，價格就沒有辦法便宜下來。

除此之外，目前單頻的802.11a無線網路產品碰到需與802.11b混用的情形，因此有雙頻雙模的產品推出，但是現階段價格都不便宜。

　最出乎一般使用者所理解的，那就是每個區域開放的5GHz範圍不同也是使用上的限制，也就是說使用者在應用802.11a技術的時候，必須要先查詢當地的5GHz開放頻道來設定使用，不然有可能會發生與現在5GHz頻道使用者相衝突的情形。

基於使用上的限制與產品價格的因素，802.11a沒有辦法步入家庭，確定是留在企業應用上，因為它的高頻道特性，對於多使用者的環境來說，其實是很好用的。

以前曾經傳出有廠商規劃利用5GHz的特性來傳輸影音資料，在應用限制的前提下，有可能會胎死腹中了。

◎WECA協會的802.11a相容性認證可能會無用武之地

　目前802.11a這個通訊協定已經由WECA協會命名為Wi-Fi5進行測試，凡是通過WECA的測試互通標準，都會發給認證標誌，藉此確認不同的802.11a無線網路產品彼此可以互通。

不過，現階段的802.11a所通過的是5.725GHz到5.850GHz，這是北美所使用的頻道，如果是其他範圍的，則必須要廠商自行驗證，因為802.11a所使用的頻道每個區域都不相同，所以WECA協會的認證只能夠針對特定地區才有用，像歐洲就有可能不適用了。

▲經過WECA認證的802.11a網路產品標章

■802.11g的推出是為了提高2.4GHz的傳輸速度

　最近802.11g可說是相當地熱門，因為它讓使用者可以在2.4GHz達到最高54Mbps的資料傳輸率，雖然相關標準都還沒有確認，但是因為與802.11b相容，再加上有不少802.11g的設備供應商都保證可升級至標準版本的802.11g，而且價格跟現有產品差不到35美金，所以有不少要添購無線網路設備的使用者，紛紛跳過802.11b的產品，直接使用802.11g。

◎802.11g無線網路技術規格與產品

　現在所使用的802.11g無線網路通訊協定，使用的是2.4GHz的頻道，因為這個頻道在大多數的國家都是開放頻道，所以普及上不是問題，而且使用802.11g無線通訊技術的網路產品，最高資料傳輸速度為54Mbps（半雙工），在無障礙物的情況下，當使用1Mbps的傳輸速度，最遠可達一千英尺。

不過因為同樣使用的是2.4GHz的頻道，而且頻道寬度跟802.11b相同，所以在同一個應用環境當中最多只能夠支援到3個非重疊頻道。

◎802.11g的優點

　與802.11b相容是802.11g最大的優勢，因為使用者不用擔心已經購買的802.11b產品會沒有辦法相容，並且如果使用的是802.11g基地台跟802.11g無線網路卡，資料最高傳輸速度可達54Mbps。

除此之外，802.11g可以沿用802.11b的擴充天線，所以使用者如果有到外接天線的情況，當升級到802.11g的時候，天線不用更換。

因為如果使用的是802.11a，就必須要使用5GHz的天線，而不能夠沿用2.4GHz的天線。

　然而802.11g最大的優勢，就是價格因素，因為幾乎所有的廠商都認為，802.11g的主力是家庭用戶，企業用戶是其次，所以在產品價格上都儘量維持與現有的802.11b多不超過40美金，藉此讓使用者有更換到802.11g的誘因。

也就是因為這樣的定價策略，所以最近不少802.11g晶片供貨商頻頻發出缺貨的通知，就是因為家庭客戶對於802.11g需求超過廠商預期，而且Apple欽定802.11g為下一代無線網路標準也是一大助力。

　雖然802.11g是針對家庭用戶所設計的，但是現有的802.11b的缺點也會加以改進，包括802.1x、品質保證或者是流量控制等網路功能，各家晶片廠商都會想辦法加進去，所以有不少人預期，802.11g將會取代802.11b的產品，而不是802.11a。

▲802.11g可以沿用802.11b的天線

◎802.11g的缺點

　規格草案未定是802.11g的最嚴重問題，雖然包括4.0、5.0與6.1版的草案都已經送過IEEE認可，預計六月會針對最後的7.0版的草案做出決定，所以現在市面上的802.11g都還是屬於草案版本的產品，而且各家版本不同，所以不同晶片廠牌的802.11g產品之間的相容性或多或少有些問題，尤其是混用的時候的傳輸效率會下降。

　另外一個問題，就是當使用者使用的是802.11g的無線基地台時，同時有802.11g與802.11b的用戶端混用的時候，因為802.11b會有訊號干擾到802.11g的傳送訊號，而且這兩者雖然使用相同頻率，但是編碼方式不同，所以可能會降低資料傳輸率。

如果是相同的情況，但是兩個用戶端都是使用802.11g的無線網路卡時，就可以有正常的表現。

現階段這個問題沒有辦法解決，只能夠期待正式標準推出時能夠改善這樣的情況

　手機有雙頻，現在的無線網路卡也流行雙頻，由於802.11a在企業應用上有獨到之處，是802.11b所比不上的，但是使用者又希望能夠與802.11b無線環境混用，因此有不少廠商針對這樣的需求推出802.11a／b雙頻無線網路產品，包括可雙插卡式的802.11a／b無線網路基地台，可802.11a／b自動漫遊的雙頻無線網路界面卡等，這些都是屬於企業應用的範疇，所以如果您看到這類的產品也不用覺得意外，因為是企業環境使用，所以一般在市面上並不容易看到相關產品，筆者透過管道取得802.11a的無線網路基地台來進行測試，讓讀者能夠一窺為何企業市場會主推802.11a的主力產品。

■如何測試無線網路傳輸速度

　筆者這次測試的內容其實有些複雜，因為首先不同通訊協定的產品就有分無線網路基地台與無線網路界面卡兩種，而測試必須要互相搭配，所以筆者根據不同種類的產品而設計了不同的搭配測試。

要讓讀者了解的是，筆者這次測試傳輸速度的環境設定是這樣的：

測試軟體使用的是NetIQ所推出的Qcheck2.1版軟體，該套軟體是免費使用的，所以有興趣的讀者可以上網下載。

Qcheck的軟體測試設定如下：

（1）測試網路卡之TCP回應時間，參數為設定反覆次數為10次，每次為32000bytes的資料量大小，可以模擬出一般網路環境應用程式，透過TCP送出資料所需時間；

（2）測試TCP協定瞬間送出大量資料測試，資料量設定為1000kbytes，藉此得知網路卡處理大封包所需時間；

（3）測試UDP串流資料傳輸率，資料流量設定為512kbps，時間為30秒，可以測試多媒體資料流之傳送（如VoIP或線上影像播放），網路卡處理能力與掉封包之狀況。

▲Qcheck測試網路卡之TCP回應時間的設定

　至於測試的環境，主機端使用的是P3-750桌上型電腦，用戶端使用的是一般的筆記型電腦，並且關閉WEPKey保密，藉此確認不會因為WEPKey加密而影響資料傳輸率。

如果測試的是支援802.11b的網路卡，筆者使用的基地台是Avaya代理商鼎容股份有限公司所提供的AP-3，並且搭配上802.11b的無線網路卡；

如果測試的是支援802.11a的網路卡，則是在AP-3加裝802.11a的天線與界面卡；

如果測試的是支援802.11g的網路卡，則是使用Buffalo的WBR-G54。

▲Qcheck測試網路卡之TCP協定瞬間大流量測試

　倘若測試的是無線網路基地台，那就更麻煩了。

如果測試的是支援802.11b的基地台，筆者使用的是AvayaPCMCIA無線網路銀卡，並且搭配使用Buffalo的WLI-CB-G54的802.11g網路卡來測試相容性；

如果測試的是支援802.11a的基地台，則使用802.11a／b雙頻卡來進行測試；

如果測試的是支援802.11g的基地台，則是使用802.11g無線網路卡與802.11b無線網路卡來測試相容性。

▲Qcheck測試網路設備UDP串流資料傳輸率

■企業為何要用802.1x

　一般企業所要的無線網路設備功能，除了使用的方便性之外，還要強調保密性與資料安全性，而802.1x剛好符合這類的需求，因為802.1x不僅能夠讓MIS利用帳號密碼的管理方式來作控管，更重要的是，802.1x的密碼是雙向加密的，並且可以透過搭配RadiusServer的方式來搭配，所以可以做到限制非經授權的使用者透過無線網路連接進公司網路，並且可以搭配記錄軟體，把每個使用者連線上網的時間與長短一一記錄。

▲802.1x通訊協定工作原理

　現在有不少無線網路驅動程式開始支援802.1x功能，因為WinXP開始普及，再加上WinXP內見802.1x系統程式，無線網路卡只要寫好驅動程式部分，就可以直接支援802.1x。

■可升級802.11a之雙插卡AvayaAP-3無線網路基地台

　筆者這次透過Avaya經銷商鼎容所借測的AP-3，該款產品是屬於企業內部應用的雙插卡無線網路基地台，透過選擇安裝無線網路界面卡模組的方式，可以讓使用者搭配各種不同無線網路協定的組合，而筆者這次就是利用它的雙插卡功能，在一台無線網路基地台上同時安裝802.11b界面卡與802.11a擴充卡，藉此同時擁有802.11b與802.11a的通訊能力。

　由於AP-3是屬於企業用等級的無線網路基地台，因此在功能上也跟一般家用的完全不一樣，首先最明顯的差異就是它可以透過插卡的方式來升級基地台功能，這對於使用者來說有相當好的方便性，而且因應無線保密功能的需求，所以包括802.1x、Radius、VLAN等功能都支援，還提供自動頻道選擇、自動負載平衡、無線網路散佈系統（WirelessDistributeSystem：

WDS）等功能，而且為了方便網路管理，所以提供SNMP、Telnet等控管方式。

▲可升級802.1a的AvayaAP-3無線網路基地台

　所謂的WDS功能，是指當使用者有兩台以上AP-3的時候，可以透過無線網路連接起來，也就是A點到B點可以透過無線網路虛擬成如同透過有線網路，而且最多可以達到一台對六台的連接能力，並且根據技術資料所得知，AP-3的WDS最長總距離不能超過3KM，聽起來跟室外路由器比較起來是偏短，但是在大部分的環境裡面已經是夠用了。

　AP-3在一般應用上的安裝其實並不困難，使用者只要詳細閱讀安裝說明，就可以完成基本功能的安裝。

但是當使用者想要將802.11a升級套件應用在AP-3，除了要加裝802.11a的界面卡之外，還要透過隨升級套件所附贈的光碟來升級產品的韌體，因為802.11a的功能，必須要韌體版本2.0以上才支援。

　當安裝802.11a升級套件之後，筆者搭配使用802.11a／b雙頻卡，發現802.11a的傳輸速度真的是快，尤其是透過網路芳鄰拉檔案，802.11b根本比不上。

不過，筆者也發現，802.11a因距離較遠而發生訊號衰減的的情形，比802.11b嚴重。

另外，當筆者仔細地比對，發現AP-3預設所使用的802.11a頻道是屬於比較低範圍的（5.15GHz～5.325GHz），但是無損實際使用的傳輸速率，因為當筆者調整不同頻率的時候還是有很穩定的資料傳輸率，由此可見802.11a的高頻能夠確保資料傳輸的穩定性。

除此之外，802.11a的傳輸速度可選擇性也相當多，從6Mbps到54Mbps都有，可以依照自己的想要的通訊範圍加以調整。

▲802.11a可以設定的通訊速度範圍其實滿廣的

　由於AP-3是屬於企業用等級的無線網路基地台，因此在使用上穩定性相當地高，而且筆者測試802.11a的相關功能，發現其實很容易設定，並且提供LinkTest訊號測試的功能，所以由此可見產品的專業性，必要的時候還可以透過RS-232進行系統設定與還原。

因為該款產品是屬於企業用戶使用，所以筆者並不推薦給一般使用者購買，畢竟價格太貴了。

　順道一題的是，根據資料，AP-3有802.11g升級的套件，可惜截至筆者寫稿的時候，還沒有正式引進802.11g的升級套件，所以筆者也沒有辦法進行相關的測試。

■技嘉802.11a／b雙頻無線網路卡（GN-WLMA101）家庭辦公兩用皆適宜

　技嘉推出的802.11a／b雙頻無線網路卡（GN-WLMA101），可說是公私兩相宜的產品，因為漸漸地有企業因為特定需求開始在辦公室架構802.11a的無線網路環境，但是使用者家裡所使用的是802.11b的產品，所以如果使用是GN-WLMA101這款802.11a／b雙頻無線網路卡，不僅上下班不需要更換網路卡，而且還可以遨遊在802.11a／b混合建置的無線網路環境裡，因為該款產品會自動切換可用頻道。

使用上相當地方便。

▲技嘉GN-WLMA101802.11a／b雙頻無線網路卡

　其實GN-WLMA101雙頻無線網路卡實際產品規格是這樣的，是Cardbus介面的無線網路界面卡，支援802.11a與802.11b規格，傳輸速度最高可達108Mbps（TurboMode），可動態調整傳輸速度，內建電源管理晶片，可降低電池的耗電，使用內建式分極化天線，並且支援無線網路間的漫遊。

在一般環境下支援64／128／152位元WEP加密，但是也支援AES（AdvanceEncryptionSystem）、802.1x加密架構與Cisco專屬的LEAP（LightweightExtensibleAuthenticationProtocol）通訊協定。

　至於GN-WLMA101的無線電功率輸出方面，802.11a的通訊模式下，輸出功率為17dBm，接收靈敏度為-69dBm（54Mbps），如果是在802.11b的通訊模式下，輸出功率為18dBm，接收靈敏度為-85dBm（11Mbps）。

　筆者實際上使用了一段時間，發現雖然這是技嘉第一款802.11a／b雙頻無線網路卡，但是就產品的穩定性與易用性相當不錯，因為GN-WLMA101安裝上並不困難，只要抓住一個重點，那就是要先安裝光碟片當中的驅動程式，等電腦重新開機後插入網路卡，系統就會自動抓取界面卡所需要的驅動程式，可說是相當地方便。

▲技嘉GN-WLMA101網路卡也有SiteSurvey功能

■技嘉GN-BR402W無線寬頻分享器支援印表機伺服器與VLAN功能

　技嘉推出針對SOHO及小型辦公室所使用的GN-BR402W無線寬頻分享器，該款產品在功能上除了具備一般IP分享器所有的功能之外，額外還包括印表機伺服器功能，支援COM介面，讓使用者能夠透過數據機作連線備援，更重要的是在4埠LAN的部分，提供VLAN的功能，所以透過VLAN的功能將上網的使用者區分成四群，彼此因為VLAN不相同而不會發生被偷窺資料的問題。

▲技嘉GN-BR402W無線寬