无线网络接入技术比较.docx
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无线网络接入技术比较
无线网络接入技术比较
无线接入技术区别于有线接入的特点之一是标准不统一，不同的标准有不同的应用。
正因为此，使得无线接入技术出现了百家争鸣的局面。
在众多的无线接入标准中，无线局域网标准更成为人们关注的焦点。
IEEE802.11协议族
目前人们耳熟能详的无线局域网产品多支持这一标准，它已经是无线局域网事实上的主要标准。
在无线LAN中，802.11指由IEEE提出的协议族，它们是802.11，802.11a和802.11b。
IEEE802.11无线网络标准早在1997年颁布，当时规定了一些诸如介质接入控制层功能、漫游功能、自动速率选择功能、电源消耗管理功能、保密功能等；1999年无线网络国际标准的更新及完善，进一步规范了不同频点的产品及更高网络速率产品的开发和应用，除原IEEE802.11的内容之外，增加了基于SNMP（简单网络管理协议）协议的管理信息库（MIB），以取代原OSI协议的管理信息库。
另外还增加了高速网络内容。
IEEE802.11分IEEE802.11a和IEEE802.11b。
IEEE802.11a规定的频点为5GHz，用正交频分复用技术（OFDM）来调制数据流。
OFDM技术的最大的优势是其无与伦比的多途径回声反射，因此特别适合于室内及移动环境。
传输速度为：
1到2Mbps。
IEEE802.11b工作于2.4GHz频点，采用补偿码健控CCK调制技术。
当工作站之间的距离过长或干扰过大，信噪比低于某个门限值时，其传输速率可从11Mb/s自动降至5.5Mb/s，或者再降至直接序列扩频技术的2Mb/s及1Mb/s速率。
但是802.11b标准的速率上限为20Mbps，它保持对802.11的向后兼容。
所有这些协议都以CSMA/CD为介质共享策略，如果源需要发送数据时，它必须检查传输介质是否正在被别人使用，如果介质未被别人使用，就发送数据包；反之，源主机就必须等待一段时间，等到介质空闲后才能够发送。
源通过不断发出RTS（准备发送）包来检查介质的占用情况，在目的主机返回CTS（可以发送）包后，源主机就可以发送了。
IEEE802.11e及IEEE802.11g是下一代无线LAN标准。
被称为无线LAN标准方式IEEE802.11的扩展标准。
所谓IEEE802.11的扩展标准，是在现有的802.11b及802.11a的MAC层追加了QOS功能及安全功能的标准。
制订标准作业由名为"802.11e"及"802.11f"的作业部门进行。
追加QOS功能，可以提高传输语音数据和数据流数据的能力。
另外作业部门"802.11g"也随之成立，由它来探讨扩展物理层标准IEEE802.11b，使最高数据传输速度从目前的11Mb/s提高到20Mb/s以上。
使用的频带与过去相同，仍为2.4GHz频带。
不过关于调制方式，还未决定是否使用一直沿用的直接扩散方式的频谱（Spectrum）扩散技术。
现在，我们常用的、技术成熟的是IEEE802.11b。
蓝牙技术Bluetooth
事实上，蓝牙系统和无线个人局域网（WPAN）的概念相辅相成，它已经是无线个人局域网的一个雏形。
在其1999年12月发布的蓝牙1.0版的标准中，已定义了包括使用WAP协议连接互联网的多种应用软件。
它能够使蜂窝电话系统、无绳通信系统、无线局域网和互联网等现有网络增添新功能，使各类计算机、传真机、打印机设备增添无线传输和组网功能，在家庭和办公自动化、家庭娱乐、电子商务、无线公文包应用、各类数字电子设备、工业控制、智能化建筑等场合开辟了广阔的应用。
随着无线个人局域网的发展，IEEE802.15的一个工作小组正在制订速率可达20Mb／s以上的无线个人局域网标准，这一标准也是基于蓝牙规范。
因此，无线个人局域网和蓝牙必然会趋于融合，由SIG参与蓝牙计划的公司和IEEE802.15工作组协力合作，共同创造明天的无线个人局域网。
蓝牙技术从应用的角度来讲，与日前广泛应用于微波通信中的一点多址技术十分相似，因此，它很容易穿透障碍物，实现全方位的数据传输。
早在蓝牙标准制定的前一年，IEEE的有关工作组就已经开始无线个人局域网的准备工作。
起初，IEEE执行委员会认为，由于这是局域网内部的无线通信技术，所以就将此任务交给了对无线局域网有着突出贡献的"802.11工作组"，当时主要的工作就是实现无线局域网和无线个人局域网的无缝隙连接。
经过一年的努力工作，小组成员的结论是，现有的IEEE802.11中有关支持三种物理媒介层的MAC（MediumAccessControl，媒介访问控制）中规定的基础结构，并不适用于无线个人局域网。
802.15工作组于1999年秋天开始起草一项以蓝牙1.0版本为基础的标准，2000年11月提交到IEEE标准委员会讨论。
之所以如此迅速，主要是IEEE802.11工作组在制定无线局域网标准时过于滞后于市场，继而造成了无线局域网标准重蹈"ATM（AsynchronousTransferMode、异步传输模式）"的覆辙。
虽然IEEE802.11是国际公认的技术标准，但市场份额并不大，因此蓝牙才决定使用无线局域网使用的2.4GHz波段（由于频率的冲突，很可能造成现有无线局域网性能的下降）。
蓝牙的支持者甚至大胆地预测，随着蓝牙技术的不断发展，采用IEEE802.11标准的无线局域网将不复存在，从而双方的频段之争将迎刃而解。
如果设备是属于那种活动范围比较广、要求能和多种设备迅速互联，如，笔记本电脑、数字无绳电话、个人数字助理、手机等，采用蓝牙或无线个人局域网是十分理想的。
IrDA
红外线数据标准协会IrDA（InfraredDataAssociation）成立于1993年，是非营利性组织，致力于建立无线传播连接的国际标准，目前在全球拥有160个会员，参与的厂商包括计算机及通信硬件、软件及电信公司等。
简单地讲，IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的软件和硬件技术都已比较成熟。
它在技术上的主要优点有：
1、无需专门申请特定频率的使用执照，这一点，在当前频率资源匮乏，频道使用费用增加的背景下是非常重要的。
2、具有移动通信设备所必需的体积小、功率低的特点。
惠普（HP）公司目前已推出结合模块应用的约从2.5×8.0×2.9（mm）到5.3×13.0×3.8（mm）的专用器件，与同类技术相比，耗电量也是最低的。
3、传输速率在适合于家庭和办公室使用的微微网（Piconet）中是最高的，由于采用点到点的连接，数据传输所受到的干扰较少，速率可达16Mb／s。
除了在技术上有自己的技术特点外，IrDA的市场优势也是十分明显的。
目前，全世界有5000万台设备采用IrDA技术，并且仍然每年以50％的速度增长。
有95％的笔记本电脑安装了IrDA接口。
在成本上，红外线LED及接收器等组件远较一般RF组件来得便宜，IrDA端口的成本在5美元以内，如果对速度要求不高，甚至可以低到1.5美元以内，相当于日前蓝牙产品的十分之一。
面对其他技术的挑战，IrDA并没有停滞不前。
除了传输速率由原来的FIR（FastInfrared）的4Mb／s提高到最新VFIR的16Mb／s标准；接收角度也由传统的30度扩展到120度。
这样，在台式电脑上采用低功耗、小体积、移动余度较大的含有IrDA接口的键盘、鼠标，就有了基本的技术保障。
同时，由于Internet的迅猛发展和图形文件逐渐增多，IrDA的高速率传输优势在扫描仪和数码相机等图形处理设备中更可大显身手。
对于要求传输速率高、使用次数少、移动范围小、价格比较低的设备，如打印机、扫描仪、数码像机等，IrDA技术是首选。
HomeRF
HomeRF把共享无线连接协议（SWAP）作为未来家庭内联网的几项技术指标，使用IEEE802.11无线以太网作为数据传输标准，通信频段也是2.4GHz，HomeRF工作组像当初人们构造ATM一样，提出了一整套应用于家庭联网的完整体系，包括外围设备和家庭主机之间的连接、外围设备之间的连接、主机和HomeRF中央控制的连接、接入网、PSIN等。
2000年8月31日，美国联邦通信委员会批准了Intel、Microsoft、Motorola和Proxim等HomeRF组织成员的要求，允许HomeRF的传输速率在原来的2Mb／s的基础上提高四倍，达到8M～11Mb／s传送速率；而且和蓝牙一样，HomeRF可以实现多个（最多5个）设备之间的互联。
但FCC的这一决定，招致了来自包括内部成员和蓝牙组织成员的反对，主要理由是频率冲突、功耗较大。
同时，HomeRF工作组的一些成员提出，将原来的发射带宽由1MHz提高到5MHz，这样速率能够提高得更多，但反对者认为，信息本来在狭窄的信号通道里跳动，现在如果将狭窄的通道加宽，就会像一辆卡车在几条车道上横冲直撞，从而造成SWAP设备之间的互相干扰。
因此，很多业界人士对这一技术并不表示乐观。
不过，HomeRF技术对于小型公司或者类似别墅的家庭是再方便不过的了，因为这两种环境的活动半径都比Bluetooth和W规定的活动范围大，同时，一般又小于无线局域网的半径。
但这也并非是说HomeRF的地位是高枕无忧的。
因为，一项技术如果想要成为国际认可的标准，其独特性是必不可少的。
HomeRF在传输距离方面的优势，很有可能被蓝牙所击败。
宽带无线标准IEEE802.16
最近几年来，无线网络技术作为一种用户接入技术已经成为传统的铜线本地环路技术的一种替代技术，并且越来越受到人们的重视。
人们对无线网络技术的兴趣主要集中在无线本地环路WLL（WirelessLocalLoop）或者固定无线接入方面。
为了给本地无线环路WLL提供一个标准，IEEE802委员会于1999年成立了802.16工作组来专门开发宽带无线标准。
IEEE802.16负责对无线本地环路的无线接口及其相关功能制定标准，它由三个小工作组组成，每个小工作组分别负责不同的方面：
IEEE802.16.1负责制定频率为10G到60G赫兹的无线接口标准；IEEE802.16.2负责制定宽带无线接入系统共存方面的标准；IEEE802.16.3负责制定频率范围在2G到10G赫兹之间获得频率使用许可的应用的无线接口标准。
我们可以看到，802.16.1所负责的频率是非常高的，而它的工作也是在这三个组中走在最前沿的。
由于其所定位的带宽很特殊，在将来802.16.1最有可能会引起工业界的兴趣。
802.16无线服务的作用就是在用户站点同核心网络之间建立起一个通信路径，这个核心网络可以是公用电话网络也可以是因特网。
IEEE802.16标准所关心的是用户的收发机同基站收发机之间的无线接口。
其中的协议专门对在网络中传输大数据块时的无线传输地址问题做了规定，协议标准是按照三层结构体系组织的。
三层结构中的最底层是物理层，该层的协议主要是关于频率带宽、调制模式、纠错技术以及发射机同接收机之间的同步、数据传输率和时分复用结构等方面的。
对于从用户到基站的通信，标准使用的是按需分配多路寻址－时分多址DAMA-TDMA技术。
按需分配多路寻址DAMA技术是一种根据多个站点之间的容量需要的不同而动态地分配信道容量的技术。
时分多址TDMA是一种时分技术，它将一个信道分成一系列的帧，每个帧都包含很多的小时间单位，称为时隙。
时分多路技术可以根据每个站点的需要为其在每个帧中分配一定数量的时隙来组成每个站点的逻辑信道。
通过DAMA－TDMA技术，每个信道的时隙分配可以动态地改变。
在物理层之上是数据链路层，在该层上IEEE802.16规定的主要是为用户提供服务所需的各种功能。
这些功能都包括在介质访问控制MAC层中，主要负责将数据组成帧格式来传输和对用户如何接入到共享的无线介质中进行控制。
MAC协议对基站或用户在什么时候采用何种方式来初始化信道做了规定。
因为MAC层之上的一些层如ATM需要提供服务质量服务QoS，所以MAC协议必须能够分配无线信道容量。
位于多个TDMA帧中的一系列时隙为用户组成一个逻辑上的信道，而MAC帧则通过这个逻辑信道来传输。
IEEE802.16.1规定每个单独信道的数据传输率范围是从2M比特/秒到155M比特/秒。
在MAC层之上是一个会聚层，该层根据提供服务的不同提供不同的功能。
对于IEEE802.16.1来说，能提供的服务包括数字音频/视频广播、数字电话、异步传输模式ATM、因特网接入、电话网络中无线中继和帧中继。
Q1：
何谓无线网络?
ANS：
一般来讲，所谓无线，顾名思义就是利用无线电波来作为资料的传导，而就应用层面来讲，它与有线网络的用途完全相似，两者最大不同的地方是在于传输资料的媒介不同。
除此之外，正因它是无线，因此无论是在硬件架设或使用之机动性均比有线网络要优势许多。
Q2：
无线网络与有线网络相较之下，有那些优点?
ANS：
就使用上它的机动性，便利性，是有线网络所不及，就成本上，它可省下一笔可观的布线费用，修改装潢费用，基本上使用的空间较为弹性许多。
Q3：
无线网络对人体是否有所影响?
ANS：
因无线网络的发射功率较一般的大哥大手机要微弱许多，无线网络发射功率约60~70mW，而大哥大手机发射功率约200mW左右，而且使用的方式亦非像手机一般直接接触于人体，因此较无安全上之考量。
Q4：
若要架构一个无线网络，其最基本之配备需要有那些?
ANS：
一般架设无线网络的基本配备就是一片无线网络卡及一台桥接器（AP），如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源。
Q5：
无线网络就使用是否会被干扰或影响其它设备运作?
ANS：
基本上无线网络所使用之频段是属于ISM2.4GHz的高频率范围，就日常生活，或办公室等等所用之电器设备是不会相互干扰，因频率差异甚多，而且无线网络本身共有12个信道可供调整，自然干扰的现象就不必担心。
Q6：
何谓ISM频段?
ANS：
ISM（IndustrialScientificMedical）Band，此频段（2.4~2.4835GHz）主要是开放给工业，科学、医学，三个主要机构使用，该频段是依据美国联邦通讯委员会（FCC）所定义出来，属于FreeLicense，并没有所谓使用授权的限制。
Q7：
何谓展频（SpreadSpectrum）?
ANS：
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。
对于一个非特定的接受器，SpreadSpectrum所产生的跳动讯号对它而言，只算是脉冲噪声。
因此对整体而言是一种较具安全性的通讯技术。
Q8：
何谓跳频（Frequency-HoppingSpreadSpectrum）?
ANS：
跳频技术（Frequency-HoppingSpreadSpectrum；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，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（DwellTime）为400ms。
Q9：
何谓直接序列展频（DirectSequenceSpreadSpectrum）?
ANS：
直接序列展频技术（DirectSequenceSpreadSpectrum；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Spreadingchips，一个较高的Spreadingchips可以增加抗噪声干扰，而一个较低SpreadingRation可以增加用户的使用人数。
基本上，在DSSS的SpreadingRation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SpreadingRation皆少于20。
而在IEEE802.11的标准内，其SpreadingRation只有11，但FCC的规定是必须大于10，而实验中，最佳的SpreadingRation大约在100左右。
Q10：
无线网络所能含盖的范围有多广?
ANS：
一般无线网络所能含盖的范围应视环境的开放与否而定，若不加外接天线而言，在视野所及之处约250M，若属半开放性空间，有隔间之区域，则约35~50M左右，当然若加上外接天线，则距离可达更远，此关系到天线本身之增益而定，因此需视客户之需求而加以规划之。
Q11：
无线网络于使用之过程其保密性为何?
ANS：
基本上GEMPLEX之无线网络技术采DSSS系统，本身就具有防窃听之功能，另外再加上资料加密功能（WEP40bits）的双重防护下，因此其安全性是相当周全。
Q13：
何谓桥接器（AccessPoint）?
ANS：
AccessPoint，一般俗称为网络桥接器，顾名思义即是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之桥梁，因此任何一台装有无线网卡之PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络之资源。
除此之外，AP本身又兼具有网管之功能，可针对接有无线网络卡之PC作必要之控管。
Q14：
AccessPoint在使用上可同时支持多少工作站?
ANS：
理论上是可以支持到一个CLASSC，但为了让工作站本身有足够之频宽可利用，一般建议一台AP约支持20~30左右之工作站为最佳状态。
Q15：
何谓漫游（Roaming）功能?
ANS：
如同大哥大一般，可漫游在不同的基地台之间，无线网络工作站亦可漫游在不同的AP之间，只要AP群的ESSID定义一样，则自然无线网络工作站可自由的漫游于无线电波所能含盖之区域。
Q16：
若无线网络之设备架设于室外，其如何防止雷击?
ANS：
基本上无线网络可配置避雷器之设备，此设备可选购装设于无线网络设备上，以利外来之突波造成系统损坏。
Q17：
何谓AccessControl?
ANS：
基本上每张无线网卡上都有一组独一无二的硬件地址，即所谓的MACaddress，经由AccessControltable可定义某些卡可登入此AP，某些卡被拒绝登入，如此便能达到控管的机制，可避免非相关人员随意登入网络，窃取资源。
Q18：
何谓ASBF?
ANS：
ASBF（AutomaticScaleBackFunctionality），此项功能是GemplexAP特有之功能，保证WLAN始终处于最佳的联机品质，除此之外，并提供支持多重厂商的无线网卡，但其网卡必须是符合IEEE802.11之规范而设计。
Q19：
何谓PowerManagement?
ANS：
由于Notebook使用约2小时左右后便必须充电，若又同时使用其它外围设备，则必定更加耗电，因此此项功能乃在于有效的管理无线网络卡所消耗之电量，换句话说，它能适时控制当有DATAsendingorreceiving时，是处于”Wakeupstatus”，反之则处于powerdownmode。
Q20：
天线所使用之导线的长度是否有影响传输品质?
ANS：
一般来讲，天线所使用之导线的长度，材质，阻抗匹配，均会对讯号造成某程度之影响，而最明显的就是增益衰减。
通常以20feet之长度而言就会让讯号衰减约1.2dBi左右，而平均每衰减8dBi就会让原传输之距离约缩减一半，因此导线之长度与品质在无线产品的应用上是不容忽视的。
Q21：
架设指向性天线时，是否有工具可提供指示，让讯号品质达到最佳化?
ANS：
Gemplex之Bridge本身有提供一套软件联机品质校正程序，其中是以图形曲线的方式呈现于屏幕上，使用者可明显看出该讯号目前强弱之状况，而加以调整天线的位置，已达最佳状态。
Q22:
何谓Ad-hoc?
ANS:
构成一种特殊的无线网络应用模式，一群计算机接上无线网络卡，即可相互连接，资源共享，无需透过AccessPoint.
Q23:
何谓Infrastructure?
ANS:
一种整合有线与无线局域网络架构的应用模式，透过此种架构模式，即可达成网络资源的共享，此应用需透过AccessPoint.
Q24:
何谓BSS?
ANS:
一种特殊的Ad-hocLAN的应用，称为BasicServiceSet（BSS），一群计算机设定相同的BSS名称，即可自成一个group，而此BSS名称，即所谓BSSID。
Q25:
何谓ESS?
ANS:
一种infrastructure的应用，一个或多个以上的BSS，即可被定义成一个ExtendedServiceSet（ESS），使用者可于ESS上Roaming及存取BSS中的任何资料，其中AccessPoints必须设定相同的ESSID及channel才能允许Roaming.
Q26:
何谓SNMP?
ANS:
“SimpleNetworkManagementProtocol“，一种网管的通信协议，透过SNMP的软件可以连接至可支持SNMP的装置并可收集该装置所有的信息并做其它整合性的应用，GemplexWirelessLANProduct就有support此功能。
Q27:
何谓WEP?
ANS:
“WiredEquivalentProtection“，一种将资料加密的处理方式，WEP40bits的encryption乃是IEEE802.11的标准规范。
透过WEP的处理便可让我们的资料于传输中更加安全。
Q：
无线网络无何避免雷击?
A：
1.一般大楼皆有装置避雷针，而无线数据通讯设备及天线所装设的位置皆较避雷针低，也就是可蔽护在避雷针的防护伞下，免遭雷击。
2.若客户的顶楼未装设避雷针，则无线数据通讯设备可配置避雷器及连接引线并架设接地工程，如此可导引雷击，避免无线数据通讯设备遭受毁损。
3.若雷击直接击中无线数据通讯设备，则属天灾，无法保固；因为任何设备（包括房屋）遭受雷击皆无法幸存。
Q：
采用无线网络，资料是否会轻易被窃取?
A：
1.无线网络采用下列技术避免资料被窃取：
1.1DirectSequenceSpreadSpectrum（DSSS）
展频技术在防止被窃听与被干扰上有很好的防护功能，因此过去展频技术一直被运用于军事用途，直到近年来才被转移到商业用途，它将资料透过特殊编码调变，再传输出去，所以有可靠的安全性。
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