弱电工程 RUODIAN

  获得信息的途径有很多,但最快、最迅速、最丰富的自然无过于网络了,网络可以把地球变成咱们的村子,也可以让我们从农民变成时代的弄潮儿。连入网络的方式太多了,不过现在是讲究效率的时候,选择当然是宽带网,ADSL、VDSL、有线电缆、电力上网。


  而在过去我们主要使用网线与这些宽带网络进行连接,电脑如果要上网,就非得接上一根尾巴不可,如果使用笔记本电脑的话,电源线、网线都是我们移动办公的最大束缚。


  ◆了解无线局域网的种类


  无线网络的种类其实有很多,比如无线局域网、无线广域网等,目前的GPRS和CDMA 1X 的无线上网,才真正地做到了无线你的无限,只要有手机信号的地方都可以上网,不过由于价格昂贵,且用户群并不广泛。


  因此今天跟大家分享的只是属于无线网络的一种—无线局域网,英文名称是Wireless Local Area Networks ,缩写就是WLAN,它是利用射频(Radio Frequency,RF)技术所构成的局域网络,因此无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它,达到随意接收信息的理想境界。


  就应用层面来说,它与有线网络完全相同,两者的区别主要在于传输资料的媒介不同。除此之外,由于它是无线的,因此无论是硬件的架设或使用的机动性,都比有线网络优越得多。不过要阐明的是,无线局域网绝对不是用来取代有线局域网,而是用来弥补有线局域网的不足,以达到网络延伸的目的。


  比如没有固定工作场所的使用者,有线局域网络的架设受环境限制的时候,无线网络就是大展身手的时候了。 无线局域网技术其实有很多标准,且不同的标准有不同的应用,目前比较流行的有802.11标准(今天介绍的重点)、蓝牙标准(Bluetooth)以及HomeRF标准(家庭网络)。


  ◆802.11标准


  IEEE 802.11 无线局域网标准的制订是无线网络技术发展的里程碑,也是我们今天应用的重点,英特尔的招牌菜,中国也为此推出了WAPI 标准,个中原因相信大家也知道。802.11标准的颁布,使得无线局域网在各种移动要求的环境下被广泛接受,它是无线局域网最常用的传输协议,各公司都有基于该标准的无线网络产品。


  开始的时候,802.11速率最高只能达到2Mbps ,在传输速率上不能满足人们的需要,因此IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a标准,到目前即将被大规模应用的802.11g标准。802.11b 标准使用了通用免费的2.4GHz 频段,传输速率达到11Mbps ;802.11a 使用独占的频段,最高传输速率为54Mbps,但是应用的价格昂贵;802.11g 兼容802.11b,也是使用2.4Ghz 频段,但由于是公共的频段,可能会受到外界信号的干扰。


  ◆蓝牙


  蓝牙(IEEE 802.15)相对于802.11来说,可以说是一种补充,它是一种短距离通信的标准,最高可以实现1Mbps的速率,传输距离为10厘米到10米,但是通过增加发射功率可达到100米。较之802.11,蓝牙更具移动性。


  比如802.11限制在办公室或者校园,而蓝牙却可以把设备连到LAN(局域网)和WAN(广域网),甚至支持全球漫游。此外,蓝牙成本低、体积小,可用于更多的设备。“蓝牙”最大的优势还在于,在更新网络骨干时,如果搭配“蓝牙”架构进行,使得整体网络的成本比铺设线缆的低。


  ◆HomeRF


  HomeRF 主要为家庭网络而设计,是IEEE 802.11与DECT(数字无绳电话)标准的结合,旨在降低语音数据的成本。HomeRF 也采用了扩频激素,工作在2.4GHz 频段,能同步支持4条高质量语音信道。


  ◆WLAN 的应用类型


  WLAN 的应用主要有两个类型。其一是整个网络都是用无线通信,在这种方式下,AP 并非是必须存在的,这种方式被称为独立WLAN,在不使用AP 的时候,各个用户之间可以通过无线直接互联,不过这种方式是用户之间的通信距离较近,且当用户数量较多时,性能会比较差。


  其二是无线通信作为有线通信的补充和扩展,这种方式被称为非独立的WLAN ,在此种情况下,多个AP 通过线缆连接到有线网络上,以使得无线用户能够访问网络上的任何部分。


  ◆无线局域网的优势


  通常计算机组网的传输介质主要依赖铜缆或者光缆,构成有线局域网。不过可惜的是,有线网络在某些场合要受到布线的限制,布线、改线工程量大,线路容易损坏,而且各节点不可移动。特别是当要把相离较远的节点联系起来时,专用通信线路的布线施工难度之大、费用之高、耗费时间之大,实在难以想象,对正在迅速扩大的互联网需求形成了严重的瓶颈,WLAN 的出现就可以很好地解决了有线网络存在的问题。


  ◆技术优势


  WLAN 利用电磁波在空气中发送和接收数据,而无需线缆介质,现在最高速的802.11a和802.11g 传输速率已经达到了54Mbps ,完全可以满足视频和多媒体的需求,办公就更不在话下了。不过从某种意义上来说,它是对目前有线联网方式的一种补充和扩展(带宽仍旧有限),使网上的计算机具有移动性,能快速方便地解决有线网络的连通问题。


  与悠长的网络布线施工工程相比,WLAN 则显得简单多了,仅需要安装一个或者多个接入点(Access Point)设备,就可以建立覆盖整栋建筑物的局域网络,施工周期大大减少,费用的节省和效率的提高是显而易见的。


  WLAN 一旦建成,在无线信号覆盖的任何一个区域位置都可以接入网络。此外,无线局域网的抗干扰性强、网络保密性好。对于有线局域网中的诸多安全问题,在无线局域网中基本上可以避免。而且相对于有线网络,无线局域网的组建、配置和维护较为容易,一般计算机工作人员都可以胜任网络的管理工作。


  ◆一些比较重要的概念 微单元和无线漫游


  众所周知,无线电波在传播的过程中是会不断衰减的,因此AP 的通信范围也只能被限制在一定的范围之内,这个范围就是微单元了。


  另外,在网络存在多个AP 的时候,这些微单元互相之间会有一定的范围内重合,无线用户因此就能够在整个WLAN 覆盖的区域移动,无线网卡会自动监测附近信号强度最大的AP,并通过这个AP 收发数据,保持不间断的网络连接,这就是无线漫游,和手机的无线漫游类似,可漫游在不同的基地台之间,只是暂时没有那么多AP 让我们在全球范围内移动。


  ◆扩频技术


  WAPI 要强制实施的原因,国家称它更加安全,但是无线网络却天生比有线网络更安全的特性,且使用了军用的技术,比如扩频。扩频技术原先是军事通信领域中使用的宽带无线通信技术,使用该技术能够使数据在无线传输中更完整可靠,且确保在不同频段中传输的数据不会相互干扰。


  ◆直序扩频


  使用高码率的扩频序列,在发射端扩展信号的频谱,而在接收端则使用相同的扩频序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。


  ◆跳频扩频


  跳频技术与直序扩频技术完全不同,它是另外一种扩频技术。跳频的载频受一个伪随机码的控制,在其工作带宽范围内,其频率按随机规律不断改变。接收端的频率也按随机规律变化,并保持与发射端一致。


  ◆无线网络对人体是否有所影响?


  健康是革命的本钱,辐射会对人体产生极大的影响,而整天在无线电波中,是否会对人体有所影响?相信这是很多消费者都比较关心的问题,要知道,前段时间炒得极热的手机会引起癌症,相信也引起了一阵恐慌。


  相对来说,无线网络设备的发射功率则要绿色环保得多,仅有60-70mW,而手机却高达200mW,最重要的是无线网络的信号并不如手机一样直接接触人体,因此安全上基本不用作考量。


  ◆无线局域网需要哪些基本的设备?


  和有线局域网的网卡与集线器类似,一般的无线网络基本配备就是无线网卡和AP 就可以了,但当然还有其它的方式,比如无线网关,或者两块无线网卡的互连,这在后面组网的时候将着重介绍。


  ◆什么是AP?


  在典型的WLAN 环境,主要有发送数据和接收的设备,这称为接入点/热点/网络桥接器(Access Point:AP)。通常一个AP 能够在几十至上百米内的范围内连接多个无线用户,在同时具有有线与无线网络的情况下,AP 可以通过标准的Ethernet 电缆与传统的有线网络连接,作为无线和有线网络之间连接的桥梁。


  而这也是目前的主要应用方式,比如电脑通过无线网卡与AP 的连接,再通过AP与ADSL 等宽带网络连接入互连网。除此之外,AP 本身具有网管的功能,能够针对无线网卡作出一定的监控。AP理论上可以支持一个Class C的工作站,但是为了保证每个工作站都有足够的带宽,一般建议一台AP 支持20-30个工作站。


  ◆无线网络是否会被干扰或影响其它设备运作?


  802.11b和802.11g无线网络目前主要使用了免费的频段2.4GHz,这被很多公共设施所共同使用,因此会无可避免地受到干扰,但是由于是处于局域网的应用方式,同时使用其它设备的可能性比较少,就像日常生活、办公室等所用电器不会互相干扰一样,干扰现象就不用担心,而且无线网络本身有12个信道可供调整。802.11a 由于使用了独立的频段,信号根本就没有干扰的可能性,传输的质量更高,距离更长。


  ◆无线网络的覆盖范围有多广?


  一般无线网络所能覆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。


  ◆天线所使用之导线的长度是否有影响传输品质?


  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20 feet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。