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 Microwave)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。
  
  展频技术
  
  展频技术的无线局域网络产品是依据FCC(Federal Communications 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902M~928MHz及2.4G~2.484GHz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 chips,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、 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。