|
|
|
15-9 其 它無線網路
在無線區域網路領域裡，並不只有 IEEE 802.11 系列規範，其實還存在著許多網路型態，同時被廣泛應用中，其中較常見的有 HomeRF、HiperLAN 與 Bluetooth，以下分別介紹前兩個規範，至於 Bluetooth 技術將會在下一章介紹。 15-9-1 HomeRF 網路 HomeRF（Home Radio Frequency）是由 ITU（International Telecommunication Union）所制定，這個標準是為了提供一個便宜，同時可以支援語音及數據的家庭網路，而功率也不高，大約為 100 mW，涵蓋範圍約為 50 公尺。HomeRF 是以『共享式無線存取協定』（Shared Wireless Access Protocol, SWAP）為基礎，而採用跳頻展頻（FHSS）傳輸模式，也運用於 2.4 GHz ISM 頻段。 HomeRF 可說是簡化的 IEEE 802.11 FHSS，亦採用 CSMA/CA 的存取協定，但取消了 RTS/CTS 機制以及無競爭傳輸服務（PCF）。在傳輸模式方面，FHSS 的跳越頻率為每秒 50 次。在資料編碼方面，語音訊號以 DECT（Digital European Cordless Telephone）方式；資料編碼同時支援 2-Level FSK（I Mbps 傳輸速率）及 4-Level FSK（2 Mbps 傳輸速率）。 為了可以在同一空間中同時存在多個無線網路，HomeRF 的位址採用了 48 位元格式，這個碼類似於 IEEE 802.11 的 ESS ID。在保密方面，使用 Blowfish 加密法來保護資料的傳輸。 在語音方面，除了採用 DECT 標準外，也使用分時多工（TDM）的多重存取技術，可支援 6 個全雙工的數位語音頻道，每個頻道的傳輸率為 32 Kbps。在資料框架中，可以包含 TCP/IP 的資料及語音訊號，一個網路可以提供 128 個節點。 15-9-2 HiperLAN/2 網路 HiperLAN（High Performance Radio LAN）是由『歐洲電信標準協會』（Europen Telecommunication Standards Institute, ETSI）所制定的眾多標準之一。ETSI 所發展一系列『寬頻無線電存取網路』（Broadband Radio Access Network, BRAN）的無線網路規範中，一共涵蓋了四個標準：HiperLAN/1、HiperLAN/2、HiperLink 與 HiperAccess。各種規範都有其應用範圍，其中 HiperLAN/1 與 HiperLAN/2 為無線區域網路（WLAN），而 HiperAccess 是作為長距離的無線網路連接，HiperLink 為無線寬頻聯結；由此可以觀察到，ETSI 在無線網路所製作的標準比 IEEE 802.11 完善。IEEE 802.11 的無線網路還是侷限於有線網路之間的聯結，亦即區域網路上雖可以使用 IEEE 802.11 系列的標準，但在傳輸骨幹方面還是要仰賴原有的有線網路。ETSI 的標準則不然，他們希望提出一個完整的無線網路環境，由區域網路到傳輸骨幹，甚至遠距離之間的傳輸標準，都能一併提出完整的解決方案。圖 15-45 為各種標準在無線網路上的應用。 圖 15-45 ETSI BRAN 系列在無線網路的應用 表 15-9 為 ETSI BRAN 系列的規範，由表中可以發現，雖然 HiperLAN/1 的傳輸速度達到 23.5 Mbps（比 IEEE 802.11b 還要高），但還是侷限於一般無線區域網網路的規範；然而 HiperLAN/2 卻有很大的變革，它可選擇長訊框或短訊框傳送，短訊框的格式甚至符合 ATM 網路的 53 Bytes，因此也稱之為『Wireless ATM』。由此可見，用 HiperLAN/2 來連結一般網路的 ATM 傳輸骨幹會較為容易，而且它的傳輸速率也可達 54 Mbps。 總括來看，目前無線網路最具競爭力的規格就是 HiperLAN/2 和 IEEE 802.11a，而兩種規範之間又有許多相符的地方，因此，許多人相信它們最終很有可能會被整合在一起。以下我們就針對 HiperLAN/2 來詳加介紹，相信這對大家了解未來無線網路的發展將會非常有幫助。 表 15-9 ETSI BRAN 系列標準的規範
(A) HiperLAN/2 的特性 HiperLAN/2 最大的特色是高傳輸速率 – 54 Mbps，並且可以同時支援資料、影音、以及視訊資料的傳遞。如同 IEEE 802.11a 一樣，它也採用 5 GHz 頻段及 OFDM 傳輸技術。HiperLAN/2 的特性簡述如下： (1) 高傳輸率：HiperLAN 利用 OFDM 的傳輸技術，在 5 GHz 頻段上傳輸，並可用不同的速率（最高 54 Mbps）來進行。OFDM 可對多重路徑（Multi-path）的現象做有效的解析，因此非常適合於室內使用。室內的涵蓋範圍可達 50 公尺，戶外可達 150 公尺。 (2) 連結導向：針對媒介存取方面，HiperLAN/2 採用集中管理的連結導向。資料在傳遞之前必須先建立連線，連結技術是採用『分時多工』（Time Division Multiplex）系統，連結模式有點對點（Point-to-Point）與點對多點（Point-to -Multipoint）等兩種。 (3) QoS 功能：在連結導向模式中，可以針對連線品質來分配傳輸量，藉此達成 QoS 服務品質的要求。也因此，HiperLAN/2 適合語音、視訊的傳輸。 (4) 自動頻寬分配：HiperLAN 為集中控制，可依照不同連線之間的頻寬使用量，來選擇連線要求或分配其他連線服務，因此，可輕易達成自動頻寬分配。 (5) 安全系統：HiperLAN/2 採用 DES（Data Encryption Standard）及 3DES 加密標準，提高傳輸資料的隱密性。 (B) HiperLAN/2 協定堆疊 圖 15-46 為 HiperLAN/2 的協定堆疊，包含了三個層次，簡述如下： 圖 15-46 HiperLAN/2 協定堆疊 (1) 收斂層（Convergence Layer）：收斂層是連接上層（網路層）通訊協定與資料連結，上層通訊協定可以是 IP 或 IPX 等等，主要的功能是轉換之間的資料格式。為了符合不同環境的應用，目前有 Packet-Based 與 Cell-Based 等兩種型態。如果 HiperLNA/2 是連結一般區域網路（如Ethernet），則使用 Packet-Based 型態（長訊框格式）；如果是連結 ATM 網路，則使用 Cell-Based 型態（符合 ATM Cell 的 53 Bytes）。 (2) 資料鏈路控制層（Data-Link Control Layer）：這個層次是 HiperLAN/2 的主要核心，其功能就如同交換機一般。HiperLAN/2 是連接導向機制，它不同於 IEEE 802.11 系列的分散式控制，反之針對傳輸媒介的存取都是由此層次來集中分配。它採用『分時雙工』（Time-Division Duplex, TDD）和『動態分時多工存取』（DynamicTime-Division Multiple Access, DTMA）的多工存取技術，這種模式是利用時槽（Time Slot）的觀念，讓上傳（Up-Link）及下傳（Down-Link）可以在同一時槽之內進行傳遞。 (3) 實體層（Physical Layer）：HiperLAN/2 的實體層是採用 OFDM 傳輸方式，這種方式的基本概念就是將傳輸頻道分為若干個小頻道，而將傳輸資料分配到這些小頻道，同時平行發送出去。不過在實際應用時，它還會選擇那些傳輸不良的小頻道來調整傳輸速率，這對多重路徑的選擇非常有好處。例如某一些小頻道會因折射而傳輸不良，這時便可減低或停止這些頻道的傳輸，於是整個系統不僅不會因而中斷，反而能提昇整體的速率。HiperLAN/2 可提供多種傳輸速率，其調變方式如表 10-10 所示。 表 15-10 HiperLAN/2 的調變方式
(C) HiperLAN/2 運作方式 在 HiperLAN/2 規範中，提到兩種運作方式：『基礎架構網路』（Infrastructure Network）與『漫遊網路』（Roaming Network）。圖 15-47 為基礎架構網路，在多個 HiperLAN/2 網路之間透過固定網路的連結（如 Ethernet 或 ATM），有線網路做為傳輸骨幹，在 HiperLAN/2 網路中，『漫遊終端設備』（Mobile Terminal, MT）透過『存取點』（Access Point, AP）連結到固定網路。 當 MT 啟動後，首先測量訊號強度來選擇適合的 AP 連線，並且向 AP 要求登錄並取得一個 MAC-ID，經認證程序或加密作業後，MT 和 IP 之間便可以通訊。當 MT 移動時，如果偵測到另一個 AP 訊號較強，AP 之間便會產生換手（Handover 或 Hand-off），讓 MT 不會產生斷線的現象。 圖 15-47 HiperLAN/2 連結固定網路之範例 圖 15-48 為『漫遊網路』型態，漫遊終端設備（MT）在網路內移動，各個 AP 之間只要透過 HiperLAN/2（H/2）Handover 交換即可，但 MT 必須做 MAC-ID 和 IEEE 位址格式轉換。如果漫遊到另一個網路，MT 必須做 IP 位址、IEEE 位址和 MAC-ID 之間的轉換（類似 ARP 功能）。一般 MT 在不同網路之間移動，IP 網路位址會隨不同網路而更改；但使用者不可能每移動至另一個網路就需要重新設定網路位址，因此，這方面必須由 Mobile IP 協定來完成。比較簡單的做法是，MT 移動到任何一個網路，即由該網路的 DHCP 伺服器分配一個動態 IP 給 MT。 圖 15-48 HiperLAN/2 漫遊網路之範例 依目前無線網路的發展趨勢而言，ETSI/BRAN 系統（歐洲規格）和 IEEE 802.11 系列互為主要競爭對象，然而在無線寬頻方面，IEEE 802.11a 和 HiperLAN/2 又是兩大主流發展規格。兩個規範間的差異主要是在媒介存取技術方面，IEEE 802.11a 採用分散式的 CSMA/CA 協定，而 HiperLAN/2 使用集中控制式的 TDD 和 TDMA 機制；其次，雖然 IEEE 802.11a 的 PCF 服務也可以提供 QoS 的功能，但標準規範一直還未定案，也無法如 HiperLAN/2 的 QoS 那麼完善。另一方面，無線區域網路與行動電話之間的結合，也是最高的利益所在，雖然雙方在這方面都有很大的發展潛力，但以目前情況而言，HiperLAN/2 似乎略勝一籌，但未來的發展尚無法預料。表 15-11 為 802.11 系列與 HiperLAN/2 的規格比較，供讀者做個參考（有關 TDD 與 DTMA 技術請參考下一章 Bluetooth 介紹）。 表 15-11 HiperLAN/2 與 IEEE 802.11 系列的比較
|
翻轉工作室：粘添壽
電腦網路與連結技術：
翻轉電子書系列：
|
