Wi-Fi无线网络技术及现场勘查Wi-Fi无线网络技术及现场勘查去年,笔记本电脑首次在销量上超过了台式电脑,而且这种领先趋势仍在持续增长.几乎所有这些笔记本电脑都配备了WiFi卡.由于人们急切的希望在办公室,会议室,机场或咖啡厅等场所都能享受到高效的网络服务,因而也使得无线网络开始变得必不可少.无线数据传输的这种飞速增长将会对布线行业,尤其是专业的布线安装商造成什么样的影响呢?"W1F1"最初指的是IEEE802.11b标准,但是现在被大家普遍理解为全部三项标准的合集,即包含802.1la标准,802.11b标准和802.1lg标准.标准频率最高传输速度传输距离,可达到的最高传输速度802I1a标准5GHz54兆位,秒35英尺/20兆位,秒(共享)802l1b标准24GHz11兆位,秒120英尺,5兆位/秒(共享)8021lg标准24GFIz,11兆位,秒l2英/~/20兆位,秒(享)802l1超G标准24G№108兆位砂Atheros公司的专有技术三项标准中所规定的距离及传输速度通常都是针对办公环境而言的.但是,由于接入点(AP)的数目,类型及密度千差万别,以及建筑结构,办公室布局稳定性,干扰及反射因素和其它影响条件也存在不同,因此实际网络的性能会大相径庭.802.11b标准是成本最低的替代方案并且能够达到一定的传输距离.然而,随着终端与AP之间的距离增加,它的使用性能也会显着下降,并且现在它的成本只比802.1lg标准略低一些,因而相比之下802.1lg标准则更为可取.与802.1lg标准相似之处在于802.1lb标准也采用供工业,科学及医学(ISM)使用的未受管制的2.4 GHz带宽,因而会更容易碰到难以预测的外界干扰. 802.11a标准由于所采用的频率范围受到管制,因此其带宽受到的干扰较少而传输更快,但是它的缺点在于成本更高,能够支持的传输距离更短,且穿透障碍的能力也更弱.例如,加利福尼亚州的一家汽车制造厂全部铺设了802.1la标准的布线,然而,他们随后就发现AP根本就不能穿透工厂的吊顶板材.最后出于成本考虑,他们宁愿全部转换成802.1lg标准的产品,也不选择将吊顶板材更换.802.1lg标准具有成本低和传输速度快的特点,而且能够向下兼容802.11b标准,但是由于采用的是ISH 通用带宽,因此仍然存在干扰的问题.总体而言,它应该是目前最佳的选择.有些制造商推出了成本很低的双802.1lg标准且传输速度可达108兆位/秒的网卡.这种结构确实能够发挥一定的作用,但是仍未获得IEEE的批准.IEEE目前正在致力于开发802.11n标准,按照预期该标准能够达到的传输速度可以超过100兆位/秒.预计这项标准可以在2007年之前完成.对于上述三种已经得到批准的标准而言,网络带宽都是以半双工的方式被共享使用.另外,如果你所在的位置与AP较远,则传输速度肯定会急剧下降.即使在一个非常理想的网络环境中也很难使网络性能达到lOOBase-TX全双工铜缆端口连接网络的10%.无线网络所具有的优势如果无线局域网(WLAN)的性能只是这样的普通,那为什么还能够受到如此多的青睐呢?这是因为,用户在很多情况下并不需要进行诸如收发邮件及浏览网页等对带宽或性能要求较高的操作.他们偏爱使用无线网络的情形有如下几类:●存在供移动及访客用户使用的覆盖网络;●具有特殊应用要求的时候,例如仓库内便携式的存货读取器,医院中不断移动的订餐手推车及厂区内用于数据登记的便携式仪器;●无需高性能连接的临时网络,例如政治运动总部,临时审计小组,商业演出,公益活动及紧急操作中心的现场;●在布线不能轻易达到的地方,原因可能有受到租赁权限,建筑物的历史因素,行政区域界限或居民个人的制约.WWW.11etWOrk1a11d.C112006年8月51显而易见的是,无线网络现在已经非常普遍,但是在性能,传输距离或安全性上还没达到有线连接的水平. 因此,我们在考虑无线网络的时候,还需要分析它是否可以或在多大程度上能够取代水平铜缆布线.问题的关键最终都将归结到传输距离,性能,安全及经济性上来.下面让我们分别看一下无线网络在这些方面与铜缆连接相比将要面临的挑战,就可以预见到可能会出现的情形.传输距离:符合TIA/EIA一568一B标准的结构化布线通常很容易在连接总长度达到100米的情况下实现全双工的千兆位以太网传输.通常,在对大楼内布线室进行设计时也是参考这样的传输距离.在这种情形下,无线网络又将如何适应它呢?正如之前提到的那样,常见的802.11g标准接入点在办公室环境中的有效传输距离是40米;然而,并没有法规要求只能安装一个接入点.通过明智的现场勘测并采用多个接入点,你就可以很容易使网络信号覆盖任何可能的办公区域,只是别指望仅仅通过一个接入点就能达到这种目的,除非需要配置无线网络的办公室很小.由于单根铜缆在办公环境中可以实现更长的传输距离,所以即使所配置的接入点较为密集, 你也最好安装尽可能少的铜缆线路;因此,铜缆在传输足巨离上的优势在这种应用当中并没有真正的价值.性能:普遍存在的5e类布线可以支持全双工的千兆位以太网,在这一点上,相信大家都毫无疑问.相比之下,无线网络的性能则非常的不稳定,并且受到所选标准(a,b或g),接入点密度,用户数及之前提到的其它因素的制约.无线数据传输与有线网络的另一个关键差别是前者采用半双工的方式对带宽资源进行分享.举个例子来说,假定你的办公室内安装有802.11b标准的重叠W1F1网络.可能享用某个特定接入点的用户达到20个,并且最远的那个用户与接入点的距离有75英尺.当你坐在桌旁,将网络插头插入到与100兆位/秒的快速以太网交换机相连的壁装电源插座上之后,就可以享用100兆位的个人全双工带宽.如果你需要将笔记本电脑与这种网络断开,并将其带入采用无线接入方式连接到公司LAN的会议室中.假定条件与之前相同,此时你只能是与20位同时使用网络的用户一起以半双工的方式分享5兆位/秒的传输速度(然而,有时甚至只有l或2兆位/秒的传输速度).因此,在这个例子当中,有线LAN连接可实现的性能将达到无线LAN连接的八百倍左右.即使将用户数减少10倍并且将无线网络升级至802.11g标准,这种差别还是令人惊诧,而且这种假定是在你的铜缆还未与目前普遍存在的千兆位以太网交换机连接而达到实例中速度10倍的基础之上.就相对性能而言,还有其它方面可以探讨的a-57首要的一点是,有线LAN更可能实现稳定的网络性能.可以确信的是铜缆布线通常能够达到24/7的高带宽服务. W1F1网络是另一种得到提倡的传输途径,但它会受到多通道干扰,相邻无线LAN,噪音干扰,ISM带宽内的其它设备操作甚至是大楼内的人员数目和所处位置的影响. 802.11b和g标准中采用的2.4GHz频率所产生的波长碰巧与常见的4英寸建筑用铁钉吻合,因此干扰,反射及吸收无处不在.性能的差别会达到多大呢?以下是一组实例.仓库内的WLAN通常都会采用间歇性的方式进行运作.随后的调查显示货架上的物品(该例中是听装的宠物食品)数量及性质在接入点与移动用户之间产生了不同的信号衰减.又如另一个例子,一家公司的办公WLAN的性能经常在下午时分会变差,但又并不是每个下午都如此.通过很多天的故障排查,结果发现罪魁祸首是没有对网络进行屏蔽.因为在阳光明媚的下午,金属窗帘会被大家展开并盖住整面窗户,而这样所产生的强大的多通道反射会对接入点产生干扰并最终使WLAN的性能受到影响. 将802.11b标准升级至a,g或n标准或者采用更加密集的AP,可以对网络的性能进行改善.上述两种方法都可以减少单个接入点所服务的客户数,并能缩短用户与接入点之间的平均距离,从而使连接速度得到提升.也就是说,WLAN的性能对于多个用户收发邮件及处理正常的流量来说已经够用.安全:勿庸置疑的是,WLAN中所存在的安全风险要比有线LAN大得多.由WLAN固有的特性决定,它会不加选择的向外进行数据传输,任何适合的接收者都可以得到所发布的信息,甚至包括那些WLAN无意向其发布的用户.到目前为止,每个人都应该对最初指定的安全计划即有线对等保密(WEP)有所了解,通过它可以很容易的对那些有意的入侵者进行防范.WEP对于家庭用WiFi网络而言仍然是一项不错的防范途径,但是并不适合于公522006年8月司采用.关于802.11X标准(用于描述端口型接人控制的IEEE标准)及WPA/WPA2(W1F1保护接人)人们已经采取了很多措施以加强它们在公司中应用时的加密程度.现在很多公司也采取了一些办法来屏蔽未经请求的用户的进入.通过这些附加的措施,WLAN可以变得更加安全.但是很少有办法可以防止无知的用户只需花79美元就可以购买一个接人点并将其插入桌面的端口上,然后畅通无阻的传输信号.WLAN的网络管理员需要通过特定的工具,才能快速且有效的查出这些非法接人点所处的位置, 并对这些网络上的安全进行严格把关.经济:"无线"LAN在这方面确实是首屈一指的.每个接人点都是通过线缆与交换机相联.而接人点与移动终端之间没有任何接线,但是却形成了无形的线路.正如我们通常所听到的"铜缆对光纤"的比较,根据目标的不同二者所拥有的优势也存在不同的侧重.由于这个原因,我们并不希望只停留在对它们在某些数值上进行比较,而是需要考虑WiFi与铜缆相比时在资金投入上的不同,其中包括以下内容:●用户数量●用户在可移动性上的需求●实际地点的设计及设备的性能●用户的性能需求●商业应用/计算类型●安全需求●网络可靠性的要求●有时需要考虑建筑物不便安装铜缆布线的情形●接人点,现场勘查及无线支持的成本●在采用未配备以太网电源(PoE)驱动的接人点时,对天花板或顶壁内的接人点进行供电的成本在勘查无线网络现场时的不同选择如果你在没有预先规划结构化布线,而且也一直都不打算安装它的时候,就可以考虑安装无线网络.而在进行无线网络设计的过程中,一个关键的过程就是要对现场进行勘查.现场勘查可以是实际完成,也可以通过假设方法来进行.在进行虚拟化的现场勘查时,你需要向现场勘查软件中导人楼层的平面布局图,并且在软件中输入墙壁的结构(混凝土,干饰面内墙,独立隔间以及电梯的位置等).然后,软件就会基于这些信息及材料的已知衰减系数来预测WLAN的性能.你可以任意"安插"一个或更多的接人点,然后检查与这些安装密切相关的信号强度及其它参数.如果所用的软件效果很好,它将会是一个非常有用的设计工具,并且可以很真实的模拟最终的实际性能.这些工具的最大弱点是它们不能将邻近的或非法接人点的影响考虑在内,而且也不能对一些未经计划的非802.11标准干扰源的作用进行预测.实际的现场勘查包括进行无线测试,以及将测试的结果导人到楼层的平面设计当中以达到相似甚至是现在可实现的精确图像.正如你可能想象的那样,在无线现场勘查中会涉及到一些新的词汇.在进行现场勘查的过程中,你需要考虑的参数包括以dB为单位的信噪比,以dBm为单位的信号强度,接人点个数,以兆位/秒为单位的数据传输速度及以dBm为单位的干扰强度等.一些现场检测工具,如图所示的福禄克网络公司的InterpretAir软件包,可以允许工作人员向其中导人平面布局图并建立合适的比例,随后即可携带着它在办公区域内随意走动并对无线信号进行记录.一旦检测工作完成,你就可以得到无线网络在此区域内完整的覆盖图.现场勘查工具软件通常采用不同颜色的阴影面积来代表各种参数,例如红色到紫色表示信号强度由弱至强. 因此,最后呈现出来的楼层平面布局图可能会成为一幅色彩斑斓的综合画,从而向你清楚的显示出整个楼层上信号强度的不同.所以你可能会发现信号强度被严重衰减的电梯后方颜色非常微弱,或者楼层边远的区域信号覆盖较差.有时你也可能会发现在停车场上,信号同样具有很强的覆盖.出于安全因素的考虑,一般我们会选择较多的接人点,这样所需的电源功率就不会太大,从而来控制信号不会在不经意间被广泛传播.在软件的帮助下对现场进行勘查时,用户可以在必要的条i~-F对标准进行调整,以保证在建筑物内实现正2006年8月58常的无线传输.使用现场勘查工具的用户将要面临的挑战是如何来解释所得到的数据.当然,这种使用不同颜色的方法非常好,但是也可能会受主观影响较大.是不是一52dBm的信号强度就是好的呢?-78dBm的干扰或21dB的信噪比如何?当然,还存在一些参数的相互影响,因此真正的答案就很容易变得复杂起来.这就很像早期的布线测试, 那时我们会对近端串扰及衰减所达到的dB数进行比较. 在TIA及IS0制定相应标准为布线指定通过或失败的限度以后,测试仪可以将读数与所规定的限度进行比较,从而直接向用户显示通过或失败的结果,这样,布线测试的复杂性问题就能很好的得到解决.然而,在无线领域还没有出现类似的标准,因此在大多数情况下,我们不得不通过自己的理解和经验来对结果进行判断. 福禄克网络公司通过向无线专家及用户寻求反馈,从而试图采取措施解决这个问题并开发了一套"RF健康"分析方法,其中含有一系列针对特定应用的不同模板.例如,你可以进行现场勘查来看一下楼层区域是否能够支持CiSCO无线电话或"通用型"无线IP语音服务. 对于普通的无线数据传输而言,开始并不会那么严格.在这种情况下,用户可以对楼层区域进行简单的红/绿分析,而不必动脑筋去解释RF分析结果.射频(RF)健康分析的概念可以使用户就特定的应用,判断所设计的无线布局能否满足这种应用所需的…一''"标准(分别以绿色和红_—.'一一～……～一一色的区域来表示).这种方法的一大好处是当你看到一块失败/红色区域时,可以直接点击这块区域就能立即看到哪项指标不能达到要求,然后采取纠正措施(例如增加接人点,提高信号功率或消除干扰源等).布线检测与现场勘查之间的另一个主要差别在于它们的长期适用性有所不同.通常来讲,一旦安装并测试了永久连接,其性能可能就会在多年内保持不变.接插线的不同可以使通道性能具有很大的差别,这是因为它们的性能会因为质量和机器运作的不同及不当使用而存在很大差别.但是永久连接却能够提供长期的服务.将其与布线检测相比,为什么现场勘查不能成为决定长期效果的方法呢?在这个问题上,主要受以下四个因素的制约:1,环境中的衰减系数会不断发生改变.在员工都在岗上班的时间里,必须进行一次现场勘查,这是因为他们也是造成衰减的一种因素.房门打开与否,以及文档柜,家具或物品的摆放都会对无线通信造成影响.因此, 在早晨四点钟和下午四点钟所进行的现场勘查通常会得出差别很大的结论.2,现场勘查对用户所做的假定可能并不总是正确的.在对特定区域所进行的勘查可能假定其中只有25个人,当其中实际上出现的5个或40个人时,那又会怎样呢?又比如,如果这些人并不像假定的那样只是收发例行邮件,其中有些还会选择从网络上下载数量巨大的工程制图或课件,结果是不是又会出现很大不同?由于大家是同时享用相同的带宽,因此你对带宽的占用与否会直接影响邻近用户的使用性能.3,意外的新802.11标准信号源会使无线网络产生意外的损失.很多办公室都位于多租户共存的大楼内,在它们上下左右都还有其它的办公室,之间最近的距离可能会达到一面普通墙壁的厚度.任何人都可能从他们想要的通道中侵人某个接人点,所造成的结果可能是对你的无线LAN造成影响.而如果是在你自己的大楼内,目的性强但却有些天真的用户可能会冲进大型电子商城,随便买回一个廉价的接人点并插到办公LAN插口中,这样就在大楼内建立他们自己的WLAN而直接影响到整个办公室的WLAN,同时还会绕过整个系统的安全屏障.4,非802.11标准干扰源同样也会对网络产生影响.802.11b标准及g标准是2.4GHz非管制ISM宽带的一部分.很多使用ISH带宽的其它设备,包括微波炉,移动电话,蓝牙设备,XlO照相机,医学遥感设备,远程照明控制系统及家庭自动化系统等.这些设备恰好会在相同的频率下对外释放辐射,而且当附近的电话及微波炉的功率远大于接入点的功率时,就会对无线LAN的性能造成影响.例如,对于家庭用WLAN来说,只要发射频率为2.4GHz的移动电话在接听或有信号收发,而且与使用中的移动终端相邻的时候,整个网络的使用性能就会受到影响.无线LAN的特性决定了用户得到的信息服务具有一542006年8月定的易变,l生.由于所进行的测试只在当时具有代表性,而新的信号源,引起衰减的因素及干扰源随时都会出现, 因此现场勘查并不是一项一劳永逸的工作.至少你应该将现场勘查的结果记录下来,以备在日后出现问题的时候与最新的测试结果进行对比.在决定多长时间间隔进行一次现场勘查的时候,你需要对环境的保持度进行考虑.在以下几种情况下,要求进行现场勘查的频率较高:●多租户大楼,这是由于随着租户及其安装的设备的不同,整个空间内的射频都会出现改变;●办公室的布局被改换或出现内部结构调整时,此时引起衰减及反射的因素也被改变;●对于仓库的操作,其中影响RF衰减及反射的货物摆放高度及性质会经常性的变换;●常见干扰源使用较为频繁的场所,这些干扰源包括蓝牙设备,微波炉,2.4GHz电话,医院的遥感设备,远程照明控制及商业展览中所使用的计算机网络等等;●安全性至关重要的地方,举例来说,银行在这一点上的敏感程度及风险比学校或大学的居民楼肯定要高得多.需要进行现场勘查的另一个原因是要确保信号不会向不该送达的地方传播,例如停车场或邻近的街道.在出现这种情况时,一旦有人故意侵入你的网络则结果更加糟糕.毕竟允许别人长期在附近的公共场所随意进入你的网络是很不安全的.以太网电源(PoE)是影响到无线LAN及铜缆布线的一个新的趋势.正如IEEE802.3af标准中描述的那样,PoE向两对甚至在干兆位以太网时还能对四对铜缆布线供给电源,从而不必为远程设备安装独立的电源装置.在这个时期,PoE仅限于向功率较低的设备供电,例如读卡器,V olP电话及接入点.但是,未来的研究工作将致力于提高PoE的供电能力,使其最终能够提供联网笔记本电脑所需的功率.由于PoE能够使在狭小的空间内操作更具灵活性,因此它可以有助于接人点的安装.你需要做的就是采用5e类或更高级别的布线连接,只需去管理自己的业务而无需担心交流电源(AC)的运行情况.假如接人点是在大楼建成后很久才安装的,这种好处就真正能够使成本得到降低.PoE的受欢迎程度不断增加也会对铜缆布线的寿命提高产生积极的作用.随着越来越多新开发的设备可以使用PoE,因而就对铜缆布线的依赖性有所降低,从另一方面来讲对铜缆布线具有一定的保护作用,毕竟现在光纤和无线网络还不足以进行远程供电.那么,前景会如何呢?目前,随着在无线覆盖网络当中,为了支持接入点而铺设更多的额外电缆,其增加量甚至比垂直铜缆布线中电缆的减少量还要多.很明显它将对一些有意安排的临时网络产生一定的影响,例如商业展览或慈善活动等,其中,除非存在一些特殊的性能要求,否则在无线与铜缆的比较当中通常会选择前者.展望未来的发展机会在无线网络逐渐替代铜缆布线的过程中,起关键作用的还是无线网络是否能够明显提高其性能及可靠性. 我们还不能一步到位,但是至少在802.11n标准可以量化计算以后就可以对相关的参数进行对比分析.专业安装商在现场进行无线检测的领域中会有多少商机呢?虽然大多数的主要基础设施的供应商已经在其生产的设备中嵌入了无线管理系统,但是在安装之前用户还是需要对他们的现场能否使用无线网络进行评估.对于搜寻信号冷点,干扰源,邻近辐射及信号覆盖问题来说,现场勘查是最佳的办法,通过它可以找出接入点的最佳安装位置.在实际操作当中,你还需要了解如何使接人点电缆有效运作的有关知识.其中包括现场勘查软件及光谱分析在内的一些工具能够提供一定的帮助.假如不少用户都将需要一些有关W1F1的技术支持,那么这个行业的商业机会就将相当可观.美国耐藏(NevadaWestern)参加2c{c{6中国彗链建筑技术发苌应甬巡回角s论坛2006中国智能建筑技术发展应用巡回论坛——南昌论坛近日在江西南昌召开,江西南昌地区业内各企业代表400多人参加了本次论坛.美国耐威(NevadaWestern)在此次论坛上展示了其独特的ALL—LAN零误码技术布线产品和最新的IPS智能配线系统.零误码布线系统为网络传输提供零误码的物理通道,IPS智能配线系统可在网络上对布线系统进行调整和跳接,并自动记录相关的变动.2006年8月55。
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