無線局域網面面觀

2019-11-04 11:07:52

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供稿：網友

　　一、何謂無線局域網？

什么是無線局域網呢？其和原有的有線網路有何不同呢？所謂的無線局域網(WirelessLAN/WLAN)，是指用戶以電腦透過區域空間的無線網路卡(WirelessCard/PCMCIA卡)結合存取橋接器(accessPoint)進行區域無線網路連結，再加上一組無線上網撥接帳號即可上網進行網路資源的利用。簡單地說，無線局域網與一般傳統的乙太網路（Ethernet）的概念并沒有多大的差異，只是，無線局域網將用戶端接取網路的線路傳輸部分轉變成無線傳輸之形式，但是卻具備有線網路缺乏的行動性，然而之所以稱其是局域網，則是因為會受到橋接器與電腦之間距離的遠近限制而影響傳輸范圍，所以必須要在區域范圍之內才可以連上網路。

若與有線網路比較的話，無線局域網的速度還是慢了許多，但無線的便利性等種種優點，相信還是會吸引到許多企業與家庭用戶的使用，整體來看，無線局域網包括下列幾點優勢：

(1)無線局域網不須要受限于網路可連線端點數之多寡，就可輕松地在無線局域網中增加新的使用者數目；

(2)使用無線局域網時不必受限于網路線的長短與插槽，節省有線網路布線的人力與物力成本，從此擺脫被網路線糾纏的夢魘；

(3)相較于時下流行的GPRS手機與PHS手機，無線局域網具有高速寬頻上網的特性，它可提供11Mbps，約200倍于一般網路撥接器（Modem56Kbps）的傳輸速度，可滿足使用者對大量的圖檔、影音傳輸之需求；

(4)對于行動上班族與經常需要離開辦公座位開會的主管人員來說，使用無線局域網就可不用再擔心找不到上網的插槽。此外，透過無線局域網，使用者可以在訊號涵蓋的范圍內自由的移動筆記型電腦等設備，隨時隨地的與網路保持連結；

(5)除了無”線”可以免去實體網路線布線的困擾之外，另外，在網路發生錯誤的時候，也不用慢慢尋找出損壞的線路，只要檢查訊號發送與接收端的訊號是否正常即可。

由以上無線局域網所具有的種種優點來看，無線局域網不僅可以成為有線局域網的再延伸，更具有相當高的可能性在不久的將來，取代有線局域網成為人們上網的主要方式，改變人們對于網路的使用習慣。

二、無線局域網市場規模

根據工研究經資中心ITIS計劃的統計資料顯示，2000年島內無線局域網的產值為新臺幣39.78億元，臺灣無線局域網設備高居全球市場占有率的第2位，預估2001年產值可向上攀升到新臺幣63.57億元，成長率高達159%，2002年臺灣很有機會登上無線局域網設備在全球市場占有率的第1名。在此波無線局域網熱潮所帶動的商機將以硬體設備廠商為主，包括網路卡及橋接器制造商，而島內制造無線局域網設備廠商包括智邦、友訊、智捷、環隆科技、正文、中華電訊、亞旭、亞瑟、南方資訊等，甚至是上、下游廠商也將因此而受惠。

Frost&Sullivan顧問公司估計，2000年亞太無線局域網市場價值8600萬美元，2001年估計還會成長16％，達到1億3400萬美元，2005年更會成長到3億6000萬美元。另一國外知名調查機調IDC則預估，2000年亞太地區無線局域網估計有4500萬美元的市場規模，到2005年市場規模則會成長至3億5000萬美元，復合年成長率為51%。另一方面，在整體無線局域網半導體市場方面，在2000年到2005年的復合年成長率將高達29%，早期將以傳輸速度為11Mbps的802.11b規格產品為主流，但受到傳輸速度的限制，猜測在2002年以后將會以達到54Mbps的高速802.11a產品為市場主流。

除了各研究單位公布的數字之外，Microsoft也推估，至2005年時全球將會有超過一億以上的消費者使用802.11x規格的無線局域網，成長速度相當驚人，到時候不僅是notebook可連上網路，就連PDA、TabletPC等各種工具亦可以上網，隨時隨地取得個人所需的資料。

三、無線局域網規格標準

為了讓無線局域網技術能夠被廣為使用，這些技術必須要建立一種業界標準，以確保各廠商生產的設備都能具有相容性與穩定性。這些標準是由美國IEEE（電機電子工程師協會，TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers）所制定的，最早的規格是傳輸速度為2Mbps的IEEE802.11，于1997年6月所提出，接著在1999年9月又提出了傳輸速度為54Mbps的IEEE802.11a和傳輸速度為11Mbps的IEEE802.11b，以下分別介紹無線局域網的主要規格標準。

1、802.11b規格

802.11b又稱為802.11HR(HighRate)，其使用2.4GHz的頻段，采用直接序列展頻技術，傳輸資料的傳送速度可達到11Mbps，傳輸距離可遠到100公尺甚至更遠，是目前市面上最多無線網路產品使用的標準。

2、802.11a規格

802.11a使用5.2GHz的頻段，采用跳頻展頻技術，傳送資料的傳送速度較快可以達到54Mbps，傳送距離則可支援到50公尺。

由于先前的無線局域網標準---802.11b，其傳輸速度只有11Mbps，無法傳輸聲音與影像等大量資料，故802.11a被認為是下一代無線局域網傳輸的標準，并吸引島內外許多大廠爭相推出相關的無線網路產品，但其市場何時可成熟并廣為消費大眾與企業接受則有待802.11a的橋接器與網路卡價格降低而定，因為目前市面上802.11a規格的網路卡一片約在新臺幣一萬元上下，與802.11b規格的網路卡一片在新臺幣三、四千元就可以購得有一段差距；此外，再以一臺802.11b的橋接器來看，目前市價一般大約1萬元以下即可購得，但是802.11a的橋接器卻要好幾萬，達數倍之高。

未來到底那一個規格會在如此激烈競爭的市場中出線成為主流，則有賴使用者本身的需求而定。以802.11a具備更高頻寬的特性，適用于處理大量資料，如影音資訊的傳遞，或使用人數擴增的公眾無線傳輸服務等當然是最主要的選擇，但是對于一般上網使用者，采用802.11b系統即具備足夠的速度，再加上其大眾化的價格更是吸引人，消費者可依自身的需求與預算來決定應該購買何種商品。

3、HyperLAN規格

相較于美規的802.11a，發展較晚的歐規HyperLAN是由歐洲的歐洲通訊標準協會ETSI(TheEuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute)在BRAN(BroadbandRadioAccessNetworks)所制定的，在歐洲設置455MHz的頻寬使用。

HyperLAN的技術是采用在5GHz上傳輸，并可用不同速度進行，最快可達到54Mbps，由于其是采用OFDM技術，所以不僅可以在室外傳送，就連在室內有許多阻礙物亦可用多重路徑的方式來傳送，通常室內覆蓋半徑可達30公尺，戶外可達到150公尺。

4、藍芽(Bluetooth)技術

藍芽是種可在短距離之下，以低功率及低成本傳送資料的無線傳輸介面標準，并確保不同廠商所制造的裝置能彼此相互溝通使用，同時此傳輸介面必須能兼具語音及數據通訊能力。

相信大多數的人都不知道，其實藍芽這個名詞的由來是源自歐洲中世紀一位名叫HaraldBluetooth丹麥國王的名字，丹麥國王為何會和無線傳輸技術牽扯上關系呢？原因是這位名為HaraldBluetooth的丹麥國王一生致力于協調丹麥與挪威支間的紛爭，最后統一瑞典、芬蘭、丹麥，并在北歐歷史上留下不滅的英名。易利信行銷人員認為他們在統一消費性電子商品世界所做的貢獻可以媲美HaraldBluetooth國王的功績，所以就將易利信新一代的無線傳輸技術命名為「藍芽」，希望能夠透過藍芽的技術，將每家業者所生產的設備都用統一的標準將各項配備相互連結。

藍芽科技使用2.4GHz之高頻傳輸，該頻段在世界各國都屬于共通的頻譜，沒有干擾的問題，因此全球通用。此外，運用藍芽技術之傳輸器，可以與一般WAN或Internet做數據資料、語音的接取、溝通，且各項終端產品也可透過藍芽技術彼此溝通聯結。

表、無線局域網規格標準

　無線網路標準制定單位主要內容
802.11b美國電機電子工程師協會IEEE使用2.4GHz的頻段
采用直接序列展頻技術
傳送資料速度可以達到11Mbps
傳輸距離可遠到100公尺甚至更遠
802.11a美國電機電子工程師協會IEEE使用5.2GHz的頻段
采用跳頻展頻技術
傳送資料速度較快可以達到54Mbps
傳送距離則可支援到50公尺
HyperLAN歐洲通訊標準協會ETS采用在5GHz上傳輸，可以不同速度進行，最快可達到54Mbps
可用多重路徑的方式來傳送，通常室內覆蓋半徑可達30公尺，戶外可達到150公尺
藍芽易利信使用2.4GHz之高頻傳輸
短距離之下，以低功率及低成本傳送資料的無線傳輸介面標準

　

四、無線局域網的應用

　因應未來無線寬頻上網的趨勢，島內許多電信系統業者紛紛跳入無線局域網市場占領新競技場。中華電信早在2001年年中就已計劃并導入諾基亞的無線回路卡產品，其以星巴克(STARBUCKS)咖啡為點，力推無線區域上網服務，使得消費者得以在星巴客咖啡透過加裝無線回路卡的筆記型電腦，經由中華電信GSM網路上網接取資訊。

遠傳電信2001年11月開始與西雅圖咖啡合作，采用非固定ip的架構，提供商務人士在全省26家據點進行無線上網的服務，目前無線網域的頻寬為550MIPS以上，同時可提供200人以上利用PDA與筆記型電腦接收電子郵件與上網，預計2001年年底前據點將擴增至100家，同時未來搭配GPRS服務，建構完整的無線上網服務。

除電信業者之外，ISP業者亦加入這場競賽，像英普達、思科就聯手打造稱為CIMO行動辦公室，并以英普達既有的企業客戶為利基開發市場。這項服務提供企業員工除了和一般消費者一樣購買無線上網時數卡，也可以透過企業帳號密碼登錄，費用則算在公司帳上。

除了上述例子之外，飯店、機場、醫院、學校等公共場所亦是業者積極布點的目標，相信在不久之后都將成為消費者無線上網的場所，其他甚至是在戶外的加油站、便利商店等據點都將成為無線上網的標的物，以后消費者只要到這些場所即可連上網路。

　

五、無線局域網安全性問題

若拿無線網路與有線網路相比較的話，無線網路安全性的問題就較引人重視，因為無線網路是利用空氣當作資料傳輸的媒介，所以對于經常越權存取資料與竊聽他人溝通行為的駭客來說實為輕易的事。

為了防堵這些自稱駭客的攻擊，無線網路標準規格中也制定了稱為有線網路標準加密技術（WiredEquivalentProtocol，WEP）的事項。理論上，這個構想可以保護無線網路的私密性，另外WEP協定也可以防止未經授權就存取無線網路。

WEP協定使用共享于一個基本服務組合（basicserviceset，BSS）的秘密鍵值做傳輸。BSS指的是一個無線AP與一組相關節點的組合，這個鍵值用來在資料封包傳輸前作加密的動作，封包也必須經過整合性的檢查，以確保在傳輸中沒有被竄改。而在802.11標準中的小漏洞，是里頭沒有定義共享鍵值要如何建立。在大部分無線網路中，是使用單一鍵值在區域內共享，并且必須要手動設定。

這種加密方法的問題是出在加密的演算法。WEP使用的是RC4演算法，這是一種串流加密器（streamcipher），它將短的鍵值展開成為無限制的虛擬亂數鍵值串。發送者使用這個鍵值串與明文資訊做XOR運算處理并產生密文。XOR「exclusiveor」（互斥或）邏輯運算指的是是一種二進位系統的邏輯運算子，若兩個運算元不同，則結果為１，當兩個運算元相同時，其結果為０。依照這項原則，接收者則使用鍵值產生適當的鍵值串，并且對密文做XOR及鍵值串演運之后，就可以得到原始的明文了。

雖然WEP號稱可以防堵駭客入侵，但是，在2001年八月，有兩位以色列魏茲曼研究所的專家與另一位思科公司的研究員，在多倫多舉行的密碼會議上公布他們輕松破解其中加密技術的結果，讓用戶和網路安全專家不禁質疑這項號稱是未來企業電算技術的前景。

這三位解密專家利用裝置無線網路卡的筆記型電腦，成功竊取網路中的一小部分資料，在不到一小時內即破解用戶密碼，而破解密碼則是WEP中的RC4加密技術。除此之外，AT&T實驗室的研究員也號稱可以同樣的方法成功破解密碼。加密被破解的消息在傳出后，無線局域網業者連忙收拾殘局并評估消息對于產品的沖擊，用戶則是對于WEP和WLAN的安全功能頗有微詞，由此可見，安全性是目前無線區域發路在發展上的一大重要問題，如何克服使用者對于安全性的考量是當前刻不容緩的當務之急。

當然最重要的還是使用者應該要安裝個人防火墻軟體，并利用雇主提供的虛擬私人網路軟體，因為這種軟體能在遠端使用者與雇主的網路之間提供安全的管道。

　

六、無線局域網與GPRS、3G之間的競賽

隨著掌上型裝置、行動式電腦、和其他設備的大量普及，無線局域網漸漸具有實用價值，不僅對企業與消費者來說無線局域網有其行動性的便利，對SOHO族來說，無線局域網更是吸引人。因為有了它，就可以不必在地毯或墻壁上費心牽線，也不用再需要找插槽來連接筆記型電腦，或是和一堆雜亂的網路線惡戰苦斗。無線局域網不但提供連線能力，更省了一堆接線和昂貴的插槽。而且隨著公司的擴展或縮減，使用者也不用再牽線給新電腦用。假如公司搬了家，只要電腦搬過去網路也可以照用相當方便。對于經常需要在外處理公務的行動上班族，以后在機場飯店、連鎖便利商店、各地咖啡店等都可以隨時上網，收送電子信件、瀏覽網站、ICQ等。

針對無線局域網熱潮的蜂擁興起，許多人開始對GPRS與3G服務是否會因此被取代產生了迷惑，無庸置疑的無線局域網勢必會侵蝕GPRS與3G服務的市場，但是到底會影響多大至今仍難以下定論。因為就無線局域網的使用費率價格比GPRS與3G服務低了許多，再加上透過無線局域網就可直接連上網路取得資訊，然而透過GPRS與3G手機閱讀內容，則會有必須將網路上的內容轉換成可在手機閱讀的格式問題來說，無線局域網似乎比較占有優勢，但無線局域網在安全性的問題仍未能完全解決，卻是影響其往后發展的嚴重致命傷。

無論如何，相信未來兩者應是會同時并存的，只是兩者比例的高低問題，因為假如僅是利用GPRS手機上網瀏覽資訊，對許多接收資料量大的商務人士來說并不實用，因此，未來商務人士將會在區域中使用無線局域網上網，離開范圍后則利用GPRS接收資訊，兩者屬于相輔相成的地位。

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