Анотація: Лекція знайомить читача з основами бездротових мереж передачі даних, з технологією Wi-Fi і її перевагами перед звичайними кабельними мережами. Розглядаються основні елементи мережі і їх характеристики. Докладно описані основи передачі даних в бездротових мережах, технології модуляції сигналів. Чи не залишені без уваги питання, пов'язані з методами доступу до середовища в бездротових мережах, технологією розширеного спектру. Велику увагу приділено кодування і захисту від помилок, як найбільш важливого елементу при розумінні технології бездротових локальних мереж.
Що таке Wi-Fi?
WI-FI - це сучасна бездротова технологія з'єднання комп'ютерів в локальну мережу і підключення їх до Internet. Саме завдяки цій технології Internet стає мобільним і дає користувачеві свободу переміщення не те що в межах кімнати, але і по всьому світу.
Під абревіатурою "Wi-Fi" (від англійського словосполучення "Wireless Fidelity", яке можна дослівно перекласти як "висока точність безпровідної передачі даних") в даний час розвивається ціле сімейство стандартів передачі цифрових потоків даних по радіоканалах.
Зі збільшенням числа мобільних користувачів виникає гостра необхідність в оперативному створенні комунікацій між ними, в обміні даними, в швидкому отриманні інформації. Тому природним чином відбувається інтенсивний розвиток технологій бездротових комунікацій. Особливо це актуально щодо бездротових мереж, або так званих WLAN-мереж (Wireless Local Area Network). Мережі Wireless LAN - це бездротові мережі (замість звичайних проводів в них використовуються радіохвилі). Установка таких мереж рекомендується там, де розгортання кабельної системи неможливе або економічно недоцільне.
Бездротові мережі особливо ефективні на підприємствах, де співробітники активно переміщаються по території під час робочого дня з метою обслуговування клієнтів або збору інформації (великі склади, агентства, офіси продажів, установи охорони здоров'я та ін.).
Завдяки функції роумінгу між точками доступу користувачі можуть переміщатися по території покриття мережі Wi-Fi без розриву з'єднання.
WLAN-мережі мають ряд переваг перед звичайними кабельними мережами:
- WLAN-мережа можна дуже швидко розгорнути, що дуже зручно при проведенні презентацій або в умовах роботи поза офісом;
- користувачі мобільних пристроїв при підключенні до локальних бездротових мереж можуть легко переміщатися в рамках діючих зон мережі;
- швидкість сучасних мереж досить висока, що дозволяє використовувати їх для вирішення дуже широкого спектру завдань;
- WLAN-мережа може виявитися єдиним виходом, якщо неможлива прокладка кабелю для звичайної мережі.
Разом з тим необхідно пам'ятати про обмеження бездротових мереж. Це, як правило, все-таки менша швидкість, схильність до впливу перешкод і складніша схема забезпечення безпеки переданої інформації.
Сегмент Wi-Fi мережі може використовуватися як самостійна мережу. або в складі більш складної мережі, що містить як бездротові, так і звичайні провідні сегменти. Wi-Fi мережу може використовуватися:
- для бездротового підключення користувачів до мережі;
- для об'єднання просторово рознесених підмереж в одну загальну мережу там, де кабельне з'єднання підмереж неможливо або небажано;
- для підключення до мереж провайдера Internet-послуги замість використання виділеної провідної лінії або звичайного модемного з'єднання.
Основні елементи мережі
Для побудови бездротової мережі використовуються Wi-Fi адаптери і точки доступу.
Адаптер (рис. 1.1) являє собою пристрій, який підключається через слот розширення PCI. PCMCIA. CompactFlash. Існують також адаптери з підключенням через порт USB 2.0. Wi-Fi адаптер виконує ту ж функцію, що і мережева карта в кабельній мережі. Він служить для підключення комп'ютера користувача до бездротової мережі. Завдяки платформі Centrino всі сучасні ноутбуки мають вбудовані адаптери Wi-Fi, сумісні з багатьма сучасними стандартами. Wi-Fi адаптерами, як правило, забезпечені і КПК (кишенькові персональні комп'ютери), що також дозволяє підключати їх до бездротових мереж.
Для доступу до бездротової мережі адаптер може встановлювати зв'язок безпосередньо з іншими адаптерами. Така мережа називається бездротової тимчасової мережею або Ad Hoc ( "до випадку"). Адаптер також може встановлювати зв'язок через спеціальний пристрій - точку доступу. Такий режим називається інфраструктурою.
Для вибору способу підключення адаптер повинен бути налаштований на використання або Ad Hoc, або інфраструктурного режиму.
Точка доступу (рис. 1.2) являє собою автономний модуль з вбудованим мікрокомп'ютером і приймально-передавальним пристроєм.
Мал. 1.1. адаптери
Через точку доступу здійснюється взаємодія та обмін інформацією між бездротовими адаптерами, а також зв'язок з проводовим сегментом мережі. Таким чином, точка доступу грає роль комутатора.
Мал. 1.2. Точка доступу
Точка доступу має мережевий інтерфейс (uplink port), за допомогою якого вона може бути підключена до звичайної провідної мережі. Через цей же інтерфейс може здійснюватися і настройка точки.
Точка доступу може використовуватися як для підключення до неї клієнтів (базовий режим точки доступу), так і для взаємодії з іншими точками доступу з метою побудови розподіленої мережі (Wireless Distributed System - WDS). Це режими бездротового мосту "точка-точка" і "точка - багато точок", бездротової клієнт і повторювач.
Доступ до мережі забезпечується шляхом передачі широкомовних сигналів через ефір. Приймаюча станція може отримувати сигнали в діапазоні роботи декількох передавальних станцій. Станція-приймач використовує ідентифікатор зони обслуговування (Service Set IDentifier - SSID) для фільтрації одержуваних сигналів і виділення того, який їй потрібен.
Зоною обслуговування (Service Set - SS) називаються логічно згруповані пристрої, що забезпечують підключення до бездротової мережі.
Базова зона обслуговування (Basic Service Set - BSS) - це група станцій, які зв'язуються один з одним по бездротовому зв'язку. Технологія BSS передбачає наявність особливої станції, яка називається точкою доступу (access point).
Для більш повного розуміння роботи бездротових пристроїв звернемося до наступного розділу.