|
|
SIECI RADIOWE WIRELESS LAN
W roku 1997 organizacja IEEE ustanowi?‚a norm?? 802.11 definiuj?…c?… "radiowy ethernet" znany pod nazw?… Wireless LAN (WLAN). Wykorzystuje on bezp?‚atne pasmo od 2400 do 2485MHz. Sie?? radiowa jest bardzo ciekaw?… alternatyw?… wsz??dzie tam, gdzie niemo??liwe jest przeprowadzenie kabla pod ziemi?… lub ze wzgl??dów estetycznych nie jest wskazane prowadzenie pl?…taniny kabli. Swe zastosowanie znajdzie tak??e w miejscach gdzie wa??na jest swoboda poruszania si?? oraz ?‚atwo???? dost??pu do sieci.
Zalety sieci WLAN
- Jest prosta w monta??u i konfiguracji.
- ?atwa diagnoza usterki.
- Daje du??e mo??liwo??ci rozbudowy (modularno????).
- Nieograniczona swoboda poruszania si??.
- Nie wymaga okablowania.
- Mo??na j?… po?‚?…czy?? z kablow?… sieci?… LAN.
- Anteny kierunkowe pozwalaj?… osi?…gn?…?? znaczny zasi??g sieci.
- Brak konieczno??ci pod?‚?…czania jakichkolwiek kabli podczas przy?‚?…czania stacji roboczej do sieci.
Obecnie wyst??puj?… dwa standardy sieci WLAN:
Pierwszy z nich zgodny z norm?… IEEE 802.11 pozwala na osi?…gni??cie maksymalnej przepustowo??ci 2Mb/s. Przy wi??kszych dystansach pr??dko???? spada do 1Mb/s. Maksymalna odleg?‚o???? pomi??dzy urz?…dzeniami nadawczymi ??ci??le zale??y od jako??ci podzespo?‚ów wyprodukowanych przez producenta.
Nowsza modyfikacja IEEE 802.11b zezwala na transmisj?? z pr??dko??ci?… 11Mb/s . Przy wi??kszych odleg?‚o??ciach ze wzgl??du na ilo???? b?‚??dów transfer spada do 5Mb/s. Po zastosowaniu anten zewn??trznych mo??na ?‚?…czy?? si?? na znaczne odleg?‚o??ci w zale??no??ci od struktury terenu i u??ytych anten od 1-3 km.
Standard 802.11 pozwala na stosowanie dwóch typów transmisji: Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) and Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS). Technologia DSSS bazuje na kluczowaniu sygna?‚u danych szybkozmienn?… sekwencj?… pseudolosow?…, generowan?… przez specjalny uk?‚ad nadajnika. Elementy takiej sekwencji nazywa si?? chipami a ich d?‚ugo???? jest u?‚amkiem d?‚ugo??ci bitu danych i ma wp?‚yw na jako???? transmisji: im d?‚u??szy chip, tym wi??ksze prawdopodobie?„stwo odtworzenia rzeczywistej warto??ci bitu danych. Sygna?‚ danych trafia po kluczowaniu do modulatora, a stamt?…d w postaci szumu w eter. Odbiornik z kolei taki sygna?‚ demoduluje i poddaje kluczowaniu tak?… sam?… sekwencj?… jak nadajnik, ale wytworzon?… przez swój autonomiczny generator sekwencji pseudolosowej. Bardzo wiele zale??y zatem od synchronizacji obydwu generatorów. Dla systemów DSSS specyfikacja 802.11 zapewnia mo??liwo???? implementacji technik modulacji w warstwie fizycznej - DBPS (Differential Binary Phase Shifting) i DQPSK (Differential Quaterature Phase Shift Keying). System DSSS podstawia specjalne kody dla normalnej informacji bitowej, które s?… przesy?‚ane przez sie??. DSSS przedstawia ka??dy bit unikatowym kodem i nast??pnie rozprzestrzenia zakodowan?… informacj?? za po??rednictwem widma fal radiowych, w postaci zabezpieczonej przed interferencj?…, która mo??e pojawi?? si?? tylko w punkcie widma. Po stronie odbieraj?…cej informacja jest dekodowana do postaci pierwotnej. Techniki modulacji DBPS i DQPSK zwi??kszaj?… efektywno???? sygna?‚u poprzez modulacj?? fal radiowych w mniejszych przyrostach ni?? odbywa si?? to zwykle, a tym samym pozwalaj?… ka??dej fali radiowej przenie???? wi??ksz?… liczb?? bitów. Przy u??yciu technik modulacji system DSSS jest w stanie osi?…gn?…?? szybko??ci 1-2 Mbps w pa??mie 2,4 GHz.
Technika CCK (Complementary Code Keying) dzia?‚a wy?‚?…cznie z technologi?… DSSS. Nie dzia?‚a z FHSS i transmisjach w podczerwieni. W technice CCK wykorzystuje si?? skomplikowane matematyczne wzory koduj?…ce, pozwalaj?…ce kodom przedstawi?? wi??ksz?… liczb?? informacji w cyklu zegara. Nadajnik mo??e dzi??ki temu wys?‚a?? zwielokrotnion?… liczb?? bitów informacji w ka??dym kodzie DSSS, tak du???… aby mo??liwa by?‚a transmisja z szybko??ci?… 11 Mbps. Tak du??a szybko???? transmisji wystarcza do niezawodnego dzia?‚ania wielu aplikacji biznesowych, poczty elektronicznej, dost??pu do serwera sieciowego, Internetu i innych.
W ??rodowiskach o mniejszych zak?‚óceniach technologia DSSS jest lepsza od FHSS. W technologii FHSS przydzielone pasmo dzielone jest na wiele kana?‚ów, podobnie jak w GSM. Liczba i szeroko???? kana?‚ów s?… sta?‚e. Nadajnik zmienia cz??stotliwo???? zgodnie z sekwencj?… pseudolosow?… zdefiniowan?… przez algorytm skoku, negocjowana na pocz?…tku transmisji. Skoki takie dla urz?…dze?„ z zewn?…trz s?… szumem utrudniaj?…cym pods?‚uchanie. Interferencja na jednej cz??stotliwo??ci powoduje powtórzenie transmisji pakietu. Niezaprzeczaln?… zalet?… FHSS jest redundancyjne pokrycie wielu punktów dost??pu, co eliminuje problem przeci?…??ania zawsze tego samego punktu dost??pu i dodatkowo zwi??ksza odporno???? na zak?‚ócenia radioelektryczne.
Sieci WLAN wykorzystywane w ??rodowiskach korporacyjnych i du??ych firmach musz?… mie?? mo??liwo??ci i mechanizmy bezpiecze?„stwa podobne do tych wykorzystywanych w sieciach przewodowych LAN, do których s?… one pod?‚?…czone. Funkcje raomingowe pozwalaj?… klientom przemieszcza?? pomi??dzy obszarami obs?‚ugiwanymi przez poszczególne punkty dost??pu pozwalaj?…c na p?‚ynny, niezak?‚ócony dost??p do sieci "w ruchu". Zaawansowane techniki raomingu oferowane przez niektórych producentów sprz??tu pozwalaj?… na uzyskanie przez adapter klienta potwierdzenia od nowego punktu dost??pu zanim adapter zerwie ?‚?…czno???? z dotychczasowym punktem dost??pu. Zwi??ksza do pewno???? utrzymania komunikacji i zapewnia stabiln?… prac?? aplikacji sieciowych.
Ponadto standard 802.11b okre??la opcjonalnie szyfrowanie danych z wykorzystaniem klucza publicznego opartego na algorytmie RC4. Dodatkowo niektórzy producenci implementuj?… w swoich urz?…dzeniach funkcje autoryzacji dost??pu pozwalaj?…ce zadecydowa?? punktowi dost??pu czy dany klient mo??e uzyska?? dost??p do sieci czy tez nie. Poniewa?? pierwotnie sieci bezprzewodowe projektowane by?‚y z my??l?… o zastosowaniach militarnych, na zagadnienia zwi?…zane z bezpiecze?„stwem danych k?‚adzie si?? tu ogromny nacisk. Poza rozszrzeniami zwi?…zanymi z elastyczno??ci?… i bezpiecze?„stwem, wysokoprzepustowy standard 802.11b pozwala na obs?‚ug?? dwóch trybów zu??ycia energii: Continuous Aware Mode i Power Saving Polling Mode. W pierwszym trybie radio jest w?‚?…czone non-stop i czerpie energi?? ca?‚y czas. W drugim, radio wchodzi w tryb u??pienia aby wyd?‚u??y?? czas dzia?‚ania baterii urz?…dze?„ przeno??nych. Wspó?‚pracuj?…cy z takim urz?…dzeniem punkt dost??pu zatrzyma dane w buforze i prze??le odpowiedni sygna?‚ do klientów czekaj?…cych na otrzymanie tych danych.
STRUKTURA SIECI
Sie?? WLAN najpro??ciej mówi?…c jest to zespó?‚ urz?…dze?„ komunikuj?…cych si?? ze sob?… drog?… radiow?… za pomoc?… specjalnych adapterów nadawczo odbiorczych. Zasadniczo wyró??niamy trzy struktury sieci radiowych ze wzgl??du na ich organizacj??, oto one:
IBSS (Independet Basic Service Set) - sie?? niezale??na; w tym elementarnym przypadku do stworzenia sieci potrzebne s?… dwie rzeczy: komputer i radiowa karta sieciowa. Ka??da stacja nadawczo odbiorcza posiada ten sam priorytet i komunikuje si?? z innymi komputerami bezpo??rednio, bez ??adnych dodatkowych urz?…dze?„ aktywnych kieruj?…cych ruchem w LAN-ie. Po prostu wystarczy "wsadzi??" do komputera kart?? radiow?…, zainstalowa?? sterowniki, i ju?? mo??emy rozkoszowa?? si?? niczym nie ograniczon?… komunikacj?… z innymi komputerami (z danej podsieci) wyposa??onymi w karty radiowe . Nie wolno zapomina?? o ustawieniu we wszystkich urz?…dzeniach tego samego identyfikatora domeny (Wireless domain ID), umo??liwiaj?…cego komunikacje tylko z wybranymi maszynami, i zabezpieczaj?…cego przed nie autoryzowanym u??ytkowaniem naszej sieci WLAN.
BSS (Basic Service Set) - sie?? zale??na; wy??ej przedstawiona konfiguracja (IBSS) jest wystarczaj?…ca w przypadku ma?‚ych, tymczasowych i niezorganizowanych sieci. Co jednak si?? stanie je??li zapragniemy po?‚?…czy?? j?… z kablow?… instalacj?… np. 10Base-T lub te?? zwi??kszy?? zasi??g poruszania si?? stacji roboczych? Tutaj konstruktorzy proponuj?… urz?…dzenie zwane HUB-em AP (Access Point, punkt dost??pu, koncentrator radiowy ). Ów element spe?‚nia funkcj?? bardzo podobn?… do huba stosowanego w sieciach UTP, mianowicie wzmacnia i regeneruje odebrany sygna?‚ oraz kieruje ruchem w LAN-ie. Teraz wszystkie stacje robocze nale???…ce do danej podsieci (domeny radiowej) nie komunikuj?… si?? ju?? bezpo??rednio ze sob?… lecz za po??rednictwem owego koncentratora. Maksymalna ilo???? komputerów obs?‚ugiwanych jednocze??nie przez AP jest ??ci??le okre??lona przez producenta i oscyluje w granicach kilkudziesi??ciu urz?…dze?„. Takie rozwi?…zanie znacznie zwi??ksza zasi??g sieci.
ESS (Extended Service Set) - sie?? z?‚o??ona; powstaje podczas po?‚?…czenia ze sob?… co najmniej dwóch podsieci BSS. Wystarczy zespoli?? ze sob?… HUB-y AP tradycyjnym okablowaniem umo??liwiaj?…c w ten sposób komunikacj?? stacjom bezprzewodowym z tradycyjn?… sieci?… LAN oraz z jednostkami znajduj?…cymi si?? w innych podsieciach radiowych. Je??li przy okazji zapewnimy nak?‚adanie si?? na siebie sygna?‚ów z poszczególnych podsieci mo??liwe b??dzie poruszanie si?? komputerów po ca?‚ej sieci ESS. Roaming umo??liwia przekazywanie klientów kolejnym punktom dost??pu, w ten sposób po wyj??ciu ze strefy zarz?…dzanej przez jeden Access Point jeste??my automatycznie przekazywani kolejnemu znajduj?…cemu si?? akurat w zasi??gu transmisji. Do ?‚?…czenia podsieci WLAN mo??na u??y?? specjalnych anten dookolnych ( np. PATRIA ), b?…d?? kierunkowych (np. PARTNER)
NIEZB??DNE URZ?„DZENIA
Radiowa karta sieciowa - Do wyboru mamy trzy rodzaje interfejsów: ISA, PCI i PCMCIA. Ka??dy z nich ma swoje wady i zalety. Modele ze z?‚?…czem ISA zazwyczaj pozwalaj?… na w?‚asnor??czn?… konfiguracje parametrów dzia?‚ania adaptera oraz ??wietnie nadaj?… si?? do starszych komputerów, w których ka??dy slot PCI jest na wag?? z?‚ota. Je??li chodzi o karty PCI to s?… one zgodne ze standardem Plug&Play co jest wa??ne dla pocz?…tkuj?…cych u??ytkowników sprz??tu. Ponadto nale??y mie?? na wzgl??dzie i?? wi??kszo???? nowych p?‚yt g?‚ównych prócz AGP posiada tylko i wy?‚?…cznie z?‚?…cza PCI, wi??c je??li kto?? zamierza rozwija?? swoj?… konfiguracj??, rozs?…dniejsz?… alternatyw?… jest w?‚a??nie ten standard.
Access Point - Punkt dost??powy pozwala na pod?‚anczanie wielu klientów bezprzewodowych oraz ?‚?…czenie sieci Ethernet bez ??adnych dodatkowych urz?…dze?„ (po zastosowaniu anten zewn??trznych na du??e odleg?‚o??ci), mog?… pracowa?? tak??e w funkcji BRIDGE i przed?‚u??a?? zasi??g radiolini. Punkty dost??pu posiadaj?… szereg dodatkowych funkcji. Bardzo wa??n?… cech?… jest mo??liwo???? konfiguracji poprzez dedykowane oprogramowanie SNMP.
PROJEKTOWANIE SIECI RADIOWYCH
Pierwsz?… spraw?… jak?… nale??y ustali?? jest wybór topologii (IBSS, BSS czy ESS) oraz maksymalnej przepustowo??ci sieci . Wybór ten implikuje rodzaj urz?…dze?„ oraz anten niezb??dnych do jej budowy oraz ich rozmieszczenie. Przy projektowaniu sieci radiowych nie wolno zapomina?? o kilku niezmiernie istotnych sprawach bez których sie?? nie b??dzie prawid?‚owo.
- Na linii mi??dzy nadawc?… a odbior?… nie mo??e by?? ??adnych wi??kszych przeszkód co zapewni prawid?‚ow?… transmisj??.
- Koncentratory AP nale??y instalowa?? wysoko na ??cianie lub pod sufitem co zwi??kszy ich zasi??g.
- W strukturze ESS "okr??gi" wyznaczone przez zasi??g AP powinny cz????ciowo na siebie zachodzi?? zezwalaj?…c na prawid?‚owe prze?‚?…czanie klientów pomi??dzy podsieciami oraz nieprzerwan?… komunikacj??.
- Nale??y pami??ta?? i?? aby sie?? tworzy?‚a spójn?… ca?‚o???? wszystkie urz?…dzenia w sieci powinny nale??e?? do tej samej domeny (Wireless domain ID).
ZASTOSOWANIE W SIECIACH AMATORSKICH
Wyobra??my sobie sytuacje gdzie nie mo??liwe jest po?‚?…czenie dwóch bloków za pomoc?… tradycyjnego okablowania. W takim przypadku wystarczy w obu budynkach umie??ci?? dwa punkty dost??powe (Access Point) zainstalowa?? anteny kierunkowe i po?‚?…czenie gotowe, nale??y pami??ta?? o skonfigurowaniu punktów dost??powych.
|
|
