Zielonaszkolka.pl | wardriving | sieci bezprzewodowe













 











POLISH WARDRIVING GAMES



















aktualności
uwaga




artykuły
prezentacje
download




redakcja
statystyka
linki
KONKURS!












online:4











SIECI BEZPRZEWODOWE - TEORIA

autor: Paweł Górecki
e-mail: harrykoegh (na) gmail.com
Opisy standardów sieci pochodzą ze strony http://sieci-wlan.pl

Sieci WLAN

Bezprzewodowa sieć lokalna (WLAN) jest elastycznym systemem
komunikacji zaimplementowanym jako uzupełnienie, lub jako kompleksowe
rozwiązanie, alternatywne, dla tradycyjnej sieci kablowej.
Wykorzystując częstotliwości radiowe (RF), sieć bezprzewodowa wysyła i
odbiera dane przez medium jakim jest ziemska atmosfera, minimalizując
konieczność użycia połączeń kablowych. Tak więc sieć bezprzewodowa
łączy w sobie transmisję danych z mobilnością użytkownika.Bezprzewodowa
sieć lokalna (LAN) jest elastycznym systemem komunikacji
zaimplementowanym jako uzupełnienie, lub jako rozwiązanie alternatywne
dla tradycyjnej sieci kablowej. Wykorzystując częstotliwości radiowe
(RF), sieć bezprzewodowa wysyła i odbiera dane przez medium jakim jest
ziemska atmosfera, minimalizując konieczność użycia połączeń kablowych.
Tak więc sieć bezprzewodowa łączy w sobie transmisję danych z
mobilnością użytkownika. Sieci bezprzewodowe zyskały dużą popularność w
wielu zastosowaniach, w tym medycyna, handel, produkcja, magazynowanie
i nauce. Użytkownicy w tych segmentach rynku zyskują na wydajności,
używając przenośnych terminali i komputerów do stałej, bieżącej
transmisji danych do centralnych systemów przetwarzania. Dzisiejsze
sieci bezprzewodowe postrzegane są jako dokonała alternatywna
technologia dla szerokiego spektrum zastosowań.Sieć bezprzewodowa używa
fal elektromagnetycznych (radiowych lub podczerwonych) do przesyłania
informacji z jednego punktu do drugiego bez użycia medium fizycznego.
Fale radiowe często są traktowane jako radiowy nośnik ponieważ po
prostu pełnią funkcję dostarczania energii do zdalnego odbiornika.
Transmitowane dane są nakładane na nośnik radiowy tak aby mogły być
dokładnie wydobyte w punkcie odbioru. Zwykle określa się to modulacją
nośnika przez informację przesyłaną. Gdy dane są nakładane (modulowane)
do nośnika radiowego, sygnał radiowy zajmuje więcej niż pojedynczą
częstotliwość, ponieważ częstotliwość lub (bit rate) modulowanej
informacji dodaje się do nośnika. Wiele radiowych nośników może
współistnieć w tym samym miejscu o tym samym czasie bez wzajemnej
interferencji, jeśli fale radiowe są transmitowane na różnych
częstotliwościach. W celu wydobycia danych, odbiornik radiowy dostraja
się do jednej częstotliwości i odrzuca wszystkie pozostałe.

W typowej konfiguracji bezprzewodowej, urządzenie
nadawczo/odbiorcze, zwane punktem dostępowym, łączy się z siecią
kablową z użyciem standardowego okablowania. W najprostszym przypadku,
punkt dostępowy odbiera, buforuje i transmituje dane pomiędzy siecią
bezprzewodową i siecią kablową. Pojedynczy punkt dostępowy może
obsługiwać małą grupę użytkowników i może funkcjonować w zasięgu od 50
do 15 000 metrów. Punkt dostępowy, (lub antena podłączona do punktu
dostępowego) jest zwykle montowana wysoko, lecz może być również
instalowana gdziekolwiek co jest praktyczne tak długo, jak pożądany
zasięg jest osiągany. Użytkownicy korzystają z sieci bezprzewodowej za
pomocą bezprzewodowych kart sieciowych, które występują jako karty PC
Card w komputerach przenośnych i podręcznych, lub jako karty w
komputerach biurkowych, lub też jako zintegrowane urządzenia w
komputerach podręcznych. Karty bezprzewodowe ustanawiają interfejs
pomiędzy systemem sieciowym klienta a falami radiowymi poprzez antenę.
Natura połączenia radiowego jest "przezroczysta" dla sieciowego systemu
operacyjnego.

Sieć bezprzewodowa zwykle uzupełnia a nie zastępuje istniejącą sieć
kablową - często zapewniając łączność na ostatnim segmencie sieci,
łącząc użytkownika zdalnego z istniejącą strukturą kablową. Poniższa
lista opisuje kilka z wielu zastosowań sieci bezprzewodowych:

* centra szkoleniowe w firmach i studenci na uczelniach używają
sieci bezprzewodowych do uzyskania informacji, wymiany danych, szkoleń,
* podczas pokazów handlowych i w biurach regionalnych pracownicy
instalują prekonfigurowane systemy sieci bezprzewodowych, unikając
kosztownych i czasochłonnych konsultacji,
* zarząd podczas spotkań podejmuje szybkie i trafne decyzje dzięki stałemu dostępowi do aktualnych informacji,
* instalacje sieci bezprzewodowych w starych budynkach pozwalają minimalizować koszty wymiany infrastruktury budynku,
* konsultanci i doradcy zwiększają wydajność dzięki szybkiej instalacji sieci w dowolnym miejscu,
* inżynierowie sieciowi przy projektach wymagających częstych zmian lokalizacji skracają czas instalacji sieci,
* magazynierzy używają sieci bezprzewodowych do wymiany informacji z
centralnymi bazami danych zwiększając efektywność swojej pracy,
* lekarze i pielęgniarki w szpitalu są bardziej wydajni dzięki
stałemu dostępowi do informacji o pacjencie uzyskiwanemu poprzez
przenośne komputery,
* uczniowie podczas lekcji poza budynkiem, mogą uzyskać dostęp do Internetu i np. zasobów biblioteki,
* instalacje bezprzewodowe pełnią funkcje systemów redundantnych dla systemów o krytycznym znaczeniu dla przedsiębiorstwa.


Standarty Wi-Fi

Fala fali nierówna


Zanim zdecydujemy się na zakup odpowiednich urządzeń Wi-Fi, warto
się zastanowić, jakie czynniki mają największy wpływ na szybkość
transmisji danych i zasięg - a więc z punktu widzenia użytkownika, na
dwa podstawowe parametry pracy sieci bezprzewodowych. Obie wielkości
uzależnione są od częstotliwości zastosowanych fal radiowych oraz mocy
nadajnika. Niestety, producenci nie mogą swobodnie z nich korzystać,
ponieważ częstotliwości i moce nadajników objęte są szczegółowymi
regulacjami prawnymi. Ponadto w różnych krajach obowiązują odmienne
przepisy dotyczące transmisji radiowej, co dodatkowo komplikuje i
ogranicza możliwości budowy uniwersalnych bezprzewodowych sieci.
Bezprzewodowe sieci Wi-Fi ustandaryzowane przez międzynarodową
organizację IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)
działają na dwóch częstotliwościach. Jak się okazuje, na całym świecie
zastosowanie mają tylko częstotliwości z przedziału 2,4-2,5 GHz (pasmo
ISM - Industry, Science & Medicine). Dlatego też obecnie
najpopularniejsze standardy sieci Wi-Fi, czyli IEEE 802.11b i IEEE
802.11g, pracują właśnie na tej częstotliwości. W USA można spotkać
urządzenia zgodne ze standardem IEEE 802.11a, który do transmisji
korzysta z pasma 5 GHz (pasmo UNII - Unlicensed National Information
Infrastructure). Jednak ta częstotliwość w Europie zarezerwowana jest
dla celów wojskowych, dlatego też standard 802.11a nie może być używany
bez ograniczeń (np. w Polsce dopuszcza się jego stosowanie, ale tylko
wewnątrz budynków, sygnał nie może się wydostawać poza ich obręb)

802.11

Standard ten został przedstawiony przez Komitet Elektryków i
Elektroników (ang. IEEE - Institute of Electrical and Electronics
Engineers) w 1997 roku. Standard wykorzystuje częstotliwości z zakresu
2,4-2,4835GHz. 802.11 zapewnia prędkość transmisji danych do 1 lub
2Mb/s. Niemal natychmiast pojawiły się głosy że oferowane prędkości są
zbyt niskie więc rozpoczęto prace nad szybszymi standardami. W
komitecie powstał rozłam, przez który w roku 1999 utworzono dwa nowe
standardy: 802.11a oraz 802.11b. Aktualnie urządzenia 802.11 mimo
niskiej ceny są praktycznie niespotykane, wynika to zapewne z bardzo
małych maksymalnych prędkości transmisji oraz z tego że nie są one już
produkowane.

802.11a

Standard został wprowadzony 16 września 1999 roku. Określa on
zupełnie inną technikę transmisji w nowym paśmie częstotliwości. Pasmo
to zajmuje częstotliwości w zakresie 5,15-5,35GHz oraz 5,725-5,825GHz.
Konsekwencją pracy na wyższych częstotliwościach jest zmniejszenie
zasięgu o około połowę. Maksymalna prędkość transmisji w tym
standardzie wynosi 54Mb/s i jest ona główną zaletą tego sprzętu, główną
wadą jest brak zgodności z najpopularniejszym standardem 802.11b.

802.11b

Standard został wprowadzony tak jak 802.11a 16 września 1999 roku.
Ten typ sieci upowszechnił się z kilku ważnych powodów. Ma on niemal
siedmiokrotnie większy zasięg niż 802.11a oraz dość dobrą
przepustowość. Używa tego samego pasma częstotliwości co 802.11, lecz
innej modulacji częstotliwości co umożliwia mu osiąganie prędkości do
11Mb/s. Bardzo ważną zaletą tego sprzętu jest jego powszechność i
bardzo niska cena.

802.11g

Standard ten powstał w wyniku "połączenia" techniki modulacji z
802.11a oraz pasma częstotliwości z 802.11b w listopadzie 2001 roku.
Umożliwia transmisję danych z prędkością 54Mb/s (tak jak 802.11a),
działa na częstotliwościach 2,4-2,4835GHz (jak 802.11b). Standard ten
jest w pełni zgodny z 802.11b, wykorzystuje te same anteny i kable
antenowe co bardzo ułatwia przebudowę sieci.

Anteny i strefa Frensela

Pierwsza strefa Fresnela kształtem przypomina ulokowane między
masztami radiowymi nadajnika i odbiornika. Jego kształt zależy od
różnych czynników m.in. od częstotliwości sygnału. Im wyższa
częstotliwość radiowa tym kształt strefy Fresnela jest smuklejszy,
zgodnie z wzorem, opisującym promień pierwszej strefy Fresnela:





w którym:




r oznacza promień pierwszej strefy w badanym miejscu między nadajnikiem a odbiornikiem
dnad i dodb oznaczają odległości od nadajnika i od odbiornika
d oznacza odległość pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem
? oznacza długość fali radiowej




W połowie trasy pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem promień tej strefy jest największy i wynosi:



Obiekty (wzgórza, drzewa, budynki itp.) znajdujące się w pierwszej
strefie Fresnela mają wpływ na jakość propagacji fali: im jest ich
więcej i im są większe, tym gorsze warunki przesyłu sygnału.
Następne (druga i kolejne) strefy Fresnela układają się
koncentrycznie wokół pierwszej strefy i nie mają istotnego znaczenia w
propagacji fal radiowych.
Poprawnosc zestawienia linków:

Dobrze wykonany link:



Źle wykonany link:



Rodzaje anten

Urządzenia wykorzystujące fale radiowe do transmisji danych nie mogą
się obejść bez anten. Podczas nadawania sygnału radiowego informacje
przesyłane są z nadajnika do anteny i to właśnie za jej pomocą
emitowane w eter. Każda antena ma specyficzne parametry techniczne, np.
zysk energetyczny lub szerokość wiązki promieniowania. Pierwszy z nich
wyrażany jest w decybelach izotropowych (dBi). Określa on, ile razy
dana antena emituje mocniej sygnał w stosunku do teoretycznej anteny
izotropowej, czyli takiej, która rozsyła jednakowy sygnał we wszystkich
kierunkach. Należy przy tym pamiętać, że im węższa wiązka sygnału, tym
większy zysk energetyczny, a tym samym sygnał staje się silniejszy i
uzyskujemy lepszy zasięg. Dlatego też dobór rodzaju anteny nie powinien
być przypadkowy, lecz uzależniony przede wszystkim od zastosowania.

Antena dookolna

Jest to antena, która emituje sygnał z taką samą mocą we wszystkich
kierunkach. Sprawdza się ona najlepiej w przypadku punktu dostępowego
dla niewielkiej sieci WLAN. Najprostszym modelem takiej anteny jest
antena prętowa o rozmiarze 1/4 długości emitowanej fali. Niestety, zysk
energetyczny nie jest tutaj zbyt duży, dlatego też w praktycznych
zastosowaniach lepszą okazuje się antena szczelinowa emitująca sygnał
przez specjalnie wycięte otwory. Zysk energetyczny w takim przypadku
jest o wiele większy niż dla zwykłych anten dookolnych.



Antena kierunkowa
Takie anteny przeznaczone są przede wszystkim dla klientów większych
sieci WLAN lub połączeń typu punkt-punkt. W ich przypadku emitowana
wiązka jest najwęższa, ale dzięki temu anteny kierunkowe mają
największy zysk energetyczny i nadają się do połączeń na dalsze
odległości. Najpopularniejszym rodzajem urządzeń kierunkowych są anteny
typu Yagi, złożone z kilku elementów ukierunkowujących wiązkę fal. Tu
wzmocnienie dochodzi do 19 dB.



Topologie sieci WiFi

Połączenie peer-to-peer

Sieci bezprzewodowe mogą być proste lub złożone. W najprostszej
wersji, co najmniej dwa komputery wyposażone w karty radiowe tworzą
niezależną sieć kiedy tylko znajdą się w swoim zasięgu. To nazywamy
siecią peer-to-peer. Sieci takie jak w tym przykładzie nie wymagają
administracji czy prekonfiguracji. W takim przypadku każdy użytkownik
mógłby mieć dostęp do zasobów drugiego użytkownika.



Połączenie Punkt-Punkt
Jest to konfiguracja umożliwiająca połączenie dwóch sieci LAN
znajdujących się w odrębnych budynkach. Przy użyciu anten kierunkowych
o dużym zysku energetycznym możliwe jest ustawienie połączeń nawet do
30 km.



Połączenie Punkt-Wielopunkt
Jest to konfiguracja umożliwiająca połączenie wielu terminali
abonenckich z jedną stacją bazową. Wówczas do stacji bazowej podłączona
jest antena dookólna lub antena sektorowa natomiast terminale
abonenckie są połączone z antenami kierunkowymi. Stacja bazowa zarządza
transmisjami od i do terminali abonenckich, komunikując się kolejno ze
wszystkimi (pooling) gromadzi informacje o zgromadzonych ilościach
danych, które muszą zostać przesłane. Na tej podstawie poszczególnym
terminalom przydziela najbardziej optymalną ilość czasu niezbędną do
przesłania danych. Istnieje możliwość ograniczania maksymalnej
przepustowości pomiędzy terminalem abonenckim a stacją bazową.
Umożliwia to przydzielanie maksymalny przepustowości Klientom.



Połączenie LAN - WLAN
Punkt dostępowy włączony do szkitetu sieci
Punkt dostępowy może być podłączony do sieci kablowej - wtedy każdy
użytkownik bezprzewodowy dostęp zarówno do serwera jak i do innych
użytkowników. Każdy punkt dostępowy może obsłużyć wielu użytkowników;
dokładna liczba zależy od ilości i rodzaju transmitowanych danych.
Wiele pracujących aplikacji działa w konfiguracjach, gdzie jeden punkt
dostępowy obsługuje od 15 do 50 użytkowników.



Kilka punktów dostępowych i roaming
Punkty dostępowe mają ograniczony zasięg, 300 metrów w
pomieszczeniach i 30000 metrów na otwartej przestrzeni. W rozległych
infrastrukturach, takich jak magazyny, hurtownie, czy osiedla
mieszkaniowe, prawdopodobnie będzie potrzeba zainstalowania więcej niż
jednego punktu dostępowego. Lokalizację punktów dostępowych określa się
robiąc właściwe pomiary. Celem jest pokrycie obszaru z zachowaniem
nakładania się zasięgu poszczególnych komórek tak by użytkownik mógł
poruszać się po danym obszarze bez utraty dostępu do sieci. Taką
możliwość poruszania się w zasięgu zespołu punktów dostępowych nazywamy
roamingiem. Punkty dostępowe, jeden po drugim, przekazują sobie
użytkownika w sposób niezauważalny dla niego, zapewniając stałą łączność





Co nam bedzie potrzebne do budowy sieci WLAN
Punkt dostępowy (Access Point)

Punkt dostępowy jest urządzeniem nadawczo odbiorczym, który można
porównać do SWITCH'a znanego z sieci Ethernet. Pozwala on połączyć
wielu użytkowników bezprzewodowych za pomocą fal radiowych. Dodatkowo,
punkt dostepowy umożliwia podłączenie swoich bezprzewodowych
użytkowników do sieci kablowej przez standardowy port Ethernet. Dwa
punkty dostępowe, połączone ze soba drogą radiową i jednocześnie
włączone każdy do innej sieci kablowej przez port Ethernet - łączą dwie
sieci kablowe LAN (jest to cecha opcjonalna zwana np. "Inter Building",
"WLAP", "Outdoor Router").
Punkt dostępowy wewnętrzny (indoor):


Punkt dostępowy zewnętrzny (outdoor):


Karta radiowa
Jest to radiowy odpowiednik karty sieciowej znanej z sieci
przewodowych np. Ethernet. Karty radiowe występują głównie jako
urządzenia PCI przystosowane do złącz typu PCI.. Za pomocą karty
radiowej komputer komunikuje się z innymi kartami radiowymi lub z
punktem dostępowym.

Karta pod gniazdo PCI



Karta pod gniazdo miniPCI



Karta pod gniazdo Cardbus (PCMCIA)



Kable niskotłumienne
Zamontowana na wysokim punkcie antena (dachy, wieży, kominie) musi
być połączona z urządzeniem radiowym (poprzez konektor). Do tego
połączenia stosuje się najwyższej klasy niskotłumienne kable o
doskonałych, mardzo małych współczynnikach tłumienia. Typowa antena (z
naszej oferty) daje ok 18 dB zysku. Proszę zwrócić uwagę, że tradycyjny
kabel koncentryczny ma tłumienie na poziomie 2 dB na metr. Tym samym 10
metrowy odcinek zwykłego kabla zabierze nam 20 dB. Nie pomoże
najdoskonalsza antena. Z tego powodu oferujemy kable H-1000 (tłumienie
0,218 dB/metr) i H-155 (tłumienie 0,45 dB/metr)(dla konektorów) jako
jedne z najlepszych w swej klasie.

Kabel H-155:



Kabel H-1000:











UWAGI LUB PYTANIA DO ARTYKUŁÓW:

BBCODE:

[b] pogrubiony tekst [/b]
[u] podkreślony tekst [/u]
[i] pochylony tekst [/i]
[img] http://adres.do.obrazka/obrazek.jpg [/img]
[code] kod [/code]
[quote] cytat [/quote]




Autor:
Treść:









Copyright © zielonaszkolka.pl 2005 - 2006. Wszelkie prawa zastrzeżone.