Sieci WLAN - technologie i standardy


Klienci decydujący się wykorzystywać komputerowe sieci bezprzewodowe mają duży wybór rozmaitych technologii przy wyborze rozwiązań bezprzewodowych. Każda z nich ma swoje zalety, ale i ograniczenia.

Technologia szerokiego widma (ang. Spread Spectrum)

Większość sieci bezprzewodowych używa technologii szerokiego widma. Technologia ta została opracowana na potrzeby wojska do użycia w stabilnych i bezpiecznych systemach komunikacyjnych o krytycznym znaczeniu. Technologia Spread-spectrum jest zaprojektowana tak by poświęcić prędkość transmisji (wydajność) na rzecz niezawodności, integralności i bezpieczeństwa. Innymi słowy, większa część całkowitej przepustowości jest zużywana w porównaniu z transmisją wąskopasmową, lecz dzięki temu sygnał jest w efekcie "głośniejszy" i łatwiejszy do odbioru, jeśli odbiornik zna parametry nadawanego sygnału. Jeśli odbiornik nie jest dostrojony do właściwej częstotliwości, sygnał szerokiego widma wygląda dla niego jak szum tła. Są dwa rodzaje technologii szerokiego widma: ang. frequency hopping and direct sequence.

Frequency-Hopping Spread Spectrum Technology (FHSS)

Frequency-hopping spread-spectrum (FHSS) używa wąskopasmowego nośnika, który zmienia częstotliwość według schematu znanego zarówno nadajnikowi jak i odbiornikowi. Właściwie zestrojona, sieć zachowuje pojedynczy kanał logiczny. Dla niepożądanego odbiornika, FHSS wygląda jak krótkotrwałe impulsów szumów.

Direct-Sequence Spread Spectrum Technology (DSSS)

Direct-sequence spread-spectrum (DSSS) generuje nadmiarową sekwencję bitów, do każdego wysyłanego bita. Ta dodatkowa sekwencja jest nazywana chip (lub kod wtrącony, ang. chipping code). Im dłuższy chip, tym większa szansa, że oryginalne dane będą odebrane (i oczywiście pochłania więcej pasma). Nawet jeśli jeden lub więcej bitów w kodzie chip jest utracona podczas transmisji, techniki statystyczne zaimplementowane w odbiorniku pozwalają na odtworzenie danych bez potrzeby retransmisji. Dla niepożądanego odbiornika, DSSS wygląda jak szerokopasmowy szum o niskiej mocy i jest ignorowany przez większość wąskopasmowych odbiorników.

Zasięg i pokrycie.

Zasięg w jakim produkty RF (Radio Frequency) potrafią się komunikować jest funkcją konstrukcji produktu (w tym mocy transmitowanego sygnału i czułości odbiornika) oraz ścieżki sygnału, co jest wyjątkowo ważne w pomieszczeniach zamkniętych. Wpływ budynków, zawierających ściany, elementy metalowe, a nawet obecność ludzi może mieć wpływ na moc sygnału, a zatem określa zasięg i pokrycie jakim dysponuje dany system bezprzewodowy. Zasięg (lub promień pokrycia) dla typowego systemu bezprzewodowego waha się od 300 do 1000 metrów. Pokrycie to może zostać zwiększone poprzez zastosowanie mikro-komórek, zapewniając prawdziwą przenośność poprzez roaming.

top

Bezpieczeństwo użytkowania.

Sieci bezprzewodowe określa standard IEEE802.11. Moc oddawana przez systemy sieci bezprzewodowych jest bardzo mała (moc max. = 100 mW), o wiele mniejsza od zwykłego telefonu komórkowego (moc max = 500 mW). Ponieważ fale radiowe zanikają gwałtownie wraz z odległością, osoby w zasięgu sieci bezprzewodowej są wystawieni na działanie fal radiowych w bardzo niewielkim stopniu. W przypadku telefonu komórkowego antena znajduje się bezpośrednio przy głowie, w urządzeniach sieci bezprzewodowych minimalna odległość anteny od głowy wynosi 0,5 - 1 metr. Z uwagi na brak na dzień dzisiejszy jednoznacznych dowodów negatywnego wpływy działania telefonu komórkowego najnowszej generacj GSM, na zdrowie człowieka, technologia ta jest w pełni bezpieczna dla zdrowia człowieka. Nie stwierdzono tym bardziej szkodliwego wpływu bezprzewodowych sieci komputerowych WLAN na zdrowie. Sieci bezprzewodowe muszą jednak spełniać bardzo ścisłe wymogi określone przez ustawodawstwo danego kraju.

top

 Szybkość przesyłania danych.

W systemach bezprzewodowych, aktualna szybkość transmisji danych jest uzależniona od danego produktu i jego konfiguracji. Czynniki wpływające na prędkość transmisji to ilość użytkowników, parametry transmisji takie jak zasięg i wielotorowość, typ użytego systemu jak i ograniczenia związane z kablową częścią architektury danej sieci. Prędkość transmisji w większości komercyjnych sieci bezprzewodowych wynosi do 54 Mbps. Użytkownicy tradycyjnych sieci Ethernet lub Token Ring zwykle zauważają jedynie niewielkie różnice w wydajności sieci bezprzewodowej. Sieć bezprzewodowa zapewnia poziom transmisji wystarczający dla większości aplikacji opartych na sieci takich jak poczta elektroniczna, dostęp do udostępnianych urządzeń dostęp do Internetu, dostęp do baz danych i aplikacji z których korzysta wielu użytkowników. 
Obecnie możmy wykorzstywać do budowy sieci bezprzewodowych urządzeń, które mogą pracować w trzech standardach:

  • 802.11b - najstarszy standard pracujący w maksymalna wydajnością 11 Mbps na częstotliwości 2,4GHz,
  • 802.11g - standard pracujący w maksymalna wydajnością 54 Mbps na częstotliwości 2,4GHz. Należy jednak pamiętać, że standard ten pracuje z taka sama szerokością kanału co standard 802.11b, więc większą przepustowość osiągnięto wykorzystuja inny sposób modulacji sygnału OFDM (BPSK, QPSK, 16-QAM I 64 QAM). Dla zapewnienia wieć maksymalnej przepustowości 54Mbps sygnał radiowy musi mieć znacznie lepsze parametry niż w standardzie 802.11b. Tak więc czasem nie wystarczy tylko wyłacznie wymiana urządzenia pracującego w standardzie 802.11g aby uzyskać wiekszą wydajność systemu.
  •  802.11b - standard pracujący w maksymalna wydajnością 54 Mbps na częstotliwości 5GHz. W tym standardzie wyróżniamy dwa podpasma częstotliwości 5180-5320 MHz (8 kanałów) przeznaczone do pracy typu indoor - wewnątrz budynków z maksymalna mocą 200 mW i 5500-5700 MHz (11 kanałów) z DFS (automatyczny wybór częstotliwości) przeznaczone do pracy typu indoor - na zewnątrz budynków z maksymalną mocą 1W. 

Należy jednak pamiętać, że maksymalne przepustowości 11Mbps czy 54Mbps są to przepustowości zdefiniowane dla interfejsów radiowych. Ze względu na protokół radiowy maksymalna przepustowość dla standardu Ethernet (tradycyjny kabel typu skrętka) jest połową z przepustowości dla interfejsu radiowego.

top

Stabilność i niezawodność.

Technologia bezprzewodowego przesyłania danych była udoskonalana przez ponad pięćdziesiąt lat podczas prac nad zastosowaniem jej zarówno w komercyjnych jak i militarnych systemach. Podczas gdy zakłócenia radiowe mogą powodować degradację sygnału, występowanie zakłóceń jest raczej rzadkie w otoczeniach biurowych. Dobry projekt sieci bezprzewodowej zaowocuje na krótkich dystansach transmisją danych stabilniejszą i dokładniejszą w porównaniu z sieciami komórkowymi, czy nawet tradycyjnymi sieciami kablowymi.

top

Kompatybilność z istniejącymi sieciami.

Klienci powinni brać pod uwagę, że bezprzewodowe produkty od różnych producentów mogą być nie kompatybilne. Dzieje się tak z trzech powodów.

  1. Po pierwsze, różnice w zastosowanych technologiach. System oparty o technologię (spread spectrum frequency hopping [FHSS]), nie będzie nawiązywał połączenia z innym urządzeniem pracującym w oparciu o technologię (spread spectrum direct sequence (DSSS)).
  2. Po drugie, systemy pracujące w innej częstotliwości nie będą nawiązywać połączenia nawet jeśli pracują w tej samej technologii.
  3. Po trzecie, systemy różnych producentów mogą nie współpracować, nawet gdy zastosowano w nich tą samą technologię transmisji danych i tą samą częstotliwość pasma transmisji za względu na inną implementację tych technologii przez producenta.

top

Zakłócenia i współpraca z innymi sieciami radiowymi.

Nie licencjonowany charakter radiowych sieci bezprzewodowych oznacza, że inne produkty, które transmitują sygnał w tej samej częstotliwości mogą potencjalnie powodować zakłócenia w pracy sieci bezprzewodowej. Kuchnie mikrofalowe są tego dobrym przykładem, choć większość producentów urządzeń dla sieci bezprzewodowej tak projektuje swoje urządzenia, by eliminować te zakłócenia. Innym problemem jest istnienie kilku sieci bezprzewodowych w danej lokalizacji. W zależności od producenta, sieci takie albo pracują bez zakłóceń, albo powodują zakłócenia. W takim przypadku zawsze konieczna jest konsultacja z producentem.

top

Bezpieczeństwo danych.

Ponieważ technologia bezprzewodowa ma swoje korzenie w zastosowaniach wojskowych, bezpieczeństwo przez długi czas było krytycznym parametrem podczas projektowania urządzeń. Elementy zwiększające bezpieczeństwo są typowym składnikiem sieci bezprzewodowej, czyniąc je bardziej bezpiecznymi niż sieci kablowe.
Jest niezmiernie trudno przechwytywać ruch w sieci bezprzewodowej z zewnętrznych urządzeń, nie należących do tej sieci. Skomplikowane szyfrowanie uniemożliwia dostęp do sieci przez nieautoryzowane urządzenia. Tylko urządzenia z uaktywnionym systemem bezpieczeństwa będą dopuszczone do ruchu w danej sieci.

top