Стандарты и топологии беспроводных сетей

Беспроводные сети

За последние годы рынок мобильных устройств, таких как PDA (Personal Digital Assistant, личный цифровой секретарь) и мобильные компьютеры, претерпел огромные изменения. Наблюдается четкая тенденция к развитию, а следовательно, и к повсеместному внедрению и удешевлению большинства устройств, бывших ранее в определенной степени элитными аксессуарами.

Портативные ноутбуки и PDA в настоящее время стали как повседневным рабочим инструментом, так и средством развлечения. С увеличением числа мобильных пользователей возникает острая необходимость в оперативном осуществлении коммуникаций между ними, в обмене данными, в быстром получении информации.

Неудивительно, что происходит интенсивное развитие рынка технологий беспроводных коммуникаций. Особенно это актуально в отношении беспроводных сетей, или так называемых WLAN-сетей (Wireless Local Area Network, беспроводная локальная сеть).

WLAN-сети имеют ряд преимуществ перед обычными кабельными сетями:

• WLAN-сеть можно очень быстро развернуть, что очень удобно при проведении презентаций или в условиях работы вне офиса;
• пользователи мобильных устройств при подключении к локальным беспроводным сетям могут легко перемещаться в рамках действующих зон сети;
• скорости современных сетей довольно высоки (порядка 108 Мбит/с), что позволяет использовать их для очень широкого спектра задач;
• с помощью дополнительного оборудования беспроводная сеть может быть успешно соединена с кабельными сетями;
• WLAN-сеть может оказаться единственным выходом, если невозможна прокладка кабеля для обычной сети.

Специфика подобных сетей заключается в том, что при выборе оборудования факторы надежности, безопасности и масштабируемости отходят на второй план. Основными становятся вопросы стоимости оборудования и простоты настройки и обслуживания. Беспроводные сети все чаще и чаще используются для организации домашних и мелких офисных сетей с последующим подключением к глобальной сети Интернет с помощью технологии ADSL или тех же беспроводных технологий Radio-Ethernet или WiMAX.

В зависимости от способа подключения к Интернету центральным устройством такой беспроводной сети может стать модем со встроенной точкой доступа или беспроводной маршрутизатор. В первом случае подразумевается, что подключение организовано по технологии ADSL. Второй вариант подойдет практически для любого другого способа подключения, лиш бы Интернет был доступен на выходе устройства с портом Ethernet (рис 1.3, рис. 1.4).

Обычно и ADSL-модемы с точкой доступа, и беспроводные маршрутизаторы имеют встроенный Ethernet-коммутатор (как правило, на 4 порта), который при необходимости можно использовать для подключения проводных устройств.

Дня увеличения площади покрытия беспроводной сети, а также для увеличения возможного количества пользователей сеть может расширяться путем установки дополнительных точек доступа.

Теоретически каждая точка доступа Wi-Fi может поддерживать до 2048 беспроводных клиентских устройств. На практике из-за того, что доступная полоса пропускания делится между всеми одновременно работающими пользователями, приходится ограничиваться 10-20 пользователями на одну точку доступа — в зависимости от конкретных требований к скорости обмена данными.

В настоящее время широкое распространение получили три технологии построения беспроводных сетей: Технология Radio-Ethernet, WiMax и Wi-Fi.

Однако если первые две ориентированы в основном на организацию капала подключения к провайдерам интернет-услуг, то Wi-Fi была изначально ориентирована на организацию SOHO (Small Office — Home Office) сетей.

На данный момент существует четыре основных стандарта Wi-Fi:

• IEEE 802.11 — 1 Мбит/с и 2 Мбит/с, 2,4 ГГц;
• IEEE 802.11a — 54 Мбит/с, 5 ГГц;
• IEEE 802.11b — дополнение к 802.11 для поддержки 5,5 Мбит/с и 11 Мбит/с;
• IEEE 802.11g — 54 Мбит/с, 2,4 ГГц стандарт (обратная совместимость с b);
• IEEE 802.11n — скорость передачи данных до 600 Мбит/с. 2.4-2,5 или 5 ГГц. Обратная совместимость с 802.11 a/b/g. Используется и устройствах D-Link, Cisco и Apple.

Топологии беспроводных сетей

Существуют следующие топологии беспроводных сетей:

Одноранговая (Ad-hoc) — два и более беспроводных адаптера соединены по принципу точка-точка. Ad-hoc сети представляют собой децентрализованные беспроводные сети, не имеющие постоянной структуры. Клиентские устройства соединяются на лету образуя собой сеть. Каждый узел сети пытается переслать данные, предназначенные другим узлам. При этом определение того, какому узлу пересылать данные, производится динамически, на основании связности сети.

Инфраструктура — несколько точек доступа, объединяющих беспроводные устройства, соединены между собой либо выделенной точкой доступа, либо с помощью выделенного радиодиапазона, если эти точки доступа двухдиапазонные.

Компьютерные сети

Источник

Портал о современных технологиях мобильной и беспроводной связи

Режимы работы WiFi (или топология сетей WiFi)

• Эпизодическая сеть (Ad-Hoc или IBSS – Independent Basic Service Set).
• Основная зона обслуживания Basic Service Set (BSS) или Infrastructure Mode.
• Расширенная зона обслуживания ESS – Extended Service Set.

Режим Ad-Hoc (Independent Basic Service Set (IBSS) или Peer-to-Peer).

Режим Ad-Hoc представляет собой п ростейшую структуру локальной сети, когда абонентские станции (ноутбуки или компьютеры) взаимодействуют непосредственно друг с другом. Такая структура удобна для срочного развертывания сетей. Для ее создания необходим минимум оборудования – каждая абонентская станция должна иметь в своем составе адаптер WLAN.

Режим BSS ( Basic Service Set )

В режиме BSS узлы сети взаимодействуют друг с другом не напрямую, а через точку доступа (Access Point, AP).

В режиме BSS все узлы взаимодействуют между собой через одну AP, которая может играть роль моста для подключения к внешней кабельной сети.

Режим ESS (Extended Service Set)

Режим ESS позволяет объединить несколько точек доступа, т.е. объединяет несколько сетей BSS. В данном случае точки доступа могут взаимодействовать и друг с другом. Расширенный режим удобно применять тогда, когда необходимо объединить в одну сеть несколько пользователей или подключить несколько проводных или беспроводных сетей.

Как выбрать режим работы WiFi?

Одним из основных вопросов при организации WLAN-сетей является размер покрытия. На этот параметр оказывает влияние сразу несколько факторов:

1) Используемая частота (чем она больше, тем меньше дальность действия радиоволн).
2) Наличие преград между узлами сети (различные материалы по-разному поглощают и отражают сигналы).
3) Режим функционирования – Infrastructure Mode или Ad Hoc.
4) Мощность передающего оборудования и чувствительность принимающего оборудования.

Дальность действия WiFi

При идеальных условиях распространения радиоволн зона покрытия одной точки доступа будет иметь следующие значения:
— сеть стандарта IEEE 802.11a — 50 м,
— сети 802.11b, g, n — порядка 100 м.

Увеличивая количество точек доступа в режиме ESS, можно расширять зоны покрытия сети на всю необходимую область охвата.

О преимуществах совместной работы сетей мобильной связи с сетями WiFi и о других инновационных технологиях читайте в новой книге «Мобильная связь на пути к 6G».

Читайте также:

Источник