Топология сети вай фай

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

Топологии беспроводных сетей

Беспроводные точки доступа могут быть настроены для работы в не инфраструктурных режимах, когда обычный BSS не может обеспечить необходимую функциональность. Далее рассмотрим наиболее распространенные топологии.

Ретранслятор (repeater)

Обычно каждая точка доступа в беспроводной сети имеет проводное соединение с DS (системой распределения) или коммутируемой инфраструктурой. Чтобы расширить зону покрытия беспроводной сети за пределы области действия обычной точки доступа (AP), можно добавить дополнительные точки доступа. Иногда бывают ситуации, когда невозможно выполнить проводное подключение к новой точке доступа, поскольку расстояние слишком велико для поддержки Ethernet-связи.

В этом случае можно добавить дополнительную точку доступа, настроенную в режиме ретранслятора. Беспроводной ретранслятор принимает сигнал, ретранслирует его в новой области ячейки, окружающей ретранслятор. Размещается ретранслятор на таком расстоянии от точки доступа, чтобы он все еще находился в пределах досягаемости как точки доступа, так и удаленного клиента, как показано на рисунке 1.

На рисунке показано увеличение диапазона точки доступа. Точка доступа соединена с коммутатором третьего уровня посредством кабеля. Диапазон точки доступа формирует базовый набор услуг (BSS). Клиент А подключен к точке доступа по беспроводной сети и находится в BSS. Ретранслятор помещается на удалении от точки доступа, но в пределах ее видимости так, чтобы он мог соединиться с удаленным клиентом B. Ретранслятор соединен с точкой доступа и клиентом B по беспроводной сети.

Если ретранслятор имеет один передатчик и приемник, он должен работать на том же канале, что и точка доступа. Это связано с тем, что сигнал точки доступа будет принят и ретранслирован повторителем для того, чтобы быть снова принятым точкой доступа. Ретранслятор в двое уменьшает эффективную пропускную способность, потому что канал будет занят в два раза дольше, чем раньше. В качестве средства защиты некоторые ретрансляторы могут использовать два передатчика и приемника, чтобы изолировать исходные и повторные сигналы на разных каналах. Одна пара передатчика и приемника предназначена для сигналов в ячейке точки доступа, в то время как другая пара предназначена для сигналов в собственной ячейке ретранслятора.

Мост рабочей группы (Workgroup)

Предположим, есть устройство, которое поддерживает проводную связь Ethernet, но не может работать в беспроводной сети. Например, некоторые мобильные медицинские устройства могут быть сконструированы только с проводным подключением. Хоть при наличии проводного подключения устройства к сети Ethernet, беспроводное соединение было бы гораздо более практичным. Для подключения проводного сетевого адаптера устройства к беспроводной сети используется мост рабочей группы (WGB).

Вместо того, чтобы обеспечить BSS для беспроводного обслуживания, WGB становится беспроводным клиентом BSS. Фактически WGB выступает в качестве внешнего адаптера беспроводной сети для устройства, которое не имеет такового. На рисунке 2, точка доступа обеспечивает BSS, где клиент А — это обычный беспроводной клиент, а клиент Б связан с точкой доступа через WGB.

На рисунке показано подключение проводного устройства через мост рабочей группы (WGB). Точка доступа соединена с коммутатором третьего уровня через кабель. Диапазон точки доступа формирует базовый набор услуг (BSS). Клиент А подключен к точке доступа по беспроводной связи. Клиент B в пределах BSS соединен с мостом рабочей группы, через кабель. Мост рабочей группы подключен к точке доступа по «воздуху».

• Универсальный мост рабочей группы (uWGB-Universal WORKGROUP BRIDGE): только одно проводное устройство может быть соединено с беспроводной сетью;
• Мост рабочей группы (WGB): проприетарный режим Cisco, который позволяет соединять несколько проводных устройств в беспроводную сеть

Открытый мост

Точка доступа может быть настроена в качестве моста для формирования единой беспроводной линии связи от одной локальной сети к другой на большом расстоянии. Данный тип подключения используется для связи между зданиями или между городами.

Если необходимо соединить две локальные сети, то можно использовать мостовую связь «точка-точка». На каждом конце беспроводной линии связи должна одна точка доступа, настроенная в режиме моста. Специальные антенны обычно используются с мостами для фокусировки их сигналов в одном направлении к антенне точки доступа. Это позволяет максимально увеличить расстояние между звеньями, как показано на рисунке 3.

На рисунке показан открытый мост «точка-точка». Два здания расположены на значительном расстоянии друг от друга. Сеть A соединена с мостом, который в свою очередь соединен с антенной на здании, через кабель. Сеть B соединена с другим мостом, который в свою очередь соединен с другой антенной в другом здании, так же через кабель. Между этими двумя зданиями настроена беспроводная связь, и сигналы фокусируются с помощью антенн.

Иногда сети нескольких подразделений компании должны быть объединены. Мостовая связь «точка-множественное подключение» (point-to-multipoint) позволяет соединять головной (центральный) офис с удаленными офисами. Мост головного офиса соединен с всенаправленной антенной, так что его сигнал передается одинаково во всех направлениях. Это позволяет передавать данные в удаленные офисы одновременно. Мосты на каждом из других участков могут быть соединены с направленной антенной, смотрящей на головной офис. На рисунке показано подключение point-to-multipoint.

На рисунке показан открытый мост (outdoor bridge) типа «point-to-multipoint». Показанная сеть состоит из трех зданий, расположенных линейным образом на равном расстоянии. Первый и третий корпуса содержат специальные антенны, которые фокусируют сигнал друг на друга. Второе здание в центре содержит всенаправленную антенну. Сеть А, Сеть B, Головной офис все эти сети соединены через мосты, каждая в своем здании.

Ячеистая сеть

Чтобы обеспечить беспроводное покрытие на очень большой площади, не всегда практично использовать провода Ethernet к каждой точке доступа, которая будет необходима. Вместо этого можно использовать несколько точек доступа, настроенных в режиме ячейки. В ячеистой топологии беспроводной трафик передается от точки доступа к точке доступа с помощью другого беспроводного канала.

Точки доступа ячеистой топологии используют два радиоканала-один канал используется в одном диапазоне частот, а другой -в другом диапазоне. Каждая точка доступа ячеистой топологии обычно поддерживает BSS на одном канале, с которым могут связываться беспроводные клиенты. Затем клиентский трафик обычно соединяется через мост от точки доступа к точке доступа по другим каналам. На границе ячеистой сети обратный трафик соединяется с инфраструктурой проводной локальной сетью. На рисунке 5 показана типичная ячеистая сеть. С Cisco APs можно построить ячеистую сеть в помещении или на улице. Ячеистая сеть использует свой собственный протокол динамической маршрутизации, чтобы определить наилучший путь для обратного трафика, который будет проходить через сеть AP.

Источник

1.2.3 Стандарт ieee 802.11n

Этот стандарт был утверждён 11 сентября 2009. 802.11nпо скорости передачи сравнима с проводными стандартами. Максимальная скорость передачи стандарта 802.11n примерно в 5 раз превышает производительность классического Wi-Fi.

1.3 Топологии беспроводных сетей Wi-Fi

Сети стандарта 802.11 могут строиться по любой из следующих топологий:

• Независимые базовые зоны обслуживания (Independent Basic Service Sets, IBSSs);
• Базовые зоны обслуживания (Basic Service Sets, BSSs);
• Расширенные зоны обслуживания (Extended Service Sets, ESSs).

Независимые базовые зоны обслуживания (IBSS) IBSS представляет собой группу работающих в соответствии со стандартом 802.11 станций, связывающихся непосредственно одна с другой. На рисунке 1.3 показано, как станции, оборудованные беспроводными сетевыми интерфейсными картами (network interface card, NIC) стандарта 802.11, могут формировать IBSS и напрямую связываться одна с другой. Рисунок 1.3 — Ad-Hoc сеть (IBSS)

1.4 Беспроводное оборудование, применяемое в Wi-Fi сетях

Сегодня беспроводные сети позволяют предоставить подключение пользователей там, где затруднено кабельное подключение или необходима полная мобильность. При этом беспроводные сети без проблем взаимодействуют с проводными сетями. 1.5.1 Точки доступа Wi-Fi. Все точки доступа можно разделить по способу подключения: через USB порт и порт подключения Ethernet — RJ45. Последние пользуются наибольшим успехом, так как наиболее просты в настройке и управлении, а также обладают большей скоростью передачи в локальную сеть. Точки доступа могут быть комнатного (in door) и всепогодного (out door) исполнения.Для создания беспроводной сети внутри помещений используют комнатный вариант прибора. Он обладает меньшей стоимостью и, как правило, большим эстетическим видом. Работают такие точки доступа в пределах одной или нескольких комнат. На открытых участках местности (прямая видимость) возможна работа на расстоянии до 300 метров с использованием стандартных всенаправленных антенн. Точки доступа всепогодного исполнения предназначены для создания радиосети между зданиями. В зависимости от типов антенн такие устройства способны организовывать каналы связи на расстоянии порядка 3-5 км. Максимальная дальность беспроводного канала связи заметно увеличивается при использовании усилителей. В этом случае длина радиоканала достигает 8-10 км. Устройства типа точка доступа представлены на рисунке 1.4. Комбинированные устройства. Большой интерес вызывают беспроводные точки доступа, объединяющие в себе функции других устройств, например, высокоскоростного беспроводного широкополосного маршрутизатора со встроенным коммутатором Fast Ethernet. Маршрутизатор позволяет быстро и легко настроить общий доступ к Интернет для проводной или беспроводной сети или организовать

а	б	в	г
Рисунок 1.4 — Виды точек доступа: а, б – внутренние; в, г – внешние

совместное использование широкополосного канала связи и кабельного/DSL модема дома или в офисе. 1.5.2 Wi-Fi адаптеры. Для подключения к беспроводной сети Wi-Fi достаточно обладать ноутбуком или карманным персональным компьютером (КПК) с подключенным Wi-Fi адаптером. Любой беспроводной Wi-Fi адаптер должен соответствовать нескольким требованиям:

1. необходима совместимость со стандартами;
2. работа в диапазоне частот 2,4 ГГц — 2,435 ГГц (или 5 ГГц);
3. поддерживать протоколы WEP и желательно WPA;
4. поддерживать два типа соединения «точка-точка», и «компьютер сервер»
5. поддерживать функцию роуминга.

Источник