Выбор оборудования и настройка Wi-Fi-сетей на ПК
Аннотация: Год от года беспроводные технологии связи распространяются все сильнее. В частности, речь идет о группе стандартов IEEE 802.11x, которые используются для построения беспроводных локальных сетей. Стоимость оборудования для создания таких сетей приближается к цене проводных решений, скорость передачи данных пока немного отстает, но это никого не пугает. Перед пользователем, желающим создать локальную сеть, в полный рост встает вопрос: использовать для передачи данных провода или «воздух». Попытаемся решить этот вопрос вместе – а для этого узнаем подробности о беспроводных локальных сетях.
4.1. Общие сведения о технологии Wi-Fi
Сложилось так, что стандартизацией технологий беспроводных локальных сетей занимается группа IEEE 802 .11x. Эти сети называют по -разному. Например, часто встречается сокращение от Wireless Local Area Network , то есть WLAN , или, по -русски – беспроводная локальная сеть . Так как WLAN -сети и Ethernet-сети имеют схожие принципы работы (в частности – метод доступа к среде передачи данных ), первые иногда называют RadioEthernet-сети. Однако это название устарело и используется очень редко. Самым популярным названием сетей без проводов стало Wi-Fi – от Wireless Fidelity , что переводится как «Беспроводная преданность».
Существует несколько стандартов ( IEEE 802.11a , b, g и другие), в которых работают Wi-Fi сети. В частности, стандарты различаются скоростью передачи данных и стоимостью устройств. Цена разнится не слишком сильно, поэтому, создавая беспроводную сеть , есть смысл ориентироваться на самое быстрое из доступного оборудования. Если вы хотите сэкономить – вполне возможно, что вам подойдут и более медленные его модификации.
Стандарт 802.11b поддерживает скорость соединения до 11 Мбит/с. Надо отметить, что полезные данные передаются со скоростью как минимум в два раза меньшей заявленной, так как часть пропускной способности канала занимают служебные данные. Этого вполне хватит для удобной работы в Интернете, передачи по сети небольших файлов. 802.11b -адаптерами часто комплектуют КПК. Стандарты IEEE 802.11a и IEEE 802.11g поддерживают скорость связи до 54 Мбит/c.
Сегодня наиболее актуален стандарт IEEE 802.11g – он совместим с наиболее распространенным в недалеком прошлом IEEE 802.11b , работает в том же частотном диапазоне
- 802.11 – первый стандарт группы, поддерживает скорости связи 1 и 2 Мбит/с
- 802.11a – поддерживает передачу данных на скоростях до 54 Мбит/с, использует радиоканал в диапазоне 5 Ггц.
- 802.11b – поддерживает передачу данных на скоростях до 11 Мбит/с, использует радиоканал в диапазоне 2,4 Ггц. Это – наиболее популярный стандарт прошлых лет, который актуален и сейчас.
- 802.11f – описывает порядок связи между равнозначными точками доступа.
- 802.11g – поддерживает передачу данных на скорости до 54 Мбит/с с использованием частоты 2,4 Ггц – наиболее актуален сегодня.
- 802.11i – новый стандарт безопасности беспроводных сетей.
- 802.11n – стандарт был утверждён 11 сентября 2009, теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с. Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц.
Часто Wi-Fi -адаптерами оснащают ноутбуки и КПК, а так же некоторые настольные ПК. Поэтому, задумываясь о беспроводной домашней сети, проверьте ваши устройства на предмет наличия в них вышеуказанных адаптеров.
4.2. Выбор оборудования: сетевые адаптеры
Давайте поговорим о том, что вам понадобится для создания Wi-Fi сети. Если вы собираетесь строить небольшую сеть , количество устройств в которой ограничено десятью, для создания сети вам понадобятся лишь сетевые адаптеры ( рис. 4.1 .). Такая архитектура Wi-Fi сети называется Ad Hoc (или Independent Basic Service Set – IBSS).
Сеть получается достаточно дешевой – ее стоимость равна цене сетевых адаптеров — в среднем — $20-40 за адаптер . Достоинства такой сети – в простоте настройки и в исключительной мобильности – скажем, вы легко можете связать по Wi-Fi пару-тройку ноутбуков где-нибудь в парке на лавочке. Но есть у сети и недостатки. В частности – ограниченное количество компьютеров, которое может входить в сеть , ограниченное расстояние между компьютерами, ограниченные возможности связи с проводными сегментами сети. Конечно, можно соорудить маршрутизатор из какого-нибудь ПК, оснащенного проводным и беспроводным интерфейсами, но зачем создавать лишнюю нагрузку на систему, если есть способ лучше (хотя – дороже) – воспользоваться так называемой точкой доступа .
4.3. Беспроводная точка доступа
Сеть , построенная с использованием точки доступа ( рис. 4.2 .), называется Infrastructure -сетью. В центре такой сети находится отдельное устройство, снабженное Wi-Fi -антеннами, часто – интерфейсами для подключения к проводным сетям или даже телефонным линиям.
Применение точки доступа позволяет создавать распределенные в территориальном плане сети благодаря тому, что точки доступа можно связывать между собой. Так, существует два режима работы подобной сети.
Первый, называемый BSS – Basic Service Set – предусматривает использование одной точки доступа для всех целей. А второй – ESS – Extended Service Set – предусматривает объединение нескольких BSS -сетей в единую инфраструктуру. Связи между базовыми станциями в таком случае могут быть организованы как с применением радиоканала , так и с использованием кабелей.
Стоимость сетевого оборудования в случае построения Infrastructure -сети увеличивается на стоимость точки доступа – то есть примерно на $60-100 и на стоимость Ethernet-адаптера, который нужен для подключения устройства к одному из компьютеров вашей сети. Точку доступа можно подключить и к коммутатору. Это нужно для настройки устройства.
В итоге, если вы хотите выбрать оборудование для беспроводной сети, вам понадобится либо купить по одному беспроводному сетевому адаптеру для каждого из входящих в сеть компьютеров (заранее проверьте, нет ли в системах встроенных беспроводных адаптеров), либо взять те же адаптеры и точку доступа .
4.4. Установка Wi-Fi-адаптеров и точки доступа
Установка Wi-Fi адаптеров аналогична установке любых других карт расширения.
Единственно, вам нужно учесть наличие у Wi-Fi -адаптеров антенн – если антенна связана с адаптером кабелем, следует разместить ее как можно выше, а еще лучше – с учетом диаграммы направленности антенны (если диаграмма есть в прилагаемой к плате инструкции), ориентировав антенну таким образом, чтобы главный лепесток антенны (или главный лепесток диаграммы направленности) был направлен в сторону точки доступа или рабочей станции, с которой вы хотите установить связь .
Если карта снабжена встроенными антеннами, вы можете настроить их положение для обеспечения лучших условий работы. Пожалуй, хуже всего в этом плане дело обстоит с Wi-Fi -адаптерами, построенными в виде USB-брелков. Дело в том, что если такой адаптер подключается к разъему USB, на системном блоке (учитывая, что системный блок часто расположен почти на полу), дальность Wi-Fi -связи для такого адаптера оказывается совсем небольшой. Положение поправит USB-удлинитель, с помощью которого адаптер можно вынести повыше.
Обычно при установке точки доступа ее надо подключить к источнику питания и к Ethernet-карте одного из компьютеров сети, либо – к хабу . Причем, обычно для подключения устройства к компьютеру используется кроссовер- кабель , для подключения к хабу – обычно обжатый Ethernet- кабель .
Большинство точек доступа и некоторые сетевые карты имеют разъемы для подключения внешних антенн. Это открывает возможности установления связи на больших расстояниях
4.5. Wi-Fi-антенны и расстояние связи
Если говорить о расстоянии Wi-Fi связи, то здесь все очень сильно зависит от антенн и окружающей обстановки. Например, несколько капитальных стен могут значительно уменьшить мощность сигнала, а мелкая металлическая сетка и вовсе стать для него серьезным препятствием. На практике дальность Wi-Fi связи варьируется от нескольких десятков до нескольких сотен метров (или даже нескольких километров с использованием специальных антенн). Для построения небольшой сети внутри помещения вам хватит стандартных антенн, поставляемых в комплекте с Wi-Fi -адаптерами и точками доступа, но иногда возникает необходимость в использовании отдельно приобретаемых внешних антенн.
Основная характеристика антенн – это коэффициент усиления антенны, который измеряется в изотропных децибелах dBi . Чем коэффициент усиления больше, тем лучше. Обычная пассивная антенна не усиливает сигнал, она лишь «перераспределяет» его таким образом, что в одном из направлений он оказывается усиленным в то время, как в других, естественно, ослабевает. Максимальное усиление сигнала осуществляется в направлении главного лепестка диаграммы направленности, на некоторых антеннах это направление особо отмечено.
Прежде чем задумываться о приобретении Wi-Fi -антенны – проверьте наличие у ваших сетевых устройств ( точки доступа или сетевой карты) разъемов для подключения внешней антенны. В частности, это может быть так называемый SMA -разъем.
Существует два типа антенн – ненаправленные ( рис. 4.3 .) и направленные ( рис. 4.4 .).
Ненаправленные антенны подходят для использования в помещениях для увеличения зоны покрытия Wi-Fi -сети. Они обычно обладают небольшим коэффициентом усиления, что-то в районе 3-5 dBi . Например, антенна может быть сконструирована таким образом, что в ее поперечном сечении сигнал усиливается за счет ослабления его в ее продольном сечении. Направленные антенны характеризуются высокими dBi (например, это может быть 15 или 20 dBi ) и предназначены для организации Wi-Fi -связи на больших расстояниях, достигающих нескольких километров.