Беспроводные сети позволяют людям связываться и получать доступ к приложениям и информации без использования проводных соединений. Это обеспечивает свободу передвижения и возможность использования приложений, находящихся в других частях дома, города или в отдаленном уголке мира. Например, человек, осуществляющий из своего дома поиск информации в Internet, может делать это вдали от шумных детей или сидя перед телевизором вместе со всей семьей. Беспроводные сети позволяют людям получать электронную почту или просматривать Web страницы там, где им удобно или нравится это делать.
Беспроводные сети соседствуют с нами уже многие годы. Так, к примитивным формам беспроводной связи можно отнести дымовые сигналы американских индейцев, когда они бросали в огонь шкуры бизонов, чтобы передать на большое расстояние какое-то сообщение. Или использование прерывистых световых сигналов для передачи посредством азбуки Морзе информации между кораблями, этот метод был и остается важной формой связи в мореплавании. И, конечно, столь популярные ныне сотовые телефоны, позволяющие людям общаться через огромные расстояния, также можно отнести к беспроводной связи [1].
Институт инженеров электротехники и электроники IEEE сформировал рабочую группу по стандартам для беспроводных локальных сетей 802.11 в 1990 году. Она занималась разработкой всеобщего стандарта для радиооборудования и сетей, работающих на частоте 2,4 ГГц со скоростями доступа 1 и 2 Мбит/с. Работы по созданию стандарта были завершены через 7 лет, и в июне 1997 года была ратифицирована первая спецификация 802.11. Стек протоколов стандарта IEEE 802.11 соответствует общей структуре стандартов комитета 802, т. е. состоит из физического уровня и канального уровня с подуровнями управления доступом к среде MAC (Media Access Control) и логической передачи данных LLC (Logical Link Control). Как и у всех технологий семейства 802, технология 802.11 определяется двумя нижними уровнями, т. е. физическим уровнем и подуровнем MAC, а подуровень LLC выполняет стандартные для всех технологий локальных сетей функции [1].
На физическом уровне существует несколько вариантов спецификаций, отличающихся используемым частотным диапазоном, методом кодирования и, как следствие, — скоростью передачи данных. Все варианты спецификаций физического уровня работают с одним и тем же алгоритмом доступа к среде передачи, определенном на МАС-подуровне, но некоторые временные параметры MAC-подуровня зависят от используемого физического уровня (рисунок 1) [2].
Рисунок 1 — стек протоколов IEEE 802.11
На физическом уровне существует несколько вариантов спецификаций, которые отличаются используемым частотным диапазоном, методом кодирования и как следствие скоростью передачи данных. Все варианты физического уровня работают с одним алгоритмом уровня MAC, но некоторые временные параметры уровня MAC зависят от используемого физического уровня.
Стандарт 802.11 предусматривает два основные способа (режима) организации сети [3, 4]:
- с базовой станцией, называемой в терминологии 802.11 точкой доступа AP (Access Point). Связь между устройствами происходит только через AP. Через AP может быть выход во внешние проводные сети. Такие сети называют также структурированными или работающими в режиме инфраструктуры. Такой режим позволяет транслировать мультимедийную информацию для работы в Интернете (рисунок 2).
Рис. 2. Режим с точкой доступа
В сети 802.11 может быть несколько точек доступа, объединённых проводной сетью Ethernet (рисунок 3). Фактически такая сеть представляет набор базовых станций с перекрывающимися зонами охвата. Точки доступа АР могут быть доступны к Интернету также через беспроводную сеть WiMAX.
Рис. 3. Режим с точкой доступа, объединённых проводной сетью Ethernet
Без базовой станции (т. е. без точки доступа), по принципу «равный с равным». Такие сети называют беспроводными самоорганизующимися сетями Ad Hoc. WMN стандарт 802.11s называют также IBSS (Independent Basis Service Set). Термин Ad Hoc — for this purpuse (целевые). Мобильная Ad Hoc сеть (MANET, Mobile Ad Hoc Network) является распределённой системой из мобильных терминалов, снабженных приемо-передатчиком [5]. Они могут динамически организовывать временные сети. В Сетях MANET мобильные устройства выполняют функции не только оконечных станций, но и сетевых узлов, выполняющих функции маршрутизаторов. Как правило, такие сети не требуют администрирования. Терминалы, которые не находятся в радиусе действия приемо-передатчиков, осуществляют передачу через последовательность промежуточных маршрутизаторов.
Беспроводная сеть, которую планируется реализовать, будет основана на стандарте IEЕЕ 802.11ac. Сеть будет управляться сервером с помощью коммутатора. Планируется установить три точки доступа на этаже по всей площади офисного здания. Схема беспроводной сети представлена на рисунке 4.
Рис. 4. Структурная схема сети
Для разработки схемы организации сети был выбран планировщик беспроводных сетей Wi-Fi Planner PRO, он обеспечивает комплексную визуализацию покрытия беспроводной сети перед ее фактическим развертыванием. Использование Wi-Fi Planner PRO значительно упрощает процесс проектирования и построения сети WLAN [6]. Вариант размещения точек доступа на этаже представлен на рисунке 5.
Рис. 5. Размещение точек доступа
Таким образом, предполагается, что три точки доступа позволят обеспечить уверенную связь для сотрудников, работающих на этом этаже.
Используем специализированное программное обеспечение для анализа радиопокрытия территории при таком расположении точек доступа (Рисунок 6).
Рис. 6. Уровень сигнала на этаже, частота 5 ГГц
Заключение
В результате выполнения работ проанализированы пару стандартов беспроводных сетей. Также разработана схема организации и планирования точек доступа стандарта IEEE 802.11ac.
Литература:
- Гейер Д. Беспроводные сети. Первый шаг: Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. — 192 с.: ил. — Парал. тит. англ.
- Технологии современных беспроводных сетей Wi-Fi: учебное пособие / [Е. В. Смирнова, А. В. Пролетарский и др.]; под общ. ред. А. В. Пролетарского. — Москва: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. — 446, [2] с.: ил. — (Компьютерные системы и сети).
- Вишневский В. М., Портной С. Л., Шахнович И. В. Энциклопедия WiMAX. Путь к 4G. М.: Техносфера, 2009, 472с.
- Дэвис Д. Создание защищенных беспроводных сетей 802.11 в Microsoft Windows. Справочник профессионала. М.: ЭКОМ, 2006, 400с.
- Молчанов Д. А. Самоорганизующиеся сети и проблемы их построения. Электросвязь, 2006, № 6, С.20–22.
- Wi-Fi Planner PRO [Электронный ресурс] — режим доступа: http://www.dlink.ru/tools/wi-fi/#wfp
