Technologia Wi-FI.doc

Technologia Wi-Fi (Wireless Fidelity) wykorzystywana

jest przez coraz liczniejszą rzeszę użytkowników. Z początku wydawało się, że największymi odbiorcami tej techniki będą firmy, które instalują bezprzewodową infrastrukturę sieciową, po to by udostępnić intranet lub zasoby globalnej Sieci przede wszystkim swoim pracownikom. Urządzenia do komunikacji bezprzewodowej posłużyły też w miejscach publicznych do stworzenia tak zwanych hotspotów. Tymczasem wciąż malejące ceny urządzeń

dostępowych (Access Pointów i bezprzewodowych kart sieciowych) spowodowały, że zwykli użytkownicy coraz chętniej spoglądają w kierunku sieci Wi-Fi. Jednak same koszty to nie wszystko. Sieci bezprzewodowe są interesujące także z jeszcze kilku innych powodów. Po pierwsze, korzystając z technologii Wi-Fi, możemy łatwo i raczej bezproblemowo zbudować sieć lokalną w biurze lub w domu. WLAN-y (od. ang. Wireless LAN) nie wymagają przede wszystkim setek metrów kabli i dziurawienia ścian tylko po to, aby przewody sieciowe można było przeprowadzić z pomieszczenia do pomieszczenia. Ponadto dodatkowym atutem bezprzewodowości jest mobilność. Komputer nie jest już „przywiązany” do miejsca, w którym akurat znajduje się gniazdko sieciowe. Gdy nasz pecet pracuje w sieci bezprzewodowej, możemy przemieszczać się z nim swobodnie, po całym mieszkaniu lub biurze i nadal będziemy mieli dostęp do zasobów sieciowych. Wi-Fi jest także jednym z najprostszych sposobów na współdzielenie, np. przez cienką ścianę lub podwórze, łącza internetowego na kilku „sąsiedzkich” komputerach. Drugim ważnym powodem, dla którego bezprzewodowy dostęp do Sieci staje się tak popularny, jest niemały w polskich warunkach problem tak zwanej „ostatniej mili”. Wielu providerów zdecydowało się właśnie na takie rozwiązanie, oferując użytkownikom stałe łącze realizowane za pomocą technologii Wi-Fi.

Niestety, nie ma róży bez kolców. Pomimo stosunkowo niskiej ceny i prostoty budowy takiej sieci nie jest ona wolna od wad. Najważniejsza z nich to zazwyczaj wolniejsza transmisja danych niż ta uzyskiwana w instalacjach kablowych. Transmisja radiowa jest też bardziej podatna na tłumienie sygnału, przez co korzystanie z sieci bezprzewodowych częstokroć bywa utrudnione, np. z powodu pojawiających się na drodze fal radiowych przeszkód. Niebagatelne znaczenie ma również bezpieczeństwo sieci, które w przypadku WLAN-ów jest nieco trudniejsze do zapewnienia, ale nawet w warunkach domowych można sprawić, że sieć będzie dysponowała wystarczającym poziomem bezpieczeństwa.

802.11

802.11 to grupa standardów IEEE dotyczących sieci bezprzewodowych sporządzonych przez grupę 11 z IEEE 802. Czasami określenia 802.11 używa się też w stosunku do pierwszego standardu z tej rodziny. Standardy 801.11 stanowią podstawę certyfikatów WiFi.

Rodzina 802.11 obejmuje tak naprawdę trzy zupełnie niezależnie protokoły skupiające się na kodowaniu (a, b, g). Obecnie za bezpieczeństwo odpowiadają oddzielne standardy jak np. 802.11i. Pozostałe standardy jak c-f, h-j oraz n to rozszerzenia usług czy poprawki w innych standardów z rodziny. Pierwszym powszechnie zaakceptowanym standardem był 802.11b, potem weszły 802.11a oraz 802.11g. Dostępnie w Polsce sieci WiFi wykorzystują standard 802.11b.

Zakres częstotliwości fal radiowych wykorzystywany w 802.11 nie podlega koncesjonowaniu i dlatego można bez żadnych zezwoleń instalować sieci tego typu. Jednak w paśmie tym występują znaczne zakłócenia np. pochodzące od kuchenek mikrofalowych.

802.11 – oryginalny

Pierwszym standardem sieci radiowej był IEEE 802.11 opublikowany w 1997 roku. Dziś dla odróżnienia od rodziny oznacza się go jako 802.1y. Standard ten określał dwie prędkości transmisji – 1 oraz 2 Mb/s. Medium miało być promieniowanie podczerwone oraz wykorzystywany w przemyśle i medycynie zakres częstotliwości 2,4 GHz. Podczerwień się nie przyjęła ze względu na konkurencję standardu IrDA. Dalsze prace na WiFi szybko doprowadziły do powstania standardu 802.11b.

802.11b

Standard 802.11b ma zasięg 46 m w pomieszczeniu i 96 m na otwartej przestrzeni. Lecz dane te mogą ulec zmianie przy zastosowaniu innych anten. Standardowe anteny wykorzystywane w urządzeniach 802.11b pozwalają zwykle na przekaz z prędkością 11 Mb/s. Sprawność protokołu obniża tą prędkość do 5,5 Mb/s. Jednak materiały takie jak metal, woda lub beton znacznie pochłaniają fale i obniżają jakość sygnału. Standard 802.11b przewiduje wykorzystanie algorytmów do wykrywania sygnałów zagłuszających oraz unikania kolizji podczas komunikacji wielu radiowych kart sieciowych.

Odpowiednie anteny ze wzmacniaczami mogą zwykle osiągać zasięg do 8 km. Przeprowadzono nawet testy, w których połączenie 802.11b pracowało na dystansie 120 km. Praktycznym zastosowaniem tego typu urządzeń jest zastępowanie drogich połączeń operatora kablowego lub starszego sprzętu do komunikacji mikrofalowej. Produkowane masowo urządzenia 802.11b obsługują szybkość 11 Mb/s, ale prędkość można obniżyć do 5,5 w oraz 1 Mb/s. Spektrum 802.11b podzielone na 14 niezależnych kanałów o szerokości 22 MHz. Jednak w Polsce można wykorzystywać tylko pasma od 2400,0 do 2483,5 MHz czyli od 1 do 13.

Niektórzy producenci wprowadzili własne produkty dające prędkość 22, 33 oraz 44 Mb/s oparte na standardzie. Swoją modyfikację nazwali 802.11b+, ale nigdy nie stała się ona standardem uznanym przez IEEE.

802.11a

Dopiero w roku 1999 ostatecznie ustalono specyfikację 802.11a. Do produkcji urządzenia zgodne ze standardem weszły w roku 2001. 802.11a wykorzystuje częstotliwość 5 GHz. Jego podstawowa prędkość to 54 Mb/s, ale w praktyce działa najlepiej w granicach 20 Mb/s. Mniejsze dopuszczalne prędkości to 48, 36, 34, 18, 12, 9 oraz 6 Mb/s. 802.11a obejmuje 12 niezachodzących kanałów, 8 przeznaczonych do pracy w budynkach oraz 4 przeznaczone do pracy między dwoma punktami (ang. point to point). Istniały pewne próby uregulowania tego zakresu częstotliwości przez niektóre kraje, ale dziś większość państw pozwala na niekoncesjonowane wykorzystanie pasma dla 802.11a.

Standard 802.11a nie doczekał się jak dotąd tak masowego wykorzystania jak 802.11b. Wynika to z problemów z zasięgiem oraz większego poboru mocy. Z drugiej strony wiele obecnie dostępnych na rynku urządzeń może pracować w oparciu o oba standardy. Niektóre karty pozwalają nawet na pracę w dwóch systemach równolegle.

802.11g

Nowy gracz

W połowie ubiegłego roku organizacja IEEE zatwierdziła ostatecznie kolejną normę dla sieci bezprzewodowych działających w paśmie 2,4 GHz – IEEE 802.11g. W założeniu standard ten miał łączyć w sobie najlepsze cechy wcześniejszych specyfikacji a i b, a więc dużą szybkość transmisji przy jednoczesnej większej odporności na zakłócenia, poszerzeniu zasięgu i kompatybilności ze standardem b. Wszystkie te wytyczne udało się osiągnąć – szybkość transmisji wynosi teraz 54 Mb/s, a dzięki wykorzystaniu pasma 2,4 GHz spełniono pozostałe wymienione warunki. Nie obyło się jednak bez kłopotów. Najpoważniejszym problemem okazała się współpraca urządzeń standardu 802.11b i 802.11g. Aby mogła ona zaistnieć, trzeba było rozwiązać problemy związane z tzw. długością preambuły, czyli polem synchronizacyjnym, które poprzedza ramkę z przesyłanymi danymi. W IEEE 802.11g długość tego pola wynosi 56 bitów (short preamble), natomiast w 802.11b – 128 bitów (long pramble). Kłopotliwa była także szybkość transmisji danych przy obecności w jednej sieci urządzeń zgodnych z 802.11b i 802.11g. W takiej sytuacji szybkość transmisji teoretycznie nie mogłaby być większa niż 11 Mb/s. Aby rozwiązać te problemy, wprowadzono specjalny mechanizm ATC (Air Trafic Control), którego zadaniem jest zarządzanie komunikacją w sieci mieszanej 802.11b/g. Jego działanie polega na tym, że przed rozpoczęciem transmisji urządzenia standardu 802.11g wysyłają krótką wiadomość do urządzeń 802.11b, informując je o tym, że przez określony czas pasmo będzie zajęte i w tym czasie nie wolno rozpoczynać żadnego przesyłania danych. Konieczność informowania urządzeń 802.11b odbija się niekorzystnie na efektywnej szybkości transmisji w sieci

Karta sieciowa z anteną

Access Point (ang. punkt dostępowy) to urządzenie stosowane w sieciach bezprzewodowych stanowiące element łączący część przewodową sieci (najczęściej w standardzie Ethernet) a część bezprzewodową (standard 802.11).

Access point najczęściej służy do komunikacji między bezprzewodowymi urządzeniami (najczęściej są to bezprzewodowe karty sieciowe). Zarządza on ruchem w obrębie takiej sieci.

Punkt dostępowy może także zapewniać niezależny dostęp do Internetu (bez konieczności zastosowania serwera) standardowej sieci przewodowej..

Bezprzewodowe karty sieciowe mogą komunikować się również ze sobą bez pomocy punktów dostępowych, pracując w trybie 'ad-hoc'.

Konfiguracja AP za pomocą przeglądarki WWW