Retele WLAN in banda de 5 GHz

Retele WLAN în banda de 5 GHz

1. INTRODUCERE IN RETELE WIRELESS

Necesitatea unei retele de calculatoare este evidenta, fie ca este vorba de o firma mica sau mijlocie, fie ca este vorba de o retea locala. In momentul in care numarul de calculatoare din reta creste iar distanta dintre staii creste si ea, solutia calsica a retelei prin fir nu mai este viabila, fiind inlocuita cu o retea WIRELESS. Tehnologia wireless permite legarea mai multor calculatoare in retea fara a fii nevoie de sute de metrii de cablu si fara efortul necesar pentru a cabla intreaga retea. Retelele WIRELESS fac fata cu succes nevoii de viteza, existand chiar solutii de banda larga care depasesc unele topologii de reta prin fir.

Tehnologiile WIRELESS nu sunt folosite numai in domeniul retelelor dintre calculatoare, aceste retele fiind domeniul de varf al comunicatiilor fara fir. Cel mai clasic exemplu de implemnatare ar fii teleomanda unui televizor care foloseste unde din domeniul infra rosu pntru a comunica cu receptorul aflat in televizor.

In ziua de astazi se cauta inlocuirea tuturor cablurilor pentru ca acestea ocupa spatiu si se defecteaza foarte usor. Astfel tehnologiile WIRELESS au fost folosite pentru a inlocuii cablurile de tastaura, mouse, pentru a facilita conexiunea dintre unele dispozitive electronice (telefoane, playere audio portabile, aparate foto digitale, calculatoare portabile.)

In aceasta lucrare ne vom concentra doar asupra retelelor WLAN si mai precis aspura WLAN de 5GHz.

1.2 Principiul de functi 14514v2113o onare.

Principiul de functi 14514v2113o onare este simplu si are la baza undele electromagnetice, unde radio sau unde infra rosii, unde prin intermediul carora se realizeaza o conexiune intre doua calculatoare fara ca cele doua calculatoare sa fie conectate intre ele prin cabluri (galvanic).

Pentru implementarea unei retele WLAN de viteza mare si care sa acopere o distanta considerabila(sute de metrii - kilometrii), se folosesc undele radio care tranmit energie de la un emitator la un receptor, semnalul radio mai poarta si numele de "purtator". Informatia care se dorese a fii transmisa este modulata pe un semnal purtaor ca la receptie acesta sa fie demodulat si astfel se extrage informatia transmisa.

Cel mai simplu exemplu de retea wireless este reteaua peer to peer, unde sunt necesare doar doua calculatoare echipate cu placii de retea WLAN, iar distanta dintre cele doua calculatoare nu trebuie sa depaseasca 10-15 metrii. Daca se doreste legarea mai multor calculatoare in aceeasi retea, atunci este nevoie de un punct de acces (access point), la care se pot lega 15-20 de calculatoare aflate intr-o raza 500 feet in interior si 1000 feet in exterior. In cazul unei companii de dimensiuni mari vor fii necesare mai multe puncte de acces pentru a acoperii o raza mai mare.

Daca se doreste legarea a doua retele aflate la distante de cativa kilometrii atunci se vor folosii antene directionale (directional antenna).

1.3 Tehnologii si standarde

Pentru a implementa o retea wireless putem lua in considerare urmatoarele tehnologii: - Narrow Band

Spread Spectrum

Frequency - Hopping Spread Spectrum

Direct - Sequence Spread Spectrum

Infrared

1.3.1 Narrow Band (banda ingusta)

Aceasa tehnologie presupune folosirea unui sitem radio de banda ingusta pentru a transmite informatia de la un punc la altu. Largimea benzii este atat de mare incat sa permita transmiterea in conditii optime a informatiei de la un punct la altu.

1.3.2 Spread Spectrum

Majoritatea reteleor de tip WLAN folosesc aceasta tehnoligie pentru a transmite informatia. Aceasta tehnologie a fost dezvoltata de armata si presupune folosirea unei bande radio largi pentru a asigura comunicarea in situatii critice. Spre deosebire de tehnologia de banda ingusta (narrow band), tehnologia Spread Spectrum utilizeaza o banda larga pentru a trnasimte, motiv pentru care semnalele sunt mai puternice si sunt mai usor de detectat de catre receptor.

1.3.3 Frequency - Hopping Spread Specrtum (FHSS)

Aceasta tehnologie este derivata din tehnologia Spread Spectrum si presupune folosirea unui purtator de banda ingusta care-si schimba frecvanta intr-un anumit mod, mod cunoscut de emitator si de receptor deopotriva.

1.3.4 Direct - Sequence Spread Spectrum (DSSS)

Si aceasa tehnologie deriva din tehnologia Spread Spectrum si presupune transimterea unui bit redundant la fiecare bit de informatie transmis. Cu cat mesajul este mai mare cu atata creste probabilitatea ca acesta sa fie receptionat corect.

1.3.5 Infrared

Sisteme din aceasta categorie folosesc frecvente foarte inalte (imediat sub spectrul vizibil) pentru a trnasmite informatie. Ca si lumina. Undele infrarosu nu pot sa treaca prin obiecte opace, de accea exista doua posibilitati de transmisie : in linie dreapta fara obstacole sau prin inprastiere (diffuse tehnology).

Primul standard in acest domeniu a fost adoptat de IEEE in 1997 si este standardul 802.11. Acest standard permitea proiectantiilor de echipamnete mobile sa interconecteze aceste echipamnete. In cazul unor canale cu zgomot rata de transfer era de 2Mbps iar in cazul unor canale puternic afectate de zgomot viteza de transfer scade la 1Mbps

In 1999 acest standard a fost inbunatatit devenind astfel 802.11b(High Rate), ajungandu-se la viteze de transfer de 11Mbps in cazul canalelor perturbate iar in cazul canalelor puternic perturbate rata ajungea la 5.5Mbps sau la 2Mbps, 1Mbps, fiind astfel perfect compatibile cu echipamnatele ce corspund standardului 802.11 din 1997

2.AVANTAJE ALE UTILIZARII UNEI RETELE WIRELESS

Mobilitatea impune extinderea capacitatii de comunicare atat in mediul de birou, cat si in zonele de tranzit ale cladirilor. De asemenea, costurile de cablare pentru o retea aflata in stadiul de proiectare si implementare pot fi reduse prin utilizarea de echipamente wireless.

Retelele locale LAN (Local Area Networks) traditionale conecteaza statiile de lucru intre ele, cu un server, imprimante sau alte echipamente de retea. Pentru aceasta folosesc cabluri sau fibre optice ca mediu de transmisie. Utilizatorii comunica prin LAN, schimba mesaje electronice si acceseaza programe sau baze de date comune.
Pentru a conecta un calculator la o retea LAN, avem nevoie de o placa de retea si de un cablu pe care trebuie sa-l introducem intr-un hub montat pe un perete apropiat. Distanta pana la cel mai apropiat hub determina lungimea cablului si posibilitatea, mai mare sau mai mica, de a deplasa in spatiu statia de lucru. Daca dorim sa rearanjam spatiul, vom face deconectarea de la retea, pozarea unui nou cablu, posibil de lungime mai mare, si reconectarea in noua locatie. Extinderea retelei LAN inseamna cabluri suplimentare si supraincarcarea serverului. Retelele LAN complexe, cu numar mare de utilizatori localizati in incaperi sau la etaje diferite, trebuie impartite in domenii sau segmente, pentru a facilita administrarea.
Retelele LAN Wireless, sau WLAN, permit statiilor de lucru sa comunice si sa acceseze reteaua folosind propagarea undelor radio, ca mediu de transmisie. Retelele WLAN pot fi conectate la o retea cablata existenta, ca o extensie, sau pot forma baza unei noi retele. La realizarea unei retele radio, investitia initiala este mai mare decat in cazul unei retele cablate, insa amortizarea acestei investitii se face prin avantajele evidente pe care le ofera in privinta administrarii, amplasarii fizice, latimii de banda si a securitatii, in comparatie cu retelele cablate.
Cea mai importanta caracteristica a retelelor WLAN este adaptabilitatea lor la modificarile de locatii ale statiilor de lucru. Aceasta implica functionalitatea lor atat in interiorul cat si in exteriorul cladirii, de orice dimensiuni, destinata birourilor, productiei, sau universitatilor.
Constructia unei retele WLAN se bazeaza pe crearea de "celule". O celula este determinata de zona in care comunicarea prin unde radio este posibila. Undele radio au o propagare mai mare sau mai mica in functie de puterea transmitatorului, de tipul si forma zidurilor dintre receptor si emitator, de caracteristicile fizice ale mediului care poate reflecta in diverse moduri aceste unde. De aici si dimensiunea celulei. Ea poate acoperi o zona aproximativ circulara in care statiile de lucru, calculatoarele de tip laptop sau notebook pot fi deplasate fara a fi deconectate de la retea. Toate comunicatiile radio din cadrul unei celule sunt coordonate de un echipament de management al traficului. De exemplu in sistemul BreezeNET PRO.11, furnizat de firma BreezeCOM, managementul traficului este realizat de o unitate denumita Access Point, care conecteaza celulele retelei WLAN una cu cealalta, respectiv reteaua WLAN cu o retea Ethernet LAN cablata.

3.IMPLEMENTAREA UNEI RETELE WIRELESS

Retea wireless Ad-Hoc

O retea LAN wireless ad hoc este un grup de computere, fiecare echipat cu un adaptor WL11000 conectata ca o retea independenta wireless LAN. Calculatoarele dintr-o retea wireless LAN ad hoc trebuie sa fie configurate sa foloseasca acelasi canal radio.
Configuratiile ad-hoc wireless LAN sunt utile pentru departamente-ramuri ale companiilor sau operatii SOHO [SS1]

In modul ad-hoc orice computer poate comunica cu un alt computer din retea point-to-point. In modul infrastructura toti clientii retelei comunica cu un Access Point. Acest Access Point functioneaza ca un Ethernet bridge (hub) si forward-eaza informatia catre celelalte calculatoare sau catre un alt Access Point sau Broadband Gateway. Practic, un Access Point creeaza un punct central (nod) in retea. Un lucru important este faptul ca poate fi folosit pentru a conecta o retea wireless cu o retea cablata, permitand astfel utilizatorilor de retea wireless sa se conecteze la o retea privata.

Retea Wireless de tip Infrastructura

WL11000 ofera acces statiilor wireless la o retea LAN cablata. O retea LAN care cuprinde atat elemente cablate, cat elemente wireless, se numeste Configuratie de Infrastructura. Un grup de calculatoare utilizatoare cu WL11000 si un punct de acces formeaza un Set de Servicii de Baza (BSS). Fiecare calculator cu WL11000 P dintr-un astfel de BSS poate comunicacu orice alt calculator din infrastructura cablata LAN prin punctul de acces.
O astfel de configuratie de infrastructura mareste accesibilitatea calculatoarelor echipate cu WL11000 la o retea cablata LAN, si dubleaza distanta efectiva de transmisie intre 2 calculatoare cu WL11000. Deoarece punctul de acces poate transmite date in cadrul propriului BSS, distanta efectiva de transmisie intr-o infrastructura LAN se dubleaza.

Distanta efectiva de transmisie

Folosirea unui singur identificator este esentiala intr-un BSS. Toate calculatoarele echipate cu WL11000 configurate fara optiunea de roaming intr-un BSS independent trebuie configurate cu un identificator BSS corespunzator WL11000SA folosit in BSS. Verificati identificatorul WL11000SA pentru BSS sau folositi programul punctului de acces Browser Utility pentru a determina identitificatorul BSS.
Configuratia de infrastructura Wireless LAN este potrivita pentru acces wirelss la o baza centrala de date, sau ca o aplicatie wireless pentru utilizatorii mobili.
O configuratie point-to-point LAN este posibila cand douan puncte de acces sunt legate la o antena directionala optionala (antena directionala este un accesoriu optional, va rugam coontactati vazatorul pentru mai multe informatii). Antena directionala face ca interconectarea intre LAN si un backbone wireless intre cladiri sa fie posibila.

Retea Wireless de tip Roaming

Modul infrastructura suporta de asemenea si caracteristici roaming pentru utilizatorii mobili. Mai multe BSS pot fi configurate pentru a crea un Set de servicii extins (ESS). Reteaua continua permite utilizatorilir deplasarea libera in cadrul ESS. Toate calculatoarele echipate cu WL11000 si toate WL11000SA din cadrul unui ESS trebuie configurate cu acelasi identificator ESS si trebuie sa foloseasca acelasi canal radio.

Roaming in Serviciul de servicii extins (ESS)

Inainte de a activa intr-un ESS capacitatea de roaming, se recomanda alegerea unui cnal radio potrivit si o locatie optima a punctului de acces. Pozitionarea corecta a punctului de acces, combinata cu un semnal radio clar, va mari mult performanta retelei.

Retea Wireles de tip Bridge Point-to-Point

nestandardizat in 802.11b

Pentru a se reusi conectarea diferitelor retele LAN, exista doua tipuri de configurare a setarilor intr-un bridge wireless, numite "Bridge Master" si "Bridge Slave". Bridge-urile care servesc drept unitati root sunt conectate la infrastructura backbone primara si ar trebui sa aiba modul Network Type setat ca si "Bridge Master". Cele care se comporta ca Bridge-uri la distanta, atasate la backbone-ul secundar si care comunica prin radio cu unitatea root ar trebui sa aiba modul Network Type setat ca si "Bridge Slave".
Configurarea Point-to-Point Wireless Bridges utilizeaza doua unitati Wireless Bridge pentru a crea o legatura bridge intre doua retele LAN.

Retea Wireless de tip Bridge Point-to-Multipoint

nestandardizat in 802.11b

Cand se conecteaza trei sau mai multe retele LAN (de obicei aflate in cladiri diferite, conectarea facandu-se intre caldiri), fiecare cladire are nevoie de un bridge wireless. Aceasta configuratie se numeste Multipoint Wireless Bridge Configuration.

Bridge Wireless cu noduri de terminare Wireless

Un bridge wireless (Bridge Master) are capacitatea de a deservi nodurile client wireless din interiorul constructiei. Piesa client wireless poate stabili contact radio cu bridge-ul wireless (Bridge Master) si poate avea acces wireless la toate retelele LAN, statiile de lucru sau resursele de retea, atat locale cat si cele la distanta.

4.APLICATII

Aplicatii tipice:

In mod Infrastructura

1. O companie ce are agenti de teren cu laptop pot implementa in sediul companiei unul sau mai multe Access Point-uri.
   Cand agentii sosesc in companie nu mai este necesara cablarea sau asigurarea unor puncte de lucru conectate in retea.
2. Trebuie extinsa o retea intr-o companie in care nu se mai doreste recablarea cladirii.
   Se instaleaza unul sau mai multe Access Point-uri si calculatoarele situate in zona de acoperire vor putea accesa reteaua deja existenta

In mod Ad-Hoc

1. Doua (sau mai multe computere) aflate relativ aproape dar inte care nu pot si cablate firele retelei clasice si intre care se doreste sa se realizeze o retea pot folosi acest mod de lucru
2. Sistemul desktop de acasa si Laptopul pot folosi acest mod de lucru al adaptoarelor wireless pentru transfer de date.
3. Acest mod se poate folosi si intr-o intalnire de afaceri in care fiecare partener are card de retea wireless daca se doreste transferarea unor anumite date.

Realizarea unei retele WIreless

Echipamentele wireless constituie in prezent o alternativa profesionala la fibra optica, retelele terestre sau retelele de cablu TV in ce priveste solutiile de trasfer de date sau access Internet pe distante de pina la 80 km.
Ne-am oprit la echipamentele Accto, seria Ceetah. Nu sunt perfecte insa odata ce le cunoasteti echipamentele sunt destul de robuste si se preteaza pietei Europei de Est, Africa sau Estul Mijlociu.
Echipamentele lucreaza in frecventa libera de 2.4 ghz pe o latime de banda de 11 mbps. Viteza reala este de 0.680 MB/sec adica exact viteza de pe o retea cablata de 10 mbps. Un alt avantaj major al echipamentelor este ca pingul intre doua astfel de echipamente este de 2-3 ms constant, deosebit de bun, chiar si in mediu cu spectru incarcat. De asemenea nivelul de securitate este ridicat avind la dispozitie atit setarea unei liste de pina la 20 adrese mac pe AP pentru a avea access cit si setatea incriptarii cu cuvinte cheie pe 64 si 128 biti. Fara setarea listei echipamentul accepta 64 de clienti wireless maxim. Acest dublu nivel de securitate va confera o foarte buna protectie in exploatare.
Pentru a vedea cit de usor este sa relizati diverse solutii, conectari, in functie de nevoile clientului va invitam cu caldura sa vizitati cu atentie paginile Aplicatii WLAN.

Echipament:

In momentul achizitionarii aparaturii wireless este bine de stiut nevoia precisa pe care trebuie sa o deserveasca in prezent cit si dimensiunile retelei wireless la care dorim sa ajungem. Cu cit cunosteti aceste date mai precis cu atit veti realiza mai repede si mai eficient reteaua pe care o doriti. Echipamentul este simplu si se instaleaza extrem de usor.
Un alt avantaj ale acestor echipamente este ca utilizeaza mufe tip N, model european si extrem de ieftine (1-2 USD) fata de cele model american care costa 7 USD o singura mufa.

Acces Point:

Quanta Broadband Gateway & wireless print server (BG111) este compatibil cu produsele wireless in standardul IEEE 802,11b ce functioneaza la 2,4-5 GHz si suporta o rata de transfer de pana la 11 Mbps. Este dotat cu doua antene dipol nedetasabile ce pot fi ridicate pentru a obtine o receptie mai buna. BG 111 nu este doar o cale convenabila de a te conecta la Internet, ci poate lucra si stand-alone putand face interconectarea intre o retea cablata (detine 4 porturi de LAN) si o retea wireless. De asemenea, BG 111 poate indeplini si functia de Internet Access with NAT (Network Address Translation), adica posibilitatea de a masca subretelele pentru iesirea pe Internet.

Configurarea lui BG 111 este similara cu cea a Access Pointului AP44B, fiind necesara conexiunea cu computerul printr-un cablu de retea direct, si in acest caz folosindu-se browserul. Adresa IP implicita a acestuia este 192.168.1.1, iar dupa autentificare este afisata interfata de configurare. De data aceasta nu mai beneficiem de un wizzard ca in cazul access point-ului, celui ce-l configureaza fiindu-i necesare ceva mai multe cunostinte in materie de comunicatii wireless. La cele doua interfete de printare, paralel sau USB, se poate lega direct o imprimanta, permitand listarea de pe echipamentele wireless.

Antena omnidirectionala:

Este extrem de utila cind dorim sa oferim internet pe o raza de 4-5 km la diversi clienti iar spectrul nu este incarcat adica nu mai exista in aceeasi arie un numar mare de alti provideri wireless pe 2.4 GHz.

Antena sectoriala:

Daca dorim sa acoperim o zona cu un semnal mai puternic atunci este recomandat sa instalam o antena sectoriala in acel PoP (point of presence). Este indicat ca la un AP sa conectam doar o singura antena sectoriala si sa il echipam si cu un protector pentru traznete. Astfel obtinem o acoperire maxima de 90-170 grade in functie de modelul de antena sectoriala folosit.

Splitter:

Este practic un conector care permite conectarea pe un AP a doua antene. Se recomanda a fi folosit doar pentru conectarea a doua antena UNIDIRECTIONALE. Nu se recomanda pentru a fi folosit pentru coenctarea a doua antene sectoriale pe acelasi AP.

Surge protector:

Functia unui SURGE PROTECTOR este de a proteja AP-ul atunci cind un traznet loveste antena insa este necesar sa fie corect conectat la pamintare. Aceste echipament este extrem de eficient si va recomandam cu caldura, in interesul D-voastra, sa achizitionati cite un Protector pentru fiecare AP cumparat indiferent daca este sau nu asezat la loc deschis sau nu.

Pig tail:

Pig tail-ul este un cablu care concteaza doua echipamente wireless si care are conectori diferiti in ambele capete. De exemplu este extrem de util in a conecta la un NOTEBOOK o antena unidirectionala pentru o mai precisa analiza a calitati semnalului radio la resedinta clientului.
Testarea calitatii semnalului radio la resedinta clientului se numeste SITE SURVEY si aceasta de obicei se face cu un NOTEBOOK care are instalata o placa wireless PCMCIA. Acest SITE SURVEY se poate face insa si cu un NOTEBOOK dotat cu placa de retea si un AP cu antena insa prima solutie este mult mai relevanta.