Сети с беспроводным доступом

Технология беспроводных сетей развивается довольно быстро. Эти сети удобны в первую очередь для подвижных средств. Наиболее перспективным представляется проект IEEE 802.11, который должен играть для радиосетей такую же интегрирующую роль как 802.3 для сетей Ethernet и 802.5 для Token Ring. В протоколе 802.11 используется тот же алгоритм доступа и подавления столкновений, что и в 802.3, но здесь вместо соединительного кабеля используются радиоволны.

При относительно малых расстояниях проблем обычно не возникает и работу беспроводной сети действительно можно аппроксимировать алгоритмом CSMA. Но в случае, когда расстояние между передатчиком и приемником сравнимо с радиусом надежной связи, отличие от традиционных сетей становится значительным. Ведь для радиосетей важна интерференция на входе приемника, а не на выходе передатчика (как в CSMA). Таким образом, в радиосетях, прежде чем начать передачу данных надо знать, имеется ли радио активность в зоне приемника-адресата. В коротковолновых сетях возможна одновременная передача для нескольких адресатов, если они находятся в разных зонах приема.

Беспроводная среда

Словосочетание «беспроводная среда» может ввести в заблуждение, поскольку означает полное отсутствие проводов в сети. В большинстве случаев это не совсем так. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой в качестве среды передачи используется кабель. Такая сеть со смешанными компонентами называется гибридной.

Идея беспроводной среды весьма привлекательна, так как ее компоненты:

• обеспечивают временное подключение к кабельной сети;

• помогают организовать резервное копирование в кабельную сеть;

• гарантируют определенный уровень мобильности;

• позволяют снять ограничения на максимальную протяженность сети, накладываемые медными или даже оптоволоконными кабелями.

Применение

Трудность монтажа кабеля — фактор, который дает беспроводной среде неоспоримое преимущество. Беспроводная среда может оказаться особенно полезной в следующих ситуациях:

• в помещениях с большим скоплением народа (например, в приемной);

• для людей, у которых нет постоянного рабочего места (например, для врачей или медсестер);

• в изолированных помещениях и зданиях;

• в помещениях, где планировка часто меняется;

• в строениях (например, памятниках истории или архитектуры), где прокладывать кабель запрещено.

Типы беспроводных сетей

В зависимости от используемой технологии беспроводные сети можно разделить на три типа:

• локальные вычислительные сети;

• расширенные локальные вычислительные сети;

• мобильные сети (переносные компьютеры).

Основные различия между этими типами сетей — параметры передачи. Локальные и расширенные локальные вычислительные сети используют передатчики и приемники, принадлежащие той организации, в которой функционирует сеть. Для переносных компьютеров средой передачи служат общедоступные сети, например, телефонная сеть или Интернет.

Локальные вычислительные сети

Типичная беспроводная сеть выглядит и функционирует практически так же, как кабельная, за исключением среды передачи. Беспроводной сетевой адаптер с трансивером установлен в каждом компьютере, и пользователи работают так, будто их компьютеры соединены кабелем.

Точки доступа

Трансивер, называемый иногда точкой доступа (access point), обеспечивает обмен сигналами между компьютерами с беспроводным подключением и кабельной сетью.

В беспроводных ЛВС используются небольшие настенные трансиверы. Они устанавливают радиоконтакт с переносными устройствами. Наличие этих трансиверов и не позволяет назвать такую сеть строго беспроводной.

Рис. 26 — Переносной компьютер, подключенный

к точке доступа

Способы передачи

Беспроводные локальные сети используют четыре способа передачи данных:

• инфракрасное излучение;

• лазер;

• радиопередачу в узком диапазоне (одночастотная передача);

• радиопередачу в рассеянном спектре.

Инфракрасное излучение

Все инфракрасные беспроводные сети используют для передачи данных инфракрасные лучи. Этот способ позволяет передавать сигналы с большой скоростью, поскольку инфракрасный свет имеет широкий диапазон частот. Инфракрасные сети способны нормально функционировать на скорости более 10 Мбит/с.

Существует четыре типа инфракрасных сетей.

• Сети прямой видимости.

В таких сетях передача возможна лишь в случае прямой видимости между передатчиком и приемником.

• Сети на рассеянном инфракрасном излучении.

При этой технологии сигналы, отражаясь от стен и потолка, в конце концов достигают приемника. Эффективная область действия ограничена примерно 30 м, и скорость передачи невелика (из-за неравномерности сигнала).

• Сети на отраженном инфракрасном излучении.

В этих сетях оптические трансиверы, расположенные рядом с компьютером, передают сигналы в определенное место, откуда они пересылаются соответствующему компьютеру.

• Модулированные оптические сети.

Эти инфракрасные беспроводные сети соответствуют жестким требованиям мультимедийной среды и практически не уступают в скорости кабельным сетям.

Хотя скорость инфракрасных сетей, и удобство их использования очень привлекательны, возникают трудности при передаче сигналов на расстояние более 30 м. К тому же такие сети подвержены помехам со стороны сильных источников света, которые есть в большинстве организаций.

Лазер

Лазерная технология похожа на инфракрасную тем, что требует прямой видимости между передатчиком и приемником. Если по каким-либо причинам луч будет прерван, то это прервет и передачу.

Радиопередача в узком диапазоне (одночастотная

передача)

Этот способ напоминает вещание обыкновенной радиостанции. Пользователи настраивают передатчики и приемники на определенную частоту. При этом прямая видимость необязательна, площадь вещания составляет около 46 500 м². Однако, поскольку используется сигнал высокой частоты, он не проникает через металлические или железобетонные преграды.

Доступ к такому способу связи осуществляется через поставщика услуг. Связь относительно медленная (около 4,8 Мбит/с).

Радиопередача в рассеянном спектре

При этом способе сигналы передаются на нескольких частотах, что позволяет избежать проблем, присущих одночастотной передаче.

Доступные частоты разделены на каналы. Адаптеры в течение заданного промежутка времени настроены на определенный канал, после чего переключаются на другой. Переключение всех компьютеров в сети происходит синхронно. Данный способ передачи обладает некоторой «встроенной» защитой: чтобы подслушать передачу, необходимо знать алгоритм переключения каналов.

Если необходимо усилить защиту данных от несанкционированного доступа, применяют кодирование.

Существуют сети, которые передают данные со скоростью до 2 Мбит/с на расстояние до 3,2 км — на открытом пространстве и до 200 м — внутри здания.

Это тот случай, когда технология позволяет получить по-настоящему беспроводную сеть.

Передача «точка-точка»

Данный способ передачи несколько выходит за рамки существующего определения сети. Технология передачи «точка-точка» предусматривает обмен данными только между двумя компьютерами, а не между несколькими компьютерами и периферийными устройствами. Для того чтобы организовать сеть с беспроводной передачей, необходимо использовать дополнительные компоненты, такие, как одиночные трансиверы и хост-трансиверы. Их можно устанавливать как на автономных компьютерах, так и на компьютерах, подключенных к сети.

Эта технология, основанная на последовательной беспроводной передаче данных, обеспечивает:

• высокоскоростную и безошибочную передачу по радиоканалу «точка-точка»;

• проникание сигнала через стены и перекрытия.

Расширенные локальные сети

Некоторые типы беспроводных компонентов способны функционировать в расширенных локальных вычислительных сетях так же, как их аналоги — в кабельных сетях. Беспроводной мост, например, соединяет сети, находящиеся друг от друга на расстоянии до 5 километров.