Budowa sieci IT nie jest problemem tylko techniczno--ekonomicznym, bo technologie są jedynie narzędziem umożliwiającym uzyskanie pożądanego rezultatu, ale nie ulega wątpliwości, że podczas planowania trzeba wziąć pod uwagę zarówno obecnie dostępne technologie, rozwiązania, produkty i ich ceny, jak i to, czego należy oczekiwać w najbliższej przyszłości.

Przy planowaniu sieci LAN coraz częściej pojawia się pytanie, czy tworzyć infrastrukturę opartą na okablowaniu, bezprzewodowej transmisji radiowej Wi-Fi, czy też system mieszany.

Coraz większa szybkość przesyłu danych, zaawansowane mechanizmy zabezpieczeń dostępu i przesyłania danych, funkcje QoS do zapewniania kontroli jakości transmisji oraz możliwości centralnego zarządzania sieciami WLAN (Wireless LAN - bezprzewodowa sieć lokalna) to chyba najważniejsze ulepszenia wprowadzone w ostatnich latach. Pojawia się więc pytanie, czy należy spodziewać się, że Wi-Fi zastąpi klasyczną infrastrukturę kablową Ethernet w sieciach lokalnych LAN?

Jak na razie większość specjalistów odpowiada na to negatywnie. WLAN może być bardzo dobrym uzupełnieniem sieci kablowej, a tylko w niektórych przypadkach sensowna jest budowa podstawowej struktury opartej na Wi-Fi, bo przynajmniej pod niektórymi względami wciąż ustępuje ona rozwiązaniom przewodowym. Należy też zauważyć, że technologie sieci przewodowych Ethernet też nie stoją w miejscu, a perspektywy rozwoju 10G Ethernet, a w przyszłości również 100G Ethernet wciąż dają znaczną przewagę nad sieciami radiowymi przynajmniej pod względem przepustowości.

Ale jednocześnie sieci bezprzewodowe są dostępne na rynku od wielu lat, a ich popularność systematycznie rośnie - już obecnie znajdują one masowe zastosowania na rynku konsumenckim, korporacyjnym, a przede wszystkim w firmach MŚP. Można więc uznać, że jest to technologia dobrze sprawdzona w praktyce, a jej wady i zalety dobrze zweryfikowane.

Trzeba jednak pamiętać, że postęp rozwoju technologii jest szybki i porównywanie wad i zalet sieci kablowych w stosunku do bezprzewodowych na podstawie wcześniejszych doświadczeń i projektów jest często mało praktyczne.

Kable dla wymagających aplikacji

Jedną z najważniejszych przesłanek decydujących o wyborze technologii sieciowej są praktyczne wymagania aplikacji na przepustowość. W ogólności, jeśli są one duże, to najprawdopodobniej jedynym rozsądnym rozwiązaniem jest sieć kablowa.

Obecnie w sieciach takich najbardziej masowo wykorzystywane są interfejsy Fast Ethernet (100 Mb/s), ale ostatnio szybko wypierane przez Gigabit Ethernet - tego typu interfejsy są już standardowo instalowane nie tylko w stacjach roboczych, ale również komputerach PC i notebookach.

W efekcie standardowa przepustowość urządzeń klienckich przestaje być barierą dla większości nawet wymagających aplikacji. Wzrost ten wpływa oczywiście na konieczność odpowiedniego dopasowania wydajności interfejsów uplink w przełącznikach udostępniających serwery, tak aby to one nie stały się wąskim gardłem systemu ograniczającym możliwości udostępniane przez łącza klienckie.

Można tu wykorzystać mechanizmy agregacji łączy giagabitowych lub też interfejsy 10G Ethernet, których ceny systematycznie spadają, zwłaszcza że ostatnio pojawił się standard 10G Ethernet dla okablowania miedzianego.

W dalszej perspektywie, za kilka lat, ma się pojawić kolejna wersja 100G Ethernet - sieci kablowej o przepustowości 100 Gb/s. Prace nad przygotowaniem odpowiedniej specyfikacji już rozpoczęła tzw. grupa robocza organizacji IEEE (IEEE 802.3 Higher Speed Study Group).

Wi-Fi wciąż zachowuje zgodność

Pod względem przepustowości sieci Wi-Fi wciąż ustępują rozwiązaniom przewodowym i nie widać perspektyw, by miało się to zmienić. Warto jednak zauważyć, że najnowsze standardy 802.11n przewyższają pod tym względem klasyczny Fast Ethernet.

Pierwszy standard 802.11 zapewniał szybkość transmisji 1 lub 2 Mb/s. Masową popularność zyskała jednak dopiero kolejna jego wersja 802.11b o nominalnej przepustowości 11 Mb/s, która obecnie już ustąpiła miejsca sieciom 802.11g (54 Mb/s). W najbliższej przyszłości zaczną jednak dominować na rynku systemy 802.11n (300-600 Mb/s).

Opracowywany już od kilku lat standard 802.11n wciąż nie może się doczekać finalizacji (oficjalna publikacja specyfikacji nastąpi dopiero w 2008 r.), ale wynika to między innymi z wprowadzenia bardzo wielu ulepszeń, które mogą mieć bardzo istotne znaczenie dla użytkowników. Pierwotnie nowy standard miał mieć wydajność "co najmniej 100+ Mb/s", obecnie mówi się o nominalnych wydajnościach sięgających 600 Mb/s. Ale 802.11n to nie tylko wydajność, lecz także większy zasięg, funkcje QoS i ograniczenie niepożądanych interferencji oraz zgodność ze starszymi standardami mimo wprowadzenia wielu istotnych modyfikacji technicznych.

Nie tylko przepustowość

Do ważnych zalet Wi-Fi można zaliczyć niższe średnie koszty budowy infrastruktury. Choć bowiem bezprzewodowe interfejsy i stacje dostępowe są wciąż znacznie droższe od popularnych urządzeń przewodowych, to w przypadku budowy sieci przewodowej z reguły są mniejsze od ceny instalacji profesjonalnego okablowania (duży wpływ mają tu koszty robocizny). Oczywiście prawie w każdej sieci Wi-Fi musi istnieć okablowanie umożliwiające podłączenie do przełączników i serwerów przynajmniej stacji dostępowych, choć jego zasięg można znacznie ograniczyć, korzystając z technologii siatkowych sieci bezprzewodowych (Mesh Network).

Instalacja WLAN umożliwia też względnie łatwą modyfikację systemu, przenoszenie komputerów PC i dopasowywanie ich lokalizacji do zmieniających się warunków biznesowych, a także niekłopotliwe podłączanie urządzeń mobilnych, np. notebooków.

Największą elastyczność i niezawodność ma mieć jednak dopiero specyfikacja 802.11n zapewniająca efektywny zasięg zwiększony co najmniej o 50%, a także eliminująca występujące obecnie problemy z "martwymi polami" dzięki obowiązkowemu wprowadzeniu do standardu technologii MIMO (Multiple Input Multiple Output), a więc systemu wykorzystującego zestawy wielu anten i zaawansowane mechanizmy zarządzania rozproszonymi sygnałami.

Nie ulega wątpliwości, że warto zwrócić uwagę na nowe, dopiero raczkujące możliwości zastosowań sieci konwergentnych łączących transmisje danych, głosu, systemów do dostarczania wiadomości natychmiastowych IM (Instant Messaging), a także wideo.

Wi-Fi ułatwia realizację takiej idei, zwłaszcza w zakresie połączeń VoIP, które są dobrze znane i coraz bardziej popularne w systemach przewodowych. Sieci bezprzewodowe można wykorzystać do obsługi telefonów przenośnych VoIP, które funkcjonują tak jak hybryda telefonu stacjonarnego i komórkowego, zapewniając z jednej strony mobilność, a z drugiej, optymalizację kosztów połączeń. Tu również warto zwrócić uwagę na nowy standard 802.11n, który z myślą przede wszystkim o połączeniach VoIP został od podstaw wyposażony w odpowiednie mechanizmy QoS.

Na razie to jeszcze przyszłość, ale nieodległa. Na rynku już są dostępne telefony przenośne z interfejsami telefonicznymi (np. GSM) oraz sieciowymi Wi-Fi, a w USA niektórzy operatorzy już zaczęli świadczyć usługi umożliwiające wykorzystanie różnych kanałów telekomunikacyjnych zależnie od bieżącej lokalizacji i wymagań użytkownika.

N bliżej rynku

W połowie marca br. 83% członków grupy IEEE opracowującej specyfikację 802.11n zagłosowało za przyjęciem drugiej wersji draft tego standardu (wymagana do akceptacji większość to 75%). Ostateczna wersja ma zostać opublikowana w 2008 r.

Natomiast Wi-Fi Alliance zapowiada rozpoczęcie już w czerwcu br. testów zgodności i przyznawania certyfikatów urządzeniom zgodnym z 802.11n 2.0 (Draft 2 Compliant). Należy zauważyć, że organizacja ta po raz pierwszy zdecydowała się na testowanie i certyfikowanie produktów przed opublikowaniem ostatecznego standardu IEEE.

Największą modyfikacją techniczną jest zmiana mechanizmów związanych z obsługą pasma transmisji. W 802.11n dla uzyskania wyższej przepustowości zastosowano rozszerzony do 40 MHz kanał transmisji, podczas gdy starsze urządzenia Wi-Fi korzystają z węższego 20 MHz pasma, co w efekcie prowadziło do problemów ze wsteczną zgodnością.

Nowy projekt specyfikacji rozwiązuje te wątpliwości, wprowadzając podział 40 MHz pasma na dwa kanały o szerokości 20 MHz każdy. Urządzenia zgodne ze standardem będą musiały, przed nawiązaniem połączeń bezprzewodowych, skanować sieć przy wykorzystaniu 20 MHz kanału obsługiwanego przez wszystkie starsze urządzenia, a następnie uruchamiać odpowiedni tryb transmisji (o szerokości 20 lub 40 MHz).

Przełączenie do trybu z jednym kanałem 20 MHz będzie oznaczać konieczność zmniejszenia przepustowości, ale dzięki obowiązkowemu stosowaniu technologii MIMO (Multimedia In Multimedia Out) i tak będzie ona znacznie wyższa w porównaniu z 802.11g.

Oprócz tego urządzenia Bluetooth pracujące również w pasmie 2,4 GHz i wyposażone w interfejsy Wi-Fi będą mogły wysyłać standardowe alerty informujące, że żądają ograniczenia szerokości pasma do 20 MHz.

Tego typu rozwiązania mają wyeliminować nie tylko problemy ze wsteczną zgodnością urządzeń Wi-Fi, ale również zapobiec wzajemnym zakłóceniom lub blokadzie transmisji przez różne pracujące w pobliżu sieci i urządzenia bezprzewodowe.

Oznacza to niestety, że w takich przypadkach wydajność 802.11n będzie ograniczana i użytkownicy nie będą mogli korzystać z pełnej przepustowości. Z ograniczenia tego należy zdawać sobie sprawę, planując instalację lokalnych sieci Wi-Fi w miejscach, gdzie może wystąpić zagęszczenie różnych WLAN.

Można przypomnieć, że wcześniej podobne problemy z dwukanałową transmisją w urządzeniach 802.11g (umożliwiała ona uzyskanie przepustowości 108 Mb/s lub więcej) spowodowały, że Wi-Fi Alliance zrezygnowała z przyznawania certyfikatów zgodności ze standardem urządzeniom Wi-Fi wykorzystującym technologię łączenia kanałów, jeśli nie są one wyposażone w mechanizmy automatycznego ograniczania szerokości pasma do jednego kanału 20 MHz w wypadku pojawienia się kolizji z innymi sieciami lub urządzeniami.

W pasmie 5 MHz jest łatwiej. Mimo że projekt specyfikacji 802.11n zawiera podobne mechanizmy automatycznego ograniczania szerokości pasma w przypadku transmisji zgodnej ze standardem 802.11a, to tu sytuacja jest inna, bo dostępnych jest do 20 różnych kanałów, a nie tylko trzy jak w 802.11b/g i dlatego prawdopodobieństwo interferencji jest znacznie mniejsze.