Sieci bezprzewodowe LAN to obecnie dwa standardy: 802.11 i OpenAir. Zostawmy ten drugi, który nie cieszy się zbyt dużą popularnością, i skoncentrujmy się na standardzie 802.11, na którym oparte są prezentowane w tym artykule rozwiązania.

Na początek trochę teorii

Tak jak standardy 802.3 (Ethernet) i.802.5 (Token Ring) standard IEEE 802.11 (opisujący pracę bezprzewodowych sieci Ethernet) koncentruje się na dwóch warstwach modelu OSI - na podwarstwie MAC (Media Access Control), czyli dolnej części warstwy łącza, oraz na warstwie fizycznej (rys. 1).

Ratyfikowany niedawno standard IEEE 802.11 zakłada, że pakiety można transmitować z szybkością 2 Mb/s, a komputer wyposażony w adapter 802.11 może być oddalony nawet o 500 m od punktu dostępu (Access Point) lub od drugiego komputera dysponującego podobnym adapterem. Ale to tylko teoria, bo w praktyce nie wygląda to już tak różowo.

Standard 802.11 opisuje technologie transmitowania pakietów drogą bezprzewodową, wykorzystujące poszerzone pasmo przenoszenia danych (spread spectrum) przez wiele kanałów operujących w paśmie częstotliwości 2,4 GHz. Koncepcja wykorzystująca wiele kanałów ma tę zaletę, że liczba przekłamań przy transmitowaniu pakietów drogą radiową jest bardzo mała. Standard ten reguluje też kwestię dostępu do medium - w tym przypadku nie jest to miedziany kabel, ale określona częstotliwość. Tak jak w kablowych sieciach Ethernet każdy klient musi przed wysłaniem pakietu w eter upewnić się, czy medium jest wolne, posługując się algorytmem CSMA/CA (Collision Sense Multiple Access/Collision Avoidance) - metodą dostępu do łącza z badaniem stanu kanału i unikaniem kolizji. Jest to standard stosowany w sieciach AppleTalk, pracujący nieco inaczej niż stosowany w sieciach Ethernet standard CSMA/CD - metoda dostępu do łącza z badaniem stanu kanału i wykrywaniem kolizji.

Jeśli przyjrzymy się bliżej temu standardowi, to zauważymy, że mamy do czynienia z dwiema nieznacznie się różniącymi (ale jednak niekompatybilnymi ze sobą) technologiami (dochodzi jeszcze wersja dla podczerwieni). Sieci pracujące w podczerwieni przesyłają pakiety operując (chodzi o warstwę fizyczną) w jednym podstawowym paśmie częstotliwości, podczas gdy pozostałe dwie technologie wykorzystują szerokie pasmo przenoszenia danych (częstotliwość 2,4 GHz), dzieląc je na wiele kanałów.

Pierwsza nosi nazwę FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) - technologia rozszerzonego widma z przemienną częstotliwością - i pracuje w ten sposób, że strumienie danych są przełączane z jednej częstotliwości na drugą (każda częstotliwość to oddzielny kanał komunikacyjny), pozostając na każdej z nich nie dłużej niż 100 ms.

Konkurująca z nią technologia znana jest pod nazwą DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) - technologia rozszerzonego widma z bezpośrednim szeregowaniem bitów - i na pierwszy rzut oka pracuje w podobny sposób. Strumienie danych są tu jednak rozdzielane przy transmitowaniu z wykorzystaniem specjalnych bitów (zwanych bitami szumów), a odbiornik musi dysponować układem deszyfrującym (wykorzystującym tzw. chipping code - rys. 2), aby interpretować w odpowiedni sposób poszczególne strumienie danych. Cały proces polega na rozbiciu każdego transmitowanego bitu na wiele "podbitów" (każdy taki podbit to jeden "chip", nazwany tak od wspomnianego powyżej mechanizmu szyfrowania), reprezentowanych w eterze jako "0" lub "1". Dzięki takiej operacji pakiety są transmitowane przy użyciu dużo szerszego pasma przenoszenia danych niż w przypadku normalnej transmisji. Standard wymaga, aby współczynnik poszerzenia pasma wynosił 1:10 (rys. 3).

Testy wykazują, że technologia DSSS pracuje wydajniej niż FHSS. Jednak produkty wykorzystujące technologię FHSS pracują stabilniej i są tańsze.

Zaprezentowany powyżej podział ma swoje odzwierciedlenie na rynku. Pewni producenci wspierają standard DSSS, inni koncentrują się na technologii FHSS. Testowaniu poddano jednak wyłącznie produkty klasy DSSS, ponieważ obóz wspierający technologię FHSS (a zaliczyć trzeba do niego Breeze COM, Symbol Technologies i Proxim) nie był przygotowany do tego rodzaju próby. Po wstępnej selekcji na placu boju pozostały cztery produkty DSSS.

Testowanie bez kabli

Testy prowadzono w takim środowisku, z jakim mamy najczęściej do czynienia w rzeczywistości. Każdy punkt dostępu był podłączony do huba zainstalowanego w standardowej sieci LAN 10 Mb/s (współdzielony dostęp do medium), w której pracował serwer Windows NT 4.0 i kilka klientów platformy Windows 98. Bezprzewodowe adaptery sieci LAN (interfejsy PC Card) instalowano w notebookach platformy Windows 98, wyposażonych w 48 MB pamięci RAM i procesor Pentium 233 MHz.

Właściwe testowanie polegało na kopiowaniu dużego pliku o pojemności 23,6 MB w dwóch sytuacjach: raz, gdy notebook był oddalony od punktu dostępu o 10 m, a drugi raz o 20m.

Sprawdzano też maksymalny zasięg każdego z rozwiązań, odchodząc z notebookiem tak daleko od punktu dostępu, aż transmisja ustawała. Kolejny test dotyczył bezpieczeństwa danych przesyłanych drogą bezprzewodową: przez stosowanie różnych dostępnych w tym środowisku pracy metod identyfikacji danych oraz użytkowników.

Na rynku jest już niemało produktów spełniających wymagania stawiane przez standard 802.11. Jednak testy czterech sieci bezprzewodowych wykazały, że zarówno zasięg, jak i przepustowość pozostawiają jeszcze wiele do życzenia. Zastrzeżenie mogą tez budzić słabe narzędzia do zarządzania takimi sieciami.