Powietrze zamiast kabla

Alternatywą dla inwestycji w okablowanie strukturalne jest wdrożenie lokalnej sieci bezprzewodowej, opartej na promieniowaniu w paśmie podczerwieni lub mikrofalowym. Budowa i rekonfigurowanie takiej sieci jest znacznie łatwiejsze. Jej ograniczeniem jednak jest wysoki koszt początkowy i mała przepustowość w porównaniu z rozwiązaniami kablowymi.

Alternatywą dla inwestycji w okablowanie strukturalne jest wdrożenie lokalnej sieci bezprzewodowej, opartej na promieniowaniu w paśmie podczerwieni lub mikrofalowym. Budowa i rekonfigurowanie takiej sieci jest znacznie łatwiejsze. Jej ograniczeniem jednak jest wysoki koszt początkowy i mała przepustowość w porównaniu z rozwiązaniami kablowymi.

Stosowanie sieci bezprzewodowych jako alternatywy dla klasycznego medium, jakim jest okablowanie, jest zalecane w dwóch sytuacjach: gdy jeden koniec połączenia jest mobilny i nie można podłączyć do niego kabla lub gdy z innych powodów jest niemożliwe zbudowanie infrastruktury kablowej. Inwestycja w lokalną sieć bezprzewodową ma jeszcze jedno uzasadnienie: taką sieć w przypadku przeprowadzki firmy do nowego budynku można w całości zdemontować. Łatwiejsza jest również jej modernizacja.

Dzięki zatwierdzonemu niedawno standardowi IEEE 802.11 komunikacja bezprzewodowa ma szansę upowszechnić się jako alternatywny sposób dołączania do sieci lokalnej użytkowników komputerów przenośnych i podręcznych komputerów wyposażonych w system Windows CE lub PalmOS.

Coraz częściej jest ona stosowana jako alternatywny sposób budowania łączy między kilkoma oddziałami firmy w obrębie jednego miasta.

Jak w telewizyjnym pilocie

Bezprzewodowe sieci lokalne mogą być budowane wg dwóch technologii: promieniowania w paśmie podczerwieni IR (Infrared) oraz promieniowania mikrofalowego RF (Radio Frequency).

Największą zaletą pierwszej - promieniowania w paśmie podczerwieni - jest duża szerokość dostępnego pasma (w zakresie fal podczerwonych wynosząca ok. 200 THz). Pasmo to może być wielokrotnie używane w obrębie jednego budynku, fale podczerwone bowiem rozchodzą się niemal identycznie jak promieniowanie widzialne. Ich zasięg ogranicza się do pomieszczeń, w których znajdują się nadajnik i odbiornik sygnału. Możliwe jest więc powtórne używanie tych samych częstotliwości w sąsiednich pomieszczeniach bez ryzyka wzajemnej interferencji sygnałów.

Nieprzenikalność sygnałów podczerwonych przez ściany budynków jest i wadą, i zaletą tej technologii. Wadą, gdyż każde pomieszczenie musi być wyposażone w oddzielny nadajnik, zaletą, ponieważ budowane w taki sposób sieci są bezpieczne. Informacje przesyłane za ich pośrednictwem nie mogą być podsłuchane poza pomieszczeniem, w którym są one nadawane i odbierane. Wysokie współczynniki odbicia promieniowania od przeszkód (40-90%) w połączeniu z niskimi współczynnikami pochłaniania w pomieszczeniach biurowych (ściany, meble, sufit) zapewniają wysoki poziom pokrycia sygnałem IR całego pomieszczenia.

Niemniej technologia IR ma jeszcze dwie istotne wady: zapewnia niewielki zasięg, nie przekraczający kilkudziesięciu metrów, a także jest wrażliwa na szum i zakłócenia pochodzące z innych źródeł promieniowania (głównie widzialnego).

Sieci radiowe

Podstawowym standardem radiowych bezprzewodowych sieci lokalnych jest HiperLAN opublikowany w 1993 r. Operując w dwóch przedziałach częstotliwości (5,15-5,30 GHz i 17,10-17,36 GHz) umożliwia on budowę sieci bezprzewodowych o przepustowości nawet do 20 Mb/s (na odległość do 50 m) lub 1 Mb/s (na odległość do 800 m).

Standard ten zapewnia duże przepustowości, lecz jego podstawowymi wadami są: brak odpowiednich zabezpieczeń, długi czas oczekiwania na uzyskanie dostępu do sieci oraz wysoki koszt urządzeń umożliwiających nadawanie i odbiór sygnału radiowego. Istotnym ograniczeniem jest też liczba użytkowników, mogących pracować w ramach jednej komórki (z jednego punktu dostępowego może korzystać ok. 10 stacji końcowych). Problemy te nie powinny występować przy stosowaniu standardu WLAN (Wireless LAN) IEEE 802.11, zatwierdzonego w ub.r.

Sieci budowane zgodnie ze specyfikacją 802.11 wykorzystują komunikację radiową w paśmie 2,4 GHz (2,4-2,483 GHz) i umożliwiają pracę podłączonych do nich urządzeń z przepustowością do 2 Mb/s. Wprawdzie jest to znacznie mniej niż w przypadku sieci Ethernet, pracujących z szybkościami: 10, 100 i 1000 Mb/s, lecz wg pomysłodawców tego standardu przepustowość 2 Mb/s jest wystarczająca do pracy użytkowników korzystających z urządzeń przenośnych, takich jak notebooki. Użytkownicy bowiem rzadko korzystają z aplikacji pracujących na centralnych serwerach (w trybie klient/serwer) - większość z nich ma zainstalowane na lokalnych dyskach twardych.

Praca w sieciach 802.11 może odbywać się zarówno w trybie peer-to-peer (dwa urządzenia końcowe komunikują się bezpośrednio) lub przez koncentratory sieciowe. Sygnał radiowy nadawany z takiego koncentratora, nazywanego punktem dostępowym (Access Point), ma zasięg ok. 90 m w budynkach i ok. 600 m na otwartej przestrzeni. W zależności od obciążenia generowanego przez korzystające z niego urządzenia końcowe może obsłużyć 20-50 użytkowników.

W ramach jednej firmy może pracować dowolna liczba punktów dostępowych, których zasięg może na siebie zachodzić (aby uniknąć martwych stref, w których nie będzie pokrycia sygnału radiowego). Klient włączający się do sieci w miejscu, w którym ma dostęp do dwóch punktów dostępowych, podejmuje decyzję o podłączeniu się do jednego z nich na podstawie aktualnego obciążenia danego punktu dostępowego i siły sygnału. W zależności od stosowanego sposobu komunikacji (Direct Sequence Spread Spectrum lub Frequence Hopping Spread Spectrum) możliwe jest wzajemne pokrywanie się zasięgów trzech (w przypadku Direct Sequence) lub 15 (w przypadku Frequence Hopping) punktów dostępowych. Wybór sposobu komunikacji jest tu o tyle istotny, że standard 802.11 umożliwia nawiązanie kilku równoległych radiowych sesji komunikacyjnych, co pozwala kilkakrotnie zwiększyć przepustowość, z jaką jest podłączona do sieci pojedyncza stacja końcowa.

Sieci budowane w standardzie 802.11 wyposażono w zaawansowane mechanizmy zabezpieczeń. W razie konieczności można je tak skonfigurować, by z punktami dostępowymi kontaktowały się wyłącznie autoryzowane stacje końcowe (identyfikacja będzie dokonywana na podstawie adresów MAC). Przesyłane dane są szyfrowane z wykorzystaniem algorytmu RSA RC4, zapewniając ich bezpieczeństwo nawet w przypadku gdy w polu zasięgu znajduje się podsłuchująca stacja. Podobnie jak w przypadku klasycznych sieci, również sieci radiowe pozwalają tworzyć podsieci wirtualne VLAN obsługiwane przez określone punkty dostępowe.

Bez kabla też drogo

Podstawowymi przeszkodami popularyzacji technologii IEEE 802.11 są wysoka cena urządzeń do tego typu komunikacji (w porównaniu z kosztami instalacji infrastruktury kablowej, zastosowania tradycyjnych, kablowych przełączników i kart sieciowych) oraz niska przepustowość, z jaką do sieci bezprzewodowej dołączane są urządzenia końcowe.

Obecnie karta sieciowa PCMCIA (do komputerów przenośnych), umożliwiająca komunikację w sieciach radiowych 802.11, kosztuje ok. 2200 zł. Analogiczna karta sieciowa, pozwalająca naĆkomunikację w sieciach Ethernet 10 Mb/s (czyli 5 razy szybciej) kosztuje ok. 480 zł. Jeszcze większe rozbieżności cenowe występują w przypadku koncentratorów sieciowych i punktów dostępowych stosowanych w sieciach bezprzewodowych.

Istotnym zagadnieniem w przypadku sieci bezprzewodowych są także interferencje sygnałów z innymi instalacjami, wykorzystywanymi w budynkach.

Łączność długodystansowa

Sieci bezprzewodowe stają się alternatywą dla okablowania miedzianego i światłowodowego nie tylko w ramach sieci lokalnych, ale także przy budowie sieci miejskich. Coraz częściej nowoczesne firmy, mające kilka lokalizacji w obrębie jednego miasta, łączą je z wykorzystaniem bezprzewodowych sposobów komunikacji. Rozwiązanie to, mimo wysokich kosztów jednostkowych, jest znacznie tańsze w późniejszej eksploatacji niż kosztowne linie miejskie o dużej przepustowości, dzierżawione od firm telekomunikacyjnych.

W bezprzewodowej komunikacji na duże odległości wykorzystuje się zarówno dwupunktowe łącza laserowe o przepustowości 2-155 Mb/s (ATM) na odległość do kilkunastu kilometrów, jak i naziemne łącza mikrofalowe o przepustowości 2-34 Mb/s i zasięgu do ok. 90 km.

Do komunikacji na większe odległości - w przypadku budowy sieci rozległych na terenach, na których niedostępna jest infrastruktura kablowa - coraz częściej wykorzystywane są systemy satelitarne VSAT o przepustowości od 4 Kb/s do 2 Mb/s.


TOP 200