WLAN - wyzwanie dla skalowalności

W standardzie 802.11 brakuje mechanizmów przeciwdziałania interferencjom. Warstwa MAC tej specyfikacji wykorzystuje układy zapobiegania kolizjom oraz ma wbudowane mechanizmy potwierdzenia. Większość danych jest akceptowana, gdy zostanie odebrana poprawnie. Jeżeli nadawca nie odbierze potwierdzenia (ACK), ponowi wysyłanie wiadomości. Typowo dozwolone jest do 10 retransmisji dla jednej wiadomości. Gdy pojawiają się kolizje, generowana jest retransmisja, która zwiększa ruch. Intensywniejszy ruch oznacza rosnące prawdopodobieństwo wystąpienia kolizji, które wywołają większą liczbę retransmisji. Takie stałe obciążenie może spowodować skutki trudne do przewidzenia. Przy dużych systemach konieczny jest więc świadomy wybór modelu sieci skalowalnej.

Podstawową czynnością podczas konfiguracji skalowalnej sieci bezprzewodowej jest rozmieszczenie punktów dostępowych tak, aby osiągać możliwie maksymalną wydajność lub pojemność. To zupełne przeciwieństwo dążeń do uzyskania jak najlepszego zasięgu. Niektóre punkty dostępowe są konfigurowane bez jakichkolwiek limitów liczby przyłączonych klientów. To także stanowi problem. Jeżeli wielu użytkowników jednocześnie zechce skorzystać z określonego punktu dostępowego, szybkości ich połączeń będą bardzo niskie, a czasami nie uzyskają go wcale. Warto także prześledzić, w jaki sposób różne aplikacje sieciowe wykorzystują pasmo. Planowanie pojemności na poziomie punktu dostępowego to już bardziej sztuka niż nauka. Wszystkie omawiane uwarunkowania oznaczają konieczność rozsądnego zaplanowania dużej sieci bezprzewodowej.

Skalowalna topologia sieci bezprzewodowej

Obecnie najczęściej stosuje się dwie topologie: komórkową oraz architekturę z koordynacją dostępu. Większość wdrożeń skalowalnego WLAN ma charakter topologii komórkowej. Punkty dostępowe pracujące na tym samym kanale muszą zostać odseparowane, żeby uniknąć interferencji. Architektura komórkowa ma wiele wad: opóźnienia przy przełączaniu między punktami dostępowymi działającymi na różnych kanałach, kolizje czy retransmisje.

Punkty dostępowe pracują niezależnie, bez naruszania stref sąsiadów w ramach bezprzewodowego dostępu.

Kontroler bezprzewodowy w tych systemach łączy wszystkie punkty dostępowe i ma szeroki zakres monitorowania parametrów ich pracy. Głównym jego zadaniem jest konfiguracja kanału radiowego oraz mocy nadawania punktu dostępowego.

Strategia wdrożenia w tym przypadku polega na regulacji siatki punktów dostępowych tak, aby urządzenia się nie zakłócały. W celu zwiększenia zasięgu, dodajemy kolejne punkty dostępowe, zagęszczając ich liczbę na określonym terenie. Moc każdego punktu bezprzewodowego jest redukowana, a sąsiadujące urządzenia pracują na różnych kanałach. Trudno stworzyć mapę pokrycia bez nakładających się kanałów.

Przedstawiony model staje się przydatny, gdy do gry wkracza automatyzacja w kontrolowaniu infrastruktury. Ogromną zaletą takich systemów jest możliwość samodzielnej rekonfiguracji i dostosowywania się do zmian środowiska. Proces ten jest przeprowadzany przez przełączniki lub kontrolery bezprzewodowe.

Alternatywą dla komórkowej topologii jest architektura z koordynacją dostępu. Tutaj cała sieć jest kontrolowana przez centralny przełącznik/kontroler. W przypadku niewielkich wdrożeń, wszystkie punkty dostępowe wykorzystują ten sam kanał radiowy, który pokrywa dany teren. Kontroler realizuje trochę więcej funkcji niż zarządzanie zasobami radiowymi i bezpieczeństwo - koordynuje także dostęp przez bezprzewodowe urządzenia oraz dostęp klientów.