Wi-Fi. Беспроводная сеть - Джон Росс

Спецификация 802.11 от IEEE (без индекса Ь) касается устройств, использующих как модуляцию с прямым последовательным расширением спектра (DSSS), так и модуляцию с расширением спектра при изменении частоты (FHSS). В радиосреде, где помехи от других беспроводных сетей являются проблемой, часто с шумом может помочь справиться другая технология.

Каждый тип радиоустройств предлагает свое сочетание скорости передачи данных и диапазона сигнала. Например, семейство беспроводных сетевых продуктов Alvarion (ранее BreezeCom) PRO.l 1 использует радиоаппаратуру с FHSS, которая может передавать данные со скоростью вплоть до 3 Мбит/с на расстояние до 48 км. BreezeNET Workgroup Bridge подключается прямо к 10Base-T Ethernet LAN.

Если скорости сети 802.12b в 11 Мбит/с недостаточно для удовлетворения ваших потребностей, более скоростное подключение могут обеспечить другие устройства, но они обычно работают на более коротких дистанциях, чем Wi-Fi-связь. Оборудование 802.11а обладает максимальной скоростью передачи данных (примерно 54 Мбит/с на 5 ГГц). Максимальная скорость Over LAN HS 100 от C-SPEC примерно 100 Мбит/с, но зона действия сигнала значительно уже, чем для соединения 802.11b.

Барри МакЛарион (Barry McLarnon) собрал информацию о десятках беспроводных продуктов для локальных сетей, использующих несколько различных рабочих частот, включая 915 МГц, 2,4 ГГц и 5,8 ГГц. Его Web-сайт на http://hydra.carleton.ca/info/wlan.html представляет собой прекрасный источник обзоров оборудования, статей и ссылок на сайты производителей.

Эта книга посвящена беспроводным сетям, но иногда полезно помнить, что задачей является реализация сетевого подключения, а не беспроводной связи.

Если широкополосное подключение к Интернету в удаленной точке уже существует, используйте его. Одно лишь то, что организация беспроводной связи является возможной, — не самый веский аргумент для ее применения.

Например, виртуальная частная сеть может обеспечить все преимущества беспроводной связи точка-точка без проблем с настройкой пары антенн. Для заинтересованных в использовании сети людей отдельная сеть с VPN-туннелем, соединяющая два или более здания, выглядит почти как сеть с радиосвязью.

Другой, зачастую очень эффективный метод — прокладка кабелей между соседними зданиями через коммунальные туннели.

Если для подключения одного удаленного сетевого клиента вы используете связь точка-точка, вам понадобится сетевой адаптер, рассчитанный на внешнюю антенну. Некоторые производители, включая Zoom и Orinoco, предлагают беспроводные сетевые адаптеры на PC-картах с разъемами под антенну ZoomAir Model 4103, представленный на рис. 11.5, поставляется со сменной всенаправленной антенной, которую вы можете заменить кабелем или направленной антенной.

Рис. 11.5

PCMCIA-адаптеры Orinoco содержат две внутренние антенны и разъем под внешнюю. Он расположен под небольшой крышкой на краю карты, как показано на рис. 11.6. Крышку можно снять с внешней стороны.

Рис. 11.6

Так как в адаптере Orinoco используется оригинальный разъем, необходим специальный кабель, pigtail, со стандартным антенным разъемом на одном конце и вилкой, соответствующей разъему Orinoco, на другом. Переходник марки Orinoco может стоить дороже, чем карта сетевого адаптера, но менее чем за треть стоимости Orinoco вы можете приобрести и другие переходники, работающие не хуже, например, от компаний Fleeman Anderson & Bird (http://www.fab-corp.com). HyperLink Technologies (http://www.hyperlinktech.com) и Invictus Networks (http://www.invictusnetworks.com).

Многие любители домашних сетей разрабатывают и собирают свои антенны из подручного оборудования, пластиковых корпусов, медного провода, пустых жестяных банок и упаковок из-под чипсов. В зависимости от содержимого кладовой и буфета материалы для направленной антенны домашнего изготовления с высоким коэффициентом усиления могут обойтись не дороже трех-четырех долларов без учета стоимости банки из-под кофе, тушенки или чипсов. Если вы решите приобрести все компоненты и вспомогательные инструменты, необходимые для проекта, то можете потратить более $20.

Однако, если добавить время, необходимое для сборки антенны и ее настройки для оптимальной работы, становится абсолютно неясно, дешевле ли вам обойдется собственная конструкция, чем приобретение недорогой промышленной антенны. Нет ничего удивительного в том, чтобы потратить тришесть часов или более на сборку одной из — дешевых» кустарных антенн. Нескольких минут поиска в сети (набирайте «антенна на 2,4 ГГц») должно быть достаточно для нахождения нескольких источников информации по направленным антеннам стоимостью менее $50, которые будут работать по крайней мере так же хорошо, как и те, что вы можете сконструировать. Имейте в виду, что точка доступа или адаптер сетевого клиента передают только долю ватта, поэтому нет необходимости в антенне, которая работает с большой мощностью; вы можете обойтись относительно легкой конструкцией.

Самым распространенным типом направленных антенн для двухточечной связи является — yagi», антенная система Яги-Уда («волновой канал»). Она была названа в честь двух японских инженеров, профессора Хидстсугу Яги (Hidetsugu Yagi) и профессора Шинтаро Уда (Shintaro Uda) из Тохукского университета (Tohuku University), еще в 1926 году разработавших и сконструировавших первые образцы. Типичная антенна «волновой канал», аналогичная изображенной на рис. 11.7, имеет один активный элемент, длина которого равна половине длины волны на рабочей радиочастоте (примерно 6,4 см на 2.4 ГГц).

Элементы четвертьволновой длины также будут работать. Дополнительные элементы, называемые рефлекторами и директорами, располагаются параллельно активному элементу через абсолютно одинаковые интервалы, определяемые размером активного элемента. Рефлекторы располагаются позади активного элемента, а директоры — впереди него. Большинство ТВ-антенн на крышах, широко использовавшихся до появления кабельного и спутникового телевидения, были типа «волновой канал».

Рис. 11.7

«Волновой канал» всегда имеет только один рефлектор, который примерно на 5 % длиннее активного элемента, и несколько директоров, примерно на 5 % короче (каждый последующий директор должен быть короче предыдущего). Чем больше элементов вы добавляете в «волновой канал», тем выше значение коэффициента усиления. Если вы хотите сами сконструировать такую антенну, взгляните на антенну Роба Фликенджера (Rob Fiickenger), смонтированную в банке из-под картофельных чипсов Pringles, на http://www.oreilly-net.com/cs/weblog/view/wlg/448.

Во многих конструкциях кустарных антенн «волновой канал» на частоту 2,4 ГГц в качестве рефлекторов, директоров и активных элементов используются однодюймовые шайбы (2,54 см). Можно назвать две основные причины, по которым они работают отнюдь не идеально: во-первых, на частоте 2,437 ГГц (центральная частота шестого канала) активный элемент четвертьволновой длины должен иметь размер приблизительно 3 см, а шайбы на 16 % меньше, чем должны быть для идеальной работы; во-вторых, рефлектор и директоры имеют те же размеры, что и активный элемент, это снижает коэффициент усиления (или чувствительность) антенны. Но, учитывая, что вся конструкция обходится примерно в $7, она заслуживает внимания. Если пара таких антенн доставляет ваш сигнал из точки в точку и обратно с высокой скоростью, неважно, что рефлекторы и директоры не соответствуют точным размерам.

В более традиционной 13-элементной конструкции Даррена Фултона (Darren Fulton) на http://www.users.bigrpond.com/Darren.fulton/yagi/13element_yagu-antenna_for2.htm. представленной на рис. 11.8, использованы антенные элементы из толстой латунной или медной проволоки и рефлектор, изготовленный из листового алюминия.

Рис. 11.8

«Волновой канал» не является единственным типом направленной антенны, подходящим для самодельных конструкций. Волноводные антенны с излучающим элементом внутри отражающего металлического цилиндра или конуса представляют собой другую весьма эффективную конструкцию. Эффективность антенны зависит от размеров, длины излучающего элемента и точности его позиционирования. Инструкции Грега Рема (Greg Rehm) по созданию волноводной антенны из жестяной банки представлены в режиме online на http://www.turnpoint.net/wireless/cantennahowto.html.

Если вы хотите усилить сигнал во всех направлениях, следует использовать всенаправленную антенну. Дисконическая конструкция Тима Кайла (Tim Kyle) доступна на http://kyleti.aswwc.net/index.php?page=projects&old_project=80211bDiscone и выглядит неплохой отправной точкой.

Исходя из тестов и оценок, опубликованных в Интернете по этим и другим кустарным антеннам, они являются в равной степени эффективными и дешевыми, особенно если при подсчете стоимости вы не учитываете затраченного времени.