Беспроводные сети и их стандарты

Популярность бесшовного Wi-Fi-интернета растет с каждым годом. Почти все современные предприятия: офисы, рестораны, гостиницы, торговые центры, склады, заводы, муниципалитеты – используют его в своем техническом оснащении. Функции беспроводных сетей стандарта Wi-Fi:

• Постоянный доступ к веб-трафику из любой точки обслуживаемого объекта;
• Объединение в единую систему бытовой, компьютерной и оргтехники (при помощи технологии WPAN);
• Одновременное соединение с сетью неограниченного количества мобильных устройств: ноутбуков, планшетов, смартфонов;
• Расширение и унификация корпоративного оснащения (объединение в единую инфраструктуру интернета, видеонаблюдения, СКУД, охранных сигнализаций и т.д.).

При этом для грамотного и эффективного построения вай-фая необходимо погрузиться в глубину технологии, изучить стандарты беспроводных сетей и специфику требующегося оснащения. Компания Мелдана занимается проектированием, монтажом и настройкой Wi-Fi-систем для физических и юридических лиц. Мы принимаем заказы на установку из всех регионов России.

Какое оборудование входит в комплектацию бесшовных веб-сетей?

1. Беспроводные точки доступа (ТД или БТД). Основополагающий модуль системы, обеспечивающий подключение пользовательских устройств и прием-передачу данных между ними. БТД комплектуются приемо-передатчиком, двумя антеннами и портом (RJ-45) для коннектировки с проводной частью вай-фай-сети. Антенны необходимы для усиления сигнала, так как в бесшовном покрытии случаются «пучности» и «узлы», препятствующие распространению радиоволн. С «архитектурной» точки зрения, ТД является аналогом концентратора в проводных интернет-сетях. Также она способна исполнять роль ретранслятора и/или моста. Радиус действия одной ТД – не более 100 квадратных метров, но максимально сильный радиосигнал ловится в пределах 20-25 метров от места установки устройства. Для обслуживания больших предприятий возможно использование нескольких точек доступа, объединенных в единую ESS.
2. Маршрутизаторы. Объединяют в себе функционал коммутатора (для подключения проводных модулей), роутера (для обеспечения доступа к бесшовному интернету) и БТД. В комплектации маршрутизаторов присутствует порт RJ-45 или RJ-11 (наподобие телефонного разъема). Во втором случае устройство будет поддерживать функционал модема, на основе технологии ADSL. Если Wi-Fi-сеть строится на базе маршрутизатора, он будет обеспечивать обмен IP-адресами, исполнять роль брандмауэра (в области информационной безопасности) и управлять подключением клиентских устройств к Wi-Fi-интернету.
3. Мосты. Вай-фай-приборы, предназначенные для построения связи между удаленными элементами (компьютерами, камерами видеонаблюдения и т.п.). Существуют наружные и внутренние мосты. Дальность действия наружных моделей может достигать 15-20 километров. Также они оснащаются специальными защитными модулями для противодействия агрессивным погодным условиям. В комплектацию наружных и внутренних Wi-Fi-мостов входят направленные антенны, обеспечивающие прохождение радиосигнала условиях внешних помех, «узлов» и «пучностей».
4. Контроллеры. Берут на себя функцию управления БТД и маршрутизаторами, а также формируют бесшовный роуминг внутри обслуживаемого предприятия. Выбор модели контроллера определяет количество точек доступа, организованных в рамках ESS.
5. Коммутаторы (свитчи). Нужны для подключения к Wi-Fi-сети точек доступа и других проводных модулей. Также как и в случае с контроллером, выбор коммутатора зависит от количества подключаемых к нему устройств, которому должно соответствовать количество портов на внешнем интерфейсе свитча. Дополнительным преимуществом будет поддержка коммутатором технологий VLAN и PoE.
6. Клиентские девайсы. К данной категории относятся все устройства, обеспечивающие доступ к вай-фай-интернету: смартфоны, планшеты, ноутбуки, а также сетевые адаптеры. Большинство клиентских гаджетов имеет встроенный адаптер, выполняющий функцию приемника Wi-Fi-сигнала. Если же в комплектации вашего ноутбука/планшета отсутствует данный модуль, вы можете подключить его внешний аналог, например, через USB-порт.
7. Репитеры (ретрансляторы, повторители). Применяются для усиления интернета, если на предприятии вай-фай сигнал слабый или не стабильный. Если же вай-фай-покрытие ровное и стабильное во всех точках обслуживаемого объекта, установка ретранслятора не потребуется.

Стандарты беспроводных локальных сетей

Основу для коммуникации внутри ЛС составляет группа стандартов IEEE 802.11. Это старейшая из технологий бесшовного доступа к веб-трафику, разработка которой происходила в 90-х годах XX века, с 1990-го по 1997-й год. Она обеспечивает пропускную способность в пределах 2 Мбит/с и обмен информацией на частоте 2,4 гигагерц. Технологически передача данных выполняется через широкополосную модуляцию (DSSS) или через скачкообразную смену частот (FHSS).

Первая технология позволяет одновременно функционировать трем базовым станциям (в данном случае их роль исполняют точки доступа), а вторая – расширяет их количество до 25-30. Скорость передачи информации и площадь покрытия у DSSS шире по сравнению с FHSS, при этом методика Frequency Hopping Spread Spectrum обладает лучшей устойчивостью к внешним помехам. В ситуации, когда DSSS-станции не могут транслировать сигнал, ТД FHSS испытывают легко разрешаемые трудности на отдельных частотных каналах.

В настоящее время стандарт IEEE 802.11 расширился за счет дополнительных спецификаций, представляющих собой оптимизированный вариант базовой версии. Рассмотрим основные из них:

1. IEEE 802.11a. Спецификация с литерой «а» была запущена в 1999 году. Разработчики внесли ряд поправок в функциональную часть стандарта. Акцент был сделан на качестве синхросигнала и пропускных характеристиках сети. С этой целью техническое оснащение IEEE 802.11a было расширено цифровой схемой мультиплексирования и модуляции OFDM, также обеспечивающей эффективное противодействие внешним помехам. Принцип действия технологии Orthogonal Frequency Division Multiplexing заключается в разграничении общего информационного потока на множество «фракций», передающихся параллельно, каждая на своей частоте. Пропускная способность стандарта IEEE 802.11a достигает 54 Мбит/с, диапазон частот – 5,5 Ггц, радиус покрытия – 30-50 квадратных метров. Важное преимущество спецификации «а» – невысокая стоимость оборудования, необходимого для построения вай-фай сети.
2. IEEE 802.11b. Хронологически первый из пакета стандартов 802.11, морально и функционально устаревший по состоянию на 2022 год. При этом именно на базе спецификации «b» была разработана технология Wireless Fidelity. Для обмена данными используется формат DSSS, разделяющий частотный диапазон на пять «фракций», по каждой из которых транслируется радиосигнал. Площадь покрытия 802.11b – не более пятидесяти метров, скорость отправки информации – до 11 Мбит/с, поддерживаемые частоты – 2, Ггц. Несмотря на экономичность монтажа и обслуживания, стандарт «b» отличает низкая помехоустойчивость и общая техническая отсталость по сравнению с более современными модификациями IEEE 802.11.

3. IEEE 802.11g. Наиболее ходовая модель связи, объединяющая в себе функционал стандартов 802.11a и 802.11b. Аналогично первому спецификация «g» использует схему мультиплексирования OFDM, а также схему модуляции комплементарным кодом, обеспечивающую совместимость с аппаратурой стандарта «b». Модель «g» характеризует низкое энергопотребление, зона покрытия – до пятидесяти метров, частотный диапазон – 2,4 Ггц (разделенный на тринадцать равномерных каналов, по 22 Мгц каждый), скорость обмена информацией – 54 Мбит/с (опционально повышаемая до 108 Мбит/с).

4. IEEE 802.11n. Является модифицированной версией спецификации «b», появившейся в 2009 году и также известной под названием «Wi-Fi 4». Внесенные изменения существенно повысили функционал данного типа связи. Обновленный стандарт обладает лучшей проходной способностью (в том числе сквозь бетонные стены) и способен обрабатывать более тяжеловесный и сложный контент. Основные параметры: поддержка MIMO, скорость – до 200 Мбит/с, радиус покрытия – до 100 квадратных метров, диапазон частот – 2,4 или 5,0 Ггц. Несмотря на впечатляющие функциональные характеристики, популярность 802.11n невысока, поскольку он несовместим с другими стандартами беспроводной связи.
5. IEEE 802.11ac. Один из новейших шаблонов, позволяющий вывести качество вай-фая на новый уровень. В 2019-2020 годах ему на смену пришел еще более прокачанный стандарт IEEE 802.11ax. Преимущества 802.11ac: поддержка MU-MIMO и Beamforming, высокая скорость (в теории – до 1,3Гбит/с, на практике – не менее 500-600 Мбит/с), расширенный диапазон частот – 5 Ггц (при использовании широкодиапазонного адаптера возможен охват спектра частот – до 400 Мгц), широкий радиус действия – более 100 квадратных метров.

Помимо обозначенных Wi-Fi-стандартов, существуют и более редкие шаблоны, предназначенные для специализированного использования. 

Перечислим некоторые из них:

Какую технологию компьютерной сети выбрать?

Первое условие – совместимость вай-фай-стандарта с используемым оснащением. Большинство современных роутеров поддерживает шаблоны «b», «g» и «n», а мультидиапазонные приборы – еще и спецификацию «ac». Почти все клиентские гаджеты: сотовые телефоны, ноутбуки, планшеты – работают в частотах 2,4/5,0 гигагерц и также в обозначенных режимах. Менее современные девайсы (и принимающие, и раздающие) чаще всего не совместимы с протоколами «ac» и «n». Если в вашем оснащении присутствуют «устаревшие» устройства, выберите комбинированный режим – b/g/n, который удовлетворит как старую, так и новую технику.

Если же ваша корпоративная/домашняя ЛС оснащена исключительно новым оборудованием, рекомендуем настроить протоколы «g», «n» или «ac»/«ax» на частотах 2,4/5,0 Ггц. Это, во-первых, повысит скорость интернет-трафика, а во-вторых, создаст максимально комфортную среду для его использования.

Протоколы безопасности беспроводных сетей

Сначала поговорим об обязательных действиях, направленных на обеспечение безопасности и удобство пользования ЛС. Во-первых, информационной сети должно быть присвоено имя. Это упростит подключение к ней новых клиентов. Если вы хотите скрыть ЛС от посторонних абонентов, ее имя можно исключить из широковещательных кадров через меню настроек. Во-вторых, для включения новых пользователей должна быть предусмотрена процедура аутентификации (стандартный способ – введение пароля). И в-третьих, контент, транслируемый в эфире, должен быть защищен от гипотетических злоумышленников протоколами шифрования. Самые известные из них:

1. WEP. Подразумевает наличие у абонентов и базовой станции единого шифровального ключа. Его размер (вместе с вектором инициализации) равен 64/128 бит. Используемая схема шифрования – RC4. Поскольку алгоритм WEP относится к категории статических ключей, его защищенность от взлома находится не на самом высоком уровне. Еще один недостаток – необходимость регистрации ключа (и при необходимости – его замены) вручную, для всех клиентов.
2. WPA. Более современный алгоритм, применяющий динамические шифровальные ключи (длина – 128 бит), более защищенные от внешнего взлома. Аутентификация абонентов может выполняться не через общие шифры, а через RADIUS-сервер, создающий секретные ключи автоматически и хранящий базу данных с аккаунтами зарегистрированных абонентов.
3. WPA2. Еще более продвинутый алгоритм, отличающийся от предшественника оптимизированной схемой шифрования. В его основе лежит технология RSN, предусматривающая динамический обмен данными между клиентскими гаджетами и БТД, и поддерживающая секретные ключи длиной до 256 бит.

Преимущества бесшовных перед проводными ЛС

1. Мобильность. Пользоваться интернетом вы сможете в любой точке квартиры/дома/офиса, без привязки к рабочему столу или кабинету. Зона действия Wi-Fi-сети может превышать сотню квадратных метров, а при установке нескольких ТД и маршрутизаторов, это значение увеличится.
2. Упрощение монтажных работ. Отсутствие кабельных коммуникаций не только упрощает, но еще и ускоряет развертывание ЛС.
3. Финансовая выгода (прокладка кабельных трасс, особенно на большой площади – дорогостоящая услуга).
4. Более эргономичное использование рабочего/домашнего пространства. Провода и связанный с ними инвентарь – занимают место и сковывают свободу перемещения пользователей.
5. Удобная и быстрая аутентификация клиентских гаджетов в Wi-Fi-пространстве.
6. Привлечение клиентуры. Возможность бесплатного подключения к интернету на коммерческом объекте привлечет в заведение или на предприятие дополнительных заказчиков.

Преимущества компании Мелдана

1. Построение бесшовных вай-фай-сетей «под ключ»: проектирование + монтаж + настройка оборудования.
2. Комплектующие, подтвержденные сертификатами соответствия и качества.
3. Гарантийное, послегарантийное и сервисное обслуживание.
4. Цены на продукты и услуги – ниже рыночных на 10-15%.
5. Поставка инвентаря в любую точку России (срок – от одного до десяти дней, в зависимости от места вашего проживания).
6. Рассмотрение заявок – в течение одного часа.

Для обратной связи – звоните нам на контактный (в вашем регионе) телефон, пишите на электронную почту sale@meldana.com или форму отклика на сайте.