Standarde pentru retele fara fir

Standarde pentru retele fara fir

De-a lungul timpului au fost dezviltate diferite forme de retele fara fir utilizand unde radio sau unde cu inflarosii, insa pana recent, avantajele unei retele fara fir au fost anulate de lipsa standardelor si viteza relativ redusa. In retelele Ethernet conventionale, puteti utiliza fara nici o problema modele diferite de placi de retea, distribuitoare si comutatoare, atata timp cat fiecare dispozitiv corespunde aceluiasi standard Ethernet.

Figura 20.22 In cazul A, statiile de lucru din dreapta sunt plasate prea departe de distribuitor pentru a se conecta la o retea Fast Ethernet. In cazul B, este utilizat un distribuitor sau comutator suplimentar pentru a permite adaugarea statiilor de lucru la retea.

Chiar daca primele forme de retele fara fir erau mult mai lente decat retelele cablate si adesea erau solutii private ale unui singur furnizor, cele mai noi retele fara fir existente in prezent ofera viteze comparabile sau chiar mai mari decat retelele cablate de tip 10BASE-T si ofera surse de echipamente de la mai multi furnizori, care pot fi combinate si potrivite. Si preturile au scazut dramatic, ceea ce a determinat ca retelele fara fir sa devina o alternativa din ce in ce mai atragatoare la solutiile traditionale cu retele cablate.

Printre cele mai intalnite forme de retele fara fir se numara IEEE 802.11b (denumita si Wi-Fi) si HomeRF, dar exista si modele care va pot retine atentia.

1 Wi-Fi, Standardul Ethernet fara fir IEEE 802.11b

Wi-Fi este utilizat pentru componentele hardware conforme standardului IEEE 802.11b, care au trecut testele de compatibilitate si interopereabilitate ale grupului cunoscut sub numele de Wireless Ethernet Compatibility Alliance; situl Web al acestui grup este www.wi-fi.org.

Retelele fara fir conforme Wi-Fi functioneaza la viteza maxima de 11 Mbps, aproape aceasi cu viteza retelelor Ethernet 10BASE-T. Celelalte rate de date acceptate de retelele Wi-Fi sunt 1 Mbps, 2 Mbps si 5,5 Mbps. Retelele Wi-Fi pot fi conectate la retelele Ethernet conventionale sau pot fi utilizate ca retele independente, similar celorlalte retele fara fir. Principalul avantaj al retelelor Wi-Fi este interoperabilitatea; la fel cum dumneavoastra puteti combina si potrivi componente hardware Ethernet conventionale, ar trebui sa puteti combina si potrivi in aceeasi retea componente hardware conforme standardului Wi-Fi.

Retelele fara fir care utilizeaza componente hardware Wi-Fi folosesc acelasi spectru de 2,4 GHz pe care il folosesc numeroase telefoane portabile, difuzoare fara fir, dispozitive de securitate, cuptoare cu microunde si produsele de retea Bluetooth cu raza scurta de actiune, aparute de curand pe piata. Desi utilizarea din ce in ce mai intensa a acestor produse care nu fac parte din domeniul calculatoarelor reprezinta o petentiala sursa de interferenta, raza scurta de actiune a retelelor fara fir, iar raza de actiune in exterior de pana la 457 de metri minimizeaza riscurile practice, cel putin in prezent.

Retelele Wi-Fi utilizeaza doua tipuri de dispozitive pentru a se conecta in banda de 2,4 GHz:

Punctele de acces

Placile de retea echipate cu transceivere radio

Un punct de acces  este un dispozitiv de dimensiunea unei carti, care utilizeaza un port RJ-45 pentru a se atasa la o retea Ethernet 10BASE-T sau 10/100 si contine un transceiver radio, software de criptare si comunicatii. Acest dispozitiv converteste semnalele Ethernet conventionale in semnale Ethernet fara fir, pe care le difuzeaza catre placile de retea fara fir din retea si efectueaza aceeasi operatiune in sens invers pentru a transfera semnale de la placile de retea fara fir in reteaua Ethernet conventionala.

Pentru acoperirea unei suprafete mari, achizitionati doua sau mai multe puncte de acces si conectati-le la un distribuitor sau comutator Ethernet. Aceasta permite utilizatorilor sa "circule" in interiorul unei cladiri fara a pierde contactul cu reteaua. Unele puncte de acces pot comunica direct intre ele prin unde radio, ceea ce va permite sa creati un tronson de baza fara fir, care poate acoperi  o suprafata larga, de genul unui depozit, fara a fi nevoie sa montati nici un fel de cablu de retea.

Punctele de acces nu sunt obligatorii pentru retelele directe peer-to-peer, insa sunt necesare pentru o conexiune partajata la Internet sau pentru o conexiune cu alta retea. Atunci cand sunt utilizate puncte de acces, reteaua opereaza in mod infrastructura.

Placile de retea echipate cu comunicatii Ethernet fara fir au o antena radio fixa sai detasabila in locul portului obisnuite, de tip coaxial sau RJ-45. deoarece un segment important din piata utilizatorilor de echipamente Ethernet fara fir il reprezinta utilizatorii de calculatoare notebook, o parte dintre furnizorii nu vand decat cartele PC Card in liniile de produse Ethernet fara fir; majoritatea furnizorilor ofera si placi PCI pentru calculatoarele desktop. O parte dintre acesti furnizori asigura in prezent si suport pentru popularul port USB. Datorita faptului ca puteti sa combinati si sa potriviti produsele, puteti incorpora in retelele fara fir orice combinatie de calculatoare desktop si notebook. Figura 20.23 ilustreaza cateva componente hardware dintr-o retea Wi-Fi obisnuita.

Sistemele client intercepteaza cel mai puternic semnal de la punctele de acces si se pozitioneaza in mod automat catre alt punct de acces atunci cand semnalul acestuia este mai puternic si nivelul de eroare este mai scazut fata de conexiunea curente.

Securitate si alte caracteristici

Deoarece teoretic retelele fara fir ar putea fi accesate de oricine poseda o placa de retea compatibila, cele mai multe modele de placi de retea si puncte de acces pun la dispozitie optiuni de criptare. Unele dispozitive care poseda aceasta caracteristica va permit sa configurati un cod de securitate cunoscut sub numele de ESSID pentru dispozitivele fara fir din reteaua dumneavoastra. Acest cod format din sapte cifre impiedica neautorizati sa patrunda in reteaua dumneavoastra si actioneaza ca un nivel suplimentar de securitate fata de metodele normale autentificare in retea, cum sunt parolele utilizatorilor. Alte placi folosesc o lista de numere MAC autorizate pentru a limita accesul numai la dispozitivele autorizate. Toate produsele Wi-Fi suporta metode de criptare pe cel putin 40 de biti prin specificatia WEP, insa exista multi furnizori care ofera produse de criptare pe 128 de biti. Cu toate acestea, o caracteristica de criptare mai puternica este mai intalnita pentru produsele de intreprindere decat pentru produsele destinate utilizatorilor casnici sau organizatiilor mici. Pentru a obtine cel mai bun sistem de securitate, ar trebui sa realizati corespondenta intre nivelul de criptare utilizat in punctele de acces si in placile de retea.

Figura 20.23 O familie obisnuita de produse Wi-Fi fara fir, printre care se numara un punct de acces fara fir, adaptoare de retea fara fir USB, PC Card si PCI. Cartela PC Card este utilizata in calculatoarele notebook care nu include suport Wi-Fi si actioneaza ca transceiver pentru placa PCI utilizata in calculatoarele desktop.

Punctele de acces corespunzatoare anumitor produse pot fi gestionate printr-un browser Web si pun la dispozitie instrumente de diagnosticare si monitorizare care va ajuta sa optomizati pozitionarea punctelor de acces.

Exista numeroase produse care asigura suport pentru protocolul DHCP, ceea ce va permite unui utilizator sa treca de la o subretea la alta fara dificultati.

Figura 20.24 ilustreza modul in care sunt utilizate mai multe puncte de acces intr-o retea fara fir IEEE 802.11b obisnuita.

Probleme referitoare la cost si la raportul utilizator/punct de acces

Numarul de utilizatori pe fiecare punct de acces variaza in functie de produs; punctele de acces Wi-Fi sunt disponibile in modele care suporta de la 15 la 254 de utilizatori. Pentru a afla detalii, ar trebui sa contactati furnizorul punctului de acces Wi-Fi preferat.

Cu toate ca solutiile pentru grupuri de lucru de tip "network-in-a-box", care utilizeaza tehnologia Ethernet 10/100, pot conecta doua PC-uri la un pret de aproximativ 80$ si sunt disponibile placi de retea suplimentare la preturi mai mici de 20$, retelele Wi-Fi sunt mult mai scumpe datorita costului ridicat al punctelor de acces si al placilor de retea fara fir. De exemplu, punctul de acces Agere Systems/Luncent Orinoco AP-1000 are un pret de vanzare aproximativ 650$; pentru fiecare calculator desktop este nevoie de o placa de retea PCI fara fir si o cartela PC Card fara fir; pentru fiecare calculator notebook este necesara o cartela PC Card fara fir. De asemenea, puteti utiliza un adaptor USB in calculatoarele desktop sau notebook compatibile. Dispozitivul Linksys Wireless Access Point Model WAP11 dedicat retelelor de birou se vinde cu aproximativ 155$-placile PCI proprii costa fiecare cate 45$, cartele PC Card costa 107$, iar dispozitivel USB costa fiecare 109$.

Figura 20.24 O retea fara fir obisnuita, cu mai multe puncte de acces. Cand utilizatorii cu placi de retea fara fir se deplaseaza dintr-un birou in altul, caracteristica de mobilitate a placii de retea realizeaza comutarea automata de la un punct de acces la altul, permitand conectivitatea directa la retea fara sa fie nevoie de cabluri sau de terminarea sesiunii de lucru in retea si reconectare.

Calculatoare notebook cu adaptoare Wi-Fi integrate

Constructorii importanti de calculatoare notebook, printre care se numara Dell, IBM si Toshiba, integreaza in prezent in unele modele de calculatoare notebook adaptoare fara fir Wi-Fi si antene. Desi calculatoarele care include componente hardware Wi-Fi integrate sunt putin mai scumpe decat modelele comparabile, care nu au suport pentru retele Ethernet fara fir, integrarea adaptorului si a antenei in calculatoarele notebook asigura o metoda mai durabila si mai putin greoaie de echipare a sistemelor portabile decat cartela PC Card normala si antena externa, care trebuie sa fie introduse in calculatoarele notebook obisnuite.

Cele mai multe dintre calculatoare notebook cu componente hardware Wi-Fi integrate pe placa de baza utilizeaza interfata mini-PCI pentru adaptorul de retea si plaseaza antena in panoul ecranului. Aceasta solutie permite calculatoarelor ce echipamente hardware Wi-Fi integrate sa aiba disponbile mai multe sloturi PC Card decat calculatoarele care trebuie sa utilizeze un adaptor PC Card extern si o antena.

2Alternative la standardul IEEE 802.11b

Desi retelele fara fir Wi-Fi/IEEE 802.11b reprezinta cea mai obisnuita forma de retea fara fir din clasa casnica sau de afaceri existenta in prezent pe piata, este bine sa analizati si alte alternative, din motive de viteza sau din alte motive.

Urmatoarele retele locale fara fir utilizeaza acelasi punct de acces plus modelul de palca de retea fara fir, folosit de retelele IEEE 802.11b:

RadioLAN Wireless MobilLINK. Opereaza la viteze de pana la 10 Mbps si utilizeaza frecventa radio de 5,8 GHz.

IEEE 802.11a. opereaza la viteze de pana la 54 Mbps si utilizeaza frecventa de 5 GHz. Produsele care folosesc acest standard sunt disponibile  de la mai multi furnizori si sunt putin mai scumpe decat echipamentele hardware 802.11b/Wi-Fi.

IEEE 802.11g. opereaza la viteze de pana la 54 Mbps si utilizeaza aceeasi frecventa de 2,4 GHz ca si standardul Wi-Fi/IEEE 802.11b. produsele care folosesc acest protocol sunt asteptate sa apara pe piata la sfarsitul anului 2002 si inceputul anului 2003.#

Retelele RadioLAN si IEEE 802.11a nu se pot conecta direct la retelele Wi-Fi/IEEE 802.11b deoarece utilizeaza frecvente diferite. Cu toate acestea, deoarece standardul IEEE 802.11g utilizeaza aceeasi frecventa ca Wi-Fi/IEEE 802.11b, ne asteptam sa fie posibila interoperabilitatea intre aceste standarde dupa aparitia pe piata a primului dispozitiv hardware 802.11g.

Exista si alte solutii care pot fi considerate ca standarde industriale deoarece sunt acceptate de mai multe companii, chiar daca folosesc tehnologii diferitele pentru retelele fara fir de tip Ethernet. Acestea sunt:

Bluetooth

HomeRF

Bluetooth este un standard de viteza mica si de putere mica, proiectat pentru a interconecta calculatoare notebook, calculatoare PDA, telefoane celulare si pagere in scopul sincronizarii datelor si autentificarii utilizatorilor in zonele publice, cum ar fi aeroporturi, hoteluri, garaje pentru inchirierea de autoturisme si locuri de desfasurare a unor evenimente sportive.

Dispozitivele conforme standardului Bluetooth au inceput sa apara pe piata in a doua jumatate a anului 2000. o lista de produse Bluetooth si anunturi este disponibila pe situl Web oficial, cu informatii despre retelele Bluetooth fara fir: www.bluetooth.com. Dispozitivel Bluetooth utilizeaza aceasi frecventa de 2,4 GHz folosita de dispozitivel Wi-Fi/IEEE 802.11b. Oricum, pentru a evita interferenta cu Wi-Fi, Bluetooth utilizeaza o metoda de semnalizare denumita dispersie cu salt in frecventa, care comuta frecventa exacta folosita pe durata unei sesiuni Bluetooh de 1600 de ori pe secunda peste cele 79 de canale utilizate de Bluetooth. Spre deosebire de standardul Wi-Fi, care este proiectat sa permita unui dispozitv sa faca parte permanent dintr-o retea, Bluetooth este proiectat pentru retele ad hoc temporare, in care doua dispozitive se conecteaza numai atat cat este suficient pentru a transfera date, iar apoi intrerup conexiunea.

HomeRF Consortium, condus de Proxim, a dezvoltat produse fara fir proiectate pentru retelele casnice folosind protocolul SWAP.

Primele produse conforme standardului HomeRF 1.2 operau la viteza foarte redusa, de 1,6 Mbps, insa standardul HomeRF 2.0 curent suporta viteze de pana la 10 Mbps. Produsele HomeRF pot fi interconectate cu retelele Ethernet conventionale prin utilizarea unei punti Ethernet fara fir.  

Produse bazate pe standardul HomeRF sunt disponibile de la Proxim, Intel, Motorola, Compaq si Cayman; primele produse conforme standardului HomeRF 2.0 care opereaza la viteza de 10 Mbps au fost introduse de compania Proxim. Deoarece HomeRF se bazeaza pe standardul SWAP, puteti sa combinati si sa potriviti produse de la furnizori diferiti. Intre produsele HomeRF se numara:

Punti Ethernet fara fir. Sunt disponibile de la Symphony.

Placi de retea fara fir pentru sloturi PC Card. Sunt disponibile de la Intel si Compaq.

Placi de retea pentru porturi USB. Sunt disponibile de la Intel si Compaq.

Dispozitive specializate. Printre acestea se numara dispozitive cum ar fi iPAQ Conection Point, compatibil cu mai multe retele si poarta DSL 3220-H-W produsa de Cayman.

Desi performanta de 1,6 Mbps a standardului HomeRF 1.2 este cu mult mai mica decat cea a produselor bazate pe IEEE 802.11b, costul pentru unul sau doi utilizatori este mult mai mic, deoarece produsele bazate pe HomeRF se conecteaza direct intre ele. Dispozitivel HomeRF 2.0 opereaza la viteza de 10Mbps si sunt inca mult mai ieftine decat dispozitivele Wi-Fi, deoarece nu este necesar nici un punct de acces dedicat.

De exemplu, adaptoarele HomeRF 2.0 pe USB si PC Card produse de compania Symphony costa aproximativ 100$ fiecare, in timp ce HomeRF Base Station costa apoximativ 200$. De asemenea, produsele HomeRF utilizeaza aceasi frecventa de 2,4 GHz folosita la produsele fara fir IEEE 802.11b si Bluetooth, ceea ce ar putea provova aparitia unei interferente intre dispozitive, desi aceste produse sunt folosite in mod obisnuit in medii diferite. Bluetooth utilizeaza o metoda de transmisie bazata pe dispersia cu salt in frecventa pentru a reduce posibilitatea de interferenta cu alte retele si dispozitive fara fir de 2,4 Ghz, de genul telefoanelor fara fir.

3 Topologii logice pentru retele fara fir

Retelele fara fir au topologii diferite, la fel ca retelele cablate, insa utilizeaza doar doua topologii logice:

Stea. Topologia stea, utilizata de produsele bazate pe Wi-Fi/IEEE 802.11b in modul infrastructura si RadioLAN, seamana cu topologia utilizata de 10BASE-T si versiunile mai rapide de retele Ethernet, care folosesc un distribuitor. Punctul de acces inlocuieste distribuitorul deoarece statiile se conecteaza prin punctul de acces si nu direct una cu cealalta. Aceasta metoda este mult mai scumpa, insa permite obtinerea de performante apropiate de vitezele Ethernet 10BASE-T si un management mai usor.

Punct-la-Punct. Produsele HomeRF si Bluetooth utilizeaza topologia punct-la-punct. Aceste dispozitive se conecteaza direct unul cu celalalt si nu au nevoie de nici un punct de acces sau de un alt dispozitiv de tip distribuitor pentru a comunica intre ele, chiar daca accesul partajat la Internet prin HomeRF este nevoie ca toate calculatoarele sa fie conectate la o poarta fara fir comuna. Topologia punct-la-punct este mult mai ieftina ca pret pe unitate decat o topologie stea. Este insa dedicate retelelor simple, foarte mici sau pentru partajarea temporara a datelor cu un alt dispozitiv si este in mod normal mult mai lenta decat retelele 100BASE-TX.

Figura 20.25 prezinta o comparatie intre retelele fara fir, care utilizeaza aceste doua topologii, iar in tabelul 20.9 compara standardele importante pentru retele fara fir utilizate curent.

Figura 20.25 O topologie stea, asa cum este utilizata intr-o retea Ethernet fara fir bazata pe standardul IEEE 802.11b, comparata cu o topologie punct-la-punct, asa cum este utilizata in retelele HomeRF si Bluetooth.

Tabelul 20.9 Comparatie intre retelele fara fir curente