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802.11: Saindo por trás do fio

Aplicações de rede sem fio continuam a se proliferar em um ritmo incrível como recursos wireless, funções de segurança, e throughput melhor. 802.11 é a norma em que a rede sem fio existe hoje, e produtos que utilizam a tecnologia de suporte a uma ampla gama de utilizações para as empresas e usuários domésticos.

Com um crescimento tão explosivo em infraestrutura e aplicativos, compreender algumas noções básicas sobre a tecnologia e suas limitações, pode ser muito útil em meio a alegações de fornecedores sobre o que 802.11 pode fazer e o que o futuro tem na loja concorrente. Neste tutorial, vou explorar o ambiente atual de tecnologias de rede sem fio 802.11 e onde o diálogo nos organismos de normalização parece estar liderando a indústria. Nosso foco principal será 802.11b neste tutorial. Tutoriais futuros trarão foco em 802.11a, considerações de projeto e solução de problemas de rede.

Antecedentes

Ao estabelecer o 802.11b (ou .11b) padrão em 1999, o IEEE mudou as regras de rede Ethernet através da adição de novas camadas físicas e de link de dados para o modelo ISO para fornecer Ethernet através de uma frequência de rádio (RF). Quando o padrão 802.11 estava sendo desenvolvido em meados da década de 1990, charter do grupo de trabalho imaginou um "acesso à mídia controle (MAC) e especificação de camada física para a conectividade sem fio para fixos, portáteis e estações móveis dentro de uma área local. "Note que ele não mencionou" soluções de última milha", mas a flexibilidade da tecnologia presta-se a uma ampla gama de aplicações wireless emergentes. A técnica de redes Ethernet o grupo de trabalho criado, e a indústria tem implementado, emprega sentido transportado acesso múltiplo com prevenção de colisão (CSMA / CA) na camada / de ligação de dados MAC e três técnicas de rádio na camada física:

• Um dsss (DSSS) 2.4 - GHz rádio que utiliza chaveamento de código complementar (CCK) de modulação;
• Um fhss (FHSS) de rádio de 2,4 GHz que também usa CCK;
• É uma técnica infravermelho que é largamente utilizada na rede.

Os EUA Federal Communications Commission controla todas as transmissões de rádio frequência dentro das fronteiras dos EUA. A relação de cooperação com a FCC foi necessária para tornar este padrão e a tecnologia viável. A FCC respondeu através da atribuição de uma faixa de frequência não licenciada chamado o instrumento, científico e médico (ISM) banda (na faixa de 2,4-2,4835 GHz) para ser usado por tecnologias de rádio 802.11b. (Observe que os fornos de micro-ondas domésticos cozinham através da emissão de frequências de rádio nesta mesma faixa. Cuidado é assim garantido ao usar tecnologias de rádio)

Noções básicas de protocolo

A Figura 1 ilustra a relação entre os protocolos com e sem fios no modelo ISO. O padrão 802.11b permite que dispositivos clientes desconectados de se comunicar com uma rede Ethernet através de um transmissor de RF que está fisicamente conectado à rede com fio. A tecnologia funciona como um hub Ethernet, e enquanto um cliente continua dentro do alcance do transmissor, o cliente está conectado (associados) para a rede e pode enviar e receber dados.

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Distância Efeitos

Tal como acontece com todas as tecnologias de redes de banda larga compartilhada, um bom planejamento é fundamental na implantação e carregando uma rede 802.11 para garantir que ele atenda as expectativas de desempenho. Aplicações Latency - e jitter-sensíveis, tais como voz e vídeo exigem ainda um planejamento mais cuidadoso e seleção de produtos para manter a qualidade de transmissão no ambiente wireless. Distância do transmissor afeta o desempenho da rede e taxa de transferência também. Gama típica de 802.11b é 100-150 pés a 11 Mbps, 130-150 ft. Em 5,5 Mbps e 250-350 pés a 2 Mbps.

802.11b estabelece um protocolo que exige que os clientes reconhecem a transmissão de pacotes de dados (para além do que é normal em um aplicativo TCP) dentro de um tempo de espera predeterminado, ou a unidade de estação de base (por vezes referido como um ponto de acesso) descarta o pacote e reenvia isto. Este protocolo é fundamental para como distância afeta rendimento: O rádio está programado para descer a taxa de transferência efetiva de um mínimo de 1 Mbps para manter a associação. Se o processo continua caiu de pacotes, o transmissor se dissocia do receptor (provavelmente, um dispositivo cliente) a partir da rede e para o envio de dados. Claro, outros atributos, tais como a resistência e a qualidade do sinal, também afeta o rendimento. A Figura 2 ilustra a forma como a relação de temporização em

802.11b afeta a distância.

Colmatar

Ponte ao ar livre - a capacidade de transmitir ponto a ponto (ou ponto-a-multiponto) para conectar uma LAN para outra - não é coberto no padrão 802.11b. Este aplicativo surgiu da necessidade de interligar instalações separadas fisicamente sem o alto custo de abertura de valas fio ou fibra, ou o custo de retorno relativamente alto de se conectar por meio de um provedor de serviços. Embora a norma não os cobres diretamente, implementações ponte sem fio são extensões proprietárias de 802.11b. o FCC faz regular ponte sem fio, e a taxa de transferência efetiva (potência isotrópica de radiação, ou EIRP) não pode ser mais do que 4W. Implementações ponte sem fio também requerem um planejamento cuidadoso para otimizar o posicionamento e a taxa de transferência. Como ponto de referência, as emissões de energia da LAN interior pode haver mais de 1W nos termos definidos pela FCC.

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Multipath Effect

Figura 3 ilustra o efeito multipath, em que a força e tempo de um sinal são alteradas como ele rebate estruturas físicas. Implementações iniciais 802.11b utilizada a camada física FHSS porque forneceu resistência multipath superior. A atribuição de uma relativamente pequena largura de banda e um elevado número de canais (79 total) e movendo-se rapidamente de frequência para frequência (a cada 0,4 segundos) multipath praticamente eliminado. O receptor tem a transmissão direta sem interferência física e, em seguida, mudou-se para outro canal porque o sinal direto chega mais cedo do que sinais refletidos ou difratadas, que foram rejeitadas porque eles chegaram depois que o receptor havia mudado canais.