Беспроводные сетевые технологии конспект

Обновлено: 02.07.2024

Кроме кабельных каналов в компьютерных сетях используются также бескабельные (беспроводные) их аналоги. Их главное преимущество состоит в том, что они позволяют реализовать мобильный вариант взаимодействия абонентов. Кроме того, не требуется прокладка проводов и компьютеры сети можно легко перемещать в пределах здания или комнаты. Для реализации беспроводных сетей используют радио и инфракрасные каналы.

Радиоканал использует передачу информации с помощью радиоволн, поэтому теоретически он может обеспечить связь на многие тысячи и более километров. Скорость передачи достигает сотен мегабит в секунду (зависит от выбранной длины волны и способа кодирования).

В радиоканале используется передача в узком диапазоне частот и модуляция информационным сигналом сигнала несущей частоты.

Недостатками радиоканала являются его плохая защита от прослушивания и очень низкая помехозащищенность. Особенность радиоканала состоит в том, что сигнал свободно излучается в эфир, он не замкнут в кабель, из-за чего возникают проблемы совместимости с другими источниками радиоволн (радио- и телевещательными станциями, радарами, радиолюбительскими и профессиональными передатчиками и др.). Существуют и некоторые сложности с лицензированием радиочастотного диапазона для таких сетей.

Для локальных беспроводных сетей (WLAN – Wireless LAN) в настоящее время применяются подключения по радиоканалу на небольших расстояниях (до 100 метров) и в пределах прямой видимости. Используются частотные диапазоны – 2,4 ГГц и 5 ГГц. Скорость передачи – до 300 Мбит/с.

Сети WLAN позволяют устанавливать беспроводные сетевые соединения на ограниченной территории (в квартире, внутри офисного или университетского здания, на производстве или в общественных местах). Они могут использоваться во временных офисах или в других местах, где прокладка кабелей затруднена или неосуществима совсем, а также в качестве дополнения к существующей проводной локальной сети для обеспечения пользователям мобильного варианта работы.

Популярная технология беспроводных сетей Wi-Fi (Wireless Fidelity) позволяет организовать связь между несколькими (2 – 16) компьютерами с помощью концентратора (называемого точкой доступа, Access Point, AP), или нескольких концентраторов, если компьютеров от 10 до 50. Кроме того, данная технология позволяет связать две локальные сети на расстоянии до 25 километров при помощи мощных беспроводных мостов.

Радиоканал используется в глобальных сетях, как для наземной, так и для спутниковой связи. В этом применении у него отсутствуют конкуренты, так как радиоволны теоретически не имеют пределов распространения.

Использование инфракрасного канала также предполагает отсутствие соединительных проводов, так как использует для взаимодействия инфракрасное излучение (как у пульта дистанционного управления телевизором). Основным его преимуществом по сравнению с радиоканалом является нечувствительность к электромагнитным помехам, что позволяет применять его в производственных условиях, где всегда много помех от силового оборудования. В этом случае используют высокую мощность передачи для исключения взаимного влияния других источников теплового (инфракрасного) излучения. Применяют такие сети и в областях, где наличие электромагнитных полей является недопустимым (медицина, научные исследования). Скорости передачи данных по инфракрасному каналу не велики, обычно не превышают 5 -10 Мбит/с, но при использовании инфракрасных лазеров может быть достигнута скорость более 100 Мбит/с. Секретность передаваемой информации, как и в случае применения радиоканала, не достигается, также требуются сравнительно дорогие приемники и передатчики. Недостаточно надежно функционирует инфракрасная связь в условиях высокой запыленности воздуха.

Перечисленные особенности приводит к тому, что применяют инфракрасные каналы в локальных сетях достаточно редко. В основном они используются для связи компьютеров с периферийным оборудованием (интерфейс IrDA). Инфракрасные каналы делятся на две группы:

- Каналы прямой видимости, где связь осуществляется с использованием лучей, идущих непосредственно от передатчика к приемнику. В этом случае связь возможна только при отсутствии непрозрачных препятствий между компьютерами сети. Протяженность такого канала прямой видимости достигает нескольких километров.

- Каналы на рассеянном излучении. Они работают на сигналах, отраженных от стен, потолка, пола и других препятствий. Связь может осуществляться на гораздо меньших расстояниях, только в пределах одного помещения.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Технология Wi-Fi

Технология Wi-Fi на сегодняшний день самая распространенная беспроводная технология передачи данных. Если сравнить ее с ИК – связью, то тут увеличено расстояние между устройствами, соединяемыми для стабильного подключения Wi-Fi, и необходимость прямой видимости между устройствами отсутствует, и естественно выросла скорость передачи данных.

Технология Wi-Fi имеет свои преимущества и недостатки.
1. Преимущества. Во - первых это отсутствие проводов, но это скорее не преимущество, а свойство этой технологии. Wi-Fi сеть очень удобна, когда нет возможности проложить провода, например, в здании, которое имеет историческую ценность, где даже кусочек штукатурки не должен пострадать. Скорость передачи данных и упрощенное соединение к сети Wi-Fi незаменимо для тех, кому приходится разъезжать по миру, но при этом иметь постоянную связь с офисом.
2. Недостатки. Wi-Fi чувствителен к помехам, к примеру, электромагнитным. Которые излучаются различной техникой, находящейся в зоне покрытия сети. Это в первую очередь отражается на скорости соединения, она существенно падает, когда радиопоток попадает в зону помех. Скорость кабельного соединения в любом случае будет выше скорости Wi-Fi соединения на равных расстояниях между источником и потребителем сигнала.
Эксплуатационные возможности и частотный диапазон неодинаковый в различных странах, поэтому несовместимость или несоответствие стандарту может привести к уменьшению скорости и ограничению возможностей соединения. Так же высокое потребление энергии и сложность сохранения конфиденциальности.

Беспроводные сети — элементы информационных технологий, предназначенные для передачи данных между приемником и отправителем на большие или малые расстояния без применения проводов. Для передачи данных могут использоваться разные технологии, к примеру, радиоволны, оптические, инфракрасные и лазерные системы. Ниже рассмотрим, что такое беспроводная сеть, какие виды существуют, и в чем их особенности. Также кратко разберем принципы настройки и подключения.

Что такое беспроводные сети?

Эксперты утверждают, что беспроводные сети — это технологии, предназначенные для отправки информации без применения проводов. Расстояние между приемником и передатчиком может быть различным — от нескольких сантиметров (для блютуз) до десятков или сотен тысяч километров. Такие технологии применяют в разных сферах жизни — для подключения к Интернету, создания мобильной сети, дистанционного управления разными механизмами и т. д.

Беспроводные компьютерные сети — группа устройств, обеспечивающих подключение устройств друг к другу или Интернету без применения кабельной продукции. В роли носителя данных выступают радиоволны.

Основные виды сетей

В зависимости от типа передающей среды и применяемой технологии беспроводные сети делятся на несколько категорий. Выделим основные:

На радиомодемах. Для передачи данных применяются частоты особого диапазона. Для каждого из модемов предусмотрена антенна и передатчик. Наиболее популярные технологии — блютуз, Ethernet, Hiperlan.

На сотовых модемах. Такие беспроводные сети применяют имеющуюся аппаратуру и способны работать в тяжелых условиях. Распространенные проблемы — возникновение помех, потеря сигнала (хотя сейчас усиление сигнала модема не такая уж и проблема) и т. д. Виды передачи сигнала: аналоговые (TACS, FDMA) и цифровые (TDMA, GSM и другие).

Инфракрасные системы. Отличаются небольшой ценой приемников и передатчиков, а также высокой скоростью передачи данных. Такие беспроводные сети работают в зоне прямой видимости. Скорость передачи информации ограничена 115,2 Кбит/с.
Радиорелейная связь. Система передает аналоговые и цифровые сигналы со скоростью до 34 Мб/сек. Возможно применение разных диапазонов. Верхний предел по расстоянию составляет 80 км.
Лазерные системы. Данные передаются с помощью специального лазерного луча. Скорость передачи может достигать 10 Гбит/с. Соединение стабильно и надежно защищено. Минус состоит в высокой сложности подключения и необходимости расположения устройств в зоне прямой видимости.

Отдельно рассмотрим сети беспроводного доступа, которые наиболее востребованы в обычной жизни.

Беспроводная персональная технология, которая обеспечивает связь между устройствами на расстоянии до 100 метров. Для подключения устройства должны находиться в зоне прямой видимости. Представитель такой технологии — Bluetooth. Он применяется для обмена данными между ПК, мобильными телефонами, фотоаппаратами, джойстиками и т. д.

Например, можно передать приложение по Блютуз или поделиться контактами из своей телефонной книжки.

В технологии Bluetooth частота меняется скачками 1600 раз за секунду с использованием индивидуальных частот. Это значит, что при параллельном использовании нескольких устройств они не будут мешать друг другу.

отсутствие помех;
небольшая цена;
возможность интеграции во многие устройствах;
создание профиля с подключением до восьми аппаратов.

Минус состоит в сравнительно небольшой дальности передачи данных.

Под этим термином подразумевается беспроводная локальная сеть, которую мы знаем под названием WiFi. Система создана в 1991 году в Голландии. Первоначально назначение технологии — обслуживание кассовых систем и обеспечения скорости до 2 Мбит/с. Как правило, беспроводные сети Wi Fi содержат более одной точки доступа и несколько подключенных устройств. Точка доступа отправляет SSID-идентификатор раз в 100 мс.

возможность подключения без кабеля;
легкость настройки;
высокая степень защиты (для IEEE 802.11i);
достойная скорость (до 300 Мбит/с);
доступная цена.

частоты и ограничения в разных странах отличаются;
высокое потребление энергии;
низкая степень защиты (для WEP и WPA);
ограниченный радиус действия (до 90 метров на улице);
риск наложения сигналов и появления помех;
возможные проблемы с совместимостью.

Несмотря на ряд недостатков беспроводной сети, она пользуется наибольшим спросом при подключении к Интернету.

Такая беспроводная сеть — это телекоммуникационная технология, которая работает в пределах определенного населенного пункта или площади. Представитель — WiMAX. Система появилась в 2011 году и применяется для объединения нескольких точек Вай Фай, обеспечения беспроводного соединения, а также создания точек доступа без привязки к географической позиции. Некоторые системы способны работать на расстоянии до 10 000 км. WiMAX обеспечивает высокоскоростное подключение к Интернету.

повышенная дальность действия;
высокая скорость связи;
возможность обеспечения разных видов доступа.

Рассматривая виды беспроводных сетей, необходимо выделить и WWAN. Технология объединяет разные города и государства с помощью антенны и спутниковой связи. Они бывают разных типов — GPRS, CSD, LTE, HSPA, 2G и 3G. Услуги предоставляются на платной основе. Благодаря такому виду связи, человек может с телефона или ноутбука подключиться к Интернету, находясь в стационарном состоянии и в движении.

доступность;
отсутствие привязки к местности (главное условие — наличие покрытия);
независимость от скорости и погоды;
универсальность оборудования.

ограничение по скорости передачи данных (в зависимости от вида беспроводной сети);
высокая абонплата;
низкий уровень защиты от взлома.

Сегодня активно продвигаются новые поколения Интернета — 3G, 4G и даже 5G. Они могут похвастаться высокой скоростью Интернета и отсутствием лимитов по скачиванию (в зависимости от тарифа).

Рассматривая беспроводные сети, можно классифицировать их по топологии — точка-точка и точка-многоточка, а также по сфере применения — личная, корпоративная и операторская.

Как настроить и подключить беспроводную сеть

Выше мы рассмотрели, что такое беспроводные сети, и в чем их особенности. Но остается не менее важный вопрос, касающийся настройки и подключения. Здесь многое зависит от применяемой технологии. К примеру, в новых телефонах уже внесены необходимые настройки для 3G или 4G, или они устанавливаются автоматически после получения СМС от оператора.

Если речь идет о WiFi, здесь нужно придерживаться следующей инструкции:

Создайте точку доступа. Для этого подключите роутер к кабелю поставщика Интернета.

Выполните необходимые настройки, задайте логин и пароль беспроводной сети.
Включите ноутбук, дождитесь загрузки операционной системы и обратите внимание на появление значка Вай Фай справа внизу.

Нажмите левой кнопкой мышки на специальной символ. Перед глазами выдаются беспроводные сети. Выберите свою.
Укажите пароль и проверьте подключение к Интернету.

Если модуль не включен, необходимо войти в панель управления, перейти в раздел Сети и Интернета, а далее в сетевые подключения.

Теперь нужно включить Вай Фай. Если справа внизу не появился значок беспроводной сети, нужно скачать необходимый драйвер или обновить имеющуюся программу.

Для автоматического подключения переходим в Центр управления. Выбираем нужный профиль, входим в раздел свойств и подтверждаем выбор. Далее выбираем протокол интернета TCP/IPv4 и жмем на свойства. Указываем автоматическое получение адреса и сохраняем заданные параметры. Если возникают трудности с подключением, проверьте настройки роутера, факт включения Вай Фай на ПК или ноутбуке.

Беспроводные сети : Один комментарий

Добрый день!
Подскажите пожалуйста можно ли создать домашний медиасервер, к которому по средством WiFi и Ethernet кабеля будет подключено 4 smart TV и управлятьтся всё сможет с одной bt, клавиатуры и мыши + подключить к такому компьютеру сигнализацию и камеры слежения в квартире.
Какое оборудование для этого нужно и можете ли Вы создать подобную сеть ?
И сколько это будет стоить?

Wi-Fi

Сложно представить жизнь современного человека без интернета. Просмотр почты, ведение деловой и личной переписки, чтение новостей, просмотр фильмов и телепередач, стало возможным с появлением компьютерных сетей. А с появлением мобильных устройств, таких как смартфоны, планшеты, ноутбуки появилась возможность обмена информации практически в любом месте, где бы человек не находился. Это стало возможным с появлением беспроводных LAN и WAN.

История появления и перспективы развития беспроводных сетей

В 80-х годах прошлого века появился стандарт цифровой передачи данных GSM. На котором до сих пор работают почти все операторы мобильной связи. Это можно считать отправной точкой развития беспроводных сетевых технологий. Данный протокол стремительно совершенствовался, и в 1997 году появилась новая технология обмена информацией на расстоянии без необходимости использования проводов. Такая технология получила название IEEE 802.11, который более известный широкому кругу людей как WiFi.

С момента появления первого варианта 802.11а в 90-х годах прошлого века прошло не много времени, появились более совершенные технологии, увеличилась скорость и качество перемещения данных. Беспроводными сетями окутан практически все здания, офисы и промышленные предприятия. Ожидается переход на более новая спецификация 802.16, который получил название WiMax. Эта технология позволяет значительно расширить диапазон подключения с нескольких десятком метров по WiFi, до десятков километров без потери качества и скорости. Конечно эта технология будет по началу дорогостоящей, но со временем все мобильные устройства планируется оснащать радиомодулем WiMax.

Беспроводные компьютерные сети: классификация и принцип работы

В общем случае беспроводная компьютерная система призвана обеспечить взаимодействие пользователей, различных серверов и баз данных посредством обмена цифровыми сигналами через радиоволны. Подключение может осуществляться несколькими способами: Bluetooth, WiFi или WiMax. Классификация проводных и беспроводных сетей осуществляется по одинаковым признакам:

Персональная компьютерная сеть (PAN — Personal Area Network). Соединение осуществляется, например, между мобильными телефонами, находящимися в непосредственной близости друг от друга.
Локальная компьютерная сеть (LAN — Local Area Network). Подключение в пределах одного здания, офиса или квартиры.
Городская компьютерная сеть (MAN — Metropolian Area Network). Работа в пределах одного города.
Глобальная компьютерная сеть (WAN — Wide Area Network). Глобальный выход в интернет.

Спецификация 802.11 это совокупность протоколов, которые в полной мере соответствуют принятым нормативам открытых сетей модели OSI (Open System Interconnection). Эта эталонная модель описывает семь уровней обмена данными, но протокол 802.11 отличается от проводного, только на физическом, и, частично, на канальном уровне. Это уровни непосредственного обмена информацией. Физическим уровнем передачи является радиоволны, а канальный уровень управляет доступом и обеспечивает обмен данными между двумя устройствами.

Вайфай работает на двух диапазонах частот: 2,4 (стандарты 802.11a/b/g/n) или 5 (только 802.11n) ГГц. Радиус действия может достигать 250-300 метров в пределах прямой видимости и до 40-50 метров в закрытых помещениях. Каждое конкретное оборудование обеспечивает различные физические показатели в зависимости от модели и фирмы производителя.

Скорость передачи потока данных отличается в зависимости от используемого стандарта и может составлять от 11 Мбит/с по стандарту 802.11b до 600 Мбит/с в 801.11n.

Организация беспроводной сети

WiFi может использоваться для нескольких целей:

организация корпоративной сети предприятия;
организация удаленного рабочего места;
обеспечение входа в интернет.

Соединение осуществляется двумя основными способами:

Работа в режиме инфраструктуры (Infrastructure Mode), когда все компьютеры связываются между собой через точку доступа (Access Point). Роутер работает в режиме коммутатора, и очень часто имеет проводное соединение и доступ в интернет. Чтобы подключиться нужно знать идентификатор (SSID). Это наиболее привычный для обывателя тип подключения. Это актуально для небольших офисов или квартир. В роли точек доступа выступают роутера (Router).
Второй вариант подключения используется если необходимо связать два устройства между собой напрямую. Например, два мобильных телефона или ноутбука. Такой режим называется Adhoc, или равный с равным (peer to peer).

Бытовые роутеры дают возможность подключиться не только через вайфай. Практически каждый оборудован несколькими портами Ethernet, что дает возможность вывести в сеть гаджеты, которые не оборудованы WiFi модулем. В этом случае роутер вступает в качестве моста. Позволяющего объединить проводные и беспроводные устройства.

Для увеличения радиуса действия сети или для расширения существующей топологии, точки доступа объединяются в пул в режиме Adhoc, а другие подключаются к сети через маршрутизатор или коммутатор. Есть возможность увеличить зону покрытия путем установки дополнительных точек доступа в качестве репитера (повторителя). Репитер улавливает сигнал с базовой станции и позволяет клиентам подключаться к нему.

Практически в любом общественном месте можно поймать сигнал WiFi и подключиться для выхода в интернет. Такие общественные точки доступа называются Hotspot. Публичные зоны с вайфай покрытием встречаются в кафе, ресторанах, аэропортах, офисах, школах и других местах. Это очень популярное на данный момент направление.

Вопросы безопасности беспроводной сети

Проблемы безопасности касаются не только передачи информации по радиоканалам. Это глобальный вопрос связанный с работоспособностью любой системы и, тем более, открытой. Всегда есть вероятность прослушать эфир, удаленно перехватить сигнал, взломать систему и провести анонимную атаку. Чтобы избежать несанкционированное подключение разработаны и применяются методы шифрования информации, вводятся пароли для получения доступа на подключение, запрещается транслирование имени точки доступа (SSID), ставятся фильтр на подключаемых клиентов и прочие меры.

Основную угрозу представляют собой:

Следует также отметить, что технологии взлома постоянно совершенствуются, постоянно находятся новые способы и варианты атак. Существует также большой риск утечки информации позволяющий узнать топологию сети и варианты подключения к ней.

Преимущества и недостатки беспроводных сетей

Основное преимущество передачи информации по воздуху, вытекает из самого названия технологии. Нет необходимости в прокладке огромного количества дополнительных проводов. Это существенно снижает время на организацию сети и затраты на монтаж. Для использования вайфай сетей нет необходимости приобретать специальную лицензию, значит можно быть уверенным в том, что устройство, соответствующее стандарту 802.11, приобретенное в одной точке земного шара, будет работать в любой другой.

Беспроводные сети хорошо модернизируются и масштабируются. При необходимости увеличить покрытие сети, всего-навсего устанавливается одно или несколько дополнительных роутеров без необходимости изменить всю систему. В зонах с неравномерным покрытием, устройство-клиент всегда будет переключаться на ту точку, которая имеет наивысшее качество связи.

Среди недостатков стоит отметить проблемы с безопасностью. Все современные роутеры поддерживают несколько протоколов шифрования, есть возможность фильтрации клиентов по MAC-адресам. Таким образом при достаточной внимательности можно организовать систему наименее подверженную рискам. Еще один недостаток это перекрытие зон покрытия от различных роутеров. В большинстве случаев эта проблема решается переключением работы на другом канале.

Беспроводные сети и беспроводной доступ в интернет, могут показаться опасными для некоторых людей. Если канал остаётся открытым, любой желающий может войти в сеть; оказавшись в сети, человек может взломать один из компьютеров, легко размещая личные файлы, содержащие конфиденциальную информацию.Но многие люди не понимают,что беспроводные сети оснащены функциями безопасности, которые можно настроить для защиты от такого события. Одна такая защита называется WEP-ключ,который по существу является паролем,который требуется для входа в сеть с компьютера,предотвращая несанкционированное использование. Люди, которые не знают, как настроить эту функцию могут позвонить поставщику услуг беспроводной связи или производителям беспроводного модема или роутера.

Типы беспроводных сетевых технологий

Существуют различные технологии, разработанные для поддержки беспроводных сетей,в том числе:

Технология Wi-Fi особенно популярна в домашних сетях в качестве беспроводной точки доступа в интернет
Bluetooth для низкой мощности и встраиваемых приложений
Беспроводная домашняя автоматизация такие стандарты, как ZigBee и Z-Wave

Преимущества беспроводной сети

Беспроводная компьютерная сеть имеет ряд преимуществ по сравнению с проводной сетью, но не без минусов.Преимущества беспроводной технологии заключаются в её мобильности (мобильность и свободу передвижения) и ликвидации неприглядных кабелей.Недостатки беспроводных сетей включают дополнительные вопросы безопасности, плюс потенциал для радио помех (из-за погоды, других беспроводных устройств, или препятствий,таких как стены).

Беспроводной Интернет

Традиционные формы интернет служб полагаются на телефонные линии,линии кабельного телевидения и волоконно-оптические кабели.Тогда как базовое ядро Интернет по-прежнему проводное, несколько альтернативных форм Интернет-технологий используют беспроводное подключение домов и предприятий.

Беспроводное сетевое оборудование

Для построения беспроводной сети требуется определенный тип компьютерного оборудования.В портативных устройствах,таких как телефоны и планшеты, также есть встроенные беспроводные радиоустройства. Беспроводные широкополосные маршрутизаторы используются во многих домашних сетях.Другие виды оборудования включают в себя внешние адаптеры.

Как Wireless Работает

Беспроводные технологии используют радио волны,чтобы поддерживать каналы связи между компьютерами. Хотя многие технические детали, лежащие в основе протоколов беспроводной связи,такие как Wi-Fi часто не так уж и важны, чтобы понять, зная основы,может быть очень полезно при настройке сети и устранения неполадок.

Читайте также: