Категории

Частотный диапазон wi fi

FAQ: как установить и настроить Wi-Fi роутер

Частотный диапазон 5 ГГц и зачем он нужен?

Что такое WiFi? Подробно о свойствах WiFi сигнала


на картинке: графическое отображение WiFi волн в городе.

1. Что такое WiFi?

1.1. Связь частоты и длины волны.

2. Свойства WiFi сигнала.

2.1. Поглощение.

2.2. Огибание препятствий.

2.3. Естественное затухание.

2.4. Отражения сигнала.

2.5. Плотность данных.

2.6. Почему сложно дать однозначный ответ: на какое расстояние будет передавать сигнал WiFi оборудование?

3. Диапазоны и частоты WiFi

3.1. Диапазон 2,4 ГГц.

3.2. Диапазон 5 ГГц.

Что такое WiFi?

WiFi - беспроводной способ связи, основанный на всем нам знакомом электромагнитном излучении. Сигнал WiFi относят к радиоволнам, соответственно, он имеет такие же свойства, характеристики и поведение. Радиоволны, в свою очередь, подчиняются практически тем же физическим законам, что и свет: распространяются в пространстве с такой же скоростью (почти 300 000 километров в секунду), подвержены дифракции, поглощению, затуханию, рассеиванию и т. д.

Основные характеристики радиоволны, а значит и сигнала WiFi - это ее длина и частота (частотный диапазон). Последний параметр означает частоту переменного тока, необходимую для получения волны нужной длины и используется для классификации радиоволн. Другое определение частоты - это количество волн, проходящих через определенную точку пространства в секунду.

Существует распределение радиоволн по диапазонам, в зависимости от частоты, утвержденная Международным союзом электросвязи (МСЭ, английская аббревиатура - ITU).

Буквенные

обозначения

диапазона

Название волн.

Название частот.

Диапазон частот

Диапазон

длины волны

ОНЧ (VLF)Мириаметровые. Очень низкие3—30 кГц100–10 км
НЧ (LF)Километровые. Низкие. 30—300 кГц10–1 км
СЧ (MF)Гектометровые. Средние.300—3000 кГц1–0.1 км
ВЧ (HF)Декаметровые. Высокие.3—30 МГц100–10 м
ОВЧ (VHF)Метровые. Очень высокие.30—300 МГц10–1 м
УВЧ (UHF)Дециметровые. Ультравысокие.300—3000 МГц1–0.1 м
СВЧ (SHF)Сантиметровые. Сверхвысокие.3—30 ГГц10–1 см
КВЧ (EHF)Миллиметровые. Крайне высокие.30—300 ГГц10–1 мм
THFДециметровые. Гипервысокие.300—3000 ГГц1–0.1 мм

Сфера применения радиоволн зависит от частотного диапазона. Это может быть  телевидение, радиосвязь, мобильная связь, радиорелейная связь и т. д. Вообще, радиочастотный эфир занят довольно плотно: использование всех диапазонов буквально расписано:

В том числе это и беспроводная связь WiFi. Для нее используются дециметровые и сантиметровые волны ультравысокой и сверхвысокой частоты (УВЧ и СВЧ) в частотных диапазонах 2,4 ГГц, 5 ГГц и  и других редкоиспользуемых: 900 МГц, 3,6 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц.

Главное преимущество WiFi-связи отражено во втором ее названии - беспроводная связь. Именно отсутствие проводов вкупе со все возрастающей скоростью передачи данных является ключевым моментом при выборе этого способа соединения.

Если речь идет о домашних пользователях - беспроводная связь удобна, она позволяет не привязываться к определенному месту в квартире для входа в интернет.

Если мы говорим о корпоративной связи, о провайдерских услугах, то иногда прокладка кабеля для передачи данных - это дорого, нецелесообразно или вообще невозможно. Например, нужно раздать интернет в частном секторе, прокинуть магистральный канал через ущелье, в удаленный населенный пункт и т. д. В этом случае на выручку приходит WiFi. Проблемная территория преодолевается с помощью беспроводного канала.

Связь частоты сигнала WiFi и длины волны

Характеристики длины волны сравнительно редко используются в параметрах оборудования WiFi. Однако иногда, для понимания физических свойств и поведения сигнала беспроводной связи в различных условиях неплохо разбираться в связи частоты и длины радиоволн.

Общее правило: Чем выше частота, тем короче длина волны. И наоборот.

Формула для расчета длины волны:

Длина волны WiFi сигнала (в метрах)= Скорость света (в м/сек) / Частота сигнала (в герцах).

Скорость света в м/сек = 300 000 000.

После упрощения формулы получаем: Длина волны в метрах = 300/ Частота в МГц.

Свойства WiFi сигнала

 Поглощение.

Главное условие для создания беспроводного линка  на расстояние большее, чем сотня метров - прямая видимость между точками установки оборудования. Проще говоря, если мы стоим рядом с одной точкой доступа WiFi, то наш взгляд, направленный в сторону второй точки, не должен упираться в стену, лес, многоэтажный дом, холм и т. д. (Это еще не все, нужно также учитывать помехи в Зоне Френеля, но об этом в другой статье.)

Такие объекты просто-напросто отражают и поглощают сигнал WiFi, если не весь, то львиную его часть.

То же самое происходит и в помещении, где сигнал от WiFi роутера или точки доступа проходит через стены в другие комнаты/на другие этажи. Каждая стена или перекрытие "отбирает" у сигнала некоторое количество эффективности.

На небольшом расстоянии, например, от комнатного роутера до ноута, у радиосигнала еще есть шансы, преодолев стену, все-таки добраться до цели. А вот на длинной дистанции в несколько километров любое такое ослабление существенно сказывается на качестве и дальности WiFi связи.

Процент ухудшения сигнала вай-фай при прохождении через препятствия зависит от нескольких факторов:

  • Длины волны. В теории, чем больше длина волны (и ниже частота вай-фай), тем больше проникающая способность сигнала. Соответственно, WiFi в диапазоне 2,4 ГГц имеет большую проникающую способность, чем в диапазоне 5 ГГц. В реальных условиях выполнение этого правила очень тесно зависит от того, через препятствие какой структуры и состава проходит сигнал.
  • Материала препятствия, точнее, его диэлектрических свойств.

Преграда

Дополнительные потери при прохождении (dB)

Процент эффективного расстояния*, %

Открытое пространство

0

100

Нетонированное окно (отсутствует металлизированное покрытие)

3

70

Окно с металлизированным покрытием (тонировкой)

5-8

50

Деревянная стена

10

30

Стена 15,2 см (межкомнатная)

15-20

15

Стена 30,5 см (несущая)

20-25

10

Бетонный пол или потолок

15-25

10-15

Цельное железобетонное перекрытие

20-25

10

* Процент эффективного расстояния - эта величина означает, какой процент от первоначально рассчитанной дальности (на открытой местности) сможет пройти сигнал после преодоления препятствия.

Например, если на открытой местности дальность сигнала Wi-Fi  - до 200 метров, то после прохождения через нетонированное окно она уменьшится до 140 метров (200 * 70% = 140). Если следующим препятствием для этого же сигнала станет бетонная стена, то после нее дальность составит уже максимум 21 метр (140*15%).

Отметим, что вода и металл - самые эффективные поглотители WiFi, т. к. являются электрическими проводниками и "забирают" на себя большое количество энергии сигнала. Например, если дома на пути вай-фай от роутера до вашего ноута стоит аквариум, то практически наверняка соединения не будет.

Именно поэтому во время дождя и других "влажных" атмосферных осадков наблюдается небольшое снижение качества беспроводного соединения, поскольку капли воды в атмосфере поглощают сигнал.  

Частично этот фактор влияет и на затухание WiFi передачи в листве деревьев, т. к. они содержат большой процент воды.

  • Угла падения луча на препятствие. Помимо материала преграды, через которую проходит сигнал вай-фай, важен также угол падения луча. Так, если сигнал проходит через препятствие под прямым углом, это обеспечит меньшие потери, чем если бы он падал на него под углом 45 градусов. Еще хуже, если сигнал проходит через преграду под очень острым углом. В этом случае, грубо говоря, можно смело умножать толщину стены на 10 и рассчитывать потери WiFi передачи согласно этой величине.


Огибание препятствий.

По-научному это поведение луча WiFi называется дифракцией, хотя на самом деле понятие дифракции гораздо сложнее, чем простое "огибание препятствий".

 В общем можно вывести правило - чем короче длина волны (выше частота), тем хуже она огибает препятствия.

Основывается это правило на известном физическом свойстве волны: если размер препятствия меньше, чем длина волны, то она его огибает. В целом отсюда логично проистекает, что чем короче длина волны, тем меньшее остается вариантов препятствий, которые она может в принципе обойти, и поэтому принимается, что ее огибающая способность хуже.

Огибание на практике означает меньшее рассеивание волны как луча энергии вокруг препятствия, меньшее количество потерь сигнала.

Возьмем популярные частоты 2,4 ГГц (длина волны 12,5 см) и 5 ГГц (длина волны 6 см). Мы видим подтверждение правила на примере прохождения лесного массива. Стандартные размеры листьев, стволов, веток деревьев, в среднем будут меньше, чем 12,5 см, но больше, чем 6 см. Поэтому сигнал WiFi 5 ГГц диапазона при прохождении через густую листву “потеряется” практически полностью, в то время как 2,4 ГГц справится лучше.

Поэтому WiFi оборудование, работающее в диапазоне 900 МГц, используется в условиях отсутствия прямой видимости сигнала - его длина волны составляет 33,3 см, что позволяет огибать большее количество преград. Однако надо учитывать размеры предполагаемых препятствий и понимать, что сигнал 900 МГц не сможет “обойти” бетонную стену, расположенную перепендикулярно направлению сигнала. Здесь уже сыграют роль проникающие способности волны, которые, как мы уже говорили у сигналов с низкой частотой довольно неплохие.

Также именно поэтому для нормальной работы беспроводного оборудования, использующего частоту 24ГГц (длина волны 1,25 см) необходима абсолютно чистая видимость, потому что все препятствия больше сантиметра будут отражать и поглощать сигнал.

Как мы уже упоминали, в отношении прохождении сигнала через лесной массив играет роль также содержание воды в листьях, а также длина волны.

Естественное затухание.

Как далеко мог бы передаваться сигнал WiFi, если создать ему идеальные условия прямой видимости? В любом случае не бесконечно, потому что чем больше дальность беспроводного “пролета”, тем больше сигнал затухает сам по себе. Происходит это по 2 причинам:

  • Земная поверхность поглощает часть энергии сигнала. Чем выше частота WiFi, тем интенсивнее идет поглощение.

  • Сигнал WiFi даже из самой узконаправленной антенны распространяется не прямой линией, а лучом. Соответственно, чем дальше расстояние, тем шире становится луч, тем меньшая мощность сигнала приходится на единицу площади, и тем меньше энергии сигнала попадает в принимающую антенну.

Отражения сигнала.

Сигнал WiFi, как любая радиоволна, как свет, отражается от поверхностей и ведет себя при этом аналогично. Но тут есть нюансы - какие-то поверхности будут поглощать сигнал (полностью или частично), а какие-то - отражать (полностью или частично). Это зависит от материала поверхности, его структуры, наличия неровностей на поверхности и частоты WiFi.

Неконтролируемые отражения сигнала ухудшают его качество. Частично - из-за потери общей энергии сигнала (до принимающей антенны, упрощенно говоря, “долетает не всё” или долетает после переотражений, с задержками). Частично - из-за интерференции с негативным влиянием, когда волны накладываются в противофазе и ослабляют друг друга.

Интерференция может иметь и положительное влияние, если волны WiFi накладываются друг на друга в одинаковых фазах. Это часто используется для усиления мощности сигнала.

Плотность данных.

Частота WiFi влияет также на еще один важный параметр - объем передаваемых данных. Здесь существует прямая связь - чем выше частота, тем больше данных в единицу времени можно передать. Возможно, именно поэтому первая высокопроизводительная РРЛ от Ubiquiti  - AirFiber 24, а также ее более мощная модификация - Airfiber 24HD были выпущены на частоте 24 ГГц.

Почему сложно дать однозначный ответ: на какое расстояние будет передавать сигнал WiFi оборудование?

Физические свойства и поведение радиоволны в окружающем мире довольно сложны. Нельзя взять какой-то один параметр и по нему рассчитать дальность беспроводного сигнала. В каждом конкретном случае на дальность будут оказывать влияние различные факторы окружающей среды:

  • Поглощение сигнала препятствиями, земной корой, поверхностью водоемов.
  • Дифракция и рассеивание сигнала из-за преград на пути.
  • Отражения сигнала от препятствий, земли, воды и возникающие в результате этого интерференции волны.
  • На больших расстояниях - радиогоризонт, т. е. искривление земной коры.
  • Зона Френеля и, соответственно - высота расположения оборудования над поверхностью земли.

Именно поэтому реальная дальность оборудования, как, впрочем, и пропускная способность, может очень сильно отличаться в различных условиях.

Диапазоны и частоты WiFi

Как мы уже сказали, для WiFi связи выделено несколько разных частотных диапазонов:  900 МГц, 2,4 ГГц, 3,65 ГГц, 5 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц. 

В Украине на данный момент чаще всего применяются точки доступа WiFi и антенны WiFi 2,4 ГГц и 5ГГц.

Основные отличия 2,4 ГГц и  5ГГц:

2,4 ГГц. Длина волны 12,5 см. Относится к дециметровым волнам ультравысокой частоты (УВЧ).

  • В реальных условиях - меньшая дальность сигнала из-за более широкой зоны Френеля, что чаще всего не компенсируется тем, что сигнал на этой частоте меньше подвержен естественному затуханию.
  • Лучшее преодоление небольших преград, например, густых лесных массивов, благодаря хорошей проникающей способности и огибанию препятствий.
  • Меньше относительно неперекрывающихся каналов (всего 3), а значит, “ пробки на дорогах” - теснота в эфире, и как результат - плохая связь.
  • Дополнительная зашумленность эфира другими устройствами, работающими на этой же частоте, в том числе мобильных телефонов, микроволновок и т. п.

5 ГГц.  Длина волны 6 см. Относится к сантиметровым волнам сверхвысокой частоты (СВЧ).

  • Большее количество относительно неперекрывающихся каналов (19).
  • Большая емкость данных.
  • Большая дальность сигнала, в связи с тем, что Зона Френеля меньше.
  • Такие препятствия, как листва деревьев, стены волны диапазона 5ГГц преодолевают гораздо хуже, чем 2,4.

Диапазоны 900 МГц, 3,6 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц для нас скорее экзотика, однако могут использоваться:

  1. Для работы в условиях, когда стандартные диапазоны плотно заняты.

  2. Если требуется создать беспроводное соединение между двумя точками при отсутствии прямой видимости (лес и другие препятствия). Это касается такой частоты, как 900 МГц (в нашей стране ее нужно использовать с осторожностью, так как на ней работают сотовые операторы).

  3. Если для использования частоты не требуется получать лицензию в контролирующих органах. Такое преимущество часто встречается в презентациях зарубежных производителей, однако для Украины это не совсем актуально, так как условия лицензирования в нашей стране другие.

В IEEE ведутся разработки по принятию новых стандартов и, соответственно, использованию других частот для WiFi. Не исключено, к примеру, что в ближайшее время диапазон 60 ГГц также станет использоваться для беспроводной передачи. Точно также, как и возможна вероятность “отжатия” в будущем некоторых частот, сейчас принадлежащих WiFi, в пользу, например, сотовых операторов.


Lantorg.comИсточник: https://lantorg.com/article/chto-takoe-wifi-podrobno-o-svojstvah-wifi-signala

1.3 Частотные полосы и каналы в Wi-Fi

Введение

История беспроводных технологий берет свое начало в конце XIX века, когда русский физик и электротехник А.С. Попов продемонстрировал изобретенный им радиоприемник в 1895 году. Данное изобретение обеспечивало передачу радиоволн без проводов на большие расстояния.

Развитие беспроводных технологий передачи информации началась с передачи первого радиосигнала и появлением в 20-х годах ХХ века первых радиоприемников с амплитудной модуляцией. В 1930-е годы появилось радио с частотной модуляцией и телевидение. В 1970-е годы были созданы первые беспроводные телефонные системы. Сначала это были аналоговые сети, вначале 1980-х появился стандарт GSM, ознаменовавший начало перехода на цифровые стандарты как обеспечивающие лучшее распределение спектра, лучшее качество сигнала и большую безопасность. С 90-x годов ХХ века происходит укрепление позиций беспроводных сетей. Беспроводные технологии прочно входят в нашу жизнь. Развиваясь с огромной скоростью, они стимулируют создание новых устройств и услуг.

Беспроводные сети развертываются в аэропортах, университетах, отелях, ресторанах, на предприятиях. Беспроводные сети особенно на предприятиях, где сотрудники активно перемещаются по территории во время рабочего дня с целю обслуживания клиентов или сбора информации.

Точкой отсчета в области разработки стандартов беспроводных сетей является образование всемирной организацией IEEE (Институт инженеров по электричеству и электронике) (англ. Institute of Electrical and Electronics Engineers) комитета 802.11 в 1990 году.

Wi-Fi (от английского словосочетания Wireless Fidelity, которое можно дословно перевести как «беспроводное качество» или «беспроводная точность») – это современная технология соединения компьютеров в локальную сеть и подключения их к Internet. Датой создания Wi-FI считается 1991 год. Он был создан в Нидерландах Виком Хейз, который входил в состав команды, которая занималась разработкой таких стандартов, как IEEE 802.11b IEEE 802.11a и IEEE 802.11g. Сам стандарт Wi-FI был утвержден в 2009 году и позволил передавать данные на скорости вплоть до 54 МБитс/с. Это было значительным шагом вперед, но производители оборудования пытались самостоятельно повысить быстродействие и выпускали устройства с обозначениями 802.11b+ (22 Мбит/с или 27,5 Мбит/с), 802.11g+, Super G, Turbo (до 108 или 125 Мбит/с) и другими подобными дополнениями. Далее был разработан новый стан­дарт 802.11n. Он предусматривает повышение быстродействия до 300 Мбит/с. Стандарт 802.11n работает на частотах 2.4 – 2.5 и 5 ГГц. Кроме, того стандарт 802.11nможет работать в трех режимах:

1) наследуемом (Legacy), в котором обеспечивается поддержка устройств 802.11b/g и 802.11a;

2) смешанном (Mixed), в котором поддерживаются устройства 802.11b/g, 802.11a и 802.11n;

3) «чистом» режиме – 802.11n (именно в этом режиме и можно воспользоваться преимуществами повышенной скорости и увеличенной дальностью передачи данных, обеспечиваемыми стандартом 802.11n).

Сегмент Wi-Fiсети может использоваться как самостоятельная сеть, либо в составе более сложной сети, содержащей как беспроводные, так и обычные проводные сегменты.

Преимущества и недостатки Wi-Fi:

- позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, может уменьшить стоимость развёртывания и расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями;

- Wi-Fi устройства широко распространены на рынке. А устройства разных производителей могут взаимодействовать на базовом уровне сервисов;

- Wi-Fi сети поддерживают роуминг, поэтому клиентская станция может перемещаться в пространстве, переходя от одной точки доступа к другой;

- Wi-Fi это набор глобальных стандартов. В отличие от сотовых телефонов, Wi-Fi оборудование может работать в разных странах по всему миру.

- частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы; во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, например Италия, требуют регистрации всех Wi-Fi сетей, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора;

- довольно высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства;

- самый популярный стандарт шифрования, Wired Equivalent Privacy или WEP, может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости ключа). Несмотря на то, что новые устройства поддерживают более совершенный протокол Wi-Fi Protected Access (WPA), многие старые точки доступа не поддерживают его и требуют замены. Принятие стандарта 802.11i (WPA2) в июне 2004 сделал доступной более безопасную схему, которая доступна в новом оборудовании. Обе схемы требуют более стойкий пароль, чем те, которые обычно назначаются пользователями. Многие организации используют дополнительное шифрование (например VPN) для защиты от вторжения;

- Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Типичный домашний Wi-Fi маршрутизатор стандарта 802.11b или 802.11g имеет радиус действия 45 м в помещении и 90 м снаружи. Расстояние зависит также от частоты. Wi-Fi в диапазоне 2.4 ГГц работает дальше, чем Wi-Fi в диапазоне 5 ГГц, и имеет радиус меньше, чем Wi-Fi (и пре-Wi-Fi) на частоте 900 МГц.

-  наложение сигналов закрытой или использующей шифрование точки доступа и открытой точки доступа, работающих на одном или соседних каналах может помешать доступу к открытой точке доступа. Эта проблема может возникнуть при большой плотности точек доступа, например, в больших многоквартирных домах, где многие жильцы ставят свои точки доступа Wi-Fi;

- неполная совместимость между устройствами разных производителей или неполное соответствие стандарту может привести к ограничению возможностей соединения или уменьшению скорости.

1 Обоснование необходимости выполнения проекта

    1. Обоснование организации Wi-Fiсети в офисном помещении.

Организация сети Wi-Fi будет происходить в трех этажном здании. Сеть необходимо развернуть на втором этаже здания. На данном этаже находится конференц-зал, девять рабочих кабинетов, санузел и уборная. Подробный план этажа и его размеры обозначены в приложении А.

Необходимость сети Wi-Fi состоит в том, что для сотрудников офиса необходим выход в Интернет, а также доступ к общим сетевым ресурсам (общие хранилища, документы, принтеры и т.д). Возникают случаи, когда необходимо выйди в сеть Интернет не только с компьютера или ноутбука, но и с портативных устройств, которые позволяют оптимизировать рабочий процесс за счет средств современных сетевых инфраструктур – видеоконференций, IP-телефонии, электронной почты, управления серверами и сетевыми устройствами.

Высокий уровень безопасности Wi-Fi говорит о его преимуществах при использовании в офисных помещениях, где безопасность информации один из главных критерий сети. В Wi-Fiприменяются сложные методы шифрования.

1.2 Топологии построения Wi-Fiсетей

1.2.1 Топология типа «шина»

Топология «шина» самой своей структурой предполагает идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов. Пример такой топологии приведен на рисунке Х

Рисунок Х – топология типа «шина»

Здесь отсутствует центральный абонент, через которого передается вся информация, что увеличивает ее надежность. Добавить новых абонентов в шину довольно просто. Надо ввести параметры новой точки доступа, что приведет к перезагрузке последней точки.

Шине не страшны отказы отдельных точек, так как все остальные компьютеры сети могу нормально продолжать обмен данными между собой, но при этом оставшиеся часть компьютеров не сможет получить доступ в интернет.

1.2.2 Топология типа «кольцо»

В данной топологии каждая точка доступа соединяется только с двумя другими. Пример такой топологии приведен на рисунке Х

Рисунок Х – Топология типа «кольцо»

Подключение новых абонентов в «кольцо» осуществить очень просто, хотя это и требует обязательной остановки работы двух крайних точек от новой точки доступа.

Основное преимущество кольца стоит в том, что ретрансляция сигналов каждым абонентам позволяет существенно увеличить размеры всей сети в целом. Кольцо в этом отношении существенно превосходит любые другие топологии.

1.2.3 Топология типа «Звезда»

Данная топология имеет ярко выделенный центр, к которому подключается все остальные абоненты. Весь обмен информации идет исключительно через центральную точку доступа, на которую в результате ложиться большая нагрузка. Пример такой топологии приведен на рисунке Х.

Рисунок Х – топология типа «Звезда»

Если говорить об устойчивости звезды к отказам точек, то выход из строя обычной точки доступа никак не отражается на функционировании оставшийся части сети, но любой отказ центральной токи делает сеть полностью неработоспособной.

Главный недостаток данной топологии состоит в жестком ограничении количества абонентов. Так как все точки работают на одном канале, обычно центральный абонент может обслуживать не более 10 периферийных абонентов из-за большого падения скорости.

1.3 Частотные полосы и каналы в Wi-Fi

1.3.1 Используемые частоты и каналы в диапазоне 2.4 ГГц

Для беспроводной Wi-Fi связи используется определенный диапазон частот, причем в зависимости от страны, этот диапазон может быть различным. Весь диапазон частот разбит на несколько каналов, на которых может работать оборудование. Стандарты 802.11b, 802.11g и 802.11n определяют следующие каналы таблица 1:

Канал

Частота, ГГц

Страны

1

2,412

США, Европа, РФ, Япония

2

2,417

США, Европа, РФ, Япония

3

2,422

США, Европа, РФ, Япония

4

2,427

США, Европа, РФ, Япония

5

2,432

США, Европа, РФ, Япония

6

2,437

США, Европа, РФ, Япония

7

2,442

США, Европа, РФ, Япония

8

2,447

США, Европа, РФ, Япония

9

2,452

США, Европа, РФ, Япония

10

2,457

США, Европа, РФ, Япония

11

2,462

США, Европа, РФ, Япония

12

2,468

Европа, РФ, Япония

13

2,472

Европа, РФ, Япония

14

2,484

Япония

Таблица 1 – Используемые частоты и каналы в диапазоне 2.4 ГГц

Из таблицы 1 видно, что шаг каналов в диапазоне 2.4 ГГц составляет 5 МГц, а ширина канала, как описано выше, составляет 20МГц. Таким образом, спектр рабочих частот оборудования перекрывается и независимых каналов, работа на которых возможна без взаимных помех, всего три – например 1 (2,412 ГГц), 6 (2,437 ГГц) и 11 (2,462 ГГц), частоты которых отличаются более чем на 20 МГц. Можно также использовать как независимые каналы 2, 7, 12 или 3, 8, 13.

1.3.2 Используемые частоты и каналы в диапазоне 5 ГГц

Для беспроводной Wi-Fi связи в диапазоне 5 ГГц в используется два диапазона частот 5150МГц–5350МГц (нижний диапазон) и 5470МГц–5850МГц (верхний диапазон).

Стандарт 802.11а определяет следующие каналы таблица 2:

Канал

34

36

38

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

60

Частота, ГГц

5,170

5,180

5,190

5,200

5,210

5,220

5,230

5,240

5,250

5,260

5,270

5,280

5,290

5,300

Канал

62

64

100

104

108

112

116

120

124

128

132

136

140

147

Частота, ГГц

5,310

5,320

5,500

5,520

5,540

5,560

5,580

5,600

5,620

5,640

5,660

5,680

5,700

5,735

Канал

149

15

152

153

155

157

159

160

161

163

165

167

171

173

Частота, ГГц

5,745

5,755

5,760

5,765

5,775

5,785

5,795

5,800

5,805

5,815

5,825

5,835

5,855

5,865

Канал

177

180

Частота, ГГц

5,885

5,905


Таблица 2 – Используемые частоты и каналы в диапазоне 5 ГГц

Из таблицы 2 видно, что шаг каналов в диапазоне 5 ГГц составляет 5 - 20 МГц, а ширина канала, как описано выше, составляет 20МГц. Таким образом, спектр рабочих частот оборудования перекрывается и независимых каналов, работа на которых возможна без взаимных помех – 22.

1.4 Выбор оборудования

1.4.1 Выбор внешних точек доступа

Рассмотрим следующие внешние точки доступа разных производителей:

1) Внешняя двухдиапазонная точка доступа DAP-3520 AirPremier N является идеальным решением для пользователей, находящихся вне помещений и нуждающихся в постоянном доступе к сети и Интернет.Специально разработанная для размещения на улице DAP-3520 может выполнять функции базовой станции для подключения к беспроводной сети устройств, работающих по стандартам 802.11а, 802.11b, 802.11g и 802.11n.

Высокая беспроводная скорость до 300 Мбит/с достигается при использовании стандарта 802.11n. DAP-3520 также позволяет переключаться между диапазонами 2.4 ГГц и 5 ГГц, что расширяет возможности сети, и поддерживает обратную совместимость. 

Точка  доступа DAP-3520  разработана  для взаимодействия  с  многочисленными беспроводными  устройствами  вне  помещений. DAP-3520 выполнена  в  прочном водонепроницаемом  корпусе  со  встроенным подогревателем и  температурным  датчиком. Благодаря  поддержке 802.3af Power over Ethernet (PoE),  точку  доступа  можно устанавливать  в  труднодоступных  местах,  где розетки  питания  недоступны.  Кроме  того, DAP-3520 может быть настроена на режим «точка - много  точек» (WDS)  для  работы  в  качестве моста  для  объединения  сетей  различных зданий.

DAP-3520  поддерживает 64/128-битное WEP-шифрование  данных  и  функции безопасности WPA/WPA2. А также точка в точке доступа  имеется  функция  фильтрации MAC-адресов  для  управления  доступом пользователей,  и Disable SSID Broadcast  для ограничения доступа извне к локальной сети. Изображение данной точки представлено на рисунке Х.

Рисунок Х – внешняя точка доступа D-Link 3520

.

Кроме того, DAP-3520 поддерживает защиту сетевого доступа (NAP), которая является функцией Microsoft® Windows Server 2008.  NAP позволяет администраторам сети задавать определенные уровни доступа к сети на основе личности клиента, группы, к которой он принадлежит, и степени соответствия клиента политике руководства предприятия. Если клиент не соответствует, NAP предоставляет механизм автоматического приведения клиента в соответствие и последующего динамического повышения его уровня доступа к сети.

DAP-3520  поддерживает  до 4 SSID,  позволяя администраторам  логически  разделить  точку доступа  на  несколько  виртуальных  точек доступа  внутри  одной  платформы. Чтобы  не создавать  две  отдельных  сети  с  несколькими точками  доступа,  администраторы  могут использовать  одну  точку  доступа  для поддержки  более  одного  приложения, например,  публичного  доступа  в   Интернет  и управления  внутренней  сетью  для  повышения гибкости сети  и понижения расходов. Точка  доступа DAP-3520  поддерживает 802.1Q VLAN Tagging, работающую с multiple SSID для сегментации  трафика,  чтобы  увеличить производительность  и  безопасность. DAP-3520 обеспечивает разделение  WLAN STA, функция удобная  для  развертывания  хот-спотов. Включение  разделения  от  станции  к  станции, повышенная  безопасность,  поскольку пользователи  не  могут  видеть  друг  друга,  и уменьшена  возможность  потери  данных. Однако  администраторы  могут  отключить  эту функцию,  таким  образом,  пользователи  в офисе  могут  совместно  использовать  жесткий диск  и  данные,  и  периферийные  устройства, такие  как  беспроводной  принтер. DAP-3520  также  поддерживает  группирование  точек доступа  для  равномерной  нагрузки  сетевого трафика  и клиентов  между  точками  доступа  с одинаковыми SSID и различными неперекрывающимися каналами частот

2) Высокомощная беспроводная точка доступа TL-WA7210N предназначена для использования с оконечным WISP-оборудованием (для доступа к Интернет через поставщиков услуг беспроводного подключения к Интернет) или для обеспечения беспроводного доступа на большие расстояния. Благодаря мощности передачи исходящего сигнала до 500 мВт и встроенной направленной двухполярной антенне с коэффициентом усиления 12 дБи данное устройство способно обеспечивать подключение по беспроводному соединению на расстоянии нескольких километров. Поддерживает стандарты IEEE 802.11n,IEEE 802.11g, IEEE 802.11b. Изображение данной точки показано на рисунке Х.

Рисунок Х – Внешняя точка доступа TL-WA7210N

Благодаря мощности передачи исходящего сигнала до 500 мВт и встроенной направленной высокочувствительной двухполярной антенне с коэффициентом усиления 12 дБи TL-WA7210N обеспечивает огромную зону охвата беспроводной сети и позволит подключаться по беспроводному соединению к Интернет на расстоянии нескольких километров.

TL-WA7210N имеет всепогодный корпус и специальную защиту от разрядов статического электричества до 15 КВ, а также защиту от ударов молнии. Устройство поддерживает технологию passive PoE, когда данные и электро-энергия для питания передаются по одному кабелю Ethernet, что очень удобно для размещения вне помещений.

Высокомощная беспроводная точка доступа TL-WA7210N предназначена для использования с оконечным WISP-оборудованием (для доступа к Интернет через поставщиков услуг беспроводного подключения к Интернет) или для обеспечения беспроводного доступа на большие расстояния. Основная задача данного устройства - помочь вам получить доступ к Интернет если вы подключаетесь к Интернет-провайдеру через WiFi, в этом случае TL-WA7210N работает как клиент беспроводного поставщика Интернет-услуг (WISP). Два устройства TL-WA7210N могут создать соединение точка-точка для беспроводного доступа на очень большие расстояния, кроме того, TL-WA7210N может обеспечить подключение для нескольких беспроводных станций (точка-многоточка), обеспечивая таким образом доступ к сети для нескольких различных локаций.

3) NWA5550-N это уличная всепогодная управляемая точка доступа с двумя радиоинтерфейсами, соответствующими стандартам 802.11a/g/n. Благодаря поддержке технологии 2Tx2R MIMO, обеспечивающей существенное увеличение пропускной способности по сравнению с имеющимися сетями 802.11a/g, NWA5550-N предлагает предприятиям малого и среднего бизнеса производительность и качество корпоративного уровня, соответствующие стандарту 802.11n. Два независимых радоинтерфейса, реализованных в одном корпусе точки доступа NWA5550-N, позволяют развернуть беспроводную сеть Wi-Fi на открытом воздухе сразу в двух частотных диапазонах 2,4 и 5 ГГц. Изображение точки доступа на рисунке Х.

Рисунок Х – Внешняя точка доступа NWA5550-N

Управляемая точка доступа NWA5550-N предназначена для совместной работы с контроллером беспроводной сети NXC5200, что в комплексе представляет собой не только идеальное решение по управлению множеством территориально разнесенных точек доступа, но также обеспечивает надежную защиту ядра сети от возможных компьютерных угроз со стороны мобильных пользователей. Точка доступа NWA5550-N обеспечивает беспроводный доступ к сети, шифрование и передачу беспроводных данных, а также может быть сконфигурирована в сенсорный режим для мониторинга за радиоэфиром, обнаруживая несанкционированные точки-шпионы (Rogue AP) в частотных диапазонах 2,4 и 5 ГГц.

1.4.2 Выбор внутренних точек доступа

1) TL-WR841ND представляет собой классический стомегабитный маршрутизатор с беспроводной точкой доступа, работающей в сетях Wi-Fi 802.11b/g/n. Устройство оснащается двумя стандартными съёмными антеннами с коэффициентом усиления 3 дБи, являющимися частью технологии MIMO, которая обеспечивает высокую производительность беспроводного сегмента сети, а также широкую зону охвата и высокую устойчивость сигнала. Проводной сегмент маршрутизатора имеет четыре порта RJ-45 для подключения клиентов локальной сети и один внешний WAN-порт. Все они относятся к стандарту 10/100Base-TX. Изображение данной точки показано на рисунке Х.

Рисунок Х – точка доступа TL-WR841ND

Подробные характеристики приведены ниже в таблице Х

Таблица Х – характеристики TL-WR841ND

Аппаратное обеспечение

Интерфейс

4 порта LAN на 10/100 Мбит/с 1 порт WAN на 10/100 Мбит/с

Кнопки

WPS/Reset Wireless On/Off (Вкл./Выкл. беспроводное вещание) Power On/Off (Вкл./Выкл. питание)

Внешний источник питания

9В пост. тока / 0,6A

Стандарты беспроводной передачи данных

IEEE 802.11n, IEEE 802.11g, IEEE 802.11b

Антенна

2 съемные всенаправленные антенны (RP-SMA) с коэффициентом усиления 5 дБи каждая

Размеры (ШхДхВ)

192 x 130 x 33 мм


Таблица Х – характеристики TL-WR841ND(продолжение)

Диапазон частот

2,4-2,4835 ГГц

Скороcть передачи сигналов

11n: до 300 Мбит/с (динамическая) 11g: до 54 Мбит/с (динамическая) 11b: до 11 Мбит/с (динамическая)

EIRP (Мощность беспроводного сигнала)

<20дБм (EIRP)

Чувствительность (приём)

270M: -68 дБм при 10% PER 130M: -68 дБм при 10% PER 108M: -68 дБм при 10% PER 54M: -68 дБм при 10% PER 11M: -85 дБм при 8% PER 6M: -88 дБм при 10% PER 1M: -90 дБм при 8% PER

Функции беспроводного режима

Включение/выключение беспроводного вещания, WDS "мост", WMM, статистика беспроводного режима

Защита беспроводной сети

64/128/152-битное шифрование WEP/WPA/WPA2, WPA-PSK/WPA2-PSK

Возможности программного обеспечения

Тип подключения WAN

Динамический IP/Статический IP/PPPoE/PPTP/L2TP/BigPond

DHCP

Сервер, Клиент, Список клиентов DHCP, Резервация адресов

QoS (приоритезация трафика)

WMM, Контроль пропускной способности

Перенаправление портов

Виртуальный сервер, Port Triggering, UPnP, DMZ

Динамический DNS

DynDns, Comexe, NO-IP

Пропуск трафика VPN

PPTP, L2TP, IPSec (ESP Head)

Контроль доступа

Родительский контроль, локальное управление, список узлов, расписание доступа, управление правилами

Сетевая безопасность (firewall)

Защита от DoS-атак, межсетевой экран SPI Фильтрация IP-адресов/ Фильтрация MAC-адресов/Фильтр доменнных имён Привязка IP- и MAC-адресов

Управление

Контроль доступа Локальное управление Удаленное управление

2) Беспроводной маршрутизатор DIR-615 оснащен встроенным межсетевым экраном. Расширенные функции безопасности позволяют минимизировать последствия действий хакеров и предотвращают вторжения в вашу сеть и доступ к нежелательным сайтам для пользователей вашей локальной сети. Данный маршрутизатор приведен на рисунке Х.

Рисунок Х - Беспроводной маршрутизатор DIR-615

В маршрутизаторе реализовано множество функций для беспроводного интерфейса. Устройство поддерживает несколько стандартов безопасности (WEP, WPA/WPA2), фильтрацию подключаемых устройств по MAC-адресу,  а также позволяет использовать технологии WPS и WMM.

Для настройки универсального беспроводного маршрутизатора DIR-615 используется простой и удобный встроенный web-интерфейс (доступен на нескольких языках). Краткие характеристики приведены в таблице Х.

Поддерживаемые стандарты

IEEE 802.11n IEEE 802.11g IEEE 802.11b IEEE 802.3 IEEE 802.3u PPPoE L2TP PPTP

Скорость передачи данных

До 300 Мбит/сек.

Разъемы

4 10/100 Mбит/сек. RJ-45 LAN 1 10/100 Mбит/сек. RJ-45 WAN

Органы управления

Кнопка Power, Reset, WPS

Индикаторы

Power, Internet, WLAN, 4 x LAN

Таблица Х – краткие характеристики

3) ZyXEL Keenetic II предназначен для доступа в Интернет по выделенной линии Ethernet через провайдеров, использующих любые типы подключения: VPN (PPTP и L2TP), PPPoE, 802.1X, VLAN 802.1Q, IPv4/IPv6. Фирменная технология ZyXEL Link Duo позволяет компьютерам домашней сети получить одновременно доступ и в Интернет, и к локальным сервисам провайдера по одной выделенной линии. Изображение данного устройства представлено на рисунке Х.

Рисунок Х - Беспроводной маршрутизатор ZyXEL

Процессор MIPS® 34KEc 700 МГц с сетевым аппаратным ускорителем и оптимизированная микропрограмма обеспечивают интернет-центру высокую нагрузочную способность для работы в файлообменных сетях, таких, как BitTorrent, позволяя скачивать файлы на скорости до 100 Мбит/с* при любом типе подключения.

Интернет-центр позволяет организовать высокоскоростную беспроводную сеть для совместной работы в Интернете и домашней сети с ноутбуков, смартфонов и любых других устройств Wi?Fi стандарта IEEE 802.11n. Две антенны с коэффициентом усиления 5 дБи обеспечивают широкую зону покрытия сети Wi-Fi и высокое качество беспроводной связи на скорости до 300 Мбит/с. Для гостевых устройств вы можете включить отдельную сеть Wi-Fi, предназначенную для выхода в Интернет без доступа к информации в домашней сети.

1.4.3 Выбор антенн

1) TP-Link TL-ANT2424B - внешняя, сеточно-параболическая антенна разработана для систем расширенного спектра и работает на частоте 2.4 - 2.5 ГГц, обеспечивая при этом коэффициент усиления 24 дБи. Для повышения надежности работы устройство выполнено в виде стальной сварной конструкции. TP-Link TL-ANT2424B обеспечивает высокий коэффициент усиления и передачу на сверхдальние расстояния, она имеет легкий вес, компактна и устойчива к ветру. Антенна используется вне помещений и имеет радиус действия до 56 километров. Для подключения используется N-разъем . Внешний вид антенны представлен на рисунке Х.

Рисунок Х – Антенна TL-ANT2424B

2) Направленная двухдиапазонная пассивная антенна D-Link ANT70-1400N тройной поляризации позволяет увеличить радиус действия беспроводной  сети LAN, работающей в диапазоне 2,4ГГц или 5ГГц, и обеспечивает высокоскоростное соединение при подключении к устройствам стандарта 11n. Антенна оснащена тремя разъемами для передачи трех пространственных потоков. Изображение антенны представлено на рисунке Х.

Рисунок Х – Антенна D-Link ANT70-1400N

Антенна ANT70-1400N является идеальным решением для работы в таких режимах как точка-точка (WDS), а также в других режимах, где требуется направленная антенна с высоким коэффициентом усиления.  Антенна ANT70-1400N обеспечивает расширение локальной сети за счет объединения двух сетей LAN, разделенных физически. В качестве альтернативного варианта клиенты WISP (Wireless Internet Service Provider) могут также использовать данную антенну для установки надежного соединения между хостом и внешней точкой доступа провайдера. Коэффициент усиления 14 дБи.

3) Наружная направленная антенна TEW-AO14D обеспечивает прямое соединение на дальнем расстоянии для сети беспроводной связи. Чтобы расширить зону действия для соединения по двухточечной линии, такую антенну, дополняющую сетевое оборудование для беспроводной связи, работающее по стандарту IEEE 802.11b/g в частотном диапазоне 2,4 ГГц, нужно установить снаружи. Данная модель показана на рисунке Х.

Рисунок Х – Антенна TEW-AO14D

Широкие возможности беспроводного соединения на увеличенных расстояниях и обеспечения необходимой пропускной способности для беспроводного оборудования, работающего вне помещения.

  1. Безопасность беспроводных сетей Wi-Fi

2.1 Основные стандарты и протоколы безопасности

Источник: https://StudFiles.net/preview/2947924/

Диапазон Wi-Fi 2,4 и 5 ГГц, что лучше?

Почему Wi-Fi сегодня является одним из популярных средств беспроводной связи? Да потому что, данный стандарт является быстрым и надежным.

Впервые Wi-Fi устройства начали появляться в конце в 90-х годов, и пользователи могли выбирать один из двух, на тот момент, версий протокола 802.11 – a и
b. Версия b стала более доступной с ценовой точки зрения, поэтому она превратилась в массовый стандарт. Таким образом, практически все устройства сделаны именно под этот стандарт, который еще использует диапазон 2,4 Ггц.

В последние годы использование частотного диапазона 2,4 Ггц, не считалось проблемой, так как в большом доме редко когда имелось более двух или трех Wi-Fi устройств. Сейчас же ситуация резко изменилась – почти каждая квартира имеет хотя бы по одному Wi-Fi устройству, в частности, это могут быть ноутбуки, планшеты или телефоны, использующие частотный диапазон 2,4 Ггц. Кстати, многие бытовые устройства, такие как, холодильники, микроволновые печи, беспроводные мышки и клавиатуры, также используют этот диапазон. И наконец, всем известный и популярный стандарт Bluetooth, также опирается на него.

В чем же может крыться проблема. А в том, что чем больше устройств работает на одной и той же частоте, тем сильнее они мешают друг другу. Данное явление называется «интерференцией» и сильно ухудшает качество связи, а также скорость передачи данных.

Для решения этой проблемы, компанией Wi-Fi Alliance был введен новы частотный диапазон – 5 GHz. Он является частью протокола версии n. Также, сейчас многие устройства могут использовать, как диапазон 2,4 Ггц, так и 5 Ггц. А вот с появлением нового стандарта – ас, все новые устройства должны поддерживать только частотный диапазон 5 Ггц.

Почему нужно использовать частотный диапазон 5 Ггц

Так, как данный диапазон появился сравнительно недавно, то устройств, которые его используют, сейчас не очень много. Поэтому даже в густозаселенном городе можно спокойно использовать устройство в диапазоне 5 Ггц и при этом не будет никаких помех и нарушений связи, будет скорость и стабильность Wi-Fi соединения.

Естественно, оба Wi-Fi устройства (которые связываются по Wi-Fi) должны поддерживать такой диапазон. Другими словами, диапазон 5 Ггц, должен поддерживать, как маршрутизатор, так и устройство, которое принимает сигнал.

Как узнать, что устройство поддерживает 5 Ггц?

Если у Вас есть маршрутизатор, то и соответственно есть инструкция, в которой можно посмотреть, поддерживает ли он этот стандарт. Об этом еще может быть сказано на упаковке к устройству. Можно также открыть панель управления маршрутизатором и посмотреть поддерживаемые частоты.

Особенности использования 5 Ггц

Для того, чтобы воспользоваться всеми преимуществами диапазона 5 Ггц, нужно иметь двухдиапазонный маршрутизатор. Такой маршрутизатор предлагает возможность использовать сразу два диапазона 2,4 Ггц и 5 Ггц. Таким образом, если у вас будет старое Wi-Fi устройство, которое поддерживает только 2,4 Ггц, то маршрутизатор будет с ним совместим. А, если маршрутизатор поддерживал бы только 5 Ггц, то любое устройство с 2,4 Ггц не смогло бы с ним работать.

Кстати, если маршрутизатор поддерживает только 5 Ггц, а ноутбук или планшет нет, то можно приобрести специальный Wi-Fi адаптер, который позволит нормально использовать Wi-Fi сеть. Минус заключается лишь в том, что один порт USB будет занят, а так все нормально.

http://computerinfo.ru/chastotnyj-diapazon-5-ggc-i-zachem-on-nuzhen/http://computerinfo.ru/wp-content/uploads/2015/11/chastotnyj-diapazon-5-ggc.jpghttp://computerinfo.ru/wp-content/uploads/2015/11/chastotnyj-diapazon-5-ggc-150x150.jpgEvilSin225Wi-Fiwi-fi,Wi-Fi стандарт,частотный диапазон 2.5 Ггц,частотный диапазон 5 ГгцПочему Wi-Fi сегодня является одним из популярных средств беспроводной связи? Да потому что, данный стандарт является быстрым и надежным. Впервые Wi-Fi устройства начали появляться в конце в 90-х годов, и пользователи могли выбирать один из двух, на тот момент, версий протокола 802.11 – a и b. Версия b стала более...EvilSin225АндрейТерехов[email protected]Компьютерные технологии

Источник: http://computerinfo.ru/chastotnyj-diapazon-5-ggc-i-zachem-on-nuzhen/
Другие записи