Классификация беспроводных сетей
Исходя из технологий и передающих сред, можно выделить следующие разновидности беспроводных сетей:/p>
- сеть на радиомодеме;
- сеть на сотовом модеме;
- инфракрасные системы;
- система VSAT;
- система с использованием низкоорбитальных спутников;
- система с технологией SST;
- радиорелейные системы;
- системы лазерной связи.
Федеральной комиссией по электросвязи США (FCC) были определены следующие категории PCS (Personal Communication Services) и соответствующие полосы частот:
- сотовая связь;
- цифровая передачи речи и данных;
- узкополосные PCS (диапазон 900-901, 930-931, 940-941 МГц ) для скоростных пейджерных сетей, двунаправленного передачи сообщений, передача сообщений вещания;
- широкополосные PCS (120, 1850-2200 МГц);
- нелицензированные PCS (40 МГц, от 1890 до 1930 МГц) обеспечивают передачу данных со скоростью до 10 Мбит/с.;
- беспроводные ЛМ и АТС организаций в ближайшем радиусе действия;
- в пределах одного здания или группы зданий.
Как найти беспроводную сеть, которой нет в списке
Если компьютер уже подключался к сети, убедитесь, что он расположен в зоне действия сети, и маршрутизатор или точка доступа (в случае их использования), а также беспроводной переключатель на компьютере включены. (Не все компьютеры имеют такой переключатель. Он (при наличии) обычно расположен на корпусе компьютера спереди или сбоку). Если компьютер ранее подключался к сети, возможно, отключена широковещательная передача, и сеть следует добавить вручную.
Чтобы добавить сеть при отсутствии широковещательной передачи, выполните следующие действия:
- Откройте окно «Управление беспроводными сетями».
- Нажмите кнопку Добавить и выберите Создать сетевой профиль вручную.
- Введите сведения о сети.
Если нужно, чтобы Windows осуществляла автоматическое подключение к достижимой сети, установите флажок Устанавливать это подключение автоматически.
Установите флажок Подключаться, даже если сеть без широковещательной передачи, нажмите кнопку и щелкните Закрыть.
Примечание: Если выбран этот параметр, конфиденциальность компьютера может быть под угрозой. Чтобы лучше защитить компьютер и предотвратить транслированию его расположения, не следует настраивать скрытые сети.
Сеть будет добавлена в список сетей, и к ней можно будет подключиться, когда компьютер попадет в зону ее действия.
Чтобы подключиться к сети, выполните следующие действия:
- Откройте окно «Подключение к сети».
- Щелкните Сеть без названия и введите сведения о сети.
Сеть будет добавлена в список сетей, и она станет доступной для подключения, когда ваш компьютер попадет в пределы его действия.
Особенности распространения радиосигналов
В проводных сетях направление распространения сигнала совпадает с жилами кабеля, а протяженность сети — его длинной, беспроводной сигнал менее предсказуем.
На качество и путь распространения радиосигнала влияют такие факторы:
- дифракция
- отражение
- многолучевая интерференция
- поглощение
- преломление
- рассеяние
Без подключения внешней дополнительной антенны устойчивая связь для оборудования стандарта IEEE 802.11b достигается примерно на расстоянии:
- в открытом пространстве — 500 метров,
- комнате, разделенной перегородками из кирпича или гипсокартона — 100 метров,
- офисе из нескольких комнат — 30 метров.
Следует учитывать, что через стены железобетонных конструкций (несущие стены многоквартирных домов) радиоволны частотой 2,4 ГГц могут вообще не проходить, поэтому по комнатам, разделенных подобным препятствием необходимо расставлять несколько точек доступа.
Что такое домен? Что такое операционная система?
Сильные стороны беспроводной передачи данных
WirelessHART представляет собой самоорганизующуюся ячеистую сеть, в которой полевые устройства образуют надежную беспроводную сеть, способную оперативно устранять препятствия, возникающие в ходе работы (рис. 2). Другие беспроводные технологии используют аналогичные стратегии, отличающиеся только конечной эффективностью.
Рис. 2. Технология построения сетей WirelessHART
Беспроводные технологии не требуют проводного обмена данными и соответствующей инфраструктуры. Некоторые беспроводные устройства нуждаются в подаче питания по проводам, но в большей части применяемого оборудования используется автономное питание, что полностью исключает необходимость проводного подключения. Беспроводные сети безопасно и надежно передают данные обратно в главную систему, а также могут применяться как для мониторинга, так и для управления.
Для подключения по проколу WirelessHART необходим беспроводной измерительный прибор, передающий данные по стандарту МЭК 62591 WirelessHART. Если измерительный преобразователь не поддерживает WirelessHART, на большинстве существующих двух- или четырехпроводных устройств может быть установлен беспроводной адаптер.
В стандарте WirelessHART каждое беспроводное устройство обменивается данными со шлюзом, управляющим конкретной беспроводной сетью. Шлюз назначается для каждой технологической единицы. Каждый шлюз управляет собственной беспроводной сетью, может иметь присвоенный тэг HART, как и любое устройство HART. Каждая беспроводная сеть на объекте имеет уникальный сетевой идентификатор для предотвращения попыток подключения устройств к «неправильной» сети.
Устройства WirelessHART могут обмениваться данными друг через друга с целью отправки сообщений шлюзу, тем самым образуя самоорганизующиеся ячейки. Ячеистая сеть расширяет радиус действия за границы возможностей одного прибора. Например, беспроводное устройство может быть скрыто за препятствиями в нескольких сотнях метров от шлюза, но передача данных через соседние устройства, более близкие к шлюзу, обеспечивает надежную связь и увеличенный радиус действия. Шлюз соединяется с системой верхнего уровня через проводной или беспроводной высокоскоростной канал связи, обычно через Ethernet.
Где узнать о достоинствах и особенностях всех технологий доступа
Современные разработки в сфере коммуникативных решений будут представлены на выставке «СВЯЗЬ», которая состоится в ЦВК «Экспоцентр» в Москве.
Представители ведущих российских и зарубежных компаний предложат технологии доступа, которые больше всего подойдут для домашнего и промышленного использования.
Гости мероприятия смогут ознакомиться с новейшим оборудованием, при помощи которого можно организовать высокоскоростное подключение к Интернету одного абонента или группы абонентов.
Свежие идеи для деловых людей собрали лучшие специалисты в мире в одном выставочном павильоне.
Технологии светотехникиТехнологии и решения связиПередовые технологии связи
Возможно, вам также будет интересно
В нашу жизнь уже прочно вошли автомобили с гибридными двигателями и технологиями снижения потребления топлива, энергосберегающие лампы освещения
и светодиоды, солнечные батареи, возобновляемые источники энергии, системы «умный дом», направленные на снижение потребления энергоресурсов, микросхемы со сверхнизким потреблением мощности, бытовая техника класса «А».
Эти и другие тенденции современ…
Первый вопрос, который возникает при появлении сообщения, что кто-то выпускает 32-битный контроллер со встроенной беспроводной связью: «А зачем?» Действительно. Слабое ядро контроллера, например, 8051 — гарантия ультранизкого потребления. Ультранизкое потребление — это архиважный вопрос беспроводной связи. Питание беспроводных устройств осуществляется посредством батареи, которая может быть и н…
В статье рассмотрен возможный способ сокращения времени настройки радиорелейного интервала с применением панорамной приставки на базе программно-определяемого радиоустройства для решения проблем, возникающих в процессе построения радиорелейного интервала.
Преимущество беспроводных технологий
Основным преимуществом беспроводных систем является то, что они могут быть установлены эффективно, оперативно и без значительных затрат практически в любом месте. Измерительные преобразователи с автономным питанием не требуют проводной инфраструктуры или локальных ИП, поэтому могут находиться на удалении от проводной промышленной шины и сети питания, обслуживающей рассматриваемую технологическую единицу. Они также могут быть установлены в таких местах, где организация питания или прокладка кабеля будут слишком затратными или опасными. Такая универсальность применения означает, что преимущества от беспроводных решений можно получить как на проектах нового капитального строительства, так и при модернизации существующих производственных мощностей.
На проектах нового капитального строительства обычно от 10 до 20% традиционных проводных сигнальных каналов заменяются на беспроводные. Подрядчики и владельцы предприятий считают грамотно организованную беспроводную сеть преимуществом с точки зрения сокращения объемов аппаратной инфраструктуры. Они также используют беспроводную технологию для управления рисками сбоя графика ввода в эксплуатацию объекта и управления затратами.
Беспроводные решения уменьшают негативные последствия нарушения графика или роста затрат, поскольку всегда имеется возможность расширения границ проекта и установки дополнительных устройств ввода/вывода по мере строительства. Чем позднее в проект вносятся изменения, тем больше риск срыва графика проекта и выхода за рамки бюджета. Беспроводные решения обычно легче адаптировать к таким изменениям, чем промышленные шины.
Довольно часто из конструкции строящегося нового и модернизируемого старого проекта убирают дополнительные измерения, поскольку это значительно скажется на капитальных затратах. Если в таких измерениях возникает потребность позже, установка проводных КИП может быть гораздо дороже беспроводных решений. На таких проектах по модернизации существующих производств беспроводные технологии являются отличным способом поддержания программы совершенствования операционной деятельности с целью повышения производительности объекта и безопасности, а также обеспечения соответствия принимаемому законодательству в области безопасности и защиты окружающей среды.
Беспроводная сеть предприятия может быть развернута с минимальным вмешательством в основную инфраструктуру (проводка, кабельные каналы, лотки и т. п.). Прокладка дополнительной проводки к существующим объектам может быть затратной, а вмешательство в работу давно используемых систем может привести к непредвиденным последствиям, таким как нарушение передачи сигнала.
Благодаря низкому энергопотреблению устройств WirelessHART они могут работать несколько лет без замены элемента питания. Регулируемое время обновления данных экономит заряд элемента питания путем выбора наиболее подходящего для конкретного процесса времени опроса, которое составляет, как правило, от одной секунды до одного часа. Большинство решений в настоящее время выполняют задачи по мониторингу и таким образом не требуют частых обновлений. Измерительные преобразователи WirelessHART могут при определенных обстоятельствах использоваться для управления в режиме реального времени, но при этом требуется высокая частота обновления, что в некоторых случаях делает необходимым подвод сетевого питания.
Беспроводные средства измерений, работающие при температурах от –55 °С, позволяют автоматизировать труднодоступные объекты, расположенные в жестких погодных условиях субарктического климатического пояса. Теперь для получения достоверной информации о состоянии объектов и оборудования не нужно устанавливать дорогостоящие обогреваемые шкафы. Это позволяет сократить затраты на автоматизацию технологических процессов в суровых условиях более чем на 20%. Низкотемпературные беспроводные решения решают задачи по обеспечению безопасности персонала, исключая выход специалистов в мороз на участок повышенной опасности. Эти задачи наиболее актуальны для удаленных и высотных объектов.
Многие проекты становятся привлекательными в плане показателей ROI при использовании беспроводных технологий, поскольку не требуют прокладки проводных промышленных шин и связанных с этим дополнительных затрат на установку и обслуживание. В таких ситуациях беспроводные решения могут быстро обеспечить возврат инвестиций и ускорить получение прибыли.
Примеры применения беспроводных технологий на производстве
Рис. 3. Акустический преобразователь Rosemount 708 для контроля работы конденсатоотводчиков
Беспроводную инфраструктуру можно использовать для реализации программы снижения эксплуатационных расходов. Рассмотрим этот вариант на примере проекта для контроля конденсатоотводчиков на предприятии энергетического комплекса. Компания установила беспроводные акустические преобразователи Rosemount 708 для контроля акустических параметров и мониторинга температуры (рис. 3). Эти два значения являются важными показателями работы приборов.
Установка преобразователей для контроля конденсатоотводчиков заняла всего лишь два дня, и за шесть недель их работы был обеспечен полный возврат инвестиций (ROI) благодаря устранению и предотвращению возникавших до этого проблем.
В других случаях применение беспроводных решений уменьшило время пусконаладки на 50%. Также наблюдается упрощение разработки и проектирования при экономии до 10 ч на каждую точку измерения. Использование беспроводных решений помогло удержаться в графике работ и повысило возможности по управлению изменениями в проекте.
Еще один вариант применения беспроводных решений — задача проверки кабельной инфраструктуры, в рамках которой обслуживающий персонал должен вручную проверять сальники кабелей КИП, кабели, полевые распределительные коробки, защитные барьеры, кабель-каналы, воздуховоды, трубопроводы и каналы на предмет утечки, коррозии, ослабления посадки или других проблем. Беспроводные преобразователи не требуют кабельной инфраструктуры, тем самым делая ненужным подобное трудозатратное обслуживание.
Разновидности технологий беспроводных сетей
Сейчас существуют четыре альтернативы: 802.11b, 802.11a, 802.11g и 802.11n. Эти технологии сравниваются в таблицах ниже.
Примечание: Представленный время передачи данных вычислено в идеальных условиях. Они необязательно достижимы в нормальных условиях из-за различий в оборудовании, интернета, условиях сетевого трафика и т.д..
802.11b
| Скорость | До 11 Мегабит в секунду |
|---|---|
| Преимущества | |
| Недостатки |
|
802.11a
| Скорость | до 54 Мбит/с |
|---|---|
| Преимущества |
|
| Недостатки |
|
802.11g
| Скорость | До 54 Мбит/с |
|---|---|
| Преимущества |
|
| Недостатки |
802.11n
| Скорость | В зависимости от количества потоков данных, которое поддерживает оборудование, стандарт 802.11n может передавать данные на скорости до 150 Мбит/с, 300 Мбит/с, 450 Мбит/с или 600 Мбит/с. |
|---|---|
| Преимущества |
|
| Недостатки |
|
Если в вашем компьютере более одного сетевого адаптера или ваш адаптер использует более одного стандарта, можно указать стандарт для каждого адаптера для каждого из сетевых подключений.
Например, если компьютер передает другим компьютерам в сети потоковые медиаданные, следует настроить его для использования подключения 802.11a или 802.11n, если это возможно, так как скорость передачи данных во время просмотра видео или прослушивания музыки увеличится.
Wi-Fi
Данное слово слышал хотя бы один раз в жизни почти каждый человек на Земле. Полноценное обозначение Wi-Fi, пишется как «wireless fidelity», то есть «беспроводная безукоризненность».
Система Wi-Fi использует не требующие лицензирования диапазоны частот для обеспечения доступа к сети и её стоимость существенно ниже, чем WiMAX. К тому же установка и настройка Wi-Fi достаточно проста. Этим и объясняется её популярность среди обычных пользователей.
Во многих кафе, торговых центрах, вокзалах и аэропортах есть зоны, где можно найти бесплатную точку доступа Wi-Fi.
Единственным минусом, который присущ сети Wi-Fi можно назвать её короткий радиус действия. Обычно он составляет десятки метров в пределах видимости.
Рынок компьютерных гаджетов тоже не стоит на месте и предлагает всё новые и новые модели. Поэтому большинство портативных устройств (ноутбук, КПК, смартфон) уже имеют встроенное средство для работы с беспроводными сетями.
Если же в компьютер или ноутбук не встроена специальная плата для соединения с беспроводной сетью, то её можно отдельно приобрести и установить. Для ноутбука чаще покупают Wi-Fi-карточки, которые устанавливают в разъем PCMCIA, или они выполнены в виде внешнего USB-адаптера. Для настольного персонального компьютера промышленность изготавливает PCI-карты, а для КПК или смартфона это Wi-Fi SDIO карта.
Установка: время и сложности соображений
Проводная
-
Каждое устройство должно быть подключено.
-
Трудоемкий процесс.
-
Прост в настройке.
беспроводной
-
Быстрая установка.
-
Дополнительные параметры макета.
-
Два варианта конфигурации.
Кабели Ethernet должны проходить от каждого компьютера к другому компьютеру или к центральному устройству. Это может занять много времени и трудно проложить кабели под полом или через стены, особенно когда компьютеры находятся в разных комнатах. В некоторых новых домах предварительно подключен кабель CAT5 . Это упрощает процесс прокладки кабелей и сводит к минимуму неприглядные кабельные трассы.
Правильная конфигурация кабелей для проводной локальной сети варьируется в зависимости от сочетания устройств, типа подключения к Интернету , а также от того , используются ли внутренние или внешние модемы . Однако ни один из этих вариантов не является более сложным, чем, например, подключение системы домашнего кинотеатра .
После установки оборудования остальные шаги по настройке проводных или беспроводных локальных сетей не сильно отличаются. Оба полагаются на стандартные параметры интернет-протокола и сетевой операционной системы . Ноутбуки и другие портативные устройства часто имеют большую мобильность в установках беспроводной домашней сети (по крайней мере, до тех пор, пока их батареи позволяют).
Сети Wi-Fi можно настроить двумя различными способами:
- Режим Ad-hoc позволяет беспроводным устройствам связываться друг с другом в одноранговом режиме.
- Режим инфраструктуры позволяет беспроводным устройствам связываться с центральным узлом, который, в свою очередь, связывается с проводными узлами в этой локальной сети.
Большинству локальных сетей требуется режим инфраструктуры для доступа к Интернету, локальному принтеру или другим проводным службам. Специальный режим поддерживает базовый обмен файлами между беспроводными устройствами .
Оба режима Wi-Fi требуют адаптеров беспроводной сети, иногда называемых картами WLAN. В режиме инфраструктуры WLAN дополнительно требуется центральное устройство, называемое точкой доступа. Точка доступа должна быть установлена в центральном месте, где беспроводные радиосигналы могут достигать ее с минимальными помехами. Хотя сигналы Wi-Fi обычно достигают 100 футов (30 м) или более, препятствия, такие как стены, могут значительно уменьшить этот диапазон.
Точки доступа: режимы работы и сценарии применения
Точки доступа Cisco поддерживают несколько режимов работы. Первый – классический режим (режим Local в терминологии Cisco). В этом случае каждая точка доступа стационара подключается в сеть витой парой или оптикой и обеспечивает покрытие всеми радиоинтерфейсами.
| Данный режим обеспечивает наиболее прогнозируемое качество покрытия и подходит для объектов, на которых не происходит частых изменений в расположении точек доступа, — объясняет Виктор Беляев. |
Второе – режимы Point-to-point и Point-to-Multipoint. Они позволяют устанавливать беспроводные соединения на длинных дистанциях для организации опорных сетей, например, там, где нет возможности проложить оптику. Для построения радиолинков на большие дистанции применяются узконаправленные антенны.
Режимы работы точек доступа Wi-Fi и сценарии применения
Третий режим – MESH. В этом случае точки доступа автоматически выстраивают беспроводное соединение с ближайшими точками доступа по одному из радиоинтерфейсов, а по второму радиоинтерфейсу точки доступа подключают беспроводных клиентов.
| Данный режим работы часто используется для покрытия быстроменяющихся объектов и там, где нет возможности подвести к каждой точке доступа витую пару или оптику, — рассказывает Виктор Беляев. |
И, наконец, в режиме работы Work Group Bridge точка доступа имитирует работу беспроводного клиента и подключается к стационарной Wi-Fi сети.
| Режим Work Group Bridge максимально адаптирован под применение на подвижной технике. Точка доступа в этом режиме устанавливает два радиосоединения к одной или нескольким точкам доступа, что позволяет выполнять скоординированный роуминг без разрыва соединений, — пояснил представитель КРОК. |
Модельный ряд промышленных точек доступа Cisco на сегодняшний день включает три основные линейки: младшая в линейке точка доступа IW3702, флагманская точка доступа во взрывозащищенном корпусе IW6300 и бескорпусная встраиваемая точка доступа ESW6300.
Модельный ряд промышленных точек доступа Wi-Fi
В промышленных зонах, где имеются или могут образовываться взрывоопасные газовые смеси, точки доступа целесообразно устанавливать в специальном универсальном корпусе для взрывоопасных атмосфер. Такой корпус изготавливается индивидуально под каждого заказчика в зависимости от условий эксплуатации, требований к видам взрывозащиты и категорий взрывоопасных газовых смесей.
Типы сетевого подключения и их особенности
Если смотреть на физическую составляющую вопроса, то все сети условно можно разделить на беспроводные и проводные. Часто пользователям, которые не знают этого нюанса, приходится переделывать соединение для обеспечения стабильной работы.
При их работе используется стандарт IEEE 802.3.
Кроме того, могут быть применены следующие сетевые стандарты:
- IEEE 802.3u – показатели пропускной способности составляют порядка 100 Мбит/с, что дает возможность использования в старых компьютерах и ноутбуках;
- IEEE 802.3ab – показатели пропускной способности составляют порядка 1000 Мбит/с, что позволяет работать с самым современным оборудованием.
Однако для его применения нужно реализовать особые условия.
Для подключений по беспроводной технологии Wi-Fi используются такие стандарты:
- IEEE 802.11n – пропускная способность составляет до 600 Мбит/с посредством использования антенн в количестве 4-ех штук;
- IEEE 802.11ac – пропускная способность составляет до 6,77 Гбит/с посредством использования антенн в количестве 8-ми штук.
Примечательно, что в старых моделях сетевого оборудования практически не встречается стандарт IEEE 802.11g, где показатель находится в пределах 54 Мбит/с.
Плюсы и минусы проводного интернета
У проводного соединения есть свои плюсы и минусы.
Среди преимуществ стоит выделить следующие:
- обеспечение стабильной работы и высоких показателей скорости;
- отсутствие необходимости использовать дополнительное сетевое оборудование;
- наличие качественной физической безопасности, так как для подключения злоумышленнику нужно обеспечить только прямой доступ.
Отрицательные стороны у проводных сетей также существуют и связаны они с необходимостью прокладывать отдельный кабель к каждому рабочему месту. При этом если не заложить разводку до ремонта, то впоследствии могут возникнуть определенные проблемы с прокладкой кабеля.
Неудобным является и то, что к одному проводу можно подключить только одно устройство
А если брать во внимание современные смартфоны, то выполнить этот процесс вообще невозможно
Достоинства и недостатки беспроводного Wi-Fi
Ключевым преимуществом беспроводных сетей является комфорт, так как человек может свободно пользоваться Интернетом в каждой точке, где ловит связь, не привязываясь к конкретному месту. В некоторых случаях такое расстояние может достигать порядка 50 метров.
Также ее можно использовать не только для передачи данных и соединения, но и для получения доступа к разному оборудованию.
Есть у беспроводной сети и недостатки, среди которых прежде всего стоит выделить стабильность работы и скорость. Реальные показатели последней зачастую намного ниже, чем пропускная способность, заявленная производителями сетевого оборудования и трафик от провайдера.
Невысокие показатели безопасности также являются недостатком, поскольку к беспроводной сети может подключиться посторонний пользователь, со всеми вытекающими отсюда последствиями.
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.
