Проводные и беспроводные виды соединений для домашней сети с интернет

Что это такое: суть технологии

Wi-Fi – это технология беспроводной передачи данных в рамках локальной сети, осуществляемой устройствами на основе стандарта IEEE 802.11. Это официальное определение Wi-Fi.

Кстати, технология была придумана в 1991 году. Первая локальная вайфай-сеть  связывала между собой кассовые аппараты.

Принцип работы следующий:

1. Проводится интернет-кабель.
2. Кабель подключается к роутеру, с помощью которого создается локальная сеть. Без него использовать вайфай невозможно.
3. К роутеру по беспроводной сети подключаются различные устройства: ноутбуки, смартфоны, телевизоры и т.д. Создается локальная сеть с выходом в интернет.

Вайфай не равно интернет. Технология создает локальную сеть, в которой разные устройства (ноутбуки, принтеры, смартфоны) могут обмениваться данными без выхода во Всемирную сеть. При подключении к провайдеру (через роутер, модем, точку доступа) устройства этой сети получают доступ в интернет.

Подключиться к Wi-Fi можно только при условии, если сетевая карта устройства (ноутбука, смартфона, компьютера и т.д.) поддерживает беспроводное подключение. У мобильных устройств и ноутбуков с этим проблем нет, а вот компьютеры не всегда комплектуются поддержкой Wi-Fi, следовательно, могут подключиться к локальной сети роутера только по проводам LAN.

Например, у вас не получится подключиться к Wi-Fi, если устройство находится за пределами области покрытия роутера. Если к сети вайфай подключено много устройств, которые одновременно используются, то они могут начать конфликтовать между собой. Это приведет к снижению скорости и стабильности подключения.

Сейчас существует несколько разновидностей Wi-Fi сетей. Если на роутере стоит соответствующий логотип, значит он прошел сертификацию в Wi-Fi Alliance. Альянс проверяет работоспособности беспроводной сети на маршрутизаторе на соответствие своим требованиям, которые представляют международный стандарт беспроводных сетей интернет-передачи. Сертификация проводится по стандарту IEEE 802.11.

В технических характеристиках роутера может стоять IEEE 802.11n или другой стандарт. Буква или буквы на конце определяют поколение, к которому принадлежит этот Wi-Fi.

Технологии для построения промышленных БС

Для повышения надежности и эффективности работы промышленных БС производители широко используют свои фирменные технологии, которые служат для организации резервирования проводных и беспроводных каналов, высокоскоростного переключения (роуминга) между соседними базовыми станциями.

Рассмотрим эти технологии более подробно на примере оборудования тайваньской компании Moxa, одного из лидеров по промышленным беспроводным решениям на рынке России (рис. 1).

Рис 1. Условия применения промышленных точек доступа и клиентов компании Moxa

Concurrent Dual-Radio

Эта технология (рис. 2) используется при передаче данных в БС без потери пакетов между базовыми станциями и клиентами. Два независимых RF-трансивера одновременно осуществляют прием/передачу пакетов данных в диапазонах 2,4 и 5 ГГц, что позволяет при зашумленном эфире или при потере связи одного из трансиверов добиться гарантированной и непрерывной связи с приемной стороной.

Рис 2. Пример работы технологии Active concurrent dual-radio

Применение технологии Concurrent Dual-Radio рассмотрим на примере железнодорожной станции (рис. 3), где реализована система управления движением составов с использованием резервируемой БС. Приборы, размещенные на рельсах, позволяют в реальном времени определить положение состава на станции и передать эту информацию в центральный диспетчерский пункт. Для эффективного управления и мониторинга скорости и положения поездов была развернута 10-сегментная отказоустойчивая сеть. Каждый сегмент БС содержит свою локальную систему видеонаблюдения, а также два беспроводных устройства AWK-6222 dual RF. Одно устройство работает в режиме точки доступа, другое — в качестве клиента. Пары устройств AWK-6222 создают резервируемое отказоустойчивое соединение по схеме «клиент–точка доступа». Еще одна точка доступа AWK-4121 в каждом сегменте служит для доступа с мобильных устройств к системе IP-камер. Две AWK-6222, одна AWK-4121 и IP-камера подключены через малопотребляющий неуправляемый коммутатор EDS-P308 PoE с питанием от солнечных батарей. Все устройства AWK выполнены для работы в промышленном диапазоне температур и с классом защиты IP68.

Рис 3. Пример построения беспроводной сети железнодорожной станции на оборудовании Moxa

Turbo roaming

Следующая беспроводная технология компании Moxa, которая широко применяется в промышленных сетях, — Turbo roaming (рис. 4, 5). Необходимость в роуминге возникает тогда, когда подвижный объект передвигается в пространстве, выходящем за пределы действия одной точки доступа. Приложения, в которых используются распределенные БС, могут быть самыми разными — начиная с организации связи в цехах и помещениях сложной конфигурации и заканчивая полным покрытием БС маршрутов городского транспорта. Необходимость в наличии постоянной бесперебойной связи диктует жесткие требования ко времени переключения беспроводных клиентов между точками доступа. Turbo Roaming, реализованная в точках доступа и клиентских устройствах Moxa, позволяет осуществлять переключение с одной точки доступа на другую за время, не превышающее 50 мс. В ассортименте продукции Moxa присутствует специальный индустриальный контроллер беспроводного доступа WAC-1001, который взаимодействует с клиентами и соседними точками доступа для обеспечения непрерывной связи и переключения клиентов между точками доступа за время не выше 5 мс.

Рис 4. Пример построения беспроводной сети и видеонаблюдения в общественном транспорте в режиме быстрого роуминга

Рис 5. Пример построения беспроводной сети состава метро с использованием режима быстрого роуминга

Load balancing

Технология балансировки, или распределения нагрузки (Load balancing), уже давно используется в проводных сетях и реализована во множестве аппаратных шлюзов и роутеров. В БС технология балансировки сводится к управлению и распределению нагрузки между точками доступа методом распределения беспроводных клиентов между собой, что значительно улучшает общую эффективность БС (рис. 6). Балансировка нагрузки возможна, исходя из числа пользователей на одну точку доступа или величины трафика.

Рис 6. Пример использования режима Load balancing в беспроводной сети

Беспроводная связь: основные виды

В зависимости от применяемых технологий и типа передающей среды выделяют основные категории.

Радиомодемы

В данном варианте применяются частоты с особым диапазоном. Любая модель модема обязательно имеет антенну и передатчик. Самыми популярными технологиями, используемыми в модемах, являются блютузы, Hiperlan, Ethernet.

Так выглядит стандартный радиомодем

Сотовые модемы

Сотовые модемы могут работать практически в любых условиях, но при этом они не отличаются стабильной связью и высокой скоростью. Однако в настоящее время появились усилители сигнала, которые могут помочь в решении данных проблем. В сотовых модемах существует два типа передачи сигнала:

• аналоговые;
• цифровые.

Спутниковая связь

В данном случае установка беспроводных сетей Wi-Fi связана с действием спутника. Передача данных осуществляется через него. Главное условие — спутник должен находиться на расстоянии 40 тыс. км.

Обратите внимание! Осуществлять передачу информации таким способом можно на большие расстояния, а скорость связи может достигать до 2 Мб/сек

Главным минусом является наличие задержки, из-за которой использовать данный тип соединения невозможно в режиме реального времени

Сети, используемые в повседневной жизни

В данную категорию включают следующие типы соединения:

WPAN. Технология, которая позволяет осуществить соединение устройств без использования кабелей на 100 м. Главное условие — телефоны и прочие соединяемые устройства должны находиться в пределах видимости. Наиболее известным видом данной технологии считается Bluetooth. Он используется для соединения смартфонов, планшетов, телевизоров и прочей бытовой техники. Так, с помощью блютуза можно отправить на другое устройство реферат или скачанный журнал. Главным преимуществом WPAN считается то, что его можно настроить на нескольких устройствах. Минус — небольшой радиус действия;
WLAN. Первоначально известная как вай-фай, сеть использовалась для работы кассовых систем. Сегодня в такую сеть могут одновременно включаться несколько точек и устройств-клиентов. К преимуществам WLAN относят хорошую скорость, простую настройку, возможность добавить несколько устройств. Из минусов пользователи отмечают высокое потребление энергии, проблемы с совместимостью, слабую защиту;
WMAN. Технология, необходимая для обслуживания конкретного населенного пункта. Она объединяет несколько точек Wi-Fi и способна работать на расстояниях в несколько тысяч километров. Ее положительными параметрами считаются высокая скорость Интернета и дальность действия. Но минусов у данной технологии также хватает. Одно из них — мнение людей, считающих, что WMAN обладает свойствами, которые оказывают влияние на здоровье

Кроме того, стоит обратить внимание на высокую стоимость и сложность монтажа;
WWAN. Представляет собой самый сложный тип соединения, который объединяет несколько государств с помощью антенн и спутников

Среди распространенных типов WWAN-соединения 2G, 3G, GPRS, LTE. Данное интернет-соединение предоставляется пользователям на платной основе. Зато таким образом любой человек способен подключиться к сети с телефона или ноутбука, даже находясь в движении. Главными достоинствами считаются доступность, отсутствие влияния погоды на качество связи. Недостатки — высокая стоимость абонентской платы, низкая скорость передачи данных.

Обратите внимание! Современные технологии WWAN-соединения могут похвастаться высокой скоростью передачи данных. Кроме того, все виды беспроводной связи классифицируют по сфере их применения

В зависимости от количества точек и клиентов они могут быть клиентскими или операторскими

Кроме того, все виды беспроводной связи классифицируют по сфере их применения. В зависимости от количества точек и клиентов они могут быть клиентскими или операторскими.

Беспроводная радиосвязь

Современная беспроводная радиосвязь подразделяется на мобильную и спутниковую. Иногда к ней можно отнести IP-телефонию.

Простыми словами, беспроводной радиосвязью можно называть исключительно радио и спутниковую связь. Но, сегодня многие привыкли ассоциировать это понятие с виртуальной и сотовой связью.

Спутниковая беспроводная радиосвязь построена таким образом, что сигнал передается/принимается радиооборудованием непосредственно через коммуникационный спутник.

Сотовая связь вначале может тоже показаться беспроводной, так как пользователю не нужно для связи с другим абонентом подключаться к сети или розетке. То есть, он может свободно двигаться по всему периметру сети, и вести переговоры. Но.

Данные, которые передаются посредством сотовой связи, идут на радиовышку, а затем, по проводам «транспортируются» к необходимому абоненту.

Беспроводные линии на выставке

Выставочное событие «Связь» состоится в этом году на территории российской площадки концентрирования передовых идей промышленности, информации и ее передачи – в Центральном выставочном комплексе «Экспоцентр». Здесь презентуют свои достижения в области программирования и интернет-трансмиссий лидирующие интернациональные и отечественные корпорации, предприятия телевидения и радиосвязи.

Среди экспонатов будет продемонстрировано инновационное проводное и беспроводное коммуникационное оборудование, программы и приложения сервисного и делового характера, трансмиттеры, сотовые сигнальные новинки и многое другое.

Технологии радиосвязиСофт российского производства

Спутниковая беспроводная связь

Завершаются виды беспроводной связи, которые будут полностью представлены на выставке «Связь-2016» в «Экспоцентре», спутниковыми системами. Говоря об этих технологиях, стоит упомянуть уже известные всем Глонасс — спутниковую навигационную систему, созданную в России, и систему такого же плана, созданную в США, — GPS.

Не так известны, но очень важны Prodat — спутниковая система связи наземных объектов — или, к примеру, Omnitracs, позволяющая управлять и контролировать транспортные перевозки. Но чтобы разобраться во всех вопросах данной темы, необходимо лично посетить выставку «Связь-2016» в «Экспоцентре».

Беспроводная сеть: для кого и зачем

Развитие беспроводных технологий получило мощный толчок от компании Intel, которая в начале 21 века ввела беспроводной адаптер в список обязательного оснащения для своих ноутбуков. С тех пор развитие этого направления не прекращается. Беспроводные цифровые системы работают на трех стандартах IEEE 802.11 подключения к Wi-Fi:

1. G. Устаревший стандарт, обеспечивающий пропускную способность 54Мбит/с. Впрочем, современные устройства тоже поддерживают его.
2. N. Пропускная способность на максимуме составляет 150-600Мбит/с (с 4-мя антеннами). Для поддержки стандарта требуются беспроводные сети 2,4 и 5ГГц.
3. AC. Максимальная пропускная способность доходит до 6,77Гбит/с (с 8 антеннами). Применим только в сетях 5Ггц.

Количество всевозможного оборудования для беспроводных сетей на рынке — неизмеримо. Но при построении таких сетей специалистам требуется анализировать куда больше параметров и условий, чем для проводных. В частности — требуемый стандарт связи, количество антенн и характер работы MIMO, локализация оборудования в пространстве.

Плюсами беспроводных сетей считаются:

1. Отсутствие «жесткой» привязки клиента к одному месту (благодаря отсутствию физического подключения к сети). Сотрудник может подключиться к сети практически из любой точки довольно широкой зоны. Это повышает не только комфорт, но и продуктивность работы персонала. Особенно в компаниях, где во время работы приходится перемещаться из помещения в помещение.
2. Беспроводная связь дает возможность легкого доступа к оборудованию, подключения к нему всяческих полезных девайсов и рабочих инструментов (беспроводной клавиатуры, мыши и прочих). При необходимости их столь же просто заменить.
3. Готовая беспроводная инфраструктура может масштабироваться и модернизироваться с минимальными дополнительными трудозатратами и затратами материалов. К примеру, подключение в сеть нового рабочего места не потребует прокладки проводов и установки розеток, что само по себе является огромным преимуществом.
4. Подключение в сеть нового сотрудника или оборудования тоже выполняется максимально просто и быстро. Правда, при этом нужно учесть, что пропускная возможность точки доступа уменьшается пропорционально росту количества клиентов.
5. Благодаря доступности, простоте развертывания и обслуживания WiFi сети, ее эксплуатация обходится в гораздо меньшую сумму, чем кабельной.

Даже у беспроводных сетей есть свои минусы или оговорки. Вспомним начало статьи: провода вам все равно придется применять (хоть и в незначительных объемах). Например, для коммутации отдельных устройств.

Развертывание беспроводной инфраструктуры требует тщательного подхода и планирования.

Реальная скорость соединения будет ниже той, которая задекларирована производителем оборудования (в силу особенностей работы, распространения сигнала и среды, в которой взаимодействуют устройства).

К тому же, скорость доступа к точке делится между всеми клиентами, снижаясь пропорционально тому, как увеличивается их количество.

Разные беспроводные сети в общем пространстве при работе мешают друг другу, снижая скорость обмена данными.

По стандарту IEEE 802.11 передача данных в определенный момент времени может осуществляться только в одном направлении (полудуплексный режим). При двустороннем обмене данными скорость можно поделить на два.

Безопасность сетей Wi-Fi — вопрос со многими «но». Ежегодно методы злоумышленников, крадущих конфиденциальную информацию и наносящих вред корпоративным базам данных, только растет.

Поскольку беспроводная сеть транслирует информацию «вовне», ее легко обнаружить и (при определенном уровне подготовки) «взломать». Правда, методы шифрования тоже развиваются и обеспечивают хороший уровень безопасности. Но лишь в современных сетях, работающих по прогрессивным алгоритмам. О данной теме можно писать вечно, лучше самому посмотреть характеристики оборудования для Wi-Fi сетей и выбрать нужное устройство https://klaster.ua/shop/peredacha-dannyh/setevoe-oborudovanie/tochki-dostupa/
При минимальных знаниях сетевого оборудования подключить точку доступа сможет любой, благо их настройки сейчас стали «дружелюбными» для обычных пользователей.