Покшин А.М.
Беспроводные сети развиваются всё активнее с каждым годом. Существуют различные их типы, отличающиеся друг от друга и радиусом действия, и поддерживаемыми скоростями соединения, и технологией кодирования данных. [1]
Наиболее распространенным стандартом беспроводных сетей является технология IEEE 802.11, это стандарт организации беспроводных коммуникаций на ограниченной территории в режиме локальной сети. Из всех существующих стандартов беспроводной передачи данных, на практике наиболее часто используются 802.11b/g/n. [2]
Традиционный Wi-Fi имеет ограничения, связанные с полосой пропускания и доступом к среде передачи. В связи с передачей мультисервисного трафика возникает необходимость увеличения пропускной способности и увеличения количества точек доступа. Новый уровень нагрузки для сетей создается не только мобильными портативными устройствами. Неуклонно растет и количество приложений, требующих высокой скорости соединения.
Решить задачу можно с новым стандартом, работающим в высоком диапазоне частот. Оборудование, использующее новый стандарт 802.11ac, который работает в диапазоне частот 5 ГГц, в настоящее время все шире доступно на рынке. К преимуществам данной спецификации относятся увеличенная пропускная способность, экономное энергопотребление подключённых устройств, улучшенная технология формирования направленного сигнала.
Целью работы является создание проекта беспроводной корпоративной сети, основанный на стандарте Wi-Fi 802.11aс. Необходимо оценить особенности развёртывания данной сети, рассмотреть недостатки и достоинства практического применения 802.11ac.
В отличие от традиционного 802.11n, который наиболее распространён на данный момент, 802.11ac обладает рядом характеристик, делающих эту технологию более привлекательной с точки зрения производительности системы:
· Использование диапазона частот 5 ГГц. Ввиду большого количества устройств, работающих в диапазоне 2,4 ГГц, сигнал в диапазоне 5 ГГц меньше подвержен различным помехам. Использование диапазона 5 ГГц обеспечивает более свободный радиоэфир, что приводит к повышению стабильности и скорости соединения.
· Ширина канала для передачи сигнала увеличена до 80 МГц (160 МГц). Это увеличение приводит к повышению скорости передачи данных и улучшению пропускной способности.
· Технология MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output), реализованная в стандарте 802.11n, обеспечивает одновременную работу передачи/приема данных между устройствами сети. Но в конкретный момент времени только одно устройство может получать и отправлять данные, тогда как другие ожидают своей очереди. В рамках стандарта 802.11ac была реализована технология многопользовательского MIMO — MU-MIMO (Multi-User Multiple-Input and Multiple-Output). Она создаёт многопоточный канал передачи, при использовании которого остальные устройства не ждут своей очереди. Это позволило реализовать более эффективное использование беспроводной сети и сократить задержки (время ожидания на обслуживание), которые возникают при значительном увеличении числа клиентов в сети.
· Технология формирования направленного сигнала Beamforming. Решает проблему падения мощности сигнала, вызванную его отражением от различных предметов и поверхностей.
Радиосигналы, принимаемые от клиентов, помогают точке доступа определить их местоположение, и эта информация используется в дальнейшем для расчета и формирования узконаправленного сигнала. Применение технологии Beamforming позволяет более эффективно использовать полосу пропускания, что положительно отражается при работе с потоковой музыкой и видео, играми или приложениями, которые очень чувствительны к пропускной способности и задержкам в сети. [3,4]
В качестве площадки, на основе которой будет проводиться анализ распространения сигнала, было выбрано здание общежития БФУ им. И. Канта, расположенное на ул. Еловая аллея.
Для начала с помощью инструмента для радиочастотного моделирования D-Link Wi-Fi Planner Pro оценим карту покрытия сигнала при использовании стандартов в диапазоне 2,4 ГГц (рис. 1). При планировании применялся маршрутизатор D-Link DAP-2695. [5]
Рис.1 Карта распространения сигнала 2,4 ГГц
В этом случае на этаже расположено несколько точек доступа, обеспечивающих хороший сигнал на всей площади этажа. При переходе в диапазон 5 ГГц наблюдаются существенные изменения (рис.2).
Рис.2 Карта распространения сигнала 5 ГГц
Дальность распространения сигнала в этом случае меньше. Также происходит более сильное затухание при прохождении различных препятствий. Одним из вариантов может служить увеличение числа точек доступа на этаже. Другой вариант – установка направленных двухдиапазонных антенн непосредственно в каждой квартире этажа (рис.3).
Рис.3 Решение по обеспечению высокого уровня сигнала в квартирах при использовании диапазона частот 5 ГГц
В этом случае обеспечивается высокий уровень сигнала, который не испытывает существенных затуханий в пределах одной квартиры.
Заключение. Для повышения пропускной способности сети доступа в пределах 1 Гбит/с оптимально использование нового оборудования, поддерживающего стандарт 802.11ас. Данная производительность достигается использованием функций Beamforming и MU-MIMO. Комплексное использование вышеуказанных преимуществ и размещение точек доступа внутри помещений (квартир) позволяет обеспечить максимальное покрытие сигнала с обеспечением допустимых нормативных уровней (рис.3). Данное решение позволит активно использовать мультисервисные услуги (Triple Play) при беспроводном доступе для жилых комплексов и общественных зданий.
Список литературы
1. Таненбаум Э. Компьютерные сети. СПб.: Питер, 2003.
2. https://kunegin.com/ref7/wifi/
3. https://zyxel.ru/kb/4782/
4. https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/enterprise-networks/802-11ac-solution/index.html
5. https://www.dlink.ru/tools/wi-fi/ - планировщик беспроводных сетей Wi-Fi Planner PRO.