Bežična mreža

Kako zameniti žice radio-talasima u računarskim mrežama

PCI bežični mrežni adapter (kartica)

Bežične mreže (WiFi) već dugo su u našim životima, ali sa ekspanzijom prisustva mobilnih uređaja, od laptopova, preko netbookova, pa sve do tabličnih računara i pametnih telefona, a sa njihovom nepresušnom žeđi za povezivanjem na internet, one iz dana u dan postaju sve bitnije. Iz tog razloga odlučili smo da napravimo presek trenutnog stanja u bežičnim mrežama i iznesemo najbitnije detalje vezane za njih.

Uređaji za bežično povezivanje

Pre svega, bitno je naglasiti to da svaki od uređaja koji učestvuje u bežičnoj mreži sadrži radio-prijemnik i predajnik, ali njihovu ulogu u njoj definišu softver koji ga pokreće i dodatni hardverski sklopovi.

Jedan od modela bežične pristupne tačke (Access Point)

Uređaji koji čine bežičnu računarsku mrežu mogu se podeliti na aktivne i pasivne, kao što je slučaj i sa žičnim mrežama. Za razliku od žičnih, kod bežičnih mreža imamo samo jedan pasivni element – antene, dok su svi ostali uređaji aktivni – mrežni adapteri/kartice, pristupne tačke (Access Point – AP), ruteri, WISP CPE, ruteri sa ugrađenim modemom (kablovski, ADSL ili 3G/4G) i Range Extenderi (Repeateri).

Pre nego što se udubimo u svaki od tipova uređaja radi boljeg razumevanja konstrukcije nekih od uređaja, moramo nagalasiti to da bežična mreža počiva na osnovnim pravilima i principima žične, kao i da direktno zavisi od interkonekcija sa njom. Naravno, odskora postoje i rešenja koja (za korisnika) obezbeđuju potpuno bežično iskustvo zahvaljujući mobilnom internetu i velikom broju uređaja koji imaju ugrađen neki od bežičnih adaptera.

Antene

Izgled jednog bežičnog mrežnog rutera

Iako se prosečnom korisniku čine kao manje bitan element, antene su izuzetno važan deo svake bežične mreže, bilo da se radi o prijemnim tačkama nekog od provajdera, malom kućnom ruteru ili mrežnom adapteru računara. Mogu biti eksterne, spoljašnje, koje su vidljive ili interne (smeštene ispod oklopa uređaja). Od njih zavisi i oblast pokrivanja i domet samog uređaja. Kada je u pitanju pokrivanje, antene mogu biti usmerene, omni-direkcione (neusmerene, višesmerne), point-to-point (od tačke do tačke) ili point-to-multipoint (od tačke do nekoliko tačaka). Domet zavisi od standarda primenjenog u uređaju na koji je antena zakačena, snage radio-predajnika i prijemnika, kao i od radne frekvencije. Antene se montiraju ili direktno na uređaj ili sa što kraćim kablom velike provodljivosti radi što manjih gubitaka. Naravno, u zavisnosti od potreba, postoje one predviđene za spoljašnju, kao i one za unutrašnju upotrebu.

Bežični mrežni adapteri/kartice

Bežični mrežni adapteri i kartice su mrežni uređaji koji se povezuju na računarsku mrežu putem radio-signala, tj. bežično. Ovakav adapter koristi antenu radi komunikacije sa ostatkom mreže preko radio-talasa. Postoje različite varijante adaptera/kartica za prenosne i fiksne računare, od kojih se neke povezuju interno (PCI, PCI-Express, mini-PCI ili mini-PCI-Express) ili eksterno (USB).

USB verzija bežičnog mrežnog adaptera

Bežični mrežni adapteri mogu raditi u dva režima rada – infrastrukturnom i Ad-Hoc. U infrastrukturnom režimu rada bežična mrežna karta se povezuje na pristupnu tačku i svi podaci se prenose preko nje dalje u mrežu. Svi bežični uređaji u ovom režimu rada moraju biti povezani na pristupnu tačku i moraju imati isti SSID (Service Set Identifier) kao ona i koristiti iste opcije sigurnosti.

Za razliku od infrastrukturnog režima rada, Ad-Hoc režim ne zahteva pristupnu tačku u ulozi posrednika. U ovom režimu rada svaki adapter može da komunicira sa ostalima direktno, pod uslovom da koriste isti SSID i kanal komunikacije. Ovaj režim se zbog principa rada ne koristi toliko često kao infrastrukturni.

Bežične pristupne tačke

Proširivač pokrivenosti ili ripiter (Range Extender / Repeater)

S obzirom na to da se u bežičnim mrežama uglavnom koristi infrastrukturni režim rada, za pristupne tačke može se reći da su neizostavan deo takve mreže. U računarskim mrežama bežična pristupna tačka označava uređaj koji omogućava bežičnim uređajima da se povežu na žičnu mrežu korišćenjem WiFi ili povezanih standarda. Pristupna tačka je obično kablom povezana na ruter (direktno ili posredno putem računarske mreže), a može biti i deo multifunkcijskog uređaja koji sadrži i ruter. Većina pristupnih tačaka podržava povezivanje (teoretski) neograničenog broja uređaja.

Pristupne tačke mogu biti kontrolisane pojedinačno ili putem centralizovanog kontrolera, a to može biti hardverski uređaj ili softver na računaru. Na jedan od ta dva načina mogu se kontrolisati snaga predajnika, kanal za emitovanje signala, autentifikacija i različite sigurnosne funkcije.

U primeni postoje modeli predviđeni za kućnu/kancelarijsku primenu i oni predviđeni za industrijsku primenu. Ovi drugi izrađeni su tako da budu izdržljiviji – manje osetljivi na ekstremne temperature (kako niske tako i visoke), vlažnost, prašinu i slično. Takođe, često imaju neke dodatne opcije koje kućni/kancelarijski nemaju, a određeni modeli mogu se koristiti i za spoljašnju montažu.

Bežični ruteri

Bežični ruteri su uređaji koji obavljaju funkciju više različitih uređaja – rutera, pristupne tačke, mrežnog sviča, a u nekim slučajevima i modema. Ugrađeni ruter i svič služe kao konekcija ka žičnoj mreži (WAN/LAN), pristupna tačka za povezivanje WiFi klijenata, dok je modem tu za vezu ka internetu. Ugrađeni modemi mogu biti za kablovske, ADSL ili 3G/4G veze. U poslednje vreme pojavljuju se potpuno bežični proizvodi koji napajanje vuku iz baterije, za internet vezu koriste 3G/4G mobilnu mrežu i obezbeđuju povezivanje samo za WiFi uređaje, bez ikakve mogućnosti za interkonekciju sa žičnom mrežom, sem putem bežičnog uparivanja pristupnih tačaka.

Bežični Range Extenderi/Repeateri

Kada postoji potreba da se povežu dva ili više bežičnih uređaja putem protokola 802.11, ali je razdaljina prevelika za direktno povezivanje, na scenu stupaju ripiteri (repetitori, ponavljači signala), koji se nekad nazivaju i Range Extenderi (proširivači pokrivenosti). Uloga ripitera je da neki postojeći signal iz nekog rutera ili pristupne tačke preuzme i prosledi na lokaciju koju njegov domet pokriva. Ripiteri se upotrebljavaju za poboljšanje pokrivenosti signalom kako u kućama i kancelarijama tako i u velikim firmama, te u industriji.

Standardi i specifikacije

Osnovni skup standarda za bežične računarske mreže je 802.11, čiju je osnovnu verziju ustanovio IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1997. godine. Stariji uređaji ispunjavaju samo osnovni standard, dok noviji ispunjavaju i stare i nove, pa se mogu povezivati na sve vrste mreža, tj. kompatibilni su sa svim prethodnim standardima.

Specifikacije najčešće sadrže podatke o brzinama prenosa podataka putem bežične veze merenim u Mbit/s, snagu bežičnog emitovanja merenu u dBm (decibeli sa osnovom 1 mW), te podatke o bežičnim mrežnim standardima (802.11a/b/g/n/ac/ad).

Radne frekvencije su na opsezima 2,4 GHz, 3,6 GHz i 5 GHz. Većina zemalja ima ograničen broj frekvencija koje se legalno mogu koristiti za emitovanje signala za bežične računarske mreže. Da bi se slobodni opsezi iskoristili na najbolji mogući način, unutar njih su definisani kanali kako bi se izbegle interferencije među susednim sistemima.

Porodica 802.11 protokola sastoji se od serije poludupleksnih Over-the-Air modulacionih tehnika, koje koriste isti osnovni protokol. Doskora su najpopularniji bili oni definisani od strane protokola 802.11b i 802.11g, koji predstavljaju izvesne izmene originalnog standarda. Iako je postojao jedan pre njega, prvi u širokoj upotrebi bio je 802.11b, a za njim su usledili 802.11g i 802.11n. Protokol 802.11n bio je prvi sa tehnikom modulacije višestrukog striminga. Trenutno je na početku primene novi standard 802.11ac, a u razvoju je 802.11ad.

Podešavanja

Pri postavljanju jedne bežične mreže postoje određena podešavanja, koja je bitno ispravno postaviti. U novijim uređajima postoje čarobnjaci koji nas provode kroz njih, ali ćemo ih mi ipak pomenuti, za slučaj da je potrebno podesiti ih ručno.

Za početak, bitno je podesiti da li će za SSID biti uključeno emitovanje (Broadcast) ili ne. Zbog smetnji je bitno podesiti kanal na onaj koji je najmanje opterećen u komšiluku.

Za sigurnost je bitno postaviti šifrovanje. U izboru između WEP, WPA ili WPA2 potrebno je odabrati najbolje moguće u odnosu na ostale uređaje u mreži (WEP je najmanje siguran, a WPA2 najsigurniji). Za šifru treba postaviti neku koja ne sadrži smislene reči i sadrži barem jedno veliko slovo, specijalni znak i broj. Ukoliko nam je baš stalo do bezbednosti, možemo uključiti i autentifikaciju po MAC adresi i da li se ili ne mogu bežični korisnici videti međusobno u mreži, kao i da li mogu videti uređaje povezane u žičnoj mreži ili ne.

• • •

Za kraj treba uzeti u obzir i to da na domet bežične mreže znatno utiče veliki broj faktora. Određeni objekti koji se nađu na putu signalu mogu znatno da utiču na kvalitet prenosa i domet. Veliki električni uređaji, razvodne kutije, metalni cevovodi, klimauređaji. Maksimalni teoretski dometi i protoci postižu se samo u idealnim uslovima – u laboratorijama i test-sobama, a efektivni domet u praksi je oko pola od toga. Isto važi i za brzine – veće se postižu samo na malim udaljenostima (do 5 m). Na krajevima efektivnog dometa jednog uređaja brzine mogu da opadnu i na oko 1 Mbit/s, pre no što se signal potpuno izgubi. Razlog za to je tehnika dinamičkog „dogovaranja” najveće brzine prenosa na kojoj uređaji mogu da komuniciraju bez prevelikog gubljenja informacija.

U zavisnosti od tipa uređaja i namene (kućni i poslovni uređaji), ograničen je broj uređaja koji se mogu zakačiti na jednu pristupnu tačku. Domet varira u zavisnosti od toga da li je uređaj napolju ili unutra, na kojoj je razdaljini od poda, od opstrukcije u okolini, drugih elektronskih uređaja koji emituju signal na istoj frekvenciji i kanalu, tipa antene, vremenskih uslova, kao i snage emitovanja uređaja. Najveći problemi su u gusto naseljenim mestima, naročito u naseljima sa zgradama.

Petar LONČAREVIĆ