Точка доступу складається із приймача, передавача, інтерфейсу для підключення до дротової мережі та програмного забезпечення для обробки даних. Навколо точки доступу формується територія радіусом 50-100 метрів (її називають хот-спотом або зоною Wi-Fi), на якій можна користуватися бездротовою мережею.
При декількох підключеннях до однієї точки смуга пропускання, наприклад 11 Мбіт/с (стандарт 802.11b) ділиться на кількість підключених користувачів. Наприклад, троє підключених користувачів до DWL-1000AP отримають по 3,67 Мбіт/с (11/3=3,67). Теоретично обмежень на кількість підключень немає, але на практиці варто обмежитися 10-15 користувачами.
Для того, щоб підключитися до точки доступу власнику ноутбуку або мобільного пристрою із Wi-Fi адаптером, необхідно просто потрапити в радіус її дії. Усі дії із визначення пристрою та налаштування мережі більшість операційних систем комп'ютерів і мобільних пристроїв проводять автоматично. Якщо користувач одночасно потрапляє в декілька Wi-Fi зон, то підключення здійснюється до точки доступу, що забезпечує найсильніший сигнал.
Підключитися до мережі Wi-Fi можна за допомогою ноутбуків і кишенькових комп'ютерів, оснащених спеціальним устаткуванням. На сьогоднішній день практично всі сучасні портативні та кишенькові комп'ютери є Wi-Fi-сумісними. Однак і власники не нових мобільних ПК також можуть легко використати цю зручну технологію, установивши в PCMCIA-слоти своїх комп'ютерів спеціальні Wi-Fi-картки, або підключивши зовнішній Wi-Fi-пристрій через USB-порт.
Історія розвитку Wi-Fi починається з середини 1990 рр. Дана технологія передачі інформації по радіоканалу була розроблена і застосована в основному в локальних мережах крупних корпорацій і компаній Силіконової долини США. Зв'язок з мобільним абонентом (звичайно це був співробітник компанії, забезпечений ноутбуком з безпровідним мережевим адаптером) був організований через «точки доступу», підключені до кабельної інфраструктури компанії. При цьому в радіусі дії кожної такої точки (декілька десятків метрів) могло знаходитися до 20 абонентів, що одночасно використовують ресурси мережі. Спочатку термін «Wi-Fi» використовувався тільки для позначення технології, що забезпечує зв'язок в діапазоні 2,4 ГГц і що працює за стандартом IEEE 802.11b (швидкість передачі інформації – до 11 Мбіт/с). Проте в даний час цей термін все частіше використовується і стосовно інших технологій безпровідних локальних мереж.
На фізичному рівні стандарт передбачає два типи радіоканалів і один інфрачервоного діапазону. У основу стандарту 802.11 покладена стільникова архітектура. Мережа може складатися з однієї або декількох осередків (стільник). Кожна стільника управляється базовою станцією, званою точкою доступу. Точка доступу, що знаходиться в межах радіусу її дії утворює базову зону обслуговування (Basic Service Set, BSS). Точки доступу багатостільникової мережі взаємодіють між собою через розподільну систему (Distribution System, DS), що є еквівалентом магістрального сегменту кабельних ліній зв’язку. Вся інфраструктура, що включає точки доступу і розподільну систему, утворює розширену зону обслуговування (Extended Service Set). Стандартом передбачений також одностільниковий варіант бездротової мережі, який може бути реалізований і без точки доступу, при цьому частина її функцій виконується безпосередньо робочими станціями.
Основними перевагами безпроводових локальних мереж перед кабельними мережами є:
- Можливість необмеженого переміщення в області покриття безпроводових локальних мереж, зберігаючи доступ до корпоративних інформаційних ресурсів.
- Можливість інсталяції безпроводової локальної мережі у випадках, коли встановлення звичайної кабельної мережі здійснити важко або взагалі неможливо.
- Можливість створення мобільних пересувних локальних відкритих мереж.
- Висока швидкість розгортання безпроводових локальних мереж.
- Близька до нуля вартість експлуатації безпроводових локальних мереж.
- Об’єднання територіально віддалених комп’ютерів.
Недоліками безпроводових мереж передачі даних є:
- Низька безпека і захищеність даних і самих мереж Wi-Fi.
- Швидка витрата батарейок через постійну роботу передавача в оснащених Wi-Fi мобільних пристроях.
1.2 Огляд стандартів технології Wi-Fi
В наш час існує ряд стандартів сімейства IEEE 802.11, зокрема 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11c, 802.11d, 802.11e і багато інших. Але на практиці найбільше часто використаються всього три, що визначені Інженерним інститутом електротехніки й радіоелектроніки (IEEE), це: 802.11b, 802.11g і 802.11a [1,2].
IEEE802.11 — початковий стандарт бездротових локальних мереж, заснований на бездротовій передачі даних в діапазоні 2,4 ГГц. Підтримує обмін даними з швидкістю до 1 — 2 Мбіт/с. Прийнятий в 1997 році.
IEEE802.11а — стандарт бездротових локальних мереж, заснований на бездротовій передачі даних в діапазоні 5 ГГц. Діапазон роздільний на три непересічні піддіапазони. Максимальна швидкість обміну даними складає 54 Мбіт/с, при цьому доступні також швидкості 48, 36, 24, 18, 12, 9 і 6 Мбіт/с.
IEEE802.11b — стандарт бездротових локальних мереж, заснований на бездротовій передачі даних в діапазоні 2,4 ГГц. Він був прийнятий в 1999 році в розвиток прийнятого раніше стандарту IEEE 802.11. У всьому діапазоні існує три непересічні канали, тобто на одній території, не впливаючи один на одного, можуть працювати три різні бездротові мережі. У стандарті передбачено два типи модуляції — DSSS і FHSS. Максимальна швидкість роботи складає 11 Мбіт/с, при цьому доступні також швидкості 5,5, 2 і 1 Мбіт/с. Стандартом 802.11b передбачене автоматичне зниження швидкості при погіршенні якості сигналу[3]. Продукти стандарту IEEE 802.11b, що поставляються різними виготівниками, тестуються на сумісність і сертифікуються організацією Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), яка в даний час більше відома під назвою Wi-Fi Alliance.
IEEE802.11b+ — покращена версія стандарту 802.11b у виконанні окремих виробників, що забезпечує підвищення швидкості обміну даними. У інтерпретації компанії Texas Instruments відрізняється від оригінального варіанту модуляцією PBCC (Packet Binary Convolutional Coding), подвоєною максимальною швидкістю (до 22 Мбіт/с). Також анонсувалися рішення з продуктивністю, збільшеною до 44 Мбіт/с.
ІЕЕЕ802.11e – головне призначення даного стандарту пов'язане з використанням засобів мультимедіа. Він обумовлює механізм призначення пріоритетів різним видам трафіка - таким, як аудіо- і відеододатків. Вимога якості запиту, необхідне для всіх радіо інтерфейсів IEEE WLAN.
IEEE802.11g — стандарт бездротових локальних мереж, заснований на бездротовій передачі даних в діапазоні 2,4 ГГц. Він є більш новим стандартом в порівнянні з 802.11b. Максимальна швидкість передачі даних у бездротових мережах IEEE 802.11g становить 54 Мбіт/с. Діапазон розділений на три непересічні канали, тобто на одній території, не впливаючи одна на одну, можуть працювати три різні бездротові мережі. Для збільшення швидкості обміну даними при ширині каналу, схожій з 802.11b, застосований метод модуляції з ортогональним частотним мультиплексуванням (OFDM - Ortogonal Frequency Division Multiplexing), а також метод двійкового пакетного згорткового кодування PBCC (Packet Binary Convolutional Coding). У числі переваг 802.11g треба відзначити низьку споживану потужність, більшу дальність дії й високу проникаючу здатність сигналу. Можна сподіватися й на розумну вартість обладнання, оскільки низькочастотні пристрої простіші у виготовленні.
IEEE802.11i — стандарт, що знімає недоліки в області безпеки попередніх стандартів. 802.11i вирішує проблеми захисту даних канального рівня і дозволяє створювати безпечні бездротові мережі практично будь-якого масштабу.
IEEE802.11е (QoS, Quality of service) — додатковий стандарт, що дозволяє забезпечити гарантовану якість обміну даними шляхом перестановки пріоритетів різних пакетів; необхідний для роботи таких потокових сервісів як VoIP або IP-TV.
IEEE802.11n — стандарт бездротових локальних мереж останнього покоління, заснований на бездротовій передачі даних в діапазоні 2,4 ГГц. Стандарт 802.11n значно перевищує за швидкістю обміну даними попередні стандарти 802.11b і 802.11g, забезпечуючи швидкість на рівні Fast Ethernet; зворотньо сумісний з 802.11b і 802.11g. Основна відмінність від попередніх версій Wi-Fi — додавання до фізичного рівня (PHY) підтримки протоколу MIMO (multiple-input multiple-output).
Таблиця 1.1 – Порівняння основних характеристик стандартів IEEE 802.11а, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n[2].
| Стандарт | IEEE 802.11a | IEEE 802.11b | IEEE 802.11g | IEEE 802.11n |
| діапазон частот, ГГц | 5.15-5.25 5.67-5.85 | 2.4-2.483 | 2.4-2.483 | 2.4-2.483 5.15-5.25 5.67-5.85 |
| Доступ до радіоканалу | CSMA-СА | CSMA-СА | CSMA-СА | CSMA-СА |
| Кількість абонентів на один канал | 50 | 10 | 50 | більше 100 |
| Максимальна швидкість обміну даними | 54Мбіт/с | 11 Мбіт/с | 54Мбіт/с | 480 Мбіт/с |
| Метод модуляції | OFDM | DSSS, FHSS | OFDM | BPSK, QPSK, |
| Дальність дії в приміщенні | 10-20 | 20-100 | 20-50 | 10-20 |
2. ОПИС ЕФІРНОГО ІНТЕРФЕЙСУ СТАНДАРТУ Wi-Fi