tìm hiểu mạng wlan - mạng lan không dây

Chia sẻ: Minhduc_1610 Minhduc_1610 | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:120

Thêm vào BST

Báo xấu

777
lượt xem 250
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

sau 2 bài viết tìm hiểu về dns và dhcp, nay sangnt xin post tiếp loạt bài tìm hiểu về wlan (tức mạng lan không dây). cũng giống như 2 bài trước, tìm hiểu về wlan cũng được sưu tầm, tổng hợp và dịch từ nhiều nguồn khác nhau (website + s). hy vọng bài viết giúp ích cho tất cả các bạn. nào, vào vấn đề chính thôi.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: tìm hiểu mạng wlan - mạng lan không dây

  Tìm hiểu mạng WLAN - mạng LAN không dây
Sau 2 bài viết tìm hiểu về DNS và DHCP, nay sangnt xin post tiếp loạt bài tìm hiểu về WLAN (tức mạng LAN không dây). Cũng giống như 2 bài trước, tìm hiểu về WLAN cũng được sưu tầm, tổng hợp và dịch từ nhiều nguồn khác nhau (website + ebooks). Hy vọng bài viết giúp ích cho tất cả các bạn. Nào, vào vấn đề chính thôi. I. Giới thiệu về Wireless Công nghệ không dây là một phương thức chuyển giao từ điểm này đến điểm khác mà không sử dụng đường truyền vật lý, mà sử dụng radio, cell, hồng ngoại và vệ tinh. Mạng không dây ngày nay bắt nguồn từ nhiều giai đoạn phát triển của thông tin vô tuyến và những ứng dụng điện báo và radio. Mặc dù một vài phát minh xuất hiện từ những năm 1900, nhưng sự phát triển nổi bật đạt được vào kỷ nguyên của công nghệ điện tử và chịu ảnh hưởng lớn của nền kinh tế học hiện đại, cũng như các khám phá trong lĩnh vực vật lý học. Cho đến nay, mạng không dây đã đạt được những bước phát triển đáng kể. Tại một số nước có nền công nghệ thông tin phát triển, mạng không dây thực sự đi vào cuộc sống. Chỉ cần một laptop, PDA, hoặc một phương tiện truy cập mạng không bất kỳ nào đó là bạn có thể truy cập mạng ở bất cứ nơi đâu, trên cơ quan, trong nhà, ngoài đường, trong quán cà phê, trên máy may, nhà ga, khách sạn,... bất cứ đâu trong phạm vi phủ sóng của WLAN. Tuy nhiên chính sự hỗ trợ truy cập công cộng, các phương tiện truy cập lại đa dạng, từ đơn giản đến phức tạp, kích cỡ cũng nhiều loại đã làm cho các nhà quản trị đau đầu trong việc bảo mật. Làm thế nào để tích hợp được các biện pháp bảo mật vào các phương tiện truy cập mà vẫn đảm bảo những tiện ích như nhỏ gọn, giá thành thấp mà vẫn đảm bảo hỗ trợ truy cập công cộng. Được phê chuẩn bởi IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) vào năm 1999, IEEE 802.11 hay Wireless LAN (gọi tắc là WLAN) đã trở nên phát triển mạnh và phổ biến trên thế giới, tuy nhiên một số nước mà nền công nghệ thông tin mới phát triển như ở Việt Nam hiện nay thì WLAN vẫn còn khá mới mẻ cần được nghiên cứu và đầu tư thích đáng.
Vai trò và vị trí của WLAN Trong đó : - PAN (Personal Area Network) : mạng cá nhân (ví dụ : bluetooth,...) - LAN (Local Area Network) : mạng cục bộ - WLAN (Wireless Local Area Network) : mạng LAN sử dụng wireless - MAN (Metropolitan Area Network) : mạng đô thị - WAN (Wide Area Network) : mạng Internet Các ứng dụng của WLAN
a) So sánh giữa mạng không dây và mạng có dây Hiện trên thế giới đang sử dụng hai loại công nghệ mạng đó là : - Công nghệ không dây (wireless technology) : các thiết bị trong hệ thống mạng giao tiếp với nhau qua sóng radio. - Công nghệ mạng có dây (wired technology) : các thiết bị trong hệ thống mạng giao tiếp với nhau thông qua cáp truyền dữ liệu. Mạng không dây không dùng cáp kết nối, thay vào đó chúng sử dụng sóng radio tương tự như điện thoại không dây. Ưu thế của mạng không dây là khả năng di động và sự tự do tiện lợi, người dùng không bị hạn chế về không gian và vị trí kết nối. Những ưu điểm của mạng không dây bao gồm : 1. Khả năng di động và sự tự do - cho phép kết nối từ bất kỳ đâu. 2. Không bị hạn chế về không gian và vị trí kết nối. 3. Dễ lắp đặt và triển khai 4. Không cần mua cáp. 5. Tiết kiệm thời gian lắp đặt cáp. 6. Dễ dàng mở rộng. b) Các kiểu mạng không dây cơ bản - Kiểu Ad-hoc : mỗi máy tính trong mạng giao tiếp trực tiếp với nhau thông qua các thiết bị Card mạng không dây mà không cần đến các thiết bị định tuyến (Wireless Router) hay trạm thu phát không dây (Wireless Access Point). - Kiểu Infrastructure : các máy tính trong hệ thống mạng sử dụng một hoặc nhiều các thiết bị định tuyến hay trạm thu phát để thực hiện các hoạt động trao đổi dữ liệu với nhau và các hoạt động khác. c) Các chuẩn của Wireless : IEEE 802.11 bao gồm các chuẩn sau : - 802.11a : 5-6 GHz, 54 Mbps, sử dụng phương pháp điều chế OFDM (Orthogonal Division Multiplixing), hoạt động ở dãy tần 5 đến 6 GHz, tốc độ truyền dữ liệu lên đến 54Mbps, hiện chuẩn này đang được một số hãng đầu tư đế mong chiếm lĩnh thị trường của 802.11b. Hoạt động ở phổ vô tuyến 5 GHz (trái với phổ 2,4 GHz) thông lượng lý thuyết tối đa của nó là 54 Mbps nhưng trên thực tế từ 21 đến 22 Mbps. Mặc dù tốc độ tối đa này vẫn cao hơn đáng kể so với thông lượng của chuẩn 802.11b, phạm vi phủ sóng trong tòa nhà là từ 25 đến 75 feet lại ngắn hơn phạm vi so với sản phẩm 802.11b. Nhưng chuẩn 802.11a lại hoạt động tốt hơn trong những khu vực đông đúc. Với một số lượng các kênh không gối lên nhau tăng lên trong giải là 5Mhz, có thể triển khai nhiều điểm truy cập hơn để cung cấp thêm năng lực tổng cộng trong vùng diện bao phủ. 802.11a mang lại băng thông cao hơn giúp cho việc truyền hình ảnh và truyền những tập tin lớn trở nên dễ dàng. - 802.11b : 2.4 GHz, 11 Mbps, DSSS đây là một chuẩn khá phổ biến, nó hoạt động ở dãy tần 2.4 GHz, là dãy tần ISM (Industrial, Scientific và Medical). Ở Mỹ, thiết bị hoạt động ở dãy tần này không phải đăng ký. Tốc độ truyền dữ liệu có thể lên đến 11 Mbps. Wifi là tên gọi của các dòng
sản phẩm tương thích với chuẩn 802.11b và được đảm bảo bởi tổ chức WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) hoạt động ở phổ vô tuyến 2.4 GHz, phổ này bị chia sẽ bởi các thiết bị không được cấp phép chẳng hạn như các điện thoại không dây và các lò vi sóng là những nguồn nhiễu. 802.11b có phạm vi phát sóng trong nhà từ 100 đến 150 feet (1 feet = 0,308m) và tốc độ truyền lý thuyết tối đa là 11 Mbps nhưng trên thực tế chỉ đạt tối đa là 4 đến 6 Mbps. Thông lượng còn lại thường bị chiếm bởi các quá trình sử lý thông tin giao thức mạng và kiểm soát tín hiệu vô tuyến. Tuy nhiên tốc độ này vẫn nhanh hơn việc kết nối băng thông rộng DSL hoặc cáp và đủ cho âm thanh liên tục (Streaming Audio), 802.11b không đủ nhanh để truyền những hình ảnh có độ nét cao. Lợi thế chính của 802.11b là chi phí phần cứng thấp. - 802.11c : hỗ trợ các khung (frame) thông tin của 802.11. - 802.11d : cũng hỗ trợ các khung thông tin của 802.11 nhưng tuân theo những tiêu chuẩn mới. - 802.11e : nâng cao QoS ở lớp MAC. - 802.11f : Inter Access Point Protocol. - 802.11g : 2.4 GHz, 54 Mbps, OFDM. Tăng cường sử dụng dãy tần 2.4 GHz, nó là phiên bản nâng cấp của 802.11b, được thông qua bởi IEEE, tốc độ truyền có thể lên đến 54 Mbps nhưng chỉ truyền được cho các đối tượng trong khoản cách ngắn. Hoạt động ở trong cùng phổ 2.4 GHz với tốc độ dữ liệu cao hơn nhiều, thật tế tốc độ là 15 đến 20 Mbps giống như theo chuẩn sản phẩm 802.11b, 802.11g có phạm vi phát huy hiệu lực trong tòa nhà từ 100 đến 150 feet, tốc độ của 802.11g cũng giúp cho việc truyền hình ảnh và âm thanh của lướt web nhanh hơn. - 802.11h : có thêm tính năng lựa chọn kênh tự động DCS (Dynamic Channel Selection) và điều khiển công suất truyền dẫn (Transmit Power Control). - 802.11x : một chuẩn mới được cập nhật và thực hiện, nó cung cấp sự điều khiển truy cập mạng trên cổng cơ sở. Mặc dù lúc đầu IEEE thiết kế 802.11x cho thông tin hữu tuyến, nhưng đã được áp dụng cho WLANs để cung cấp một vài tính năng bảo mật cần thiết. Lợi ích chính của 802.11x đối với WLANs là nó cung cấp sự chứng thực lẫn nhau giữa một network và một client của nó. - 802.11i : nâng cao khả năng an ninh bảo mật lớp MAC, chuẩn này đang được hoàn thiện, nó sẽ là nền tảng vững chắc cho các chuẩn WLAN sau này. Nó cung cấp nhiều dịch vụ bảo mật hơn cho WLAN 802.11 bởi những vấn đề định vị gắn liền với sự điều khiển phương tiện truy cập (MAC - Media Access Control), lẫn những lớp vật lý của mạng Wireless. Những kiểu chứng thực dựa trên nền tảng là 802.11x và giao thức chứng thực có thể mở rộng (EAP - Extensible Authentication Protocol), có thể cho phép các nhà cung cấp tạo ra một vài kiểu chứng thực khác. Trong thời gian sau 802.11i có thể cung cấp một sự thống nhất để sử dụng những tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến (AES - Advanced Encryption Standard) cho những dịch vụ mã hóa của nó nhưng vẫn tương thích thuật toán RC4. - 802.11j : là chuẩn thống nhất toàn cầu cho các tiêu chuẩn : IEEE, ETSI, HiperLAN2, ARIB, HiSWANa. Với các chuẩn 802.11 thì chuẩn 802.11b và 802.11g hoạt động ở dãy tần 2.4 GHz, tuy nhiên dãy tần số ISM là dãy tần số hoạt động mà không cần cấp phép, do đó có thể bị giao thoa đáng kể với các phương tiện như xe cấp cứu, ôtô cảnh sát, xe taxi, cũng như từ những người dùng khác và nhiều
thiết bị trong gia đình và văn phòng. Vì lẽ đó mà chuẩn 802.11a được đưa ra, nhưng tất cả các version khác lại sử dụng dãy 2.4 GHz, do đó khả năng tương thích ngược lại là một vấn đề. 802.11a có những ưu điểm nổi bật như tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn, trong khi 802.11b chỉ cho phép cung cấp 3 kênh độc lập riêng lẻ thì 802.11a mặc dù khu vực phát sóng nhỏ hơn nhưng lại cung cấp đến 12 kênh. Nhưng băng thông phụ thêm này có ý nghĩa rất quan trọng trong việc chống nhiễu sóng khi thiết kế mạng với dung lượng tối đa. Một điểm yếu của 802.11a là dãy phủ sóng hẹp, do chuẩn này sử dụng dãy tần 5 GHz (tần số càng cao thì dãy truyền tín hiệu càng ngắn). d) Các kênh trong 802.11 Không giống như hệ thống nhảy tần sử dụng chuỗi nhảy để xác định kênh, hệ thống DSSS sử dụng một quy ước để định nghĩa kênh. Mỗi kênh là một băng tần số liên tục rộng 22 MHz có tần số sóng mang là 1 MHz (giống với FHSS). Ví dụ : kênh 1 hoạt động từ 2.401 GHz đến 2.423 GHz (2.412 +/- 11 MHz); kênh 2 hoạt động từ 2.406 GHz đến 2.429 GHz (2.417 GHz +/- 11 MHz),... Hình dưới minh họa vấn đề này
Bảng dưới đây liệt kê đầy đủ các kênh được sử dụng ở Mỹ và Châu Âu. FCC xác định chỉ 11 kênh đối với tần số không được cấp phép được sử dụng tại Mỹ. Chúng ta có thể thấy rằng kênh 1 và kênh 2 trùng lập với nhau 1 lượng đáng kể. Mỗi tần số liệt kê trong bảng được xem như là một tần số trung tâm. Từ tần số trung tâm này, 11 MHz được cộng thêm hay trừ đi để có được một kênh rộng 22 MHz. Chúng ta cũng có thể dễ dàng nhận thấy rằng các kênh nằm cạnh nhau sẽ trùng lập với nhau 1 lượng đáng kể. Việc sử dụng hệ thống DSSS với các kênh trùng lập trong cùng một vị trí vật lý sẽ gây nên nhiễu giữa các hệ thống. Hệ thống DSSS với các kênh trùng lập không nên được đặt gần nhau bởi vì chúng luôn gây nên một sự giảm cấp đáng kể đối với băng thông. Bởi vì sóng mang được cách nhau 5 MHz và kênh rộng 22 MHz nên các kênh chỉ được đặt cạnh nhau nếu số kênh cách nhau ít nhất là 5 kênh. Ví dụ : kênh 1 và kênh 6 là không trùng lập nhau, kênh 2 và kênh 7 không trùng lập nhau,... Có tối đa 3 hệ thống DSSS có thể đặc cạnh nhau đó là kênh 1,6 và 11. Nhưng các kênh không trùng lập chỉ trên lý thuyết. Các kênh chỉ không trùng lập trên lý thuyết là bởi vì trong thực tế kênh 1 và kênh 6 (hay kênh 6 với kênh 11) có trùng nhau 1 phần nhỏ (tùy thuộc vào thiết bị sử dụng và khoản cách giữa các hệ thống). Các kênh không trùng lập được minh họa bằng hình bên dưới :
II. Các thành phần của Wireless Một mạng wireless gồm các thành phần sau : - Antenna - Wireless Access Point - Wireless End-user device (Wireless Adapter Card) a) Antenna Antenna chính là thiết bị thu phát sóng điện từ và có các đặc điểm cơ bản sau : - Antenna phát sẽ chuyển năng lượng điện thành sóng điện từ và phát ra ngoài, ngược lại anten sẽ chuyển sóng điện từ thu được thành năng lượng điện. Một anten về cơ bản bao gồm một bộ bức xạ và một nguyên tố anten (antenna element). Kích thước vật lý của anten (chẳng hạn như chiều dài của anten) liên quan trực tiếp đến - tần số hoạt động của anten. a.1) Omni-directional Antenna Anten omni-directional là kiểu anten đơn giản và thông dụng nhất. Anten omni-directional có thể truyền tín hiệu đơn đến mọi hướng, rất thích hợp dùng làm anten khếch đại tín hiệu trong kiểu point-to-multi-point (điểm đến nhiều điểm).
Một vài kiểu Omni-directional thông dụng Mô hình phát sóng của Omni-derectional Ứng dụng của Omni-directional trong kiểu truyền point-to-multi-point a.2) Parabolic Antenna, Dish Antenna Anten parabolic (anten parabol hay còn gọi là anten chảo) được dùng trong việc mở rộng khoảng cách cho kênh truyền có định hướng khi có khó khăn trong việc truyền tải tín hiệu. Anten parabolic thường dùng trong kiểu kết nối point-to-point (kết nối điểm đến điểm). Anten parabol và Anten Dish Mô hình truyền sóng của anten parabol và anten dish Ứng dụng của Parabol trong kiểu truyền point-to-point
a.3) Yagi Antenna Anten Yagi cũng dùng trong việc truyền sóng từ điểm đến điểm hoặc từ một điểm đến nhiều điểm ở những nơi mà anten khác khó khăn trong việc truyền tín hiệu do khả năng khếch đại sóng cao. Anten Yagi Mô hình truyền sóng của anten Yagi a.4) Highly-directional Parabolic Dish Antenna Là kiểu Anten đặc biệt có công suất rất mạnh kết hợp được ưu điểm của Parabol và Yagi dùng để truyền sóng trong khoản cách rất xa . Vài kiểu Highly-directional Parabolic dish Antenna Mô hình truyền sóng của Highly-directional Parabolic dish Antenna a.5) Pass Loss Để tính độ mất sóng theo khoản cách người ta dùng công thức : L = 20 log(d) + 20 log(f) + 36.6 Trong đó : - L là độ signal mất đi tính bằng dB
- d là độ dài tính bằng miles - f là frequency tính bằng Megahertz Ví dụ : muốn set up một mạng trong khoản cách 10km (khoản 6.21 miles) link giữa 2 nơi ở channel 6 (tức là tần số 2.437 GHz), thì tính như sau : L = 20 log(6.21) + 20 log(2437) + 36.6 L = 20*0.79 + 20*3.38 + 36.6 L = 15.8 + 67.6 + 36.6 L = 120 Tức là bạn muốn có sóng wireless tại cả 2 nơi thì anten của bạn phải mạnh hơn 120 dB. Nguyên lý của Anten (Principles of Antenna) Chúng ta sẽ khảo sát một số nguyên lý căn bản của anten vì nó có liên quan đến việc sử dụng mạng WLAN. Trong đó có 2 điều quan trọng cần phải nhớ đối với Anten đó là : - Anten chuyển hướng năng lượng điện sang sóng RF đối với anten truyền hay sóng RF sang năng lượng điện đối với anten nhận. - Kích thước vật lý của anten như chiều dài là liên quan trực tiếp đến tần số mà anten có thể quản bá sóng hay nhận sóng. Một số điểm căn bản để hiểu được việc quản lý lisence-free WLAN là Line Of Sight (LOS), tác dụng của Fresnel Zone, và anten gain bằng cách tập trung bandwidth. a.6) Line of sight (LOS) Có 2 loại LOS là Visual LOS và RF LOS. Thường trong mạng WLAN khi nhắc đến LOS ta thường hiểu đó là RF LOS. Visual LOS chỉ là khái niệm để ta hiểu hơn về RF LOS. Đối với ánh sáng thấy được, Visual LOS (gọi đơn giản LOS) được định nghĩa gần như là một đường thẳng từ vật thể (transmitter) (nằm trong tầm nhìn của người quan sát) đến mắt người quan sát (receiver), LOS gần như là một đường thẳng bởi vì sóng ánh sáng dễ bị thay đổi hướng do phản xạ, nhiễu xạ và khúc xạ cũng giống như sóng RF. Sóng RF hoạt động cũng giống như sóng ánh sáng ngoại trừ một điều quan trọng : RF LOS cũng có thể bị ảnh hưởng bởi những vật cản trong vùng Fresnel Zone. Hãy tưởng tượng rằng bạn đang nhìn một đường ống dài 2 foot và có một vật cản nằm trong đường ống. Hiển nhiên, vật cản này sẽ ngăn cản bạn nhìn thấy được phía cuối đường ống. Ví dụ trên minh họa các RF hoạt động khi có một vật nằm cản giữa Fresnel Zone, ngoại trừ một điều là trong ví dụ về đường ống, bạn có thể nhìn thấy được một phần những gì xuất hiện ở phía
cuối đường ống. Đối với RF, điều tương tự có thể xảy ra là nó làm bẻ gãy hay hư hỏng đường truyền. RF LOS là quan trọng bởi vì RF không hoàn toàn giống với sóng ánh sáng. a.7) Fresnel Zone Một điều cần xem xét khi hoạch định hay troubleshooting một kết nối RF chính là Fresnel Zone. Fresnel Zone là một vùng được tạo ra bởi các hình elip đồng tâm xung quang đường đi của LOS như hình dưới minh họa. Fresnel Zone là rất quan trọng đối với tính toàn vẹn của đường kết nối RF bởi vì nó định nghĩa một vùng xung quanh LOS mà trong đó tín hiệu RF có thể bị nhiễu nếu như vùng này bị cản lại (bởi một vật nào đó). Các vật thể trong Fresnel Zone như cây, đỉnh đồi và các tòa nhà có thể gây ra nhiễu xạ hay phản xạ đối với tín hiệu RF chính, làm cho nó không thể đến được receiver, điều này cũng gây ra sự thay đổi đối với RF. Các vật thể có thể hấp thụ hay tán xạ tín hiệu RF chính gây ra sự suy giảm hay mất hoàn toàn tín hiệu. Bán kính của Fresnel Zone tại điểm rộng nhất có thể được tính theo công thức sau : Trong đó d là khoảng cách giữa 2 điểm tính theo miles (dặm), f là tần số tính theo GHz và r được tính theo feet. Muốn có đường truyền tốt nhất là khi khoản cách giữa 2 nơi xa nhất thiết phải có Line of sight (LOS). Đây là khoản cách nhìn thấy giữa 2 điểm truyền.
a. 8) Antenna Gain Một thành phần anten (không bao gồm bộ khuếch đại hay bộ lọc đi kèm với nó) là một thiết bị bị động (passive). Không có một sự điều hòa khuếch đại hay xử lý nào đối với tín hiệu mà anten nhận được. Anten có thể tạo ra những hiệu ứng khuếch đại bằng hình dạng vật lý của nó. Sự khuếch đại anten là kết quả của việc tập trung sự phát sóng RF vào một tia hẹp hơn, cũng giống như bóng đèn điện hay đèn flash có thể tập trung vào một tia hẹp hơn tạo thành một nguồng phát sáng sáng hơn và phát ánh sáng đi xa hơn. Việc tập trung bức xạ được đo theo Beamwidth (độ rộng của tia) và tính theo độ ngang (horizontal) và độ dọc (vertical). Ví dụ, một anten omni-directional có beamwidth là 360 độ ngang, bằng việc giới hạn 360 độ này xuống còn khoản 30 độ và vẫn giữ nguyên công suất thì chúng ta sẽ có một sóng RF được phát đi xa hơn. Đây chính là cách mà các loại anten Patch, Panel và Yagi được thiết kế. Các anten có độ định hướng cao sử dụng lý thuyết này bằng việc tập trung hẹp hơn cả chiều ngang và chiều dọc của beamwidth để tăng tối đa khoản cách mà sóng có thể phát đi nhưng vẫn giữ nguyên công suất thấp. 1.9) Các thuật ngữ và định nghĩa trong Antenna Bộ bức xạ định hướng (Intentional Radiator) Như được định nghĩa bởi FCC, một bộ bức xạ định hướng là một thiết bị vô tuyến được thiết kế đặt biệt để sinh ra và bức xạ sóng RF. Theo quan điểm phần cứng, một bức xạ định hướng sẽ bao gồm thiết bị RF, tất cả các cable và đầu nối nhưng không bao gồm anten. Khi bạn nói đến công suất phát ra của bộ bức xạ định hướng có nghĩa là bạn đang nói đến công suất phát ra của đoạn cable cuối cùng hay đầu nối trước khi đến anten. Ví dụ, xem xét một transmitter 30 mW bị suy hao 15 mW (công suất) trên cable và 5 mW nữa trên đầu nối với anten. Công suất của bộ bức xạ định hướng sẽ là 10 mW. Đối với một nhà quản trị thì nhiệm vụ của họ là phải hiểu được các quy tắc của FCC liên quan đến độ bức xạ định hướng và công suất cho phép của nó. Những quy tắc của FCC liên quan
đến công suất phát sóng của bộ bức xạ định hướng và EIRG có thể tìm thấy trong Part 47 CFR, Chapter 1, session 15.247 ngày 1 tháng 10 năm 2000. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương (EIRP) EIRP là công suất thật sự được phát ra bởi thành phần anten được minh họa như trong hình dưới. Khái niệm này là quan trọng bởi vì nó được sử dụng trong việc tính toán một kết nối không dây có thể thiết lập được hay không. EIRP có liên quan đến độ lợi của anten. Giả sử rằng bạn truyền sử dụng 10 dBi anten (khuếch đại tín hiệu lên 10 lần) và được cung cấp một tín hiệu có công suất 100 mW từ bộ bức xạ định hướng. Lúc đó, EIRP là 1000 mW hay 1 W. Các quy tắc của FCC xác định công suất phát ra cho cả bộ bức xạ định hướng và thành phần anten. Một số định nghĩa Các sóng điện từ do anten phát bức xạ ra bên ngoài có thể loan truyền đến anten theo nhiều đường khác nhau. Ngoài đường truyền thẳng LOS, sóng tới anten thu có thể được phản xạ (reflect), khúc xạ (refract), nhiễu xạ (diffract) hay tán xạ (scatter) khi chạm vào các vật cản hoặc khi xuyên qua cá môi trường có chiết xuất khác. Phản xạ và khúc xạ còn tương đối dễ hiểu còn nhiễu xạ xảy ra khi một tia sóng đập vào vật cản và đổi hướng đi theo bề mặt vật cản đó (khác với khúc xạ là tia sáng sẽ đi xuyên vật cản với 1 góc khác). Tán xạ là hiện tượng xảy ra khi sóng đi đến một bề mặt gồ ghề hay góc cạnh sẽ bị phân tán ra nhiều hướng khác nhau, tán xạ sóng sẽ làm suy hao sóng rất nhiều. Gain (độ lợi) Gain được minh họa theo hình bên dưới. Nó là một thuật ngữ được sử dụng để mô tả một sự tăng lên trong biên độ của tín hiệu RF. Thông thường, gain là một tiến trình chủ động (active), có nghĩa là một nguồn công suất ở bên ngoài, chẳng hạn như bộ khuếch đại RF được sử dụng để khuếch đại tín hiệu hoặc một anten có độ lợi cao được sử dụng để tập trung beamwidth của một tín hiệu để làm tăng biên độ của tín hiệu đó.
Tuy nhiên các tiến trình bị động (passive) cũng có thể gây ra gain. Ví dụ như các tín hiệu phản xạ có thể kết hợp với các tín hiệu chính. Việc tăng độ mạnh của tính hiệu RF có thể gây ra kết quả tích cực (possive) hay tiêu cực (negative). Thông thường thì công suất càng lớn càng tốt, nhưng cũng có trường hợp chẳng hạn như khi một transmitter phát ra công suất rất gần với giới hạn công suất phát ra hợp pháp, thì việc tăng thêm công suất có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng. Loss (suy hao) Loss được mô tả là sự giảm trong độ mạnh tín hiệu (trong hình bên dưới). Có nhiều nguyên nhân gây ra độ giảm tín hiệu RF, cả khi tín hiệu còn đang ở trong cable (tín hiệu điện AC tần số cao) và khi tín hiệu được phát ra như sóng radio vào không khí bởi anten. Điện trở của cable và các đầu nối có thể gây ra los bởi vì chúng chuyển tín hiệu AC sang dạng nhiệt. Trở kháng không tương thích trong cable và đầu nối cũng gây ra công suất phản xạ ngược trở lại nguồn và điều này gây ra giảm tín hiệu. Các vật nằm trực tiếp trên đường truyền của sóng có thể hấp thụ, phản xạ hoặc phá hủy tín hiệu RF. Chúng ta cũng có thể chủ động gây ra loss bằng cách sử dụng một bộ suy hao RF. Bộ suy hao RF là một cái điện trở có nhiệm vụ chuyển AC tần số cao sang dạng nhiệt để giảm biên độ tín hiệu. Việc có thể đo và bù đắp được cho loss trong một kết nối RF hay trong circuit là rất quan trọng bởi vì radio có một ngưỡng về độ nhạy sóng (sensitivity threshold). Sensitivity threshold được định nghĩa là một điểm trong đó radio có thể phân biệt được giữa tín hiệu và nhiễu nền. Bởi vì độ nhạy của receiver là xác định được, trạm truyền phải truyền một tín hiệu có biên độ đủ để có thể nhận ra được tại bên nhận. Nếu có loss xuất hiện giữa transmitter và receiver, vấn để phải được giải quyết bằng cách di dời những vật gây ra loss hoặc bằng cách tăng công suất của trạm phát.
Reflection (Phản xạ) Phản xạ được minh họa bởi hình bên dưới, xuất hiện khi một sóng điện từ đang quảng bá va chạm phải một vật có kích thước rất lớn nếu so sánh với bước sóng của sóng đang quảng bá. Phản xạ xuất hiện từ bề mặt trái đất, tòa nhà, tường và nhiều vật cản khác. Nếu bề mặt là nhẵn, tín hiệu phản xạ có thể không bị thay đổi, mặc dù vẫn có một số loss gây ra bởi sự hấp thụ và tán xạ của tín hiệu. Sự phản xạ tín hiệu RF có thể gây ra những vấn đề nghiêm trọng cho WLAN. Sự phản xạ của tín hiệu chính từ vật thể trong vùng truyền còn được gọi là multipath. Multipath có thể gây bất lợi cho WLAN, chẳng hạn như giảm hay phá hủy tín hiệu chính và gây ra lỗ hổng hay kẻ hở trong vùng phủ sóng của RF. Các bề mặt như hồ, mái nhà kim loại, cửa kim loại,... các vật khác có thể gây ra sự phản xạ nghiên trọng và vì thế gây ra multipath. Sự phản xạ này là không mong muốn và thường xuyên yêu cầu các phương pháp đặc biệt (như antenna diversity) trong các phần cứng WLAN để đền bù cho nó. Refraction (Khúc xạ) Khúc xạ được mô tả là sự uống công của sóng radio khi chúng truyền qua môi trường có mật độ khác nhau. Khi một sóng RF truyền qua một môi trường dày đặc (ví dụ, vũng nước của một vùng không khí lạnh nằm trong thung lũng) thì sóng sẽ bị uốn cong và hướng của chúng sẽ bị thay đổi. Khi truyền qua những môi trường như vậy thì một số sóng sẽ bị phản xạ lại khỏi hướng chúng định truyền và một số có thể bị uốn cong thông qua môi trường theo một hướng khác như được minh họa trong hình bên dưới Khúc xạ có thể là vấn đề của đường truyền RF ở khoản cách xa. Khi điều kiện không khí thay đổi, sóng RF có thể đổi hướng làm lệch hướng tín hiệu khỏi đích đến.
Diffraction (Nhiễu xạ) Nhiễu xạ xuất hiện khi đường truyền radio giữa transmitter và receiver bị cản trở bởi một bề mặt sắc nhọn không đồng đều hoặc là một bề mặt nhám. Ở tần số cao, nhiễu xạ cũng như phản xạ, nó tùy thuộc vào hình dạng của vật cản trở, biên độ, pha và cực của sóng tại điểm nhiễu xạ. Nhiễu xạ thường bị nhầm lẫn và sử dụng lẫn lộn với khúc xạ. Hãy cẩn thận đừng nhầm lẫn giữa hai thuật ngữ này. Nhiễu xạ mô tả một sóng bị uốn quanh vật thể (hình bên dưới), trong khi khúc xạ được mô tả là một sóng bị bẻ cong khi xuyên qua một môi trường. Trong ví dụ hòn đá rơi xuống nước, bây giờ giả sử có một cành cây nhỏ đâm thẳng xuống bề mặt của nước gần điểm hòn đá chạm mặt nước. Khi các gợn sóng va vào cành cây, chúng sẽ bị ngăn chặn lại một phần nhỏ, tuy nhiên, ở mức độ lớn hơn, những gợn sóng đó sẽ bị uốn quanh cành cây. Nếu như vật cản đủ lớn hay có mép lởm chởm như răng cưa thì sóng sẽ không bị uốn quanh nữa mà sẽ bị chặn lại. Nhiễu xạ sẽ làm chậm sóng đứng tại điểm sóng đứng va đập vào vật cản, trong khi các phần còn lại của vật cản vẫn duy trì tốc độ như lúc quản bá. Vì vậy nó gây ra giảm tốc độ tại điểm tiếp xúc và thay đổi hướng truyền ban đầu. Scattering (Tán xạ) Tán xạ xuất hiện khi sóng truyền qua một môi trường có các vật có kích thước nhỏ so với bước sóng của tín hiệu, và số lượng vật cản trên một đơn vị thể tích là lớn. Sóng bị tán xạ được sinh ra bởi các vật nhỏ, có bề mặt nhám hay không đều trên đường truyền của tín hiệu. Một số các vật cản ngoài trời có thể gây ra tán xạ trong hệ thống truyền thông di động bao gồm lá cây, các biển báo giao thông và cột đèn giao thông. Tán xạ có thể xảy ra theo 2 hướng chính : - Thứ nhất, tán xạ có thể xuất hiện khi một sóng va đập vào một bề mặt không bằng phẳng và bị phản xạ theo nhiều hướng đồng thời. Tán xạ theo kiểu này sinh ra nhiều phản xạ có biên độ nhỏ và có thể phá hủy tín hiệu RF chính. Sự suy hao của tín hiệu RF có thể xuất hiện khi sóng RF bị phản xạ khỏi cát, đá hay những bề mặt lởm chởm. Khi bị phản xạ theo kiểu này, sự suy hao sóng RF có thể đáng để gây ra các truyền thông bị ngắt quản hoặc mất hoàn toàn tín hiệu.
- Thứ hai, tán xạ có thể xuất hiện khi một hiệu sóng di chuyển xuyên qua một phần của môi trường có nhiều bụi. Trong trường hợp này, thay vì bị phản xạ khỏi bề mặt không bằng phẳng, sóng RF sẽ bị phản xạ một cách riêng lẻ trên rất nhiều vật nhỏ khác nhau. b) Wireless Access Point Là 1 thiết bị ngoại vi dùng song để thu phat tín hiệu, truyền tải thông tin giữa các thiêt bị ́ ́ ́ wireless và mang dung dây.Trên thị trường phổ biên là cac AP chuân B(11 Mb/s) ,và G(54Mb/s),gân ̣ ̀ ́ ́ ̉ ̀ đây trên thị trường xuât hiên Super G sử dung công nghệ MIMO (Multi Input-Multi Output) có thể ́ ̣ ̣ truyên file với tôc độ 108Mb/s .AP là thiết bị phổ biến nhất trong WLAN chỉ đứng sau PC card ̀ ́ không dây. Như tên của nó đã chỉ ra, AP cung cấp cho client một điểm truy cập vào mạng. AP là một thiết bị half-duplex có mức độ thông minh tương đương với một Switch Ethernet phức tạp. Hình dưới đây mô tả AP và nơi sử dụng chúng trong mạng WLAN. Mô hình hoạt động của Access Point Access Point có 3 chế độ cơ bản : - Root Mode hay AP Mode - Repeater Mode - Bridge Mode b.1) Root Mode Là kiêu thông dung nhât, khi Access Point kêt nôi trực tiêp với mang dây thông thường thì đó ̉ ̣ ́ ́́ ́ ̣ là Root mode. Trong chế độ root mode, AP kêt nôi ngang hang với cac đoan mang dây khac và có thể ́́ ̀ ́ ̣ ̣ ́ truyên tai thông tin như trong môt mang dung dây binh thường. Root mode được sử dụng khi AP ̀̉ ̣ ̣ ̀ ̀ được kết nối với mạng backbone có dây thông qua giao diện có dây (thường là Ethernet) của nó. Hầu hết các AP sẽ hỗ trợ các mode khác ngoài root mode, tuy nhiên root mode là cấu hình mặc định. Khi một AP được kết nối với phân đoạn có dây thông qua cổng ethernet của nó, nó sẽ được cấu hình để hoạt động trong root mode. Khi ở trong root mode, các AP được kết nối với cùng một hệ thống phân phối có dây có thể nói chuyện được với nhau thông qua phân đoạn có dây. AP giao tiếp với nhau để thực hiện các chức năng của roaming như reassociation. Các client không dây có
thể giao tiếp với các client không dây khác nằm trong những cell (ô tế bào, hay vùng phủ sóng của AP) khác nhau thông qua AP tương ứng mà chúng kết nối vào, sau đó các AP này sẽ giao tiếp với nhau thông qua phân đoạn có dây như ví dụ trong hình dưới Access Point trong chế độ Root b.2) Repeater Mode Access Point trong chế độ repeater kêt nôi với client như 1 AP và kêt nôi như 1 client với AP ́́ ́́ server. Chế độ Repeater thường được sử dung để mở rông vung phủ song. Trong Repeater mode, AP ̣ ̣ ̀ ́ có khả năng cung cấp một đường kết nối không dây upstream vào mạng có dây thay vì một kết nối có dây bình thường. Như bạn thấy trong hình dưới, một AP hoạt động như là một root AP và AP còn lại hoạt động như là một Repeater không dây. AP trong repeater mode kết nối với các client như là một AP và kết nối với upstream AP như là một client. Việc sử dụng AP trong Repeater mode là hoàn toàn không nên trừ khi cực kỳ cần thiết bởi vì các cell xung quanh mỗi AP trong trường hợp này phải chồng lên nhau ít nhất là 50%. Cấu hình này sẽ giảm trầm trọng phạm vi mà một client có thể kết nối đến repeater AP. Thêm vào đó, Repeater AP giao tiếp cả với client và với upstream AP thông qua kết nối không dây, điều này sẽ làm giảm throughput trên đoạn mạng không dây. Người sử dụng được kết nối với một Repeater AP sẽ cảm nhận được throughput thấp và độ trễ cao. Thông thường thì bạn nên disable cổng Ethernet khi hoạt động trong repeater mode.Mô hinh ̀ dưới đây sẽ diên tả chế độ Repeater ̃
b.3) Bridge Mode Chế độ Bridge mode thường được sử dung khi muôn kêt nôi 2 đoan mang đôc lâp với nhau. ̣ ́ ́́ ̣ ̣ ̣̣ Trong Bride mode, AP hoạt động hoàn toàn giống với một Bridge không dây. Thật vậy, AP sẽ trở thành một Bridge không dây khi được cấu hình theo cách này. Chỉ một số ít các AP trên thị trường có hỗ trợ chức năng Bridge, điều này sẽ làm cho thiết bị có giá cao hơn đáng kể. Bạn có thể thấy từ hình dưới rằng Client không kết nối với Bridge, nhưng thay vào đó, Bridge được sử dụng để kết nối 2 hoặc nhiều đoạn mạng có dây lại với nhau bằng kết nối không dây. Hinh dưới đây là minh ̀ hoạ : b.4) Các tùy chọn phổ biến cua AP(Common Options) ̉ Một AP được xem như là một portal bởi vì chúng cho phép client kết nối từ một mạng 802.11 đến mạng 802.3 hay 802.5. AP có sẵn nhiều tùy chọn phần cứng và phần mềm khác nhau. Các tùy chọn phổ biến bao gồm: + Anten cố định hay có thể tháo lắp. + Khả năng lọc cao cấp + Card radio có thể tháo được (Removeable hay Modular) + Thay đổi công suất phát + Các kiểu khác nhau của kết nối có dây Fixed or Detachable Antenna (Anten cố định hay có thể tháo lắp) Tùy thuộc vào nhu cầu doanh nghiệp của bạn hay nhu cầu của khách hàng, bạn sẽ cần phải chọn giữa AP có anten cố định hay AP có anten có thể tháo lắp. Một AP với anten có thể tháo lắp cho bạn khả năng sử dụng các loại anten khác nhau để kết nối với AP sử dụng cable có chiều dài khác nhau tùy nhu cầu của bạn. Ví dụ, nếu bạn cần treo một AP ở trong nhà nhưng lại cho phép người sử dụng truy cập vào mạng ở bên ngoài thì bạn sẽ cần kết nối với cable và anten ngoài trời trực tiếp với AP và chỉ treo anten bên ngoài.