Domovské stránky Daniela Hrotka - esej o bezdrátových sítích

esej o bezdrátových sítích

Esej, v jazyce českém znamená „pokus“. Můžete jej skloňovat v mužském, tak v ženském rodu - je to jedna z výjimek.

Pro získání malé představy o tom, co potřebujete k dosáhnutí bezdrátového spojení mezi dvěma počítači, nebo dvěmi počítačovými sítěmi poslouží snad tento krátký text. Není návodem, ale pouze inspirací pro ty, kteří mají o danou problematiku zájem.

Bezdrátové spojení dvou počítačů, sítí ap. řešíme pouze v případě, není-li možné spojení metalickým kabelem. Jestliže máme představu o spojení dvou počítačů pomocí metalického kabelu, pak až poté má smysl přemýšlet o spojení bezdrátovém. Nemáme-li však představu o tom, jak funguje taková alespoň malá metalická síť, pak je vhodné nejprve nastudovat a pro své potěšení realisovat něco z oblasti metalických sítí. Může to býti například malá hvězdice - star, sběrnice - bus, kruh - ring (Token Ring - IBM), aj.

Máme-li znalosti, zkušenosti, dovednosti, pak přejděme dále. Zprvu musíme mít ony dva počítače, nebo sítě, které chceme spojit :)) Pro bezdrátové spojení dvou počítačů je vyhrazeno několik kmitočtových pásem. Zde uvedená fakta platí obecně pro všechny dnes volně dostupné kmitočty. Přesná pravidla pro využívání těchto kmitočtů naleznete na WWW portálu Českého telekomunikačního úřadu - ČTÚ - www.ctu.cz.

Jistě Vám mnohé říká kmitočet 2.4 GHz, který je mezinárodně uznávaným pro dané účely. Zmíněné kmitočty se někdy označují akronymem „ISM“. ISM znamená: „Industrial Science Medical“. Kmitočty podléhají generálnímu povolení Českého telekomunikačního úřadu. Ze zákona je nutné dozvědět se o přenosových kmitočtech co nejvíce, neboť je to Vaše povinnost, chcete-li tyto kmitočty užívat.

Tedy krátce: výhoda již zmiňovaného ISM pásma je v jeho možném použití bez toho, abychom museli vyřizovat povolení u Českého telekomunikačního úřadu a nemusíme platit žádné licenční poplatky, jako je tomu u komerčních, profesionálních kmitočtů.

Zpět k věci. Mezi dvěma počítači musí být přímá viditelnost, protože na kmitočtu 2.4 GHz je velikost vlnové délky přibližně 12.5 cm z čehož vyplývá, že jakákoli menší překážka ovlivní směr a polarizaci šíření elektromagnetického vlnění z Vaší antény do antény protistanice. Přímá viditelnost mezi anténami je nutností.

Malá příhoda z Prahy: jedni lidé měli bezdrátovou síť v onom městě a docházelo k výpadkům přenosu dat v síti. Jednou spojení „jelo“ a jednou zase ne. Chytré české hlavy kontrolovaly zařízení, ale nikde nic. Na žádnou závadu nepřišli. Po dlouhém, několikadenním zkoumání zjistili, že rušení způsobuje jeřáb na stavbě, který přímou viditelnost mezi přípojnými body přerušoval svým ocelovým ramenem tehdy, když překládal náklad. Dále je zapotřebí bezdrátových síťových karet, které jsou schváleny pro používání v naší republice - na kartě musí být nálepka CEPT a nálepka od ČTÚ. bezdrátová síťová karta je v podstatě to samé zařízení, které se užívá pro metalické sítě. Je pouze doplněna o více částí jakými jsou například předzesilovač, modulátor, demodulátor, VF stupeň, oscilátor a další malé obvodové záležitosti, které jsou důležité k tomu, aby z konektoru bezdrátové síťové karty „vylezlo“ do antény (zářiče) to, co potřebujeme :) Máme-li již funkční karty, pak je důležité, abychom to co nám „vyleze“ z konektoru dostali do antény. Na to použijeme koaxiální kabel (svod), který je navržen pro použití na kmitočtu 2.4 GHz. Nemůžeme používat kabel, který nám leží u televize, jehož mezní kmitočet pro přenos elektromagnetické energie se pohybuje kolem 800 MHz. Uznejte sami, že toto je ještě hodně daleko od kmitočtu, na kterém chceme rozchodit naše spojení :-)

Důležitá je délka svodu - od karty k anténě. Při koupi koaxiálního kabelu doporučuji nešetřit, protože cena závisí přímo úměrně na kvalitě média, které Vám bude vysokofrekvenční energii přenášet z karty do antény. Pokud bude médium - koaxiální kabel nepoužitelný pro daný kmitočet, poté se nesmíme divit, proč nám mnohdy bezdrátový spoj „nefunguje“.

Koaxiálních kabelů je velká spousta a řídíme se při koupi základním parametrem - a tím jest útlum na kmitočtu použití, pro který je kabel vyroben. Vyberte si, prosím, od prodejce kabel s co nejnižším útlumem pro Vámi vybraný kmitočet. Na naší síti používáme kabely pro kmitočet 2.4 GHz s označením RG 213, H100, H500 a H1000 od různých výrobců - Belden, Ericcson a Tesla. Označení se mohou u různých prodejců a výrobců lišit. Řiďte se parametry a ne označením kabelu. Pro kontrolu Vámi kupovaného zboží doporučuji, abyste si parametry kontrolovali u koupi jakéhokoliv kabelu, nebo zařízení.

Funkční kartu máme, médium - koaxiální kabel pro přenos VF signálu by byl také a nyní se zmíním ještě o ochranných prvcích. Ochranným prvkem rozumíme zařízení, které v případě, že se vyskytne poruchový stav v obecném obvodu elektrického proudu odpojí chráněný obvod, aby nedošlo k nebezpečí úrazu, poškození elektrických zařízení atp.

Přemýšlíte-li o instalování venkovní antény, pak Vás musí jistě napadnout několik základních otázek. Jsou jimi například:
1) Přijdu o kartu když bude zasažena anténa přímým úderem blesku? Ano přijdete, před přímým úderem blesku s napětím průměrně od 60 kV do 900 kV a proudem průměrně od 8 kA do 60 kA přijdete nejen o kartu, ale o mnohem více zařízení, ne-li o život. Užití bleskojistek je účinná ochrana před atmosférickým přepětím, ale neúčinná před přímým zásahem blesku. (Mimo jiné bleskojistky a stíněné konektory jsou docela drahé a my je zatím nikde v naší síti neužíváme. Avšak jako každý starostlivý občan si někdy vzpomeňme na naše zařízení v letních bouřkách).
2) Může mi anténu na střeše někdo ukrást? Jistě, ale slušní lidé si na ni sami našetří a koupí si ji.
3) Mohu někoho rušit? Toto je problematika obrovsky obsáhlá jako i vše, co tady v několika řádcích čtete s velkou trpělivostí. Můžete samozřejmě někoho rušit. Pakliže by k tomu došlo, bývají někteří lidé docela nepříjemní. Vzhledem k využití kmitočtu 2.4 GHz kde pracuje málo elektrických zařízení je možnost technologického elektromagnetického rušení velmi nepravděpodobná. Dnes je však spíše aktuálním problémem „sdílené rušení“, které vzniká aktivitou protistanic jiných sítí, nebo Vašich podsítí, atp. Opatření proti těmto interferencím je taktéž povícero - některé jsou více, některé naopak méně účinné. Možná Vás nemine seance s lidmi, kteří po Vás budou vyžadovat atestaci zařízení, které chcete používat nebo která již používáte. Mají na to v některých případech právo.
4) Nebude rušit někdo mne? V minulém bodě jsem zmínil „technologickou interferenci“. Jedním ze zdrojů této interference mohou býti do jisté vzdálenosti mikrovlnné trouby se svými výkonnými mnohasetwattovými magnetrony. tyto Váš kmitočet mohou velmi úspěšně rušit, jsou-li dostatečně blízko Vaší „výbavě“. Toto se stává ojediněle. Spíše musíme dávat pozor na to, abychom nerušili někoho my s naším již realisovaným spojem - třeba cizího providera (ISP). Stalo-li by se tak, je dle zákona Vaší povinností toto rušení na své náklady odstranit. Tento případ je možný většinou ve větších městech, kde může být například více internetových providerů, kteří používají stejný systém přenosu dat (ať již jednokanálová zařízení firmy Lucent Technologies, Samsung, Proxim, atd. (DSSS), či vícekanálový přenos s hybridy modulace FSK, názorně třeba zařízení BreezeNET, od Izraelské firmy BreezeCOM). Je pravda, že se tato i jiná zařízení rozšiřují a proto musíme dbát ohled i na tuto skutečnost - elektromagnetického smogu přibývá stále, co naplat.

Do cesty koaxiálnímu kabelu můžeme dát i ony bleskojistky, přepěťové ochrany atd., ale bavili jsme se zde samozřejmě o útlumu. Útlum koaxiálního kabelu a prvků v přenosové soustavě je záležitost velmi nemilá. Každé vřazené zařízení do obecného elektro obvodu způsobí menší či větší útlum užitečného signálu. Ochranná zařízení musíme opět vybírat dle mezního kmitočtu použití, mezního napětí, musíme brát ohled na VF zatížení daného ochranného prvku. V naší republice je však o využití mezního výkonu ochranného prvku neopodstatněná (potažmo i v jiných zemích na světě) vzhledem k tomu, jak malý výkon je povolený v ISM pásmu (max. 100 mW), který budete využívat.

Posledním prvkem v přenosové soustavě díváme-li se na ni od strany bezdrátové síťové karty směrem k protistanici, se kterou chcete navázat bezdrátový kontakt je anténa (zářič). O anténách se zde zmiňovat nebudu, jelikož je o nich na Internetu velká spousta informací - jako i na našich WWW - www.starhill.org.

Je dobré a ještě lepší jít prostudovat po nástinu těchto výše uvedených „bodů“ a „informací“ nějakou další literaturu, prohledat Internet, nebo navštívit technika, který má to co „potřebujete“ v tom, co nosí na krku :-).

Tento kratičký článeček popisoval záležitosti technického rázu a nezabývá se částí software výbavy.
Výše psané řádky jsou jen lehkým nástinem toho, co je třeba po technické stránce k realisaci bezdrátové sítě. Omlouvám se Vám vážený čtenáři za případné nepřesnosti. Došel-li jste až sem, pak máte můj obdiv :-)