Инструкция по организации Wi-Fi сети на большом расстоянии

Пусть существуют два удаленных объекта (например, локальные сети). Поскольку нет возможности объединить их напрямую (из-за большого расстояния), наша задача решить эту проблему с использованием Wi-Fi.

Возможные недостатки

Естественно, построение Wi-Fi сети не обойдется без подводных камней. В первую очередь нужно определиться с выбором оборудования. Из-за огромного разнообразия на ринке Wi-Fi адаптеров, усилителей, антенн, выбор далеко не очевиден. Проблема в том, что скорость передачи данных или наличие возможных потерь в канале сильно разнятся, в зависимости от нагрузки эфира, рельефа местности, погоды. Часто одна модель ведет себя по-разному, в зависимости от вышеперечисленных условий.

Wi-Fi адаптеры

Несложное по конструкции и распространенное устройство. В адаптере есть встроенная антенна, с помощью которой осуществляется подключение к беспроводной сети. Такие устройства встраиваются сейчас в ноутбуки, КПК, коммуникаторы, смартфоны, материнские платы, принтеры. Переносной адаптер без проблем можно подключить к любому устройству, оснащенному портом USB или PCI. Беспроводные адаптеры могут работать в двух режимах: в режиме прямого взаимодействия друг с другом или в режиме подключения к точкам доступа (Access Point, далее AP).

AP, они же точки доступа

Фактически, точка доступа – тот же свитч. Разница состоит лишь в том, что для связи с клиентами используются не провода, а радиочастоты. Но сетевой кабель все же используется, для связи AP с проводными участками сети (функция моста).

Стоимость точек доступа сравнительно высока, но она вполне оправдана. AP - многофункциональное устройство, включающее в себя роутер, бридж, шейпер, аппаратный брандмауэр и т.п. С помощью AP можно запрещать доступ с определенных MAC-адресов, задавать всевозможные настройки Wi-Fi канала, включать квотирование и шифрование трафика.

Выбирая AP, следует предусмотреть, что с обеих сторон канала использовалось оборудование одного производителя или даже одной модели. Ведь даже если два разных устройства используют один и тот же протокол, 100 % совместимость никто гарантировать не может. Следующее условие – наличие разъема для внешней антенны. Штатная антенна при этом не должна быть припаяна, а должна вставляться в специальный разъем. Этот нюанс очень важен, потому что изначально стандарт Wi-Fi был предназначен для работы внутри помещений. Это означает, что, используя штатную антенну, не удастся превысить радиус действия 100-200 м. Существует 3 основных стандарта Wi-Fi: 802.11a (теоретическая скорость 54 Мбит/с) , 802.11b (22 Мбит/с), 802.11g (54 Мбит/с). Рекомендую остановиться на 802.11g, т.к. стандарт 802.11a, работает на нестандартной частоте 5.25-5.35 ГГц и пока не получил надлежащего распространения.

Советовать конкретные модели не буду, скажу только, что если средства ограничены, лучше взять D-Link. Если бюджет сильно не ограничен, стоит остановиться на Cisco или NetGear.

Антенны

Антенна – это проводник или несколько проводников, предназначенных для эмиссии или приема электромагнитных волн. Если приемник с передатчиком работают на одной частоте, испущенная радиоволна вызовет на антенне получателя серию электрических импульсов, обработка которых есть задача приемника. Физическая суть работы приемника и передатчика одинакова, поэтому одна антенна используется и для приема, и для извлечения сигнала (двухсторонняя связь).

Важный параметр любой антенны – диаграмма направленности. Антенна передает сигнал, по всех направлениях, но интенсивность излучения в них различна. При увеличении мощности излучения в одну сторону, уровень излучения для остальных направлений падает, но мощность передатчика остается на прежнем уровне. Другой важный параметр – коэффициент усиления, характеризирует уровень концентрации излучения в определенном направлении. Измеряется в децибелах (дБ), чем выше – тем лучше.

Так как, все равно, большинство антенн на ринке – направленные, следует тщательно отнестись к их характеристике коэффициента усиления.

Кабель и слот

Точка доступа соединяется с антенной с помощью высокочастотного кабеля (фидера), большого диаметра (7-15 мм). Кабель экранирован, стойкий к свету и невосприимчивый к влаге.

Слот (разъем) для подключения может быть нескольких типов (SMB, N-type, SMA). Случаи конфликтов между штекерами беспроводной аппаратуры и антенн легко решаются использованием переходников.

Подготовка

АР зачастую настраиваются с помощью веб-интерфейса. Первое, что нужно сделать при настройке – поменять пароль по умолчанию. Обязательно включите шифрование WEP или WPA.

Затем необходимо задать каждой АР постоянный ip-адрес и переключить в режим моста (BridgeMode). Благодаря последнему режиму точки доступа смогут взаимодействовать между собой, и все посторонние подключения будут игнорироваться. Традиционно используются каналы 1, 6, 11, причем две, работающие в связке, точки доступа должны использовать один канал. Важное условие – отсутствие беспроводных сетей поблизости, использующих нужный вам канал.

Когда оборудование смонтировано и сконфигурировано, проверить его работоспособность можно командой ping.

Настройка и монтаж

Для начала скажу, что высоких скоростей передачи данных по радиосвязи получить не удастся, но цифр 20-25 Мбит/с добиться реально.

Настраивать Wi-Fi канал нужно группой из нескольких человек. Одна сторона при этом будет следить за позиционированием антенн с обоих краев, другая – наблюдать уровень сигнала. Человек, наблюдающий уровень сигнала, не обязательно должен присутствовать на месте настройки, а может, дома, смотреть за сигналом, посредством браузера. Антенна должна монтироваться не дальше 3-5 метров от точки доступа. Из-за этого условия, людям, живущим в многоэтажных домах, приходится прибегать к разным ухищрениям, для сокращения расстояния между антенной и AP. В отдельных случаях, антенну монтируют рядом с точкой доступа, прямо на крыше. Саму АР, при этом, помещают в плотный железный ящик, и после установки тщательно герметизируют.

Скорость канала и возможные потери

Организовать свой радиоканал несложно, но вот получить приемлемую скорость передачи и минимальные потери, еще та задача. Самый простой способ измерить скорость связи – замерять время передачи файла по беспроводной сети. Поделив размер файла на полученное время, вы получите значение скорости. Получить среднюю скорость можно, повторив эту операцию в разное время года или при различных погодных условиях, а потом посчитав среднее нескольких операций. Стабильность канала и наличие потерь можно проверить командой ping.

Правовая сторона

Для использования Wi-Fi, требуется получить официальное разрешение на использование спектра частот 2400 – 2483.5 МГц. Для некоммерческого использования и внутриофисных сетей, порядок получения разрешения упрощен. Но, не смотря на это, часто встречаются случаи незаконного использования радиоканала (еще бы, ведь таким образом экономится немало денег и времени на оформление бумаг). Отследить незаконное подключение сложно, как результат – диапазон 2.4 ГГц сильно зафлужен помехами нелегалов.