Bezdrátové a optické technologie počítačových sítí

• pasivní a aktivní prvky
• bridge
• volné a licencované pásmo
• standard IEEE 802.11x

Pasivní prvek

Optické kabely:

• Skleněné nebo plastové vlákno, které prostřednictvím světla přenáší signály
• Může dosahovat rychlosti přenosu až 111 Gb/s (typické rychlosti 10 nebo 40 Gb/s)
• Imunní vůči elektrickému rušení
• Obsahují minimálně 2 optická vlákna (pro každý směr jedno), která jsou obalená sekundární ochranou a plastovým obalem.
• Rozdělujeme je na mnohovidivé optické kabely a jednovidové optické kabely.
  • Mnohavidové optické kabely - původní světelný paprsek je rozložen do více světelných paprsků - dochází k odrazu a lomu od pláště vlákna a následnému zkreslení dat.
    • Rychlost přenosu u vícevidových linek se pohybuje okolo 10 Mbit/s až 10 Gbit/s na vzdálenosti do 600 metrů
  • Jednovidové optické kabely - původní světelný paprsek prochází jedním optickým vláknem bez lomů a ohybů. Je tedy rychlejší.
    • minimální zkreslení, lze použít na desítky kilometrů bez opakovače
    • druhý nejpoužívaější typ optický vláken
    • dražší oproti ostatním
• Výhody oproti metalickému vedení:
  • velká šířka pásma
  • nízký útlum (delší opakovací úseky, menší počet zesilovačů na optické trase)
  • odolnost proti elektromagnetické interferenci a přeslechům
  • bezpečnost přenosu (signál nelze jednoduše vyvázat)
  • elektrická izolace
• Nevýhody:
  • Každý ohyb optických vláken působí nepříznivě na šíření světla.
  • V případě špatného napojení vlákna na konektor dochází ke značným ztrátám.
  • Vyšší náklady na instalaci (drahé nářadí a přístroje).

Aktivní prvky

Bridge

• Odděluje provoz dvou segmentů sítě, do své paměti RAM si sám sestaví tabulku MAC adres a portů, za kterými se dané adresy nacházejí.
• Pracuje na linkové vrstvě
• Výhody
  • není ho potřeba konfigurovat
  • snižuje velikost kolizní domény
  • transparentní k protokolům z vyšších vrstev
  • levnější než router
• Nevýhody
  • neomezuje rozsah všesměrového vysílání
  • vyšší latence, než opakovače z důvodu čtení MAC adresy
  • dražší než opakovače
  • přemosťováním různých MAC protokolů dochází k chybám

Antény

• Zařízení k příjmu nebo k vysílání rádiových signálů
• Vlastnosti antén
  • směrovost antény – jedná se o schopnost antény vyzařovat/přijímat elektromagnetické vlny v požadovaném směru
  • vyzařovací úhel antény
  • šířka přenášeného pásma – udává šířku přenášeného frekvenčního pásma
• Druhy
  • Směrové
  • Sektorové
  • Panelové
  • OMNI (všesměrové)

Druh přenosu

Elektromagnetické vlny

• Přenášená informace se moduluje do elektromagnetických vln
• Český telekomunikační úřad vymezil tyto pásma:
  • Volné pásmo - nevede se evidence jednotlivých spojů, ČTÚ vymezil tyto pásma:
    • 2,4 GHZ
    • 5 GHZ
    • 10GHZ
  • Licencované - je třeba nejdříve od regulačního orgánu (ČTÚ) zajistit přidělení kmitočtových "kanálů" v požadované lokalitě instalace a povolení k provozu.
    • 3,5 GHZ
    • 11GHZ
• Point to Point - PtP
• Point to Multi Point - PtMP

Standard IEEE 802.11

• Je Wi-Fi standard pro lokální bezdrátové sítě
• Standardy 802.11b a 802.11g používají 2,4 GHz pásmo. Proto se mohou zařízení křížit s mikrovlnnými troubami, bezdrátovými telefony, s Bluetooth nebo s dalšími zařízeními používajícími stejné pásmo.
• Standard 802.11a používá 5 GHz pásmo a není tedy ovlivněn zařízeními pracujícími v pásmu 2,4 GHz.
• IEEE 802.11a 1999 (Max. rychlost) 5GHZ 54Mbit/s
• IEEE 802.11n 2009 2,4 nebo 5GHZ 600Mbit/s
• IEEE 802.11ac 2013 5GHZ 1000Mbit/s

Wi-Fi

• Je v informatice označení pro několik standardů IEEE 802.11 popisujících bezdrátovou komunikaci v počítačových sítích.
• Tato technologie využívá bezlicenčního frekvenčního pásma, proto je ideální pro budování levné, ale výkonné sítě bez nutnosti pokládky kabelů.

Struktura bezdrátové sítě

• Bezdrátová síť může být vybudována různými způsoby v závislosti na požadované funkci.
• Ve všech případech hraje klíčovou roli identifikátor SSID (Service Set Identifier), což je řetězec až 32 ASCII znaků, kterými se jednotlivé sítě rozlišují.

Ad-hoc sítě

• SV ad-hoc síti se navzájem spojují dva klienti, kteří jsou v rovnocenné pozici (peer-to-peer). Vzájemná identifikace probíhá pomocí SSID. Obě strany musí být v přímém rádiovém dosahu, což je typické pro malou síť nebo příležitostné spojení, kdy jsou počítače ve vzdálenosti několika metrů.
• První spuštěný klient tvoří jakýsi imaginární access point, který pak řídí další komunikaci ostatních klientů.

Infrastrukturní sítě

• Cenově náročný.
• Typická infrastrukturní bezdrátová síť obsahuje jeden nebo více přístupových bodů (AP – Access Point), které vysílají své SSID. Klient si podle názvů sítí vybere, ke které se připojí. Několik přístupových bodů může mít stejný SSID identifikátor a je plně záležitostí klienta, ke kterému se připojí. Může se například přepojovat v závislosti na síle signálu a umožňovat tak klientovi volný pohyb ve větší síti.

1. Fresnelova zóna

• Prostor (elipsoid) ležící na přímce mezi vysílačem a přijímačem
• Stínění ve Fresnelově zóně nemá za následek podstatné snížení síly signálu, pokud ale signálu v ceste stojí libovolný předmět, generují se rušivé odrazy. To ma za následek snížení kvality přenosu dat a v konečném důsledku i ztrátu rychlosti a zvýšení odezvy v bezdrátové síti.