Подсказка : вы можете познакомится с англоязычной терминологией, использованной в данной статье.
Нам нужно достаточно много обсудить, давайте начнем.
В конце 2001 года, производители сетевого оборудования решили расширить функциональность точек доступа 802.11b, чтобы сделать их более универсальными и удобными в использовании, для лучшего продвижения на рынок. До этого у точек доступа был только один режим, который позволял клиентским устройствам, работающим в режиме Infrastructure , подключаться к проводной сети LAN, к которой была подключена точка доступа.
Чтобы хоть как-то спасти положение, производители стали добавлять в точки доступа функции мостов. Это позволило точкам доступа соединяться с другими точками доступа, образуя тем самым беспроводные мосты. К сожалению, большинство компаний продолжали называть их "Точками доступа", создавая тем самым некоторую неразбериху на рынке таких устройств. При ценах на такие усовершенствованные точки доступа, снизившихся до уровня 100 $ за устройство, жизнь стала еще более запутанной, но гораздо менее дорогой!
В конце лета/ начале осени 2002, ситуация еще усложнилось (но и цены снизились !) с появлением нового класса оборудования, также с возможностью выполнения функций беспроводного моста. Такие продукты, например Linksys WET11 и Hawking WB320 , выпускались под различными названиями и имели возможность подключать любое устройство с Ethernet разъемом к беспроводной сети . Если бы производители остановились на этом, нам бы не пришлось писать эту статью, поскольку такие устройства представляют собой просто беспроводные сетевые адаптеры, подключающиеся к компьютеру через Ethernet порт вместо USB, CardBus, PC Card, или шину PCI, как раньше.
Но производители не остановились , а вместо этого добавили возможность подключения нескольких устройств (обычно до 20) через один Ethernet порт. Но это уже то же самое, что и точки доступа/ мосты? В чем же их отличие от предыдущего поколения устройств?
Замечание:
Замечание: хотя на рисунке изображен только один клиент на второй части моста, вы можете создавать множественные клиентские подключения , обычно от 20 до 32.
Рис.1: Мост Точка-Точка.
Подсказка: Каждое устройство (точка доступа/ мост) имеет свой IP адрес. Хотя большинство таких устройств можно настроить на получение IP адреса через DHCP, мы рекомендуем указывать IP параметры статически . Это позволяет гораздо проще решать проблемы, возникающие в работе сети!
Подсказка: Способ настройки этого режима различается от производителя к производителю. SMC 2682W, например, требует чтобы одно устройство было настроено как ведущее ("Bridge Master"), а остальные - как ведомые ("Bridge Slaves"). У Linksys WAP11 на одном устройстве вы настраиваете соединение Точка-Многоточечное, а на остальных - Точка-Точка, указав в пункте МАС адрес удаленного устройства ("Remote MAC address"), на котором настроено соединение Точка-Многоточечное.
Однако если вы присмотритесь, то увидите, что в этом режиме верхний мост работает как обычная точка доступа, которая поддерживает другие беспроводные подключения . Внизу ТД/ Мост работает в клиентском режиме точки доступа, который не поддерживает беспроводные клиентские подключения .
Подсказка: Возможность установки "клиентского режима точки доступа (АP Client)" зависит от производителя , и не гарантирует работу при использовании оборудования разных производителей. Если вы планируете использовать этот режим для организации моста, мы рекомендуем использовать одинаковые устройства .
Если вы поняли все, что написано выше, то не обольщайтесь. Следующий новый класс устройств еще больше все запутывает.
Наиболее важное отличие этих устройств заключается в том, что они не могут работать как точки доступа! Это означает, что вы не сможете установить их таким образом, что беспроводные клиенты в режиме Infrastructure смогли бы к ним подключиться.
И еще один момент. Хотя такие устройства и могут заменять ТД/ мосты в любой из рассмотренных выше конфигураций сети, они образуют соединения по-другому. Для создания соединения Точка-Точка или Точка-Многоточечное они используют режим AdHoc вместо специального, "мостового" режима. Он позволяет им, в отличие от ТД/ мостов, создавать соединения, как показано на Рис. 4 .
Если вы сравните Рис. 4 с предыдущими рисунками, то увидите, что при использовании беспроводных Ethernet мостов (WEB) вместо ТД/ мостов, беспроводные клиенты могут подключаться как к локальному, так и к удаленному устройству . Но при всех преимуществах режима AdHoc , у него есть и недостатки:
Второй недостаток более существенен, кроме случая очень малой сети. В связи с тем, что все беспроводные клиенты должны использовать один и тот же канал, они будут разделять полосу пропускания . В таком режиме не нужно много клиентов, даже при средней нагрузке, чтобы полностью занять канал WLAN.
Замечание: Рис. 4 может немного запутать вас, предполагая, что беспроводные устройства жестко привязаны друг к другу. Фактически, AdHoc-станция может напрямую подключаться к станции, на которую она передает данные.
Еще одно преимущество таких устройств перед ТД/ мостами заключается в том, что в режиме Infrastructure они могут создавать беспроводные мосты с любыми точками доступа или беспроводными маршрутизаторами стандарта 802.11b, а не только с себе подобными. Хотя, конечно, вы можете найти и такие, которые не будут работать совместно, но это уже попадает в категорию частного, а не общего.
Большинство проблем с беспроводными мостами возникает из-за использования оборудования разных производителей, или установки и изменения параметров, которые не понятны пользователю. Хотя написанное ниже нельзя в полном смысле называть инструкцией по выявлению и устранению неисправностей беспроводных мостов, но здесь приведены параметры, которые нужно проверить в первую очередь, если беспроводный мост не работает:
| Таблица 1 Сравнение Точек доступа, ТД/ Мостов и Беспроводных Ethernet мостов (WEB) |
|||
| Параметр | Точка доступа | ТД/ мост | Беспроводный Ethernet мост (WEB) |
| Поддержка беспроводных клиентов в режиме Infrastructure | Да | Да | Нет |
| Поддержка нескольких проводных клиентов | Да | Да | Да |
| Работа в роли беспроводного клиента в режиме Infrastructure | Нет | Да (*) | Да |
| Поддержка режима AdHoc | Нет | Нет | Да |
| Поддержка мостов Точка-Точка | Нет | Да | Да |
| Поддержка мостов Точка-Многоточечное | Нет | Да | Да |
| Возможность подключения к ТД/ мосту, установленной в режим моста | Нет | Да | Нет |
| Возможность подключения к Беспроводному Ethernet мосту (WEB), установленному в режим AdHoc | Нет | Нет | Да |
Хорошая новость заключается в том, что сейчас за несколько сотен долларов вы можете сделать то, на что раньше требовалось более тысячи, и при этом у вас есть несколько вариантов! Плохая же новость состоит в том, что при таких ценах вы не получите дружественный интерфейс установки. Теперь вы знаете достаточно, чтобы установить такой беспроводный мост, какой вам необходим!
Чаще всего локальная сеть организуется при помощи проводов, но это не всегда доступно, иногда чересчур дорого. Благодаря развитию технологий, сегодня реально связать в одну сеть объекты, которые находятся друг от друга на достаточно большом расстоянии, при помощи беспроводных каналов связи. Например, можно связать дом и дачу, офис, выделенные подразделения и склад, которые находятся в различных частях города. Для этого используется оборудование, которое называют не иначе как Wifi-мост. Это оборудование организовывает беспроводной между двумя точками, расположенными на некотором расстоянии друг от друга.
Радиус действия Wi-Fi может измеряться как в метрах, так и в десятках километров. Известны случаи организации беспроводной связи между объектами, находящимися на расстоянии 50-60, даже 90 километров. Все зависит от типа и мощности используемого оборудования. Естественно, более мощные приборы стоят в разы дороже, но зачастую это все равно дешевле, чем предлагаемый беспроводной доступ от провайдеров.
Мост Wifi является актуальным решением для создания Эта технология позволяет связать два коммерческих объекта и обеспечить обмен информацией в обход глобальной сети, что иногда имеет большое значение.
Скорость передачи, которую может обеспечить Wifi-мост, зависит от типа и мощности используемых устройств, расстояния между точками доступа, наличия и интенсивности помех и других факторов. Например, сильно может снизить уровень сигнала находящийся между объектами лес, металлические конструкции, а также погодные условия. В условиях повышенной влажности (во время дождя или тумана), скорость Wi-Fi-соединения становится намного ниже, вплоть до провалов сети.
Дальность и надежность соединения во многом зависят от антенны, правильного выбора ее расположения и настроек. Располагать ее стоит на самой большой доступной высоте, направив в сторону второго объекта беспроводной сети. Также мощность сигнала (а значит, и скорость) зависит от параметров кабеля, который находится между антенной и приемно-передающим устройством. Следует обеспечить минимально возможное затухание, потому внимательно отнеситесь к выбору и подсоединению кабеля.
Использовать Wifi-мост может как так и компания. Это оборудование делает намного проще организацию и развитие локальных сетей различного масштаба. Причем даже использование достаточно дорогостоящего, мощного и качественного оборудования обходится намного дешевле, чем аренда выделенных каналов у провайдеров. Аппаратура имеет достаточно большой выбор настроек и функций, которые позволяют добиться хороших результатов и иметь высокую скорость передачи, стабильно работающий канал связи с минимальной зависимостью от погодных условий.
Wifi-мост дает возможность организовать стабильно работающий беспроводной цифровой канал с устойчивой аудио- и видеосвязью. Для защиты передаваемой информации, используются различные методы кодировки и протоколы, дополнительные методы защиты, которые способны предотвратить атаки на сеть или перехват информации.
Итак, ранее мы рассказывали, . Однако если требуется передать wifi на 500 метров, 1 или несколько километров - тут уж подручными средствами, нужна серьезная беспроводная сеть в профессиональной среде именуемая «точка-точка».
Существует два основных типа топологии беспроводной сети:
Мы более подробно разберем настройку PtP варианта и оборудования, которое используется в таком случае.
Рассмотрим два варианта настройки беспроводного соединения на большом расстоянии.
Вариант 1 - настройка беспроводного моста на расстояние 1 - 3 км
Вариант 2 - настройка беспроводного моста на расстояние 10 км и более
Зачем делить, а не объединить в общую тему? Все просто – тип, стоимость и интерфейсы оборудования отличаются существенно. Если расстояние, на которое вам нужно передать трафик до 1 км – нет смысла брать оборудование на 10 км и переплачивать за него.
Перед настройкой Wi-Fi моста хочется обратить внимание на то, что между точкой «А» (где находится антенна передатчик) и точкой «Б» (где находится антенна приемник) обязательно должна быть прямая видимость! Кроме того, должны соблюдаться некие требования для зоны Френеля. Что такое зона Френеля?
Представим себе воображаемую прямую цилиндрическую трубу (на рисунке закрашено серым), в центрах отверстий которой с обеих сторон установлены антенна «А» и антенна «Б». Внутреннее пространство трубы - это и есть зона Френеля. Для хорошего сигнала и стабильного соединения в этой «трубе» не должно быть никаких сторонних объектов, таких как: дома, деревья, линии электропередач и прочие сооружения.
Радиус зоны Френеля (параметр R на картинке) зависит от расстояния между антеннами (параметр S+D на картинке) и радиочастоты на которой они работают (в основном используется оборудование 2,4 ГГц и 5 ГГц диапазонов). Чем больше расстояние, тем больше радиус. Рассчитывается зона Френеля по формуле:
Но не пугайтесь. Существует масса интернет ресурсов, где эти расчёты автоматизированы, стоит ввести в любом поисковике запрос - онлайн калькулятор зоны Френеля и вы попадете на страничку, где только нужно будет ввести расстояние между пунктами «А» и «Б», а также частоту, на которой работает оборудование, нажать кнопку расчёт и калькулятор выдаст вам готовый результат.
Много текста? Переходим к практике.
Вариант 1: радиомост на 1 - 7 км.
Для постройки моста нам понадобятся две самые простые беспроводные точки доступа. Хорошим вариантом будет TP-Link TL-WA5110G. Чем она так примечательна? Мощность передатчика у данной модели точки доступа (далее ТД) составляет 26 dBm, которая в разы превышает мощность любой другой ТД для домашнего использования. Оборудование снято с производства, но, если удастся найти рабочий б/у экземпляр – смело покупайте.
Для радиомоста нам понадобятся 2 ТД. Одну настраиваем как обычную точку доступа, а другую как клиент.
Пример настроек ТД передатчика
Пример настроек ТД приемника
Переводим ТД в режим клиента.
SSID прописываем то же что и на первом устройстве (можно так же нажать на кнопку Survey внизу страницы, там увидим список доступных для подключения устройств и нажимаем Connect).
Не забываем установить разные IP адреса на обеих ТД (Раздел Network)!
С штатными антеннами устройства уверенно соединяются на расстоянии 1 км по прямой видимости.
Если заменить штатную круговую антенну на направленную (см. рисунок ниже) – можно существенно увеличить дальность связи.
Но в этом случае придется применить переходник (пигтейл) c разъема N-type на RP-SMA, который установлен в ТД.
В такой комплектации с обеих сторон, точки покажут стабильную работу на расстоянии 7 км.
Минус этого варианта только один – в случае, если эфир сильно зашумлен, то антенна будет улавливать и усиливать все помехи в округе, что негативно скажется на качестве канала, возможны потери пакетов, а то и вовсе обрывы связи, но можно поэкспериментировать с другими антеннами, у которых диаграмма направленности имеет более узкий луч и меньше «боковых лепестков».
Возможно так же использование конструкции на открытом воздухе, но нужно саму ТД поместить в герметический бокс. Пигтейл можно вывести через кабельный ввод, уплотнив отверстие сырой резиной или морозостойким силиконом.
Итог по комплекту «Вариант 1»
Конфигурация вполне работоспособная и имеет право на жизнь. Дешевизна компонентов (б/у вариант) позволяет отдать предпочтение именно ему, если к беспроводному мосту не предъявлено повышенных требований стабильности и пропускная способность в 8-12 Мбит/с устраивает. Полный такой б/у комплект оборудования для обеих сторон можно приобрести примерно за 50$. Особенно оправдано использование, когда некоторые компоненты уже есть в наличии или достались бесплатно. С внешними антеннами можно использовать не только TP-Link TL-WA5110G, а любые точки доступа со съемной внешней антенной и подходящим коннектором.
Из минусов – сложность монтажа и компоновки неподготовленному пользователю. Несколько разъёмных соединений, качество которых может существенно повлиять на уровень сигнала.
Вариант 2. Переходим к «тяжелой артиллерии»
Если вам нужен варианте посерьезней – следующая часть статьи именно для вас.
Компания Ubiquiti широко известна своей продукцией для постройки беспроводных соединений. Так же бренд выпускает оборудования для «умных» домов, камеры видеонаблюдения и многое другое, но первым что приходит на ум, когда слышишь Ubiquiti – это несомненно Wi-Fi оборудование.
Не будем рассказывать о всей линейке оборудования, а выберем лишь то что нам нужно.
Строить мост будем на оборудовании NanoBrige M5 или NanoBeam M5.
Оба девайса позиционируются дистрибьюторами как оборудование для расстояний на 5 км, но на практике запускались линки на 20 км и более с очень хорошими показателями стабильности и пропускной способностью на таком расстоянии свыше 120 Мбит/с по Wi-Fi.
Ниже представлены сами антенны для передачи wifi на большие расстояния.
Настроив сетевой интерфейс вашего ПК, ноутбука под сеть 192.168.1.0/24 и подключив оборудование по следующей схеме – можем приступать к настройке.
Если у вас оборудование новое, так сказать, «с коробки», то после ввода в адресной строке браузера 192.168.1.20 и нажав переход – мы должны попасть на страницу авторизации, она выглядит следующим образом:
Стандартный логин/пароль для входа ubnt/ubnt
Если по каким-то причинам вы не попадаете на страницу авторизации или стандартные логин/пароль не подходят – скорей всего у вас оборудование, которое было ранее кем-то настроено.
Его можно сбросить к заводским настройкам, нажав на кнопку Reset, которая находится на излучателе, возле разъема RJ-45
Здесь отображается вся основная информация о состоянии устройства.
Все нужные нам настройки находится на вкладках WIRELESS и NETWORK.
На картинке отмечены важные пункты, которые необходимо настроить.
Коротко описание выделенных пунктов:
После изменения всех нужных параметров жмем кнопку Change внизу страницы, а после, в появившейся вверху строке, кнопку Apply. Только в таком случае настройки будут изменены!
Здесь практически все то же самое, только отличается режим работы.
Важный момент! Если в поле Frequency Scan List, MHz поставить галочку и прописать частоту, настроенную на Access Point, соединение будет происходить намного быстрее, так как клиент не будет перебирать все каналы диапазона, а будет сканировать только указанную в скан листе частоту.
Переходим на вкладку NETWORK. Тут все предельно понятно.
На что следует обратить внимание на этой вкладке – это пункт Network Mode. Если из выпадающего списка выбрать режим Router – появится возможность поднять DHCP сервер как на беспроводном, так и на проводном интерфейсе. Можно настроить PPPoE соединение, пробросить порты, включить/отключить NAT – то есть стандартный функционал роутера.
Ура! Беспроводный мост настроен
Остается смонтировать антенны на свои места. Излучатели антенн должны смотреть четко друг в друга. Далее дожидаться, пока на вкладке MAIN появится шкала уровня сигнала. Смотрите пункты AirMax Quality и AirMax Capacity чем их значение больше – тем лучше.
Показательными являются параметры Noise Floor и Transmit CCQ.
Noise Floor – Показывает на сколько зашумлен эфир. Чем больше числовое значение с знаком минус – тем меньше помех собирает антенна.
Transmit CCQ – Качество передачи. Значение должно стремиться к 100%. Чем больше – тем лучше.
После юстировки антенн, когда мы добились наилучших показателей, можно пользоваться сетью.
Различные вспомогательные утилиты можно найти в правом верхнем углу интерфейса – это выпадающее меню с названием Tools.
С помощью находящейся там утилиты Speed Test можно протестировать скорость беспроводной линии
Итог по комплекту «Вариант 2»
Вариант бесспорно лучший. Антенны NanoBridge M5 можно смонтировать на трубостойку имея при себе из инструмента только гаечный ключ на 10. В сравнении с Вариантом 1 – намного большая пропускная способность, стабильная связь и помехозащищенный протокол.
Из минусов – тоже один – цена. Две ТД NanoBeam M5 стоят на сегодняшний день порядка 180 -190$. Цена двух б/у NanoBridge M5 – около 100 - 120$
Думайте сами, решайте сами…. Иметь или не иметь….
Бывают ситуации, в которых необходимо соединить 2 достаточно удаленные точки между собой в локальную сеть. Это требуется для видеонаблюдения за происходящим на участке, или для доступа в интернет на даче с домашнего канала. Проще всего провести видеонаблюдение через беспроводной wi-fi мост.
Беспроводной wi-fi мост – это два устройства, установленные в удаленных точках, соединенные между собой каналом. Если расстояние между точками небольшое 3-5 км, и видимость между ними хорошая, достаточно будет небольших передатчиков, на дальние расстояния потребуются более мощные устройства. Максимальная дальность – 50-55 км. Самый популярный производитель такого рода оборудования – Ubiquiti. Моделей представлено очень много, они различаются по цене и техническим характеристикам.
Чтобы организовать беспроводной мост wi-fi TP link, если расстояние между точками доступа менее 5 км, можно использовать модели UbiquitiNanoStationLocoM2, NanoStationM2, NanoStationLocoM5, в соответствии от дальности их действия.
Более мощные – 10 км–NanoStationM5, NanoBridgeM5 25dBi, NanoBridgeM522dBi, два последних имеют усиленные антенны. Около 25 км осилят PowerBridgeM3 и M5, благодаря своим узконаправленным антеннам. Самое большое расстояние 45-50 км для моделей RocketM2,RocketM5 GPS. В целях стабилизации приема рекомендуется установить дополнительные антенны.
В том случае, если точки расположены на расстоянии 3-5 км, но не в зоне прямой видимости, используйте NanoStationLocoM900, благодаря диапазону в 9000 МГц, радиоволны спокойно преодолевают все препятствия. При установке на улице требуется защита от грозы для предохранения устройства от удара молнией.
Таким образом, для настройки одного wi-fi моста нужно две локальных сети, две точки доступа с антеннами и две грозозащиты.
Как настраивать wi-fi мост для видеонаблюдения? После покупки оборудования наступает самое интересное – настройка. Возьмем для примера оборудование фирмы Ubiquitiмодель – NanoStationM5. Прибор работает на 3-5 км и может поддерживать около 40 станций.
Порядок подключения Ubiquiti NanoStationM5:
На этом настройка завершена.
На мощное оборудование требуется разрешение. Когда нет возможности подключить wi-fi мост и точки расположены достаточно близко, можно усилить сигнал, используя второй роутер как репитер.
Wi-fi репитер – повторитель, устройство, ретранслирующее сигнал от другого роутера. Его можно использовать для увеличения покрытия существующей сети.
Репитер отличается от точки доступа подключением к сети с помощью кабеля и далее раздает беспроводную связь.
Для начала установите роутер на определенный канал, для более устойчивого подключения.
Алгоритм подключения роутера и репитера:
Ценовой диапазон. Стоимость оборудования, позволяющего осуществить беспроводной мост wi-fi варьируется достаточно в широком диапазоне. При выборе не пытайтесь сэкономить, более дешевое оборудование отличается худшим качеством передачи. Дорогие модели обеспечат устойчивые каналы связи, с высокой скоростью и без помех.
Для обеспечения работы wi-fi моста, расстоянием 13-15 км, придется потратить 12-18 тысяч рублей, учитывая все материалы. Для сравнения, беспроводное соединение, предложенное местными провайдерами, обойдется гораздо дороже и будет хуже по качеству. Сэкономить точно не получится.
Беспроводной вай фай мост позволяет соединить две точки с достаточно высокой скоростью передачи. Применяется для различных целей – наблюдение за дачным участком, за пожилыми родственниками, детьми и обслуживающим персоналом дома, пока хозяин на работе, обеспечение доступом в интернет целого СНТ.
