Ασύρματα Δίκτυα Wi-Fi
Μέθοδοι μετάδοσης
Bluetooth
Το Bluetooth είναι μια τεχνολογία ασύρματης διασύνδεσης μεταξύ κινητών συσκευών η οποία λειτουργεί στο φάσμα συχνοτήτων των 2,45 GHz. Μέσω αυτού του φάσματος επιτρέπει την ομαλή λειτουργία στις συσκευές που διασυνδέοναται σε οποιοδηποτε σημείο του πλανήτη. Επιδή υπάρχουν παρεμβολές απο συναφή συσκευές, για να προσπεράσει αυτό τον σκόπελο, το Bluetooth εκμεταλλεύεται την αναπήδηση συχνότητας (έως και 1600 hops ανά δευτερόλεπτο) και τη full-duplex επικοινωνία. Μια δυσλειτουργία του Bluetooth είναι ότι, λόγω της χρήσης της ελεύθερης ζώνης συχνοτήτων των 2,45 GHz, οι συσκευές αδυνατούν να χρησιμοποιήσουν πολλά πρωτόκολλα IEEE 802.11 ταυτόχρονα. Αν προσπαθούσαμε να τα χρησιμοποιήσουμε οι παρεμβολές θα εμφάνιζαν σοβαρά προβλήματα στις συσκευές.
Υπέρυθρη ακτινοβολία
Οι υπέρυθρες ακτίνες έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
• Δεν μπορούν να υπερπηδούν πιθανά εμπόδια (π.χ. τοίχους)
• Μετάδοση δεδομένων σε υψηλό ρυθμό και μεγάλο εύρος, λόγω υψηλής συχνότητα
• Ευρεία κάλυψη μεσα σε ένα χώρο, λόγω ανάκλασης που γίνεται στην οροφή του
• Η οπτική επαφή είναι αναγκαία με ένα σημείο πρόσβασης λόγω της υψηλής κατευθυντικότητας που διαθέτουν, το σημείο αυτό πρέπει να βρίσκετε στην οροφή
• Ο παραπάνω περιορισμός ελαχιστοποιεί την κινητικότητα του σήματος
• Εκπέμπει ελεύθερα χωρίς χρήση άδειας
• Οικονομικός εξοπλισμό, υψηλή προστασίας λόγω μικρής εμβέλειας
Μικροκύματα
Τα μικροκύματα σε αντίθεση με τις υπέρυθρες διαθέτουν τηλεπικοινωνιακές ιδιότητες οπου η εμβέλειά τους δεν επηρεάζεται απο εμπόδια (π.χ. τοίχους) και μπορεί να ξεπεράσει τα 30 με 50 μέτρα, επομένως οι εφαρμογές τους διαφοροποιούναται. Στην περίπτωση των WLAN διασποράς φάσματος υπάρχουν δύο τρόποι λειτουργίας: ομότιμα, όπου δεν υπάρχει κάποιος κεντρικός σταθμός βάσης / σημείο πρόσβασης, οι κόμβοι είναι ισότιμοι και η πρόσβαση στο κοινό μέσο ρυθμίζεται από κάποιο κατανεμημένο πρωτόκολλο όπως το CSMA (έτσι λειτουργούν τα ad hoc WLAN), και με σημείο πρόσβασης, έναν κεντρικό κόμβο του τοπικού δικτύου -συνήθως συνδεδεμένο σε ενσύρματο δίκτυο κορμού (π.χ. στο Internet ή σε κάποιο μεγάλο Ethernet LAN)- ο οποίος αναλαμβάνει τον έλεγχο πρόσβασης στο κοινό μέσο και δρα ως αμφίδρομος επαναλήπτης.
Τα WLAN με σημείο πρόσβασης ονομάζονται δίκτυα υποδομής ή δομημένα (infrastructure). Το σύνηθες μοντέλο που περιγράφει τέτοια δίκτυα είναι το εξής: υπάρχει ένα ενσύρματο δίκτυο κορμού (σύστημα κατανομής, DS) στο οποίο συνδέονται τα σημεία πρόσβασης (AP). Μία ομάδα κοινών κόμβων (STA) που επικοινωνούν ασύρματα με ένα συγκεκριμένο AP σε συγκεκριμένη συχνότητα ονομάζεται Βασικό Σύνολο Υπηρεσιών (BSS).
Τα BSS διασυνδέονται μεταξύ τους μέσω του DS. Μπορεί τα STA ενός BSS να μην είναι όλα στην εμβέλεια όλων των άλλων, αλλά πρέπει οπωσδήποτε όλα να είναι στην εμβέλεια του σημείου πρόσβασης.
Ασύρματη μετάδοση
Ραδιοκύματα ονομάζονται οι χαμηλές συχνότητες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, που εκτείνονται περίπου από τα 3 KHz ως τα 300 GHz. Οι ασύρματες τηλεπικοινωνίες γίνονται συνήθως με ραδιοκύματα ευρείας εκπομπής (από τα 30 MHz ως το 1 GHz), ή μικροκύματα (από τα 2 GHz ως τα 40 GHz). Τα ραδιοκύματα χαμηλότερων συχνοτήτων γενικά εξασθενούν σχετικά γρήγορα, αφού συγκριτικά μεταφέρουν λίγη ενέργεια, αλλά έχουν την ικανότητα να διαπερνούν τα φυσικά εμπόδια. Τα κύματα υψηλότερων συχνοτήτων διαδίδονται σε μεγαλύτερες αποστάσεις, αλλά ανακλώνται ευκολότερα από φυσικά εμπόδια. Επίσης, όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα ενός κύματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η κατευθυντικότητα του (μπορεί δηλαδή να εκπεμφθεί σε μία σχετικά στενή δέσμη αντί προς πάσα κατεύθυνση). Έτσι, μιλώντας γενικά, τα μικροκύματα είναι κατευθυντικά ενώ τα ραδιοκύματα ευρείας εκπομπής όχι.
Μία κεραία για μετάδοση WiFi από σημείο σε σημείο
Υπάρχουν τέσσερις βασικοί τρόποι διάδοσης κυμάτων για τις ασύρματες τηλεπικοινωνίες:
Διάδοση εδάφους (Ground-Wave Propagation)
Χαμηλές συχνότητες (ως 2 MHz), που όμως ακολουθούν την κυρτή επιφάνεια της Γης λόγω διάθλασης τους από την ατμόσφαιρα, κι έτσι καλύπτουν ικανοποιητικές αποστάσεις. Έχουν το μειονέκτημα της ταχείας εξασθένησης.
Ατμοσφαιρική διάδοση (Sky-Wave Propagation)
Υψηλών συχνοτήτων, δεν εξασθενεί η ισχύς τους εύκολα, μεταδίδονται σε μεγάλες αποστάσεις μέσω διαδοχικών ανακλάσεων τους από την ιονόσφαιρα στο έδαφος και αντίστροφα – ώσπου να φτάσουν στον παραλήπτη.
Διάδοση Γραμμής Όρασης (Line-Of-Sight Propagation)
Πολύ μεγάλες συχνότητες, που δεν ανακλώνται από τις επιφάνειες. Οι κεραίες βρίσκονται σε οπτική επαφή και το κύμα εκπέμπεται κατευθυνόμενο από τη μία στην άλλη. Πρέπει να ληφθεί υπ’ όψιν η διάθλαση λόγω της ατμόσφαιρας και, έτσι, αυτός ο τρόπος αποδίδει καλύτερα για επικοινωνίες μακριά από την επιφάνεια της γης.