Wireless Components

I network wireless utilizzano un access point (AP), chiamato anche wireless access point (WAP), per fornire un gateway al network cablato e un adattatore per wireless local area network (adattatore WLAN o semplicemente adattatore wireless) per fornire un collegamento tra un PC client wireless e l'AP.

FATE TUTTO CON UN SOLO DISPOSITIVO

I router wireless combinano un access point con un router e sono un'ottima scelta per un network domestico o SOHO (small office/home office). La maggior parte dei router wireless include anche diverse porte hub o switch Ethernet per consentire il collegamento di adattatori Ethernet cablati al router, fornendo una soluzione tutto in uno. Il router protegge il network dalle intrusioni, l'AP wireless ospita i client wireless e le porte hub o switch Ethernet offrono uno spazio per collegare i PC cablati. Poiché i router wireless costano solo pochi dollari in più rispetto ai componenti a funzione singola, sono estremamente popolari. Utilizziamo un router wireless D-Link DI-624 per gestire il nostro network SOHO.

Consigli da Jim Cooley

Molti modem via cavo/DSL vengono ora forniti solo con un jack di uscita USB, il che rende difficile il collegamento a un WAP/router. Potrebbe essere necessario acquistare un modem sostitutivo che offra anche un jack Ethernet. In alternativa, alcuni provider via cavo/DSL offrono una scelta di modem. Se il tuo provider offre questa possibilità, richiedi un modem che includa un jack Ethernet.

Un AP si collega al network cablato (o direttamente a un modem via cavo/DSL) e può fornire simultaneamente collegamenti wireless a molti adattatori wireless. Un AP tipico consente la connessione simultanea di 32 o 64 adattatori wireless. Tutti gli adattatori wireless che si collegano a un AP condividono la larghezza di banda wireless fornita da tale AP. Ad esempio, se l'AP fornisce 54 Mb/s di larghezza di banda wireless, tutti gli adattatori wireless collegati condividono quei 54 Mb/s, anche se ogni adattatore può avere una larghezza di banda individuale massima di 54 Mb/s o più.

Se solo un adattatore wireless sta trasferendo dati in un determinato momento, quell'adattatore ottiene l'intera larghezza di banda disponibile. Se diversi adattatori stanno trasferendo dati simultaneamente, la larghezza di banda disponibile viene condivisa tra loro. Di conseguenza, la larghezza di banda istantanea disponibile per un particolare adattatore varia dinamicamente, a seconda di quanti altri adattatori stanno utilizzando la larghezza di banda in quel momento e quanta ne stanno utilizzando.

CONDIVIDERE NON È L'IDEALE

La condivisione della larghezza di banda significa che il network wireless potrebbe essere una scelta poco adatta per applicazioni, come lo streaming video, che richiedono comunicazioni in tempo reale ad alta larghezza di banda. La larghezza di banda dei moderni componenti wireless è appena sufficiente per trasmettere video di qualità DVD in condizioni ideali. Se uno o più client wireless stanno utilizzando a loro volta la larghezza di banda, il video ricevuto sarà a scatti. Per questo motivo, consigliamo sempre di utilizzare il network cablato per i video o, in alternativa, una connessione network wireless dedicata o 802.11a.

Un network wireless può avere uno o molti AP. Sebbene la maggior parte dei network domestici o SOHO funzioni bene con un solo AP, l'utilizzo di un secondo AP fornisce una maggiore copertura dell'area, consente a più adattatori wireless di connettersi al network simultaneamente e fornisce ulteriore larghezza di banda condivisa. Ad esempio, un AP potrebbe avere una portata insufficiente per coprire una casa grande, in particolare una costruita con pietra, montanti in acciaio, pareti in gesso pesante o altri materiali che bloccano le onde radio. Non riusciamo a immaginare che il limite di 32 o 64 adattatori wireless collegati possa essere un problema in qualsiasi ambiente domestico o SOHO, ma la limitata larghezza di banda condivisa potrebbe esserlo.

Aggiungere un secondo AP a una certa distanza dal primo estende l'area di copertura e raddoppia la larghezza di banda disponibile da condividere tra i client wireless. A seconda della loro posizione, alcuni adattatori wireless potrebbero trovarsi nel raggio di entrambi gli AP, mentre altri saranno nel raggio di uno solo dei due. Se il network wireless è configurato correttamente, gli adattatori wireless client si connettono semplicemente in modo trasparente a un AP disponibile senza l'intervento dell'utente. Se il client è mobile, ad esempio un computer portatile portato da una stanza all'altra, la connessione passa automaticamente da un AP all'altro man mano che il client si sposta all'interno dell'area di copertura.

La Figura 14-2 mostra un tipico AP destinato all'uso domestico o di piccole imprese. Questo AP, un modello D-Link DWL-2100AP, utilizza l'onnipresente antenna omnidirezionale a basso guadagno, detta "a papera" (rubber duck), utilizzata dalla maggior parte dei dispositivi wireless. I supporti utilizzati per queste antenne consentono di orientarle in tutte e tre le dimensioni per massimizzare la potenza del segnale e ottimizzare l'area di copertura. Alcuni AP utilizzano antenne fissate in modo permanente. Altri, incluso questo modello, forniscono una presa per un'antenna esterna. Sono disponibili varie antenne esterne, inclusi modelli adatti al montaggio all'aperto, modelli che forniscono un guadagno maggiore rispetto alle normali antenne a papera e modelli altamente direzionali.

Figura 14-2: Il D-Link DWL-2100AP, un tipico AP

I client si collegano al network wireless utilizzando adattatori wireless, che sono funzionalmente analoghi agli adattatori Ethernet standard utilizzati in un network cablato. Gli adattatori wireless sono disponibili in varie interfacce, inclusi PCI (per sistemi desktop), CardBus (per notebook), schede adattatrici PCMCIA (People Can't Memorize Computer Industry Acronyms) (per notebook più vecchi e dispositivi palmari) e USB (per qualsiasi sistema). Come gli AP, gli adattatori wireless PCI e USB sono solitamente forniti con un'antenna omnidirezionale a basso guadagno a papera che può essere solitamente sostituita con un'antenna esterna ad alto guadagno o unidirezionale. La Figura 14-3 mostra un D-Link AirPlus ExtremeG DWL-G520, che è un tipico adattatore wireless PCI. Gli adattatori wireless CardBus, come il D-Link DWL-G650 mostrato nella Figura 14-4, hanno un'antenna omnidirezionale interna a basso guadagno e non prevedono l'utilizzo di un'antenna esterna. Tuttavia, alcuni modelli di adattatori CardBus (o PCMCIA), come alcune schede Proxim Orinoco, includono una porta per antenna esterna.

Figura 14-3: Il D-Link DWL-G520, un tipico adattatore wireless PCI

Figura 14-4: Il D-Link DWL-G650, una tipica scheda wireless CardBus

Interoperabilità dei componenti wireless

Gli AP e gli adattatori wireless supportano uno o più standard 802.11 e possono anche supportare protocolli proprietari. Gli AP e gli adattatori wireless basati su standard di aziende diverse generalmente interagiscono bene, con poche eccezioni. Ad esempio, solitamente puoi connetterti a un AP D-Link con un adattatore NETGEAR o viceversa, supponendo che entrambi i prodotti siano progettati per lo stesso standard o standard. Alcuni AP e adattatori wireless sono a standard singolo (ovvero 802.11g o 802.11a), mentre altri AP e client wireless supportano standard multipli (ad esempio 802.11a/b/g).

Alcuni venditori di prodotti wireless, in particolare quelli focalizzati sulle aziende, anticipano il processo di creazione degli standard aggiungendo funzionalità proprietarie che non sono ancora state ratificate come standard (e che potrebbero non esserlo mai). Tali prodotti avanzati sono attraenti per le aziende per le loro caratteristiche aggiuntive e sono solitamente in grado di interagire con prodotti basati su standard, ma generalmente solo a un livello minimo comune denominatore. Ad esempio, Belkin ha anticipato i tempi sul nascente standard 802.11n introducendo i cosiddetti AP e adattatori wireless "Pre-N". Questi prodotti Pre-N, che potrebbero o meno finire per essere compatibili con lo standard 802.11n una volta finalizzato, forniscono maggiore velocità e portata quando utilizzati insieme, ma quando vengono utilizzati con componenti 802.11g o precedenti, funzionano come componenti standard.

In generale, consigliamo di evitare, ove possibile, componenti wireless che dipendono da estensioni proprietarie per fornire il livello di funzionalità richiesto. Gli attuali componenti wireless basati su standard forniscono sicurezza e gestibilità adeguate per qualsiasi ambiente domestico o di piccola impresa.

La portata di una connessione wireless dipende da molti fattori, tra cui la velocità, la quantità di interferenze, le ostruzioni nel percorso del segnale e i tipi di antenna utilizzati. A parità di altre condizioni, tuttavia, la portata di una connessione è determinata dalla potenza del trasmettitore e dalla sensibilità del ricevitore. Marchi e modelli diversi di componenti wireless possono differire significativamente sotto entrambi gli aspetti.

La potenza del trasmettitore dei componenti di network wireless è solitamente indicata in dBm e può variare da 0 dBm (definita come 1 milliwatt o mW) a 30 dBm (poco più di 1.000 mW). Un aumento o una diminuzione di circa 3 dBm corrisponde a un raddoppio o a un dimezzamento della potenza di trasmissione. Ad esempio, un'uscita di 3 dBm corrisponde a circa 2 mW. Un aumento o una diminuzione di 10 dBm corrisponde ad aumentare o diminuire la potenza del trasmettitore di un fattore 10. Ad esempio, un'uscita di 10 dBm è di circa 10 mW; 20 dBm circa 100 mW; e 30 dBm circa 1.000 mW. A parità di altre condizioni, aumentare la potenza in uscita aumenta la portata e la velocità di trasmissione.

I dispositivi wireless possono utilizzare una potenza di trasmissione fissa, impostare la potenza di trasmissione dinamicamente sotto il controllo del firmware o consentire l'impostazione manuale della potenza di trasmissione. La quantità di potenza di trasmissione necessaria varia in base alla distanza tra i dispositivi, alla sensibilità del ricevitore, alla velocità dati del collegamento, alla quantità di ostruzione nel percorso del segnale e ad altri fattori. In generale, distanze maggiori tra i dispositivi e velocità dati più elevate richiedono maggiore potenza di trasmissione.

Si potrebbe pensare che l'idea migliore sia quella di far sì che tutti i dispositivi utilizzino la massima potenza di trasmissione tutto il tempo, ma l'alta potenza non è sempre auspicabile. Utilizzare più potenza del necessario non migliora la velocità o la qualità del collegamento wireless; introduce semplicemente RF (radiofrequenza) non necessaria nell'ambiente, dove può interferire con altri dispositivi wireless che altrimenti sarebbero in grado di utilizzare lo stesso canale senza conflitti.

Di conseguenza, il firmware di alcuni dispositivi wireless è programmato per negoziare le caratteristiche del collegamento con altri dispositivi wireless, inclusa la potenza del trasmettitore, per stabilire una connessione ottimale al livello di potenza minimo richiesto. Questa negoziazione può essere effettuata a velocità dati molto basse, quindi il contatto iniziale tra i dispositivi può avvenire a bassa potenza. Ogni dispositivo comunica all'altro le proprie capacità, inclusa la velocità di collegamento più elevata che supporta. I dispositivi aumentano quindi la potenza del trasmettitore al livello minimo necessario per supportare la velocità dati comune più elevata. Se la potenza di trasmissione massima disponibile è insufficiente per supportare la velocità dati comune più elevata, i dispositivi passano a una velocità dati inferiore, utilizzando qualsiasi livello di potenza necessario per supportare tale velocità dati inferiore.

Altri dispositivi wireless consentono di impostare manualmente la potenza di trasmissione, solitamente entro un intervallo da pochi mW fino a forse 100 o 200 mW. Spesso, la potenza in uscita non viene indicata numericamente, ma viene invece nominata (Piena, Metà, Quarto, Ottavo, ecc.) o indicata come potenza di uscita massima con opzioni per ridurre l'uscita tramite una serie di passaggi di 3 dB, ognuno dei quali dimezza la potenza di uscita. Altri dispositivi wireless ancora non prevedono l'adeguamento della potenza di trasmissione, utilizzando invece una potenza di trasmissione fissa, solitamente di circa 30 mW.

Il rovescio della medaglia della potenza del trasmettitore è la sensibilità del ricevitore. A parità di altre condizioni, un ricevitore più sensibile può mantenere una connessione con un segnale più debole rispetto a un ricevitore con sensibilità inferiore. Un ricevitore sensibile è importante quanto un trasmettitore potente, perché la potenza del segnale diminuisce rapidamente con l'aumentare della distanza dal trasmettitore e perché velocità dati più elevate richiedono segnali più forti.

Se stai costruendo un network wireless per il quale la portata è critica, in particolare se i tuoi percorsi di segnale sono ostruiti, vale la pena prestare attenzione alla sensibilità del ricevitore dei componenti che stai prendendo in considerazione. Ad esempio, il D-Link DWL-2100AP ha un'eccellente sensibilità del ricevitore. Un componente economico senza marca potrebbe avere una sensibilità del ricevitore reale inferiore di 10 dBm rispetto al modello D-Link (la documentazione dell'AP di scarsa qualità probabilmente non lo ammetterà, ma stiamo parlando del mondo reale). Ciò significa che quando l'AP D-Link è alla sua portata massima per mantenere un collegamento a 54 Mb/s, l'AP economico potrebbe mantenere solo un collegamento a 24 o 36 Mb/s. Peggio ancora, se l'AP D-Link è alla portata massima per supportare un collegamento a 36 Mb/s, l'AP economico potrebbe mantenere solo un collegamento a 6 o 9 Mb/s.

La maggior parte dei componenti wireless tradizionali viene fornita con un'antenna standard "a papera", solitamente descritta come omnidirezionale. È vero in un certo senso, ma l'antenna standard irradia omnidirezionalmente principalmente su un piano. Ad esempio, con l'antenna orientata verticalmente (a 90 rispetto al piano orizzontale), come mostrato nella Figura 14-5, il diagramma di radiazione ricorda una ciambella che si estende orizzontalmente verso l'esterno in tutte le direzioni. Se questo AP venisse installato su un piano di una casa, ad esempio, la sua area di copertura potrebbe includere tutte le stanze sullo stesso piano, ma le stanze ai piani superiori e inferiori rispetto alla sua posizione riceverebbero un segnale debole.

Figura 14-5: Antenna orientata verticalmente per massimizzare la copertura orizzontale

Poiché l'orientamento dell'antenna ha un effetto importante sull'area di copertura, la maggior parte dei supporti per antenna consente di ruotare l'antenna in tutte le dimensioni. Ad esempio, la Figura 14-6 mostra l'antenna sullo stesso piano verticale dell'immagine precedente, ma orientata a 45 rispetto al piano orizzontale. Con l'antenna orientata in questo modo, l'AP fornisce un'area di copertura minore sul piano in cui si trova, con una copertura aggiuntiva su quella porzione del piano superiore situata a destra dell'AP e una copertura aggiuntiva su quella porzione del piano inferiore situata a sinistra dell'AP.

Figura 14-6: Antenna inclinata per fornire ulteriore copertura verticale a scapito della copertura orizzontale

Analogamente, la Figura 14-7 mostra l'antenna inclinata a 45 sia sul piano orizzontale che su quello verticale rispetto alla prima immagine. Con l'antenna orientata in questo modo, l'AP fornisce una certa copertura orizzontale sul piano in cui si trova, con una copertura aggiuntiva su quella porzione del piano superiore situata davanti a destra dell'AP e una copertura aggiuntiva su quella porzione del piano inferiore situata dietro a sinistra dell'AP.

Figura 14-7: Antenna inclinata per fornire ulteriore copertura verticale da davanti a dietro a scapito della copertura orizzontale e verticale da destra a sinistra

L'orientamento dell'antenna dell'AP ha un impatto importante sull'area di copertura. Cambiare l'orientamento dell'antenna anche solo di pochi gradi può fare grandi differenze nella potenza del segnale in tutta l'area di copertura, avvantaggiando alcune zone a scapito di altre. Inoltre, le ostruzioni non sono necessariamente ugualmente ostruttive a diversi orientamenti dell'antenna. Quando installi un network wireless, non orientare semplicemente l'antenna dell'AP verticalmente sperando nel meglio. Dedica un po' di tempo a provare l'orientamento dell'antenna per vedere come influisce sulla potenza del segnale in tutta l'area di copertura. Utilizza un notebook con un adattatore wireless ed esegui il software di rilevamento del sito fornito con l'adattatore wireless, o un pacchetto come Network Stumbler (http://www.stumbler.net), per ottimizzare l'area di copertura.

LA SELVAGGIA E DISORDINATA BANDA A 2,4 GHZ

La maggior parte delle forme di wireless utilizza la banda a 2,4 GHz, che non è soggetta a licenza e può essere utilizzata liberamente da chiunque. I componenti wireless devono condividere questa banda con milioni di altri componenti elettronici, da forni a microonde a baby monitor, telefoni cordless, sistemi di sicurezza wireless e apricancelli, il che significa che ci sono molte interferenze.

Questo fatto ci è stato confermato, in modo inequivocabile, quando Robert stava usando il suo computer portatile per acquisire alcune schermate di un'utility di configurazione per un adattatore wireless Super G. La qualità del segnale e la velocità dei dati erano al massimo, finché Barbara non ha acceso il forno a microonde. L'adattatore wireless D-Link e l'AP hanno mantenuto la connessione, ma la qualità del segnale e la velocità dei dati sono crollate. Era come se qualcuno avesse acceso un disturbatore, il che ovviamente è esattamente quello che è successo.

Se utilizzi il network wireless, preparati a scendere a compromessi per affrontare i conflitti di spettro. Potrebbe persino essere necessario sostituire parte della tua attrezzatura elettronica, come sostituire i tuoi telefoni cordless a 2,4 GHz con modelli a 900 MHz o 5,8 GHz.

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