Sisteme de comunicație wireless industriale

1.Introducere

Tehnologiile de tip WLAN permit conexiuni wireless în interiorul unei arii locale (în interiorul unei cladiri sau spațiu public). Dintre tehnologiile WLAN amintim: WiFi (Wireless Fidelity - IEEE 802.11, 802.11b, 802.11a).Tehnologia Wireless a contribuit la simplificarea procesului de creare a unei retele prin faptul ca permite mai multor calculatoare sa se conecteze simultan la aceleasi resurse in incinta casei sau chiar intr-o firma fara a fi nevoie de cabluri suplimentare. Aceste resurse pot fi o conexiune broadband la internet, imprimante in retea, fisiere si chiar partajarea unor fisiere audio sau video.

Un WLAN, ca si un LAN clasic necesita un mediu fizic prin care sa se realizeze transmiterea unei purtatoare de semnal. Se pot utiliza unde infrarosii sau frecvente radio. Pentru undele radio, banda de frecventă este cuprinsa intre 2.4 GHz si 5GHz. În majoritatea tarilor, aceste valori nu sunt rezervate pentru dispozitive licentiate, de aceea nu necesita licente guvernamentale speciale pentru a functiona. Exista posibilitatea ca o retea wireless sa se conecteze la o retea care foloseste fire.

WLAN - urile au viteze mari de transfer pornind de la 1 Mbps si ajungand pana la 54 Mbps, unii furnizori oferind solutii si pentru viteze de 108 MBPS. Standardul 802.11n poate ajunge de la 300 pana la 600 Mbps.Deoarece semnalul wireless poate fi captat de toti cei care se afla in aria de acoperire trebuiesc luate masuri de securitate pentru a ne asigura ca doar utilizatorii autorizati pot accesa WLAN-ul propriu.

Avantajele WLAN-urilor:

Principalele avantaje ale WLAN-ulor sunt:

- Comoditate: pot fi utilizate retele WLAN publice.

- Mobilitate: se poate utiliza fara a intrerupe conexiuni.

- Instalare: este foarte simpla deoarece nu sunt necesare cabluri, nu sunt necesare elemente fixe in retea, folosindu-se in principal sisteme distribuite.

- Scalabilitate: posibilitatea de a adauga sau de a scoate dispozitive foarte repede.

- Costuri: este necesara o investitie initiala, dar banii investiti se recupereaza rapid.

Dezavantajele WLAN-urilor:

Cele mai importante dezavantaje ale WLAN-urilor sunt urmatoarele:

- Securitate: din cauza faptului ca antenele folosite nu sunt directionate, semnalul poate fi receptionat de oricine. Se pot folosi metode de criptare, dar acestea au dezavantajul ca prin codificare este impiedicata interceptarea, dar nu este impiedicata perturbarea.

- Distanta: in mod obisnuit distanta este de 10 metri.

- Siguranta: raspandirea undelor radio poate fi influentata de mai multi factori, reducandu-se puterea semnalului. Fenomenele de interferenta care apar pot afecta eficienta demodulatiei.

- Viteza: avand in vedere cele spuse mai sus se poate observa faptul ca pe masura ce distanta creste scade viteza de transfer, dar viteza maxima poate fi mai mica decat viteza curenta printr-o retea cu cablu. In acelasi timp in multe situatii viteza unui link wireless este mai mare decat viteza de conectare.

- Rata emisiilor: se genereaza impulsuri electrice care pot afecta sanatatea umana.

1.2 Arhitectura unui WLAN

1.2.1. Statiile

Toate componentele care se conecteaza la un mediu wireless intr-o retea poarta numele de statii. Toate statiile sunt echipate cu controlere de interfata de retea wireless (WNIC-wireless network interface controller). Aceste statii pot face parte din una din cele doua categorii: puncte de acces (access points) sau clienti.

Punctele de acces (AP), de obicei rutere, sunt statii de baza pentru reteaua fara fir. Ele transmit si receptioneaza frecventele radio pentru a permite comunicatia intre dispozitivele wireless.

Clientii wireless pot fi dispotive mobile precum laptop-uri, telefoane mobile, smartphone-uri sau dispozitive fixe precum desktop-uri si statii de lucru care sunt echipate cu interfete pentru retele wireless.

1.2.2 BSS( Basic service set):

BSS-ul reprezinta totalitatea statiilor care pot comunica una cu cealalta. BSS-ul (setul serviciului de baza) reprezinta blocul de baza din care sunt alcatuite retelele wireless care trebuie sa acopere distante mari. Fiecare BSS are un ID de identificare numit BSSID, care este adresa MAC a punctului de acces care deserveste BSS-ul. Exista doua tipuri de BSS: BSS independent care mai este notat si IBSS si BSS de infrastructura.

Un BSS independent este o retea ad-hoc care nu contine puncte de acces, ceea ce inseamna ca nu se poate conecta la un alt BSS. Aceste BSS-uri sunt de fapt elementele principale care alcatuiesc o retea WLAN.

1.2.3 ESS (Extended service set):

Un ESS (setul serviciului extins) reuneste mai multe BSS-uri. Punctele de acces in ESS-uri sunt conectate prin sisteme distribuite. La fel ca si BSS-urile si ESS-urile au un identificator (ID) numit SSID care este reprezentat de un sir de caractere pe maxim de 32 de biti. Atunci cand vrea sa se conecteze la un WLAN un client scaneaza mai intai toate retelele si abia apoi selecteaza SSID-ul pentru a se conecta la o anumita retea wireless.

1.2.4 DS (Distibution system

Un sistem de distributie (DS) conecteaza punctele de acces intr-un ESS. Un sistem de distributie este folosit pentru a transporta cadrele la destinatie. Este elementul de retea care asigura transmiterea cadrelor intre punctele de acces. Conceptul de sistem de distributie poate fi utilizat pentru a creste acoperirea retelei prin roaming intre celule. Sistemul de distributie poate fi cablat sau poate fi wireless. Majoritatea sistemelor de distributie actuale se bazeaza pe protocoalele MESH sau WDS, desi alte sisteme sunt in folosinta.