Wireless Components

Draadloze netwerken gebruiken een toegangspunt (AP), ook wel een draadloos toegangspunt (WAP) genoemd, om een gateway naar het bekabelde netwerk te bieden, en een draadloze lokale netwerkadapter (WLAN-adapter of simpelweg draadloze adapter) om een verbinding te leggen tussen een draadloze client-pc en het toegangspunt.

DOE HET ALLEMAAL MET ÉÉN APPARAAT

Draadloze routers combineren een toegangspunt met een router en zijn een goede keuze voor een thuis- of SOHO-netwerk (klein kantoor/thuiswerkplek). De meeste draadloze routers bevatten ook verschillende Ethernet-hub- of switchpoorten om bekabelde Ethernet-adapters op de router aan te sluiten, wat zorgt voor een alles-in-één oplossing. De router beschermt uw netwerk tegen indringers, het draadloze toegangspunt bedient uw draadloze clients en de Ethernet-hub- of switchpoorten bieden een plek om uw bekabelde pc's aan te sluiten. Omdat draadloze routers slechts enkele euro's meer kosten dan componenten voor één enkel doel, zijn ze uiterst populair. Wij gebruiken een D-Link DI-624 draadloze router om ons SOHO-netwerk te beheren.

Advies van Jim Cooley

Veel kabel-/DSL-modems worden tegenwoordig geleverd met slechts één USB-uitgang, wat het lastig maakt om verbinding te maken met een draadloos toegangspunt/router. Mogelijk moet u een vervangend modem aanschaffen dat ook een Ethernet-aansluiting heeft. Sommige kabel-/DSL-providers bieden daarentegen een keuze aan modems. Als uw provider die keuze biedt, vraag dan om een modem dat een Ethernet-aansluiting bevat.

Een toegangspunt maakt verbinding met het bekabelde netwerk (of direct met een kabel-/DSL-modem) en kan tegelijkertijd draadloze verbindingen bieden aan veel draadloze adapters. Een standaard toegangspunt staat toe dat 32 of 64 draadloze adapters tegelijkertijd verbonden zijn. Alle draadloze adapters die verbinding maken met een toegangspunt delen de draadloze bandbreedte die door dat toegangspunt wordt geleverd. Als het toegangspunt bijvoorbeeld 54 Mb/s aan draadloze bandbreedte biedt, delen alle verbonden draadloze adapters die 54 Mb/s, ook al kan elke adapter afzonderlijk een maximale bandbreedte van 54 Mb/s of meer hebben.

Als er op een bepaald moment slechts één draadloze adapter gegevens overdraagt, krijgt die adapter de volledige beschikbare bandbreedte. Als er meerdere adapters tegelijkertijd gegevens overdragen, wordt de beschikbare bandbreedte onder hen verdeeld. Dienovereenkomstig varieert de onmiddellijk beschikbare bandbreedte voor een specifieke adapter dynamisch, afhankelijk van hoeveel andere adapters op dat moment ook bandbreedte gebruiken en hoeveel bandbreedte zij verbruiken.

DELEN IS NIET ALTIJD LEUK

Bandbreedte delen betekent dat draadloze netwerken een slechte keuze kunnen zijn voor toepassingen, zoals het streamen van video, die real-time communicatie met een hoge bandbreedte vereisen. De bandbreedte van moderne draadloze componenten is onder ideale omstandigheden nauwelijks voldoende om video in dvd-kwaliteit te streamen. Als een of meer andere draadloze clients ook bandbreedte gebruiken, zal de geleverde video schokkerig zijn. Om die reden raden wij voor video altijd aan om bekabelde netwerken te gebruiken of, als alternatief, een speciale of 802.11a draadloze netwerkverbinding.

Een draadloos netwerk kan een of meer toegangspunten hebben. Hoewel de meeste thuis- of SOHO-netwerken prima functioneren met één toegangspunt, biedt het gebruik van een tweede toegangspunt extra dekking, kunnen meer draadloze adapters tegelijkertijd verbinding maken met het netwerk en zorgt het voor extra gedeelde bandbreedte. Eén toegangspunt heeft bijvoorbeeld mogelijk onvoldoende bereik om een groot huis te dekken, vooral een huis dat is gebouwd met steen, stalen balken, dikke gipsen muren of andere materialen die radiogolven blokkeren. Wij kunnen ons niet voorstellen dat de limiet van 32 of 64 verbonden draadloze adapters een probleem zou zijn in een thuis- of SOHO-omgeving, maar de beperkte gedeelde bandbreedte wel.

Het toevoegen van een tweede toegangspunt op enige afstand van het eerste vergroot het dekkingsgebied en verdubbelt de bandbreedte die beschikbaar is om te delen onder de draadloze clients. Afhankelijk van hun locatie kunnen sommige draadloze adapters zich binnen het bereik van beide toegangspunten bevinden, terwijl andere slechts binnen het bereik van één van de twee toegangspunten vallen. Als het draadloze netwerk correct is geconfigureerd, maken client-draadloze adapters eenvoudig verbinding met een beschikbaar toegangspunt zonder tussenkomst van de gebruiker. Als de client mobiel is – bijvoorbeeld een notebookcomputer die van kamer naar kamer wordt verplaatst – springt de verbinding automatisch van het ene naar het volgende toegangspunt terwijl de client zich binnen het dekkingsgebied beweegt.

Figuur 14-2 toont een typisch toegangspunt voor thuisgebruik of klein zakelijk gebruik. Dit toegangspunt, een D-Link DWL-2100AP-model, gebruikt de alomtegenwoordige omnidirectionele "rubber duck"-antenne met lage versterking die door de meeste draadloze apparaten wordt gebruikt. De houders die voor deze antennes worden gebruikt, maken het mogelijk om de antennes in alle drie de dimensies te oriënteren om de signaalsterkte te maximaliseren en het dekkingsgebied te optimaliseren. Sommige toegangspunten gebruiken permanent bevestigde antennes. Andere, waaronder dit model, bieden een stopcontact voor een externe antenne. Er zijn verschillende externe antennes verkrijgbaar, waaronder modellen die geschikt zijn voor buitenmontage, modellen die een hogere versterking bieden dan standaard "rubber duck"-antennes en modellen die sterk directioneel zijn.

Figuur 14-2: De D-Link DWL-2100AP, een typisch toegangspunt

Clients maken verbinding met het draadloze netwerk via draadloze adapters, die functioneel analoog zijn aan de standaard Ethernet-adapters die in een bekabeld netwerk worden gebruikt. Draadloze adapters zijn beschikbaar in verschillende interfaces, waaronder PCI (voor desktopsystemen), CardBus (voor notebooks), PCMCIA (People Can't Memorize Computer Industry Acronyms)-kaartadapters (voor oudere notebooks en handheld-apparaten) en USB (voor elk systeem). Net als bij toegangspunten worden PCI- en USB-draadloze adapters normaal gesproken geleverd met een omnidirectionele "rubber duck"-antenne met lage versterking, die meestal kan worden vervangen door een externe antenne met hoge versterking of een unidirectionele antenne. Figuur 14-3 toont een D-Link AirPlus ExtremeG DWL-G520, wat een typische PCI-draadloze adapter is. CardBus-draadloze adapters, zoals de D-Link DWL-G650 weergegeven in Figuur 14-4, hebben een interne, omnidirectionele antenne met lage versterking en bieden geen voorziening voor het gebruik van een externe antenne. Bepaalde modellen CardBus- (of PCMCIA-) adapters, zoals sommige Proxim Orinoco-kaarten, bevatten echter wel een externe antennepoort.

Figuur 14-3: De D-Link DWL-G520, een typische PCI-draadloze adapter

Figuur 14-4: De D-Link DWL-G650, een typische CardBus-draadloze kaart

Interoperabiliteit van draadloze componenten

Toegangspunten en draadloze adapters ondersteunen een of meer 802.11-standaarden en kunnen ook propriëtaire protocollen ondersteunen. Op standaarden gebaseerde toegangspunten en draadloze adapters van verschillende bedrijven werken over het algemeen goed samen, met enkele kleine uitzonderingen. U kunt bijvoorbeeld meestal verbinding maken met een D-Link-toegangspunt met een NETGEAR-adapter of vice versa, ervan uitgaande dat beide producten zijn ontworpen voor dezelfde standaard of standaarden. Sommige toegangspunten en draadloze adapters zijn enkelvoudige standaarden (bijv. 802.11g of 802.11a), en andere toegangspunten en draadloze clients ondersteunen meerdere standaarden (bijv. 802.11a/b/g).

Sommige draadloze leveranciers – vooral degenen die zich op bedrijven richten – lopen vooruit op het standaardisatieproces door propriëtaire functies toe te voegen die nog niet als standaard zijn geratificeerd (en mogelijk nooit zullen worden). Dergelijke verbeterde producten zijn aantrekkelijk voor bedrijven vanwege hun extra functies en kunnen meestal samenwerken met op standaarden gebaseerde producten, maar over het algemeen alleen op het niveau van de kleinste gemene deler. Belkin liep bijvoorbeeld vooruit op de opkomende 802.11n-standaard door zogenaamde "Pre-N"-toegangspunten en draadloze adapters te introduceren. Deze Pre-N-producten – die al dan niet compatibel kunnen zijn met de 802.11n-standaard wanneer deze definitief is – bieden hogere snelheid en een groter bereik wanneer ze samen worden gebruikt, maar wanneer ze worden gebruikt met 802.11g of oudere componenten, functioneren ze als standaardcomponenten.

Over het algemeen raden wij aan om waar mogelijk draadloze componenten te vermijden die afhankelijk zijn van propriëtaire uitbreidingen om het vereiste niveau van functionaliteit te bieden. Huidige op standaarden gebaseerde draadloze componenten bieden voldoende beveiliging en beheerbaarheid voor elke thuis- of kleine zakelijke omgeving.

Het bereik van een draadloze verbinding hangt af van vele factoren, waaronder de snelheid, de hoeveelheid interferentie, obstakels in het signaalpad en de gebruikte soorten antennes. Hoewel alles gelijk blijft, wordt het bereik van een verbinding bepaald door hoe krachtig de zender is en hoe gevoelig de ontvanger. Verschillende merken en modellen draadloze componenten kunnen in beide opzichten aanzienlijk verschillen.

Het zendvermogen van draadloze netwerkcomponenten wordt meestal uitgedrukt in dBm en kan variëren van 0 dBm (gedefinieerd als 1 milliwatt of mW) tot 30 dBm (iets meer dan 1.000 mW). Een stijging of daling van ongeveer 3 dBm komt overeen met een verdubbeling of halvering van het zendvermogen. Een output van 3 dBm komt bijvoorbeeld overeen met ongeveer 2 mW. Een stijging of daling van 10 dBm komt overeen met het verhogen of verlagen van het zendvermogen met een factor 10. Een output van 10 dBm is bijvoorbeeld ongeveer 10 mW; 20 dBm is ongeveer 100 mW; en 30 dBm is ongeveer 1.000 mW. Bij gelijke omstandigheden verhoogt een hoger zendvermogen het bereik en de transmissiesnelheid.

Draadloze apparaten kunnen een vast zendvermogen gebruiken, het zendvermogen dynamisch instellen onder firmwarebesturing, of toestaan dat het zendvermogen handmatig wordt ingesteld. De hoeveelheid zendvermogen die nodig is, varieert afhankelijk van de afstand tussen apparaten, de gevoeligheid van de ontvanger, de gegevenssnelheid van de verbinding, de mate van obstructie in het signaalpad en andere factoren. Over het algemeen vereisen grotere afstanden tussen apparaten en hogere gegevenssnelheden meer zendvermogen.

U zou kunnen denken dat het beste idee is dat alle apparaten altijd het maximale zendvermogen gebruiken, maar een hoog vermogen is niet altijd wenselijk. Meer vermogen gebruiken dan nodig is, verbetert de snelheid of kwaliteit van de draadloze verbinding niet; het introduceert simpelweg onnodige RF in de omgeving, waar het andere draadloze apparaten kan storen die anders in staat zouden zijn hetzelfde kanaal zonder conflicten te gebruiken.

Daarom is de firmware van sommige draadloze apparaten geprogrammeerd om verbindingskenmerken met andere draadloze apparaten te onderhandelen, waaronder het zendvermogen, om een optimale verbinding tot stand te brengen bij het minimaal vereiste vermogensniveau. Deze onderhandeling kan worden uitgevoerd bij zeer lage gegevenssnelheden, zodat het eerste contact tussen de apparaten bij laag vermogen kan plaatsvinden. Elk apparaat informeert het andere over zijn eigen mogelijkheden, waaronder de snelste verbindingssnelheid die het ondersteunt. De apparaten verhogen vervolgens hun zendvermogen tot het minimale niveau dat nodig is om de hoogste gemeenschappelijke gegevenssnelheid te ondersteunen. Als het maximaal beschikbare zendvermogen onvoldoende is om de hoogste gemeenschappelijke gegevenssnelheid te ondersteunen, vallen ze terug naar een lagere gegevenssnelheid, waarbij ze het vermogensniveau gebruiken dat nodig is om die lagere gegevenssnelheid te ondersteunen.

Andere draadloze apparaten staan toe dat het zendvermogen handmatig wordt ingesteld, meestal binnen een bereik van enkele mW tot misschien 100 of 200 mW. Vaak wordt het uitgangsvermogen niet numeriek vermeld, maar in plaats daarvan benoemd (Vol, Half, Kwart, Achtste, enzovoort) of als een maximaal uitgangsvermogen met opties om het uitgangsvermogen te verminderen in een reeks stappen van 3 dB, die elk het uitgangsvermogen halveren. Weer andere draadloze apparaten bieden geen voorziening voor het aanpassen van het zendvermogen en gebruiken in plaats daarvan een vast zendvermogen, meestal ongeveer 30 mW.

De keerzijde van zendvermogen is de ontvangstgevoeligheid. Bij gelijke omstandigheden kan een gevoeligere ontvanger een verbinding met een zwakker signaal in stand houden dan een ontvanger met een lagere gevoeligheid. Een gevoelige ontvanger is net zo belangrijk als een krachtige zender, omdat de signaalsterkte snel afneemt naarmate de afstand tot de zender toeneemt en omdat hogere gegevenssnelheden sterkere signalen vereisen.

Als u een draadloos netwerk bouwt waarbij bereik cruciaal is, vooral als uw signaalpaden geblokkeerd zijn, is het de moeite waard om aandacht te besteden aan de ontvangstgevoeligheid van de componenten die u overweegt te gebruiken. De D-Link DWL-2100AP heeft bijvoorbeeld een uitstekende ontvangstgevoeligheid. Een goedkope, naamloze component kan een werkelijke ontvangstgevoeligheid hebben die 10 dBm lager is dan het D-Link-model (de documentatie voor het goedkope toegangspunt zal dat waarschijnlijk niet toegeven, maar we hebben het hier over de praktijk). Dat betekent dat wanneer het D-Link-toegangspunt zich op zijn maximale bereik bevindt om een 54 Mb/s-verbinding in stand te houden, het goedkope toegangspunt mogelijk slechts een verbinding van 24 of 36 Mb/s kan onderhouden. Sterker nog, als het D-Link-toegangspunt zich op zijn maximale bereik bevindt om een 36 Mb/s-verbinding te ondersteunen, kan het goedkope toegangspunt mogelijk slechts 6 of 9 Mb/s onderhouden.

De meeste gangbare draadloze componenten worden geleverd met een standaard "rubber duck"-antenne, die meestal als omnidirectioneel wordt omschreven. Dat klopt in zekere zin, maar de standaardantenne straalt hoofdzakelijk in één vlak omnidirectioneel uit. Bijvoorbeeld, met de antenne verticaal georiënteerd (op 90 graden ten opzichte van het horizontale vlak), zoals weergegeven in Figuur 14-5, lijkt het stralingspatroon op een donut die zich in alle richtingen horizontaal naar buiten uitstrekt. Als dit toegangspunt bijvoorbeeld op één verdieping van een huis zou worden geïnstalleerd, zou het dekkingsgebied alle kamers op diezelfde verdieping kunnen omvatten, maar kamers op verdiepingen boven en onder de locatie zouden een zwak signaal ontvangen.

Figuur 14-5: Antenne verticaal georiënteerd om horizontale dekking te maximaliseren

Omdat de antenne-oriëntatie een groot effect heeft op het dekkingsgebied, staan de meeste antennehouders toe dat de antenne in alle dimensies kan worden gedraaid. Figuur 14-6 toont bijvoorbeeld de antenne in hetzelfde verticale vlak als de voorgaande afbeelding, maar georiënteerd op 45 graden ten opzichte van het horizontale vlak. Met de antenne op deze manier georiënteerd, biedt het toegangspunt een kleiner dekkingsgebied op de verdieping waar het zich bevindt, met extra dekking op dat deel van de verdieping erboven dat zich rechts van het toegangspunt bevindt en extra dekking op dat deel van de verdieping eronder dat zich links van het toegangspunt bevindt.

Figuur 14-6: Antenne gekanteld om extra verticale dekking te bieden ten koste van horizontale dekking

Op dezelfde manier toont Figuur 14-7 de antenne gekanteld op 45 graden in zowel het horizontale als verticale vlak ten opzichte van de eerste afbeelding. Met de antenne op deze manier georiënteerd, biedt het toegangspunt enige horizontale dekking op de verdieping waar het zich bevindt, met extra dekking op dat deel van de verdieping erboven dat zich rechtsvoor van het toegangspunt bevindt en extra dekking op dat deel van de verdieping eronder dat zich linksachter van het toegangspunt bevindt.

Figuur 14-7: Antenne gekanteld om extra verticale dekking van voren naar achteren te bieden ten koste van horizontale en verticale dekking van rechts naar links

De oriëntatie van de antenne van het toegangspunt heeft een grote invloed op het dekkingsgebied. Zelfs het wijzigen van de antenne-oriëntatie met slechts een paar graden kan grote verschillen in signaalsterkte in het hele dekkingsgebied veroorzaken, wat sommige gebieden ten goede komt ten koste van andere. Bovendien zijn obstakels niet per se even storend bij verschillende antenne-oriëntaties. Wanneer u een draadloos netwerk installeert, oriënteer de antenne van het toegangspunt dan niet zomaar verticaal in de hoop op het beste. Besteed wat tijd aan het spelen met de antenne-oriëntatie om te zien hoe dit de signaalsterkte in uw gehele dekkingsgebied beïnvloedt. Gebruik een notebook met een draadloze adapter en voer de site-survey-software uit die bij de draadloze adapter is geleverd, of een pakket zoals Network Stumbler (http://www.stumbler.net), om het dekkingsgebied te optimaliseren.

DE WILDE, WOELIGE 2,4 GHZ-BAND

De meeste vormen van draadloze communicatie gebruiken de 2,4 GHz-band, die licentievrij is en door iedereen vrij kan worden gebruikt. Draadloze componenten moeten deze band delen met miljoenen andere elektronische componenten – alles van magnetrons tot babyfoons, draadloze telefoons, draadloze beveiligingssystemen en garagedeuropeners – wat betekent dat er veel interferentie is.

Dit feit werd ons duidelijk gemaakt toen Robert toevallig zijn notebookcomputer gebruikte om wat schermafbeeldingen te maken van een configuratiehulpprogramma voor een Super G-draadloze adapter. De signaalkwaliteit en gegevenssnelheid waren op hun hoogst, totdat Barbara de magnetron aanzette. De D-Link draadloze adapter en het toegangspunt hielden de verbinding in stand, maar de signaalkwaliteit en gegevenssnelheid kelderden. Het was alsof iemand een stoorzender had aangezet, wat natuurlijk precies is wat er gebeurde.

Als u draadloze netwerken gebruikt, wees dan voorbereid op compromissen om met spectrumconflicten om te gaan. Mogelijk moet u zelfs enkele van uw andere elektronische apparatuur vervangen, zoals het inruilen van uw 2,4 GHz-draadloze telefoons voor 900 MHz- of 5,8 GHz-modellen.

Meer over draadloze netwerken