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Il WiFi, acronimo di Wireless Fidelity, è uno standard per la creazione di reti locali senza fili. Wireless Local Area Network (WLAN) è una rete locale che utilizza una tecnologia in radio frequenza (wireless) per la trasmissione e ricezione di dati minimizzando l’utilizzo di connessioni via cavo, rendendo così possibile una discreta mobilità. Una WLAN può essere, in alcune situazioni, una valida alternativa alle tradizionali reti LAN cablate (Es. Ethernet) oppure molto spesso una sua estensione.

image001.gifschema di una WirelessLan (WLAN)
Una rete WLAN è composta essenzialmente da due tipi di dispositivi:

  • Access Point (AP)
  • Wireless Terminal (WT)

Gli access point sono, come dice il nome, dei punti di accesso alla rete e svolgono la funzione di bridge tra la rete wireless e la rete fissa. Ad essi si collegano uno o piò wireless client che possono così avere accesso alla rete cablata e/o comunicare tra loro.

Gli AP possono essere implementati in hardware con dei dispositivi dedicati oppure in software utilizzando un PC dotato di scheda di rete e interfaccia wireless.

I wireless terminal possono essere molti tipi di dispositivi quali pc, notebook, palmari, cellulari, ecc.

Una volta collegati alla WLAN, i client possono comunicare con tutti gli host sia della rete wireless che della rete cablata, in modo del tutto trasparente.

Le reti WiFi si basano sullo standardIEEE 802.11b, nato nel 1997 come evoluzione dello standard 802.11 approvato agli inizi degli anni novanta. (IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Lo standard IEEE 802 definisce le tipologie di rete

802.1        Internetworking

802.2        LLC (Logical Link Control)

802.3        CSMA/CD - Ethernet

802.4        Token Bus LAN

802.5        Token Ring LAN

802.6        MAN (Metropolitan Area Network)

802.7        Broadband Techincal Advisory Group

802.8        Fiber-Optic Techical Advisory Group

802.9        Integrated Voice/Data Networks

802.10       Network Security

802.11       Wireless Networks

802.12       100 Base VG – AnyLAN, Demand Priority Access Lan

Lo standard detta le specifiche a livello fisico e datalink (livello 1 e 2 dello stack ISO-OSI) per l’implementazione di una rete LAN wireless.

La trasmissione avviene a microonde nella banda 2,4GHz (banda ISM: Industrial Scientific Medical) secondo una specifica canalizzazione e consente di raggiungere velocità comprese tra 1 e 11Mbit/sec.
Canalizzazione WiFi in europa

CH1 = 2411Mhz CH8 = 2446Mhz

CH2 = 2416Mhz CH9 = 2451Mhz

CH3 = 2421Mhz CH10 = 2456Mhz

CH4 = 2426Mhz CH11 = 2461Mhz

CH5 = 2431Mhz CH12 = 2466Mhz

CH6 = 2436Mhz CH13 = 2471Mhz

CH7 = 2441Mhz CH14 = 2484Mhz

(L’utilizzo della banda ISM in Italia è libera entro limiti fissati da una specifica normativa.)

Le tecniche di modulazione usate sono di tipo a dispersione di spettro, in particolare Direct Sequence Spread Spectrum (DS-SS) con modulazione.

Quadrature Phase Shifting Keying (QPSK).
Il protocollo 802.11b consente di :

  • raggiungere data rate fino a 11Mbit/sec
  • variare la velocità per adattarsi al canale
  • scegliere in modo automatico la banda di trasmissione meno occupata
  • creare più celle, permettendo il roaming tra di esse
  • scegliere in modo automatico l’access point in base a segnale ricevuto e al traffico

Per quanto riguarda le distanze, una cella radio ha un raggio di copertura che può arrivare fino a 100 metri in ambienti indoor, anche in presenza di ostacoli (arredamenti, pareti), e fino a 400 metri in ambienti outdoor.

image003.gif
Copertura di un acces point
Queste distanze sono più che sufficienti nelle normali installazioni di reti wireless in uffici, sale congressi, aeroporti, biblioteche, ecc; tuttavia con opportuni accorgimenti è possibile estendere la portata a distanze dell’ordine dei kilometri (anche decine!). Ciò rende possibile l’utilizzo della tecnologia WiFi per la creazione di collegamenti point-to-point tra punti anche molto distanti tra loro, creando così una rete geografica. Questo utilizzo atipico delle tecnologie wireless è possibile utilizzando gli stessi apparati impiegati nelle normali installazioni, diversi sono invece i dispositivi radianti o più semplicemente le antenne utilizzate dai vari AP e WT per comunicare tra loro. Le antenne di cui sono normalmente equipaggiati quest’ultimi sono progettate e dimensionate per collegamenti a corto raggio (centinaia di metri), hanno guadagni bassi (tipicamente 2,5dBi) e sono di tipo omnidirezionale (irradiano in tutte le direzioni); per riuscire a coprire con successo distanze maggiori sono necessarie antenne più efficienti, con guadagni più elevati (da 8 fino a 30 dBi) e spesso di tipo direzionale.

Un altro fattore importante per la realizzazione di link a lungo raggio è l’assenza di ostacoli lungo il cammino che le microonde dovranno compiere

E’ fondamentale per il successo del collegamento che entrambi i punti siano in vista tra loro (o meglio lo siano le loro antenne) e che nessun ostacolo si interponga tra di essi.
Altri standard:

Esistono attualmente altri standard IEEE per le comunicazioni wireless di cui non ci occuperemo nel dettaglio. Vengono riportati di seguito per completezza.

Standard                        Frequenza / Data Rate            Modulazione              Copertura
 
IEEE 802.11                      2,4 Ghz / 1-2 Mbps                    -                 pochi metri

IEEE 802.11b ( Wi-Fi )       2,4 Ghz / 5,5 - 11/ 22 Mbps       PBCC (QPSK) / DSS        50 - 100 metri

IEEE 802.11a (Wi-Fi 5 )       5- 40 Ghz / fino a 54 Mbps             OFDM                20 -40 metri

IEEE 802.11g                       fino a 54 Mbps                    OFDM                50 - 80 metri

IEEE 802.15.1                      nuovo standard                      -                 nuovo standard
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