Udruga SMBWireless

Više od veze!

O Wirelessu

Kao prvo, što je to wireless?

Wireless je engleska riječ koja znači “bežično”, stvorena poput hrvatske verzije od dvije riječi: “wire” (žica) i “less” (manje ili nedostatak) – poput topless. 😉 U računalnoj mrežnoj terminologiji riječ wireless označava metodu povezivanja elektroničkih uređaja putem bežične mreže. Wireless komunikacija je prijenos informacija između dvije ili više točaka koje nisu spojene nikakvim vodičem, odnosno kablom ili žicom. Najčešći oblik bežičnog prijenosa informacija je putem elektromagnetskog signala, takozvanih radio-valova.

Što je to računalna mreža?

Računalna mreža je skupina dva ili više međusobno povezanih računala i/ili mrežnih uređaja (pametnih telefona, tableta, itd. itd. pa čak i televizora) koji mogu međusobno razmjenjivati informacije (datoteke, podatke,…). Računala se smatraju povezana, odnosno umrežena ako mogu razmjenjivati informacije. Komunikacija među računalima i njihovo povezivanje u mreže, danas je nezaobilazna priča svakog vlasnika računala. Svatko tko se ikada susreo s računalom, gotovo sigurno je bar na trenutak vidio djelić najveće svjetske računalne mreže – Interneta.

LAN02

Računalna mreža može sadržavati više manjih računalnih mreža povezanih međusobno. Putem mrežnih protokola svako računalo na mreži može komunicirati sa bilo kojim drugim računalom.

LAN03

Bežična računalna mreža se sastoji od računala i drugih (manjih) žičanih/bežičnih mreža računala, spojenih putem bežičnih mrežnih linkova.

WLAN01

Primjer bežične mreže stvorene od 3 zasebne računalne mreže i jednom pristupnom točkom

Zajednica građana koji imaju slične interese (npr. žele međusobno komunicirati, izvršavati različite poslovne zadaće, igrati mrežne igre ili dijeliti multimedijalne sadržaje) čine osnovu za povezivanje svojih računala u mrežu. Budući da je kabele za umrežavanje u privatnom aranžmanu nemoguće (ili užasno skupo) povlačiti preko gradskih ulica, tramvajskih pruga, jezera i sl., bez wireless tehnologije takve mreže bile bi neizvedive.

Kako to računala komuniciraju?

Komunikacija između dva računala je uglavnom digitalna i vrši se prijenosom tkz. bitova, odnosno impulsa digitalnom (binarnom) metodom. Digitalna metoda podrazumijeva korištenje binarnog brojevnog sustava koji sadrži samo i samo dvije (2) znamenke – 0 i 1. Binarnim kodiranjem možemo kodirati bilo koji oblik informacije, dali tekstualni (poput neke naredbe, nekakvog opisa itd.), grafički (slika, video) ili zvučni (muzika). Kombinacija od svega 8 binarnih znamenki (8 bitova) daje nam mogućnost obilježavanja 2^8, odnosno 256 znakova.

ascii

Daklem, u binarnom sustavu od 00000000 do 11111111 ima 256 kombinacija te u računalnoj terminologiji to predstavlja vrijednost 1 byte (čit: bajt). Byte se koristi da bi se prikazalo kolko je pojedini file (datoteka, ponekad i fajl) ili skupna fajlova velika, odnosno kolki prostor zauzima na disku. Dakle kad bi imali najobičniji tekstualni file, i u njemu zapisano samo jedno slovo, taj file bi bio velik svega 1 bajt. Odnosno, bio bi malo više jer se par bajtova (ili par tisuća, kako kad) uvijek koristi u samoj konfiguraciji nekog fajla (da tako kažemo), al tehnički, taj file bi bio velik 1 B. Da napišemo rečenicu od 100 slova, file bi bio velik 100 bajtova.

U današnje vrijeme 3D FULL HD video filmova, ilištatijaznam, pojedinačni fajlovi dosežu i do 50-tke milijardi bajtova (50 GB – gigabyte). 50 GB je 50 000 000 000 * 8 = 400 000 000 000 bitova, odnosno 400 milijardi jedinica i nula poredanih u specifičnom redoslijedu kako bi nekim od binarnih standarda kodiranja prezentirali tu audio/video informaciju visoke rezolucije. Da zamijenite ili promijenite samo jedan od tih 400 000 000 000 bitova, cijela stvar se mijenja, premda današnji video reproduktori imaju mogućnost uočavanja takvih grešaka i ispravljanja istih.

NO! Ovdje dolazimo i do brzine… 3D FullHD film od recimo 2 sata koji je velik, recimo 50 GB, neki uređaj da bi ga fino reproducirao mora imati mogućnost čitanja minimalno 25 GB po satu (oko 7 MB u sekundi), odnosno 200 milijardi bitova u satu, jelte, ili 55 555 556 bitova u sekundi. Normalan 3D Blu-ray player čita 5 do 10 puta brže od ovih minimalnih iznosa… Znači, laički, po ovim našim proračunima, da on uspije pročitati 500 milijuna znakova u sekundi. Premda su ti znakovi samo jedinice i nule, brojke su ipak impresivne.

Šta to znači u wireless mrežama?

Na isti način kao i u nekom dvd playeru, (digitalna) komunikacija između dvije točke, bilo žičano ili bežično, odvija se slanjem (i primanjem) binarnih znamenki (bitova), odnosno jedinica (1) i nula (0). Ako je veza (u daljnem tekstu link) između dvije točke dovoljno dobra da propušta, recimo 8 milijuna bitova u sekundi (8 Mbps, Mega Bits per second), onda u jednoj sekundi možemo poslati 1 MB (megabyte) po tom linku ili 1 MB/s.

U wireless mrežama, kao i u svim stvarima, postoje nekakvi standardi koji se koriste kako bi komunikacija među uređajima različitih proizvođača bila moguća, ukoliko ti isti uređaji koriste isti standard. Standard koji se najčešće koristi je IEEE 802.11. Kod njega postoje i pod-standardi koji označavaju maksimalne moguće brzine po istima. A najčešći korišteni od njih je trenutno G standard, IEEE802.11g koji na frekvenciji od 2.4 GHz omogućava maksimalni (teoretski) protok od 54 Mbps između dvije točke (27 Mbps u oba smjera da bi obje točke mogle i slat i primat podatke jedna od druge). 27 Mbps / 8 = 3.3 MB/s (sjećate se, 1 Byte = 8 bitova) teoretski najbrže. Teoretski kažemo jer u svakoj bežičnoj komunikaciji postoje gubitci u prijenosu. Gubici su izraženi i u žičanom prijenosu, ali su uglavnom tolko niski da su zanemarivi, dok je u bežičnom svijetu malo drugačija priča.

Realno (sa uračunatim sveprisutnim gubicima), po našem iskustvu, IEEE802.11g standard na 2.4 GHz, odnosno tih 54 Mbps (27*2) po dobrom signalu (o signalu možete pročitati više u rubrici: “Wireless -> Signal”) ima propusnost od oko 2.5 MB/s u svakom smjeru. Znači možete i slat i primat 2.5 MB/s, što ispada oko 20 Mbps, što dalje povlači jelte 7 Mbps gubitaka sa dobrim signalom. – Tako puno?? – A Bože moj…

Wireless IEEE802.11g standard na 2.4 GHz klasificira 13 kanala (13 različitih frekvencija, od 2412 do 2472 MHz, po 5 MHz razmaka između kanala) po kojima se onda vrši komunikacija. Komunikacija između dvije točke, po G standardu može se vršiti samo na jednom kanalu (premda ima modificiranih uređaja koji i po tom standardu “sjedaju” na sve kanale i time povećavaju brzinu – turbo mod) u praksi je jedan kanal po linku. Da bi imali dvije različite mreže, sa pristupnim antenama blizu jedna drugoj, te dvije antene, odnosno njihovi odašiljači moraju biti na zasebnim kanalima, inače će raditi smetnje jedan drugom.

Danas je sve više prisutan i N standard (IEEE802.11n) koji omogućuje brzine i do teoretskih 600 Mbps. Većina SMBW pristupnih točaka podržavaju b/g/n standard na 2.4 GHz.

Trenutno, zadnji krik tehnologije trenutno dostupne malom čovjeku je IEEE802.11ad standard koji radi na 2.4, 5 i 60 GHz frekvencijama i omogućuje propusnost od teoretskih 7 Gbps (na 60 GHz), što je oko 130 puta brže od G standarda. Dva AD primo-predajnika zamjenjuju 260 primo-predajnika na G standardu. Napreduje to lijepo… Jednog lijepog dana… Možda i dan ranije…

I gdje je tu SMBW?

Paaaa… Tu negdje… Pristupne točke naše mreže rade po N standardu na 2.4 GHz. Što će reći da pojedini korisnik, spojen na našu pristupnu točku može, ukoliko ima dobar signal ostvariti max cca 3-4 MB/s propusnost. Gotovo sve naše točke su međusobno povezane linkovima (po A i/ili N standardu) ali na 5 GHz, i rade trenutno na 108/200 Mbps. Ali budući da su svi linkovi povezani usmjerenim antenama (o antenama više u rubrici: “Wireless -> Oprema”) koje su precizno usmjerene jedna prema drugoj, smetnje i gubici su relativno mali, a realna propusnost je oko 5-8 MB/s.

Jedna od vrsta wireless mreža, kakva je i SMBW, je tkz. AD-HOC mreža. Drugim riječima, SMBW je jedna decentralizirana mreža u kojoj svaki router naših pristupnih točaka zasebno routa (prosljeđuje) informacije svim ostalim ruterima. To znači da mreža kao mreža radi dok god zadnji ruter na njoj radi 🙂

Pristupne točke AD-HOC mreže i linkovi koji te točke povezuju se nazivaju Backbone, ili po našem, kralježnica. Backbone je osnova naše mreže, kao neka autocesta koja povezuje gradove. Na pristupne točke tog backbone-a se spajaju korisnici koji zajedno sa backbone-om čine wireless mrežu.

Mi u SMBW-u se možemo pohvaliti da cijelu mrežu, apsolutno sve točke nose profesionalni MikroTik ruterboard-ovi koji samostalno i neovisno upravljaju prometom po mreži.

WLAN02

Malo se koncentrirajte i zamislite si gornji primjer u kojem imamo 3 pristupne točke, T1, T2 i T3, te dva linka L1 i L2 koji ih povezuju. Recimo da je propusnost linkova između točaka 5 MB/s u svakom smjeru, dok je propusnost između točaka i svakog korisnika 2.5 MB/s. Po tome korisnik K1-1 koji je spojen na točku T1 može slat podatke korisniku K1-2 spojenom na istu točku brzinom 2.5 MB/s. U isto vrijeme, korisnik K2-1 može slat podatke korisniku K3-1 brzinom od 2.5 MB/s i korisnik K2-2 također, istom brzinom korisniku K3-2. U takvom specifičnom slučaju, link L1 se uopće ne koristi, dok link L2 radi na punih 5 MB/s.
Kada bi sada recimo korisnici K1-1 i K1-2 završili svoju komunikaciju, te bi korisnik K1-1 počeo slat podatke korisniku K3-2 sve se mijenja… Budući da K3-2 može primat samo 2.5 MB/s on bi primao punu brzinu, znači 1.25 MB/s od korisnika K1-1 i 1.25 MB/s od korisnika K2-2. Po tome na linku L2 ostaje slobodno 2.5 MB/s propusnosti koju bi u potpunosti iskoristili korisnici K2-1 i K3-1 za svoju komunikaciju. Link L1 bi u tom slučaju radio na 1.25 MB/s. I da sad korisnik K1-2 počne opet skidat od korisnika K1-1 (znači da ovaj počne njemu slat), on bi skidao brzinom od 1.25 MB/s, kolko je preostalo korisniku K1-1 jer on u istom trenutku šalje podatke korisniku K3-2. Komplicirano?

Sad si zamislite mrežu koja ima 26 pristupnih točaka, koliko na današnji dan, broji SMBW i koje su međusobno povezane sa 30 linkova svaka jedna na drugu i onda u nekakve međusobno povezane “krugove”, i preko 100 korisnika (cca 800 registriranih uređaja – kompjutera, laptopa, mobitela, tableta, TV-a, itd.) po tim točkama kolko ih je trenutno spojeno na mrežu – kolko bi bilo komplicirano objasniti potencijalne brzine od korisnika do korisnika. No, gotovo nikad ne koriste baš svi mrežu u isto vrijeme. Realnost je da među naših 100-njak članova, u svakom trenutku je od 5-20 korisnika aktivno (šalju podatke) i propusnost naših linkova koji rade na 5-6 MB/s ne stoji nikad ili, bar ne stoji dugo, zakucana do ibera…

SMBW-PT

Tako to nekako izgleda na području Samobora. Ovo je tkz backbone SMBW mreže. Tu naravno nisu prikazani korisnici…

No, s vremenom će se i ova karta mijenjati. Trenutno stanje možete vidjeti ovdje. Mi u SMBW-u stalno tražimo načine da optimiziramo protok informacija. Dali premještanjem nekih linkova, njihovom nadogradnjom ili dodavanjem skroz novih, mi se trudimo da su brzine dostupne korisnicima uvijek pristojne, da ih tako karakteriziramo. S vremena na vrijeme mi ćemo i “dizati” linkove. Dali na N ili za koju godinu na AD standard, ovisi o raspoloživim financijskim mogućnostima kao i trenutnoj potrebi. No i ova trenutna infrastruktura, takva kakva jest radi odlično… Sa novim korisnicima dolazit će i nove točke. A sa novim točkama i “olakašanje” postojećih, jer će sigurno neki postojeći korisnici imati bolji pristup na neku novu bližu točku.

Bilo kako bilo, mreža je živa. Netko je uvijek tu u svako doba dana i noći. Nekakav promet uvijek putuje. Dobro je… 😉

Udruga SMBWireless © 2014