Όταν μελετάμε τις τοπολογίες ασύρματων δικτύων θα πρέπει να διαχωρίζουμε την έννοια της τοπολογίας από αυτήν της σύνδεσης. Ενώ ο όρος τοπολογία ασύρματου δικτύου αναφέρεται στον τρόπο επικοινωνίας των ασύρματων σταθμών μεταξύ τους και άρα τις διαδρομές που ακολουθούν τα δεδομένα από την πηγή στον προορισμό, ο όρος τρόπος σύνδεσης αναφέρεται στον φυσικό τρόπο με τον οποίο οι ασύρματοι σταθμοί συνδέονται μεταξύ τους. Σε σχέση με τον τρόπο σύνδεσης των ασύρματων σταθμών μεταξύ τους διακρίνουμε δύο περιπτώσεις, την  Αυτοοργανωμένη ή κατ' απαίτηση (ad hoc) σύνδεση και τη συνδεση Υποδομής (Infrastructure).

         

Εικόνα 4.4.2 – Τοπολογίες αυτοργάνωσης (αριστερά) και υποδομής (δεξιά)

 

4.4.2.1 Αυτοοργανωμένη ή κατ' απαίτηση σύνδεση (ad hoc)

Σε αυτό τον τρόπο σύνδεσης δεν χρησιμοποιείται κάποιος σταθμός βάσης ή σημείου πρόσβασης, αλλά οι ασύρματοι σταθμοί συνδέονται απευθείας μεταξύ τους σχηματίζοντας συνδέσεις σημείο προς σημείο, για αυτό είναι γνωστό και ως Peer-to-peer. Συνήθως αυτή η σύνδεση χρησιμοποιείται για την επικοινωνία δύο ασύρματων σταθμών χωρίς την χρήση ασύρματου σημείου πρόσβασης, αλλά στην γενική περίπτωση είναι δυνατόν να συνδεθούν πολλοί ασύρματοι σταθμοί δημιουργώντας έτσι μία τοπολογία πλέγματος όπως φαίνεται και στην εικόνα 4.4.3.

Βασικά χαρακτηριστικά της οργάνωσης αυτός είναι ότι δημιουργείται και καταργείται κατά βούληση, χωρίς να υπάρχει κάποια προϋπάρχουσα υποδομή. Κάθε κόμβος λαμβάνει μέρος στη δρομολόγηση προωθώντας τα δεδομένα προς τους άλλους κόμβους κι έτσι ο καθορισμός του ποιοι κόμβοι προωθούν δεδομένα γίνεται δυναμικά με βάση τη συνδεσιμότητα του δικτύου.


Σχ. 4.4.3. Σχηματική αναπαράσταση της αυτοοργανωμένης ή κατ' απαίτηση σύνδεσης.

 

4.4.2.2 Σύνδεση υποδομής (Infrastructure Mode)

Ο πλέον χρησιμοποιούμενος τρόπος ασύρματης σύνδεσης συσκευών είναι με τη χρήση ενός σημείου πρόσβασης (ΑΡ). Η τρόπος αυτός ασύρματης σύνδεσης είναι ιδανικός για την εγκατάσταση ενός μόνιμου δικτύου. Προϋποθέτει την ύπαρξη μιας ενσύρματης εγκατάστασης τοπικού δικτύου και η χρήστη του σημείου πρόσβασης διευκολύνει την κινητικότητα των ασυρμάτων συσκευών εντός της ακτίνας κάλυψης σήματος.

Στη σύνδεση υποδομής χρησιμοποιείται ένας η περισσότεροι σταθμοί βάσης με τους οποίους συνδέονται οι ασύρματοι σταθμοί. Οι σταθμοί βάσης συνδέονται μεταξύ τους συνήθως μέσω ενσύρματου δικτύου όπως φαίνεται και στην εικόνα 4.4.4. Ο κάθε σταθμός βάσης «ορίζει» μία περιοχή περίπου όση είναι η εμβέλειά του η οποία ονομάζεται κυψέλη. Όσοι ασύρματοι σταθμοί είναι εντός της κυψέλης εξυπηρετούνται από τον σταθμό βάσης και για αυτό ονομάζονται και πελάτες (clients). Οι περιοχές που καλύπτουν διαφορετικές κυψέλες αλληλοκαλύπτονται ώστε να είναι δυνατόν ένας ασύρματος σταθμός να κινείται από κυψέλη σε κυψέλη χωρίς να υπάρχει απώλεια επικοινωνίας με το δίκτυο.


Εικόνα 4.4.4. Σχηματική αναπαράσταση της σύνδεσης υποδομής.

 Όταν στο ασύρματο τοπικό δίκτυο χρησιμοποιείται ένας σταθμός βάσης τότε όλοι οι ασύρματοι σταθμοί συνδέονται σε αυτόν, οπότε σχηματίζεται τοπολογία αστέρα (εικόνα 4.4.5 α). Αυτή είναι η συνήθης περίπτωση των ασύρματων τοπικών δικτύων που συναντάμε σε σπίτια και μικρές επιχειρήσεις. Στην περίπτωση που χρησιμοποιούνται περισσότεροι σταθμοί βάσης τότε σχηματίζεται τοπολογία πλέγματος (εικόνα 4.4.5. β). Παράδειγμα τέτοιου είδους σύνδεσης είναι τα δίκτυα WIMAX ή τα δίκτυα που βρίσκουμε σε ξενοδοχεία, αεροδρόμια κλπ.


Εικόνα 4.4.5 Ασύρματες τοπολογίες α) αστέρα | β) πλέγματος

4.4.2.3 Τοπολογίες προτύπου 802.11

  • Αυτοοργανωμένο Δίκτυο Βασικού Συνόλου Υπηρεσιών (IBSS)

Στο πρότυπο 802.11, η εφαρμογή του ad hoc δικτύου ορίζεται ως Αυτοοργανωμένο Δίκτυο Βασικού Συνόλου Υπηρεσιών (Independent Basic Service Set - IBSS). Σύμφωνα με αυτό το πρότυπο δύο συσκευές που συνδέονται ασύρματα με έναν τρόπο peer-to-peer (P2P) χωρίς τη χρήση AP. Μία συσκευή αναλαμβάνει το ρόλο της διανομής του ασύρματου δικτύου στους πελάτες. Το IBSS επιτρέπει σε δύο συσκευές να επικοινωνούν απευθείας χωρίς να χρειάζονται άλλες ασύρματες συσκευές.  Τα IBSS δεν έχουν δυνατότητα δικτύωσης μεγαλύτερη από 8 έως 10 συσκευές και για την δημιουργία μίας Ad-hoc σύνδεσης πρέπει να γίνει κατάλληλη παραμετροποίηση της κάρτας δικτύου σε κάθε συσκευή που θα συνδεθεί.

  • Δίκτυα Βασικού Συνόλου Υπηρεσιών (Basic Service Set - BSS)

Στα δίκτυα BSS η επικοινωνία μεταξύ των σταθμών επιτυγχάνεται με ένα access point. Το access point λειτουργεί όπως τα Hub ή Switch στα καλωδιακά δίκτυα Ethernet, ενώ μπορεί να είναι συνδεδεμένο ή όχι με καλώδιο σε ένα δίκτυο κορμού ώστε να προωθεί την κίνηση των ασύρματων σταθμών. Το access point χρησιμοποιεί ένα μοναδικό αναγνωριστικό το οποίο ονομάζεται SSID (Service Set Identifier) για την επικοινωνία και το οποίο ορίζεται από τον διαχειριστή του δικτύου στις παραμέτρους της συσκευής.


Εικόνα 4.4.6 – Τοπολογίες IBSS, BSS και ESS

  • Δίκτυα Εκτεταμένου Συνόλου Υπηρεσιών (Extended Service Set - ESS)

Στην περίπτωση που υπάρχουν πολλά δίκτυα με σύνδεση τύπου BSS, τα οποία συνδέονται με ένα ενσύρματο δίκτυο κορμού για να σχηματίσουν ένα ευρύτερο δίκτυο, τότε η τοπολογία ονομάζεται Εκτεταμένου Συνόλου Υπηρεσιών (ESS). Σε αυτά τα δίκτυα μπορεί να υπάρχουν και συσκευές οι οποίες ονομάζονται ασύρματες γέφυρες (WirelessBridges). Με αυτόν τον τρόπο. η ακτίνα κάλυψης του συστήματος μπορεί να αυξηθεί, με τη συνένωση πολλών σημείων ασύρματης ζεύξης.

Υλοποιήστε τη δραστηριότητα 4.4.2