ระบบกระจายสัญญาณไร้สาย

ระบบกระจายสัญญาณไร้สาย ( WDS ) เป็นระบบที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อจุดเชื่อมต่อ แบบไร้สาย ใน เครือข่าย IEEE 802.11ได้ ระบบนี้ช่วยให้สามารถขยายเครือข่ายไร้สายโดยใช้จุดเชื่อมต่อหลายจุดโดยไม่ต้องใช้โครงข่ายสายเชื่อมต่อแบบดั้งเดิม ข้อได้เปรียบที่สำคัญของ WDS เหนือโซลูชันอื่นๆ คือการรักษาที่อยู่ MACของเฟรมไคลเอ็นต์ไว้ระหว่างลิงก์ระหว่างจุดเชื่อมต่อ^{[ 1 ]}

จุดเชื่อมต่ออาจเป็นสถานีฐานหลัก สถานีฐานถ่ายทอด หรือสถานีฐาน ระยะไกล ก็ได้

• โดยทั่วไป สถานีฐานหลักจะเชื่อมต่อกับเครือข่ายอีเธอร์เน็ต (แบบใช้สาย )
• สถานีฐานรีเลย์ทำหน้าที่ส่งต่อข้อมูลระหว่างสถานีฐานระยะไกล อุปกรณ์รับสัญญาณไร้สาย หรือสถานีรีเลย์อื่นๆ ไปยังสถานีฐานหลัก หรือสถานีฐานรีเลย์อื่นก็ได้
• สถานีฐานระยะไกลรับการเชื่อมต่อจากอุปกรณ์ลูกข่ายไร้สายและส่งต่อไปยังสถานีถ่ายทอดสัญญาณหรือสถานีหลัก การเชื่อมต่อระหว่าง "ลูกข่าย" จะทำโดยใช้ที่อยู่ MAC

สถานีฐานทั้งหมดในระบบกระจายสัญญาณไร้สายต้องได้รับการกำหนดค่าให้ใช้ช่องสัญญาณวิทยุเดียวกัน วิธีการเข้ารหัส (ไม่มี, WEP , WPAหรือ WPA2) และรหัสการเข้ารหัสเดียวกัน ถึงแม้จะสามารถกำหนดค่าให้ใช้ตัวระบุชุดบริการ (SSID) ที่แตกต่างกันได้ นอกจากนี้ WDS ยังกำหนดให้สถานีฐานทุกแห่งต้องได้รับการกำหนดค่าให้ส่งต่อสัญญาณไปยังสถานีฐานอื่นๆ ในระบบด้วย

WDS อาจถือได้ว่าเป็นโหมดรีพีทเตอร์เช่นกัน เพราะดูเหมือนว่าจะเชื่อมต่อและรับอุปกรณ์ไร้สายพร้อมกัน (ต่างจากการเชื่อมต่อแบบดั้งเดิม ) อย่างไรก็ตาม ด้วยวิธีการรีพีทเตอร์ อัตราการส่งข้อมูลจะลดลงครึ่งหนึ่งสำหรับอุปกรณ์ไร้สายทั้งหมดที่เชื่อมต่อ เนื่องจากWi-Fiเป็น สื่อแบบ ครึ่งดูเพล็กซ์ โดยธรรมชาติ ดังนั้นอุปกรณ์ Wi-Fi ใดๆ ที่ทำหน้าที่เป็นรีพีทเตอร์จะต้องใช้วิธีการสื่อสารแบบ จัดเก็บและส่งต่อ (Store and forward )

WDS อาจไม่เข้ากันระหว่างผลิตภัณฑ์ต่างๆ (แม้บางครั้งจะมาจากผู้จำหน่ายรายเดียวกัน) เนื่องจากมาตรฐาน IEEE 802.11-1999 ไม่ได้กำหนดวิธีการสร้างการใช้งานดังกล่าวหรือวิธีการที่สถานีต่างๆ โต้ตอบกันเพื่อจัดเตรียมการแลกเปลี่ยนเฟรมในรูปแบบนี้ มาตรฐาน IEEE 802.11-1999 เพียงแต่กำหนดรูปแบบเฟรม 4 แอดเดรสที่ทำให้เป็นไปได้^{[ 2 ]}

WDS อาจมีโหมดการเชื่อมต่อระหว่างจุดเชื่อมต่อ (AP-to-AP) สองโหมด:

• การเชื่อมต่อแบบไร้สาย (Wireless bridging ) คือการที่ AP แบบ WDS (AP-to-AP บนเราเตอร์ท้องถิ่น) สื่อสารกันเองเท่านั้น และไม่อนุญาตให้สถานีไร้สาย (STA หรือที่เรียกว่าไคลเอ็นต์ไร้สาย) เข้าถึงได้
• การทวนสัญญาณไร้สายซึ่ง AP (WDS บนเราเตอร์ในพื้นที่) สื่อสารกันเองและกับ STA ไร้สาย

ข้อเสียสองประการของการใช้ WDS คือ:

• อัตราการรับส่งข้อมูลไร้สายสูงสุดอาจลดลงครึ่งหนึ่งหลังจากมีการส่งข้อมูลซ้ำครั้งแรก (ฮอป) ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่ AP สองตัวเชื่อมต่อกันผ่าน WDS และมีการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ที่เสียบเข้ากับพอร์ตอีเธอร์เน็ตของ AP A กับแล็ปท็อปที่เชื่อมต่อแบบไร้สายกับ AP B อัตราการรับส่งข้อมูลจะลดลงครึ่งหนึ่ง เนื่องจาก AP B ต้องส่งข้อมูลซ้ำในระหว่างการสื่อสารระหว่างทั้งสองฝ่าย อย่างไรก็ตาม ในกรณีของการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ที่เสียบเข้ากับพอร์ตอีเธอร์เน็ตของ AP A กับคอมพิวเตอร์ที่เสียบเข้ากับพอร์ตอีเธอร์เน็ตของ AP B อัตราการรับส่งข้อมูลจะไม่ลดลงครึ่งหนึ่ง เนื่องจากไม่จำเป็นต้องส่งข้อมูลซ้ำ AP แบบดูอัลแบนด์/วิทยุอาจหลีกเลี่ยงปัญหานี้ได้ โดยการเชื่อมต่อกับไคลเอ็นต์บนแบนด์/วิทยุหนึ่ง และสร้างลิงก์เครือข่าย WDS กับอีกแบนด์/วิทยุหนึ่ง
• โดยปกติแล้ว การเชื่อมต่อ WDS จะไม่รองรับการกำหนดและหมุนเวียนคีย์เข้ารหัสแบบไดนามิก ซึ่งหมายความว่าWi-Fi Protected Access (WPA) แบบไดนามิก และเทคโนโลยีการกำหนดคีย์แบบไดนามิกอื่นๆ ในกรณีส่วนใหญ่ไม่สามารถใช้งานได้ แม้ว่า WPA ที่ใช้คีย์ที่แชร์ล่วงหน้าจะสามารถทำได้ก็ตาม นี่เป็นเพราะการขาดมาตรฐานในด้านนี้ ซึ่งอาจได้รับการแก้ไขด้วย มาตรฐาน 802.11s ที่กำลังจะมาถึง ดังนั้น ในการเชื่อมต่อ WDS จึงสามารถใช้ได้เฉพาะคีย์ WEP หรือ WPA แบบคงที่เท่านั้น รวมถึงอุปกรณ์ STA ใดๆ ที่เชื่อมต่อกับ AP ที่ทำหน้าที่เป็นตัวทวนสัญญาณ WDS ด้วย

OpenWRT ซึ่งเป็น เฟิร์มแวร์เราเตอร์จากผู้ผลิตรายอื่นที่ใช้งานได้ทั่วไปรองรับ WDS ด้วยโหมดการเข้ารหัส WPA-PSK, WPA2-PSK และ WPA-PSK/WPA2-PSK แบบผสม สถานีฐานของ Apple รุ่นใหม่ๆ อนุญาตให้ใช้ WDS กับ WPA ได้เช่นกัน แม้ว่าในบางกรณีอาจต้องอัปเดตเฟิร์มแวร์ เฟิร์มแวร์สำหรับจุดเชื่อมต่อไร้สาย Renasis SAP36g และเฟิร์มแวร์จากผู้ผลิตรายอื่นส่วนใหญ่สำหรับLinksys WRT54G(S)/GL รองรับการเข้ารหัส AES โดยใช้การรักษาความปลอดภัยแบบผสม WPA2-PSK และการเข้ารหัส TKIP โดยใช้ WPA-PSK ขณะทำงานในโหมด WDS อย่างไรก็ตาม โหมดนี้อาจไม่สามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์อื่นๆ ที่ใช้เฟิร์มแวร์มาตรฐานหรือเฟิร์มแวร์ทางเลือกได้

สมมติว่าเรามี เครื่องเล่นเกมที่รองรับ Wi-Fi อุปกรณ์นี้จำเป็นต้องส่งแพ็กเก็ตหนึ่งไปยังโฮสต์ WAN และรับแพ็กเก็ตตอบกลับหนึ่งแพ็กเก็ต

• เครือข่าย 1: สถานีฐานไร้สายทำหน้าที่เป็น เราเตอร์ไร้สายแบบธรรมดา (ไม่ใช่ WDS) แพ็กเก็ตออกจากเครื่องเล่นเกม ส่งผ่านทางอากาศไปยังเราเตอร์ จากนั้นเราเตอร์จะส่งต่อไปยังเครือข่าย WAN แพ็กเก็ตหนึ่งจะส่งกลับมาผ่านเราเตอร์ ซึ่งจะส่งต่อแบบไร้สายไปยังเครื่องเล่นเกม จำนวนแพ็กเก็ตทั้งหมดที่ส่งผ่านทางอากาศ: 2
• เครือข่าย 2: สถานีฐานไร้สายสองสถานีที่ใช้ WDS: WAN เชื่อมต่อกับสถานีฐานหลัก สถานีฐานหลักเชื่อมต่อแบบไร้สายไปยังสถานีฐานระยะไกล สถานีฐานระยะไกลเชื่อมต่อแบบไร้สายไปยังเครื่องเล่นเกม เครื่องเล่นเกมส่งแพ็กเก็ตหนึ่งแพ็กเก็ตแบบไร้สายไปยังสถานีฐานระยะไกล ซึ่งส่งต่อแบบไร้สายไปยังสถานีฐานหลัก และส่งต่อไปยัง WAN แพ็กเก็ตตอบกลับมาจาก WAN ไปยังสถานีฐานหลัก แบบไร้สายไปยังสถานีฐานระยะไกล และจากนั้นแบบไร้สายอีกครั้งไปยังเครื่องเล่นเกม จำนวนแพ็กเก็ตทั้งหมดที่ส่งแบบไร้สาย: 4
• เครือข่าย 3: สถานีฐานไร้สายสองแห่งที่ใช้ WDS แต่คราวนี้เครื่องเล่นเกมเชื่อมต่อกับสถานีฐานระยะไกลด้วยสายอีเธอร์เน็ต มีการส่งแพ็กเก็ตหนึ่งชุดจากเครื่องเล่นเกมผ่านสายอีเธอร์เน็ตไปยังสถานีระยะไกล จากนั้นส่งผ่านทางอากาศไปยังสถานีหลัก และต่อไปยัง WAN การตอบกลับมาจาก WAN ไปยังสถานีหลัก ผ่านทางอากาศไปยังสถานีระยะไกล และผ่านสายเคเบิลไปยังเครื่องเล่นเกม จำนวนแพ็กเก็ตทั้งหมดที่ส่งผ่านทางอากาศ: 2

โปรดสังเกตว่าเครือข่าย 1 (ไม่ใช่ WDS) และเครือข่าย 3 (WDS) ส่งแพ็กเก็ตจำนวนเท่ากันผ่านทางอากาศ ความล่าช้าเพียงอย่างเดียวคือการลดลงครึ่งหนึ่งที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจาก ลักษณะ ครึ่งดูเพล็กซ์ของ Wi-Fi ^{[ 3 ]}

เครือข่าย 2 จะมีการลดลงครึ่งหนึ่งเพิ่มเติม เนื่องจากสถานีฐานระยะไกลใช้เวลาในการส่งสัญญาณทางอากาศเป็นสองเท่า เพราะเป็นการส่งแพ็กเก็ตทางอากาศซ้ำที่เพิ่งได้รับมา การลดลงครึ่งหนึ่งนี้มักพบใน WDS แต่การลดลงครึ่งหนึ่งนี้จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อเส้นทางผ่านสถานีฐานใช้ลิงก์ทางอากาศทั้งสองฝั่งเท่านั้น ซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นเสมอไปใน WDS และอาจเกิดขึ้นได้ในระบบที่ไม่ใช่ WDS ด้วย

หมายเหตุสำคัญ: การส่งข้อมูลแบบ "สองช่วง" (หนึ่งช่วงการส่งข้อมูลไร้สายจากสถานีหลักไปยังสถานีระยะไกล และอีกหนึ่งช่วงการส่งข้อมูลจากสถานีระยะไกลไปยังเครื่องรับสัญญาณไร้สาย [เครื่องเล่นเกม]) ไม่ได้หมายความว่าจะช้าลงเป็นสองเท่าเสมอไป ความหน่วงที่เกิดขึ้นจากต้นทางถึงปลายทางนั้น มาจากความล่าช้าในการ "จัดเก็บและส่งต่อ" ที่เกี่ยวข้องกับการส่งต่อแพ็กเก็ตของสถานีระยะไกล เพื่อให้สามารถระบุความหน่วงที่แท้จริงของการส่งต่อผ่านสถานีระยะไกลแบบไร้สายได้อย่างแม่นยำ เมื่อเทียบกับการเพิ่มกำลังส่งสัญญาณของสถานีหลัก จำเป็นต้องมีการทดสอบที่ครอบคลุมมากขึ้นเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมนั้นๆ

• เครือข่ายไร้สายแบบเฉพาะกิจ
• สะพานเชื่อมเครือข่าย
• เครือข่ายแบบตาข่ายไร้สาย

• Swallow-Wifi Wiki (แดชบอร์ดเครือข่าย WDS สำหรับอุปกรณ์ DD-WRT)
• รูปแบบการส่งสัญญาณซ้ำแบบไร้สายทางเลือกด้วย DD-WRT และ AutoAP
• เครือข่าย Mesh รุ่นที่สามคืออะไร?บทวิจารณ์สถาปัตยกรรมเครือข่าย Mesh สามรุ่น
• คำอธิบายเกี่ยวกับ ตัวขยายสัญญาณ Wi-Fi และระบบเครือข่าย Mesh : วิธีการทำงานของตัวขยายสัญญาณ Wi-Fi และเครือข่าย Mesh
• วิธีขยายเครือข่ายไร้สายของคุณด้วยเราเตอร์ที่ใช้ Tomato-Powered
• Polarcloud.com (ฉันจะใช้ WDS ได้อย่างไร)