Андрей Кашкаров

Управление и настройка Wi-Fi в своем доме

Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

1. Аспекты организации сети Wi-Fi

Довольно распространенная сегодня аббревиатура Wi-Fi расшифровывается как торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. Под аббревиатурой Wi-Fi (от английского словосочетания Wireless Fidelity (перевод – «беспроводное качество» или «беспроводная точность»)) уже несколько лет высокими темпами развивается целое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам. Отчасти и поэтому любое оборудование, соответствующее стандарту IEEE 802.11, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить соответствующий сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi. По другой версии, термин «Wi-Fi» изначально был придуман как игра слов для привлечения внимания потребителя «намеком» на Hi-Fi (англ. High Fidelity – высокая точность). Несмотря на то что поначалу в некоторых пресс-релизах WECA фигурировало словосочетание «Wireless Fidelity» («беспроводная точность»), на данный момент от такой формулировки отказались, и термин «Wi-Fi» никак не расшифровывается.

История создания Wi-Fi такова. В 1991 году NCR Corporation/ AT&T (впоследствии – Lucent Technologies и Agere Systems) в Сига, Нидерланды, разработали новый продукт, предназначавшийся для систем кассового обслуживания, который был выведен на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивал скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Один из создателей Wi-Fi – Вик Хейз (Vic Hayes) – разработчик таких стандартов, как IEEE 802.11b, IEEE 802.11a и IEEE 802.11g, покинул компанию в 2003 году, и Agere Systems не смогла конкурировать на равных с другими, несмотря на то что продукция занимала нишу относительно бюджетных Wi-Fi-решений. 802.11abg all-in-one-чипсет Agere (кодовое имя: WARP) плохо продавался, и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi еще в конце 2004 года.

Широко известный сегодня стандарт IEEE 802.11n утвержден 11 сентября 2009 года. Его применение позволило повысить скорость передачи данных практически в четыре раза, по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с [2]. С 2011 по 2013 год разрабатывался стандарт IEEE 802.11ac, окончательное принятие стандарта было запланировано на начало 2014 года. Скорость передачи данных при использовании 802.11ac может достигать нескольких Гбит/с. Большинство ведущих производителей оборудования уже анонсировали устройства, поддерживающие данный стандарт. Эволюция продолжалась, и в 2011 году Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) выпустил официальную версию стандарта IEEE 802.22. Системы и устройства, поддерживающие этот стандарт, позволят принимать данные на скорости до 22 Мбит/с в радиусе 100 км от ближайшего передатчика.

1.1. Особенности Wi-Fi

Блок-схема сети Wi-Fi содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка (Ad-hoc), когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с – наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID приемник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi дает клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения. Более подробно принцип работы описан в официальном тексте стандарта. Однако сей стандарт не описывает всех аспектов построения беспроводных локальных сетей Wi-Fi. Поэтому каждый производитель оборудования решает эту задачу по-своему, применяя те подходы, которые он считает наилучшими с той или иной точки зрения. Поэтому возникает необходимость классификации способов построения беспроводных локальных сетей.

По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:

• автономные точки доступа (называются также самостоятельные, децентрализованные, умные);

• точки доступа, работающие под управлением контроллера (называются также «легковесные», централизованные);

• бесконтроллерные, но не автономные (управляемые без контроллера).

По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:

• со статическими настройками радиоканалов;

• с динамическими (адаптивными) настройками радиоканалов;

• со «слоистой» или многослойной структурой радиоканалов.

1.2. Преимущества и недостатки перед другими формами передачи данных на небольшие расстояния

1.2.1. Общеизвестные преимущества Wi-Fi

Беспроводной Интернет позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развертывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, к примеру вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями. Также такое решение позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам. Для всех Wi-Fi-устройств гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi. Другим отличительным фактором использования Wi-Fi-устройств и сетей являются их доступность в бытовом плане, легкий монтаж и мобильность. Пользователь больше не привязан к одному месту и может пользоваться Интернетом в комфортной для вас обстановке. В пределах Wi-Fi-зоны в сеть Интернет могут выходить несколько пользователей с компьютеров, ноутбуков, телефонов и т. д. Излучение от Wi-Fi-устройств в момент передачи данных на порядок (в 10 раз) меньше, чем у сотового телефона. И тем не менее мы еще вернемся к вопросу безопасности применения Wi-Fi в этом разделе далее, поскольку с медицинской точки зрения известны несколько противоречий на сей счет.

1.2.2. Недостатки

Как ни странно, но недостатки Wi-Fi тоже имеют место быть.

В диапазоне 2,4 ГГц работает множество устройств, таких как устройства, поддерживающие Bluetooth, и др., и даже микроволновые печи, что ухудшает электромагнитную совместимость. Производителями оборудования указывается скорость на L1 (OSI), в результате чего создается иллюзия, что производитель оборудования завышает скорость, но на самом деле в Wi-Fi весьма высоки служебные «накладные расходы». Получается, что скорость передачи данных на L2 (OSI) в Wi-Fi-сети всегда ниже заявленной скорости на L1 (OSI). Реальная скорость зависит от доли служебного трафика, которая зависит уже от наличия между устройствами физических преград (мебель, стены), наличия помех от других беспроводных устройств или электронной аппаратуры, расположения устройств относительно друг друга и т. п.

Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах не одинаковы. Во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; в Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, к примеру Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, к примеру Россия, Белоруссия и Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора. О том, как можно заглушить Wi-Fi, тоже будет рассказано далее.

Внимание, важно!

Добавлю, что в России точки беспроводного доступа, а также адаптеры Wi-Fi с ЭИИМ, превышающей 100 мВт (20 дБм), подлежат обязательной регистрации.

1.3. Защита от вторжения: разные варианты

Стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). Новые устройства поддерживают более совершенные протоколы шифрования данных WPA и WPA2. Принятие стандарта IEEE 802.11i (WPA2) в июне 2004 года сделало возможным применение более безопасной схемы связи, которая доступна в новом оборудовании. Обе схемы требуют более стойкого пароля, чем те, которые обычно назначаются пользователями. Многие организации используют дополнительное шифрование (VPN) для защиты от вторжения.

Сегодня основным методом взлома WPA2 является подбор пароля, поэтому рекомендуется использовать сложные цифробуквенные пароли, для того чтобы максимально усложнить задачу подбора пароля. В режиме точка-точка (Ad-hoc) стандарт предписывает лишь реализовать скорость 11 Мбит/сек (802.11b). Шифрование WPA(2) недоступно, только «легковзламываемый» WEP.

Актуальные вопросы безопасности беспроводных сетей

Безопасности беспроводных сетей стоит уделять особое внимание. Ведь Wi-А! является беспроводной сетью с относительно большим радиусом действия. Соответственно, злоумышленник может перехватывать информацию или же атаковать пользовательскую сеть, находясь на относительно безопасном расстоянии. Существует множество различных способов защиты, и при условии правильной настройки можно быть уверенным в обеспечении необходимого уровня безопасности. Разберемся в них предметно.

WEP – это протокол шифрования, использующий довольно нестойкий алгоритм RC4 на статическом ключе. Существует 64-, 128-, 256– и 512-битное WEP-шифрование. Чем больше бит используется для хранения ключа, тем больше возможных комбинаций ключей, а соответственно, более высокая стойкость сети к взлому. Часть wep-ключа является статической (40 бит в случае 64-битного шифрования), а другая часть (24 бит) – динамическая (вектор инициализации), то есть меняющаяся в процессе работы сети. Основной уязвимостью протокола WEP является то, что векторы инициализации повторяются через некоторый промежуток времени, и взломщику потребуется лишь собрать эти повторы и вычислить по ним статическую часть ключа. Для повышения уровня безопасности можно дополнительно к wep-шифрованию использовать стандарт 802.1x или VPN.

WPA – более стойкий протокол шифрования, чем WEP, хотя используется тот же алгоритм RC4. Более высокий уровень безопасности достигается за счет использования протоколов TKIP и MIC.

TKIP (Temporal Key Integrity Protocol). Протокол динамических ключей сети, которые меняются довольно часто. При этом каждому устройству также присваивается ключ, который тоже меняется.

MIC (Message Integrity Check). Протокол проверки целостности пакетов. Защищает от перехвата пакетов и из перенаправления. Также возможно использование 802.1x и VPN, как и в случае с wep-протоколом.

Существует два вида WPA: WPA-PSK (Pre-shared key). Для генерации ключей сети и для входа в сеть используется ключевая фраза. Оптимальный вариант для домашней или небольшой офисной сети – WPA-802.1x. Вход в сеть осуществляется через сервер аутентификации. Оптимально для сети крупной компании.

Усовершенствование протокола WPA активно происходит все предыдущие годы. В отличие от WPA, используется более стойкий алгоритм шифрования AES. По аналогии с WPA, WPA2 также делится на два типа: WPA2-PSK и WPA2-802.1x.

Протоколы разных стандартов безопасности сети

• EAP (Extensible Authentication Protocol). Протокол расширенной аутентификации. Используется совместно с RADIUS-сервером в крупных сетях.

• TLS (Transport Layer Security). Протокол, который обеспечивает целостность и шифрование передаваемых данных между сервером и клиентом, их взаимную аутентификацию, предотвращая перехват и подмену сообщений.

• RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Server). Сервер аутентификации пользователей по логину и паролю.

• VPN (Virtual Private Network) – виртуальная частная сеть. Протокол был создан для безопасного подключения клиентов к сети через общедоступные интернет-каналы. Принцип работы VPN – создание так называемых безопасных «туннелей» от пользователя до узла доступа или сервера. Хотя VPN изначально был создан не для WI-Fi, его можно использовать в любом типе сетей. Для шифрования трафика в VPN чаще всего используется протокол IPSec. Он обеспечивает практически стопроцентную безопасность. Случаев взлома VPN на данный момент неизвестно. Мы рекомендуем использовать эту технологию для корпоративных сетей.

Дополнительные методы защиты пользовательской сети

Фильтрация по MAC-адресу – важное звено в обеспечении безопасности работы. MAC-адрес – это уникальный идентификатор устройства (сетевого адаптера), «зашитый» в него производителем. На некотором оборудовании можно задействовать данную функцию и разрешить доступ в сеть необходимым адресам. Это создаст дополнительную преграду взломщику, хотя не очень серьезную – в принципе, MAC-адрес можно подменить.

Приватное скрытие SSID обеспечивает сети еще большую безопасность.

SSID – это идентификатор вашей беспроводной сети. Большинство оборудования позволяет его скрыть, таким образом, при сканировании Wi-Fi-сетей вашей сети видно не будет. Но опять же, это не слишком серьезная преграда, если взломщик использует более продвинутый сканер сетей, чем стандартная утилита в Windows.

Запрет доступа к настройкам точки доступа или роутера через беспроводную сеть реализуется следующим образом. Активацией этой функции можно запретить доступ к настройкам точки доступа через Wi-Fi-сеть, однако это не защитит пользователя от перехвата трафика или от проникновения в сеть. Поэтому неправильная настройка оборудования, поддерживающего даже самые современные технологии защиты, не обеспечит должного уровня безопасности сети. В каждом стандарте есть дополнительные технологии и настройки для повышения уровня безопасности, которые опытный пользователь умело применяет на практике, не манкируя обеспечением безопасности собственных данных.

1.4. Перспективы технологии Wi-Fi на разных уровнях

На промышленном уровне суперсовременные технологии Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так, несколько лет назад компания Siemens Automation & Drives предложила Wi-Fi-решения для своих контроллеров SIMATIC в соответствии со стандартом IEEE 802.11g в свободном ISM-диапазоне 2,4 ГГц, обеспечивающем максимальную скорость передачи 54 Мбит/с. Данные технологии применяются для управления движущимися объектами и в складской логистике, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети Ethernet. Использование Wi-Fi-устройств на предприятиях обусловлено высокой помехоустойчивостью, что делает их применимыми на предприятиях со множеством металлических конструкций. Wi-Fi электронные устройства не создают существенных помех для узкополосных радиосигналов. Технология находит широкое применение на удаленном или опасном производстве, там, где нахождение оперативного персонала связано с повышенной опасностью или вовсе затруднительно. К примеру, для задач телеметрии на нефтегазодобывающих предприятиях, а также для контроля за перемещением персонала и транспортных средств в шахтах и рудниках, для определения нахождения персонала в аварийных ситуациях.

Рис. 1.1. Организации сети Wi-Fi

На рис. 1.1 представлена иллюстрации организации сети Wi-Fi.

1.5. Взаимодействие сетей Wi-Fi и сотовой связи

Теоретически и перспективно Wi-Fi и подобные ему технологии со временем могут заменить сотовые сети, такие как GSM. Препятствиями для такого развития событий в ближайшем будущем являются отсутствие глобального роуминга, ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi. Более правильным выглядит сравнение сотовых сетей с другими стандартами беспроводных сетей, таких как UMTS, CDMA или WiMAX. Тем не менее уже сегодня Wi-Fi пригоден для использования VoIP в корпоративных сетях или в среде SOHO. Первые образцы оборудования появились еще в начале 2000-х, они серийно вышли на широкий рынок в 2005 году. Тогда такие компании, как Zyxel, UT Starcomm, Samsung, Hitachi, и многие другие представили на рынок VoIP WiFi-телефоны по «разумным» ценам. В те далекие годы ADSL ISP-провайдеры начали предоставлять услуги VoIP своим клиентам (ISP XS4All). Когда звонки с помощью VoIP стали очень дешёвыми, а зачастую вообще бесплатными, провайдеры, способные предоставлять услуги VoIP, получили возможность открыть новый рынок – услуг VoIP. Телефоны GSM с интегрированной поддержкой возможностей Wi-Fi и VoIP стали выводиться на рынок, и потенциально они планировались такими, чтобы заменить проводные телефоны. Но сегодня непосредственное сравнение Wi-Fi и сотовых сетей нецелесообразно по целому ряду причин. Телефоны, использующие только Wi-Fi, имеют очень ограниченный радиус действия, поэтому развертывание таких сетей обходится довольно дорого. И тем не менее развертывание подобных сетей может быть наилучшим решением для локального использования, например в корпоративных сетях. Однако устройства, поддерживающие несколько стандартов, могут занять значительную долю рынка. При наличии в данном конкретном месте покрытия как GSM, так и Wi-Fi, экономически намного более выгодно использовать Wi-Fi, разговаривая посредством сервисов интернет-телефонии. К примеру, программное обеспечение – клиент Skype давно существует в версиях как для смартфонов, так и для КПК.

Всех пользователей Wi-Fi сегодня условно можно разделить на три категории:

• linus – выделяющие бесплатный доступ в Интернет;

• bills – продающие свой частотный диапазон;

• aliens – использующие доступ через bills.

Таким образом, система аналогична пиринговым сервисам. Несмотря на то что FON получает финансовую поддержку от таких компаний, как Google и Skype, лишь со временем можно уточнить, будет ли эта идея действительно работать.

У этого сервиса есть три основные проблемы. Первая заключается в том, что для перехода проекта из начальной стадии в основную требуется больше внимания со стороны общественности и СМИ. Нужно также учитывать тот факт, что предоставление доступа к вашему интернет-каналу другим лицам может быть ограничено вашим договором с интернет-провайдером. Поэтому интернет-провайдеры будут пытаться защитить свои интересы. Так же, скорее всего, поступят звукозаписывающие компании, выступающие против свободного распространения MP3.

Возможные решения по организации беспроводного доступа представлены на рис. 1.2.

Внимание, важно!

По ряду причин в России основное количество точек доступа сообщества FON расположено в Московском регионе. Посему говорить о распространении и какой-либо перспективе развертывания системы по всей стране, полагаю, преждевременно.

Wi-Fi совместим с игровыми консолями и КПК и позволяет вести сетевую игру через любую точку доступа или в режиме точка-точка.

Рис. 1.2. Возможные решения организации беспроводного доступа

Все игровые консоли нового поколения имеют поддержку стандартов Wi-Fi IEEE 802.11g. Пока коммерческие сервисы пытаются использовать существующие бизнес-модели для Wi-Fi, многие группы, сообщества, города и частные лица строят свободные сети Wi-Fi, часто используя общее пиринговое соглашение, для того чтобы сети могли свободно взаимодействовать друг с другом, а также широко используют возможности Wi-Fi в ограниченном пространстве для управления бытовыми приборами в системе «Умный дом», о чем я подробно расскажу в следующих разделах.

Одна из конкретных возможностей – ячеистая сеть. Схема создания ячеистой сети (mesh-network) с использованием оборудования Wi-Fi предполагает следующие уточнения.

OLSR (en) – один из протоколов, используемых для создания свободных сетей. Некоторые сети применяют статическую маршрутизацию, другие полностью полагаются на OSPF. В Израиле разрабатывается протокол WiPeer для создания бесплатных Р2Р-сетей на основе Wi-Fi. Несколько лет назад в Wireless Leiden разработали собственное программное обеспечение для маршрутизации под названием LVrouteD для объединения Wi-Fi-сетей, построенных на полностью беспроводной основе. Бо́льшая часть сетей построена на основе ПО с открытым кодом, или публикуют свою схему под открытой лицензией (превращает любой ноутбук с установленной Mac OS X и WiFi-модулем в открытый узел Wi-Fi-сети). Также следует обратить внимание на netsukuku – разработка всемирной бесплатной mesh-сети.

Внимание, важно!

Любопытно, что во многих странах мира уже обеспечивают свободный доступ к хот-спотам Wi-Fi и доступ к Интернету через Wi-Fi по месту жительства для всех. Такие системы работают и на транспорте. Свободный Wi-Fi можно «получить» на АЗС почти по всему миру, в том числе в России, в кафе, в университетах и некоторых основных школах, в метро, библиотеках и в других местах. Интересную особенность на этот счет я заметил в Финляндии, где в муниципалитетах имеют большое количество свободных хот-спотов Wi-Fi по всей территории страны. «Раздатчик» доступа Wi-Fi находится в здании администрации муниципалитета или в местной библиотеке, а зона его охвата составляет 1,5 км в радиусе. Это реальный пример в коммуне Раутьярви. Разумеется, жители и гости территории ничего не платят за пользование открытым доступом к Интернету, организованным таким образом. Услуга предоставляется за счет муниципалитета. «Минусом» данной и подобного рода организации является незащищенность доступа, то есть шифрование WEP сегодня настолько небезопасно, что его можно признать как вовсе открытый канал связи.

Огромными возможностями подобное решение обладает в части темы нашей книги, когда (рассмотрено в следующих разделах) с помощью развернутой сети Wi-Fi и планшета (КПК) можно осуществить дистанционное управление всем, чем угодно. Предостережения на этот счет также читайте далее.

Почему так происходит? Возможно, в данном случае Wi-Fi-про-вайдеры строят свободные хот-споты Wi-Fi и хот-зоны. Они считают, что свободный Wi-Fi-доступ привлечёт новых клиентов и инвестиции вернутся.

Тем не менее вне зависимости от исходных целей (привлечение клиентов, создание дополнительного удобства или чистый альтруизм) почти повсеместно растет количество бесплатных хот-спотов, где можно получить доступ к наиболее популярной глобальной сети (Интернет) совершенно бесплатно. Это могут быть и крупные транспортные узлы, где подключиться можно самостоятельно в автоматическом режиме, и бары, где для подключения необходимо попросить карточку доступа у персонала, и даже просто территории городского ландшафта, являющиеся местом постоянного скопления людей. Стандартами Wi-Fi не предусмотрено шифрование передаваемых данных в открытых сетях. Это значит, что все данные, которые передаются по открытому беспроводному соединению, могут быть прослушаны злоумышленниками при помощи программ-снифферов. К таким данным могут относиться пары логин/пароль, номера банковских счетов, пластиковых карт, конфиденциальная переписка. Поэтому при использовании бесплатных хот-спотов не следует передавать в Интернет подобные данные.

1.6. Вопросы взаимодействия программного обеспечения ПК и сетей Wi-Fi

Уже давно, примерно с 1998 года, операционные системы (далее -ОС) семейства BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD) работают с большинством адаптеров. Драйверы для чипов Atheros, Prism, Harris/Intersil и Aironet (от соответствующих производителей WiFi-устройств) обычно входят в ОС BSD, начиная с версии 03.

Адаптеры производства Apple OS X (прежнее название – Mac OS X) поддерживались изначально с системы Mac OS 9. Примерно 10 лет прошло с тех пор, как все настольные компьютеры и ноутбуки Apple Inc. (и телефоны iPhone, плееры iPod Touch, планшетные компьютеры iPad) штатно оснащаются адаптерами Wi-Fi; сеть WiFi, таким образом, является основным решением Apple для передачи данных и полностью поддерживается OS X. Возможен режим работы адаптера компьютера в качестве точки доступа, что позволяет при необходимости связывать компьютеры Macintosh в беспроводные сети в отсутствие инфраструктуры. Darwin и OS X, несмотря на частичное совпадение с BSD, имеют свою собственную, уникальную реализацию Wi-Fi.

В ОС семейства Microsoft Windows поддержка Wi-Fi обеспечивается в зависимости от версии либо посредством драйверов, качество которых зависит от поставщика, либо средствами самой Windows. Про Microsoft Windows XP, поддерживающую настройку беспроводных устройств, говорить не стану, как про устаревшую. Она включала в себя довольно слабую поддержку, но значительно улучшилась с выходом Service Pack 2, а с выходом Service Pack 3 была добавлена поддержка WPA2. Microsoft Windows Vista содержит улучшенную, по сравнению с Windows XP, поддержку Wi-Fi. Microsoft Windows 7 поддерживает все беспроводные устройства и протоколы шифрования. В ОС Windows 7 есть возможность создавать виртуальные адаптеры Wi-Fi, что теоретически позволило бы подключаться не к одной Wi-Fi-сети, а к нескольким сразу. На практике в Windows 7 поддерживается создание только одного виртуального адаптера, при условии написания специальных драйверов, а это может быть полезно при использовании компьютера в локальной Wi-Fi-сети и одновременно в Wi-Fi-сети, подключенной к Интернету.

1.7. Регистрация оборудования: нужна ли она?

В России легитимное использование Wi-Fi регулируется правилами и требованиями, выработанными Роскомнадзором. В соответствии с решениями Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) от 7 мая 2007 г. № 07-20-03-001 «О выделении полос радиочастот устройствам малого радиуса действия» и от 20 декабря 2011 г. № 11-13-07-1 использование Wi-Fi без получения частного разрешения на использование частот возможно для организации сети внутри зданий, закрытых складских помещений и производственных территорий в полосах 2400-2483,5 МГц (стандарты 802.11b и 802.11g; каналы 1-13) и 5150-5350 МГц (802.11a и 802.11n; каналы 34-64). Для легального использования внеофисной беспроводной сети Wi-Fi (к примеру, для радиоканала между двумя соседними домами) необходимо получение разрешения на использование частот (как в полосе 2,4 ГГц, так и 5 ГГц) на основании заключения экспертизы о возможности использования заявленных РЭС и их электромагнитной совместимости (ЭМС) с действующими и планируемыми для использования РЭС.

Радиоэлектронные средства подлежат регистрации в Роскомнад-зоре в соответствии с установленным порядком, см. постановление № 539 – порядок регистрации РЭС. В соответствии c постановлением Правительства Российской Федерации от 13 октября 2011 г. № 837 «О внесении изменений в Постановление Правительства Российской Федерации от 12 октября 2004 г. № 539» не подлежат регистрации, в частности (из пп. 13, 23, 24 приложения):

• пользовательское (оконечное) оборудование передающее, включающее в себя приемное устройство, малого радиуса действия стандартов IEEE 802.11, IEEE 802.11.b, IEEE 802.11.g, IEEE 802.11.n (Wi-Fi), работающее в полосе радиочастот 2400-2483,5 МГц, с допустимой мощностью излучения передатчика не более 100 мВт, в том числе встроенное либо входящее в состав других устройств;

• пользовательское (оконечное) оборудование передающее, включающее в себя приемное устройство, малого радиуса действия стандартов IEEE 802.11а, IEEE 802.11.n (Wi-Fi), работающее в полосах радиочастот 5150-5350 МГц и 5650-6425 МГц, с допустимой мощностью излучения передатчика не более 100 мВт, в том числе встроенное либо входящее в состав других устройств;

• устройства малого радиуса действия, используемые внутри закрытых помещений, в полосе радиочастот 5150-5250 МГц с максимальной эквивалентной изотропно излучаемой мощностью передатчика не более 200 мВт;

• устройства малого радиуса действия в сетях беспроводной передачи данных внутри закрытых помещений в полосе радиочастот 2400-2483,5 МГц с максимальной эквивалентной изотропно излучаемой мощностью передатчика не более 100 мВт при использовании псевдослучайной перестройки рабочей частоты.

Юридический статус Wi-Fi различен в разных странах. В США диапазон 2,5 ГГц разрешается использовать без лицензии, при условии что мощность не превышает определённую величину и такое использование не создаёт помех тем, кто имеет лицензию. В разных странах мира существуют определенные требования к организации сетей Wi-Fi и безопасности доступа пользователей. К примеру, в Украине использование Wi-Fi без разрешения Украинского государственного центра радиочастот (Украшський державний центр радючастот) возможно лишь в случае использования точки доступа со стандартной всенаправленной антенной (< 6 дБ, мощность сигнала < 100 мВт на 2,4 ГГц и < 200 мВт на 5 ГГц) для внутренних (использование внутри помещения) потребностей организации (Решение Национальной комиссии по регулированию связи Украины № 914 от 6 сентября 2007 г.). В случае использования внешней антенны необходимо регистрировать передатчик и получить разрешение на эксплуатацию радиоэлектронного средства от ДП УДЦР. Кроме того, для деятельности по предоставлению телекоммуникационных услуг с применением Wi-Fi необходимо получить лицензию от «НКРЗ1». В Белоруссии действует специализированная Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) (белор. Дзяржауная камкш па радыёчастотах (ДзКРЧ)). На основе постановления Министерства связи и информатизации Республики Беларусь от 26 августа 2009 г. № 35 «Перечень радиоэлектронных средств и (или) высокочастотных устройств, не подлежащих регистрации» оборудование Wi-Fi не требует регистрации, при условии что его параметры удовлетворяют следующим требованиям:

• абонентские станции широкополосного беспроводного доступа, использующие полосы радиочастот 2400-2483,5 МГц, 2500-2700 МГц, 5150-5875 МГц и не использующие внешних антенн (антенн, устанавливаемых вне зданий и сооружений), а также абонентские станции широкополосного беспроводного доступа сети электросвязи общего пользования, использующие полосы радиочастот 3400-3800 МГц, 5470-5875 МГц [22].

1.8. Принудительное подавление Wi-Fi c помощью специальных генераторов

Внимание, важно!

Существует несколько способов блокировки Wi-Fi-сетей, и чем слабее роутер (мощность его сигнала), тем легче блокировать. В быту для этой цели достаточно применить простейшие «глушилки» из КНР, к примеру ту, что представлена на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Устройство-глушитель сигнала Wi-Fi модели TG-120Ф

Устройство-глушитель сигнала Wi-Fi представляет собой генератор «белого шума», реализованный на несущей частоте 2,4 ГГц.

Портативный подавитель сотовой связи «Скорпион PS TG-120A-Рго» предназначен для подавления стандартов сотовой связи, таких как GSM 900/1800 и сети третьего поколения 3G, а также стандартов цифровой передачи данных: Wi-Fi и Bluetooth. Устройство «Скорпион PS TG-120A-Pro» предназначено для людей, которым нужна уверенность, чтобы их конфиденциальная информация не стала доступна третьим лицам через средства прослушки с помощью GSM^G-жучков. Подавитель можно применять в помещениях малого и среднего размера, где использование сотовых телефонов нежелательно, или для обеспечения рабочей обстановки во время проведения переговоров, совещаний и т. д. Устройство можно использовать для защиты от любого скачивания информации как по сетям мобильного Интернета GPRS/EDGE/3G, так и по каналам Wi-Fi и Bluetooth. Таким образом, подавитель обеспечит защиту от передачи информации по каналам Интернета на удаленный компьютер, а также от утечки информации за пределы помещения.

1.8.1. Техническое описание портативного подавителя сотовой, Wi-Fi– и Bluetooth-связи «Скорпион 120A-Pro» (Noname)

Дальность подавления Wi-Fi: 30 м.

Питание: аккумулятор с возможность подзарядки с помощью адаптера 220 В – 12 В.

Ширина полосы и каналы подавления: 4 канала.

GSM900: 925-960 МГц.

GSM1800: 1805-1880 МГц.

3G: 2110-2170 МГц.

Wi-Fi/BT: 2400-2500 МГц.

Температурный режим эксплуатации: -10…+50 °С.

Время работы от встроенного аккумулятора: до 90 мин.

Время зарядки устройства: 4-5 ч.

Относительная влажность: 5.80% без конденсата.

Размер: 113x61x31 мм.

Вес: 275

г.

1.8.2. Преимущества устройства

1. Мобильность. Подавитель с легкостью поместится в сумке или дипломате, а также его можно носить на ремне.

2. Работа от встроенного аккумулятора до 90 мин (при условии хорошо заряженного аккумулятора с энергоемкостью, соответствующей паспортным данным, то есть нового). Встроенный аккумулятор и небольшие габариты подавителя позволяют использовать его в качестве переносного.

3. Возможность выбора диапазона подавления при помощи микропереключателей на корпусе устройства.

4. Относительно большой радиус действия – до 30 м – позволяет эффективно заглушать Wi-Fi в пределах одного, даже очень большого помещения.

5. Возможность заряда аккумулятора в автомобиле. Возможность использования бортового питания автомобиля через прикуриватель при работе прибора.

6. Наличие вентиляционных отверстий в устройстве для организации непрерывной работы прибора.

1.8.3. Принцип работы и комплектация устройства

Подавитель «Скорпион PS TG-120A-Pro» прост и удобен в эксплуатации. Устройство работает по принципу создания помех в диапазоне частот: GSM 900 (925-960 МГц), GSM 1800 (1805-1880 МГц), 3G (2110-2170 МГц) и Wi-Fi/BT (2400-2500 МГц). Для организации работы устройства необходимо перед использованием зарядить аккумулятор, подключить к нему питание (либо от сети 220 В, либо от прикуривателя автомобиля), присоединить антенны, выбрать нужный диапазон частот подавления и включить устройство.

На рис. 1.4 представлена примерная принципиальная схема подавителя Wi-Fi.

Рис. 1.4. Примерная схема подавителя сигналов Wi-Fi

На основе этой принципиальной схемы можно сделать собственное устройство – глушителя связи по Wi-Fi. Причем некоторые элементы можно взять от старого сотового телефона.

Устройство, в котором использован промышленный генератор качающейся частоты (ГУН), работает на частоте 2.2…2,4 ГГц. Генератор синхросигналов работает на частоте 45 МГц, в этой конструкции он использован в качестве генератора помех, возбуждает размещенный на микросхеме порт гетеродина приемника. Порт гетеродина, являющийся радиочастотным входом, подсоединяется к антенне, имеющей хороший резонанс на частоте 2,4 МГц, а РЧ-выход сначала отправляется на отдельный усилитель сигнала, который повышает выходную мощность устройства на 15-16 дБ. После этого усиленный сигнал подается на выходную антенну.

Комплектация устройства:

1. Скорпион PS TG-120A-Pro – 1 шт.

2. Зарядное устройство AC220V, DC12V – 1 шт.

3. Антенны – 4 шт.

4. Устройство для зарядки от автомобильного прикуривателя -1 шт.

5. Кожаный чехол – 1шт.

6. Наплечный ремешок – 1шт.

7. Инструкция на русском языке – 1 шт.

1.9. Безопасность здоровья

Опубликованы результаты эксперимента по изучению влияния WiFi на качество спермы, в ходе которого было установлено снижение подвижности сперматозоидов на 20% и увеличение повреждений их ДНК в 2,5 раза при четырехчасовой экспозиции эякулята около ноутбука с включённым Wi-Fi.

Внимание, важно!

Ранее утверждалось, что Wi-Fi не наносит вреда здоровью человека, так, профессор из Великобритании Лори Челлис (Lawrie Challis) из университета Ноттингема (Nottingham University) считал достаточными следующие меры предосторожности при работе с Wi-Fi: «некоторые люди, правда, держат ноутбук на коленях, и, на мой взгляд, мы должны напоминать детям о том, что, когда они долго работают в сети (Wi-Fi), они должны класть ноутбук на стол, а не держать его на коленях».

Сегодня очевидно, что многие пользователи устанавливают только что купленное Wi-Fi-оборудование в великой спешке, желая быстрее получить доступ к высокоскоростному Интернету. Такое наплевательское отношение довольно тяжело понять, поскольку в дальнейшем это приводит к большим проблемам в сфере безопасности. Но сегодня софт и «железо» из самого Wi-Fi-оборудования также не помогают исправить ситуацию в целом, так как надлежащая конфигурация всех систем требует достаточного времени для настроек, и она не очень-то понятна для рядового пользователя. И чтобы исправить неоднозначную ситуацию с безопасностью информации, далее приведу 10 широко известных пошаговых наставлений, которые призваны помочь переломить всю ситуацию в лучшую сторону. Итак…

1.10. Рекомендации по безопасности информации, передаваемой через сети Wi-Fi

Внимание, важно!

Центральной частью любого Wi-Fi-оборудования является так называемая точка доступа, или маршрутизатор (Router). И чтобы собрать все эти продукты воедино, производители Wi-Fi-оборудования предоставляют специализированные веб-страницы, благодаря которым пользователи Wi-Fi могут входить в Сеть, используя свой собственный аккаунт и специализированный особый сетевой адрес. Вся эта веб-конструкция защищена экраном-логином (имя пользователя и пароль), которое, по идее, должно давать доступ в Сеть только зарегистрированным пользователям. Однако по умолчанию логины предоставляются самими производителями Wi-Fi-оборудования, и они известны хакерам в Интернете. Следует поменять все эти настройки. В нормально настроенной сети вредный хакер получит «отказ» из-за незнания пароля WPA и к пользовательским данным, хранящимся в памяти ПК, или пересылаемым сообщениям не попадет. Но и это не отменяет возможности взлома устройства из внутренней сети, так что идея поменять пароль более чем здравая.

Обязательно включите защиту шифрования WPA/WEP. Все виды Wi-Fi-оборудования поддерживают определенные формы шифрования. Сама технология шифрования меняет должным образом все сообщения, которые рассылаются посредством Wi-Fi; наличие данного стандарта шифрования подразумевает, что не каждый сможет прочитать ваши сообщения. Есть несколько стандартов защиты; пользователю надо найти то, которое будет наиболее эффективно работать с конкретным Wi-Fi-оборудованием. И тем не менее какую бы технологию вы бы не использовали: WAP или WEP (на данный момент она морально устарела), – все Wi-Fi-девайсы в Сети должны поддерживать собственные настройки пользователя. Для начала вполне можно найти и выставить минимальный уровень безопасности в настройках пользовательского Wi-Fi-оборудования. Настраивать стоит WPA, притом очень желательно WPA2-only (шифрование AES). Остальные варианты (WEP и WPA с шифрованием TKIP) подвержены ряду неприятных уязвимостей. WEP вообще очень легко взламывается, и его эффективность чисто символическая. Защитит только от совсем ленивых.

Подключите адресный фильтр МАС. Каждый элемент Wi-Fi-оборудования имеет особый идентификатор, который называется физическим адресом, или адресом МАС. Маршрутизатор Wi-Fi-оборудования хранит в себе МАС-адреса всех тех девайсов, которые подключены к нему. Многие такие продукты предлагают пользователю ту опцию в виде ключа в МАС-адресах вашего оборудования, которая позволяет подключаться к Сети только проверенным девайсам. Рассмотренная особенность защиты пользовательского оборудования не такая сильная и мощная: хакеры и их специальный софт с легкостью обманывают МАС-адреса. Так что эта защита работает только против начинающих любителей взлома… И тем не менее ограничивать мак-адреса и отключать ssid малоэффективно в том плане, что спасет это только от начинающих пользователей. Для более опытных не является проблемой посмотреть сниффером IP и выставить правильный, аналогично и мак-адреса, etc.

Следующим шагом поменяйте дефолтные SSID. Маршрутизаторы для своей работы используют SSID (Service Set Identifier). Производители поставляют свое оборудование с одними и теми же настройками SSID. Например, SSID для Linksys часто будет означать и «linksys». Конечно, если кто-то и будет знать SSID, то это не будет означать, что сосед незамедлительно влезет в сеть, но это будет началом возможного процесса. А кому это надо? Поэтому когда находится дефолтный вариант SSID, то хакер лишний раз убеждается, что пользователь данной Wi-Fi-сети является полным ламером, и его систему можно и нужно немедленно атаковать. Здесь нужно помнить одно: когда вы будете конфигурировать свою Wi-Fi-сеть, то незамедлительно поменяйте дефолтные SSID.

Отключите передачу SSID. Маршрутизатор в Wi-Fi-сети обычно передает имя сети (SSID) в эфир через регулярные интервалы. Эта особенность была спроектирована для тех случаев и мобильных «горячих» портов, когда Wi-Fi-клиенты могут входить и выходить из зоны действия их собственной сети. Но у себя дома данная функция роуминга полностью бесполезна, и это все серьезнейшим образом повышает тот риск, что в вашем районе кто-то другой сможет воспользоваться всей данной сетью. Именно такая ситуация описана выше на основе практического опыта в Финляндской республике. Важно иметь в виду, что в большинстве Wi-Fi-маршрутизаторов есть особенность отключения данного роуминга через панель администратора.

Следующим шагом отключите автоматическое соединение, чтобы не подключаться через открытые Wi-Fi. Почему это важно? Соединение через открытые Wi-Fi «горячие» порты или через маршрутизатор потенциального соседа приведет к повышению риска собственного компьютера. Несмотря на то что в нормальном состоянии это не позволено, все же все компьютеры имеют те настройки, которые позволяют подсоединяться к таким портам в автоматическом режиме, не уведомляя о том пользователя. Поэтому данную настройку следует отключить.

Установите статические IP на все девайсы. Большинство домашних Wi-Fi-линий использовали динамические IP-адреса. DHCP-технология в наше время является наилучшим решением по этой части. Однако не все так просто: именно это удобство позволяет хакерам перехватывать ваши сигналы, которые могут с легкостью получить статический IP из канала вашего DHCP. Что же делать? Следует отключить DHCP на пользовательском маршутизаторе и поставить вместо него фиксированный IP; но затем также не стоит забывать сконфигурировать каждый девайс оборудования надлежащим образом. Другое дело, что не все интернет-провайдеры позволяют это сделать. Приходится выбирать… Как вариант используйте секретные IP-адреса (к примеру, 10.0.0 x), чтобы предотвратить подключения компьютеров напрямую из Интернета.

Активируйте Firewalls на каждом компьютере и на самом мар-шуртизаторе. Современные маршрутизаторы уже содержат в себе встроенные Firewall’bi, но всегда существует опция для их отключения. Убедитесь, что на вашем маршрутизаторе Firewall включен. Для более существенной и дополнительной протекции следует инсталлировать персональный Firewall на каждый компьютер, который непосредственно соединен с самим маршрутизатором.

Местонахождение самого маршрутизатора и безопасность всей сети – следующий важнейший вопрос, который будет рассмотрен ниже. В нормальном состоянии (их сила) Wi-Fi-сигналы должны немного переходить границу дома, квартиры. Некоторое количество сигнала, которое утекает через ваш порог, – это нормально, но не есть хорошо, если сигнал уплывает и дальше: всегда есть вероятность перехвата вашего сигнала и его использования. Wi-Fi-сигналы частенько достигают соседних домов и далее, на улицу… И когда будете инсталлировать свою домашнюю Wi-Fi-систему, то следует помнить, что местонахождение самого маршрутизатора играет не самую последнюю роль. Попробуйте найти ему место посередине комнаты, а не возле окна, что также позволит минимизировать утечку сигнала.

Выключайте свою линию, если вы не пользуетесь ею долгое время. И вот почему… Еще одним решением является выключение вашего сложного оборудования, когда вы вообще не пользуетесь им! Это резко снижает взлом! Естественно, довольно непрактично выключать его очень часто, но во время своих путешествий и продолжительной отлучки (уехали в командировку) отключение оборудования является наилучшим выходом. Диски компьютера не любят постоянный цикл: включение/выключение, но для широкополосных модемов и маршрутизаторов все это не так уж и страшно. Если у вас есть всего один маршрутизатор на всю линию компьютеров (Ethernet), то имеет смысл отключить всего лишь широкополосный Wi-Fi-маршрутизатор вместо отключения ВСЕЙ компьютерной сети. Это поможет предохранить пользовательские компьютеры и информацию.

Проектирование Wi-Fi-сетей, конечно же, имеет свои особенности. Нередки такие случаи, когда после отключения трансляции SSID смартфон и планшет не могут к ней подключиться. Хотя при изменении настроек были в сети. Для этого есть функция подключения к скрытой сети. Вводите свой пользовательский ssid и пользуйтесь.

1.11. Распределение Wi-Fi-сигнала посредством ноутбука

Все возможные варианты реализации раздачи Wi-Fi с ноутбука или ПК, включая способы настройки стандартными средствами Windows 10, а также с помощью специализированных программ, рассмотреть в пределах одной книги невозможно, поэтому обратимся к наиболее популярным вариантам, прошедшим испытание временем.

Вариант № 1. Раздача Wi-Fi может осуществляться c помощью командной строки и встроенной команды netsh в ОС Windows 7.

Требования: компьютер 1 – подключение к Интернету (LAN, WiFi, 3G…), наличие Wi-Fi-модуля, установленная ОС Windows 7 и выше, а также второй компьютер со встроенным Wi-Fi-модулем. В этом случае относительно простая сеть (ad-hoc mode) в режиме точка-точка не подходит для соединения с устройствами, не поддерживающими работу с ad-hoc-сетями (к примеру, планшет либо телефон на базе OS Android). Использование этой сети нужно в основном для обмена данными между ПК в отсутствие возможности применить точку доступа. Суть метода состоит в нескольких практических шагах.

1. Открываем Пуск ⇒ Панель управления ⇒ Центр управления сетями и общим доступом ⇒ Настройка общего подключения или сети.

2. Выбираем: Настройка беспроводной сети компьютер-компьютер, жмем Далее. Задаем на латинице имя сети и ключ безопасности, жмем Далее.

3. Открываем Пуск ⇒ Панель управления ⇒ Центр управления сетями и общим доступом ⇒ Изменение параметров адаптера.

Выбираем сеть с доступом в Интернет и заходим в Свойства. Затем следует переход на вкладку Доступ и разрешающая команда к общему доступу. На другом компьютере ищем созданную нами сеть и подключаемся.

Вариант № 2. Раздача сигнала Wi-Fi с помощью командной строки и встроенной команды netsh Windows 7 для подключения сети компьютер – устройства с Wi-Fi.

Требования: компьютер 1 – подключение к Интернету (LAN, WiFi, 3G…), наличие модуля Wi-Fi, драйверы которого поддерживают Virtual Wi-Fi, установленная Windows 7 максимальная либо Windows 8 R2, второй ПК или (другие устройства) с наличием модуля.

Позволяет подключать устройства через точку доступа (Access Point-AP) на основе программной технологии Virtual Wi-Fi. В основе данной технологии лежит программная точка доступа (Software Access Point – SoftAP), к которой можно подключить ноутбук, телефон (поддерживается OS Android), фотоаппарат, принтер и другие девайсы.

1. Нажимаем Пуск ⇒ в строку поиска вводим cmd ⇒ открываем командную строку от имени администратора.

2. Вводим в командную строку следующую строчку:

netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid="HomeWi-Fi" key="123qwe123456" keyUsage=persistent, где ssid="HomeWi-Fi" SSID – идентификатор сети (имя сети), в нашем примере: HomeWi-Fi; key="123qwe123456" – ключ безопасности (пароль), в нашем примере: 123qwe123456". Далее нажимаем Enter.

3. Затем запускаем сеть командой (также вводим в командную строку) netsh wlan start hostednetwork, после чего в списке сетевых подключений видна вновь созданная сеть HomeWi-Fi.

Для того чтобы предоставить доступ в Интернет другим устройствам, подключаемым к нашей созданной сети, необходимо выполнить процедуру шага 3, описанного в «альтернативном» варианте (№ 2).

В данном варианте присутствует особенность, заключающаяся в том, что при выключении раздающего ноутбука или ухода в сон запуск сети из командной строки необходимо будет выполнять снова. Чтобы этого не делать каждый раз, просто скачайте данный файл startWi-Fi. bat и перетащите его в Пуск ⇒ Все программы ⇒ Автозагрузка.

Таким образом, мы настроили раздачу Wi-Fi с ноутбука на другие устройства.

Вариант № 3. При помощи программы для раздачи Wi-Fi с ноутбука. Требования: согласно способу № 2.

Такой вариант реализует возможность создания точки доступа на основе описанного способа № 2, используя лишь графические оболочки программ. В свободном доступе имеется огромное количество программ для раздачи Wi-Fi с ноутбука или ПК, поэтому описывать настройку каждой нет смысла.

Внимание, важно!

Нелишним будет приобрести автономную Wi-Fi-точку доступа, которая избавит пользователя от множества проблем с подключением различных устройств. При недостаточном уровне сигнала используйте внешнюю Wi-Fi-антенну с большим коэффициентом усиления.

Wi-Fi-роутеры: отличия и особенности

Сегодня роутер – одно из самых популярных устройств среди пользователей Интернета. Рынок предлагает широкую линейку роутеров на любой вкус. Какой роутер лучше выбрать для домашнего пользования? На этот вопрос дать однозначный ответ довольно трудно. Различные типы роутеров, основные факторы, на которые необходимо обратить внимание при выборе домашнего Wi-Fi-модема, – все это те важные аспекты, без которых правильный выбор затруднен.

1.12. Варианты выбора и технические характеристики оборудования

Роутер, или (иначе) маршрутизатор, – это устройство, с помощью которого компьютер, смартфон, планшет или другое оборудование объединяются в общую беспроводную сеть, а затем соединяются с Интернетом. Маршрутизаторы практически одинаковы, а соответственно, если нет разницы, то зачем платить больше. Но в действительности подобное рассуждение является широко распространенным заблуждением. Дешевые роутеры комплектуются более дешевыми компонентами, имеющими меньший срок службы, заниженные показатели ключевых параметров и т. д. Даже среди проверенных брендовых моделей встречаются модемы, не всегда отличающиеся хорошим качеством. Так, к примеру, широко известен бренд D-Link, выпускающий большое количество бюджетных модемов. Однако в его линейке далеко не все маршрутизаторы могут похвастаться безупречным качеством и надежной работой. В отличие от D-Link, очень хорошие и высокоскоростные роутеры выпускаются под брендом Linksys. Но за качество, предоставляемое этим брендом, придется заплатить существенно большую сумму. По авторской практике, Zyxel (не имелась в виду реклама ни одного производителя) – не самые дешевые роутеры, но обладающие высочайшим качеством и надежностью; TP-Link – производство недорогих, но очень качественных модемов. Какой Wi-Fi-роутер лучше приобрести для дома, решать пользователю, но перед принятием решения, безусловно, необходимо обратить внимание на технические характеристики модемов.

Минимальные современные требования к функционалу разных роутеров

Первое, на что необходимо обратить внимание, – это оперативная память модема; чем она выше – тем лучше. Кроме этого, следует обратить внимание на мощность модема и количество имеющихся антенн. Далее стоит взглянуть на протоколы, поддерживаемые модемом (PPTP, L2TP, PPPoE). Главное, чтобы он поддерживал тот протокол, который будет использовать пользовательский провайдер. Сегодня высокоскоростные роутеры поддерживают большинство используемых протоколов. Кроме этого, роутеры различаются WAN-портом, с помощью которого происходит подключение к сети: Ethernet, ADSL, USB 3G.

Стандарт Wi-Fi 802.11n поддерживает максимальную скорость подключения, в отличие от стандартов 802.11b или 802.11g. Ниже представлены три модема, имеющих различные типы подключения к сети: роутер с ADSL-портом, роутер с Ethernet-портом, USB-порт. Первый вариант сегодня встречается довольно редко, разве что в таких организациях, как Ростелеком.

Внимание, важно!

При этом лучший роутер – тот, у которого существует достаточный запас по мощности. Не забывайте также о том, что скорость передачи Wi-Fi через роутер, каким бы «навороченным» он ни был, все равно будет меньше, чем при подключении кабеля интернет-провайдера к ПК напрямую. Таким образом, передача по Wi-Fi для бытового пользователя представляет собой лишь некое комфортное времяпрепровождение. О вопросах безопасности для здоровья и информационной безопасности по этой теме мы поговорили выше. Поэтому в этой книге мы рассматриваем разные возможности подключения Wi-Fi и -во второй главе – способы управления по этой сети в системах типа «Умный дом» и «Интернет вещей», но тем не менее это далеко не лучший способ организации связи именно в бытовых условиях, где люди находятся большую часть дня, в том числе принимают пищу и спят.

Итак, современный роутер должен поддерживать такие возможности и иметь следующие (минимальные) характеристики:

1. WAN-порт: Ethernet, USB 3G.

2. Наличие интерфейсов: RJ-45 (10BASE-T/100BASE-T) – 5 портов; USB 2.0 тип A – 1 разъем; RP-SMA (подключение внешних антенн Wi-Fi) – 2 розетки.

3. Стандарты беспроводной сети: IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n.

4. Поддерживаемые протоколы: PPTP, L2TP, PPPoE.

5. Поддержка IPTV: +.

6. Функции безопасности: наличие встроенного межсетевого экрана (SPI) c защитой от DoS– и DDoS-атак. Возможность блокировки доступа в Интернет по MAC-адресу, IP-адресу, URL, TCP/UDP-порту.

7. Функции брандмауэра: наличие встроенного межсетевого экрана, NAT.

8. Дополнительные функции: возможность подключения хотя бы 3G-модема и максимальный радиус сигнала до 300 м.

Практика передачи файлов по Wi-Fi с компьютера на телефон

Представим себе конкретный пример. Оба взаимодействующих устройства (ноутбук и телефон) подключены (дома) в сеть к Интернету через Wi-Fi-роутер. Как вариант понадобится программа-утилита, не требующая установки и сразу готовая к работе без дополнительных настроек. Переходим на официальный сайт программы HFS (Http File Server) и в свободном режиме ее скачиваем (Download). Затем запускаем утилиту – см. рис. 1.5.

Рис. 1.5. Окно утилиты

Интерфейс прост и понятен, при запуске программа открывает 80-й порт для доступа по протоколу http.

Все, что нужно сделать, – это перетащить файлы, которые будут передаваться с ноутбука на телефон, в окно программы. Практика такова. Берем телефон и запускаем интернет-браузер. Теперь в адресной строке браузера вводим адрес, указанный в HFS, в конкретном примере это адрес http://192.168.1.00. Если все сделали правильно, то увидим окно, представленное на рис. 1.6.

Рис. 1.6. Вид окна управления

После этого шага можете загрузить эти файлы с браузера в заранее подготовленный сотовый телефон.

2. Управление по Wi-Fi своими руками

2.1. Устройства управления по сети Wi-Fi

2.1.1. Умная управляемая электрическая Wi-Fi-модель HL0107

Беспроводная управляемая электрическая розетка HL0107 предназначена для удаленного включения и отключения бытовых электроприборов с напряжением 220 В и мощностью до 2,5 кВт. Пользователь может управлять всеми подключаемыми устройствами через облачный интернет-сервис бесплатно, через личный кабинет из любой точки мира, с любого устройства. По сути, это новые и перспективные возможности устройства, работающего в сети Wi-Fi, о которой мы подробно говорили в первой главе книги.

Возможности эти таковы:

• удаленное включение и отключение электрических приборов через сеть Интернет;

• удаленное управление Wi-Fi-розеткой с ПК, ноутбука, планшета или смартфона;

• бесплатное приложение для удаленного управления Wi-Fi-розеткой, в том числе для Android и iPhone;

• сервис управления доступен 24 часа в сутки;

• возможность управления несколькими розетками c одной учетной записи;

• таймер для автоматического включения и отключения управляемой Wi-Fi-розетки;

• максимально допустимая сила тока 10 A;

• максимально допустимая мощность подключенного электрического устройства не более 2,5 кВт;

• Wi-Fi 2.4ГГц стандарт IEEE801.11b/g.

Необходимым условием для удаленного управления розеткой HL0107 является наличие постоянного Wi-Fi-беспроводного соединения розетки HL0107 с сетью Интернет.

2.1.2. Альтернативный вариант: модель Orvibo WiWo-S20

Модель Orvibo WiWo-S20 – это беспроводная, Wi-Fi-управляемая электрическая розетка, которая предназначена для удаленного включения и отключения бытовых электроприборов с напряжением 220 В и мощностью до 2 кВт. Устройство работает с приложениями

FE Wi-Fi Socket и WiWo, которые можно в свободном режиме (бесплатно) скачать на ресурсах интернет-сети Google Play или Apple Store. Практика действия такова, что достаточно установить любое приложение, затем настроить розетку и пользоваться.

В обоих вариантах приложений предусмотрена возможность подключения до 50 розеток WiWo-S20 с пользовательской индивидуальной настройкой (режим тайминга). Необходимым условием для удаленного управления розеткой Smart Soсket WiWo-S20 является наличие постоянного Wi-Fi-соединения розетки с сетью Интернет.

Технические возможности Orvibo WiWo-S20

Технические возможности Orvibo WiWo-S20 таковы:

• удаленное включение и отключение электрических приборов через сеть Интернет;

• возможность установки расписания для автоматизации работы домашних устройств;

• удаленное управление Wi-Fi-розеткой с вашего смартфона или планшета;

• бесплатное приложение FE Wi-Fi Socket, WiWo на Google Play или Apple Store для удаленного управления Wi-Fi-розеткой, для операционных систем Android и iOS;

• возможность управления несколькими розетками WiWo-S20;

• таймер для автоматического включения и отключения управляемой Wi-Fi-розетки;

• максимально допустимая сила тока 10 A;

• максимально допустимая мощность подключенного электрического устройства не более 2000 Вт;

• стандарт Wi-Fi-2.4Hn; 802.11b/g/n;

• стандарт беспроводной связи: Wi-Fi 2,4 ГГц 802.11b/g/n;

• частота беспроводной связи: 2,412-2,484 ГГц;

• энергопотребление: менее 0,3 Вт;

• максимальное напряжение питания (переменный род тока) 90-260 В;

• рабочая температура: -20~70 °С;

• рабочая влажность: менее 80%.

Совместимость устройств

Две рассмотренные выше модели совместимы с Android-устройствами c поддержкой Wi-Fi, версией ОС 4.0 и выше, а также iOS-устройствами с поддержкой Wi-Fi, версией ОС 5.0 и выше.

Принцип работы устройств

Электрические осветительные лампы, вентиляторы, обогреватели, бойлеры, насосы, все иные устройства активной нагрузки можно включать из любой точки земли, где есть возможность подключения к сети Интернет. При этом управление устройствами нагрузки осуществляется с сотового телефона, планшета, КПК или ноутбука.

Управляемая розетка позволяет не только включать/выключать электронные устройства дистанционно, но и создавать однократное событие или расписание по дням недели. Пользоваться этим функционалом весьма просто: установите время, когда хотите включить/ выключить устройство, и ждите реакции.

Управляемая розетка использует Wi-Fi-сеть и Интернет, благодаря этому пользователь может управлять розеткой HL0107 с мобильного устройства, даже находясь в пути (в движении). Устройство HL0107 (и аналогичные) задумано как часть системы «Умный дом BeHome». Однако сей полезный электронный прибор может использоваться и отдельно. Для этого варианта необходимо включить обогреватель на даче, чтобы к приезду хозяев в доме было тепло. Это поможет в ряде других случаев. Забыли отключить насос в доме или свет в гараже? Не беда. С помощью такого устройства можно поправить забывчивость дистанционно.

Как пользоваться?

Краткая инструкция на примере работы с планшетом Ipad такова:

1. Скачиваем программу – сканер QR-кода, к примеру под названием Scanvi, устанавливаем ее на планшет.

2. Сканируем код с Wi-Fi-розетки, находим программу I-smart, устанавливаем ее.

3. Включаем розетку в сеть, ждем 2 минуты.

Внимание, важно!

Обеспечиваем нажатие на кнопку (на корпусе розетки – в нее же встроен индикатор) 4 секунды, при этом необходимо поймать момент моргания синего светодиода – это «режим ожидания».

Следующим шагом запускаем программу i-smart. Нажимаем снова на моргающую синим кнопку индикации, кнопка должна быстро моргать сине-зеленым светом, ловим этот момент (если этого не произошло, то повторяем – это «режим определения устройств планшетом»).

Затем заходим в программу i-smart, Add new Device, вводим пароль для доступа розетки к сети Интернет по Wi-Fi к роутеру для удаленного подключения. На этом этапе, если все сделано правильно, розетка моргает сине-зеленым светом очень быстро, что означает: программа найдена. Если этого не произошло, то необходимо повторить поиск в режиме ожидания.

Если поиск устройств прошел успешно, заходим в пункт Smart Socket и видим на дисплее телефона (ноутбука, КПК, планшета) устройство, нажимаем (кликаем) на него и только после этого можем управлять розеткой, режим включения которой подтверждается постоянной работой (свечением) синего светодиода (в кнопке включения).

Распространенные ошибки

Без учета наиболее распространенных ошибок подключения рассматриваемых устройств не обойтись:

• неправильно введен пароль доступа к Wi-Fi на роутере (невозможно подключиться к Интернету);

• неправильно выставлено время в роутере (некорректно работает управление по таймеру).

Обе ошибки устраняются внимательным отношением при включении и режиме инициализации устройства в сети Wi-Fi.

В некоторых моделях управляемых Wi-Fi-розеток предусмотрено наличие USB-порта. В каждой есть защита от короткого замыкания и специальный стикер с информацией о QR-коде на корпусе розетки – для установки программного обеспечения. Кроме рассмотренных выше, существуют и другие модели с тем же функционалом, но с разным внешним видом, реализованные различными производителями.

2.1.3. Беспроводная Wi-Fi-розетка BePlug 15

Технические возможности BePlug-15 практически сопоставимы с рассмотренными выше аналогичными устройствами (разве что данная модель может управлять более мощной активной электрической нагрузкой):

• удаленное включение и отключение электрических приборов через сеть Интернет;

• удаленное управление Wi-Fi-розеткой с ПК, ноутбука, планшета или смартфона;

• бесплатное приложение для удаленного управления Wi-Fi-розеткой, в том числе для Android и iPhone;

• сервис управления доступен 24 часа в сутки;

• возможность управления несколькими розетками BePlug-15 c одной учетной записи;

• таймер для автоматического включения и отключения управляемой Wi-Fi-розетки;

• входное напряжение 220 В, 50 Гц;

• выходное напряжение 220 В, 50 Гц;

• максимальный рабочий ток 15 А;

• собственное потребление 0,5 Вт/ч;

• рабочая температура от -10 °С до +45 °C;

• максимально допустимая мощность подключенного электрического устройства не более 3,5 кВт;

• Wi-Fi 2.4ГГц стандарт IEEE801.11b/g.

Необходимым условием для удаленного управления розеткой BePlug-15 является наличие постоянного Wi-Fi-соединения розетки BePlug-15 с сетью Интернет.

Правила применения

Подключите управляемую розетку BePlug-15 к домашнему (бытовому) беспроводному Wi-Fi-роутеру, подключенному к сети Интернет, зарегистрируйте Wi-Fi-розетку на интернет-портале http:// plug.b-home.me. Следующим шагом установите бесплатное приложение для удаленного управления розеткой BePlug-15 для iOS или Android на смартфон. Теперь розетка подключена, и можно удаленно управлять ее включением и отключением.

Беспроводная управляемая электрическая розетка BePlug-15 предназначена для удаленного включения и отключения бытовых электроприборов с напряжением 220 В и мощностью до 3,5 кВт. Пользователь имеет возможность управлять всеми подключенными устройствами через облачный интернет-сервис бесплатно, через личный кабинет из любой точки мира, с любого устройства. Возможность подключения до 30 аналогичных розеток BePlug-15 на личный кабинет с индивидуальной настройкой. Сделать это можно следующим образом.

Подключите управляемую розетку BePlug-15 к домашнему беспроводному Wi-Fi-роутеру, подключенному к сети Интернет. Зарегистрируйте Wi-Fi-розетку на интернет-портале: «Регистрация и вход в систему управления». Установите бесплатное приложение для удаленного управления розеткой BePlug-15 для iOS или Android на смартфон. Розетка подключена, теперь вы можете удаленно управлять ее включением и отключением.

Быстрая настройка устройства BePlug-15

Для удобства пользователя настройка устройства производится в полуавтоматическом режиме. Для этого необходимо установить бесплатную программу, работающую с разными типами устройств: телефоны, планшеты или персональные компьютеры, ноутбуки, -и затем пошагово сделать определенные действия, описанные ниже:

1. Выберите тип системы вашего устройства: iOS, Android или Windows. Запустите установку программы BePlug. Используйте QR-коды или зайдите по соответствующим устройству ссылкам, указанным ниже.

2. Подключите вашу Wi-Fi-розетку BePlug-15 к сети электропитания 220 В.

3. Нажмите кнопку на BePlug-15 и удерживайте ее нажатой в течение 10 сек – до тех пор, пока синий светодиод на корпусе BePlug не начнет быстро мигать.

4. Запустите программу BePlug, которую вы установили ранее для настройки розетки (см. шаг 1).

5. После запуска программы нажмите пункт меню Регистрация, затем введите адрес пользовательской электронной почты (e-mail будет использоваться в качестве имени пользователя). На указанный адрес придет письмо с кодом подтверждения, который нужно ввести в соответствующее поле, и в завершение установите ваш индивидуальный пароль.

6. Используя адрес e-mail и установленный пароль, войдите в приложение. После входа приложение спросит: Хотите ли вы подключить новое устройство? На вопрос необходимо ответить Да.

7. Этот шаг актуален только для пользователей iOS. В пользовательском iPhone или iPad в настройках в меню Настройки ⇒ Wi-Fi найдите Wi-Fi-сеть с именем «PO3ETKA» и подключитесь к ней.

8. Вернитесь в программу BePlug и настройте параметры доступа к сети домашнего роутера (имя сети SSID, пароль) и имя, которое хотите дать вашей Wi-Fi-розетке (к примеру, «включение света на даче»). После этого нажмите кнопку Сохранить, и программа настроит розетку (5-10 сек.).

9. Устройство настроено, и теперь вы можете управлять им со своего мобильного устройства или компьютера. Просто переключайте слайдер. Контролировать состояние связи с Wi-Fi-розеткой можно по индикатору справа от имени, которое вы как пользователь дали розетке. Кроме того, можно создавать группы устройств, устанавливать включение или выключение Wi-Fi-розетки по таймеру. После этих несложных шагов можно пользоваться управляемой розеткой BePlug-15.

Практические возможности устройства:

• удаленное включение и отключение электрических приборов через сеть Интернет;

• удаленное управление Wi-Fi-розеткой с ПК, ноутбука, планшета или смартфона;

• бесплатное приложение для удаленного управления Wi-Fi-розеткой, в том числе для Android и iPhone;

• сервис управления доступен 24 часа в сутки;

• возможность управления несколькими розетками BePlug-15 c одной учетной записи;

• таймер для автоматического включения и отключения управляемой Wi-Fi-розетки;

• максимально допустимая сила тока 15 A;

• максимально допустимая мощность подключенного электрического устройства не более 3,5 кВт;

• Wi-Fi 2.4ГГц стандарт IEEE801.11b/g;

• необходимым условием для удаленного управления розеткой BePlug-15 является наличие постоянного Wi-Fi-соединения розетки BePlug-15 с сетью Интернет.

2.1.4. Устройство DSP-W215

Электрическая розетка с интегрированной точкой доступа Wi-Fi модели DSP-W215 также может использоваться для быстрого и удобного подключения датчиков температуры, системы безопасности, датчиков дыма, камер. Настойка и управление осуществляются через веб-интерфейс или специальный клиент для ПК.

На рис. 2.1 представлена блок-схема подключений для управляемых по Wi-Fi розеток.

Особенности устройства DSP-W215

У устройства BePlug-15 русскоязычное приложение, облако находится в России. Сервисная поддержка в Москве. Исполнительное реле на 17 А. Если вы приобретаете в дальнейшем контроллер BeHome-120, то розетка опционально будет работать с ним офлайн, так как часть облака мы перенесли в BeHome-120. Отличия этого устройства от представленных выше таковы.

Рис. 2.1. Блок-схема подключений для управляемых по Wi-Fi розеток

При выключении и включении электричества проблем не наблюдается, связь будет восстановлена автоматически. Для розетки требуется минимальная полоса, замечено, что 2 G достаточно. Однако если существует нестабильность в интернет-соединении, то говорить о 100%-ной доступности сервиса сложно. Важна не полоса пропускания, а стабильность соединения. У заинтересованного пользователя могут возникнуть практические вопросы, требующие разрешения по существу. Постараюсь дать на них исчерпывающие ответы в режимы блиц-опроса.

В случае перебоев с электричеством/Интернетом восстановит ли розетка автоматически связь с роутером после включения питания/ Интернета? Офлайн-управление реализовано в составе с контроллером Behome.

Какой в среднем расход интернет-трафика в сутки? Будет ли работать в сети 3G? Трафик крайне незначительный, сопоставимый с «просмотровым» заходом на любой сайт Интернета с КПК или планшета.

Пользователь программирует расписание включения и выключения устройств. Далее, если вдруг Интернет пропадает, понятно, что управлять нельзя. А работа по заранее составленному расписанию проходить будет? Расписание хранится на сервере, поэтому для розетки BePlug-15 необходимо постоянное подключение к Интернету.

Действительно, включение/выключение возможно по таймеру. А есть ли возможность настройки включения/выключения по времени суток? Розеткой управляет облако (сервер). Соответственно, без доступа к Интернету локальное управление невозможно. В версиях без «облачной схемы» управление не предусмотрено. Надежность облаков с каждой модификацией растет. Почтовые серверы -это тоже облако. Узким местом является сама домашняя сеть Wi-Fi.

Как практически можно пользоваться устройством? В моем хозяйстве необычное применение реализовано для электрического бойлера. Пользуюсь в загородной резиденции, когда уезжаю/приезжаю с выходных или в отпуске. Бывает, что забываю отключить бойлер, а он продолжает греть воду до 90 °С. Сейчас можно отключить-включить удаленно. Реакция розетки на включение-отключение менее секунды. Подобные устройства дистанционного управления (а главное – практика их применения) вполне подробно и хорошо описаны в книге: Кашкаров А. П. Электроника на даче и в загородном доме. – М.: ДМК, 2009. – 288 с. – ISBN 978-5-94074-577-8.

Прочтите, и у вас, читатель, отпадут всякие сомнения. Тем не менее в означенной книге речь идет об устройствах, управляемых по GSM – сотовой связи. А с появлением описываемых в данной новой книге устройств управления электрической нагрузкой по Wi-Fi посредством сети Интернет задача решается гораздо проще и даже надежнее. Тем не менее импульс к новым разработкам или инновационному применению промышленных электронных устройств в моем доме был заложен еще 8 лет назад.

Однако и в «новых» промышленных управляемых розетках (любой модификации) есть определенные «минусы». Не в последнюю очередь это цена устройства, которая в розницу сегодня составляет около 1800 рублей. В этой связи есть практическое альтернативное решение -сделать такое устройство своими руками: к примеру, может иметь место такое решение. На шине W1, TWI или RS485 самодельное устройство для тех, у кого не обе руки левые, обойдется в 5 раз дешевле.

2.2. Практические решения для самостоятельного повторения

2.2.1. Интернет в «обычной» розетке для скрытого монтажа

Провести Интернет через розетку позволяет специальное устройство стандарта HomePlug (PowerLine-адаптер, к примеру фирмы Tenda). Необходимо несколько однотипных устройств – по одному на каждый компьютер. Выглядит он как небольшая коробочка с вилкой -наподобие зарядки от мобильного – и имеющая сетевой разъем RJ-45 под витую пару (см. рис. 2.2). Схема работы сети проста.

Рис. 2.2. Внешний вид розеток для скрытого монтажа, которые применяются для доработки

Несколько HomePlug-адаптеров – столько, сколько нужно прицепить компьютеров. Вставляете в один из них патчкорд, соединяя с роутером, настроенным на интернет-провайдера («PowerLine» означает в переводе «электропроводка»). В соседнем помещении вы вставляете точно такой же PowerLine-адаптер и подключаете его также витой парой к другому компу. Все, Интернет через розетку 220 В проведен. Остальные параметры локальной сети (IP, шлюз и др.) настраиваются так же, как если бы пользователь тянул стандартным способом сетевой кабель.

Как это работает? Стандарт HomePlug, лежащий в основе локальной PowerLine-сети, характеризуется преобразованием поступающих через сетевой порт Ethernet-данных в высокочастотный сигнал, который транслируется через розетку в электрическую сеть. В другой комнате такой же адаптер получает комбинированный сигнал с передаваемыми пакетами данных. Остается только демодули-ровать, распознать высокочастотный сигнал, преобразовывать его и вывести на сетевой Ethernet-порт, откуда он поступает в другой ПК, или по Wi-Fi. Такой тип подключения намного стабильнее, чем при использовании обычного Wi-Fi-повторителя, так как помехи минимальные и качество сигнала почти не падает.

Существуют Powerline-адаптеры с уже встроенным Wi-Fi-моду-лем, то есть, подключив его в розетку, можно вывести Интернет через электрическую розетку не только по кабелю, но и беспроводным способом, а значит, можно будет к нему подключиться с любого устройства, поддерживающего Wi-Fi, без докупки отдельного оборудования для ретрансляции беспроводного сигнала. Адаптеры с уже встроенным Wi-Fi в современных бытовых обстоятельствах никому не покажутся лишними (избыточными). Внешне их можно распознать по наличию характерной антенны, хотя ее может и не быть -надо смотреть описание на коробке или в инструкции (см. рис. 2.3).

Рис. 2.3. Вид Wi-Fi-модуля с антенной

К сожалению, у данного метода есть свои недостатки. Во-первых, работающие электроприборы могут создавать значительные помехи, из-за которых будут падать качество связи и скорость. Общая же пропускная способность построенной на HomePlug-адаптерах сети делится между всеми клиентами; чем больше компьютеров, тем ниже скорость и надежность.

Дальность действия сети ограничена 200 м и зависит от качества проводки. Электрическая проводка в старых домах без «свежего» ремонта оставляет желать лучшего. И если электролиния имеет трехфазовую структуру, то для осуществления Интернета через розетку необходимо в распределительный электрощит установить устройство фазового сопряжения. Поэтому необходимо подключать данные устройства в сопряженные, параллельно подключенные розетки. И тем не менее, несмотря на описанные недостатки, попробовать стоит, тем более что настройка этих устройств очень проста и позволит организовать локальную сеть на весьма приличное расстояние. Если при построении локальной сети в частном доме приходится использовать несколько ретрансляторов и антенн для стабилизации Wi-Fi-сигнала или сверлить перекрытия и тянуть десятки метров кабелей, то здесь для расширения достаточно лишь купить дополнительный адаптер. Перспективы технологии PowerLine тоже очень заманчивы: данным способом можно объединить всю бытовую технику в одну умную систему с единым центром управления на персональном компьютере.

Как настроить HomePlug PowerLine-адаптеры? Первый адаптер подключают в электрическую розетку, а патчкордом подключают к роутеру в его порт LAN. Последующие – подключают к другим розеткам и соединяют с персональными компьютерами, которые входят в локальную сеть. После технических этапов соединения кабелей и вставки устройств в розетки находят на их корпусах кнопки «SYNC» или «PAIR». Нажимают их по очереди на всех адаптерах, и таким образом они автоматически вступают в режим «коннекта» и начинают обмениваться информацией.

При успешном подключении друг к другу на корпусе, помимо прочих индикаторов, должен загореться светодиод. Также загорятся индикаторы «Power», «Сеть» и «Wi-Fi» (при наличии беспроводного модуля). Остальные настройки, необходимые для работы пользовательского оборудования в локальной сети, производятся в маршрутизаторах и в самих ПК. Тем не менее необходимо учесть IP-адреса данных адаптеров по умолчанию, чтобы иметь возможность зайти для управления в их панель конфигурации. Эти данные указаны чаще всего на наклейке на корпусе адаптеров. К примеру, PowerLine-адаптеры фирмы D-Link в моем случае имеют IP 192.168.0.222. Соответственно, вся сеть должна иметь такой же вид – у роутера внутренний IP 192.168.0.1, а у остальных компьютеров адреса вида 192.168.0.XXX, где «XXX» – число от 2 до 253.

Если же в вашем конкретном случае работает на маршрутизаторе DHCP-клиент, раздающий IP автоматически, поменяйте адрес роутера (на указанный выше – см. пример). Также актуален вопрос безопасности – ведь, приобретя адаптер этой же фирмы, любой сосед, который каким-то образом связан с вашей пользовательской разводкой электросети, сможет бесплатно пользоваться вашей сетью. Но это не проблема – для обеспечения максимальной защиты можно контролировать подключения сторонних пользователей, для чего существует специальная утилита (ПО, к примеру, от компании TP-Link), с помощью которой можно с одного ПК контролировать все подключенные к «розеткам» устройства.

Работает она так. После установки в главном окне пользователь видит MAC-адрес того адаптера, к которому ПК подключен. Кликаем по его иконке с помощью кнопки Connect. При успешном подключении появится надпись Connected on High Speed и начнется сканирование всей сети, а обнаруженные адаптеры отобразятся в списке ниже.

Обратите внимание на пустое поле пароля (Password). Кликните по строке, нажмите на кнопку Enter Password и задайте вручную уникальный ключ, указанный на наклейке, помещенной на дне корпуса адаптера. Проделываем то же самое со всеми устройствами из списка, после чего переходим на вкладку Privacy – именно тут настраивается безопасность. По умолчанию вся сеть является открытой (потенциальный сосед может ее легко использовать в своих целях). Но пользователь может и для безопасности должен сделать свою сеть приватной. Для этого надо задать свое уникальное название в поле Private Network Name, чтобы активировать протокол шифрования DES. Далее нажимают кнопку Set All Devices, чтобы добавить в нее все имеющиеся в локальной сети компьютеры.

2.2.2. Многофункциональная розетка с дистанционным управлением Wi-Fi своими руками

Обычно в многоквартирных домах реализуется одна и та же схема электропроводки: в домах в одной из комнат розетки объединены в блоки по два двухрозеточных модуля вплотную друг к другу, в двух стандартных пластиковых «подрозетниках» соответственно. Что надо пользователю?

Во-первых, получать команды через Wi-Fi и выдавать соответствующие управляющие сигналы на замыкание контактов. То есть нужен модуль контроллера с Wi-Fi. Поскольку существует плата на AR9331 и ее модификации – см. рис. 2.4, то реализация собственноручного изготовления Wi-Fi-управления не представляет проблемы.

Нам понадобится исполнительный блок – токовый ключ с реле, коммутирующие контакты которого рассчитаны на ток 16 A и напряжение в сети 220-250 В. В этом случае подходит практически любая схема и (или) модуль, готовый к выполнению описанной задачи, то есть управляемый импульсом амплитудой 5-9 В. Один из таких возможных модулей представлен на рис. 2.5.

Рис. 2.4. Модуль Wi-Fi: разные модификации на «открытой плате»

Рис. 2.5. Вариант исполнительного модуля

Сам модуль Wi-Fi придется взять готовый, промышленного изготовления, чтобы сэкономить время и средства. На рис. 2.4 были показаны разные модификации такого модуля. В моем случае применена плата, внешний вид которой представлен на рис. 2.6, а разводка печатной платы – на рис. 2.7.

Рис. 2.6. Внешний вид модуля Wi-Fi модификации ESP-01

Рис. 2.7. Внешний вид разводки печатной платы Wi-Fi модуля ESP-01

Питать эти два модуля (Wi-Fi и исполнительного устройства) надо напряжением 5-8 В, для чего вполне подойдет любой маломощный адаптер сетевого питания с соответствующим выходным напряжением.

Габаритные размеры этой платы настолько невелики, что их хорошо иллюстрирует рис. 2.8, на котором плата модуля изображена рядом с картой памяти.

Электрическая схема компактного модуля Wi-Fi в исполнении на плате ESP-01 (и аналогичных) представлена на рис. 2.9. Этот модуль можно универсально применять как в самостоятельных разработках, так и в составе дистанционных Wi-Fi-розеток.

Блок-схема соединений модуля Wi-Fi с основной платой и контроллером представлена на рис. 2.10.

Рис. 2.8. Иллюстрация габаритных размеров платы модуля Wi-Fi на базе контроллера AR9331

Дополнительно потребуется плата с обвязкой и разъемом RJ-45. Все это после монтажных соединений умещается в «подрозетник» так, что никакие элементы не видны и корпуса для данного самодельного устройства делать не нужно. В доме много приборов, постоянно подключенных к сети 220 В. Все «китайские» (предназначенные для бытового использования) блоки питания пригодны только для работы под постоянным присмотром пользователя. «Подрозетники» маркированы значком «негорючее, 650 градусов».

Рис. 2.9. Принципиальная схема модуля Wi-Fi

Светодиод для индикации режима работы розетки (On/Off) -любой. Чтобы светодиод был виден получше, сверлом диаметром 3 мм проделайте небольшое отверстие в розетке. Теперь устройство готово к практическим испытаниям. Когда включается реле (слышен щелчок), светодиод моргает, значит, электричество в розетку подается. Времени на такую сборку уходит не более двух часов. Теперь можно поработать над программным обеспечением (прошивка контроллера). Но это уже тема другой книги.

Рис. 2.10. Блок-схема соединений модуля Wi-Fi с контроллером

Как вариант вместо токового транзисторного ключа с исполнительным реле можно применять симистор в цепи переменного тока, включенный в цепь 220 В. Но управление симисторным модулем индуктивной нагрузкой небезупречно и имеет свои особенности, которые и следует учитывать разработчику.

Практические испытания проводились в июле 2015 года. Необходимо отметить помехоустойчивость этой розетки; при подключении к основным контактам (220 В) в розетку электрического фена мощностью 400 Вт сигнал не пропадает. Нагрев элементов устройства незначительный и превышает температуру +30 °С (замерено после 24-часовой эксплуатации в непрерывном режиме).

Можно пойти дальше и оснастить устройство тепловой защитой, которая, полагаю, не будет лишней. К примеру, хоть розетка (устройство) предполагает частое включение-выключение, это со временем приводит к износу контактов реле, которые будут искрить и нагреваться. Для устранения этой возможной неприятности необходимо установить температурный датчик на реле со стороны контактов и в случае нагрева отключать устройство. А можно пойти еще дальше и – при наличии соответствующей платы другого устройства – не только включать и выключать реле посредством Wi-Fi, но и отображать информацию о мощности нагрузки, а заодно и температуру в комнате.

2.3. О чем не говорят громко

Электронная розетка с контроллером внутри может иметь огромные перспективы в плане сбора информации вокруг себя. Освещенность, температура воздуха, наличие движения/присутствия и далее – запись голоса, видео и прочее, прочее, прочее, с возможностью передачи информации куда угодно. Более того, с подобным дистанционным управлением можно сделать и аварию в нужном месте.

По сути, за аббревиатурой IoT скрываются весьма интересные открытия. Эта очень удобная система, получившая название «Интернет вещей» (IoT), отнюдь небезопасна. Уже существуют различные вирусы, в том числе «трояны», для устройств, управляемых через Интернет. К рассматриваемой теме эти сведения имеют прямое отношение, поскольку мы собираемся управлять нагрузкой в электрической цепи именно с помощью Интернета и локальной сети Wi-Fi. Кофеварки, чайники и другое бытовое оборудование, системы, управляемые по Wi-Fi, «родились» не вчера, но и они небезупречны, несмотря на то что с их появлением для пользователей всего мира открыты новые перспективные возможности. Но одновременно с ними появились и причины всерьез опасаться нового витка прогресса. Надо полагать, производители устройств, подпадающих под определение системы управления IoT, не задумывались о безопасности пользователей или же, осознавая возможности несанкционированного управлениями своими «детищами», предлагают их именно как бытовое развлечение, не более того… Действительно, большинство производителей и поставщиков такой техники, как Wi-Fi-устройства управления и, в частности, «интернет-розетки», рассмотренные во второй главе книги, озабочены лишь удобством для пользователей, созданием «электронного комфорта», дружелюбным интерфейсом и скоростью вывода продукта на широкий рынок, то есть собственными доходами небезупречного предприятия.

Давайте задумаемся на минуту как пользователи и потребители этих гаджетов, и мы поймем, что производители торопятся заставить нас как можно скорее купить эти вещи. Но в результате, в соответствии с кратким анализом, предложенным в данной книге, оказывается, что наш дом легко может превратиться в. минное поле. Каждое подобное устройство будет иметь все более сложное программное обеспечение (прошивку, неподконтрольную пользователю) и сетевые права доступа. Уже сегодня нежелательно безусловно доверять радионяням, снабженным двусторонним аудиосопровождением, а также двусторонним видеоканалам, ибо велика вероятность подмены. Можно «взломать» экологически чистые «умные решения» – термостаты для отопления, «умные» светодиодные лампы, что приводит к возможности внешнего (несанкционированного) управления системой освещения. «Умные дверные звонки» и системы видеозаписи в XXI веке также оказались уязвимыми, что составляет счастье и интерес для потенциальных воров с соответствующим образованием.

Самое неприятное и страшное в том, что «Интернет вещей» не ограничен уязвимостями описанного характера: он реально может быть использован против нас – граждан и пользователей, причем оплативших его из своих средств. Некоторые модели телевизоров Samsung могут записывать информацию и передавать ее третьим лицам обо всем, что слышат их микрофоны и, возможно, видят их камеры. К сожалению, то, о чем я сейчас пишу, не химера и не результат паранойи. Не важно, какая именно электронная вещь взламывается. Ею может в конкретном случае стать бытовой холодильник, дверь, автомобиль или медицинское оборудование в клинике. Все эти и многие другие устройства, которыми можно управлять дистанционно, могут быть использованы для упрощения доступа и к другим «интернет-вещам». Еще интереснее соединять полученные обрывки информации для получения целостной картины в формате даже простого анализа того, что творится вокруг. То же касается и рассмотренных в книге устройств.

Такие электронные устройства, использующие систему «Интернета вещей», должны защищаться так же, как персональные компьютеры, телефоны, КПК и планшеты, если не строже. Они не должны хранить пароли в виде простого текста, им нельзя позволять собирать данные о пользователе – в любых целях. Поэтому читатели моей книги и потребители таких устройств – в общем смысле – должны понимать потенциальные опасности Wi-Fi-управления наряду с рекламой производителем их инновационных функциональных признаков.

2.4. Варианты совершенствования системы

Для реализации такой практической идеи используют сеть Pi, на которой будет крутиться веб-сервер, аккумулирующий собранные данные. Управлять несколькими розетками, каждой со своим IP, через веб-сервер не очень удобно. Конечно же, все современные устройства управляются сейчас с мобильных приложений, и никаких проблем с реализацией любого произвольного поведения не существует. Но одно дело – управляться с мобильного приложения, а другое – реализовывать автономную логику, к примеру включение вытяжки в ванной при повышении влажности: для этого нужен стационарный девайс, который будет за всем этим следить. Этим устройством вполне может служить рассмотренный выше модуль на MCU AR9331, и более того, даже самого обычного микроконтроллера хватит.

Практически же на примере рассмотренной в начале 2-й главы Wi-Fi-розетки модели HL0107 основной модуль Wi-Fi признан универсальным устройством. На рис. 2.11 представлен его внешний вид в корпусе розетки SWS-A1 производства Финляндии.

Эта иллюстрация внутренностей устройства. На рис. 2.12 представлен вид SWS-A1.

Рис. 2.11. Внешний вид в корпусе розетки SWS-A1 производства Финляндии

Рис. 2.12. Внешний вид SWS-A1

В этом месте меня могут спросить: не будет ли разумнее отказаться от электромагнитного реле в пользу твердотельного? И не столько из-за расхода электроэнергии на удержание якоря реле, сколько из-за его возможного нагрева. Действительно, твердотельные реле по распиновке и форм-фактору идентичны тому, что стоит на рассмотренной выше плате исполнительного устройства (см. рис. 2.5). А может даже выиграть в габаритах. Но не стоит забывать, что твердотельные реле на большой нагрузке будут греться сильнее, чем реле слаботочное электромагнитное, пока у него не обгорят контакты.

Отсюда – проблема больших нагрузок решается правильным подбором компонентов (как в случае с электромагнитным реле, так и для твердотельных). С десятикратным запасом по мощности, конечно, никто реле ставить не будет, а на крайний случай можно дополнительно предусмотреть автоматическое выключение при превышении определенного тока в управляемой цепи или установить плавкий предохранитель в цепь нагрузки. У электромеханических реле на таких нагрузках неоспоримое преимущество по стоимости решения.

2.5. Практика изготовления антенны для работы в сети Wi-Fi

Обладатели беспроводных устройств на базе технологии Wi-Fi часто сталкиваются с низким уровнем приема сигнала. Нередко проблема уверенного приема возникает в квартире или загородном доме, где на пути распространения Wi-Fi-сигнала встречаются преграды в виде стен или мебели. Чтобы уменьшить количество «мертвых зон», где теряется сигнал, необходимы определенные действия, самое простое из которых – закупить бюджетную Wi-Fi-антенну с относительно высоким коэффициентом усиления (больше, чем у штатной антенны).

Тем не менее простую Wi-Fi-антенну с равномерной зоной направленности для дома можно быстро сделать даже своими руками. Один конец одножильного медного провода диаметром 1-1,5 мм припаиваем к коннектору или сразу к кабелю. Затем надо отмерить первый отрезок в 60 мм и в этом месте сделать петлю диаметром 10 мм; ее удобно сделать на оправке в виде трубки. Затем отмерим второй участок провода длиной 92 мм и сделаем вторую петлю. Всю конструкцию укладываем в ПХВ-трубку, чтобы придать ей законченный и эстетичный вид, радующий глаз. Аккуратно собранная таким образом, антенна в авторском варианте имеет усиление 5-6 dbi, в отличие от штатной, имеющей всего 2 dbi.

По сути, получился антенный отражатель, представляющий собой проводящие концентрические кольцевые поверхности, расположенные в одной плоскости. Под воздействием падающей волны электромагнитного поля, согласно принципу Гюйгенса, каждое кольцо становится источником вторичного излучения (см. рис. 2.13), которое направлено в разные стороны, в отличие от параболоида вращения, отражающего все лучи в направлении фокуса. Можно подобрать такую ширину каждого кольца зональной антенны и расстояние между ними, чтобы сигналы вторичного излучения от средних линий каждого кольца в определенной точке пространства совпадали по фазе. Для этого достаточно, чтобы расстояния между средними линиями колец и указанной точкой отличались на длину.

Рис. 2.13. Схема петли

Точку в центре спирали по аналогии с параболоидом можно назвать фокусом. В фокусе, как и в параболической антенне, находится облучатель. Зональная антенна плоская по форме, поэтому более технологична именно в любительских условиях изготовления. Может быть выполнена из большого куска фольгированного пластика или методом травления, или путем вырезания промежутков между кольцами. Ее также можно изготовить наклейкой колец из фольги или ровной жести на лист гетинакса, текстолита, оргстекла, ДВП. Для снижения ветровой нагрузки в диэлектрическом основании антенны просверливают произвольное количество отверстий. Внешний вид готовой конструкции в авторском исполнении представлен на рис. 2.14.

Рис. 2.14. Внешний вид плоской Wi-Fi-антенны

Сигналы, излученные серединой колец, оказываются в фазе с сигналом, излученным центром диска. «Расфазировка» между сигналами, излученными кромкой диска и его центром, а также кромками колеи и их серединой, составляет всего 1/4 длины волны. Таким образом, расчет антенны сводится к выбору места расположения фокуса на воображаемой оси антенны, т. е. расстояния от полотна антенны, и вычислению внутренних и наружных радиусов колец в зависимости от длины волны ретранслятора. Расстояние от спирали до внешних стенок корпуса устройства не критично, и его выбирают в пределах 50-100 мм (для антенн больших диаметров – свои значения). Сигналы, которые излучают края колеи, отличаются по фазе от сигналов, которые излучает окружность (находится в середине кольца), обеспечивающая синфазность. Широкие кольца обеспечивают широкополосность антенны. В связи с тем, что радиусы колеи (петли) зависят от длины волны сигнала, может показаться, что антенна является узкополосной и для частоты (длины волны)

Wi-Fi понадобятся соответствующие размеры колец. Однако расчеты показывают, что это не так.

Основным недостатком зональной антенны, по сравнению с параболической (такого же диаметра – при прочих равных условиях), является заметно меньший коэффициент усиления, так как не вся энергия сигнала, попадающая на полотно антенны, направляется к облучателю. В условиях слабого сигнала потеря усиления даже на 2 дБ приводит к поражению сигнала из-за внешних электромагнитных помех. Для компенсации недостатка коэффициента усиления необходимо увеличивать диаметр полотна антенны, хотя при достаточной мощности Wi-Fi-сигнала для конкретной точки приема, выбранной опытным путем, такая антенна обеспечивает хорошие результаты. Готовая антенна соединяется с ноутбуком (или иным устройством, точкой доступа к сети Wi-Fi) с помощью ВЧ-коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом.

На практике антенну можно сделать и из более тонкого медного трансформаторного провода, к примеру диаметром 0,7 мм. При этом легко заметить увеличение скорости закачки файлом и обмена данными по Wi-Fi (при прочих равных условиях), то есть такое усовершенствование гарантирует улучшение приема сигналов точкой доступа в относительном удалении от роутера. А значит, имеет смысл. Особенно эффективна в деревнях.

Внешне она выглядит как кусок железа – см. рис. 2.14, но работает исправно и дает эффект. Этот способ привожу для тех, кто хочет быстро и относительно малозатратно улучшить связь на Wi-Fi. Антенну (соединительный кабель) надо припаять к точке на плате, где начинается антенна.

В следующем разделе поговорим о том, к каким разъемам можно подключать рассмотренную здесь самодельную антенну.

2.6. Особенности организации домашней сети Wi-Fi

Беспроводной Интернет дома – заманчивая идея для многих семей. Широкое распространение беспроводных технологий позволяет отказаться от кабелей (для сетевых подключений) хотя бы и в отдельно взятом, даже в деревенском, доме. Одно из применений беспроводных сетей, которое я с успехом воплотил на «своем» хуторе в Вологодской области, – создание легкого доступа в Интернет для любых компьютерных устройств (с использованием беспроводного подключения и с сохранением безопасности подключения). Что это значит? Это значит, что с помощью несложных рекомендаций почти каждый может подключить беспроводной маршрутизатор (роутер) в своем деревенском доме и работать в Интернете (с помощью компьютера, в том числе ноутбука), не подключая его проводами (кроме питания – при необходимости), и даже за пределами дома на расстоянии до 1 км (зависит от типа роутера и выносной антенны). Подключение за пределами деревенского дома раскрывает перед сельским жителем невиданные доселе перспективы. Так, если подключить роутер в одном доме, сигнал охвата распространится на всю деревню. На своем хуторе я это реализовал на практике, о чем расскажу ниже.

Слово роутер известно с давних времен; имеет значение удлинителя в телефонной технике (и радиосвязи – в общем смысле).

Итак, я приобрел роутер TP-Link TL-WR941ND (многофункциональная модель маршрутизаторов Wireless N), рассчитанный для применения на ограниченной территории – дома или в малом офисе; обеспечивающий передачу данных на постоянной высокой скорости до 300 Мбит/сек (это довольно много). Технология MIMO, внедренная в данном устройстве, позволяет «не замечать» препятствия прохождению сигнала в виде стен из дерева, бетона, железных конструкций (актуально на фермах) и в условиях электрических помех от мощных потребителей электроэнергии (насосы, электродвигатели, сепараторы). Однако это далеко не все. Установив роутер в деревенском доме и настроив его на максимальную скорость взаимодействия с моим компьютерным оборудованием (что позволяет включать компьютер или ноутбук с технологией Wi-Fi – любое компьютерное оборудование, выпущенное в течение последних 5 лет), я достиг того, что к компьютеру не нужно подключать никаких дополнительных проводов, но применять его в любой точке на расстоянии от роутера до 1 км; это и есть «удобные» беспроводные технологии, позволяющие жить и работать с тем же (и более) комфортом, как в крупном городе.

Но и на этом я не остановился. Ведь если к этому роутеру добавить особую (внешнюю) антенну, с хорошим усилением сигнала, можно организовать взаимодействие по беспроводным технологиям… по всей деревне.

Далее я расскажу, как самостоятельно настроить роутер TP-Link TL-WR941ND в домашних условиях, без вызова специалиста-на-стройщика, и «сделать Интернет» по всей деревне из одной точки (дома); сегодня, в условиях распространения Интернета в деревне, это может быть повторено практически любым из наших читателей.

Важное замечание: для реализации задуманного у пользователя уже должен быть проведен Интернет или надо иметь компьютерный модем (обеспечивает сотовый оператор на вашей территории покрытия).

Итак, открываем коробку… В комплект роутера TP-Link TL-WR941ND входят блок питания, сетевой кабель (патчкорд) и три антенны.

Эти антенны позволяют не только улучшить дальность распространения сигнала, но и увеличивают его мощность, что немаловажно в любом частном доме. На передней панели роутера расположены световые индикаторы режимов работы, а также кнопка запуска QSS: функции Quick Secure Setup, предназначенной для быстрой настройки защищенного соединения между роутером и беспроводными устройствами.

На задней панели (рис. 2.20) разместились три разъема типа SMA для трех антенн (в комплекте), которые можно заменить любыми другими антеннами (рассчитанными на частоты 2 ГГц), имеющими стандартный разъем. На рис. 2.15 видны 4 порта LAN 10/100 (закрыты бумажной защитной наклейкой) для подключения устройств домашней сети и порт WAN 10/100 для подключения к внешней сети.

Рис. 2.15. Вид роутера TP-Link TL-WR941ND сзади

Именно к этим разъемам – вместо штатной – можно подключить самодельную антенную, подробно рассмотренную в разделе 2.5.

Слева (рис. 2.15) расположены разъем для блока питания и утопленная кнопка сброса настроек. На днище корпуса присутствует наклейка с указанием MAC и серийного номера, а также настроек роутера по умолчанию: адрес, логин и пароль. Тут же есть два отверстия для монтажа роутера на стене в трех положениях.

Для управления интерфейсами проводной сети задействован контроллер Marvell 88E6060, применена гальваническая развязка интерфейсов от электроники роутера.

При подключении (вместо штатных) узконаправленной антенны с усилением более 17 dbi (к примеру, TP-Link TL-ANT2414A) можно рассчитывать на качественную связь между роутером и точкой доступа, установленной (максимально) в полутора километрах от него; так можно организовать интернет-связь до 1 км в прямой видимости корреспондентов.

От роутера (точки доступа) до антенны протягивают небольшой отрезок соединительного кабеля, чем меньше – тем лучше: потери сигнала в кабеле будут ниже, – к примеру до 7 м (длина соединения между антенной и точкой доступа) разумно использовать кабель 5d-fb, от 7 до 15 м – 8d-fb, про большую длину не стоит даже думать, либо тогда уже точку ставить рядом с антенной, а до точки тянуть витую пару, с чем справятся, пожалуй, везде.

Направленные антенны D-Link DWL-R60AT и TP-Link TL-ANT2409A, TP-Link TL-ANT2414A (их габаритные размеры 80x85x12,8 мм) позволяют устанавливать их и внутри помещения. Снаружи возможен монтаж на вертикальной стене или столбе, для чего в комплекте имеются специальные монтажные скобы и хомуты. Антенна предусматривает непосредственное (без кабеля) подключение к точке доступа с помощью разъема SMA. Коэффициент усиления 6 dbi.

2.6.1. Настройка роутера для Интернета без драйвера

Присоедините антенны и адаптер питания. Соедините кабелем (его же называют патчкордом) роутер и компьютер. На компьютере кабель должен входить в разъем сетевой карты LAN. На роутере в любой LAN-порт (к примеру, «1»). Предварительно надо снять защитную пленку с разъемов LAN. Затем подключите кабель от провайдера Интернета в WAN-порт роутера.

2.6.2. Настройка параметров соединения на компьютере

Определите, какая операционная система стоит на компьютере, и зайдите в настройки сети.

Windows XP: Пуск ⇒ Панель управления ⇒ Переход к классическому виду (если окно на синем фоне) ⇒ Сетевые подключения ⇒ Подключение по локальной сети (правой кнопкой мыши) ⇒ Свойства ⇒ Протокол Интернета TCP/IP.

Windows Vista: Пуск ⇒ Панель управления ⇒ Просмотр состояния сети и задач ⇒ Управление сетевыми подключениями (слева) ⇒ Подключение по локальной сети (правой кнопкой мыши) ⇒ Свойства ⇒ Протокол Интернета версии 4.

Windows Seven: Пуск ⇒ в строке поиска набираем слово «Центр» ⇒ выбираем в появившемся списке Центр управления сетями и общим доступом ⇒ слева – Изменение параметров адаптера ⇒ Подключение по локальной сети (правой кнопкой мыши) ⇒ Свойства ⇒ Протокол Интернета версии 4 > далее см. рис. 2.16.

Если нет строки поиска – последовательно открывайте окошко Настройки ⇒ Панель управления.

Для компьютеров Mac OS: Apple ⇒ Системные настройки ⇒ Сеть ⇒ Ethernet ⇒ DNS-сервер.

С настройкой компьютера мы разобрались; далее переходим к непосредственной настройке роутера.

2.6.3. Настройка оборудования

Заходим в любой установленный интернет-браузер, к примеру Internet Explorer. В адресной строке сверху посередине (там уже написаны буквы http) набираем 192.168.1.1.; нажимаем Enter – иллюстрация на рис. 2.17.

Рис. 2.16. Иллюстрация окна настроек

Рис. 2.17. Вид окна «Требуется аутентификация»

Далее наберите: логин: admin, пароль: admin – и подтвердите выбранные настройки кнопкой Save.

После заполнения всех полей нажмите кнопку Save. Теперь можно переходить к настройке Wi-Fi-соединения.

Примерные настройки маршрутизатора выглядят так (табл. 2.1):

Таблица 2.1. Примерные настройки роутера TP-Link TL-WR941ND

Внимание, важно!

На вкладке WIRELESS окна WirelessSettings в поле SSID введите желаемое имя своей домашней сети, чтобы находить ее среди других окружающих сетей (см. рис. 2.18).

Далее необходимо выбрать тип шифрования радиосигнала. Это очень важный этап настройки, поскольку есть искушение сразу выбрать максимально новое из возможных (современное) шифрование WPA2-PSK(AES). Скорость обмена данными в этом случае возможна максимальная для данного типа роутеров – 300 Мбит/с.

Рис. 2.18. Параметры, прописываемые на вкладке WIRELESS

Так можно поступить, если у вас все ПК (ноутбуки) выпуска позднее (новее) 2008 года. Если же в сети будут работать несколько разных (по новизне) компьютеров, причем с ОС Windows XP (разных модификаций) и еще более ранних (ОС), такой тип шифрования на относительно старых ПК работать не будет. В последнем случае рекомендую выбрать самую простую версию шифрования – «Открытое». Скорость обмена данными упадет примерно до 54 Мбит/с, зато будет обеспечена работа по Wi-Fi на всех моделях ПК. Есть и «компромиссные», промежуточные варианты, к примеру шифрование WEP.

Далее введите латиницей пароль (по вашему выбору) и сразу запишите его на доступном носителе информации. В заключение сохраните настройки кнопкой Save (рис. 2.18).

Внимание, важно!

Для того чтобы использовать Wi-Fi-соединение, необходимо, чтобы адаптер Wi-Fi на ноутбуке был включен (для новичков это неочевидно).

Если пропал Интернет, перезагрузите роутер. Для этого выньте адаптер питания из розетки на 10-15 секунд и вставьте обратно; это нередко помогает.

Конечно, вы можете купить для этой цели и другую модель роутера, заблаговременно проконсультировавшись со специалистом; принцип его настройки не изменится.

Вся описанная процедура может быть повторена пользователем даже с небольшими навыками общения с ПК, и в моем случае заняла всего 1 час драгоценного времени.

Таким же образом можно настроить любой другой маршрутизатор (роутер) и пользоваться в свое удовольствие в любой точке деревни, не таская за собой проводов.

А для особо креативных молодых людей (в глубинке, что бы ни говорили, а я таких знаю) в моей рекомендации найдется и еще одно очевидное преимущество – вы без особых затрат сможете «организовать» свой деревенский Интернет, установив один роутер (на всю деревню) в своем доме, и тогда ваши соседи могут пользоваться (работать в сети) бесплатно или посильно компенсировать вам затраты на такую организацию интернет-общения (стоимость роутера от 500 рублей и выше – в зависимости от модели и мощности).

Это также является креативной идеей для создания собственных сетей на территории одного сельского поселения. Бабушки (и не только) помнят, как до времени развала колхозов председатели передавали новости и объявления через местную трансляционную (радио-) сеть. Теперь с новыми информационными технологиями, буквально входящими в каждый дом, у жителей деревни (и администраций сельских поселений) появилась новая возможность оперативно информировать друг друга (в том числе пользоваться практически безграничными возможностями в глобальной сети Интернет) и всех заинтересованных лиц.

К слову, в наш век развитых информационных технологий даже Президент РФ открыт для общения в своем блоге. Только вот захотят ли сельские жители пользоваться новыми технологиями, расширяя свои возможности и патриархальный уклад? На это нам ответит время.

По всем вопросам могу проконсультировать по электронной почте.

Внимание, важно!

Если выносную (внешнюю) антенну использовать на открытом воздухе, нужно предусмотреть защиту от непогоды и влаги (осадков).

Самая простая защита – обернуть со всех сторон место соединения разъема (коннектора) целлофаном и зафиксировать хомутом или изолентой, чтобы предотвратить попадание влаги. Для крепления (монтажа) такой антенны также рекомендую использовать пластмассовые фиксаторы и строительные (сантехнические) хомуты длиной 300 мм; пластмассовые фиксаторы не вносят помех в работу антенны, в то время как цельнометаллические крепления, напротив, могут свести всю подготовительную работу насмарку.

2.7. «Тонкая» настройка выносных антенн Wi-Fi на местности

Для точной («тонкой») подстройки выносной антенны и роутера потребуются как минимум два человека, для удобства снабженных рациями – для оперативного согласования о действиях.

После установки внешней антенны на улице – на деревянном шесте-мачте для телевизионной антенны – ее необходимо «тонко» настроить на точку доступа; это называется согласованием. Для этого подключим оборудование, ПК. Один из наладчиков постоянно находится рядом с компьютером, второй – рядом с антенной. Он медленно (имеет значение каждый градус) поворачивает антенну во все стороны и согласовывает свои действия с коллегой и ПК, который следит за уровнем сигнала. Современное программное обеспечение позволяет это сделать. Таким образом находят точку, в которой сигнал будет максимальным (соответственно, и усиление антенны), и надежно закрепляют антенну в этом положении. Так с помощью «тонкой» настройки можно «выжать» из антенны максимальное усиление, которое превышает минимум в 3-4 раза. Этот результат можно считать удачным.

2.7.1. Кабели и фидеры (особенности)

Популярный (в смысле доступный почти везде, в этом лишь и есть его ценность) коаксиальный кабель RG58/U на практике дает очень существенные потери полезного сигнала. Он рассчитан на работу с частотой не более 1 ГГц (согласно техническим характеристикам и паспортным данным), а частота 2,4 ГГц, на которой работает большинство моделей роутеров, является для этого кабеля «запредельной». Конечно, кое-как он «вытягивает» полезный сигнал, если предполагать, что можно довольствоваться ослаблением 0,8 дБ/м кабеля.

Представим себе, что потери сигнала (ослабление) увеличиваются пропорционально длине кабеля (на погонный метр); с учетом использования совместно с данным кабелем антенны с небольшим усилением, к примеру 6 dbi, он становится для наших экспериментов малопригодным. Данный пример весьма показателен для того, чтобы понимать, насколько важен выбор не только роутера, но и кабеля и антенны.

Чуть лучшие (но все же далекие от оптимальных) характеристики имеет коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом RG-6U. В моем случае, когда дом соседа расположен на расстоянии 66 м, приходится «сберегать» каждый децибел. Лучше всего себя зарекомендовали кабели RJ-8X и AWG16 производства стран ЕС (волновое сопротивление 50 Ом). Также рекомендовал бы коаксиал URM67 (внешний диаметр 10 мм), но надо иметь в виду, что этот кабель практически не сгибается. Хотя и в этом можно найти определенный «плюс», поскольку Wi-Fi-антенна с весом до 1 кг (большинство современных) с помощью такого «жесткого» кабеля может крепиться уже сама по себе – как на твердом стержне. В этом случае его длина (в выносной части – «стебле») не должна превышать 1 м.

2.7.2. Как определить полезный материал для самостоятельного изготовления корпуса антенны Wi-Fi

Берем стакан с водопроводной водой, накрываем его крышкой и помещаем в рабочую камеру микроволновой печи. Включаем СВЧ-печь в режим 500 Вт на 2 минуты. По истечении указанного времени вода в стакане существенно нагревается. Открываем микроволновую печь, пробуем крышку на стакане тактильно (руками).

Крышка, пропускающая СВЧ, останется холодной – она нам подходит. Нагревающаяся за 2 минуты (даже незначительно) крышка свидетельствует о том, что она частично поглощает волны; ее применять в данном случае нежелательно.

Использованная литература

1. Карташев А. http://Wi-Fika.ru/internet-cherez-rozetku-homeplug-adapter-powerline.html.

2. Кашкаров А. П. Электроника на даче и в загородном доме. – М.: ДМК, 2009. – 288 с. – ISBN 978-5-94074-577-8.

3. Скуснов А. Тестирование точек доступа: беспроводной Интернет в каждую квартиру // Upgrade: компьютерный еженедельник. – 2004. – № 44 (186).

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi.

5. http://Wi-Ficenter.ru/xarakteristiki-koaksialnyx-kabelej/.

6. Six Wi-Fi Interoperability Certifications Awarded By The Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA).

7. /news/802_11n_wi_fi_otveti_na_5_bolshih_voprosov/802.11n: Wi-Fi: ответы на 5 больших вопросов.

8. IEEE 802.22TM-2011 Standard for Wireless Regional Area Networks in TV Whitespaces Completed (англ.). Business Wire (27 July 2011).

9. Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) Awards New Wi-Fi Interoperability Certification.

10. Wireless Fidelity’ Debunked. Wi-Fi Planet.

11. Get IEEE 802. http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.11-2007. pdf.

12. standards.ieee.org – ссылка на страницу скачивания полного официального текста стандартов.

13. Тестирование альтернативных прошивок современных роутеров: http:// www.overclockers.ru/lab/40205/Testirovanie_alternativnyh_proshivok_ sovremennyh_routerov.html.

14. Virtual Wi-Fi в Windows 7: https://ru.intel.com/business/community/in-dex.php?automodule=blog&blogid=1960&showentry=1126.

15. Решение ГКРЧ от 20 декабря 2011 г. № 11-13-07-1.

16. Постановление Правительства РФ от 12 октября 2004 г. № 539 г. Москва [Российская газета] // http://www.rg.ru/2004/10/21/radioelektronika-dok.html.

17. Интернет-газета Comnews публикует материал на тему регистрации радиоэлектронных средств с Wi-Fi: http://rkn.gov.ru/main/about/858/887. shtml?id_news=62.

18. Use of laptop computers connected to internet through Wi-Fi decreases human sperm motility and increases sperm DNA fragmentation (англ.) // http://www.fertstert.org/article/S0015-0282% 2811%2902678-1/fulltext.

19. www.fertstert.org.

20. Wi-Fi не вреден для здоровья // Вокруг света // http://www.vokrugsveta. ru/news/996/.

Content

Андрей Кашкаров
Управление и настройка Wi-Fi в своем доме

1. Аспекты организации сети Wi-Fi

1.1. Особенности Wi-Fi

1.2. Преимущества и недостатки перед другими формами передачи данных на небольшие расстояния

1.2.1. Общеизвестные преимущества Wi-Fi

1.2.2. Недостатки

1.3. Защита от вторжения: разные варианты

1.4. Перспективы технологии Wi-Fi на разных уровнях

1.5. Взаимодействие сетей Wi-Fi и сотовой связи

1.6. Вопросы взаимодействия программного обеспечения ПК и сетей Wi-Fi

1.7. Регистрация оборудования: нужна ли она?

1.8. Принудительное подавление Wi-Fi c помощью специальных генераторов

1.8.1. Техническое описание портативного подавителя сотовой, Wi-Fi– и Bluetooth-связи «Скорпион 120A-Pro» (Noname)

г. 1.8.2. Преимущества устройства

1.8.3. Принцип работы и комплектация устройства

1.9. Безопасность здоровья

1.10. Рекомендации по безопасности информации, передаваемой через сети Wi-Fi

1.11. Распределение Wi-Fi-сигнала посредством ноутбука

1.12. Варианты выбора и технические характеристики оборудования

2. Управление по Wi-Fi своими руками

2.1. Устройства управления по сети Wi-Fi

2.1.1. Умная управляемая электрическая Wi-Fi-модель HL0107

2.1.2. Альтернативный вариант: модель Orvibo WiWo-S20

2.1.3. Беспроводная Wi-Fi-розетка BePlug 15

2.1.4. Устройство DSP-W215

2.2. Практические решения для самостоятельного повторения

2.2.1. Интернет в «обычной» розетке для скрытого монтажа

2.2.2. Многофункциональная розетка с дистанционным управлением Wi-Fi своими руками

2.3. О чем не говорят громко

2.4. Варианты совершенствования системы

2.5. Практика изготовления антенны для работы в сети Wi-Fi

2.6. Особенности организации домашней сети Wi-Fi

2.6.1. Настройка роутера для Интернета без драйвера

2.6.2. Настройка параметров соединения на компьютере

2.6.3. Настройка оборудования

2.7. «Тонкая» настройка выносных антенн Wi-Fi на местности

2.7.1. Кабели и фидеры (особенности)

2.7.2. Как определить полезный материал для самостоятельного изготовления корпуса антенны Wi-Fi

Использованная литература