La vera molla che ha spinto al successo le reti locali senza fili e’ comunque stata rappresentata dalla liberta’ offerta dal collegamento wireless di poter connettere i computer della rete locale senza stendere cavi tra i locali degli uffici o degli istituti scolastici e soprattutto quella di potersi spostare liberamente con il proprio notebook o palmare senza perdere la connessione di rete.

Con l’acronimo WLAN ( Wireless Local Area Network )    [ I 9 ] [ I 10 ] [ E9 ] [ E10 ] [ F9 ] [ F10 ] [ S9 ] [ S10 ]  si intende una rete radio in area locale in grado di offrire una copertura con estensione compresa fino al centinaio di metri, per servizi di trasmissione dati, voce e accesso veloce ad Internet ed alle risorse della rete Intranet esistente.

Ormai si sta affermando sempre di piu’ lo Standard IEEE 802.11, il quale è situato rispettivamente ai livelli FISICO ( OSI Layer 1 ) e DATA LINK  ( OSI Layer 2 ) per connessioni di tipo Ethernet senza fili a 11 Mbps nell’ambito delle applicazioni domestiche, scolastiche e aziendali. Sulla base di questo standard operano attualmente i prodotti Wi-Fi (Wireless Fidelity) [ I 7 ] [ I 8 ] [ E7 ] [ E8 ] [ F7 ] [ F8 ] [ S7 ] [ S8 ]     certificati dalla Wi-Fi Alliance.  [ I 15 ] [ I 16 ] [ E15 ] [ E16 ] [ F15 ] [ F16 ] [ S15 ] [ S16 ]

Wi-Fi è quindi un marchio commerciale che assicura la compatibilità tra prodotti diversi basati sullo standard IEEE 802.11b, che è la versione attualmente piu’ diffusa a livello internazionale. A seguito del successo delle reti Wireless LAN in ambito privato (uffici, abitazioni), si sta procedendo all’estensione del Wi-Fi anche in aree pubbliche caratterizzate da un’alta densità di traffico dette anche  < HOT-SPOT >, utili per l’accesso a Internet a banda larga che, da un lato promette di essere la principale opportunità di mercato per il futuro sviluppo delle reti WLAN e dall’altro potrà assicurare una piattaforma per l’accesso ubiquo alle reti di telecomunicazione, affiancando altre soluzioni in via di allestimento, come l’UMTS  [ I 17 ] [ I 18 ] [ E17 ] [ E18 ] [ F17 ] [ F18 ] [ S17 ] [ S18 ]  o 3G ( Universal Mobile Telecommunications System ) o il DVB ( Digital Video Broadcasting ) interattivo.

Oggi il Wi-Fi non viene più realizzato soltanto attraverso adattatori di rete, ma spesso e' anche disponibile integrato in molti terminali d’utente: infatti, più del 50% dei PC portatili sono già dotati di hardware IEEE 802.11b/g ed è previsto che il 70% dei PC portatili sarà presto dotato di funzionalità Wi-Fi integrate in modalita’ congiunta con quelle mobili di tipo UMTS Super G ( 3,6 Mbps / 384 Kbps ).

Una delle principali ragioni alla base della diffusione del Wi-Fi e’ dovuta alla scelta della banda di frequenza. Infatti, lo standard IEEE 802.11b opera in una banda di frequenza allocata per utilizzazioni industriali, scientifiche e mediche ( da cui la denominazione di Banda ISM ).Le Bande ISM ( Instrument Scientific Medical ) sono state originariamente concepite per la messa in opera di sistemi atti ad utilizzare in uno spazio ridotto (da pochi metri a qualche centinaio di metri ) le radio-onde a fini industriali, scientifici, medici, domestici o analoghi, con esclusione dell’impiego per servizi di telecomunicazioni a grande distanza.

Alle bande ISM si attribuisce lo status normativo di “ Bande esenti da licenza Ministeriale ”. Tale peculiarita’ ha incoraggiato significativi investimenti in applicazioni tecnologiche avanzate ed innovative. Nella tabella seguente sono illustrate le bande di frequenza e le caratteristiche principali degli attuali standard IEEE 802.11  [ I 11 ] [ I 12 ] [ E11 ] [ E12 ] [ F11 ] [ F12 ] [ S11 ] [ S12 ]  ( * N.B. approvato solo il draft  802.11 pre-n ).

Ad oggi gli standard principali approvati in via definitiva sono : l’ 802.11b, l’802.11a e l’802.11g : entro il 2007 dovrebbero essere convalidate anche le nuove specifiche per lo standard 802.11n a 100 Mbps.

 
Lo standard 802.11 b è stato per lungo tempo il più diffuso sul mercato europeo e italiano; anche se approvato contemporaneamente al più perorante 802.11a, infatti, la versione “b” opera nelle frequenze intorno ai 2.4 GHz, liberalizzate nel nostro Paese per l’utilizzo privato.

Tuttavia le reti 802.11b condividono lo spettro di frequenze con altre tecnologie ( le più diffuse : telefoni cordless e forni a microonde ) e per questo possono essere soggette ad interferenze da parte di dispositivi operanti nella stessa area. Lo spettro di frequenze è suddiviso in 11 canali da 20 MHz ciascuno, su ciascun canale è possibile veicolare una velocità massima teorica di 11 Mbps, anche se il throughput reale a livello TCP/IP si colloca sempre tra i 4 e i 6 Mbps. Per poter comunicare correttamente, due apparati devono utilizzare lo stesso canale. La portata massima si attesta, con antenne standard per i dispositivi Soho ( Small Office Home Office ), a circa 50 metri.

 
Nonostante lo standard sia gia’ stato approvato nel 1999, i primi prodotti 802.11a, spesso definiti Wireless di Seconda Generazione, sono apparsi sul mercato solo nel 2001; la velocità massima teorica saliva da 11 a 54 Mbps, mentre il throughput reale toccava i 22 Mbps; i canali utilizzati erano in questo caso 48, mentre la portata scendeva a  25 metri.

A causa della banda utilizzata di 5 GHz i prodotti 802.11a non hanno attecchito sul mercato europeo, che ha dovuto quindi attendere lo standard 802.11g per poter adottare un wireless di seconda generazione. I prodotti “g” sfruttano le medesime frequenze e canali dei dispositivi 802.11b ma, grazie a un differente sistema di modulazione e codifica dei segnali, raggiungono i 54 Mbps teorici ed i 22 Mbps reali.

Lo standard IEEE prevede inoltre la completa retrocompatibilità con lo standard a 2.4 GHz di precedente generazione : ciò significa che i dispositivi 802.11b e 802.11g possono coesistere nella medesima rete.

Nel gennaio 2006 l’IEEE ha approvato la prima bozza ( draft ) delle specifiche 802.11 n ; si tratta di un nuovo standard, la cui pubblicazione definitiva è prevista per il 2007, che porterà la velocità massima teorica delle reti wireless locali a circa 200 Mbps ed il througput reale a circa 100 Mbps . Anche in questo caso i dispositivi saranno retrocompatibili con le soluzioni 802.11b e 802.11g, ma non tutti i dettagli tecnici sono stati stabiliti. Quel che è certo è l’impiego della tecnologia MIMO ( Multiple lnput Multiple Output ) [ I 13 ] [ I 14 ] [ E13 ] [ E14 ] [ F13 ] [ F14 ] [ S13 ] [ S14 ]  negli apparati di ricetrasmissione che analizzeremo in dettaglio nei prossimi paragrafi.

Le reti WLAN per loro stessa natura sono soggette a problematiche di sicurezza, dal momento che il mezzo di trasporto condiviso permette in linea di principio l’accesso a utenti non autorizzati. Per risolvere il problema della protezione delle WLAN, sin dagli inizi sono stati approntati protocolli di cifratura al fine di rendere intelligibili le trasmissioni agli intrusi.

Il WEP ( Wireless Equivalent Privacy ), il primo standard di questo tipo tutt’ora disponibile in tutti i prodotti per WLAN, si è dimostrato un clamoroso fallimento poiche’ utilizza chiavi di codifica statiche a 64 o 128 bit, ma può essere aggirato da chiunque rimanga in ascolto della comunicazione per un sufficiente periodo di tempo.

 
Ben più robusto ed efficace è il WPA ( Wireless Protected Access )  [ I 19 ] [ I 20 ] [ E19 ] [ E20 ] [ F19 ] [ F20 ] [ S19 ] [ S20 ]  il sistema correntemente adottato dai prodotti per WLAN; il WPA è disponibile in due implementazioni : per i contesti Soho, sfrutta una password precondivisa ( Psk, Preshared Key ) tra i dispositivi, sulla base della quale vengono di volta in volte generate le chiavi effettivamente utilizzate per la codifica sul canale radio. Per reti aziendali è anche possibile sfruttare un Server di Autenticazione RADIUS preesistente, secondo lo standard 802.1x, a cui affidare la distribuzione dei permessi di accesso.

Recentemente, lo standard WPA è stato aggiornato a WPA2, che utilizza al posto della codifica TKIP la più robusta AES ( Advanced Encryption System ); lo standard WPA2 fa parte dello standard di sicurezza IEEE 802.11i.  

Una terza alternativa per la protezione delle reti Wireless e’ l’impiego di tunnel VPN ; le reti private virtuali ( Virtual Private Network ) permettono di stabilire un canale sicuro su reti IP a prescindere dal mezzo di trasporto utilizzato.

Dal punto di vista architetturale, le reti locali senza fili WLAN presentano due fondamentali TOPOLOGIE DI RETE :

1 ] TOPOLOGIA DI RETE < AD HOC > :

in questo caso i terminali dotati di tecnologia wireless ( personal computer, palmari, notebook, …) comunicano direttamente gli uni con gli altri, secondo uno schema di tipo peer-to-peer ( punto a punto ) ; in questo caso non esiste alcun dispositivo che fa da centro stella e ciascuna trasmissione e’ indirizzata direttamente tra i due terminali coinvolti.

2 ] TOPOLOGIA DI RETE AD < INFRASTRUTTURA > :

essa prevede l’impiego di una o piu’ stazioni base wireless o punti di accesso  o Access Point, che fungono da centro-stella per i terminali senza fili e gestiscono le comunicazioni sulla rete.

Quindi la funzione primaria dell’Access Point classico e’ quella di estendere una rete locale cablata con connessioni wireless ; per questo gli access point dispongono di una interfaccia Ethernet per la connessione ad una LAN. Se non esiste alcuna rete cablata da integrare e la WLAN e’ utilizzata per collegare la totalita’ dei terminali, allora in questo caso  il punto di accesso non si deve limitare a gestire l’accesso senza fili, ma deve offrire anche le funzioni di condivisione dell’accesso ad Internet. Pertanto si sono diffusi sul mercato dispositivi all-in-one che integrano le caratteristiche di un Access Point a quelle di un Router ad es. ADSL. Questi dispositivi si collegano direttamente alla linea ADSL per poi distribuire la connessione tra i terminali wireless.