Пробле́ма скры́того узла́ в беспроводных сетях возникает, когда два или несколько узлов сети (абонентов) пытаются получить доступ к базовой станции (точке доступа) сети, но при этом не видят друг друга, т.е. физически не могут принимать сигналы в эфире друг от друга (например, из-за большой дальности, условий распространения сигналов и т.д.). Это приводит к проблемам с Управлением Доступом в Эфир (media access control, MAC), т.к. большинство существующих способов доступа в цифровые сети со стороны абонентов этой сети используют определение занятости каналов путём прослушивания сигналов от соседних абонентов (технологии CSMA/CD, CSMA/CA и т.д.).
Для примера возьмём Топологию Звезда, образуемую Точкой Доступа (Access Point) с несколькими узлами, находящимися на окружности, радиус которой близок к максимально достижимой дальности действия для данного вида связи. Тогда, даже если все узлы окажутся в поле действия связи с точкой доступа, не все из них смогут принимать сигнал друг от друга. Например, узел, находящийся на одной стороне окружности, скорее всего сможет отслеживать сигнал от узла, расположенного на той же стороне окружности, но вряд ли этот же узел будет принимать сигнал от узла, находящегося на противоположной стороне окружности, на расстоянии 2r, где r - радиус окружности. Эти узлы друг для друга будут являться скрытыми. Из-за того, что скрытые узлы не отслеживают сигналы друг друга, они могут начать посылать пакеты в точку доступа одновременно. Когда радиоволны от узлов дойдут до точки доступа, то они интерферируют. Это называется - Коллизия .При использовании метода Множественного Доступа с Прослушиванием Несущей и Обнаружением Столкновений (CSMA/CD) описанная выше ситуация может приводить к невозможности установления связи или обрыву уже установленной связи.
Данная проблема частично решается в методе доступа CSMA/CA, где происходит посылка пакетов RTS/CTS. Данный метод используется, например, в стандарте IEEE 802.11. Не получив ответа на пакет RTS в виде пакета-квитанции CTS, вводится случайная задержка, через которую узел (назовём его "первым") ещё раз может попробовать получить доступ к сети. При этом если другой скрытый узел (назовём его "вторым") установил связь и ведёт обмен данными, то редкая посылка коротких пакетов RTS от первого узла не приводит к разрыву связи. Соответственно, первый узел просто не получает доступ к сети пока второй узел не освободит канал передачи. Таким образом реализуется "виртуальный" режим CSMA/CD.
Но, использование RTS/CTS приводит к увеличению количества служебных пакетов в сети и, как следствие, снижению полезной скорости канала.
Поллинг - это альтернативный метод доступа к среде, который решает проблему скрытого узла.
Поллинг основан на идее TDMA (англ. Time Division Multiple Access — множественный доступ с разделением по времени) — способ использования радиочастот, когда в одном частотном интервале находятся несколько абонентов, разные абоненты используют разные временные слоты (интервалы) для передачи.
Таким образом, TDMA предоставляет каждому пользователю полный доступ к интервалу частоты в течение короткого периода времени .
Т.е. последовательностью передачи данных узлами управляет точка доступа/базовая станция. Обмен пакетами между узлами сети искючается, падает количество служебного трафика и возрастает полезная скорость канала. Именно поэтому включение поллингового протокола целесообразно даже в соединениях точка-точка (ptp)
Каждый производитель WiFi оборудования разработал собственный (пропиетарный) поллинговый протокол, которые несовместимы между собой.
По этой причине при постоении беспроводной сети нужно использовать оборудование одного производителя.
А можно ли при помощи одной мощной точки доступа построить Wifi сеть для телефонов, ноутбуков с радиусом зоны покрытия , например 1-2 км?
На рынке существуют компактные устройства WiFi c радиомодулями достаточной мощности для покрытия территории такого размера. И при этом чувствительности радиомодуля телефона даже окажется достаточно, чтобы подключиться к точке доступа. Но из-за проблемы "скрытых узлов" такая сеть не будет работать. Т.е. она будет работать, но только при одном абоненте подключенном к сети. Кроме того, увеличение мощности передатчика точки доступа означает и увеличение чувствительности приемника , а значит ваша точка доступа скорее всего "увидит" множество беспроводных сетей вокруг себя. И включение CTS/RTS на точке доступа практически проблему не решит.
Поэтому задача покрытия большой территории сетью WiFi решеатся при помощи установки большого количества маломощных точек доступа, управляемых при помощи единого контроллера. Компания Микротик предлагает встроенный в маршрутизаторы контроллер CAPs Man , а Ubiqiti предлагает бесплатную UniFi-controller программу, устанавливаемую на любой персональный компьютер в сети (а теперь доступна и аппаратная версия контроллера UniFi- Ubiquiti UniFi Cloud Key , которая поддерживает до 30 точек доступа UniFI).
Можно построить WiFi сеть с радиусом зоны покрытия 10-20 км, но абонентские устройства должны поддерживать неколлизионные поллинговые протоколы.
Например, аналогичным образом решается задача постоения системы видеонаблюдения на большой территории.
Ставится базовая станция состоящая из точки доступа Ubiquiti Rocket M5 со всенаправленной антенной Ubiquiti AirMax Omni 5G10 , а в качестве передающих точек доступа для камер используются Ubiquiti NanoBeam M5-16
Отметим, что выбор оборудования в каждом конкретном случае индивидуален.