Беспроводные системы связи: беспроводное точечное подключение; сотовые системы связи: поколение 2,5G; 3G; 4G.




 

IEEE 802.15 – технология Bluetooth. Рабочая частота – 2,4 ГГц; расстояние до 100 м.

Скорость передачи:

Версия 1.0: 732,2 кбит/с; 781 кбит/с; 1 Мбит/с; 2,1 Мбит/с

Версия 2.0: до 3 Мбит/с

Версия 3.0: до 24 Мбит/с

 

IEEE 802.15.4 – ZigBee, HomeRFLite

Частота 2,4 ГГц: 16 каналов по 250 кбит/с

Частота 915 МГц: 10 каналов по 40 кбит/с

Частота 868 МГц: 1 канал по 20 кбит/с

Используется ячеистая структура, расстояние от 70 до 100 метров. Метод доступа – CSMA. Низкое энергопотребление, низкая стоимость. Возможность подключения до 60 тысяч устройств.

 

IEEE 802.15.3a – UWB (Ultra WideBand) – Wireless USB

Используется сверхширокополосная связь. Расстояние до 10 м. Частота от 3,1 до 10,6 МГц. Скорость передачи данных: 400-500 Мбит/с на прием, 60 Мбит/с на отдачу.

 

IEEE 802.15.3c

Частота 60 ГГц, скорость передачи – 16 Гбит/с, расстояние – 1 м.

 

Сотовые системы связи

Поколение 2,5G 3G 4G
Технология CDMA, GPRS, EDGE WCDMA, UMTS, WI-MAX, CDMA-2000 MC-DMA/OFDM, NoLA, LTE
Частота, МГц 800, 900, 1800   40000, 60000
Услуги передачи неголосовых данных SMS, MMS, WAP MMS, графика, видео Телеконференции, видео по запросу
Скорость 144-810 кбит/с 0,384-14 Мбит/с 50 Мбит/с-3,6Гбит/с
Период эксплуатации С 2002 г. С 2004 г. С 2010г

 

4G

 

UMB (Ultra Mobile Broadband). Продвижением данной технологии занимается Qualcom. Каждому устройству присваивается IP адрес.

Входящая скорость – 288 Мбит/с

Исходящая скорость – 75 Мбит/с

Используется ортогональное частотное мультиплексирование OFDM (передача осуществляется по нескольким несущим одновременно). Стандарт совместим с 3G сетями и идет на смену CDMA-2000, 1xEV-DO.

 

LTE (Long Term Evolution). Стандарт, продвигаемый Ericsson, является развитием технологий GSM, UMTS.

Скорости: до 326 Мбит/с – входящая, до 86 Мбит/с – исходящая.

Поддержка не менее 200 активных соединений. Поддержка мобильных пользователей (скорость передвижения до 350 км/ч).

Одна базовая станция в штатном режиме имеет зону покрытия 30 км, но возможно и более 100 км.

Поддержка многоантенных систем MIMO.

 

IEEE 802.16m – релиз 2 технологии WiMax (mobile WiMax).

Скорость до 1 Гбит/с в беспроводных городских вычислительных сетях (WMAN), до 100 Мбит/с для мобильных сетей.

Поддержка многоантенной технологии MIMO. Поддерживается обратная совместимость с 802.16-2005.

 


5.19 Технологии RadioEthernet (IEEE802.11), стандарты IEEE802.16, IEEE802.20.

Стандарт IEEE 802.11

Развитие этой технологии началось в 1990 году. Разработка завершилась летом 1997 года выпуском его первой спецификации — IEEE 802.11. IEEE 802.11 стал базовым стандартом, определившим основные протоколы, необходимые для организации беспроводных локальных сетей (Wireless Local Area Network. WLAN). В нем предусмотрено два основных типа архитектуры сетей: Ad-hoc и Infrastructure Mode. Простейшим из них является вариант Ad-hoc. который называют также IBSS (Independent Basic Service Set), он же Peer-to-Peer ("точка-точка"). В этом режиме связь устанавливается непосредственно между рабочими станциями пользователей по принципу "каждый с каждым", и создание какой-либо обшей сетевой инфраструктуры не требуется.

Но значительно большими возможностями обладают сети, работающие в режиме Infrastructure Mode. Их основу составляет сотовая архитектура, подобная той, что используется в мобильной связи. Такие сети могут состоять как из одной, так и из множества ячеек. Каждая отдельная сота беспроводной сети управляется своей базовой станцией, называемой точкой доступа (Access Point), которая взаимодействует с находящимися в пределах ее радиуса действия пользовательскими устройствами. В этом режиме устройства пользователей напрямую друг с другом не связываются, а действуют через точку доступа. Сами же точки доступа соединяются между собой либо с помощью кабельной сети, либо по специальным радиоканалам и могут иметь связь с другими сетями или выход в Интернет.

Теоретически, к каждой точке доступа может быть подключено до 255 пользователей (это ограничение IP-протокола), однако на практике данное число оказывается существенно меньше, от 20 до 50 пользователей. Для совместной работы в сети большого количества пользовательских устройств без взаимных помех стандартом определен специальный механизм их перехода в режим передачи данных с предварительным уведомлением (метод доступа), получивший название Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) - множественный доступ с обнаружением несущей и предотвращением коллизий.

Для повышения надежности передачи, а также для совместной работы в единой полосе частот устройств самого разного назначения с минимальными взаимными помехами в стандарте 802.11 предусмотрено использование радиоканалов с широкополосными сигналами, формируемыми по методу псевдослучайной скачкообразной перестройки рабочей частоты (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) или прямой последовательности (Direct Sequence Spread Spectrum. DSSS).

Идея метода радиопередачи со скачкообразными перестройками частоты проста. Передача радиограмм не целиком, а отдельными частями, по очереди на разных частотах, затрудняла их перехват и забивание помехами. Аналогичным образом и в современной технологии FHSS данные посылаются короткими пакетами с переходом с одной частоты на другую в соответствии с заранее заданными правилами. Для этого рабочий диапазон частот разделен на 79 каналов с шириной полосы каждого в 1 МГц. При обмене информацией передатчики и приемники по заранее определенному алгоритму периодически (с интервалами в 20—400 мс) и синхронно переключаются на новый канал. Естественно, у разных пар – различные последовательности переключения частот (в общей сложности 22 варианта).

В технологии DSSS каждый бит передаваемой информации преобразуется по определенному алгоритму в последовательность из нескольких коротких импульсов ("чипов"- chip), образующих так называемый микрокадр. При приеме последовательность элементов декодируется с использованием того же алгоритма. Если в процессе передачи один или даже несколько элементов микрокадра окажутся искажены, то исходные данные во многих случаях все же можно восстановить по остальным принятым элементам. Разные пары "приемник- передатчик" в системе используют разные алгоритмы кодировки-декодировки. что обеспечивает возможность их одновременной работы без заметных взаимных помех (чужие кодовые последовательности будут восприниматься приемником как небольшой случайный шум).

В стандарте ШЕЕ 802.11 при передаче данных на скорости 1 Мбит/с используется двоичная относительная фазовая модуляция (DBPSK). При этом единичный бит информации для расширения спектра сигнала по технологии DSSS передается 11-чиповой последовательностью Баркера, а нулевой бит - инверсной последовательностью Баркера.

Информационная скорость 1 Мбит/с в стандарте IEEE 802.11 является обязательной (basic access rate), но опционально возможна передача и на скорости 2 Мбит С (enhanced rate). Для передачи данных на такой скорости используется уже квадратурная фазовая модуляция (DQPSK), что позволяет в два раза повысить информационную скорость передачи при той же ширине самого спектра - 22 МГц.

Согласно спецификации пакетирования данных они разбиваются на кадры с контрольной и адресной информацией длиной в 30 байт, блоком данных длиной до 2048 байт и 4-байтным CRC-блоком (контрольная сумма), что гарантирует обнаружение сбойных кадров при приеме. Стандарт рекомендует использовать пакеты длиной 1500 или 2048 байт.

Дальность связи между отдельными устройствами сетей стандарта 802.11 обычно не превышает 300 м. однако при использовании усилителей мощности в передатчиках и направленных антенн расстояние может составить от 40 до 80 км. Кроме того стандартом предусмотрен внутрисетевой и межсетевой хендовер (handover, передача абонента) - переключение работающих мобильных устройств с одной точки доступа на другую без обрыва связи, а также роуминг из одной сети в другую. При этом все основные настройки в пользовательском оборудовании остаются без изменений.

Для защиты передаваемой информации от перехвата стандартом предусмотрен комплекс мер безопасности под общим названием Wired Equivalent Privacy (WEP). Он охватывает средства противодействия несанкционированному' доступу к сети (процедур аутентификации), а также шифрование информации по алгоритму RCA с 40- или 128-битным ключом. Однако ввиду недостаточной реальной стойкости WEP специальной группой 802ЛИ разработаны и другие механизмы защиты на основе протокола аутентификации Extensible Authentication Protocol (ЕАР) с использованием сервера аутентификации, авторизации и учета RADIUS (Remote Access Dial-In User Service).

После создания базового стандарта работы в этом направлении не прекратились, и в настоящее время существует уже целое семейство стандартов IEEE 802.11, регламентирующих требования к различным сетям группы Radio Ethernet.

Спецификация Год принятия   Скорость, Мбит/с Рабочая частота, ГГц Примечание
802.11b/b+   5,5/11/22 2,4 Wi-Fi – Wireless Fidelity
802.11а       Ортогональное частотное мультиплексирование OFDM
802.1lg   54/108 2,4 Ортогональное частотное мультиплексирование OFDM
802.11n янв. 2006 300/600 2,4 Ортогональное частотное мультиплексирование OFDM

 

В начале 2004 г. представлена технология WLAN-MIMO на 100 Мбит/с (прототип 802.11n) - многоканальная система на основе нескольких антенн, данные разбиваются на отдельные потоки.

Развитием технологии RadioEthernet для построения беспроводных ЛВС (WLAN) являются стандарты беспроводных городских сетей (WMAN) -IEEE 802.16 (WiMAX) и беспроводных глобальных сетей (WWAN) - IEEE 802.20.

 

IEEE 802.16 – WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)

Стандарт 802.16 802.16-2004 (802.16a/d) 802.16-2005 (802.16e, Wi-Bro)
Дата   2004(2003) 2005(2004)
Частота, ГГц 10-66 2-11 2-6
Радиус зоны покрытия 2-5 км 4-10 км 2-15 км
Скорость, Мбит/с 32-135 до 75 до 15
Модуляция QPSK, 16 QAM, 64 QAM OFDM 256, OFDMA, BPSK, QPSK, 16 QAM, 64 QAM
Тип сети Стационарная Подвижная (до 125 км/ч)
Зона покрытия зона прямой видимости вне зоны прямой видимости
Ширина канала 20, 25, 28 МГц Регулируемая – от 1,25 до 20 МГц

 

IEEE 802.16m – релиз 2 технологии WiMax (mobile WiMax).

Скорость до 1 Гбит/с в беспроводных городских вычислительных сетях (WMAN), до 100 Мбит/с для мобильных сетей.

Поддержка многоантенной технологии MIMO. Поддерживается обратная совместимость с 802.16-2005.

 

IEEE 802.20 – WWAN (Wireless Wide Area Network)

Стандарт для обеспечения связи мобильным абонентам (скорость передвижения до 250 км/ч). Диапазон частот до 3,5 ГГц. Полоса пропускания 1,25 МГц на ячейку в случае fdd и 1,25 МГц на ячейку в случае tdd. Скорость: входящая – до 16 Мбит/с, исходящая – до 4 Мбит/с.

Стандарт поддерживается сотовыми сетями поколений 2,5G (GPRS, EDGE), 3G (CDMA2000, UMTS).

На данный момент обеспечиваются скорости от нескольких десятков кбит/с (например, GPRS – 115 кбит/с)

 




Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-07-25 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: