Занятие №5 Беспроводные линии связи
1. Соединение через инфракрасный порт
2. Соединение через Bluetooth
3. Соединение через UWB
4. Соединение через Wireless USB
5. Соединение через Wireless FireWire
6. Соединение через Wi-Fi
7. Беспроводное соединение по стандарту IEEE 802.16
8. Вопросы и задания
Соединение через инфракрасный порт
Использование инфракрасного излучения позволяет устанавливать соединение между ВМ без кабеля. Связь осуществляется в режиме «точка» - «точка», длина волны — 880 нм. Эта технология разрабатывалась для осуществления связи мобильного оборудования с автономным питанием с периферийным оборудованием. В результате для такого соединения удалось добиться низкого энергопотребления и невысокой цены реализации решения.
При разработке ИК-порта использовалась существовавшая архитектура последовательного порта, что позволяло передавать данные со скоростью до 115 Кбит/с (англ. Serial Infra Red, SIR — последовательный ИК-порт). Современные протоколы для ИК-соединений превосходят этот порог в тысячи раз.
Пример. Протокол VFIR (англ. Very Fast Infra Red — очень быстрыйинфракрасный порт) позволяет достичь скорости передачи данных 16 Мбит/с.
В настоящее время существует целый класс ИК-приемопередатчиков для ПК. С их помощью можно передавать файлы с ноутбука на стационарный компьютер или упорядочить записи в мобильном телефоне.
На практике для ИК-соединений используют два способа передачи данных:
• рассеянное ИК-излучение;
• направленное ИК-излучение.
Рассеянное излучение отражается от стен и потолка, а направленное излучение фокусируется в определенном направлении. Дальность действия рассеянного излучения обычно coставляет несколько метров. При использовании маломощных лазеров, работающих в ИК-диапазоне, удается создавать соединение С дальностью действия до 1.5 км и скоростью передачи данных до 1 Гбит/с. Дальнейшее увеличение расстояния проблематично из-за дифракции.
Для ИК-излучения существует два источника помех — солнечный свет и флуоресцентные лампы, которые в спектре испускания содержат длину волны, используемую в ИК-приемопередатчиках. Поэтому для защиты необходимо использовать полосные фильтры.
Соединение через Bluetooth
Bluetooth (англ. синий зуб ) работает по стандартуIEEE802.15.1в диапазоне от2.4до 2.4835 ГГц, с дальностью связи до 100 м. Информация передается пакетами длиной 625 мкс. Для повышения устойчивости и одновременной работы нескольких сетей используются синхронные псевдослучайные скачки частоты на передатчике и приемнике по 79 участкам диапазона. Максимальная скорость перестройки частоты составляет 1600 скачков в секунду. Дуплексная передача на основе разделения времени обеспечивает передачу пакетов одним из устройств в четные промежутки времени, другим - в нечетные.
В настоящее время применяется оборудование Bluetooth двух стандартов: 1.Х и 2.0.
ТФУПД Занятие №5. Беспроводные линии связи
Пример. Новая модель сотового телефона6282компанииNokiaпредназначена длясетей третьего поколения UMTS. Аппарат поддерживает стандарт передачи данных
Bluetooth 2.0.
Основное отличие стандартов Bluetooth заключаются в применении различных видов модуляции сигналов. В версии 1.Х используется GFSK-модуляция (англ. GaussianFrequency Shift Keying —частотная модуляция с фильтром Гаусса),в версии 2.0— PSK-модуляция (англ. Phase-Shift Keying —фазовая модуляция).При фазовой модуляцииудается передавать большее число бит, в результате пропускная способность канала возросла с 1 до 3 Мбит/с. С переходом на стандарт 2.0 энергопотребление устройств снизилось в два раза при сохранении радиуса действия.
В зависимости от типа передаваемых данных в Bluetooth используются разные виды пакетов:
1. AACL (англ. Asymmetric Asynchronous Connection-Lеss Link ) —для голоса.
Скорость передачи данных для стандарта 1.Х. — 723.2 Кбит/с в прямом и 57.6 Кбит/с в обратном направлении; для стандарта 2.0 - 2.1 Мбит/с и 173 Кбит/с соответственно.
2. SACL (англ. Symmetric Asynchronous Connection-Less Link ) —для голоса.
Скорость передачи данных для стандарта 1.Х. — 433.9 Кбит/с, для стандарта 2.0 — 1.3 Мбит/с в обоих направлениях.
3. SCO (англ. Synchronous Connection-Oriented Link) —для данных.Скоростьпередачи данных 64 Кбит/с.
Первые два вида используется в соединениях, при котором каждый пакет передается всего один раз. При использовании третьего вида для каждого пакета вычисляется контрольная сумма, и в случае ошибки он высылается еще раз.
Перед началом сеанса связи устройства распределяют свои «должности». Инициатор соединения назначается ведущим (англ. Master), а подчиненное устройство — ведомым (англ. Slave). Они образуют пиконет (англ. Piconet —маленькая сеть)смаксимальным количеством устройств — 8 для втиндарта 1.Х и 255 для стандарта 2.0. При использовании встандарта 1.Х для объединения в сеть больше 8 Bluetooth-систем, используется скаттернет (англ. Scatternet — рассеянная сеть) — объединение нескольких пиконетов.
Устройства, поддерживающие Bluetooth, в зависимости if максимальной дальности работы делятся на 3 класса:
1. Class 1 —до100метров,
2. Class 2 —до20метров,
3. Class 3 —до10метров.
К недостаткам Bluetooth относится малая скорость передачи данных, а также то, что рабочий диапазон не лицензирован и забит всевозможными сигналами, в результате возможно возникновение конфликтов. Кроме этого, не все производители оборудования строго следуют стандарту, в результате полной совместимости всех устройств нет.
Соединение через UWB
Не основе военной технологии Ultra Wide Band (UWB, сверхширокополоснаясвязь) создана новая спецификация беспроводных персональных сетей.ПрименяемаяUSArmy Research Laboratory технология UWB в середине прошлого века позволила исследовать скрытые подземные объекты, не доступные для обнаружения другими методами.
В стандарте UWB использован самый широкий из распространенных технологий диапазон частот — от 3 до 10 ГГц.
UWB используется для передачи информации на расстояниях до 10 м между взаимодействующими устройствами, что не влияет на работу удаленных устройств. Для передачи данных используются протоколы из стандарта IEEE 802.15:
1. высокоскоростныеUWB — IEEE 802.15.3а (до 3 м — 480 Мбит/с, до 10 м — 110
ТФУПД Занятие №5. Беспроводные линии связи
Мбит/с);
2. низкоскоростныеUWB — IEEE 802.15.4 (от 2 до 250 Кбит/с).
Помимо организации беспроводных персональных сетей, технология может быть использована для передачи данных между компьютером и монитором, а также в аудио системах.