ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Беспроводная сеть
2. Классификация беспроводных сетей
3. WI-FI
Библиография
Приложение 1
Приложение 2
БЕСПРОВОДНАЯ СЕТЬ
Беспроводная связь - это передача информации на расстояние без использования электрических проводников или «проводов». Это расстояние может быть как малой (несколько метров, как в телевизионном дистанционном управлении), так и очень большим (тысячи или даже миллионы километров для телекоммуникаций). Беспроводная связь обычно рассматривается как отрасль телекоммуникаций.
Популярность беспроводной связи растет взрывообразными темпами, открывая для операторов новые рынки - от сетевых игр на экранах сотовых телефонов до служб экстренной помощи.
Это связано с распространением блокнотных компьютеров, систем поискового вызова (так называемых пейджеров) и появлением систем класса «персональный секретарь» (Personal Digital Assistant (PDA)), расширением функциональных возможностей сотовых телефонов. Такие системы должны обеспечить деловое планирование, расчет времени, хранение документов и поддержание связи с удаленными станциями. Девизом этих систем стало anytime, anywhere, т.е. предоставление услуг связи вне зависимости от места и времени. Кроме того, беспроводные каналы актуальны там, где невозможна или дорога прокладка кабельных линий и значительные расстояния. До недавнего времени большинство беспроводных компьютерных сетей передавала данные со скоростью от 1.2 до 14.0 Кбит / с, зачастую только короткие сообщения (передача файлов больших размеров или длинные сеансы интерактивной работы с базой данных были недоступны). Новые технологии беспроводной передачи оперируют со скоростями в несколько десятков мегабит в секунду.
О перспективах рынка беспроводной связи рассуждает Алан Коэн (Alan S. Cohen), старший директор компании Cisco Systems, отвечающий за мобильные решения.
«Беспроводные технологии быстро становятся общепринятым стандартом, который оказывает всестороннее влияние на нашу жизнь. На рынке действуют два важных фактора, стимулирующих переход к повсеместной беспроводной связи (pervasive wireless). Первый фактор - это "демократизация" беспроводной технологии, которая стала заметна на мобильном рынке с появлением стандарта 802.11 или Wi-Fi. Мы видим быстрый рост количества мобильных устройств и мобильных сетей в домах, квартирах, на предприятиях и в городах. Сегодня мы можем легко и просто построить беспроводную сеть и обеспечить широкополосную мобильность в интересах крупных корпораций и индивидуальных пользователей.
К настоящему времени люди уже привыкли к технологии Wi-Fi. Эта технология стала частью повседневной жизни, и теперь настало время для повсеместного распространения широкополосной беспроводной связи. Сегодня многие студенты и даже школьники (например, моя дочь, которая учится в средней школе, причем не в старших классах) имеют мобильные компьютеры и сотовые телефоны. Для них это главные средства связи. Кроме того, многие дети с ранних лет приучаются к компьютерным играм. Таким образом, растет новое поколение, воспринимающее широкополосные беспроводные технологии как нечто само собой разумеющееся. Они ожидают, что мобильный Интернет, игры и коммуникации будут доступны везде и повсюду.
Еще одна интересная область применения мобильных технологий - городские mesh-сети, которые делают технологию Wi-Fi действительно повсеместной. Предоставление доступа всем жителям города на всей его территории - замечательный пример демократизации беспроводных технологий. Наша сетевая архитектура и технология унифицированных коммуникаций не только объединяет проводную и беспроводную связь, но и сводит воедино сетевые услуги, предоставляемые в помещениях и на открытой местности. В результате вы остаетесь подключенными к сети, где бы ни находились, в здании или за его пределами, что очень важно для городской связи». (Коэн)
Беспроводная связь становится повсеместной
Беспроводные сети позволяют предоставить подключение пользователей там, где затруднено кабельное подключение или необходима полная мобильность. При этом беспроводные сети взаимодействуют с проводными сетями. В настоящее время необходимо принимать во внимание беспроводные решения при проектировании любых сетей - от малого офиса до предприятия. Это, возможно, сэкономит и средства и трудозатраты и время.
Существует много случаев и причин, по которым беспроводные сети являются единственным или же самым удобным вариантом организации доступа к сети связи или интернету:
) Если требуется организовать возможность кочевого доступа к сети и Интернету случайным пользователям в кафе, аэропортах, вокзалах, магазинах и других общественных местах
) Если необходимо организовать локальную сеть в зданиях, не имеющих возможностей прокладывания кабельной проводки (например, в исторических зданиях) или в зданиях, в которых прокладывания кабеля является весьма сложной, трудоёмкой и затруднительной задачей
) При организации временной локальной сети, в том числе и локальной сети для общего доступа, например, для проведения каких-либо событий, конференций и тому подобного
) При расширении локальной вычислительной сети в том случае, если необходимо подключить какой-либо удалённый изолированный сегмент, содержащий небольшое количество рабочих станций
) Если необходим мобильный доступ к сетевым ресурсам, например, при перемещении по квартире или организации с ноутбуком, при посещении различных больных врачом в больнице для связи с центральной базой данных или же для связи и координации механиков в больших зданиях, насыщенных современными средствами обеспечения их жизнедеятельности
) Для организации дополнительных каналов связи, которые могут предоставлять альтернативные операторы связи, создающие беспроводные локальные сети в различных районах
КЛАССИФИКАЦИЯ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ
В зависимости от технологий и передающих сред, которые используют, можно определить следующие классы беспроводных сетей:
· сети на радиомодемах;
· сети на сотовых модемах;
· инфракрасные системы;
· системы VSAT;
· системы с использованием низкоорбитальных спутников;
· системы с технологией SST;
· радиорелейные системы;
· системы лазерной связи.
Федеральная комиссия по электросвязи США (FCC) определила следующие категории PCS (Personal Communication Services) и соответствующие полосы частот:
· узкополосные PCS (диапазон 900-901, 930-931, 940-941 МГц) для скоростных пейджерных сетей, двунаправленного передачи сообщений, передача сообщений вещания;
· широкополосные PCS (120, 1850-2200 МГц);
· сотовую связь;
· цифровое передачи речи и данных;
· нелицензированные PCS (40 МГц, от 1890 до 1930 МГц);
· беспроводные ЛМ и АТС организаций в ближайшем радиусе действия;
· в пределах одного здания или группы зданий.
Спутниковые технологии
. Технология VSAT
Технология VSAT (Very Small Aperture Terminal) использует для передачи данных геостационарные спутники, размещенные над экватором Земли на высоте 40 тыс. км.Наземные станции для связи со спутником применяют эллиптические антенны диаметром 3 м. Канал VSAT:
· обеспечивает скорость передачи данных до 2 Мбит / с;
· позволяет реализовать сочетание на большие расстояния с переходом государственных границ.
2. Технология SST
В технологии SST (Spread Spectrum Technology) использовано распределение сигнала по спектру частот. Это позволяет значительно повысить пропускные способности канала благодаря большей помехоустойчивости. Технологию SST уже длительный период применяли в военных целях. Есть две разновидности сетей SST:
. FH-SS. Приемник и передатчик синхронно перескакивают с частоты на частоту;
2. DH-SS. В каждый момент времени сигнал «размазано» по широкому диапазону частот. Технология SST позволяет не только увеличить пропускные способности сети, но и лучше реализовать защиту информации от прослушивания. Внешний наблюдатель такую информацию воспринимает как «белый шум».
Сети на сотовых модемах
Сети на сотовых модемах используют существующую инфраструктуру сотовой телефонии. Они работают в особо тяжелых условиях больших помех, периодического пропадания сигнала.
Среди методов доступа выделяют аналоговые, использующие для передачи аналоговый сигнал. Это классические методы доступа в сотовых сетях FDMA (Frequency Division Multiple Access), TACS (Total Access Communication System).
Главный ресурс сотовой сети - это предназначенный для нее диапазон частот. Аналоговые методы доступа выделяют для каждого передачи отдельный канал - полосу частот в предназначенном для сети диапазоне. В этом случае соседние сотовые ячейки не могут работать в одном и том же диапазоне частот (иначе передачи в соседних ячейках мешали бы друг другу). Частотный диапазон делят на семь частей.
Среди методов доступа, которые используют цифровое передачи, популярны различные модификации TDMA (Time Division Multiple Access). Они применяют известный принцип распределения времени передачи на отдельные временные слоты. К этой группе методов относятся AMPS (Advanced Mobile Phone Service) (частотные каналы шириной 30 кГц делятся на три временные слоты), NAMPS (Narrowband AMPS), PDC (каналы по 25 кГц, три слота), GSM (диапазон 200 кГц, восемь слотов).
Передовой сегодня является технология CDMA (Code Division Multiple Access), которая использует цифровое передачи.
Технология CDPD (Cellular Digital Packet Data) реализует как пакетное передачи (протокол TCP / IP), так и модемный интерфейс (АТ-команды). В отличие от радиомодемов, сотовые модемы используют не специальные антенны и приемники-передатчики, а соответствующие устройства сотового телефона. При передаче данных применяют протоколы MNP-10 или ETC. Протокол MNP-0 динамически оптимизирует скорость передачи данных и уровень сигнала, имеет развитые средства предотвращения ошибок.
Системы на базе инфракрасных каналов
Системы на базе инфракрасных каналов отличаются небольшой стоимостью приемников и передатчиков (от 1.5 до 4.5 дол. США), высокими скоростями передачи. Однако инфракрасные каналы работают только в условиях прямой видимости. Ассоциация Infrared Data Communications разработала стандарт передачи инфракрасным каналом со скоростью 115.2 Кбит / с.
Радиорелейная связь
Радиорелейные станции (РРС) используют для передачи аналогового сигнала в телевидении и цифрового в последовательном коде по стандарту ITU G.703 в телефонии. Канал G.703 имеет пропускной способностью 2 Мбит / с. Его можно использовать, например, для соединения сегментов Ethernet. Современные цифровые РРС имеют полосу перепуска 2-34 Мбит / с. Поэтому часто ее разделяют на несколько каналов. Максимальное расстояние для связи РРС - 60-80 км. Для наземных РРС используют частотные диапазоны 1, 5, 7, 15, 23, 34 ГГц. Взаимодействия маршрутизатора и РРС постигают при помощи конвертера V.35/G.703.
Сети на радиомодемах
Для передачи данных используют полосы частот радио-и ультракоротковолнового диапазона. Каждый радиомодем имеет антенну и передатчик для направленного передачи сигналов. Самыми популярными технологиями беспроводной передачи этого класса является:
· радио Ethernet (IEEE 802.11);
· HIPERLAN;
· Bluetooth.
1. HIPERLAN(High Performance Radio Local Area Network) разработана Европейским институтом стандартов по телекоммуникационным технологиям (European Telecommunications Standards Institute). Она является аналогом IEEE 802.11, который используется в Европе, и бывает таких разновидностей:
а) HiperLAN / 1 - скорость до 20 Мбит / с в диапазоне 5 ГГц;
б) HiperLAN / 2 - скорость до 54 Мбит / с в диапазоне 5 ГГц.
2. Bluetooth- это интерфейсная беспроводная технология. Диаметр сети 10-30 м (в перспективе - 100 м). Использует радиоволны для передачи данных на небольших расстояниях и заменяет кабель для соединения мобильных и/или фиксированных электронных устройств. Работает не обязательно в зоне прямой видимости.
Главное назначение - создание бытовых сетей, присоединения мультимедийной периферии, стиральных машин, холодильников и т.д.
Концепцию сети Bluetooth разработала в 1994 шведская фирма Ericsson. Название технологии происходит от прозвища, которое дали Викингу Геральду Блатанду, который в X в. объединил разрозненные земли, создав Датское королевство. В 1997 г. созданы первые приемники-передатчики. В 1998 г. сформирована группа SIG, в которую вошли Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba. В 1999 г. выпущена спецификация на оборудование.
Новые технологии беспроводной передачи (Ultra Wideband (UWB)) предлагают скорости передачи, превышающие 100 Мбит / с, и требуют минимальных затрат энергии.
Достоинства технологии:
· использует нелицензируемый диапазон частот ISM;
· легкость в использовании;
· возможность замены любых кабелей;
· гальваническая развязка соединений;
· возможность соединения мобильных компьютеров с другими мобильными устройствами;
· автоматическая конфигурация “plug and play”;
· поддержка передачи голоса и данных;
· возможность создания наращиваемых микросетей;
· устойчивость к помехам, что обеспечивается передачей сигналов методом Frequency Hopping Spread Spectrum;
· малые габариты и легкость интеграции;
· низкое энергопотребление по сравнению с используемыми устройствами;
· использование по всему миру;
· открытый стандарт;
· возможность работы разных устройств между собой;
· надежность и стойкость к внешним воздействиям.
Этот стандарт позволяет соединять друг с другом при минимальном пользовательском участии практически любые устройства: мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты и даже холодильники, микроволновые печи, кондиционеры. Технология также предлагает домашним приборам и портативным устройствам беспроводный доступ к различного типа сетям, в том числе: LAN, PSTN, сотовым сетям мобильных телефонов и Интернет.
За счет использования технологии Bluetooth формируется широкий набор новых сервисов.802.11802.11 - это семья технологий беспроводной передачи в радиодиапазоне. Сегодня самая популярная технология стандарта IEEE 802.11b; она позволяет передавать данные со скоростью 11 Мбит / с на расстояние от нескольких до десятков километров. Выходная скорость зависит от уровня помех, оборудование. На базе IEEE 802.11b строят беспроводные локальные сети Wireless LAN (WLAN).
Организация Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) сертифицирует оборудование на соответствие IEEE 802.11b и ставит на нем отметку Wi-Fi Compatible (Wireless Fidelity).Wi-Fi