2. 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

беспроводный связь wifi радиоканал

3. WI-FI

FI - это современная беспроводная технология передачи данных по радиоканалу (wireless, wlan wifi).

Любое оборудование, соответствующее стандарту IEEE 802.11, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить соответствующий сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi.

Строго говоря, фраза Wi-Fi, когда ее придумали, никак не расшифровывалась. Это гораздо позже придумали расшифровку ранее составленных букв: Wireless Fidelity, что в переводе с английского - беспроводная точность. Изначально же аббревиатура была придумана как что-то созвучное модному слову "ХАЙ ФАЙ". Стоит так же отметить, что есть и более длинное название термина: EEE 802.11b. Зародился Wi-Fi в 1985 году, в США, после того как была открыта частотная часть радиоканала для использования без специального разрешения.

Самым первым стандартом, получившим наибольшее распространение, стал стандарт IEEE 802.11b. Оборудование, соответствующее стандарту 802.11b, появилось ещё в 2001 году, и до сих пор большинство беспроводных сетей по-прежнему работает с использованием этого стандарта, а также выпускается множество беспроводных Wi-Fi устройств с поддержкой 802.11b.

Радиоволны, которые используются для Wi-Fi связи очень похожи на радиоволны используемые в рациях, приемниках, сотовых телефонах и других устройствах. Но Wi-Fi имеет несколько заметных отличий от других радиоприборов.

Связь ведется на частотах 2,4 - 5 Ггц. Эта частота намного выше, чем частоты, пригодные для мобильных телефонов, портативных радиостанций и телевидения. Чем выше частота сигнала, тем большее количество информации передается.

Они используют сетевые стандарты, такие как 802.11:

·802.11a работает с частотой в 5 Ггц и может иметь скорость до 54 Мбит в секунду. Он также использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM), более развитый алгоритм кодирования. Это значительно снижает искажения.

·802.11b является самым медленным и наименее дорогим стандартом. В свое время его стоимость сделали стандарт популярным, но теперь этот стандарт считается отсталым, так как быстрее стандарты становятся менее дорогими. 802.11b транслируется на частоте 2,4 ГГц. Он имеет возможность передавать до 11 мегабит. В алгоритме есть код для ускорения передачи данных.

·802.11g транслируется с той же частотой в 2,4 ГГц, как 802.11b, но в несколько раз быстрее - он может передать более 54 мегабит информации в секунду. 802.11g скоростной, так как он использует тот же OFDM алгоритм кодирования, как и 802.11a.

·802.11n является новейшим стандартом, который широко распространен. Этот стандарт существенно повышает скорость и дальность. Теоретически стандарт 802.11g передает 54 мегабит в секунду, хотя реально скоростью составляет около 24 мегабит в секунду из-за перегрузки сети. 802.11n может достичь скорости 140 мегабит в секунду. Этот стандарт в настоящее время в проекте.

Другие 802,11 стандарты созданы для конкретных беспроводных сетей, например для глобальных сетей (WAN) внутри транспортных средств.

В последнее время активно развивается еще одна группа стандартов для беспроводных сетей - 802.16 или Wi-MAX. Стандарты этой группы предназначены для построения сетей масштаба города. От стандартов 802.11 их отличает увеличенный радиус действия (2-6 км) и скорость передачи данных (от 1 до 134.4 Мбит/сек).

Выбор используемого стандарта и оборудования необходимо проводить с учетом действующего законодательства. Поскольку в разных странах требования к используемым частотам и мощности радиопередатчиков существенно различаются, производители оборудования выпускают различные версии одной и той же модели для разных регионов. В нашей стране нет радиочастот, открытых для свободного использования, поэтому для использования радиоканала необходимо получить соответствующее разрешение.

Принципы функционирования беспроводной связи Wi-Fi

Беспроводная сеть использует радиоволны точно так же как радиоприемники, мобильные телефоны, телевизоры. На самом деле беспроводная связь Wi-Fi более похожа на двустороннюю радиосвязь. Вот что происходит:

.Адаптер Wi-Fi преобразует поток данных в электрический радиосигнал и передает его через антенну.

2.Wi-Fi маршрутизатор получает радиосигнал и дешифрует его. Маршрутизатор Wi-fi отправляет данные с помощью физических, проводных соединений.

Фактически нам без проводов не обойтись. Но провода находятся только у провайдера. У нас же все красиво, и без лишних кабелей.

Это работает и в обратном направлении, маршрутизатор получает информацию из интернета и переводит его в радиосигнал, отправляя его потом беспроводным адаптером компьютера.Fi радио может передаваться по любому из трех диапазонов рабочих частот. Или, они могут менять частоты на ходу. Смена частот помогает снизить помехи.

Для того чтобы работал Wi-Fi необходимо соответствующее оборудование для беспроводной связи, которое сейчас выпускают достаточное количество производителей. Все оборудование можно поделить на:

.точку доступа