Курсовая работа
По теме «Радио сети»
Выполнил: Проверил:
Содержание
1. Введение…………………………………………….3
2. Wi-Fi иего возможности………………………….4
3. Спецификации стандарта IEEE 802.11. ………...5 Перспективы его развития.
4. МетодыDSSS и FHSS в IEEE 802.11…………….15
5. Wi-Fi споддержкой голоса ……………………….20
6. Списоклитературы……………………………….22
Введение
Беспроводные технологии связи стандартов IEEE 802.11 в России имеютсобственную историю. Несмотря на то, что такие беспроводные сети завоевываютпопулярность, в сознании пользователя все «беспроводное» часто ассоциируется с«мобильным». Изменить сложившиеся стереотипы помогло значительноераспространение решений на базе стандарта 802.11b (2,4 ГГц). Эти решенияактивно используются для создания фиксированных сетей доступа городскогомасштаба, а зачастую и района/области. Данный стандарт, хорошо известный как Wi-Fi и поддержанныйкрупнейшими вендорами глобального IT - телекоммуникационного рынка. Однако довольнобыстро на российском рынке операторов фиксированной беспроводной связи частотыв диапазоне 2,4 – 2,48 ГГц были разделены между несколькими операторами,работающими на одной территории. Понятно, что при недостаточной емкостидиапазона серьезно пострадало качество услуг. К тому же оно постоянноухудшалось. Это связано в первую очередь с тем, что «внутриофисное»оборудование Wi-Fi использовалось для построения «внешних» сетей. Произнося слова«радиодоступ», «беспроводной Интернет», имеют в виду именно этот диапазон.
Wi-Fi и его возможности
Индустриальный альянс WEСA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) был переименован в Wi-Fi Alliance. Теперь решеноиспользовать термин Wi-Fi (wireless fidelity) в качестве общего имени длястандартов 802.11a и 802.11b, а также, вероятно, и всех последующих,относящихся к беспроводным локальным сетям (WLAN).
Мобильный Интернет и мобильные локальные сети открываюткорпоративным и домашним пользователям новые сферы применения карманных ПК,мобильных телефонов и ноутбуков. Все это становится возможным благодаряпоявлению хот-спотов — точек беспроводного доступа в аэропортах, гостиницах,кафе, конференц-залах и бизнес-центрах; одновременно с этим постоянно снижаютсяцены на беспроводное оборудование Wi-Fi и расширяется его ассортимент.
Аналитики из Juniper уверены, что сейчас самое время дляинвестиций: к 2008 г. годовой доход от услуг хот-спотов составит 9,5 млрд.долл. На ближайшую пятилетку придется и бурное развитие беспроводных ЛВС в техстранах Восточной Европы, где уровень проникновения мобильной связи и Интернетасравним с Западной Европой. Среди потенциальных ключевых рынков называютРоссию, а также Чехию, Венгрию и Польшу, на долю которых приходится 90% всехэлектронно-коммерческих транзакций, совершаемых в Центральной и ВосточнойЕвропе. [журналComputerworld, #04/2004]
В мире уже начался взрывообразный рост числа платных зонWi-Fi, хотя еще и не урегулированы вопросы роуминга. Так, T-Mobile, владеющаясетью хот-спотов, намерена охватить зонами Wi-Fi все книжные магазины компанииBorders (их в США насчитывается около 400).
Спецификации стандарта IEEE 802.11.
Перспективы его развития.
IEEE 802.11 — это семейство спецификаций, разработанных IEEE(Институтом инженеров по электротехнике и электронике) и лежащих в основефункционирования беспроводных сетей. В стандартах 802.11 определены принципывзаимодействия устройств в беспроводной сети. Семейство IEEE 802.11 включает всебя стандарты беспроводных сетей 802.11a, 802.11b и 802.11g.
IEEE постоянно развивает 802.11 и готовит новыеспецификации.
Базовый стандарт. Протоколы беспроводных локальных сетейопределяет базовый стандарт IEEE 802.11, разработанный в 1997 г. Основные изних — протокол управления доступом к среде MAC (Medium Access Control — нижнийподуровень канального уровня) и протокол PHY передачи сигналов в физическойсреде, а именно в диапазоне радиоволн и инфракрасного излучения.
Доступ к среде (MAC). Стандартом 802.11 определенединственный подуровень MAC, взаимодействующий с тремя типами протоколовфизического уровня для разных технологий передачи сигналов. Сигналы могутпередаваться по радиоканалам в диапазоне 2,4 ГГц с широкополосной модуляцией спрямым расширением спектра (DSSS), скачкообразной перестройкой частоты (FHSS),а также по каналам с инфракрасным излучением. Спецификациями стандартапредусмотрены два значения скорости передачи данных — 1 и 2 Мбит/с.
По сравнению с проводнымиEthernet-сетями возможности подуровня MAC расширены за счет функций, обычновыполняемых на более высоком уровне, в частности процедур фрагментации иретрансляции пакетов. Это вызвано необходимостью повысить эффективнуюпропускную способность системы, снизив накладные расходы на повторную передачупакетов.
В качестве основного методадоступа к среде стандартом 802.11 определен механизм CSMA/CA (Carrier SenseMultiple Access with Collision Avoidance — множественный доступ с обнаружениемнесущей и предотвращением коллизий).
Управление питанием. Для экономии энергоресурсов мобильныхрабочих станций стандартом 802.11 предусмотрен механизм переключения станций втак называемый пассивный режим с минимальным энергопотреблением.
Архитектура и компоненты сети. В основу стандарта 802.11положена сотовая архитектура. Сеть может состоять из одной или нескольких ячеек(сот). Каждая сота управляется базовой станцией, называемой точкой доступа(Access Point, AP). Точка доступа и находящиеся в пределах радиуса ее действиярабочие станции образуют базовую зону обслуживания (Basic Service Set, BSS).Точки доступа многосотовой сети взаимодействуют между собой черезраспределительную систему (Distribution System, DS), представляющую собойэквивалент магистрального сегмента кабельных ЛС. Вся инфраструктура, включающаяточки доступа и распределительную систему, образует расширенную зону обслуживания(Extended Service Set).
Стандартом предусмотрен также односотовый вариантбеспроводной сети, который может быть реализован и без точки доступа, при этомчасть ее функций выполняется непосредственно рабочими станциями.
Роуминг. Для обеспечения перехода мобильных рабочих станцийиз зоны действия одной точки доступа к другой в многосотовых системахпредусмотрены специальные процедуры сканирования (активного и пассивногопрослушивания эфира) и присоединения (Association), однако строгих спецификацийпо реализации роуминга стандарт 802.11 не предлагает.
Обеспечение безопасности. Для защиты сетей 802.11предусмотрен комплекс мер безопасности передачи данных под общим названиемWired Equivalent Privacy (WEP). Он включает механизмы и процедуры аутентификациидля противодействия несанкционированному доступу к сети и шифрование дляпредотвращения перехвата информации.
Работающие стандарты
Беспроводные ЛВС — самый динамичный сектор коммуникационныхтехнологий. Три года назад появились первые устройства 802.11b, в конце 2001-гобыло выпущено оборудование 802.11a и анонсированы первые изделия 802.11g.Некоторое неудобство вызывает несовместимость друг с другом продуктов 802.11b и802.11a. Новый 802.11g совместим с 802.11b, но не с 802.11a. Стандарт IEEE 802.11gразработан для более высоких значений пропускной способности беспроводныхсоединений (54 Мбит/с), чем его предшественник 802.11b. Точка доступа 802.11gбудет поддерживать клиентов 802.11b и 802.11g. Соответственно ноутбук с картой802.11g сможет подключаться и к уже действующим точкам доступа 802.11b, и ковновь создаваемым 802.11g.
Базирующееся на стандарте 802.11g оборудование вскорепоявится на потребительском рынке. Однако уже сейчас доступно высокоскоростноеоборудование 802.11a. Оно выпускается несколькими производителями и такжепредлагает пропускную способность до 54 Мбит/с.
IEEE 802.11b. В окончательной редакции широкораспространенный стандарт 802.11b был принят в 1999 г. и благодаря ориентациина освоенный диапазон 2,4 ГГц завоевал наибольшую популярность у производителейоборудования. В качестве базовой радиотехнологии в нем используется метод DSSSс 8-разрядными последовательностями Уолша. Поскольку оборудование 802.11b,работающее на максимальной скорости 11 Мбит/с, имеет меньший радиус действия,чем на более низких скоростях, то стандартом 802.11b предусмотреноавтоматическое понижение скорости при ухудшении качества сигнала.
Как и в случае базового стандарта 802.11, четкие механизмыроуминга спецификациями 802.11b не определены.
Большинство компаний предпочитают системы именно этогостандарта. Это обусловлено тем, что данный стандарт был введен в строй еще в1999 г. и сейчас разработано уже четвертое или пятое поколение поддерживающихего устройств. В таком оборудовании устранена большая часть прежнихнедостатков, а его цена приблизилась к доступному для массового потребителяуровню. Пропускная способность (теоретическая 11 Мбит/с, реальная — от 1 до 6Мбит/с) отвечает требованиям большинства приложений.
IEEE 802.11a — стандарт беспроводных локальных сетей,функционирующих в частотном диапазоне 5 ГГц (диапазон ISM). Беспроводные ЛВСстандарта IEEE 802.11a обеспечивают скорость передачи данных до 54 Мбит/с, т.е. примерно в пять раз быстрее сетей 802.11b, и позволяют передавать большиеобъемы данных, чем сети IEEE 802.11b.
Это наиболее широкополосный из семейства стандартов 802.11.Редакцией стандарта, утвержденной в 1999 г., определены три обязательныескорости — 6, 12 и 24 Мбит/с и пять необязательных — 9, 18, 36, 48 и 54 Мбит/с.В качестве метода модуляции сигнала принято ортогональное частотноемультиплексирование (OFDM). Его наиболее существенное отличие от методов DSSS иFHSS заключается в том, что OFDM предполагает параллельную передачу полезногосигнала одновременно по нескольким частотам диапазона, в то время кактехнологии расширения спектра передают сигналы последовательно. В результатеповышается пропускная способность канала и качество сигнала.
К недостаткам 802.11а относятся большая потребляемая мощностьрадиопередатчиков для частот 5 ГГц, а также меньший радиус действия(оборудование для 2,4 ГГц может работать на расстоянии до 300 м, а для 5 ГГц —около 100 м). Кроме того, устройства для 802.11а дороже, но со временем ценовойразрыв между продуктами 802.11b и 802.11a будет уменьшаться.
IEEE 802.11g является новым стандартом, регламентирующимметод построения WLAN, функционирующих в нелицензируемом частотном диапазоне2,4 ГГц. Благодаря применению технологии ортогонального частотногомультиплексирования (OFDM) максимальная скорость передачи данных в беспроводныхсетях IEEE 802.11g составляет 54 Мбит/с. Оборудование, поддерживающее стандартIEEE 802.11g, например точки доступа беспроводных сетей, обеспечиваетодновременное подключение к сети беспроводных устройств стандартов IEEE 802.11gи IEEE 802.11b.
Стандарт 802.11g представляет собой развитие 802.11b иобратно совместим с 802.11b. Теоретически 802.11g обладает достоинствами двухсвоих предшественников. В числе преимуществ 802.11g надо отметить низкуюпотребляемую мощность, хорошее дальнодействие и высокую проникающую способностьсигнала. Можно надеяться и на разумную стоимость оборудования, посколькунизкочастотные устройства проще в изготовлении.
Перспективные спецификации
На данный момент не возможно указать точных дат разработок перспективныхспецификаций, поэтому расположим их в алфавитном порядке. Исследовательскиегруппы, работающие с 802.11, изучают возможность управления беспроводнымисетями при дальнейшем увеличении их полосы пропускания и анализируютособенности их согласования с другими беспроводными технологиями.
Несмотря на применение сетей стандарта IEEE 802.11 вобщественных местах, пока не ясно, насколько беспроводные локальные сетиподходят для сетей поставщиков услуг. Рабочая группа IEEE 802.11 Working Group,выпустившая серию стандартов для Wi-Fi, готовит набор новых спецификаций.
Была сформирована группа Wireless Interworking, занявшаясяанализом взаимодействия 802.11 с другими беспроводными сетями — GSM, мобильнымислужбами третьего поколения и сетями стандарта European HiperLAN 2. Эта группатакже рассматривает проблемы унифицированной аутентификации в гетерогенныхсетях.
Спецификация IEEE 802.11d. IEEE для расширения географиираспространения сетей стандарта 802.11 разрабатывает универсальные требования кфизическому уровню 802.11 (процедуры формирования каналов, псевдослучайныепоследовательности частот, дополнительные параметры для MIB и т. д.).Соответствующий стандарт 802.11d пока находится в стадии разработки.
Спецификация IEEE 802.11e. Спецификации 802.11е позволятсоздавать мультисервисные беспроводные сети для корпораций и индивидуальныхпотребителей. При сохранении полной совместимости с действующими стандартами802.11а и b он расширит их функциональность за счет обслуживания потоковыхмультимедиа-данных и гарантированного качества услуг (QoS).
Пока утвержден предварительный вариант спецификаций 802.11е.
Спецификация IEEE 802.11f. Спецификация 802.11f описываетпротокол обмена служебной информацией между точками доступа (Inter-Access PointProtocol, IAPP), что необходимо для построения распределенных беспроводныхсетей передачи данных. Дата утверждения этой спецификации в качестве стандартапока не определена.
Спецификация IEEE 802.11h. Рабочая группа IEEE 802.11hрассматривает возможность дополнения действующих спецификаций 802.11 MAC(уровень доступа к среде передачи) и 802.11a PHY (физический уровень в сетях802.11a) алгоритмами эффективного выбора частот для офисных и уличныхбеспроводных сетей, а также средствами управления использованием спектра, контроляза излучаемой мощностью и генерации соответствующих отчетов.
Предполагается, что решение этих задач будет базироваться напротоколах Dynamic Frequency Selection (DFS) и Transmit Power Control (TPC),предложенных Европейским институтом стандартов по телекоммуникациям (ETSI).Указанные протоколы предусматривают динамическое реагирование клиентовбеспроводной сети на интерференцию радиосигналов путем перехода на другойканал, снижения мощности либо обоими способами. Дата принятия спецификаций802.11h в качестве стандарта пока не названа.
Спецификация IEEE 802.11i. Надежные инструментальные средствадля беспроводных сетей будут реализованы в продуктах, которые появятся вовторой половине года, после завершения работы над спецификацией IEEE 802.11i.Ее предварительная версия требует оборудования 802.11 для поддержки трехалгоритмов шифрования трафика беспроводных локальных сетей: TKIP (Temporal KeyIntegrity Protocol), WRAP (Wireless Robust Authenticated Protocol) и CCMP(Counter with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol).Кроме того, ей требуется возможность использования стандарта IEEE 802.1x дляуправления доступом к сети.
TKIP и WRAP могут быть добавлены к устройствам 802.11 простымобновлением программ. Предварительная версия механизма TKIP под названием SSN(Safe Secure Networks) уже принята отраслевой группой Wi-Fi, поскольку насущнонеобходима более надежная защита.
Эти три алгоритма, названные в последней версии 802.11i,предоставят домашним пользователям хорошие средства защиты, хотя производителиоборудования, ориентированные на предприятия, вероятно, будут по-прежнемуреализовывать дополнительные функции.
До мая 2001 г. стандартизация средств информационнойбезопасности для беспроводных сетей 802.11 относилась к ведению рабочей группыIEEE 802.11e, но затем эта проблематика была выделена в самостоятельноеподразделение. Разрабатываемый стандарт 802.1X призван расширить возможностипротокола 802.11 MAC, предусмотрев средства шифрования передаваемых данных, атакже централизованной аутентификации пользователей и рабочих станций. Врезультате масштабы беспроводных локальных сетей можно будет наращивать досотен и тысяч рабочих станций.
В основе 802.1X лежит протокол аутентификации ExtensibleAuthentication Protocol (EAP), базирующийся на PPP. Сама процедурааутентификации предполагает участие в ней трех сторон — вызывающей (клиента),вызываемой (точки доступа) и сервера аутентификации (как правило, сервераRADIUS). В то же время новый стандарт, судя по всему, оставит на усмотрениепроизводителей реализацию алгоритмов управления ключами.
Дальнейшим развитием идеи беспроводной передачи аудио и видеоявляется подход группы разработчиков, уже начавших работу над созданиемстандарта, аналогичного 1394 и ориентированного на пересылку видео, используястандарт беспроводной связи 802.15.3. В рабочую группу вошли представителикомпаний Sony, Philips и Pioneer, а также нескольких не столь известныхпроизводителей чипов. Если спецификации одобрят, то в дальнейшем возможноиспользование портов 1394 с адаптерами беспроводных сетей без каких-либомодификаций. Не исключают также, что совместимость с 1394 учтут и вспецификациях будущего широкополосного стандарта 802.15.3a, который, какпредполагается, обеспечит пропускную способность до 200 и 400 Мбит/с нарасстояниях до 10 м.
Что касается проблемы дальнодействия WLAN, то в была принятаспецификация нового стандарта беспроводных городских сетей (WirelessMAN) — IEEE802.16, которая описывает спецификацию интерфейса модуляции с одной несущей(Single Carrier), работающего на частотах от 10 до 66 ГГц.
На вопрос о том, считать ли 802.11 и 802.16 дополняющими другдруга стандартами или конкурентами в определенных частотных диапазонах, до сихпор не дано внятного ответа. Ясно одно — эти стандарты предназначены дляразличных нужд: 802.16 предназначен для построения сетей масштаба MAN(Metropolitan Area Networks), а 802.11 — для беспроводных локальных сетей(Wireless Local Area Networks). Но уже сейчас среди производителей оборудованиявозникли разногласия: одни предлагают расширить диапазон применения 802.11 насети масштаба предприятий, другие — донести 802.16 еще и до конечногопользователя.
В дополнение к спецификациям IEEE 802.16 был введен стандартIEEE 802.16a. Он учитывает тонкости распределения спектра в рассматриваемомдиапазоне, а также определяет три режима «физического уровня» соединений.Предусмотрен режим с одной несущей для специальных нужд, но при этом добавленоOFDM-мультиплексирование с ортогональным разделением частоты на 256 каналов,которое разбивает радиоканал на множество каналов, что позволяет увеличитьскорость обмена за счет параллельной передачи данных. Дополнительно появляетсявозможность отстроиться от помех, возникающих в результате многолучевогораспространения сигнала. Ортогональное размещение поднесущих обеспечиваетпередачу результирующего сигнала в более узком спектре по сравнению с другимиметодами мультиплексирования. Еще одно дополнение — мультиплексирование OFDMAна 2048 каналов, предоставляющее возможности улучшенного мультиплексирования всетях с несколькими уровнями.
Широкий диапазон частот, предусматриваемый стандартом,позволяет развертывать каналы передачи данных с высокой пропускной способностью(до 70 Мбит/с на сектор одной базовой станции) с использованием передатчиков,устанавливаемых на мачтах сетей сотовой связи и высотных зданиях. Существенныйнедостаток в том, что принимающее и передающее оборудование, работающее поэтому стандарту, может находиться только в зоне прямой видимости.
Следующий вариант стандарта 802.16, разрабатываемый 802.16Task Group C, будет действовать в более высоком диапазоне частот. Частично внего войдут технологии, отработанные для LMDS и радиосвязи (50–60 ГГц). Однаконаибольший интерес представляет 802.16e, в котором будет реализована мобильностьбеспроводных сетей. Как сообщают специалисты IEEE, вряд ли 802.16e станетстандартом, конкурентным сетям сотовой связи, тем более что такой цели и непреследуется — для мобильных пользователей, предпочитающих высокую скоростьпередачи и приема данных, разработаны услуги 3G. Стандарт 802.16e будетрассчитан на медленно передвигающихся пользователей, которым хотелось быоставаться на связи в пределах зоны действия офисного узла MAN.
Стандарты 802.16предоставят широкие возможности для масштабирования, необходимого дляобеспечения поддержки сотен тысяч пользователей силами одной базовой станции.Один сектор одной базовой станции способен обеспечить скорость передачи данных,достаточную для одновременного обслуживания свыше 60 предприятий, подключенныхпо каналам типа T1, и сотни жилых домов, подключенных по каналам типа DSL. Дляконечного пользователя это означает менее дорогой, а значит, и болееконкурентоспособный широкополосный доступ в Интернет.
Методы DSSS и FHSS в IEEE 802.11
Как уже было выше сказано, сигналы в стандартах IEEE 802.11 могут передаваться по радиоканалам в диапазоне 2,4 ГГц с широкополосноймодуляцией с прямым расширением спектра (DSSS), скачкообразной перестройкойчастоты (FHSS), а также по каналам с инфракрасным излучением.
Обе технологии расширения спектра DSSS и FHSS основаны наприменении двухэтапной модуляции несущей.
По методу DSSS каждый бит исходного сообщения представляетсяспециальными 11-разрядными кодовыми комбинациями (путем выполнения логическойоперации «исключающее ИЛИ» ) и уже результирующая последовательностьмодулирует передаваемый в эфир радиосигнал (при этом используется фазоваямодуляция несущей PSK: при каждом изменении логического уровня из 0 в 1 или из1 в 0 происходит смещение фазы снусоидального колебания). Псевдослучайныекодовые комбинации, придают радиосигналу характер шума, в 11 раз увеличиваяспектр частот исходного узкополосного сигнала и распределяя его мощность повсему диапазону. Для выделения полезной информации приемная сторона использует туже кодовую последовательность. Поддержание синхронности фазы несущего колебанияв приемнике и передатчике осуществляется последним посредством формированиячерез определенные промежутки времени специального синхросигнала.
Согласно методу FHSS модулирование несущего радиосигналавыполняется непосредственно исходным сообщением с использованием частотноймодуляции, при которой передача логических уровней 0 и 1 осуществляется начастотах, расположенных несколько выше или ниже центральной. Расширение спектрапроизводится периодическим, в соответствии с заданной последовательностью,используемой и передатчиком и приемником, изменением значения самой центральнойчастоты (стандартом IEEE 802.11 предусмотрены 79 возможных значений несущегоколебания), причем длительность удержания частоты на каждом уровне (dwell time)составляет 20 мс. Строго говоря, сигнал FHSS можно считать широкополоснымтолько на достаточно большом интервале времени, включающем много периодовудержания, поскольку на каждом из последних диапазон частот передаваемогорадиосигнала определяется спектром исходного сообщения, т.е. фактическиявляется узкополосным.
Помехоустойчивость
Узкополосные помехи
В системах DSSS энергия полезного сигнала распределена повсему диапазону радиоволн (для обеспечения максимальной скорости передачиданных 11 Мбит/с, предусмотренной стандартом IEEE 802.11, требуется полосачастот примерно 22 МГц), поэтому во входных цепях приемных устройствиспользуются широкополосные фильтры. Наличие узкополосных помех небольшой интенсивностина любой из частот диапазона не приводит к сбоям (информация восстанавливаетсяв приемнике из «неповрежденных» участков спектра), однако если поэнергии помеха сопоставима с полезным сигналом, то работа системы может бытьполностью заблокирована. В системах FHSS вероятность появления помехповышается за счет более широкого диапазона используемых частот (83,5 МГц),однако если паразитный сигнал занимает узкий участок спектра, то его воздействие скажется только на отдельных скачках с близким значением несущей.Результатом будет лишь некоторое снижение производительности системы (из-занеобходимости повторения испорченного фрагмента сообщения на следующем скачке).
Широкополосные помехи
Активность нескольких радиосистем, расположенных по-соседству,может приводить к повышению общего уровня зашумленности эфира надостаточно протяженных участках спектра. И хотя, в принципе, применяемая всистемах DSSS фазовая модуляция радиосигнала позволяет работать при болеевысоком отношении сигнал/шум, чем частотная модуляция несущей, используемая вустройствах FHSS, вероятность появления помехи, охватывающей полосу в 20МГц значительно выше, чем весь 80-МГц диапазон. Поэтому на практикесистемы FHSS оказываются более устойчивыми к широкополосным помехам и могутпродолжать работать (хотя и с пониженной пропускной способностью) в условиях,когда системы DSSS уже не способны нормально воспринимать полезный сигнал.
Интерференционные помехи
Интерференционные помехи, возникающие из-за многократногоотражения радиоволн от окружающих предметов, проявляются в одновременномпоступлении в приемник множества «копий» полезного сигнала сосмещеными фазами, что может приводить к его ослаблению или даже полномуисчезновению на отдельных участках спектра (так называемый «фединг»).При одних и тех же внешних условиях системы DSSS оказываются более устойчивымик федингу, чем FHSS (как и в случае узкополосных помех, полезный сигналоказывается искаженным только на отдельных частотах), однако они гораздочувствительнее к смещению во времени продетектированного двоичного сигнала- из-за значительно более короткой (примерно в десять раз) длительностиимпульсов возрастает вероятность неправильной интерпретации уровней 0 или 1 пристробировании.
Пропускная способность
Для систем DSSS и FHSS, основанных на спецификациях базовогостандарта IEEE 802.11, определена скорость передачи данных 1 и 2 Мбит/с.Поскольку здесь имеются ввиду все биты сообщения, а полезная информациясоставляет лишь часть кадра, включающего также служебные разряды (например,контрольные), то реальная пропускная способность системы оказывается меньше.Дополнительные «накладные расходы» вносят и сами протоколы передачиданных (процедуры обмена служебными кадрами при «опознавании» рабочихстанций, для целей синхронизации, повторной передачи информационных кадров приобнаружении ошибок и т.д.)
В среднем системы DSSS, работающие на скорости 2 Мбит/с,имеют пропускную способность 1,4 Мбит/с. Для систем FHSS этот показательнесколько ниже из-за дополнительных потерь на синхронизацию передатчика иприемника после каждого переключения на новую частоту.
Увеличение общей пропускной способности можно получить засчет развертывания в одной зоне нескольких систем. В случае DSSSэто можно было бы сделать на основе технологии кодового разделенияканалов CDMA, т.е. применяя в них различные, некоррелированные между собой (такназываемые ортогональные) кодовые последовательности. Свойствоортогональности позволяет приемным устройствам надежно выделятьпредназначенную им информацию, восприннимая радиосигналы от других систем какшум. Однако практическому использованию метода CDMA препятствует быстрый ростдлины ортогональных последовательностей с увеличением их числа. Так, например, для развертывания 6 независимых систем DSSS потребовалось быиспользовать 31-разрядные последовательности (представляющие каждый битинформационного сообщения) и необходимая полоса частот для обеспечениямаксимальной скорости передачи данных в 11 Мбит/с превысила бы весь отведенныйдля таких систем диапазон.
Стандартом 802.11 предусмотрена возможность совместной работысистем DSSS, использующих одну и ту же 11-разрядную кодовую последовательность,выделением каждой из них отдельного поддиапазона частот шириной около 30МГц.Поскольку весь диапазон составляет 83,5 МГц, то таких систем может быть неболее 3. Соответственно, их суммарная пропускная способность составляет около4,2 Мбит/с.
В случае FHSS количество развертываемых систем значительнобольше. Стандарт 802.11 определяет 78 различных последовательностейпереключения между 79 значениями несущей частоты (3 группы по 26последовательностей, в каждой из которых обеспечивается минимальное числоколлизий, т.е. одновременного использования одной и той же частоты несколькимисистемами).
Таким образом, теоретическина одной и той же территории может быть создано до 26 систем FHSS, однако напрактике их число значительно меньше и обычно не превышает 15. Это вызвано тем,что стандарт 802.11 запрещает строгую синхронизацию передатчиков (системыдолжны быть независимыми), что повышает вероятность коллизий и, соответственно,увеличение затрат времени на повторную передачу кадров.
Wi-Fi с поддержкой голоса
РАБОТА над стандартами, которые обеспечат поддержку голосовойсвязи в сетях Wi-Fi, началась. Ряд производителей, в первую очередь — компанииAirespace и Spectralink, обратились к руководству IEEE с просьбой сформироватьисследовательскую группу Fast Roaming, которая будет заниматься организациейпередачи управления между точками доступа.
Ассоциация IEEE уже взяла на себя ответственность за развитиестандарта качества обслуживания 802.11e, который позволит присваивать голосовымпакетам более высокий приоритет, чем пакетам данных. Цель нового проектазаключается в решении вопросов управления телефонными звонками в процессеперемещения пользователей внутри беспроводной сети от одной точки доступа кдругой. Возможность переключения с одной точки доступа на другуюпредусматривала даже первая версия стандарта 802.11, но при подобном «роуминге»наблюдались кратковременные прерывания потоков данных.
По иронии судьбы, связанные с этим неприятности еще заметнеестали проявляться после активизации функций безопасности, встроенных в сетиWi-Fi. Если телефонный звонок осуществляется при перемещении пользователя междуточками доступа, туннель, по которому передается зашифрованная информация,должен быть ликвидирован в одной точке доступа и восстановлен в другой. Еслитакая процедура занимает свыше 50 мс, потребитель воспринимает это как обрывсвязи. По словам производителей, сейчас для переключения требуется более 70 мс.
Производитель беспроводных коммутаторов Airespace являетсяодним из ведущих разработчиков технологий передачи голоса по сетям Wi-Fi, и егопредставители входят в состав исследовательской группы IEEE.
Исследовательская группа намерена приступить к проектированиюнового стандарта немедленно. Правда, официальное разрешение IEEE может бытьполучено, лишь когда исполнительный комитет выдаст положительное заключение назапрос о санкционировании работ и направит его комитету по стандартизации дляокончательного утверждения.
Многие считают, чтосуществующие стандарты Wi-Fi не способны обеспечить устойчивую передачу голоса.Пока же решать задачи организации голосовой связи чаще всего предлагается на основетехнологии 802.11a.
***
Развитие сетей Wi-Fi стремительно набирает темп. В нашейстране уже работают тысячи беспроводных сетей, и к нескольким десяткамдействующих региональных операторов каждый месяц добавляются новые. И вближайшие годы этот процесс будет становиться все более интенсивным. Следуетотметить, что качественные характеристики WLAN сетей стремительноулучшаются. На сегодняшний день в WLAN сетях достигнута скорость 54 Мбит/с, учитывая,что в первоначальных стандартах она составляла 1-2 Мбит/с. А в обычных сетях– 100 Мбит/с. В ближайшем будущем беспроводные сети частично вытеснят «проводные» сети, благодаря своей «гибкости», удобности, простоте подключенияновых рабочих станций. Беспроводные сети не смогут полностью «заменить» «проводные»,но они займут свое место наравне с ними и будут использоваться для решенияопределенного круга задач.
Таким образом, развитие WLAN сетей оченьперспективно, так как именно они в интеграции с обычными сетями позволятпредоставить клиентам более новое качество услуг сети.
Список литературы:
1. журнал «Connect Мир связи», №12, 2003 г.
2. журнал «LAN», N 06-08(2003)
3. журнал «Сети» N2, 2004
4. журнал «PCWEEK», N 19(2003)
5. журнал «ЭкспрессЭлектроника», N 6(103), 2003
6. журнал Computerworld, #04/2004