1 Исследование предметной области
— по виду передаваемой информации – на системы передачи речи, информации и данных.
Справедливы и системы градации на основе используемой технологии (спутниковые сети, атмосферные оптические линии и т.п.), по назначению и др.
Термин «беспроводность» определяется легко – отсутствует соединительный провод (оптоволоконный или медный кабель).
Персональные беспроводные сети передачи данных стали появляться сравнительно недавно – в середине 90-х годов. Однако лишь к концу 90-х развитие микроэлектроники позволило производить для таких устройств интегральную элементную базу. Открывшиеся перспективы привели к тому, что практически одновременно появилось сразу несколько разработок персональных беспроводных сетей, основные из которых – это спецификации HomeRF, стандарты семейства IEEE 802.15 (Bluetooth и IEEE 802.15.3/4), а также технологии сверхширокополосной связи (UWB) [1].
1.2 Системы фиксированного беспроводного доступа
Системы фиксированного беспроводного доступа широко используются во всем мире для решения задачи последней мили — беспроводного подключения абонентов к сетям передачи данных и телефонным сетям.
Связь Bluetooth применяется, прежде всего, для передачи информации между различными портативными устройствами, например, мобильными телефонами и наладонниками, а также для обмена данными между гаджетами и настольным компьютером. Технология Bluetooth обеспечивает скорость передачи информации до 723 кбит/с (спецификация версии 1.2) или до 2,1 Мбит/с (спецификация версии 2.0) в радиусе от 10 до 100 метров.
Системы DЕСТ (Digital Enhanced Cordless Telephony) разрабатывались для внутриофисных приложений с целью обеспечения сотрудников мобильной телефонной связью в пределах офиса. Для работы систем DЕСТ выделен диапазон частот 1,880-1,900 ГГц. Широкое распространение получила модификация систем DЕСТ-WLL, предназначенная для подключения фиксированных удаленных абонентов к телефонной сети общего пользования на расстояниях до 5 км. Системы DЕСТ обеспечивают качественную телефонную связь, однако не предназначены для передачи данных, как правило, возможно только низкоскоростное подключение к Интернет. В настоящее время выпуск систем этого класса сокращается, поскольку их возможности по передаче данных не удовлетворяют современным требованиям.
Системы BWA (Вгоаdband Wireless Access) строятся на базе неколлизионного пакетного протокола доступа к среде передачи и обеспечивают широкополосный доступ к сетям передачи данных. Системы выпускаются для различных частотных диапазонов, наиболее распространенные — 3.5 ГГц, 5 ГГц и 10.5 ГГц. За счет мощных механизмов обеспечения качества обслуживания, системы позволяют с высоким качеством передавать голос и обеспечивать другие сервисы реального времени, такие как видеонаблюдение, видеоконференцсвязь, передача потокового видео и т.п.
LMDS (Local Multipoint Distribution System) используют частотные диапазоны выше 26 ГГц и предназначены для высокоскоростной передачи данных на небольших расстояниях. Как правило, эти системы поддерживают передачу потоков Е1 и могут использоваться для подключения удаленных АТС и базовых станций сотовой связи.
MMDS (Multipoint Multimedia Distribution System) изначально создавались для трансляции телевизионных программ в диапазоне 2,3-2,5 ГГц. В настоящее время они также используются для двухсторонней передачи данных на расстояниях до 50 км.
Системы класса Radio-Ethernet (Wi-Fi) строятся на базе оборудования стандарта IЕЕЕ 802.11. Системы работают в диапазоне 2.4 ГГц и диапазонах 5.15-5.35, 5.75-5.85 ГГц. Для создания систем фиксированного беспроводного доступа могут использоваться как специализированные беспроводные мосты, так и оборудование для внутриофисных сетей — точки доступа и беспроводные сетевые адаптеры, оснащенные внешними антеннами и, при необходимости — усилителями. Долгое время подобные системы диапазона 2.4 ГГц были основным типом систем фиксированного беспроводного доступа. В настоящее время, в связи со значительным увеличением помехового фона в диапазоне 2.4 ГГц, вызванного практически неконтролируемым распространением оборудования стандарта 802.11 и принципиальными ограничениями использованного в стандарте коллизионного протокола доступа к среде передачи, популярность этого оборудования в сетях фиксированного беспроводного доступа снижается.
Сегодня всё шире распространяются локальные беспроводные сети (WLAN), использующие радиочастоты для передачи данных. Всё чаще их называют сетями Wi-Fi, хотя ранее это было наименование одного из стандартов (802.11b).
Под аббревиатурой Wi-Fi (от английского Wireless Fidelity, что можно перевести как «высокая точность передачи данных по беспроводному каналу связи») понимают семейство стандартов для организации беспроводных локальных сетей в соответствии со спецификацией IEEE 802.11.
Современные сети Wi-Fi, несмотря на все свои преимущества, обладают и существенным недостатком — радиус их действия редко превышает 50-70 метров. Но в нашем случае это не проблема, так как нам нада развернуть сеть на небольшое расстояние. Впрочем, данного недостатка будут лишены сети WiMAX, информацию через которые можно будет передавать на расстояния до 50 км со скоростью 70 Мбит/с.
В настоящее время наиболее широкое распространение получили три разновидности стандарта IEEE 802.11 с индексами a, b и g и недавно утвердили стандарт IEEE 802.11n. Спецификация IEEE 802.11a подразумевает использование частотного диапазона 5 ГГц, максимальная пропускная способность сети в этом случае достигает 54 Мбит/с. Каналы связи, организованные в соответствии с IEEE 802.11b и IEEE 802.11g, используют диапазон частот 2,4 ГГц, а максимальная скорость передачи данных составляет 11 Мбит/с и 54 Мбит/с, соответственно (рисунок 2.1). Радиус действия WLAN составляет от 50 до 100 метров [2].