Беспроводные каналы связи.

Инфракрасная связь.

    Инфракрасные технологии (infrared transmissions), функционирующие на очень высоких частотах, приближающихся к частотам видимого света, могут быть использованы для установления двусторонней или широковещательной передачи на близких расстояниях. Они обычно используют светодиоды (LED, light-emitting diode) для передачи инфракрасных волн приемнику. Поскольку они могут быть физически заблокированы и испытывать интерференцию с ярким светом, инфракрасная пере¬дача ограничена малыми расстояниями в зоне прямой видимости. Инфракрасная передача обычно используется в складских или офисных зданиях, иногда для связи двух зданий. Другим популярным использованием инфракрасной связи является бес¬проводная передача данных в портативных компьютерах.

 

Технология Bluetooth.

    Bluetooth (переводится как «синий зуб») — производственная спецификация беспроводных персональных сетей (от англ. Wireless personal area network — WPAN).

    Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как карманные и обычные персональные компьютеры, мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надежной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи.

    Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе до 10—100 метров друг от друга (дальность очень сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.

    Радиосвязь Bluetooth осуществляется в ISM-диапазоне (от англ. Industry, Science and Medicine), который используется в раз¬личных бытовых приборах и беспроводных сетях (свободный от лицензирования диапазон 2,4—2,4835 ГТц). В Bluetooth применяется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты (от англ. Frequency Hopping Spread Spectrum — FHSS). Метод FHSS прост в реализации, обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам, а оборудование стоит недорого.

    Согласно алгоритму FHSS, в Bluetooth несущая частота сигнала скачкообразно меняется 1600 раз в секунду (всего выделяется 79 рабочих частот шириной в 1 МГц, а в Японии, Франции и Испании полоса уже — 23 частотных канала). Последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приемнику, которые каждые 625 мкс (один временной слот) синхронно перестраиваются с одной несущей частоты на другую. Таким образом, если рядом работают несколько пар приемник—передатчик, то они не мешают друг другу. Этот алгоритм является также составной частью системы защиты конфиденциальности передаваемой информации: переход происходит по псевдослучайному алгоритму и определяется отдельно для каждого соединения. При передаче цифровых данных и аудиосигнала (64 кбит/с в обоих направлениях) используются различные схемы кодирования: аудиосигнал не повторяется (как правило), а цифровые данные в случае утери пакета информации будут переданы повторно. Без помехоустойчивого кодирования это обеспечивает передачу данных со скоростями 723,2 кбит/с, с обратным каналом 57,6 кбит/с или 433,9 кбит/с в обоих направлениях.

 

Беспроводные сети Wi-Fi.

    Wi-Fi (от англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность») — беспроводная сеть, а также стандарт на оборудование беспроводных сетей Wireless LAN. Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance». Технологию назвали Wireless-Fidelity по аналогии с Hi-Fi.

    Установка Wireless LAN рекомендовалась там, где развертывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно. В нынешнее время во многих организациях используется Wi-Fi, так как при определенных условиях скорость работы сети уже превышает 100 Мбит/с. Пользователи могут перемещаться между точками доступа по территории покрытия сети Wi-Fi.

    Мобильные устройства (КПК, смартфоны, PSP и ноутбуки), оснащенные клиентскими Wi-Fi приемо-передающими устройствами, могут подключаться к локальной сети и получать доступ в Internet через точки доступа или хот-споты.

    Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка—точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передает свой идентификатор сети (Service Set identifier — SSID) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID приемник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала.

    Преимущества Wi-Fi:

• позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развертывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями;

• позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам;

• Wi-Fi-устройства широко распространены на рынке. Устройства разных производителей могут взаимодействовать на базовом уровне сервисов;

• Wi-Fi — это набор глобальных стандартов. В отличие от сотовых телефонов, Wi-Fi-оборудование может работать в разных странах по всему миру.

    Недостатки Wi-Fi:

• частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы. Во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть еще один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, например Россия, Белоруссия и Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора;

• высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства;

• Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Типичный домашний маршрутизатор Wi-Fi стандарта 802.11b или 802.11g имеет радиус действия 45 м в помещении и 450 м снаружи;

• наложение сигналов закрытой или использующей шифрование точки доступа и открытой точки доступа, работающих на одном или соседних каналах, может помешать доступу к открытой точке доступа. Эта проблема может возникнуть при большой плотности точек доступа, например, в больших многоквартирных домах, где многие жильцы ставят свои точки доступа Wi-Fi;

• неполная совместимость между устройствами разных производителей или неполное соответствие стандарту может привести к ограничению возможностей соединения или уменьшению скорости;

• уменьшение производительности сети во время дождя.

 

Технология WiMAX.

    WiMAX (от англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандарте IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN (Wireless Metropolitan Area Networks — бес¬проводные сети масштаба города).

    В общем виде WiMAX-сети состоят из следующих основных частей: базовых и абонентских станций, а также оборудования, связывающего базовые станции между собой, с поставщиком сервисов и с Internet.

    Для соединения базовой станции с абонентской используется высокочастотный диапазон радиоволн от 1,5 до 11 ГГц. В идеальных условиях скорость обмена данными может достигать 70 Мбит/с, при этом не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приемником.

    WiMAX применяется как для решения проблемы «последней мили», так и для предоставления доступа в сеть офисным и районным сетям.

Между базовыми станциями устанавливаются соединения (прямой видимости), использующие диапазон частот от 10 до 66 ГГц, скорость обмена данными может достигать 120 Мбит/с. При этом по крайней мере одна базовая станция подключается к сети провайдера с использованием классических проводных соединений. Однако, чем большее число базовых станций подключено к сетям провайдера, тем выше скорость передачи данных и надежность сети в целом.

    Структура сетей семейства стандартов IEEE 802.16 схожа с традиционными сетями мобильной связи (базовые станции действуют на расстояниях до десятков километров, для их установки не обязательно строить вышки — допускается установка на крышах домов при соблюдении условия прямой видимости между станциями).