Бездротова передача даних нині переживає своєрідний бум. Якщо з мовним обміном все достатньо зрозуміло, він потрібен всім, скрізь і завжди, то в області бездротової передачіданих ситуація менш однозначна. Найбільші розробники технологій та виробники елементної бази гарячково намагаються визначити тенденції розвитку ринку, тобто інтереси споживача. Виникають і тихо згасають технології та пов'язане з ними виробництво компонентів. питань набагато більше, ніж відповідей.

Мережі передачі можуть бути класифіковані так:

1. Автономні локальні мережі (потоки даних територіально замкнуті у межах підприємства, офісу, будинки, квартири).
2. Локальні мережі з виходом у транспортну (первинну) мережу (частина споживачів має вихід межі локальної мережі, наприклад, в Інтернет).
3. Мережі безпосереднього доступу споживачів до транспортної мережі.

Подібна спрощена класифікація в даному випадкуцілком достатня (див. рис.1).

Сучасні телекомунікаційні мережі будуються та оптимізуються відповідно до дворівневої ієрархії: магістральні транспортні мережі та мережі доступу, що набагато економічніше та зручніше для побудови відкритих систем та доставки інтегрованих послуг. При будівництві мережі до 90% усієї вартості припадає на її нижню ланку, тобто на місцеву мережу або мережу доступу. Для вирішення проблеми «останньої милі» сьогодні запропоновано цілу низку технологій. «Остання миля» – це частина телекомунікаційної мережі зв'язку загального користування, розташована між точкою розподілу ресурсу первинної мережі та абонентським обладнанням. Окрім традиційних провідних технологій для розподілу інформації використовуються бездротові системиабонентського доступу та ряд інших технологій. Діапазон телекомунікаційних послуг, які надаються нині кінцевим користувачам, досить широкий: передача даних, доступ до Інтернету, телефонія, інтерактивне відео, зв'язок із рухомими об'єктами. Кожну з послуг можна підрозділити далі відповідно до запропонованого рівня продуктивності та якості.

Типова структура системи абонентського доступу, як правило, включає мережу доступу (access network) і мережу розподілу (distribution network).

• абонентський термінал (АТ) - приймально-передавальне радіопристрій невеликих розмірів із внутрішньою або зовнішньою антеною. Кінцеве користувальницьке обладнання підключається безпосередньо до абонентського терміналу та через радіоканал має доступ до мережі зв'язку;
• точка доступу (ТД) - пристрій, який забезпечує зв'язок абонентів мережі доступу з телекомунікаційною (первинною) мережею доступу;
• точка розподілу (ТР) – елемент первинної мережі, що забезпечує організацію мережі розподілу з точками доступу.

Термін «мережа розподілу» передбачає частину мережі між точкою доступу та точкою розподілу. Мережа розподілу може бути відсутня, якщо мережа доступу починається безпосередньо від точки розподілу ресурсу транспортної мережі. У точці доступу має забезпечуватись реалізація протоколів мережі доступу при взаємодії з абонентськими терміналами, протоколів мережі загального користування під час роботи з вузлом комутації, а також взаємне конвертування цих протоколів та керування потоком даних у системі абонентського доступу. На практиці ці функції виконують маршрутизатори (у мережах передачі даних), концентратори та базові станції (у стільникових мережах та системах бездротового абонентського доступу) та деякі інші пристрої. Як мережі доступу, так мережі розподілу можуть бути використані різні технології; можна розгортати й гібридні мережі. Допустимі різноманітні зміни мереж, які залежить від необхідної пропускної спроможності, вартості запланованої мережі, топології, обмежень, введених різними регулюючими організаціями тощо.

Класифікація систем бездротового абонентського доступу (WLL (Wireless Local Loop) або RLL (Radio Local Loop)) також може бути проведена по ряду параметрів - структурі, використовуваному діапазону частот, змісту трафіку і т.п.

Загальноприйнятої класифікації систем WLL нині немає, проте можлива деяка систематизація за основними характеристиками (див.табл.1).

Таблиця 1. Систематизація показників WLL

Основне призначення систем «точка – точка» в інфраструктурі «останньої милі» – це підключення невеликих зосереджених систем зв'язку (локальної мережі, установчої АТС тощо) до корпоративним мережам, мережам зв'язку загального користування або телекомунікаційним вузлам Стільникові системи та системи «точка – багатоточка» застосовуються в тих випадках, коли потрібно приєднати до вузла системи зв'язку розрізнені групи абонентів. Існує широке різноманіття WLL-систем цих двох типів, що змушує класифікувати системи зі стільникової структурою та структурою «точка - багатоточка» за характером їхнього трафіку. Можна виділити три основні класи таких систем:

• системи абонентського доступу до мереж передачі;
• системи для підключення абонентів до телефонної мережізагального користування;
• Системи інтегрального типу.

У свою чергу, системи абонентського доступу до мереж передачі даних можна розділити на такі підкласи:

а) системи, орієнтовані обслуговування абонентів з невеликою індивідуальною інтенсивністю коротких транзакцій (системи моніторингу різного призначення, Платіжні системи безготівкового розрахунку та ін);
б) системи, орієнтовані забезпечення доступу до мережевих інформаційних ресурсів (Інтернет, послуги ISDN, віддалений доступом до локальним комп'ютерним мереж та інших.).

Радіосистеми для підключення абонентів до телефонної мережі загального користування (ТФ-ОП) іноді ще називають телефонними радіоподовжувачами. Часто бездротові телефонні подовжувачі надають також послуги передачі даних і факсимільних повідомлень.

Системи інтегрального типу поєднують у собі системи перших двох типів і є універсальними. Крім забезпечення телефонного зв'язку, системи інтегрального типу можуть обслуговувати абонентів, які передають дані та відеоінформацію. Причому абоненти, що передають дані, можуть працювати в широкому діапазоні швидкостей передачі - від 1200 біт/с до десятків і навіть сотень кілобіт в секунду. Невід'ємним завданням таких систем є забезпечення доступу абонентів до послуг цифрових мереж зв'язку з інтеграцією служб (ISDN).

Якщо перебувати в рамках катехизи, то будемо послідовно розглядати питання, що виникають у реальному житті, які стосуються бездротової передачі даних, а потім давати на них відповіді. Досить повний розгляд даної проблеми зажадав би спеціальних досліджень, тому обмежимося аналізом (мабуть, неповним) матеріалів зарубіжної (в основному американської та європейської) скоріше технічної, ніж наукової періодики, а також вітчизняних журналів відповідної орієнтації, які дуже чітко відзначають як новинки, і тенденції. Не буде забутий і іншомовний Інтернет із відомими адресами, хоча він має низку специфічних особливостей.

Не вдаючись у подробиці, можна відзначити, що передача даних, як один з видів зв'язку, має найвищі вимоги до достовірності інформації, що передається. Передача файлів, наприклад, зазвичай не терпить помилок взагалі.

Відповідь перше запитання «кому потрібна бездротова передача даних?» простий - всім тією чи іншою мірою. Однією з переваг Голлівуду (крім спецефектів) є той незаперечний факт, що він формує громадську думку і, з погляду інформаційних технологій, у правильному напрямку. "Розумний будинок" (smart house) вимагає безперервного спостереження за всіма системами життєзабезпечення, автомобіль вимагає того ж і так далі. Це не майбутнє, а реальність.

Зазвичай колізія між споживачем і виробником виглядала приблизно так: мені це потрібно, а з іншого боку звучало - а я можу це. Зараз картина виглядає з точністю до навпаки (якщо не брати до уваги вічних природних і тимчасових технологічних обмежень). Рух з боку споживача очевидний – більше і недорого. Але що потрібне? Тут два варіанти - робота та побут. Причому обидва варіанти не чужі один одному. Отже, наступне питання – що потрібно для роботи? Відповідь – потрібно все. Де система, там і люди. Подивимося, що можуть запропонувати нам існуючі технології та компоненти. Для орієнтації використовуємо рис.2, у якому зображено зразкове позиціонування низки технологій бездротової передачі у координатах «дальність зв'язку - швидкість передачі ».

У верхній частині малюнка показані характерні програми даних технологій. Тут послідовно зі зростанням необхідної швидкості передачі розміщені:передача мови, нерухомих графічних зображень, низькошвидкісний доступ до Інтернету, бездротова передача музичних творів, потокова передача відео, цифрове відео, багатоканальне відео. Дальність зв'язку змінюється від одиниць метрів до одиниць кілометрів, швидкість передачі даних змінюється від десятків кілобіт за секунду до десятків мегабіт за секунду.

Варіанти технології Bluetooth 1 і Bluetooth 2 відрізняються класом потужності (див. докладніше відповідний пункт). Абревіатура HL2 означає технологію HiperLAN2, яку розробляє ETSI (The European Telecommunications Stahdarts Institute - європейський інститут стандартизації в галузі телекомунікацій). Споживчі властивостітехнологій HL2 та IEEE802.11a близькі. На малюнку не показана технологія HomeRF, яка у своєму першому варіанті зі швидкістю передачі 1,6 Мбіт/с близька до Bluetooth, а у варіанті HomeRF 2.0 зі швидкістю передачі 10 Мбіт/с конкурує з IEEE802.11b. мережевих технологій, в яких можуть використовуватися технології, що розглядаються. Це: PAN (щодо нового поняття - Personal Area Network), LAN (локальні обчислювальні мережі), і WAN (розподілені). LMDS (Local Multipoint Distribution Service) означає мережу розподілу даних (зараз застосовується у стільникових системах телебачення). У цій позиції може бути розміщена і MMDS (Multipoint Multichannel Distribution Service) - багатоканальна система розподілу даних.

З малюнка явно випливає розподіл технологій за різними споживчими нішами та наявність конкуруючих технологій, які зазвичай мають американське та європейське походження. Технології, розміщені поруч одна з одною, також можуть бути частково взаємозамінними, тобто вони швидше доповнюють одна одну, ніж конкурують.

Використовувані частотні діапазони та їх регулювання

На рис.2 відсутня інформація про частотні ресурси, що використовуються. Взагалі кажучи, для передачі даних можуть використовуватися як діапазони частот, що вимагають державного дозволу (а разом з ним і оплати ліцензування), так і інтервалі частот, що не ліцензуються, відносно вільні для їх використання. Зазвичай це стосується обмеження допустимої щільності електромагнітного поля в дальній зоні, яка визначається потужністю передавача та параметрами спрямованості антен. Зараз характерним є широке використання діапазонів частот, що не ліцензуються. Потенційно це неминуче призведе (і призводить) до проблем як внутрішньосистемної, так і міжсистемної ЕМС (електромагнітної сумісності).

До даного типучастотних ресурсів відноситься ISM (Industrial, Scientific, and Medical Equipment) - діапазон частот, який призначений для використання в неліцензійному устаткуванні (промисловому, науковому, медичному, домашньому або аналогічному), за винятком додатків у галузі зв'язку. Устаткування має генерувати та використовувати радіочастотну енергію локально. У США даний діапазон включає ряд інтервалів: 915,0 ± 13 МГц; 2450 ±50 МГц; 5,8±0,075 ГГц; 24,125±0,125 ГГц. Європейський варіант має деякі відмінності.

Зараз інтервал частот 2450 МГц широко використовується для організації систем передачі на короткі відстані (наприклад, бездротових локальних мереж WLAN). В Росії дозволено застосування на вторинній основі інтервалу 2400 -2483,5 МГц (вторинність означає неможливість застосування при виникненні перешкод для систем, що використовують даний діапазон на первинній основі). В даний час відповідно до рішення ДКРЧ від 29.04.2002 (протокол №18/3) «Про порядок використання на території Російської Федерації внутрішньоофісних систем передачі даних у смузі частот 2400 –2483,5 МГц» дозволяється використання юридичними та фізичними особами смуги частот для організації на території Російської Федерації внутрішньоофісних систем бездротової передачі даних на вторинній основі та за умови ненадання претензій на можливі перешкоди від РЕМ військового та цивільного призначення, а також від високочастотних установок промислового, наукового, медичного та побутового застосування, що використовують зазначену смугу частот. При цьому слід враховувати, що для цих систем не потрібні узгодження з радіочастотними органами Міністерства оборони Російської Федерації та іншими (за потреби) міністерствами та відомствами Росії. Для отримання дозволу на використання радіочастот для експлуатації внутрішньоофісних систем передачі даних заявник надсилає на адресу ФГУП «Головний радіочастотний центр» радіочастотну заявку за формою, зазначеною у додатку 1 рішення ДКРЧ від 29.04.2002 (протокол № 18//3). За відсутності зауважень на заявку ФГУП «Головний радіочастотний центр» готує проекти дозвільних документів. Після оплати робіт з експертизи заявки заявнику видається дозвіл використання смуги частот 2400 –2483,5 МГц для експлуатації РЕМ внутрішньоофісних систем. На підставі цього документа заявник отримує у відповідному ФГУП Радіочастотного центру федерального округу дозвіл на експлуатацію РЕМ.

Інтервал 5,8 ГГц збігається з частотами, виділеними для систем U-NII (Unlicensed National Information Infrastructure - Національна інформаційна інфраструктура, що не ліцензується), що забезпечують швидке розгортаннясистем за набагато менших витрат, ніж у випадку діапазонів, що вимагають ліцензування. У січні 1997 року Федеральна комісія зв'язку (FCC) США виділила для послуг U-NII три діапазони частот сумарною шириною 300 МГц у діапазоні 5 ГГц: діапазон U-NII 1 (5,15 –5,25 ГГц) та діапазон U-NII 2 (5,25 –5,35 ГГц), призначені для локальних мереж та інших додатків зв'язку на коротких відстанях, та діапазон U-NII 3 (5,725 –5,825 ГГц) для мереж, що вимагають більшої дальності зв'язку. У Росії частоти діапазону 5,725 -5,875 ГГц можуть використовуватися за умови, що рівень радіоперешкод від джерел випромінювань не перевищуватиме допустимий рівень індустріальних радіоперешкод.

Більше того, FCC заявила про необхідність змінити саму методологію розподілу частотних діапазонів. Головна ідея - розподіляти спектр динамічно, оскільки окремі частотні інтервали використовуються дуже інтенсивно, інші практично вільні. Передбачається також врахувати у ліцензуванні як самі частоти, а й час їх заняття, потужність випромінювання. Рекомендується також опрацювати питання ефективнішого аналізу перешкод, встановити максимальний рівень потужності передачі залежно від діапазонів частот і рівня шумів. І нарешті, пропонується запровадити три види ліцензування частотних ресурсів: ексклюзивне користування, загальне користування та контрольоване користування. На наш погляд, такий підхід цілком адекватний сучасності.

Коротка характеристика технологій

Наведемо коротку характеристику технологій бездротової передачі, а потім здійснимо їх порівняльний аналіз. Традиційно в цій галузі телекомунікацій (і не тільки тут) конкурують американські стандарти IEEE, європейські стандарти ETSI та фірмові стандарти.

Технологія ZigBee просувається організацією ZigBee Alliance, яка має на меті забезпечення верхніх шарів семирівневої моделі стеком протоколів (від мережевого рівня до рівня додатків), включаючи профілі додатків та інженерну реалізацію компонентів даної технології. До розробки відповідного стандарту низькошвидкісної передачі даних підключився комітет IEEE 802.15.4, який розробляє рівні MAC (управління доступом до середовища передачі - media access control) та PHY (рівень передачі сигналів у фізичному середовищі) семирівневої моделі. Саме перший, фізичний рівень (PHY) в основному визначає вартість системи, швидкості передачі даних, споживану потужність, габарити та діапазон використовуваних частот.

Призначення даної технології - забезпечити компонентами системи автоматизації та дистанційного керуваннярізного призначення. При цьому для АТ була мета забезпечення їх автономним батарейним живленням двома елементами типу АА протягом часу від півроку до двох років. Варіанти застосування пристроїв, побудованих на основі цієї технології: бездротові системи забезпечення безпеки житла від несанкціонованого проникнення в них; віддалене управліннякондиціонерами, системою освітлення приміщень та віконними жалюзі; керування будь-якими пристроями інвалідами, людьми похилого віку та дітьми; універсальне управління аудіо та відеопристроями; бездротові клавіатура, миша ПК, пульт керування ігровою приставкою; бездротові детектори задимлення та наявності ЗІ; автоматизація та управління елементами промислових та житлових приміщень (освітленням тощо).

Передбачається розробка шлюзів взаємодії даних систем коїться з іншими мережами передачі.

Використовувані частоти: ISM (2,4 ГГц зі швидкістю 250 кбіт/с), європейський діапазон 868 МГц (20 кбіт/с) та американський діапазон 915 МГц (40 кбіт/с).

Технологія Bluetooth – це технологія передачі даних по радіо на малі відстані (до 10 м, з можливістю розширення до 100 м), що дозволяє здійснювати зв'язок бездротових телефонів, комп'ютерів та різної периферії, не вимагаючи прямої видимості. За потужністю радіопередавача апаратура ділиться на три класи: перший (максимальна вихідна потужність 100 мВт), другий (2,5 мВт) та третій (1 мВт).

Розробку технології розпочала компанія Ericsson Mobile Communications. Спочатку її метою було отримання нового радіоінтерфейсу з низьким рівнем енергоспоживання та невисокою вартістю, який дозволив би встановлювати зв'язок між стільниковими телефонами та гарнітурами. Крім того, новий інтерфейс призначався для передачі даних між ПК, між ПК та його периферією, між ноутбуком та стільниковим телефоном тощо.

У лютому 1998 року. Ericsson спільно з Intel, IBM, Toshiba та Nokia сформували спеціальну групу з розробки та просування технології під назвою Bluetooth SIG (Special Interest Group). Ця технологія повністю відкрита, а тому будь-яка компанія, яка підписала ліцензійну угодуможе увійти до складу Bluetooth SIG і почати створювати продукти на її основі.

Сімейство стандартів IEEE 802.11 розробляється американським інститутом IEEE. Стандарт IEEE 802.11, розробка якого було завершено 1997 р., є базовим стандартом і визначає протоколи, необхідні організації бездротових локальних мереж (WLAN). Основні з них - протокол управління доступом до середовища MAC (нижній підрівень канального рівня) та протокол PHY передачі сигналів у фізичному середовищі. Як остання допускається використання радіохвиль та інфрачервоного випромінювання. Стандартом 802.11 визначено єдиний підрівень MAC, що взаємодіє з трьома типами протоколів фізичного рівня, що відповідають різним технологіям передачі сигналів - по радіоканалах в діапазоні 2,4 ГГц з широкосмуговою модуляцією з прямим розширенням спектра (DSSS) і ППРЧ (FHSS), а також випромінювання. Специфікаціями стандарту передбачено два значення швидкості передачі даних - 1 та 2 Мбіт//с. Порівняно з провідними ЛОМ Ethernet-можливості підрівня MAC розширені за рахунок включення в нього ряду функцій, зазвичай виконуються протоколами вищого рівня, зокрема, процедур фрагментації та ретрансляції пакетів. Це викликано прагненням підвищити ефективну пропускну спроможністьсистеми завдяки зниженню накладних витрат на повторну передачу пакетів.

Як основний метод доступу до середовища стандартом 802.11 визначено механізм CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance - множинний доступ з виявленням несучої та запобіганням зіткнення пакетів).

Управління живленням.Для економії енергоресурсів мобільних робочих станцій, що використовуються у бездротових ЛОМ, стандартом 802.11 передбачено механізм перемикання станцій у так званий пасивний режим з мінімальним споживанням потужності.

Архітектура та компоненти мережі. В основу стандарту 802.11 покладено стільникову архітектуру, причому мережа може складатися як з одного, так і кількох осередків. Кожна стільника управляється базовою станцією, що є ТД, яка разом з робочими станціями користувачів, що знаходяться в межах радіусу її дії, утворює базову зону обслуговування. Точки доступу багатосотової мережі взаємодіють між собою через розподільну систему, що є еквівалентом магістрального сегмента кабельних ЛОМ. Вся інфраструктура, що включає точки доступу та розподільчу систему, утворює розширену зону обслуговування. Стандартом передбачено також одностільниковий варіант бездротової мережі, який може бути реалізований і без точки доступу, при цьому частина її функцій виконуються безпосередньо робочими станціями.

Роумінг.Для забезпечення переходу мобільних робочих станцій із зони дії однієї точки доступу до іншої у багатосотових системах передбачені спеціальні процедури сканування (активного та пасивного прослуховування ефіру) та приєднання (Association), проте строгих специфікацій щодо реалізації роумінгу стандарт 802.11 не передбачає.

Забезпечення безпеки.Для захисту WLAN стандартом IEEE 802.11 передбачено цілий комплекс заходів безпеки передачі даних під назвою Wired Equivalent Privacy (WEP). Він включає засоби протидії несанкціонованому доступу до мережі (механізми та процедури аутентифікації), а також запобігання перехопленню інформації (шифрування).

Наразі найбільшого поширення набув стандарт IEEE 802.11b. Завдяки високій швидкості передачі даних (до 11 Мбіт/с), практично еквівалентній пропускній здатності звичайних провідних ЛОМ Ethernet, а також орієнтації на діапазон 2,4 ГГц, цей стандарт завоював найбільшу популярність у виробників обладнання біс провідних мереж. В остаточній редакції стандарт 802.11b, відомий так само, як Wi-Fi (Wireless Fidelity), було прийнято у 1999 році. Як базова радіотехнологія в ньому використовується метод DSSS з 8-розрядними послідовностями Уолша. Оскільки обладнання, що працює на максимальній швидкості 11 Мбіт/с, має менший радіус дії, ніж на нижчих швидкостях, стандартом 802.11b передбачено автоматичне зниження швидкості погіршення якості сигналу. Як і у випадку базового стандарту 802.11, чітких механізмів роумінгу специфікаціями 802.11b не визначено. Подальшим розвитком сімейства IEEE 802.11x став стандарт IEEE 802.11a, який передбачає швидкість передачі даних до 54 Мбіт/с (редакцією стандарту, затвердженої в 1999 році, визначено три обов'язкові швидкості - 6, 12 і 24 Мбіт/с і п'ять необов'язкових 18, 36, 48 та 54 Мбіт/с). На відміну від базового стандарту, орієнтованого на область частот 2,4 ГГц, специфікаціями 802.11 передбачена робота в діапазоні 5 ГГц. Як метод модуляції сигналу вибрано ортогональне частотне мультиплексування (OFDM). Найбільш істотна відмінність між цим методом і радіотехнологіями DSSS і FHSS полягає в тому, що OFDM передбачає паралельну передачукорисного сигналу одночасно за кількома частотами діапазону, тоді як технології розширення спектра передають сигнали послідовно. В результаті підвищується пропускна здатність каналу та якість сигналу. До недоліків 802.11а відносяться більш висока споживана потужність радіопередавачів для частот 5 ГГц, а також менший радіус дії (обладнання для 2,4 ГГц може працювати з відривом до 300 м, а для 5 ГГц - близько 100 м).

Для повноти розгляду можливостей сімейства IEEE802.11x представимо коротку характеристику низки інших стандартів та їх специфікацій. Прагнучи розширити географію поширення мереж стандарту 802.11, IEEE розробляє універсальні вимоги до фізичного рівня 802.11 (процедури формування каналів, псевдовипадкові послідовності частот тощо). Відповідний стандарт 802.11d поки що перебуває в стадії розробки. Специфікації іншого стандарту, що розробляється, 802.11е дозволяють створювати мультисервісні бездротові ЛЗ, орієнтовані на різні категорії користувачів, як корпоративних, так і індивідуальних. При збереженні повної сумісності з вже прийнятими стандартами 802.11а та 802.11b він дозволить розширити їхню функціональність за рахунок підтримки потокових мультимедіа-даних та гарантованої якості послуг (QoS). Специфікації 802.11f описують протокол обміну службовою інформацією між точками доступу (IAPP), що необхідно для побудови розподілених бездротових мереж передачі даних. Робоча група IEEE 802.11h розглядає можливість доповнення існуючих специфікацій 802.11 MAC та 802.11a PHY алгоритмами ефективного вибору частот для офісних та вуличних бездротових мереж, а також засобами управління використанням спектра, контролю випромінюваної потужності та генерації відповідних звітів. Передбачається, що вирішення цих завдань базуватиметься на використанні протоколів Dynamic Frequency Selection (DFS) та Transmit Power Control (TPC), запропонованих ETSI. Зазначені протоколи передбачають динамічне реагування клієнтів бездротової мережі на інтерференцію радіосигналів шляхом переходу на інший канал, зниження потужності або обома способами.

Специфікації стандарту IEEE 802.11i дозволять розширити можливості протоколу 802.11 MAC, передбачивши засоби шифрування даних, що передаються, а також централізованої аутентифікації користувачів і робочих станцій. В результаті масштаби бездротових локальних мереж можна буде нарощувати до сотень та тисяч робочих станцій. В основі стандарту лежить протокол аутентифікації Extensible Authentication Protocol (EAP), що базується на PPP. Сама процедура аутентифікації передбачає участь у ній трьох сторін - зухвалої (клієнта), що викликається (точки доступу) та сервера аутентифікації (як правило, сервера RADIUS). У той же час новий стандарт, зважаючи на все, залишить на розсуд виробників реалізацію алгоритмів управління ключами. Засоби захисту даних, що розробляються, повинні знайти застосування не тільки в бездротових, але і в інших локальних мережах - Ethernet і Token Ring. Тому майбутній стандарт отримав номер IEEE 802.1X, яке розробку група 802.11i веде спільно з комітетом IEEE 802.1.

Специфікації стандарту 802.11g, що знаходяться зараз у стадії розгляду, є розвиток стандарту 802.11b і дозволяють підвищити швидкість передачі даних у бездротових ЛОМ до 22 Мбіт/с (а можливо, і вище) завдяки використанню більш ефективної модуляції сигналу. З кількох пропозицій щодо базової радіотехнології для цього стандарту робоча група IEEE нещодавно обрала рішення компанії Intersil, засноване на методі OFMD. Однією з переваг майбутнього стандарту є зворотна сумісність з 802.11b.

Специфікації стандарту 802.11j обговорюватимуть існування в одному діапазоні мереж стандартів 802.11a та HiperLAN2.

Не можна не згадати діяльність IEEE в галузі технологій LMDS та MMDS (правий верхній кутрис.2). Місцеві та багатоканальні багатоточкові розподільні системи LMDS і MMDS (які називають також «стільниковим телебаченням» і «бездротовим КТВ»), що спочатку призначалися для трансляції телепрограм в районах, що не мають кабельної інфраструктури, останнім часом все частіше використовуються для організації широкосмугової бездротової передачі даних на «останній милі». Радіус дії передавачів MMDS, що працюють у діапазоні 2,1 –2,7 ГГц, може досягати 40 –50 км, у той час як максимальна дальність передачі сигналу в системах LMDS, що використовують значно більше високі частотив області 27-31 ГГц, становить 2,5-3 км. Масовому поширенню цих систем досі заважала відсутність індустріальних стандартів як наслідок, несумісність продуктів різних виробників. На початку 2000 року для вивчення різних рішень та вироблення єдиних правил побудови систем широкосмугового бездротового зв'язку в IEEE було створено робочий комітет 802.16. Спочатку він зосередився на питаннях стандартизації систем LMDS діапазону 28 –30 ГГц, проте невдовзі повноваження комітету було поширено область частот від 2 до 66 ГГц й у складі утворено кілька робочих груп. Група 802.16.1 розробляє специфікації радіоінтерфейсу систем, що використовують діапазон 10 –66 ГГц. Робоча група 802.16.2 займається питаннями «співіснування» мереж фіксованого широкосмугового доступу в діапазонах, що не ліцензуються, 5 –6 ГГц (зокрема, з бездротовими ЛЗ на базі стандарту 802.11а). Нарешті, група 802.16.3 готує специфікації радіоінтерфейсу для систем діапазону, що ліцензуються, 2 –11 ГГц. Головною метою створення цієї групи стало сприяння прискореному розгортанню систем MMDS шляхом надання виробникам можливості створення сумісних продуктів на основі єдиного стандарту.

Стандарти розробляються на базі єдиної еталонної моделі, що поєднує інтерфейси трьох типів у тракті зв'язку між абонентськими пристроями або мережами (наприклад, ЛОМ або установчими АТС) та транспортною мережею (ТФОП чи Інтернет). Перший радіоінтерфейс визначає взаємодію абонентського приймально-передавального вузла з базовою станцією, другий включає в себе два компоненти, що охоплюють обмін сигналами між радіовузлами і мережами, що «перебувають за ними», - абонентської та транспортної (у детальному опрацюванні специфікацій цього інтерфейсу беруть участь і інші комітети IEEE). Специфікації третього додаткового радіоінтерфейсу визначають використання повторювачів або відбивачів для збільшення зони охоплення системи та обходу перешкод на шляху поширення сигналу.

Комітетом 802.16 вже прийнято попередні специфікації радіоінтерфейсів систем діапазону 10 - 66 ГГц, що використовують технології доставки сигналу з однією несучою. Стандарт 802.16а визначає для систем діапазону 2 - 11 ГГц обидва методи передачі сигналу - з однією несучою та OFDM, а стандарт 802.16b для діапазону 5 - 6 ГГц визначає технологію OFDM.

Європейським «відповіддю» створенню американських стандартів стала розробка технології HiperLAN2 (High Perfomance Radio LAN), яка обіцяє стати основним конкурентом бездротових технологій ЛЗ 802.11. Ініціаторами та активними прихильниками нового стандарту є компанії Nokia та Ericsson. Так само, як і 802.11а, стандарт HiperLAN2 орієнтований на роботу в діапазоні 5 ГГц і здатний забезпечити швидкість передачі даних до 54 Мбіт/с. Обидва стандарти використовують подібні методи модуляції сигналу на основі мультиплексування з ортогональним поділом частот (OFDM), однак мають різні специфікації протоколів доступу до середовища MAC. Якщо для 802.11а він аналогічний Ethernet, то HiperLAN2 більше нагадує АТМ. Іншою відмінністю HiperLAN2 від 802.11а, яка може дати йому деяку перевагу над конкурентом, стала підтримка трафіку мультимедіа та QoS (802.11а орієнтований переважно на передачу даних). За інформацією ETSI, розробка стандарту ведеться з урахуванням сумісності обладнання із системами 802.11а.

Американська технологія HomeRF орієнтована на створення «домашнього мультимедійного середовища», що поєднує в собі канали передачі даних, телефонії, аудіо- та відео-інформації, можливо в перспективі телеметрії охоронних систем та систем життєзабезпечення. Крім того, технологія дозволяє забезпечити вихід в Інтернет з достатньо великою швидкістю. Звідси і вимоги до технології: низька вартість, мале енергоспоживання (особливо для портативних пристроїв), зменшені габарити, простота технічної та програмної інсталяції. Структура домашньої мультимедійної мережі, побудованої за технологією HomeRF, представлена ​​рис.3. Як мобільні термінали можуть виступати персональні комп'ютери, бездротові телефонні трубки, гарнітури. Точка доступу (на малюнку позначена як базова станція) забезпечує провідний зв'язок з Інтернетом.

Технологія використовує діапазон робочих частот 2,4 ГГц, застосовується адаптивна ППРЧ із числом стрибків 50 – 100 за секунду. Перший варіант стандарту забезпечував пікову швидкість передачі даних до 1,6 Мбіт/с та типову дальність зв'язку до 50 м. Друге покоління HomeRF 2.0 дозволяє передавати дані зі швидкістю до 10 Мбіт/с. Обидва варіанти характеризуються нині малим споживанням потужності абонентськими терміналами як очікування за наявності зв'язності за протоколом TCP/IP (менше 10 мВт як «on line »). Третє покоління технології забезпечить швидкість передачі до 20 Мбіт/с.

Специфікації, що описують мережевий інтерфейс, відносяться до двох нижніх шарів семирівневої моделі OSI (Open Systems Interconnection) (див. рис.4).

Другий рівень (управління передачею даних - data link control, DLC) у разі визначає управління доступом до середовища передачі (MAC) і забезпечує особливості передачі промови чи пріоритетних даних, безпеку зв'язку, роумінг і відповідність верхнім рівням моделі. Параметри обох нижніх рівнів у даному стандартіспільно оптимізовані для забезпечення заданих вимог щодо внутрішньо- та позасистемної ЕМС.

Технологія HomeRF забезпечує три типи передачі (див.рис.4):

• асинхронний, без встановлення з'єднання типу "передача даних пакетами" (або "бездротовий Ethernet") на основі протоколу TCP/IP ("Ethernet" Data Path);
• розподілений за пріоритетами – сеансова передача мультимедійних даних на основі UDP/IP (Streaming Data Path);
• ізохронна, дуплексна, симетрична, двостороння передача для ведення телефонних переговорів відповідно до DECT-протоколом (Toll Quality Voice Path).

Тимчасовий домен побудований таким чином, що в межах часового інтервалу (10 або 20 мс) першими передаються пріоритетні дані (всього можлива наявність до восьми рівнів пріоритету). Остання частина основної тривалості домену призначена передачі сигналів мовного обміну і ділиться на відповідне число слотів фіксованої довжини. Передача мови організується з урахуванням протоколів верхнього рівня стандарту DECT. Більше того, у технології HomeRF безпосередньо застосовуються технічні рішення виробників обладнання DECT. Важливим і те, що менше мовної обмін, то вище швидкість передачі. Залежно від величини мовного трафіку 10 або 20 мс тривалості тимчасового домену відводиться передачі асинхронного трафіку. Одночасно може здійснюватися передача до восьми потоків пакетів, причому черговість передачі визначається заданим пріоритетом. Однак, якщо кількість потоків менша за вісім, резервування пакетів (затримка передачі) відсутнє. Остання частина домену забезпечує передачу втрачених мовних пакетів на іншій частоті, що унікально в даній технології та дозволяє забезпечити якість передачі мови, що відповідає провідному зв'язку.

Порівняння низки технологій

Почнемо з лівого нижнього кута малюнка та порівняємо між собою технології Bluetooth та ZigBee. Результати порівняльного аналізупредставлені у вигляді табл.2.

Примітки:

1. Швидкість передачі в радіолінії, що використовує дискретні, наприклад, цифрові сигнали, Вимірюється в бодах, що відповідає числу дискретних змін параметрів сигналу в одиницю часу. Іноді цей параметр називають технічною швидкістюпередачі, оскільки він характеризує роботу модему радіолінії. p align="justify"> Інформаційна швидкість передачі вимірюється в бітах або байтах, що передаються в одиницю часу, і характеризує продуктивність джерела інформації. Споживача цікавить бітова швидкість передачі, а виробник реалізує її за допомогою конкретного модему. Звідси випливає розбіжність у значеннях даних параметрів однієї і тієї ж радіолінії.
2. Абонентські термінали можуть перебувати у трьох режимах: активному (ведеться передача), у режимі чергового прийому (термінал готовий до негайної передачі) та режимі «сну», з якого термінал виходить лише періодично і досить довго. Останній режим різко зменшує енергоспоживання абонентського терміналу.

Тепер порівняємо між собою технології HomeRF та IEEE802.11х. Як показники відповідності розглянутих технологій вирішуваним завданням приймемо наступне: вартість, якість мовного обміну, підтримку мультимедійного обміну, швидкість передачі даних, дальність зв'язку, споживану потужність, масо-габаритні параметри, топологію мережі, зовнішню ЕМС, внутрішню ЕМС, захист від перехоплення та наявність роумінгу поза приміщенням. Технології порівнюватимемо за абсолютними показниками даних параметрів.

Вартість. Нижча складність дає HomeRF перевагу за вартістю перед IEEE802.11. У найближчі кілька років при однакових обсягах виробництва HomeRF матиме перевагу за параметром BOM (Bill of Materials) не менше ніж з коефіцієнтом 2.

Якість мовного обміну.Технологія HomeRF забезпечує багатоканальний мовний обмін із показниками якості, що відповідають провідному зв'язку, а технологія IEEE802.11 явно не задовольняє сучасні вимоги. У цьому аспекті HomeRF орієнтується стандарт DECT з його перевіреною технологією. IEEE802.11 взагалі не орієнтований на мовний обмін, для забезпечення якого потрібне використання спеціальних додаткових пристроїв. Однак і в цьому випадку передача не захищена від зовнішніх впливів. В наявності і такий недолік, як несумісність із технологією DECT.

Підтримка мультимедійного обміну.Технологія HomeRF підтримує незалежну від мовного обміну багатонаправлену мультимедійну передачу з кількома пріоритетами доступу. IEEE802.11b та ​​IEEE802.11а дозволяють передавати дані з великою швидкістю, проте за наявності значного трафіку асинхронних даних на мережі можливі небажані наслідки. Цю проблему вирішує група розробників IEEE802.11е шляхом удосконалення рівня МАС. Є напрацювання приватних компаній у цьому напрямі, але це «вже не технологія IEEE802.11».

Таблиця 2. Порівняння технологій Bluetooth та ZigBee

Швидкість передачі даних. HomeRF і IEEE802.11 забезпечують необхідну високошвидкісної системи швидкість передачі, але HomeRF його подальший розвиток до швидкостей порядку 20 Мбіт/с не пов'язані з такими глобальними проблемами, як IEEE802.11 (перехід у новий діапазон частот). IEEE802.11b також розвивається у напрямку збільшення швидкості передачі даних до 20 Мбіт/с зі збереженням зворотної сумісності (група розробки IEEE802.11g), проте запропоновані рішення призводять до порушення існуючих правил використання діапазону 2,4 ГГц. Швидше успіху досягне IEEE802.11а, але вона не має сумісності з існуючою IEEE802.11b.

Дальність зв'язку. IEEE802.11 спочатку була розрахована на роботу за відсутності зовнішніх впливів, що заважають, в той час як HomeRF розроблена для умов складної електромагнітної обстановки.

споживана потужність. Технологія HomeRF оптимізована для низького енергоспоживання АТ у режимі очікування. Те саме стосується і активної фази роботи пристроїв.

Масо-габаритні параметри. Техніка HomeRF має значно простіший пристрій портативних компонентів. Для IEEE802.11 також широко застосовуються PC Card (або PCMCIA Card), проте найменші параметри відповідають Compact Flash Card, яка поки що може використовуватися лише HomeRF.

Топологія мережі.Технологія HomeRF одночасно підтримує взаємодію елементів ієрархічної мережі та елементів однорівневої мережі. Ієрархічна структура ідеальна для високоякісної передачі мови та інтернет-додатків типу webcasting. Однорівнева структура зручна при ефективному розподілі ресурсів мережі (наприклад, доступу до обслуговуючого приладу). Bluetooth – по суті система типу «точка – багатоточка». Це ефективно в мережі «головний комп'ютер/мережа користувачів» (особливо з огляду на те, що головний елемент може не визначатися заздалегідь). Проте цей факт спочатку визначає неефективне використання «пропускної спроможності системи» загалом. Варіанти стандарту IEEE802.11 можуть функціонувати в обох типах мереж (PCF – Point Coordination Function або DCF – Distributed Coordination Function), але не одночасно в обох. Існуючі вироби варіанта IEEE802.11b функціонують лише у DCF. Зменшення споживаної потужності та реалізацію пріоритетної передачі даних можна досягти у більш складній та дорогій PCF. Дослідницька група IEEE802.11e активно вивчає питання розвитку PCF на основі зміни рівня MAC, що може докорінно змінити розвиток технології варіанта IEEE802.11b у напрямі потокової передачі даних. Додатковою складністю при вирішенні цього завдання є забезпечення роумінгу споживачів.

Зовнішня ЕМС. HomeRF був спочатку розроблений, щоб успішно протидіяти зовнішньому втручанню в діапазоні 2,4 ГГц. Для збереження високої якості мовного обміну в умовах впливу позасистемних перешкод передбачено спеціальну технологію повторної передачі уражених мовних пакетів. Без граничного трафіку мовного обміну забезпечується якісна передача потоків даних на основі використання ППРЧ. На сьогодні стандарт IEEE802.11b досліджено набагато більше щодо ефекту впливу небажаних випромінювань, хоча наявні дані багато в чому суперечливі. Так, наприклад, більшість користувачів не звертає уваги на зменшення на 10-40% швидкості передачі пристрою, що знаходиться поряд з мікрохвильовою піччю. Великою проблемою для мереж IEEE802.11 є суттєві флуктуації якості передачі мови при значному обсязі передачі даних (внутрішнє навантаження мережі). Варіант IEEE802.11a «не залежить» від інтерференційних проблем сьогодні лише тому, що в даний час діапазон 5 ГГц відносно вільний, однак у перспективі його чатують на ті самі проблеми.

Внутрішня ЕМС.Мета розробки IEEE802.11 - ефективна організація ЛОМ одному великому підприємстві, а чи не багатьох малих, розміщених поруч друг з одним. Оптимізувалася продуктивність системи загалом, а чи не одного чи групи користувачів. При виявленні випромінювання (навіть з рівнем нижче заважає) пристрій перестає працювати в мережі, і дві мережі, що реально не заважають один одному, перестають функціонувати. Технологія HomeRF потенційно позбавлена ​​цього недоліку.

Захист від перехоплення.Стандарти, що розглядаються, є цифровими і використання стандартних процедур шифрування та аутотенфікації захищають їх на побутовому рівні від радіоперехоплення. Однак від спеціальних систем вони не мають достатнього захисту. Проведені дослідження показали розкриття системи захисту IEEE02.11b та ​​можливість підключення пристрою користувача до зовнішньої мережі для несанкціонованого доступу до його інформації або введення в нього дезінформації навіть без визначення шифроключа. HomeRF забезпечує найкращий захистна логічному рівні.

Роумінг поза приміщенням. Забезпечується обома стандартами.

Інтегральний висновок із проведеного аналізу цілого ряду технологій наступний: кожна технологія розроблена для своєї мети. Стандарт IEEE802.11 розрахований на використання у сфері бізнесу. Технологія HomeRF призначена для створення домашньої мультимедійної мережі з широкосмуговим доступом до Інтернету. Bluetooth забезпечує бездротовий зв'язок у рухомих (транспортних) системах та у приміщеннях невеликого об'єму. ZigBee є стандартом для створення технологічних мереж обміну телеметрією та командами керування.

Наразі подолати розбіжності окремих груп розробників та виробників технологій передачі даних не вдалося. Чи вдасться створити єдину технологічну платформу передачі даних? Поки що вирішення цього завдання не є очевидним.

Володимир Дмитрієв

Огляд бездротових технологій зв'язку

Нині технологія бездротового зв'язку переживає справжній бум свого розвитку. В основному це пов'язано з міцним входом у наше життя смартфонів, планшетних комп'ютерівта нетбуків, які для повноцінного використання вимагають постійний доступ до мережі інтернет, у тому числі і під час руху.

Крім цього, у промисловості, сільському господарствіта й природно у військовій сфері назріває необхідність в організації надійних систем управління розподіленими об'єктами та об'єднання їх у глобальну мережу. Подібні тенденції спостерігаються у всьому світі та ведуть до неминучого розвитку бездротових технологій зв'язку.

Підтвердження цього служить величезна кількість статей та аналітичних оглядів, які видаються в пошукових системахна запит сетецентричні технології та системи.

Термін сетецентризм має на увазі під собою наявність єдиного інформаційного простору, максимізації ситуаційної поінформованості всіх абонентів, що входять до нього, і безперервності взаємодії. Що природним образів має на увазі під собою кардинальний перегляд ставлення до систем зв'язку, у тому числі і до бездротових зв'язків, що неминуче веде до їхнього активного розвитку та вдосконалення.

У цій статті я проведу короткий огляд існуючих комерційних технологій та стандартів бездротового зв'язку. Щоб було простіше орієнтуватися у великій номенклатурі технологій, запровадимо класифікацію за дальністю зв'язку та кількістю абонентів, що входять у бездротову мережу. Усього введемо шість градацій:

1. До персональних бездротових мереж відносяться:

IrDA (Infrared Data Association), інфрачервоний порт – група стандартів, що описують протоколи фізичного та логічного рівня передачі даних по оптичній лінії зв'язку з використанням інфрачервоного діапазону світлових хвиль. Зараз ІЧ-порти переважно використовуються в пультах управління. У телефонах, смартфонах, ноутбуках та в іншій обчислювальної технікиїх витіснили такі бездротові лінії зв'язку, як Bluetooth, Wi-Fi тощо. через невелику дальність, можливості передачі даних тільки при прямій видимості приймача і передавача та інших особливостей пристрою ІЧ-портів.

Bluetooth– специфікація радіозв'язку малого радіусу дії (зазвичай до 200 метрів) у діапазоні частот вільному від ліцензування (ISM-діапазон: 2,4-2,4835 ГГц). В основу радіозв'язку Bluetooth покладено алгоритм FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum), що забезпечує псевдовипадкову перебудову частот 1600 разів на секунду (раз на 625 Мкс). Для перебудови є 79 робочих частот в діапазоні 1 МГц. У деяких країнах кількість частот, що виділяються вже, так в Японії, Франції та Іспанії – 23 частотних канали. Послідовність перемикання частот знають тільки передавач і приймач, що входять в ту саму мережу, які синхронно перемикають робочі частоти. Для іншої пари приймач-передавач послідовність перемикання відрізнятиметься. Завдяки цьому можлива одночасна робота декількох пар приймач-передавач в областях передачі даних, що перекриваються.

UWB (Ultra-Wide Band)– технологія бездротового зв'язку на малих дальностях (близько 10 метрів), яка на сьогоднішній день (01.09.2012) використовує найширший діапазон частот для комерційних пристроїв зв'язку. Так, у США виділено діапазон від 3.1 до 10.6 ГГц, у Євросоюзі від 6 до 8 ГГц, у Росії від 2,85 до 10 ГГц. Великі проблеми на шляху становлення цієї технології пов'язані з перетином діапазону частот із частотами багатьох військових та цивільних радарів та інших виробів. Однак, завдяки надмалій дальності зв'язку та використання малої потужності, сигнали пристроїв створених на базі технології UWB не позначаються на роботі військової та цивільної техніки, що використовує ті ж діапазони частот. Використання широкого діапазону частот дозволяє досягти величезних швидкостей, проте швидкість дуже швидко падає зі збільшенням дальності. Так, на дальності 3 м забезпечується швидкість до 480 Мбіт/с. На відстані 10 метрів швидкість буде вже 110 Мбіт/с. Таке велике зниження швидкості пов'язане з великим спотворенням широкосмугового сигналу за рахунок електромагнітного дисперсії вивчення.

Wireless USB, бездротовий USB – призначений для заміни проводового USB. Основне завдання WUSB забезпечення високошвидкісного обміну на надмалих відстанях та забезпечення взаємодії персонального комп'ютераз периферійним обладнанням: сканерами, принтерами, відео та фото камерами, зовнішніми жорсткими дисками тощо. Висока швидкість (до 180 Мбіт/с) забезпечується на відстанях до 10 метрів і критично сильно падає зі збільшенням відстані між приймачем і передавачем. Висока швидкість забезпечується за рахунок застосування широкосмугового сигналу за технологією UWB, їм пояснюється і малі відстані передачі даних.

Wireless HD– бездротова технологія передачі даних, в основному призначена для передачі HD-відео, проте нічого не заважає використовувати її для організації бездротової мережі. Теоретична максимальна пропускна здатність Wireless HD може досягати 28 Гбіт/с на відстані до 10 метрів. Таку велику пропускну здатність забезпечує робота з широкосмуговим сигналом (7 ГГц) при частоті сигналу в районі 60 ГГц. Однак це приносить і суттєві проблеми: для передачі сигналу на частоті в районі 60 ГГц потрібно, щоб приймач і передавач знаходилися в зоні прямої видимості один одного, інакше предмети, що потрапили між ними, будуть переривати сигнал і передача буде нестійкою.
Для забезпечення стабільного зв'язку в приміщеннях, де далеко не завжди є можливість розташовувати пристрої в зоні прямої видимості, розробники доклали чимало зусиль і значно пом'якшили жорсткі обмеження передачі на надвисоких частотах. В основному це було забезпечено за рахунок введення розподіленої системи антен, які утворюють мережу, що дозволяє підтримувати стабільну передачу даних.

WiGig (IEEE 802.11ad.)- технологія широкосмугового бездротового зв'язку, що працює в смузі частот, що не ліцензується, 60 ГГц і забезпечує передачу даних до 7 Гбіт/с на відстані до 10 метрів. WiGig назад сумісний із стандартом Wi-Fi (IEEE 802.11).
Використання для передачі даних діапазону частот у районі 60 ГГц призводить до швидкого згасання сигналу та необхідності забезпечення прямої видимості між приймачем та передавачем. Для зменшення впливу негативних ефектів WiGig використовується вузьконаправлена ​​передача сигналу, що вимагає додаткового часу для встановлення зв'язку (до декількох секунд). Якщо встановити зв'язок у зоні прямої видимості не вдалося, то технологія передбачає можливість передачі на знижених частотах - 2,4 і 5 ГГц.

WHDi, Wireless Home Digital Interface (Amimon)– бездротова технологія передачі даних, яка використовується для високошвидкісної передачі даних та оптимізована для передачі відео високої роздільної здатності. Технологія WHDi дозволяє, наприклад, зв'язувати комп'ютер або ноутбук з монітором без дротів.
Для передачі використовується частотний діапазон 5 ГГц, що забезпечує швидкість 3 Гбіт/с. У WHDi використовується спеціальна технологія кодування «video-modem», що забезпечує перешкода і захист від помилок передачі даних, і як результат висока якістьвідео, що ретранслюється.

LibertyLink- Технологія організації бездротової персональної мережі, розроблена компанією Aura. Для передачі використовується ефект магнітної індукції. Навколо передавача утворюється магнітне поле, модульоване за рахунок використання Гаусівського усунення. Приймач, що знаходиться в магнітному полі, чутливий до його модуляцій, через які виникає наведений струм. Зміни сили струму, що виникає в приймачі, перетворюються на дані. Технологія LibertyLink дозволяє передавати дані зі швидкістю до 200 Кб/с на дальності до 3 метрів.

DECT/GAP– цифрова вдосконалена система бездротової телефонії – технологія бездротового зв'язку, яка використовується в сучасних радіотелефонах. Для передачі даних використовується частота 1880-1900 МГц у Європі та 1920-1930 МГц у США. Передача даних ґрунтується на методі з використанням кількох несучих та принципу множинного доступу з поділом часу. Канал поділяється на кадри тривалістю 10 мс. Кожен кадр ділиться на 24 слоти, кожен з яких може використовуватися для передачі та прийому даних. Зазвичай перші 12 слотів використовуються передачі даних, а наступні 12 слотів – для прийому. Використання технології DECT/GAP дозволяє отримати якісну передачу голосу за бездротовому каналузв'язку, високу схибленість, безпеку і захист від прослуховування, і все це при низькому рівні випромінювання, безпечному для здоров'я.

2. До бездротових сенсорних мереж відносяться:

DASH7– стандарт організації бездротових сенсорних мереж.
Сенсорна мережа – це мережа мініатюрних обчислювальних пристроїв, забезпечених сенсорними датчиками (наприклад, датчиками температури, тиску, руху, освітленості тощо), приймачами-передавачами сигналу та мініатюрним джерелом живлення. Дальність бездротового зв'язку залежить від потужності сигналу, що передається, і зі збільшенням дальності сильно падає пропускна здатність лінії зв'язку. Так як сенсорна мережа під собою розуміє використання мініатюрних автономних датчиків, то потужність сигналу сильно обмежена, так як збільшення потужності веде до скорочення терміну автономної роботидатчиків.
У стандарті DASH7 використовується частота сигналу 433 МГц, що знаходиться в діапазоні частот, що не Лецензується. При передачі на відстань до 2 км забезпечується швидкість 200 Кб/с. Технологія DASH7 є відкритою і становить серйозну конкуренцію патентованим технологіям організації бездротових сенсорних мереж, таких як ZigBee або Z-Wave.

Z-Wave– технологія бездротового радіозв'язку, що використовується для організації сенсорних мереж. Основне призначення мереж Z-Wave - дистанційне керування побутовою технікою та різними домашніми пристроями, що забезпечують керування освітленням, опаленням та іншими пристроями для автоматизації керування житловими будинками та офісними приміщеннями.
Технологія Z-Wave забезпечує передачу даних на відстань до 30 метрів в умовах прямої видимості зі швидкістю 9,6 кбіт/с або 40 кбіт/с, за частот 869.0 МГц в Росії, 908.42 МГц в США, 868.42 МГц в Європі і т.д. .
Так як в домашніх умовах та в умовах офісу неможливо забезпечити знаходження всіх датчиків мережі у прямій видимості один одного, у стандарті Z-Wave кожен вузол або пристрій можуть ретранслювати дані іншим вузлам. Таким чином, якщо потрібно передати дані вузлу, що знаходиться поза зоною видимості, це можна зробити через ланцюжок вузлів. Причому мережі Z-Wave мають елементи самоорганізації залежно від зовнішніх факторів. Наприклад, при виникненні перешкоди між двома найближчими вузлами мережі, сигнал буде автоматично переданий через навшпиньки інших вузлів мережі.

Insteon– комбінована (частково провідна та частково бездротова) сенсорна мережа. Для передачі використовується радіосигнал на частоті 902-924 МГц, що забезпечує передачу даних на дальності до 45 метрів в умовах прямої видимості із середньою швидкістю 180 біт/с. Для передачі інформації з проводу використовується електропроводка вдома чи офісу. Використання комбінованої мережі підвищує її надійність і дозволяє уникнути проблем, пов'язаних із перешкодами або перекриттями зон видимості під час передачі даних по радіоканалу. Сенсорна мережа Insteon зазвичай використовується для автоматизації будинку чи офісу. Свій початок бере зі США, де була створена для заміни сенсорної мережі Х10 та звідки перебралася до Європи.

EnOcean- технологія організації бездротових сенсорних мереж, що використовує надмініатюрні датчики з генераторами електроенергії, мікроконтролерами та приймачами. Використання генераторів електроенергії та елементів із наднизьким енергоспоживанням дозволяє елементам мережі EnOcean працювати автономно, практично без елементів живлення, дуже тривалий період часу. Мережі EnOcean в основному використовуються для автоматизації будинків та офісів. Технологія EnOcean дозволяє передавати дані на частоті 868 МГц (для Європи, в інших країнах частота може відрізнятися, оскільки це діапазон частот, що ліцензується) зі швидкістю 120 Кбіт/с на відстані до 300 метрів в межах прямої видимості. Звісно, ​​у приміщеннях цей показник значно менший і залежить від матеріалів стін та планування будівлі. Кожен елемент мережі має свій 32-розрядний ідентифікаційний номер та протокол обміну, що захищає від взаємних перешкод сусідні датчики, що дозволяє встановлювати до 4 мільярдів пристроїв у безпосередній близькості один від одного (за даними з сайту розробників технології) без взаємної інтерференції.

ISA100.11a– стандарт організації промислових сенсорних мереж, мереж датчиків та приводів. Для передачі використовується низькошвидкісний бездротовий зв'язок із використанням елементів із низьким енергоспоживанням. Відмінна особливість ISA100.11a від інших сенсорних мереж:
– орієнтованість на промислове використання та відповідно специфічні вимоги до міцності, перешкодозахищеності, надійності та безпеки,
– можливість емуляції засобами технології ISA100.11a протоколів вже існуючих та перевірених провідних та бездротових сенсорних мереж.
Обмін даними здійснюється на частоті в районі 2,4 ГГц та швидкості близько 250 кбіт/с.

WirelessHART– протокол передачі даних бездротової лінії зв'язку, розроблений HART Communication Foundation для передачі даних у вигляді HART повідомлень у бездротовому середовищі. HART – протокол обміну даними для взаємодії з польовими датчиками на основі розширюваного набору простих команд «запит-відповідь», що передаються у цифровому вигляді по 2-провідній лінії. WirelessHART забезпечує передачу даних зі швидкістю до 250 кбіт/с на відстань до 200 м (не більше прямої видимості) при частоті передачі у діапазоні 2.4 ГГц.

MiWi– протокол для організації сенсорних та персональних мереж з низькою швидкістю передачі на невеликі відстані, заснований на специфікації IEEE802.15.4 для бездротових персональних мереж. Мережа з урахуванням MiWi може містити до 1024 вузлів, керованих до 8 координаторами. Кожен координатор може забезпечувати взаємодію до 127 вузлів. Передача даних ведеться в діапазоні частот 2.4 ГГц (передбачено роботу в діапазоні частот 868 МГц і 915 МГц з нижчими швидкостями) при швидкості до 250 Кб/с.

6LoWPAN– стандарт, який забезпечує взаємодію малих бездротових мереж (приватних мереж чи мереж датчиків) з мережами IP за протоколом IPv6. Використовується в основному для організації мереж датчиків та автоматизації житлового та офісного приміщення з можливістю керування через інтернет, проте можуть використовуватись і автономно як прості бездротові мережі датчиків. Передача даних у стандарті 6LoWPAN передбачає використання субгігагерцового діапазону та забезпечує швидкість передачі від 50 до 200 кбіт/с на відстань до 800 метрів.

One-Net– відкритий протокол для організації бездротових сенсорних мереж та мереж автоматизації будівель та розподілених об'єктів. Дозволяє організовувати мережі, що включають до 4096 вузлів з кількома координаторами і ретрансляторами, що збільшують дальність передачі даних. Передача даних забезпечується на відстані до 100 метрів у приміщенні та до 500 метрів на відкритих просторах за швидкості передачі даних 28.4 – 230 Кбіт/с.

Wavenis- бездротова технологія передачі даних, що використовує частоти 433/868/915 МГц і забезпечує передачу на відстань до 1000 м на відкритому просторі та до 200 м у приміщенні при швидкості до 100 Кбіт/с. Технологію Wavenis використовують для організації персональних мереж та мереж датчиків, так як наднизьке споживання приймально-передаючих пристроїв дозволяє їм працювати автономно до 15 років від однієї батареї.

RuBee– локальна бездротова мережа, яка переважно використовується як мережа датчиків. Для передачі в RuBee використовуються магнітні хвилі, і передача здійснюється на частоті 131 КГц, що забезпечує швидкість всього лише 1200 бот в секунду на відстанях від 1 до 30 метрів. Однак дозволяє значно знизити енергоспоживання та дозволяє вузлам мережі працювати автономно протягом кількох років від однієї батареї.
Використовується мережа, в основному, для специфічних цілей, що не потребують великої швидкодії, але потребують тривалої автономної роботи та надійного захищеного зв'язку. Використання низької частоти дозволяє уникнути проблем пов'язаних із передачею даних у приміщеннях, оскільки сигнал не відображається і не блокується стінами та іншими предметами. Мережа RuBee у США сертифікована Міністерством Оборони та Міністерством Енергетики та рекомендована для використання в об'єктах підвищеної небезпеки.

3. До малих локальних бездротових мереж відносяться:

HiperLAN (High Performance Radio LAN)– стандарт бездротового зв'язку. Існує дві ревізії стандарту: HiperLAN 1 і HiperLAN 2. Стандарт HiperLAN 1 випущено 1981 року і описує повільнішу лінію зв'язку, що забезпечує швидкість передачі до 10Мбіт/с з відривом до 50 метрів. У цій ревізії використовувався асинхронний режим передачі і механізм множинного доступу, аналогічний використовуваному сімействі локальних мереж шинного типу з випадковим доступом із запобіганням конфліктів.
Випущена в 2000 році ревізія стандарту вже описує високошвидкісну бездротову лінію передачі даних. HiperLAN 2 використовує для передачі широкосмуговий сигнал на частоті в районі 5 ГГц, що забезпечує швидкість передачі даних до 54 Мбіт/с на відстані до 150 метрів. При цьому обидві ревізії дозволяють працювати з мобільними об'єктами, що пересуваються зі швидкістю до 1.4 м/с (ревізія HiperLAN 1) та до 10 м/с (ревізія HiperLAN 2).

Wi-Fi– торгова марка об'єднання Wi-Fi Alliance, що є сімейством стандартів специфікації IEEE 802.11 для широкосмугового радіозв'язку. В залежності від стандарту, Wi-Fi використовує для передачі даних діапазон частот у районі 2,4 ГГц або 5 ГГц і забезпечує швидкість передачі даних від 2 Мбіт/с на відстані до 200 метрів. Wi-Fi використовується для організації безпроводових локальних мереж та бездротового підключення до Інтернету. Wi-Fi одна з найпопулярніших груп стандартів і повсюдно використовується для організації домашніх та офісних мереж, публічного доступудо Інтернету в готелях, кафе, магазинах та інших публічних місцях.

Zigbee– технологія організації бездротових сенсорних та персональних мереж. Технологія Zigbee забезпечує невисоке споживання енергії та передачу даних на частоті 2.4 ГГц (для різних країн частота може відрізнятися), що нелецензується, зі швидкістю до 250 Кб/с, на відстань до 75 метрів в умовах прямої видимості. Підтримуються як прості мережі типу точка-точка та зірка, так і складні мережі з ретрансляцією та автоматичною маршрутизацією, що дозволяють передавати дані між двома вузлами, що знаходяться не в зоні прямої видимості, через ланцюжок вузлів мережі.
Мережі Zigbee використовуються як для комутації окремих пристроїв, наприклад бездротових навушників або колонок з комп'ютером або смартфоном, так і для організації складних мереж автоматизації управління будинком і офісом.

RONJA (Reasonable Optical Near Joint Access)– технологія бездротової передачі даних із використанням оптичного сигналу. Використовується в організацію повнодуплексних з'єднань тип точка - точка за стандартом Ethernet, забезпечуючи швидкість передачі до 10 Мбіт/с з відривом до 1.4 км при примой видимості абонентів. За складних погодних умов (сніг, дощ, туман) дальність та швидкість зв'язку значно падає, і можуть виникати збої під час передачі даних.

4. До великих локальних бездротових мереж відносяться:

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)– бездротова технологія передачі даних, заснована на стандарті IEEE 802.16. Основне призначення технології – це високошвидкісний зв'язок на великих відстанях та надання доступу до Інтернету. Існує дві ревізії WiMAX, одна з яких (власне WiMAX) заснована на стандарті IEEE 802.16d, а друга (WiMAX Mobile) заснована на стандарті IEEE 802.16e. У розробці знаходиться третя ревізія - WiMax 2, яка значно випереджатиме за швидкістю і дальністю зв'язку перші дві ревізії.
WiMAX здійснює передачу даних на частоті 1,5-11 ГГц зі швидкістю до 75 Мбіт/с на відстань до 80 км. WiMAX Mobile здійснює передачу даних на частоті 2,3-13,6 ГГц зі швидкістю до 40 Мбіт/с на відстань до 5 км. Докладніше про пристрій та принципи роботи WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) можна почитати на сайті "Системи та мережі" (systemseti.com).

HiperMAN- бездротова технологія передачі на базі стандарті IEEE 802.16. Європейська альтернатива технології WiMAX. HiperMAN спеціалізований для пакетної передачі даних та організації бездротових IP-мереж. Має характеристики (діапазон частот, швидкість та дальність передачі даних) схожі з технологією WiMAX.

WiBro (Wireless Broadband)– бездротова технологія високошвидкісної передачі даних на великі відстані, що базується на стандарті IEEE 802.16e. Північнокорейський аналог технології WiMAX Mobile. Для передачі даних використовується діапазон частот 2,3-13,6 ГГц, причому у Північній Кореї виділено діапазон 2,3-2,4 ГГц. Максимальна пропускна спроможність базових станцій становить 30-50 Мбіт/с на відстані до 5 км при русі об'єкта зі швидкістю менше 120 км/год.

Classic WaveLAN– технологія бездротового зв'язку, що використовується для організації локальних мереж (бездротова альтернатива дротових мереж Ethernet та Token Ring). Передача даних здійснюєте в діапазоні частот 900 МГц або 2.4 ГГц, при цьому забезпечується швидкість передачі до 2 Мбіт/с.

5.1. Мобільний зв'язок покоління 1G

NMT (Nordic Mobile Telephone)– стандарт бездротової аналогової стільникового зв'язку, Розроблений в 1978 році, проте він і до цього дня використовується в Росії, маючи покриття порівнянне з сумарним покриттям всіх інших стандартів стільникового зв'язку. NMT забезпечує множинний доступ абонентів із частотним поділом на відстанях понад 70 км від базової станції.
Передача сигналу здійснюється у діапазоні частот 450 МГц. При цьому передачі даних від абонента використовується діапазон частот 453-457,5 МГц, а прийому даних від базової станції використовується діапазон 463-467,5 МГц. У цих діапазонах використовується нарізка на канали з кроком 12.5 КГц.
Використання частоти в діапазоні 450 МГц призводить до великої кількості перешкод у великих містах, але велика дальність зв'язку дозволяє отримати хороший зв'язок у передмісті та далеко від міст.

AMPS (Advanced Mobile Phone System)- стандарт бездротового аналогового стільникового зв'язку, що використовується з 1983 року. Вперше був застосований у США, зараз використовується у багатьох європейських країнах, у тому числі й у Росії (компанія Білайн). AMPS забезпечує множинний доступ абонентів із частотним поділом. Так само як і в стандарті NMT для передачі та прийому даних використовуються окремі діапазони частот, які нарізаються на канали (один канал – 30КГц). Усього підтримується 832 канали. Схема побудови мережі дуже схожа на схему мережі GSM, в якій використовується мережа базових станцій, розміщених у кутах сот, та центрів комутації.

TACS (Total Access Control System)- Аналогова система бездротового зв'язку, розроблена на базі стандарту AMPS і використовується з 1985 року. Перша мережа була розгорнута в Англії, потім TACS стали використовувати в таких країнах як Іспанія, Ірландія, Австралія, Кенії, Кувейті, Малайзії та деяких інших. З травня 2001 року не використовується. У системі TACS використовувалася частотна модуляція (FSK). Для передачі від базової станції використовувалася смуга частот 935-950 МГц, передачі від абонента – 890 - 905 МГц. Загальна кількість каналів 600, з рознесення 25 кГц. Радіус дії однієї базової станції до 20 км. Система зв'язку TACS кілька разів покращувалась. Були введені модифікації ETACS, NTACS, що збільшують діапазон частот і число каналів, що дозволяло збільшити кількість абонентів, що одночасно обслуговуються, і якість зв'язку.

Mobitex- Відкритий стандарт бездротового зв'язку на основі комутації пакетів. Мережа складається з базових станцій і комутаторів і являє собою стільникову мережу для передачі даних та голосу, однак у стандарті Mobitex можлива і комутація точка-точка між двома абонентами, минаючи базові станції, якщо вони знаходяться в радіусі дії абонентської апаратури. Це дещо розвантажує мережу. Для передачі використовуються діапазони частот у районі 80, 400, 800 або 900 МГц. Теоретична максимальна пропускна спроможність мережі – 8 Кбайт/с. Ефективна пропускна здатність значно нижча і залежить від довжини повідомлень, завантаженості каналів зв'язку тощо. й у середньому становить близько 2 Кбіт/с. Розроблено у середині 80-х років. Використовується в 23 країнах, проте вона менш популярна, ніж стільникові мережі GSM і використовується переважно групами швидкого реагування, пожежними, військовими, поліцією і т.д.

DataTAC– відкритий стандарт бездротового низькошвидкісного зв'язку на основі комутації пакетів, схожий на побудову зі стандартом Mobitex. Для передачі зазвичай використовують діапазон частот у районі 800 МГц, у своїй забезпечується швидкість до 19,2 Кбіт/с. В основному використовується для передачі даних, наприклад, на основі DataTAC організовані пейджингові мережі в Канаді.

5.2. Мобільний зв'язок покоління 2G

GSM (Global System for Mobile Communications)– найбільш поширений на сьогоднішній день (жовтень 2012) стандарт бездротової цифрової стільникової. мобільного зв'язку. Стандарт відноситься до покоління 2G і забезпечує поділ каналів за часом та частотою. Передача даних у стандарті можлива у чотирьох діапазонах частот 450 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц. Використовуваний діапазон частот залежить від типу телефону та регіону, в якому він застосовується. Багато телефонів одночасно підтримують кілька діапазонів, є й такі, що підтримують всі чотири можливі діапазони.
Мережа GSM складається з базових станцій, центрів комунікацій та власне абонентів – рухомих мобільних станцій або просто кажучи стільникових телефонів. Базові станції розташовуються у вершинах рівносторонніх шестикутників, покриваючи шестикутниками весь простір, у якому має забезпечуватися стільниковий зв'язок. Якщо подивитися на схему розташування базових станцій, вона буде нагадувати бджолині стільники. Діаметр кожного шестикутного осередку (коло в який вписано рівносторонній шестикутник) може сягати 50 км. Теоретично діаметр може досягати 120 км, але для цього потрібні спеціальні підсилювачі та якість зв'язку може бути неприйнятною.
Абонент передає дані через одну з базових станцій, яка у свою чергу ретранслюють дані через мережу базових станцій до іншого абонента, при цьому при переході абонента з одного осередку в іншу роботу з новою базовою станцією забезпечується без розриву зв'язку.
Центри комунікацій забезпечують взаємодію між абонентами, встановлюючи з'єднання, та забезпечують взаємодію між іншими системами радіозв'язку.

TDMA (Time Division Multiple Access)– стандарт бездротового стільникового зв'язку заснований на множинному доступі з поділом за часом. Тобто всі абоненти мережі, що базується на стандарті TDMA, працюють в одному діапазоні частот, але при цьому кожному абоненту виділяють певний часовий слот, в якому дозволено мовлення. По черзі такий шар виділяють усім активним абонентам, циклічно повторюючи цей процес. Зі збільшенням кількості активних абонентів знижується пропускна спроможність каналу. Мережі на базі TDMA дуже популярні і використовуються більш ніж у 70 країнах світу та продовжують розвиватися, посідаючи друге місце за популярністю після мереж GSM.

PDC (Personal Digital Cellular)– стандарт, що базується на базі стандарту TDMA і використовується лише в Японії. В експлуатації з 1993 року. Передача сигналу від базової станції до абонента здійснюється на частоті 810-888 МГц, а від абонента до базової станції на частоті 893-958 МГц або на частоті 1477-1501 МГц та 1429-1453 МГц відповідно. Ширина одного каналу – 25 КГц. Швидкість передачі даних становить 11.2 Кбіт/с у трислотовому варіанті стандарту та 5.6 Кбіт/с у шестислотовому варіанті. Стандарт швидко витісняється мобільним зв'язком третього покоління, і 31 березня 2012 року було зупинено останній сервіс, який використовує цей стандарт.

DAMPS– стандарт цифрового бездротового мобільного зв'язку з множинним доступом із поділом часу (TDMA) та частотним поділом (FDMA). Для передачі використовувалися частоти від 825 МГц до 890 МГц. Ширина одного каналу передачі даних - 30 КГц. Останні модифікації стандарту за своїми можливостями наближалися до стандарту GSM, проте на даний момент у всьому світі спостерігається перехід до більш швидких та ємних мереж, які забезпечують високошвидкісний доступ до Інтернету, можливість ведення відеоконференцій тощо. Тож цей стандарт активно витісняється. Наприклад, у Росії діапазон частот, займаний цим стандартом, виділено для цифрового телебаченнята з 2010 року мережі стандарту DAMPS відключаються. Остання така мережа була відключена у жовтні 2012 року.

iDEN (integrated Digital Enhanced Network)– технологія бездротового зв'язку розроблена компанією Motorolla у середині 90-х років. Технологія заснована на мережі GSM і не потребує встановлення додаткового обладнання, крім центральних блоків керування. Достатньо встановити додаткове програмне забезпечення на базові станції мережі GSM. В основі iDEN лежить стандарт TDMA (Time Division Multiple Access) - множинний доступ з поділом за часом. Передача здійснюється в діапазоні частот 806-825/851-870 МГц, що нарізаний на канали шириною 25 КГц. Дані каналі передаються інтервалами по 90 мс. Отже, кілька абонентів одночасно можуть спілкуватися у різних частотних каналах, а й у одному каналі, почергово використовуючи його. Пропускна здатність каналу досягає 64 Кбіт/с. Для передачі голосу використовується система кодування з урахуванням алгоритму VSELP, що дозволяє отримати якісний звуковий сигнал при невеликих навантаженнях на канал зв'язку.

5.3. Стільниковий зв'язок покоління 2.5G

GPRS (General Packet Radio Service)– технологія пакетного радіозв'язку, що є надбудовою над стандартом бездротового цифрового мобільного зв'язку GSM. При використанні технології GPRS дані збираються в пакети, і тільки потім передається, при цьому максимальна теоретична швидкість може досягати 171,2 кбіт/с при середній 50-60 кбіт/с, на відміну від GSM мережі, що забезпечує максимум 14,4 Кбіт/ с. В основному GPRS використовується для передачі даних між пристроями мережі GSM і доступу до мережі Internet.

EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution)– технологія бездротової передачі даних для стільникового зв'язку, яка використовується як надбудова в мережах GSM. За рахунок покращеного адаптивного алгоритму зміни підстроювання модуляції та додаткових алгоритмів контролю та виправлення помилок збільшується швидкість та надійність передачі даних та зменшується сприйнятливість до перешкод. Так, при використанні технології EDGE, забезпечується Середня швидкістьпорядку 75 – 130 Кбіт/с. При цьому пікова теоретична швидкість може досягати 474 кбіт/с при пакетній передачі даних.

HC-SDMA (High Capacity Spatial Division Multiple Access) або iBurst– технологія бездротової широкосмугової передачі. На даний момент технологія забезпечує швидкість передачі даних до 1 Мбіт/с для стаціонарних та мобільних об'єктів (які рухаються зі швидкістю до 110 км/год). Принцип побудови схожий на мережі GSM, так само підтримується роумінг між базовими станціями та забезпечується безшовне (безрозривне) покриття мережі для мобільних абонентів. Однак за рахунок «розумної» адаптивної антени значно ефективніше використовується поділ ресурсу мережі між абонентами і підвищується швидкість передачі даних. На даний момент (жовтень 2012) iBurst використовується у 13 країнах: США, Канада, ПАР, Азербайджан, Норвегія, Ірландія, Малайзія, Ліван, Кенія, Танзанія, Гана, Мозамбік, Демократична Республіка Конго. У Росії технологія поки що не застосовується.

CDMA (Code Division Multiplie Access)– група стандартів стільникового зв'язку, що перебувають у проміжному положенні між другим (2G) та третім поколінням (3G), так зване покоління 2.5G. Стандарти CDMA використовують метод множинного доступу з кодовим поділом, коли вузькосмуговий сигнал модулюється псевдовипадковою цифровою послідовністю, в результаті чого виходить широкосмуговий шумоподібний сигнал. При прийомі сигнал демодулюється та виходить вихідний вузькосмуговий сигнал. Модулюючи сигнал різними послідовностями можна одночасно здійснювати радіозв'язок із кількома абонентами.

5.4. Мобільний зв'язок покоління 3G

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)– технологія стільникового зв'язку третього покоління (3G), що використовує для зв'язку технологію широкосмугового множинного доступу з кодовим розподілом (WCDMA). UMTS забезпечує теоретичну пікову швидкість до 21 Мбіт/с, проте на практиці, на даний момент (кінець 2012 року), швидкість значно нижча. Так, від базової станції до абонента забезпечується швидкість до 7,2 Мбіт/с, а від абонента до базової станції – лише 384 Кбіт/с. Але в той же час це значно більше, ніж забезпечується в мережі другого покоління (2G) – GSM, в якій швидкість ледве досягає 14,4 Кбіт/с. Для передачі даних використовується два канали шириною 5 МГц в діапазоні 1885 МГц - 2025 МГц і 2110 МГц - 2200 МГц. Причому перший діапазон використовується передачі даних від абонента до базової станції, а другий – від базової станції до абоненту. Так як виділені за стандартом діапазони можуть перетинатися з вже використовуваними, то в деяких країнах вони можуть відрізнятися, наприклад, США використовуються діапазони 1710 МГц - 1755 МГц і 2110 МГц - 2155 МГц.

WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access)– широкосмуговий варіант стандарту CDMA із гібридною фазовою маніпуляцією. Новий стандарт забезпечує швидкість до 2 Мбіт/с для стаціонарних абонентів на невеликих віддаленнях від базової станції, і до 384 Кбіт/с для мобільних об'єктів, що рухаються з великою швидкістю. Для трансляції даних у стандарті використовують дві смуги частот шириною 5 МГц, одна для прийому даних від базових станції, друга для передачі. Використання широкої смуги, нових алгоритмів кодування, нового голосового кодека (AMR) робить стандарт WCDMA більш швидким, якісним та надійним порівняно зі своїм попередником – CDMA.

CDMA 2000– подальший розвиток стандарту бездротового зв'язку CDMA. CDMA 2000 складається з кількох ревізій: CDMA2000 1X, CDMA2000 1X EV-DO, CDMA2000 1X EV-DO Rev.A, CDMA2000 1X EV-DO Rev.B та інших. CDMA2000 1X перший варіант стандарту. Він забезпечував швидкість до 153 кбіт/с і належав до мобільного зв'язку другого покоління. CDMA2000 1X EV-DO вже забезпечував швидкість до 2,4 Мбіт/с при передачі даних від базової станції до абонента і до 153 кбіт/с у зворотному напрямку і ставився до покоління 3G. У ревізії CDMA2000 1X EV-DO Rev.A швидкість передачі була ще збільшена і становила до 3,1 Мбіт/с від базової станції до абонента та 1,8 Мбіт/с назад. У ревізії B швидкості вже склали 4,9 Мбіт/с та 2,4 Мбіт/с, при цьому була введена можливість об'єднання кількох частотних каналів, що теоретично може забезпечити швидкість 73,5 Мбіт/с до абонента та 27 Мбіт/с від абонента . Група стандартів набула дуже широкого поширення і має безліч модифікацій, що відрізняються способами поділу каналу, швидкістю передачі, типом кодування і т.д.

5.5. Стільниковий зв'язок покоління 3.5G

HSPA (High-Speed ​​Packet Access)– технологія бездротової широкосмугової (5 МГц) пакетної передачі даних, що є надбудовою до мобільних мереж третього покоління (WCDMA/UMTS) і дозволяє значно збільшити їх базову швидкість. Технологія WCDMA дозволяє отримати теоретичну пікову швидкість від абонента до базової станції до 5.7 Мбіт/с, а від базової станції до абонента – 14.4 Мбіт/с. На практиці швидкості набагато нижчі і не тільки через завантаженість мереж, а й через обмеження обладнання. Так багато абонентських пристроїв підтримують максимальну швидкість прийому даних лише 7.2 Мбіт/с. При подальшому вдосконаленні стандарту розробниками заявлені швидкості до 42 Мбіт/с від базової станції та до 12 Мбіт/від абонента.

5.6. Мобільний зв'язок покоління 4G

LTE (Long-Term Evolution)– технологія побудови бездротової мережі нового покоління, що принципово відрізняється від стільникових мереж покоління 2G та 3G. У мережах LTE використовується технологія комутації пакетів і технологія множинного доступу з ортогональним частотним поділом каналів (OFDMA), що дають кардинальні переваги перед мережами попереднього покоління з технологіями комутації каналів і множинного доступу з кодовим поділом. Так, теоретична пропускна швидкість від базової станції до абонента становитиме до 300 Мбіт/с, а від абонента до базової станції - до 75 Мбіт/с. Це дозволить отримати принципово нову якість зв'язку і дозволить надавати раніше недоступні послуги: перегляд відео онлайн, розраховані на багато користувачів онлайн ігри, Організація масових відеоконференцій, системи моніторингу і т.д.

5.7. Інші глобальні бездротові мережі

MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System)– бездротова технологія передачі даних, що використовується для організації телемовлення. Сигнал передається в діапазоні частот 2686-2500 МГц, що забезпечує ширину каналу 186 МГц і дозволяє одночасно передавати до 24 аналогових каналів (у Росії використовується 8 МГц на один аналоговий канал). За сучасними мірками кількість каналів невелика, та й у Росії перестали видавати ліцензії на мовлення в діапазоні частот 2,5-2,7 ГГц, але досі існує кілька центрів мовлення MMDS. Спочатку MMDS забезпечує односторонній зв'язок (тільки передачу телевізійного сигналу), однак можна налаштувати і двосторонній обмін, але це вимагає додаткових витрат, порівнянних із витратами на основну організацію передачі даних, і значно зменшує пропускну здатність мережі.

6. До супутникового зв'язку належить:

Inmarsat– система супутникового зв'язку, розроблена 1979 року і використовувана до сьогодні, організації зв'язку у віддалених малонаселених областях, на морському транспорті, визначення положення абонентів, передачі і т.д. Це перша система загальнодоступного мобільного супутникового зв'язку. Супутникове угруповання системи Inmarsat складається з дев'яти супутників, розташованих на геостаціонарній орбіті (з яких 4 основні, а 5 резервні) і забезпечують покриття практично всієї земної кулі, за винятком полюсів. Мовлення супутників здійснюється в діапазоні частот 1.5 ГГЦ на передачу від супутника та 1.6 ГГц на передачу до супутника. Більш детально діапазон частот, швидкість передачі, кодування і так далі описані в стандартах, яких зараз налічується більше шести: Inmarsat-A, Inmarsat-C, Inmarsat-D/D+, Inmarsat-M, Inmarsat-phone mini-M, Inmarsat -M4 та ін.

Global Star- Супутникова система зв'язку, призначена для організації супутникового зв'язку спільно зі стандартними стільниковими мережами, доповнюючи їх і забезпечуючи зв'язок з важкодоступними регіонами земної кулі. Система Global Star складається з 48 основних та 4 резервних низькоорбітальних супутників, що знаходяться на кругових орбітах на висоті приблизно 1414 км. Система Global Star забезпечує покриття землі від 70 ° південної широти до 70 ° північної широти. Також до складу Global Star входять наземні сегменти, що забезпечують взаємодію терміналів абонентів із стільниковими мережами. При передачі даних або голосу сигнал від абонента, що знаходиться не в зоні дії мережі, передається на супутник, звідки ретранслюється в найближчу наземну станцію, де по стандартних мережах стільниковий сигнал передається адресату.

Thuraya– регіональна супутникова система зв'язку, розроблена компанією Boeing Satellite Systems і покриває приблизно 40% земної кулі (в основному Африку, Європу та Азію), до якої входить близько 99 країн із загальним населенням близько 2,5 мільярдів людей. При цьому до складу системи входить всього 2 супутники, що забезпечують одночасну передачу даних 13,750 каналами. Основне призначення системи Thuraya - забезпечення супутникового телефонного зв'язку, причому термінали абонентів за розміром можна порівняти зі звичайними стільниковими телефонами і працюють як у стільникових мережах, так і в супутниковій системі зв'язку Thuraya. Тобто, якщо абонент знаходиться в зоні дії стандартної мережі, то для трансляції розмови і даних буде використовуватися стільникова мережа, як тільки абонент вийде із зони дії мережі, включиться режим передачі даних і голосу через супутники системи Thuraya. Також з допомогою мережі супутників Thuraya можна визначати становище абонента, тобто. використовувати систему для навігації.

Iridium– супутникова система свіязі, що складається з 66 низькоорбітальних супутників, що забезпечують 100% покриття Землі, проте в деяких країнах система не працює, наприклад в Угорщині, Польщі, Північній Кореї та деяких інших країнах. Система забезпечує телефонний зв'язок, передачу даних та коротких повідомлень. Термінали абонентів невеликого розміру, порівнянного зі стандартними стільниковими телефонами та забезпечують автоматичне перемикання між стільниковим та супутниковим зв'язком при виході із зони дії стільникових мереж та повернення назад.

ICO- система супутникового зв'язку, розроблена компанією ICO Global Communications і функціонує з 2002 року. Система супутникового зв'язку забезпечує повнодуплексну передачу даних та голосу на швидкості до 9,6 Кбіт/с. Система ICO складається з десяти супутників, розташованих на орбіті висотою близько 10390 км. Термінали абонентів за розміром та вагою трохи більше стільникового телефону.

Euteltracs– система супутникового зв'язку, основне призначення якої керування та контроль транспортними перевезеннями в Європі. За своєю архітектурою та призначенням Euteltracs сходу з Американською супутниковою системою Omnitracs. Система Euteltracs ґрунтується на передачі коротких (до 1900 символів) повідомлень, що включають необхідні дані для організації транспортних перевезень. Система Euteltracs складається з угруповання супутників, наземної центральної станції, наземної станції маршрутизації та мобільних терміналів зв'язку. Інформаційний обмін централізований та здійснюється через наземну центральну станцію, розташовану у Франції. Одночасно можливе обслуговування 45 000 одиниць транспорту в 15 країнах, у тому числі і в Росії.

Omnitracs- Супутникова система зв'язку для управління та контролем транспортних перевезень, розроблена в США та введена в експлуатацію у 1989 році. Призначення та пристрій аналогічний супутниковій системі зв'язку Euteltracs, що використовується в Європі. Управління системою – централізоване та здійснюється з єдиного наземного центру управління, який обробляє щодня кілька мільйонів повідомлень.

Prodat- Супутникова система зв'язку для наземних об'єктів. У системі використовуються алгоритми і технології що дозволяють зменшити вплив рельєфу місцевості на якість сигналу, що передається. Система перебуває в експлуатації з 1992 року. Термінали абонента дуже громіздкі і складаються з трьох частин: зовнішнього блоку з всеспрямованою антеною діаметром більше метра, блоку зв'язку та терміналу користувача розміром із ноутбук.

Odyssey- Супутникова система зв'язку, що забезпечує покриття від 65 ° південної широти до 75 ° північної широти і забезпечує практично цілодобове мовлення. Основні види послуг Odyssey: мовний зв'язок, передача коротких повідомлень, електронної пошти та визначення розташування абонентів. Однак похибка визначення координат дуже велика (до 15 км) і значно поступається супутниковим навігаційним системам. Система Odyssey складається з угруповання супутників (12 супутників на середньовисотній орбіті, на висоті близько 10354 км), базових наземних станцій і терміналів користувачів. Варто зазначити, що ретрансляція даних між супутниками неможлива, вся передача ведеться через базові станції.

ACeS (Asia Cellular System)– геостаціонарна, регіонарна система супутникового зв'язку, створена на початку 1996 року. У системі використовується лише один низькоорбітальний супутник – Garuda 1, запущений у 2000 році із зоною покриття – Південно-Східна Азія та Індія. Супутник здатний обслуговувати понад 1 мільйон абонентів за 11 000 одночасних телефонних з'єднань. Слід зазначити, що термін експлуатації супутника Garuda 1 близько 14 років.

Orbcom– низькоорбітальна система супутникового зв'язку, призначена передачі коротких повідомлень. Перший супутник системи Orbcom був запущений у 1991 році, зараз супутників – 36 (за даними на 2000 рік). Супутники системи Orbcom забезпечують покриття всієї Землі. Окрім орбітальної системи супутників до складу Orbcom входять: вузлові наземні станції, пов'язані з регіональними центрами управління, та термінали користувачів. Передача даних здійснюється в такий спосіб. З терміналу користувача до найближчого супутника передається повідомлення. Якщо в зоні досяжності супутника знаходиться вузлова станція, то супутник ретранслює дані на неї, звідки вони будуть передані до регіонального центру, де буде складено маршрут доставки повідомлення абоненту, у тому числі з використанням стільникових мереж, та й власне буде організована передача цього повідомлення. Якщо в зоні супутника немає вузлової станції, то повідомлення буде збережено та передано коли в зону дії потрапить вузлова станція, що може статися через кілька годин після передачі повідомлення.

Гонець-Д1М– супутникова система зв'язку та передачі даних, що складається з трьох низькоорбітальних (1400 км) супутників: двох супутників першого покоління «Гонець-Д1» та модернізованого супутника «Гонець-М» з періодом обігу 114 хвилин. Також до складу системи входить наземна інфраструктура, що складається з Центру управління системою, Центру управління зв'язковим комплексом, Центральних та Регіональних станцій, Центру управління польотом та Балістичного центру. Наземних регіональних станцій 4 штуки і розташовуються вони у м. Москві, м. Желєзногорську ( Красноярський край), м. Южно-Сахалінську та на півострові Тикси. На даний момент супутникова система зв'язку забезпечує покриттям всю територію Росії та потужності системи, за умови виконання програми та доведення орбітального угруповання супутників до 14 шт, буде достатньо для забезпечення зв'язком у важкодоступних районах Росії до 200 000 абонентів. 2012 року мали запустити ще 5 супутників «Гонець-М», проте про результати мені не відомо. До 2015 року заплановано розширити склад супутників зв'язку до 14 штук.

Полярна зірка- Супутникова система зв'язку, що розробляється ВАТ «Газпром космічні системи». Система "Полярна зірка" призначена для забезпечення широкосмугового мобільного зв'язку на території Росії та приполярних областях. Щоправда використовуватиметься вона в основному для забезпечення зв'язку та доступу до інтернету рухомих та віддалених об'єктів ВАТ «Газпром». На даний момент (2012 рік) орбітальне угрупування супутників налічує чотири космічні апарати, що розташовуються на високоеліптичній орбіті.

Глонасс- Російська супутникова навігаційна система, що складається з 31 супутника що розташовуються на орбітах на висоті 19100 км, з яких 24 супутники використовуються за призначенням, інші супутники в резерві або на етапі технічного обслуговування, а одні супутник на етапі випробування (за даними на кінець 201) . Супутникова система Глонасс забезпечує визначення координат із точністю 3-6 метрів при використанні 7-8 супутників. Навігаційні пристрої абонентів можуть одночасно із супутниками навігаційної системи Глонасс використовувати дані супутників навігаційної системи GPS у загальній кількості 14-19 супутників, при цьому точність визначення координат становитиме 2-3 метри.
Супутники, що входять до системи Глонасс, синхронно видають сигнал. Пристрої абонентів, приймаючи сигнали від супутників, засікають час отримання від кожного супутника. Знаючи положення супутників (супутники рухаються по відомим орбітам з відомою швидкістю) і затримки між прийомами сигналу від них (що далі супутник, тим пізніше синхронний сигнал буде отримано) складається система рівнянь (мінімум потрібно отримати сигнал від чотирьох супутників) з якої розраховується положення пристрою абонента . Чим більше супутників бере участь у розрахунку, тим точніше будуть визначені координати абонента.

GPS- Супутникова навігаційна система, створена міністерством оборони США. GPS складається з 30 супутників, що обертаються навколо землі круговими орбітами на висоті близько 20200 км. Насправді кількість супутників більша, але частина з них перебуває на технічному обслуговуванні, але у роботі (на кінець 2012 року) використовується лише 30 супутників. Система GPS забезпечує точність визначення координат 2-4 метри при використанні 6-11 супутників. Принцип роботи системи GPS і Глонасс схожі, але створення супутникової системи GPS було розпочато раніше. Так перший супутник системи GPS був запущений 14 липня 1974 року, а перший супутник системи Глонасс був виведений на орбіту тільки в 12 жовтня 1982 року. Також у систему GPS входить більше супутників і GPS дозволяє отримати точність визначення координат більшу, ніж система Глонасс.

На цьому огляд існуючих технологій, стандартів та систем бездротового зв'язку я закінчу. Звичайно, це далеко не повний перелік, але в ньому наведені приклади найбільш популярних видів бездротового зв'язку, що часто використовуються. Сподіваюся, огляд допоможе вам простіше орієнтуватися в такому широкому та різноманітному сегменті науки і техніки, у світі бездротових технологій, який швидко та впевнено і йде на зміну застарілим, незручним та непрезентабельним технологіям провідного зв'язку.

Сторінка 47 з 47 Бездротова передача даних

Бездротова передача даних

Бездротовий зв'язок став використовуватися для спілкування для людей ненабагато пізніше, ніж провідний. Вже в 90-х роках 19 століття було проведено перші експерименти з передачі телеграфних повідомлень з допомогою радіосигналів, а 20-ті роки 20 століття почалося застосування радіо передачі голосу.

Сьогодні існує велика кількість бездротових телекомунікаційних систем, у тому числі не тільки широкомовних, таких як радіо чи телебачення. Бездротові системи також широко використовуються як транспортний засіб передачі дискретної інформації. Для створення протяжних ліній зв'язку використовуються радіорелейні та супутникові системи, існують також бездротові системи доступу до мереж операторів зв'язку та бездротові локальні мережі.

Бездротове середовище, для якого сьогодні переважно використовується мікрохвильовий діапазон, відрізняється високим рівнем перешкод, які створюють зовнішні джерела випромінювання, а також багаторазово відбиті від стін та інших перешкод корисні сигнали. Тому в бездротових системах зв'язку застосовують різні засоби зниження впливу перешкод. До арсеналу таких засобів входять коди прямої корекції помилок та протоколи з підтвердженням доставки інформації. Ефективним засобом боротьби із перешкодами є техніка розширеного спектру, розроблена спеціально для бездротових систем.

Переваги бездротових комунікацій

Можливість передавати інформацію без проводів, що прив'язують (у буквальному значенні цього слова) абонентів до певної точки простору, завжди була дуже привабливою. І як тільки технічні можливості ставали достатніми для того, щоб новий вид бездротових послуг набув двох необхідних складових успіху - зручність використання та низьку вартість, - успіх йому був гарантований.

Останній тому доказ - мобільна телефонія.Перший мобільний телефон був винайдений ще в 1910 Ларсом Магнусом Ерікссоном (Lars Magnus Ericsson). Цей телефон призначався для автомобіля та був бездротовим лише під час руху. Однак у русі ним не можна було користуватися, для розмови потрібно було зупинитися, вийти з автомобіля та за допомогою довгих жердин приєднати телефон до придорожніх телефонних дротів. Зрозуміло, що певні незручності та обмежена мобільність перешкодили комерційному успіху цього виду телефонії.

Пройшло багато років, перш ніж технології радіодоступу досягли певної міри зрілості і наприкінці 70-х забезпечили виробництво порівняно компактних та недорогих радіотелефонів. З цього часу розпочався бум мобільної телефонії, який триває зараз.

Бездротовий зв'язок не обов'язково означає мобільність. Існує так звана фіксований бездротовий зв'язок,коли взаємодіючі вузли постійно розташовуються в межах невеликої території, наприклад певної будівлі. Фіксований бездротовий зв'язок застосовується замість проводового, коли з якоїсь причини неможливо або невигідно використовувати кабельні лінії зв'язку. Причини можуть бути різними. Наприклад, малонаселена чи важкодоступна місцевість – болотисті райони та джунглі Бразилії, пустелі, крайня Північ чи Антарктида ще не скоро дочекаються своїх кабельних систем. Інший приклад - будівлі, що мають історичну цінність, стіни яких недозволено випробувати прокладкою кабелю. Ще один випадок використання фіксованого бездротового зв'язку, що часто зустрічається, - отримання доступу до абонентів, будинки яких вже підключені до точок присутності існуючих уповноважених операторів зв'язку. Нарешті, організація тимчасового зв'язку, наприклад, під час проведення конференції у приміщенні, у якому відсутня провідний канал, має швидкість, достатню для якісного обслуговування численних учасників конференції.

Бездротовий зв'язок вже давно використовується для передачі даних. Донедавна більшість застосувань бездротового зв'язку в комп'ютерних мережахбула з її фіксованим варіантом. Не завжди архітектори та користувачі комп'ютерної мережі знають про те, що на якійсь ділянці шляху дані передаються не проводами, а поширюються у вигляді електромагнітних коливань через атмосферу або космічний простір. Це може відбуватися в тому випадку, коли комп'ютерна мережа орендує лінію зв'язку у оператора первинної мережі, і окремий канал такої лінії є супутниковим або наземним НВЧ-каналом.

Починаючи з середини 90-х років досягла необхідної зрілості та технологія мобільних комп'ютерних мереж.З появою стандарту IEEE 802.11 1997 року з'явилася можливість будувати мобільні мережі Ethernet, що забезпечують взаємодію користувачів незалежно від того, в якій країні вони знаходяться та обладнання якого виробника вони користуються.

Бездротові мережі часто пов'язують із радіосигналами,проте це не завжди вірно. Бездротовий зв'язоквикористовує широкий діапазон електромагнітного спектру, від радіохвиль низької частоти кілька кілогерц до видимого світла, частота якого становить приблизно 8 х 10 14 Гц.

Бездротова лінія зв'язку

Бездротова лінія зв'язку будується відповідно до досить простої схеми.

Кожен вузол оснащується антеною, яка одночасно є передавачем та приймачемелектромагнітні хвилі. Електромагнітні хвилі поширюються в атмосфері або вакуумі зі швидкістю в усіх напрямках або в межах певного сектора.

Спрямованість чи неспрямованість поширення залежить від типу антени. На рис. показано параболічну антена,Яка є спрямованої.Інший тип антен - ізотропні антени,являють собою вертикальний провідник довжиною в чверть хвилі випромінювання, є неспрямованими.Вони широко використовуються в автомобілях та портативних пристроях. Розповсюдження випромінювання у всіх напрямках можна забезпечити кількома спрямованими антенами.

Так як при ненаправленому поширенні електромагнітні хвилі заповнюють весь простір (у межах певного радіусу, який визначається загасанням потужності сигналу), то цей простір може служити середовищем.Поділ середовища передачі породжує ті ж проблеми, що й у локальних мережах, проте тут вони посилюються тим, що простір на відміну кабелю є загальнодоступним, а чи не належить однієї організації.

Крім того, провідне середовище строго визначає напрямок поширення сигналу в просторі, а бездротове середовище є ненаправленим.

Для передачі дискретної інформації за допомогою бездротової лінії зв'язку необхідно модулювати електромагнітні коливання передавача відповідно до потоку бітів, що передаються. Цю функцію здійснює DCE-пристрій між антеною і DTE-пристроєм, яким може бути комп'ютер, комутатор або маршрутизатор комп'ютерної мережі.

Діапазони електромагнітного спектру

Рух електронів породжує електромагнітні хвилі, які можуть поширюватися у просторі (навіть у вакуумі). Це явище було передбачено британським фізиком Джеймсом Клерком Максвеллом (James Clerk Maxwell) у 1865року. Перший експеримент, при якому їх можна було спостерігати, поставив німецький фізик Генріх Герц (Heinrich Hertz) у 1887 року.

Характеристики бездротової лінії зв'язку - відстань між вузлами, територія охоплення, швидкість передачі інформації тощо - багато в чому залежать від частоти електромагнітного спектру, що використовується (частота f і довжина хвилі X пов'язані співвідношенням).

На рис. показано діапазони електромагнітного спектра. Можна сміливо сказати, що й відповідні їм бездротові системи передачі діляться чотирма групи.

□ Діапазон до 300 ГГц має загальну стандартну назву - радіодіапазон.Союз ITU розділив його на кілька піддіапазонів (вони показані на малюнку), починаючи від наднизьких частот (Extremely Low Frequency, ELF) і закінчуючи надвисокими (Extra High Frequency, EHF). Звичні для нас радіостанції працюють у діапазоні від 20 кГц до 300 МГц, і для цих діапазонів існує хоч і не визначена у стандартах, проте чаєте) використовувана назва широкомовне радіо.Сюди потрапляють низькошвидкісні системи AM- і FM-діапазонів, призначені передачі даних зі швидкостями від кількох десятків до сотень кілобіт на секунду. Прикладом можуть бути радіомодеми, які з'єднують два сегменти локальної мережі на швидкостях 2400, 9600 або 19200 Кбіт/с.

Декілька діапазонів від 300 МГц до 3000 ГГц мають також нестандартну назву мікрохвильових діапазонів. Мікрохвильові системипредставляють найбільш широкий клас систем, що поєднує радіорелейні лінії зв'язку, супутникові канали, бездротові локальні мережі та системи фіксованого бездротового доступу, які називаються також системами бездротових абонентських закінчень (Wireless Local Loop, WLL).

Вище мікрохвильових діапазонів розташовується інфрачервоний діапазон. Мікрохвильові та інфрачервоні діапазони також широко використовуються для бездротової передачі інформації. Так як інфрачервоне випромінювання не може проникати через стіни, то системи інфрачервоних хвильвикористовуються для утворення невеликих сегментів локальних мереж у межах одного приміщення.

В останні роки видиме світло теж почало застосовуватися для передачі інформації (за допомогою лазерів). Системи видимого світлавикористовуються як високошвидкісна альтернатива мікрохвильовим двоточковим каналам для організації доступу на невеликих відстанях.

Розповсюдження електромагнітних хвиль

Кількість інформації, що може переносити електромагнітна хвиля, пов'язане із частотним діапазоном каналу. Сучасні технології дозволяють кодувати кілька бітів на герц на низьких частотах. За певних умов це число може зростати вісім разів на високих частотах.

Перелічимо деякі загальні закономірності поширення електромагнітних хвиль, пов'язані з частотою випромінювання.

Чим вище несуча частота, тим вище можлива швидкість передачі.

Що частота, то гірше проникає сигнал через перешкоди. Низькочастотні радіохвилі AM-діапазонів легко проникають у будинки, дозволяючи обходитись кімнатною антеною. Більш високочастотний сигнал. Телебачення вимагає, як правило, зовнішньої антени. І нарешті, інфрачервоне і видиме світло не проходить передачу прямою видимістю (Line Of Sight, LOS).

Чим вище частота, тим швидше зменшується енергія сигналу з відстанями від джерела. При. поширення електромагнітних хвиль у вільному просторі (без відбитків) згасання потужності сигналу пропорційно добутку квадрата відстані від джерела сигналу на квадрат частоти сигналу.

Низькі частоти (до 2 МГц) поширюються по поверхні землі. Саме тому сигнали АМ-радіо можуть передаватися на відстані сотні кілометрів.

Сигнали частот від 2 до 30 МГц відображаються іоносферою землі, тому вони можуть поширюватися навіть на більш значні відстані в кілька тисяч кілометрів: (за достатньої потужності передавача).

Сигнали в діапазоні вище: 30 МГц поширюються тільки по прямій, тобто є сигналами прямої видимості. При частоті понад 4 ГГц їх чатує на неприємність - вони починають поглинатися водою, а це означає, що не тільки дощ, а й туман може стати причиною різкого погіршення якості передачі мікрохвильових систем. Недарма випробування лазерних систем передачі часто проводять у Сіетлі, місті, яке відоме своїми туманами:

Потреба у швидкісній передачі інформації є превалюючою, тому всі сучасні системи бездротової передачі інформації працюють у високочастотних діапазонах, починаючи з 800 МГц, незважаючи на переваги, які обіцяють низькочастотні діапазони завдяки поширенню сигналу вздовж поверхні землі або відбиття від іоносфери.

Для успішного використання мікрохвильового діапазону необхідно також враховувати додаткові проблеми, пов'язані з поведінкою сигналів, що розповсюджуються в режимі прямої видимості і перешкоди, що зустрічають на своєму шляху.

На рис. показано, що сигнал, зустрівшись з перешкодою, може поширюватися відповідно з трьома механізмами: відображенням, дифракцією та розсіюванням.

Коли сигнал зустрічається з перешкодою, яка частково прозора для даної довжини хвилі і в той же час розміри якої набагато перевищують довжину хвилі, частина енергії сигналу відображаєтьсявід такої перешкоди. Хвилі мікрохвильового діапазону мають довжину кілька сантиметрів, тому вони частково відбиваються від стін будинків під час передачі сигналів у місті. Якщо сигнал зустрічає непроникну йому перешкоду (наприклад, металеву пластину) також набагато більшого розміру, ніж довжина хвилі, відбувається дифракція- сигнал як би огинає перешкоду, так що такий сигнал можна отримати, навіть не перебуваючи у зоні прямої видимості. І нарешті, при зустрічі з перешкодою, розміри якого можна порівняти з довжиною хвилі, сигнал розсіюється, поширюючись під різними кутами.

В результаті подібних явищ, які повсюдно зустрічаються при бездротовому зв'язку в місті, приймач може отримати кілька копій одного сигналу. Такий ефект називається багатопроменевим поширенням сигналу.Результат багатопроменевого поширення сигналу часто виявляється негативним, оскільки один із сигналів може прийти зі зворотною фазою та придушити основний сигнал.

Так як час поширення сигналу вздовж різних шляхів буде в загальному випадку різним, то може спостерігатися і міжсимвольна інтерференція,ситуація, коли в результаті затримки сигнали, що кодують сусідні біти даних, доходять одночасно до приймача.

Спотворення через багатопроменеве поширення призводять до послаблення сигналу, цей ефект називається багатопроменевим завмиранням.У містах багатопроменеве завмирання призводить до того, що ослаблення сигналу стає пропорційним не квадрату відстані, а його кубу чи навіть четвертого ступеня!

Всі ці спотворення сигналу складаються із зовнішніми електромагнітними перешкодами, яких у місті досить багато. Досить сказати, що у діапазоні 2,4 ГГц працюють мікрохвильові печі.

Відмова від проводів і набуття мобільності призводять до високого рівня перешкод у бездротових лініях зв'язку. Якщо інтенсивність бітових помилок (ВЕЯ) у провідних лініях зв'язку дорівнює, то бездротових лініях зв'язку вона досягає величини!

Проблема високого рівня перешкод бездротових каналів вирішується у різний спосіб. Важливу роль грають спеціальні методи кодування, що розподіляють енергію сигналу широкому діапазоні частот. Крім того, передавачі сигналу (і приймачі, якщо це можливо) намагаються розмістити на високих вежах, щоб уникнути багаторазових відбитків. Ще одним способом є застосування протоколів із встановленням з'єднань та повторними передачами кадрів на канальномурівні стеку протоколів. Ці протоколи дозволяють швидше коригувати помилки, оскільки працюють з меншими значеннями тайм-аутів, ніж протоколи, що коригують. транспортногорівня, такі як TCP.

Ліцензування

Отже, електромагнітні хвилі можуть поширюватися у всіх напрямках на значні відстані та проходити через перешкоди, такі як стіни будинків. Тому проблема спільного використання електромагнітного спектру є дуже гострою і потребує централізованогорегулювання. У кожній країні є спеціальний державний орган, який (відповідно до рекомендацій ITU) видає ліцензіїоператорам зв'язку використання певної частини спектра, достатньої передачі інформації з певної технології. Ліцензія видається на певну територію, у межах якої оператор монопольно використовує закріплений за ним діапазон частот.

При видачі ліцензій урядові органи керуються різними стратегіями. Найбільш популярними є три: конкурс, лотерея, аукціон.

Учасники конкурсу- Оператори зв'язку - розробляють детальні пропозиції. Вони описують їх майбутні послуги, технології, які використовуватимуться реалізації цих послуг, рівень цін потенційних клієнтів тощо. п. Потім комісія розглядає всі пропозиції та обирає оператора, який найкраще відповідатиме громадським інтересам. Складність та неоднозначність критеріїв вибору переможця в минулому часто призводили до значних затримок у прийнятті рішень та корупції серед державних чиновників, тому деякі країни, наприклад, США відмовилися від такого методу. У той же час в інших країнах він все ще використовується найчастіше для найбільш значущих для країни послуг, наприклад, розгортання сучасних систем мобільного зв'язку 3G.

Лотерея- це найбільш простий спосіб, але він також не завжди призводить до справедливих результатів, оскільки в лотереї можуть брати участь і «підставні» оператори, які не мають наміру вести операторську діяльність, а хочуть просто перепродати ліцензію.

АукціониСьогодні є досить популярним методом виявлення власника ліцензії. Вони відсікають недобросовісні компанії та приносять чималі доходи державам. Вперше аукціон був проведений у Новій Зеландії у 1989 році. У зв'язку з бумом навколо мобільних систем 3G багато держав добре поповнили свої бюджети за рахунок подібних аукціонів.

Існують також три частотні діапазони, 900 МГц, 2,4 ГГц і 5 ГГц, які рекомендовані ITU як діапазони для міжнародного використання без ліцензування.Ці діапазони призначені для використання промисловими товарами бездротового зв'язку загального призначення, наприклад, пристроями блокування дверей автомобілів, науковими та медичними приладами. Відповідно до призначення ці діапазони отримали назву ISM-діапазонів(Industrial, Scientific, Medical – промисловість, наука, медицина). Діапазон 900 МГц є найбільш "населеним". Це і зрозуміло, низькочастотна техніка завжди коштувала дешевше. Сьогодні активно освоюється діапазон 2,4 ГГц, наприклад, у технологіях IEEE 802.11 та Bluetooth. Діапазон 5 ГГц тільки почав освоюватися, незважаючи на те, що він забезпечує вищі швидкості передачі даних.

Обов'язковою умовою використання цих діапазонів на спільній основі є обмеження максимальної потужності сигналів, що передаються рівнем 1 Ватт. Ця умова обмежує радіус дії пристроїв, щоб їх сигнали не стали на заваді іншим користувачам, які, можливо, задіють цей же діапазон частот в інших районах міста.

У Росії для цивільного радіозв'язку виділено три діапазони частот:

27 МГц ( громадянський діапазон), з дозволеною вихідною потужністю передавача до 10 Вт;

433 МГц (LPD), виділено 69 каналів для радіостанцій, що носяться, з вихідною потужністю передавача не більше 0,01 Вт;

446 МГц (PMR), виділено 8 каналів для радіостанцій, що носяться, з вихідною потужністю передавача не більше 0,5 Вт.

Існують також спеціальні методи кодування, які зменшують взаємовплив пристроїв, що працюють в ISM-діапазонах.

Інфрачервоні та міліметрові хвилі

Інфрачервоне та міліметрове випромінювання без використання кабелю широко застосовується для зв'язку на невеликих відстанях. Дистанційні пульти керування для телевізорів, відеомагнітофонів та стереоапаратури використовують інфрачервоне випромінювання. Вони відносно спрямовані, дешеві та легко встановлюються, але мають один важливий недолік: інфрачервоне випромінювання не проходить крізь тверді об'єкти (спробуйте встати між телевізором та пультом).

З іншого боку, той факт, що інфрачервоні хвилі не проходять крізь стіни, є також позитивним. Адже це означає, що інфрачервона системав одній частині будівлі не інтерферуватиме з подібною системою в сусідній кімнаті - ви, на щастя, не зможете управляти зі свого пульта телевізором сусіда. Крім того, це підвищує захищеність інфрачервоної системи від прослуховування, порівняно з радіосистемою. Тому для використання інфрачервоної системи зв'язку не потрібна державна ліцензія, на відміну від радіозв'язку (крім діапазонів ISM). Зв'язок в інфрачервоному діапазоні застосовується в настільних обчислювальних системах (наприклад, для зв'язку ноутбуків з принтерами), але все ж таки не відіграє значної ролі в телекомунікації.

Зв'язок у видимому діапазоні

Ненаправлені оптичні сигнали використовувалися протягом кількох століть. Герой американської війни за незалежність Пол Ревер (Paul Revere) в 1775 в Бостоні використовував двійкові оптичні сигнали, інформуючи з дзвіниці Старої Північної церкви (Old North Church) населення про наступ англійців. Більш сучасним додатком є ​​з'єднання локальних мереж у двох будинках за допомогою лазерів, встановлених на дахах. Зв'язок за допомогою когерентних хвиль лазера є суто односпрямованим, тому для двостороннього зв'язку необхідно на кожному даху встановити лазером і фотодетектором. Така технологія дозволяє організувати зв'язок із дуже високою пропускною здатністю за дуже низькою ціною. Крім того, така система досить просто монтується і на відміну від мікрохвильового зв'язку не вимагає ліцензії FCC (Федеральної комісії зв'язку США).

Вузький промінь є сильною стороною лазера, однак він створює деякі проблеми. Щоб потрапити міліметровим променем в ціль діаметром 1 мм з відривом 500 м, потрібно снайперське мистецтво високої проби. Зазвичай, на лазери встановлюються лінзи для невеликого розфокусування променя.

Недоліком лазерного променя є також нездатність проходити крізь дощ або густий туман, хоча сонячні ясні дні він працює чудово. Проте автор одного разу був присутнім на конференції в сучасному європейському готелі, де організатори дбайливо надали кімнату, повну терміналів, щоб учасники конференції могли читати свою електронну поштупід час нудних презентацій. Оскільки місцева телефонна станція не хотіла встановлювати велику кількість телефонних ліній лише на три дні, організатори встановили лазер на даху та націлили його на будівлю університетського комп'ютерного центру, що знаходиться на відстані кількох кілометрів. У ніч перед конференцією вони перевірили зв'язок – вона працювала чудово. О 9 годині наступного ранку, у ясний сонячний день зв'язок був повністю втрачений і був відсутній весь день. Увечері організатори знову ретельно перевірили зв'язок і знову переконалися у її чудовій роботі. Наступного дня зв'язку знову не було.

Коли конференція закінчилася, організатори обговорили цю проблему. Як з'ясувалося, вдень сонце нагрівало дах, гаряче повітря від нього піднімалося і відхиляло лазерний промінь, що починав танцювати навколо детектора. Цей ефект можна спостерігати неозброєним оком у спекотний день на шосе або над гарячим радіатором автомобіля. Борючись з цим ефектом, астрономи мають свої телескопи високо в горах, подалі від атмосфери.

Супутникові системи

Супутниковий зв'язок використовується для організації високошвидкісних протяжних мікрохвильових ліній. Так як для таких ліній зв'язку потрібна пряма видимість, яку через кривизну Землі неможливо забезпечити на великих відстанях, супутник як відбивач сигналу є природним рішенням цієї проблеми.

Ідея використати штучний супутник Землі для створення ліній зв'язку з'явилася задовго до запуску в 1957 перший такого супутника Радянським Союзом. Письменник-фантаст Артур Кларк продовжив справу Жюля Верна та Герберта Уеллса, яким вдалося описати багато технічних винаходів до їх появи. Кларк у 1945 році описав геостаціонарний супутник, який висить над однією точкою екватора та забезпечує зв'язком велику територію Землі.

Перший супутник, запущений Радянським Союзом у роки холодної війни, мав дуже обмежені телекомунікаційні можливості - він лише передавав радіосигнал «біп-біп», сповіщаючи світ про свою присутність у космосі. Однак успіх Росії в космосі підхльоснув зусилля Америки, і в 1962 вона запустила перший телекомунікаційний супутник Telstar-1, який підтримував 600 голосових каналів.

Нині функції супутника як телекомунікаційного вузла, звісно, ​​ускладнилися. Сьогодні супутник може відігравати роль вузла первинної мережі, а також телефонного комутатора та комутатора/маршрутизатора комп'ютерної мережі. І тому апаратура супутників може взаємодіяти як з наземними станціями, а й між собою, утворюючи прямі космічні бездротові лінії зв'язку. Принципово техніка передачі мікрохвильових сигналів у космосі і на Землі не відрізняється, проте супутникові лінії зв'язку мають і очевидну специфіку - один з вузлів такої лінії постійно знаходиться в польоті, причому на великій відстаніз інших вузлів.

Супутникам зв'язку притаманні певні властивості, які роблять їх надзвичайно привабливими для різних областей застосування. Найпростіше уявити супутник зв'язку у вигляді свого роду величезного мікрохвильового повторювача, що висить у небі. Він включає кілька транспондерів, кожен з яких налаштований на певну частину частотного спектру. Транспондери підсилюють сигнали і перетворюють їх у нову частоту, щоб під час відправлення Землю відбитий сигнал не накладався на прямий.

У статті розглядаються три технології бездротової передачі даних, назви яких, що називається, у всіх на слуху: ZigBee, BlueTooth та Wi-Fi, а також наводяться можливі області їх використання та рекомендації щодо вибору технології для конкретного завдання.

Технологія бездротової передачі даних BlueTooth

Технологія BlueTooth (стандарт IEEE 802.15) стала першою технологією, що дозволяє організувати бездротову персональну мережупередачі (WPAN - Wireless Personal Network). Вона дозволяє здійснювати передачу даних і голосу по радіоканалу на невеликі відстані (10–100 м) у діапазоні частот, що не ліцензується, 2,4 ГГц і з'єднувати ПК, мобільні телефони та інші пристрої за відсутності прямої видимості.

Своєму народженню BlueTooth завдячує фірмі Ericsson, яка у 1994 році розпочала розробку нової технології зв'язку. Спочатку основною метою була розробка радіоінтерфейсу з низьким рівнем енергоспоживання та невисокою вартістю, який дозволяв би встановлювати зв'язок між стільниковими телефонами та бездротовими гарнітурами. Однак згодом роботи з розробки радіоінтерфейсу плавно переросли у створення нової технології.

На телекомунікаційному ринку, а також на ринку комп'ютерних засобів успіх нової технології забезпечують провідні фірми-виробники, які приймають рішення про доцільність та економічну вигоду від інтеграції нової технології у свої нові розробки. Тому, щоб забезпечити своєму дітищу гідне майбутнє та подальший розвиток, у 1998 році фірма Ericsson організувала консорціум BlueTooth SIG (Spesial Interest Group), перед яким ставилися такі завдання:

• подальша розробка технології BlueTooth;
• просування нової технології над ринком телекомунікаційних коштів.

До консорціуму BlueTooth SIG входять такі фірми, як Ericsson, Nokia, 3COM, Intel, National Semiconductor.

Логічно було б припустити, що перші кроки, які робляться консорціумом BlueTooth SIG, полягатимуть у стандартизації нової технології з метою сумісності BlueTooth-пристроїв, розроблених різними фірмами. Це було реалізовано. Для цього були розроблені специфікації, які детально описують методи використання нового стандарту та характеристики протоколів передачі даних.

В результаті було розроблено стек протоколу бездротової передачі даних BlueTooth (рис. 1).

Рис. 1. Стек протоколу Bluetooth

Технологія BlueTooth підтримує як з'єднання типу "точка-точка", так і "точка-багатоточок". Два або більше використовують один і той же канал пристрою утворюють пікомережу (piconet). Один із пристроїв працює як основне (master), а інші - як підлеглі (slave). В одній пікосеті може бути до семи активних підлеглих пристроїв, при цьому інші підлеглі пристрої перебувають у стані паркування, залишаючись синхронізованими з основним пристроєм. Взаємодіючі пікомережі утворюють «розподілену мережу» (scatternet).

У кожній пікосеті діє лише один основний пристрій, проте підлеглі пристрої можуть входити до різних пікомереж. Крім того, основний пристрій однієї пікомережі може бути підлеглим в іншій (рис. 2).

Рис. 2. Пікосеть з підлеглими пристроями. а) з одним підлеглим пристроєм. б) кількома. в) розподілена мережа

З моменту появи на ринку перших модулів BlueTooth їхньому широкому застосуванню в нових додатках перешкоджала складна програмна реалізація стека протоколу BlueTooth. Розробнику необхідно було самостійно реалізувати управління BlueTooth-модулем і розробити профілі, що визначають взаємодію модуля з іншими BlueTooth-пристроями за допомогою команд інтерфейсу хост-контролера (HCI - Host Controller Interface). Інтерес до технології BlueTooth зростав з кожним днем, з'являлися нові і нові фірми, що розробляють для неї компоненти, але не було рішення, яке б значною мірою спростило б управління BlueTooth-модулями. І таке рішення було знайдено. Фінська фірма, вивчивши ситуацію на ринку, однією з перших запропонувала розробникам наступне рішення.

У більшості випадків технологія BlueTooth використовується розробниками для заміни провідного послідовного з'єднання між двома пристроями бездротовим. Для організації з'єднання та виконання передачі даних розробнику необхідно програмно, за допомогою команд інтерфейсу хост-контролера реалізувати верхні рівні стека протоколу BlueTooth, до яких відносять: L2CAP, RFCOMM, SDP, а також профіль взаємодії по послідовному порту - SPP (Serial Port Profi le) та профіль виявлення послуг SDP (Service Discovery Profi le). На цьому і вирішила зіграти фінська фірма, розробивши варіант прошивки BlueTooth-модулів, що представляє закінчену програмну реалізацію всього стека протоколу BlueTooth (рис. 1), а також профілів SPP та SDP. Це рішення дає можливість розробнику здійснювати управління модулем, встановлювати бездротове послідовне з'єднання та виконувати передачу даних за допомогою спеціальних символьних команд, так само, як це робиться під час роботи зі звичайними модемами через стандартні AT-команди.

На перший погляд, розглянуте вище рішення дозволяє істотно скоротити час інтеграції технології BlueTooth у вироби, що знову розробляються. Однак це накладає певні обмеження використання можливостей технології BlueTooth. В основному це позначається на зменшенні максимальної пропускної здатності та кількості одночасних асинхронних з'єднань, що підтримуються BlueTooth-модулем.

У середині 2004 року на зміну специфікації BlueTooth версії 1.1, яка була опублікована у 2001 році, прийнято специфікацію BlueTooth версії 1.2. До основних відмінностей специфікації 1.2 від 1.1 відносять:

1. Реалізація технології адаптивної перебудови частоти каналу (Adaptive Friquency Hopping, AFH).
2. Удосконалення голосового з'єднання.
3. Скорочення часу, затрачуваного встановлення з'єднання між двома модулями BlueTooth.

Відомо, що BlueTooth і Wi-Fi використовують той самий неліцензійний діапазон 2,4 ГГц. Отже, у тих випадках, коли BlueTooth-пристрої знаходяться в зоні дії пристроїв Wi-Fi та здійснюють обмін даними між собою, це може призвести до колізій та вплинути на працездатність пристроїв. Технологія AFH дозволяє уникнути появи колізій: під час обміну інформацією для боротьби з інтерференцією технологія BlueTooth використовує стрибкоподібну перебудову частоти каналу, при виборі якого не враховуються частотні канали, на яких здійснюють обмін даними пристрої Wi-Fi. На рис. 3 проілюстровано принцип дії технології AFH.

Рис. 3. Принцип дії технології AFH. а) колізії б) уникнення колізій за допомогою адаптивної перебудови частоти каналу

Розвиток технології BlueTooth не стоїть на місці. Консорціумом SIG розроблено концепцію розвитку технології до 2008 року (рис. 4).

Рис. 4. Етапи розвитку технології Bluetooth

В даний час на ринку працює велика кількість фірм, що пропонують модулі BlueTooth, а також компоненти для самостійної реалізації апаратної частини BlueTooth-пристрою. Практично всі виробники пропонують модулі, що підтримують специфікації BlueTooth версії 1.1 та 1.2 та відповідні класу 2 (діапазон дії 10 м) та класу 1 (діапазон дії 100 м). Однак, незважаючи на те, що версія 1.1 повністю сумісна з 1.2, усі розглянуті вище удосконалення, реалізовані у версії 1.2, можуть бути отримані тільки якщо обидва пристрої відповідають версії 1.2.

У листопаді 2004 року було прийнято специфікацію BlueTooth версії 2.0, що підтримує технологію розширеної передачі даних (Enhanced Data Rate, EDR). Специфікація 2.0 за допомогою EDR дозволяє здійснювати обмін даними на швидкості до 3 Мбіт/с. Перші серійно виготовлені зразки модулів, що відповідають версії 2.0 та підтримують технологію розширеної передачі даних EDR, були запропоновані виробниками наприкінці 2005 року. Радіус дії таких модулів становить 10 м за відсутності прямої видимості, що відповідає класу 2, а за наявності прямої видимості може досягати 30 м.

Як зазначалося раніше, основне призначення технології BlueTooth - заміна проводового послідовного з'єднання. При цьому профіль SPP, який використовується для організації з'єднання, звичайно ж, не єдиний профіль, який розробники можуть використовувати у виробах. Технологією BlueTooth визначені такі профілі: профіль загального доступу (Generic Access Profile), профіль виявлення послуг (Service Discovery Profile), профіль взаємодії з бездротовими телефонами(Cordless Telephony Profile), профіль інтеркому (Intercom Profile), профіль бездротових гарнітур для мобільних телефонів (Headset Profile), профіль віддаленого доступу(Dial-up Networking Profile), профіль факсимільного зв'язку (Fax Profile), профіль локальної мережі (Lan Access Profile), профіль обміну даними (Generic Object Exchange), профіль передачі даних (Profile Object Push Profile), профіль обміну файлами (File Transfer Profile), профіль синхронізації (Synchronization Profile).

Технологія бездротової передачі даних Wi-Fi

З Wi-Fi склалася трохи заплутана ситуація, тому для початку визначимося з термінологією, що використовується.

Стандарт IEEE 802.11 є базовим стандартом для побудови бездротових локальних мереж (Wireless Local Network – WLAN). Стандарт IEEE 802.11 постійно вдосконалювався, і в даний час існує ціле сімейство, до якого відносять специфікації IEEE 802.11 з літерними індексами a, b, c, d, e, g, h, i, j, k, l, m, n, o , p, q, r, s, u, v, w. Однак тільки чотири з них (а, b, g та i) є основними і користуються найбільшою популярністю у виробників обладнання, інші ж (с-f, h-n) є доповненням, удосконаленням або виправленням прийнятих специфікацій.

У свою чергу, Інститут інженерів з електроніки та електротехніки (IEEE) тільки розробляє та приймає специфікації, на перераховані вище стандарти. До його обов'язків не входять роботи з тестування обладнання різних виробників на сумісність.

Для просування на ринку обладнання для бездротових локальних мереж (WLAN) було створено групу, яка отримала назву Альянс Wi-Fi. Цей альянс здійснює керівництво роботами з сертифікації обладнання різних виробників та надання дозволу на використання членами Альянсу Wi-Fi логотипу торгової марки Wi-Fi. Наявність на обладнанні логотипу Wi-Fi гарантує надійну роботу та сумісність обладнання при побудові бездротової локальної мережі (WLAN) на обладнанні різних виробників. В даний час Wi-Fi-сумісним є обладнання, побудоване за стандартом IEEE 802.11a, b і g (може використовувати стандарт IEEE 802.11i для забезпечення захищеного з'єднання). Крім того, наявність на обладнанні логотипу Wi-Fi означає, що робота обладнання здійснюється в діапазоні 2,4 ГГц або 5 ГГц. Отже, під Wi-Fi слід розуміти сумісність обладнання різних виробників, призначеного для побудови бездротових локальних мереж, з урахуванням наведених вище обмежень.

Початкова специфікація стандарту IEEE 802.11, прийнята в 1997 році, встановлювала передачу даних на швидкості 1 і 2 Мбіт/с в неліцензійному діапазоні частот 2,4 ГГц, а також спосіб управління доступом до фізичного середовища (радіоканалу), який використовує метод множинного несучою та усуненням колізій (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance, CSMA-CA). Метод CSMA-CA ось у чому. Для визначення стану каналу (зайнятий або вільний) використовується алгоритм оцінки рівня сигналу в каналі, відповідно до якого виконується вимірювання потужності сигналів на вході приймача та якість сигналу. Якщо потужність прийнятих сигналів на вході приймача нижче порогового значення, то канал вважається вільним, якщо їх потужність вище порогового значення, то канал вважається зайнятим.

Після ухвалення специфікації стандарту IEEE 802.11 кілька виробників представили на ринку своє обладнання. Однак обладнання стандарту IEEE 802.11 не набуло широкого поширення внаслідок того, що в специфікації стандарту не було однозначно визначено правила взаємодії рівнів стеку протоколу. Тому кожен виробник представив свою версію реалізації стандарту IEEE 802.11, не сумісну з іншими.

Для виправлення ситуації, що склалася в 1999 році, IEEE приймає перше доповнення до специфікації стандарту IEEE 802.11 під назвою IEEE 802.11b. Стандарт IEEE 802.11b став першим стандартом побудови бездротових локальних мереж, які набули широкого поширення. Максимальна швидкість передачі у ньому становить 11 Мбіт/с. Таку швидкість розробникам стандарту вдалося отримати з допомогою використання методу кодування послідовністю додаткових кодів (Complementary Code Keying). Для керування доступом до радіоканалу використовується той самий метод, що й у початковій специфікації стандарту IEEE 802.11 – CSMA-CA. Наведене вище значення максимальної швидкості передачі, звичайно ж, є теоретичним значенням, так як для доступу до радіоканалу використовується метод CSMACA, що не гарантує наявності вільного каналу в будь-який момент часу. Тому на практиці при передачі даних протоколу TCP/IP максимальна пропускна здатність складе близько 5,9 Мбіт/с, а при використанні протоколу UDP - близько 7,1 Мбіт/с.

У разі погіршення електромагнітної обстановки обладнання автоматично знижує швидкість передачі на початку до 5,5 Мбіт/с, потім до 2 Мбіт/с, використовуючи при цьому метод адаптивного вибору швидкості (Adaptive Rate Selection, ARS). Зниження швидкості дозволяє використовувати більш прості і менш надлишкові методи кодування, чому сигнали, що передаються, стають менш схильними до згасання і спотворень внаслідок інтерференції. Завдяки методу адаптивного вибору швидкості обладнання стандарту IEEE 802.11b може здійснювати обмін даними в різних електромагнітних умовах.

Наступним стандартом, що поповнив сімейство стандарту IEEE 802.11, є стандарт IEEE 802.11a, специфікація якого була прийнята IEEE 1999 року. Основна відмінність специфікації стандарту IEEE 802.11a від початкової специфікації стандарту IEEE 802.11 полягає у наступному:

• передача даних здійснюється в діапазоні, що не ліцензується, частот 5 ГГц;
• використовується ортогональна частотна модуляція (OFDM);
• максимальна швидкість передачі становить 54 Мбіт/с (реальна швидкість - близько 20 Мбіт/с).

Так само, як у стандарті 802.11b, 802.11a реалізований метод вибору адаптивної швидкості (ARS), що знижує швидкість передачі даних в наступній послідовності: 48, 36, 24, 18, 12, 9 і 6 Мбіт/с. Передача інформації здійснюється одним з 12 каналів, виділених у діапазоні 5 ГГц.

Використання діапазону 5 ГГц при розробці специфікації 802.11a обумовлено насамперед тим, що даний діапазон менш завантажений, ніж діапазон 2,4 ГГц, а отже, сигнали, що передаються в ньому, менш схильні до впливу інтерференції. Безперечно, цей факт є перевагою, але в той же час використання діапазону 5 ГГц призводить до того, що надійна робота обладнання стандарту IEEE 802.11a забезпечується лише на прямій видимості. Тому при побудові бездротової мережі потрібна установка більшої кількостіточок доступу, що, своєю чергою, впливає вартість розгортання бездротової мережі. Крім того, сигнали, що передаються в діапазоні 5 ГГц, більш схильні до поглинання (потужність випромінювання обладнання IEEE 802.11b і 802.11a одна і та ж).

Перші зразки обладнання стандарту IEEE 802.11a були представлені на ринку у 2001 році. Слід зазначити, що обладнання, яке підтримує лише стандарт IEEE 802.11a, не мало великого попиту на ринку з кількох причин. По-перше, на той момент обладнання стандарту IEEE 802.11b вже зарекомендувало себе на ринку, по-друге, всі наголошували на недоліках використання діапазону 5 ГГц і, по-третє, обладнання стандарту IEEE 802.11a не сумісне з IEEE 802.11b. Однак згодом виробники для просування IEEE 802.11a запропонували пристрої, що підтримують обидва стандарти, а також обладнання, що дозволяє адаптуватися в мережах, побудованих на обладнанні стандарту IEEE 802.11b, 802.11а, 802.11g.

У 2003 році було прийнято специфікацію стандарту IEEE 802.11g, що встановлює передачу даних у діапазоні 2,4 ГГц зі швидкістю 54 Мбіт/с (реальна швидкість становить близько 24,7 Мбіт/с). Для керування доступом до радіоканалу використовується той же метод, що і в початковій специфікації стандарту IEEE 802.11 – CSMACA, а також ортогональна модуляція частотна (OFDM).

Устаткування стандарту IEEE 802.11g повністю сумісне з 802.11b, однак, через вплив інтерференції, в більшості випадків реальна швидкість передачі даних 802.11g можна порівняти зі швидкістю, що забезпечується обладнанням стандарту 802.11b. Тому єдиним правильним рішенням для потенційних користувачів бездротових локальних мереж є купівля обладнання, що підтримує одразу три стандарти: 802.11a, b та g.

Wi-Fi-сумісне обладнання у більшості розробників асоціюється насамперед із організацією точок доступу для виходу в Інтернет та з абонентським обладнанням. Слід зазначити, як і індустрія вбудованих систем не оминула своєю увагою стандарти IEEE 802.11a, b і g. Вже зараз на цьому сегменті ринку є пропозиції, що дозволяють зробити будь-який пристрій Wi-Fi-сумісним. Йдеться про ОЕМ-модулі стандарту IEEE 802.11b, до складу яких входять: приймач, процесор обробки додатків та виконання ПЗ. Таким чином, ці модулі є повністю закінченим рішенням, що дозволяє істотно скоротити час і вартість реалізації Wi-Fi-сумісності виробу, що розробляється. В основному ОЕМ-модулі стандарту IEEE 802.11b інтегруються у вироби для віддаленого моніторингу та керування через Інтернет. Для підключення модуля ОЕМ стандарту IEEE 802.11b до виробу використовується послідовний інтерфейс RS-232, а управління модулем виконується AT-командами. Максимальна відстань між модулем OEM стандарту IEEE 802.11b і точкою доступу при використанні спеціальної виносної антени може становити до 500 м. У приміщення максимальна відстань не перевищує 100 м, а за наявності прямої видимості збільшується до 300 м. Істотним недоліком таких ОЕМ-модулів висока вартість.

У таблиці 1 наведено основні технічні характеристикистандартів IEEE 802.11a, b та g.

Таблиця 1. Основні технічні характеристики стандартів IEEE 802.11a, b та g

Технологія бездротової передачі даних ZigBee

Технологія бездротової передачі даних ZigBee була представлена ​​на ринку після появи технологій бездротової передачі даних BlueTooth і Wi-Fi. Поява технології ZigBee обумовлена, перш за все, тим, що для деяких програм (наприклад, для віддаленого керування освітленням або гаражними воротами, або зчитування інформації з датчиків) основними критеріями при виборі технології бездротової передачі є мале енергоспоживання апаратної частини та її низька вартість. З цього випливає мала пропускна спроможність, тому що в більшості випадків електроживлення датчиків здійснюється від вбудованої батареї, час роботи від якої має перевищувати кілька місяців і навіть років. Інакше щомісячна заміна батареї для датчика відкриття-зачинення гаражних воріт кардинально змінить ставлення користувача до бездротових технологій. Технології бездротової передачі даних BlueTooth і Wi-Fi, що існували на той момент часу, не відповідали цим критеріям, забезпечуючи передачу даних на високих швидкостях, з високим рівнем енергоспоживання та вартості апаратної частини. У 2001 році робочою групою № 4 IEEE 802.15 було розпочато роботи зі створення нового стандарту, який би відповідав наступним вимогам:

• дуже мале енергоспоживання апаратної частини, що реалізує технологію бездротової передачі даних (час роботи від батареї має становити від кількох місяців до кількох років);
• передача інформації повинна здійснюватися на невисокій швидкості;
• найнижча вартість апаратної частини.

Результатом стала розробка стандарту IEEE 802.15.4. Багато публікаціях під стандартом IEEE 802.15.4 розуміють технологію ZigBee і навпаки під ZigBee - стандарт IEEE 802.15.4. Однак, це не так. На рис. 5 наведено модель взаємодії стандарту IEEE 802.15.4, технології бездротової передачі даних ZigBee та кінцевого користувача.

Рис. 5. Модель взаємодії стандарту IEEE 802.15.4, технології бездротової передачі даних ZigBee та кінцевого користувача

Стандарт IEEE 802.15.4 визначає взаємодію лише двох нижчих рівнів моделі взаємодії: фізичного рівня (PHY) та рівня управління доступом до радіоканалу для трьох діапазонів частот, що не ліцензуються: 2,4 ГГц, 868 МГц і 915 МГц. У таблиці 2 наведено основні характеристики обладнання, що функціонує в діапазонах частот.

Таблиця 2. Основні характеристики устаткування

Рівень MAC відповідає за керування доступом до радіоканалу з використанням методу множинного доступу з розпізнаванням несучої та усунення колізій (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance, CSMA-CA), а також за керування підключенням та відключенням від мережі передачі даних та забезпечення захисту інформації, що передається, симетричним. ключем (AES-128).

У свою чергу, технологія бездротової передачі даних ZigBee, запропонована альянсом ZigBee, визначає решту моделей взаємодії, до яких відносять мережний рівень, рівень безпеки, рівень структури програми і рівень профілю програми. Мережевий рівень технології бездротової передачі даних ZigBee відповідає за виявлення пристроїв і конфігурацію мережі і підтримує три варіанти топології мережі, наведені на рис. 6.

Рис. 6. Три варіанти топології мережі

Для забезпечення низької вартості інтеграції технології бездротової передачі ZigBee в різні програми фізична реалізація апаратної частини стандарту IEEE 802.15.4 виконується у двох виконаннях: пристрої з обмеженим набором функції (RFD) та повністю функціональні пристрої (FFD). За реалізації однієї з топологій мережі, наведеної на рис. 6, потрібна наявність принаймні одного FFD-пристрою, що виконує роль мережевого координатора. У таблиці 3 наведено перелік функцій, що виконуються пристроями FFD та RFD.

Таблиця 3. Перелік функцій, що виконуються пристроями FFD та RFD

Низька вартість апаратної частини RFD пристроїв забезпечується за рахунок обмеження набору функцій при організації взаємодії з мережевим координатором або FFD-пристроєм. Це, у свою чергу, відбивається на неповній реалізації моделі взаємодії, наведеної на рис. 5, а також пред'являє мінімальні вимогиресурсів пам'яті.

Крім поділу пристроїв на RFD і FFD, альянсом ZigBee визначено три типи логічних пристроїв: ZigBee-координатор (що погоджує пристрій), ZigBee-маршрутизатор і кінцевий пристрій ZigBee. Координатор здійснює ініціалізацію мережі, керування вузлами, а також зберігає інформацію про налаштування кожного вузла, підключеного до мережі. ZigBee-маршрутизатор відповідає за маршрутизацію повідомлень, що передаються по мережі від одного вузла до іншого. Під кінцевим пристроєм розуміють будь-який кінцевий пристрій, підключений до мережі. Розглянуті вище пристрої RFD і FFD і є кінцевими пристроями. Тип логічного пристрою під час побудови мережі визначає кінцевий користувач у вигляді вибору певного профілю (рис. 5), запропонованого альянсом ZigBee. При побудові мережі з топологією «кожен з кожним» передача повідомлень від одного вузла мережі до іншого може здійснюватися різними маршрутами, що дозволяє будувати розподілені мережі (що об'єднують кілька невеликих мереж в одну велику - кластерне дерево) з встановленням одного вузла від іншого на досить великому відстані та забезпечити надійну доставку повідомлень.

Трафік, що передається по мережі ZigBee, зазвичай поділяють на періодичний, переривчастий і повторюваний (що характеризується невеликим часовим інтервалом між посилками інформаційних повідомлень).

Періодичний трафік характерний для додатків, де необхідно дистанційно отримувати інформацію, наприклад від бездротових сенсорних датчиків або лічильників. У таких додатках отримання інформації від датчиків чи лічильників здійснюється в такий спосіб. Як уже згадувалося раніше, будь-який кінцевий пристрій, в якості якого в даному прикладі виступає бездротовий датчик, переважну частину роботи має перебувати в режимі «засинання», забезпечуючи тим самим дуже низьке енергоспоживання. Для передачі інформації кінцевий пристрій у певні моменти часу виходить із режиму «засинання» і виконує пошук у радіоефірі спеціального сигналу (маяку), переданого пристроємуправління мережею (ZigBee-координатором або ZigBee-маршрутизатором), до якої приєднано бездротовий лічильник. За наявності в радіоефірі спеціального сигналу (маяка) кінцевий пристрій здійснює передачу інформації пристрою управління мережею і відразу переходить у режим «засипання» до наступного сеансу зв'язку.

Переривчастий трафік властивий, наприклад, для пристроїв дистанційного керування освітленням. Уявімо ситуацію, коли необхідно при спрацюванні датчика руху, встановленого біля вхідних дверей, передати команду на включення освітлення у передпокої. Передача команди у разі здійснюється так. При отриманні пристроєм керування мережею сигналу про спрацювання датчика руху він видає команду кінцевого пристрою (бездротовий вимикач) підключитися до бездротової мережі ZigBee. Потім встановлюється з'єднання з кінцевим пристроєм (бездротовим вимикачем) і виконується передача інформаційного повідомлення, що містить команду включення освітлення. Після прийому команди з'єднання розривається та виконується відключення бездротового вимикача від мережі ZigBee.

Підключення та відключення кінцевого пристрою до мережі ZigBee тільки у необхідні для цього моменти дозволяє суттєво збільшити час перебування кінцевого пристрою в режимі «засинання», забезпечуючи мінімальне енергоспоживання. Метод використання спеціального сигналу (маяка) є набагато енергоємнішим.

У деяких додатках, наприклад, охоронних системах, передача інформації про спрацювання датчиків повинна здійснюватися практично миттєво і без затримок. Але треба враховувати той факт, що в певний момент часу можуть «спрацювати» відразу кілька датчиків, генеруючи в мережі так званий трафік, що повторюється. Імовірність цієї події невелика, але не враховувати її в охоронних системах неприпустимо. У бездротовій мережі ZigBee для повідомлень, що передаються в бездротову мережу при спрацьовуванні відразу кількох охоронних датчиків (кінцевих пристроїв), передбачено передачу даних від кожного датчика у спеціально виділеному тимчасовому слоті. У технології ZigBee тимчасовий слот, що спеціально виділяється, називають гарантованим тимчасовим слотом (Guaranteed Time Slot, GTS). Наявність у технології ZigBee можливості надавати гарантований тимчасовий слот для передачі невідкладних повідомлень дозволяє говорити про реалізацію ZigBee методу QoS (якість обслуговування). Виділення гарантованого тимчасового слота передачі невідкладних повідомлень здійснюється мережевим координатором (рис. 6, PAN Coordinator).

При розробці апаратної частини технології бездротової передачі даних ZigBee, що реалізує модель взаємодії, практично всі виробники дотримуються концепції, відповідно до якої апаратна частина розміщується на одному чіпі. На рис. 7 наведено концепцію виконання апаратної частини технології бездротової передачі даних ZigBee.

Рис. 7. Концепція виконання апаратної частини технології бездротової передачі ZigBee

Для побудови бездротової мережі (наприклад, мережа з топологією «зірка») на основі технології ZigBee розробнику необхідно придбати принаймні один мережевий координатор та необхідну кількість кінцевих пристроїв. При плануванні мережі слід враховувати, що максимальна кількістьактивних кінцевих пристроїв, приєднаних до мережного координатора, не повинно перевищувати 240. Крім того, необхідно придбати у виробника ZigBee-чіпів програмні засобидля розробки, конфігурування мережі та створення користувацьких додатківта профілів. Практично всі виробники ZigBee-чіпів пропонують на ринку цілу лінійку продукції, яка, як правило, відрізняється лише обсягом пам'яті ROM і RAM. Наприклад, чіп з 128 Кбайт ROM і 8 Кбайт RAM може бути запрограмований на роботу як координатор, маршрутизатор і кінцевий пристрій.

Висока вартість налагоджувального комплекту, до складу якого входить набір програмних та апаратних засобів для побудови бездротових мереж ZigBee будь-якої складності, є одним із факторів масового поширення технології ZigBee на ринку Росії. Поява технології бездротової передачі ZigBee стала певною відповіддю на потреби ринку створення інтелектуальних систем управління приватними будинками та будівлями, попит на які з кожним роком збільшується. Вже в найближчому майбутньому приватні будинки та будівлі будуть оснащені величезною кількістю бездротових мережних вузлів, які здійснюють моніторинг та керування системами життєзабезпечення будинку. Інсталяція даних систем може бути здійснена у будь-який час і за короткі терміни, оскільки не вимагає розведення в будівлі кабелів.

Перелічимо додатки, в які може бути інтегрована технологія ZigBee:

• Системи автоматизації життєзабезпечення будинків та будівель (віддалене керування мережевими розетками, вимикачами, реостатами тощо).
• Системи керування побутовою електронікою.
• Системи автоматичного зняття показань із різних лічильників (газу, води, електрики тощо).
• Системи безпеки (датчики задимлення, датчики доступу та охорони, датчики витоку газу, води, датчики руху тощо).
• Системи моніторингу довкілля(Датчики температури, тиску, вологості, вібрації і т. д.).
• Системи промислової автоматизації.

Висновок

Наведений у статті короткий огляд технологій бездротової передачі даних BlueTooth, Wi-Fi і ZigBee показує, що навіть для розробників, що мають досвід, буває важко однозначно віддати перевагу тій чи іншій технології тільки на підставі технічної документації.

Тому підхід до вибору має ґрунтуватися на комплексному аналізі кількох параметрів. Порівняльні характеристики технологій BlueTooth, Wi-Fi та ZigBee наведено в таблиці 4. Ця інформація допоможе прийняти правильне рішення при виборі технології бездротової передачі даних.

Таблиця 4. Порівняльні характеристики технологій BlueTooth, Wi-Fi та ZigBee

Література

1. В.А. Григор'єв, О.І. Лагутенка, Ю.А. Розпаїв. «Системи та мережі радіодоступу», М.,: ЕкоТрендз, 2005 р.
2. www.ieee.com
3. www.chipcon.com
4. www.ember.com
5. www.BlueTooth.org

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru

ВСТУП

Дослідження технологій мереж є дуже важливим у сучасних умовах ринкової економіки, особливо у сфері інформаційних технологій. Так як на вибір мережі впливають багато факторів, я продемонстрував найважливіші з них: відстань, якість зв'язку, кодек і контейнер, в якому закодований файл. Програма дозволяє розрахувати приблизний час передачі даних, оскільки заявлена ​​в мережі швидкість не завжди є фактичною. Таким чином, можна підібрати оптимальну технологію для передачі даних у потрібних умовах.

Бездротовий зв'язок - насамперед - можливість передачі на відстані без кабельної системи. Перевага бездротового зв'язку – простота установки. Коли не потрібно прокладати фізичні дроти до офісу, процедура встановлення може бути швидкою та економічно ефективною. Бездротовий зв'язок спрощує також підключення важкодоступних об'єктів, таких як складські та заводські приміщення. Витрати на побудову бездротового зв'язку коштують дешевше, оскільки при цьому ліквідуються проблеми з організацією прокладання проводів та витрати, пов'язані з цим процесом.

У бездротовому зв'язку найбільш поширеними та відомими на сьогоднішній день є три сімейства технологій передачі інформації, такі як Wi-Fi, GSM, Bluetooth. Ці технології детально розглядаються щодо захищеності від можливих атак.

Технологія Wi-Fi (скорочення від wireless fidelity - "Бездротова надійність") застосовується при з'єднанні великої кількості комп'ютерів. Іншими словами, це бездротове підключеннядо мережі. Одна з найперспективніших технологій на сьогоднішній день у галузі комп'ютерного зв'язку.

GSM – (Global System for Mobile Communications – глобальна система зв'язку з рухомими об'єктами). Технологія GSM народилася в надрах компанії Group Special Mobile, від якої і отримала скорочення GSM, проте згодом скорочення отримало інше розшифрування Global System for Mobile.

Bluetooth - це технологія бездротової передачі даних малої потужності, що розробляється з метою заміни існуючих провідних з'єднань персональних офісних і побутової технікиз широким спектром переносних пристроїв, таких, як мобільні телефони та гарнітури до мобільним телефонам, датчики сигналізації та телеметрії, електронні записники та кишенькові комп'ютери.

1. АНАЛІЗ БЕЗПРОВІДНИХ МЕРЕЖ

1.1 Бездротовий зв'язок технології WI-FI

Wi-Fi – це сучасна технологіябездротовий доступ до Інтернету. Доступ в інтернет за технологією Wi-Fi здійснюється за допомогою спеціальних радіоточок доступу. (AP Access Point).

Існує такі різновиди Wi-Fi мереж:

Перша працює на частоті 5 ГГц, решта на частоті 2.4ГГц. Кожен тип має різну пропускну здатність (максимально теоретично можливу швидкість):

для 801.11a це 54 Мбіт/c;

для 801.11b це 11 Мбіт/с;

для 801.11g це 54 Мбіт/с;

для 801.11n це 600 Мбіт/с.

Будь-яка бездротова мережа складається як мінімум з двох базових компонентів - точки бездротового доступу, клієнта бездротової мережі (режим ad-hoc, при якому клієнти бездротової мережі спілкуються один з одним без участі точки доступу). Стандартами бездротових мереж 802.11a/b/g передбачається кілька механізмів забезпечення безпеки, до яких належать різні механізми автентифікації користувачів та реалізація шифрування під час передачі даних. Підключитись до мережі Wi-Fi можна за допомогою ноутбуків, кишенькових комп'ютерів, смартфонів, оснащених спеціальним обладнанням. На сьогоднішній день практично всі сучасні портативні та кишенькові комп'ютери є Wi-Fi-сумісними.

Якщо ж ноутбук не оснащений спеціальним обладнанням, то можна легко використовувати цю зручну технологію, необхідно лише в PCMCIA-слот комп'ютера встановити спеціальну Wi-Fi-картку або через USB-порт підключити зовнішнє Wi-Fi-пристрій. Для підключення до Wi-Fi мережі досить просто потрапити в радіус дії (100-300 м.) бездротової точки доступу Wi-Fi.

Переваги Wi-Fi:

простий та зручний спосіб підключення до послуги;

відсутність необхідності підключення додаткових пристроїв - модемів, телефонних ліній, виділених каналів для з'єднання з Інтернетом;

простий спосіб налаштування комп'ютера;

немає залежності від часу використання послуги, оплата тільки за Інтернет - трафік;

швидкість прийому/передачі даних – до 54 Мбіт/с;

захищеність передачі;

мережа точок доступу Wi-Fi, що постійно розширюється.

Розглянемо недоліки Wi-Fi. Частотний діапазон та експлуатаційні обмеження у різних країнах неоднакові. У багатьох європейських країнах дозволено два додаткові канали, які заборонені в США; У Японії є ще один канал у верхній частині діапазону, інші країни, наприклад Іспанія, забороняють використання низькочастотних каналів. Більше того, деякі країни, наприклад, Росія, Білорусь та Італія, вимагають реєстрації всіх мереж Wi-Fi, що працюють поза приміщеннями, або вимагають реєстрації Wi-Fi-оператора.

У Росії точки бездротового доступу, а також адаптери Wi-Fiз ЕІІМ, що перевищує 100 мВт (20 дБм), підлягають обов'язковій реєстрації.

На Україні використання Wi-Fiбез дозволу Українського державного центру радіочастот «Український державний центр радіочастот», можливо лише у разі використання точки доступу зі стандартною всеспрямованою антеною (<6 Дб, мощность сигнала? 100 мВт на 2.4 ГГц и? 200 мВт на 5 ГГц). Для внутренних (использование внутри помещения) потребностей организации (Решение Национальной комиссии по регулированию связи Украины № 914 от 2007.09.06) В случае сигнала большей мощности либо предоставления услуг доступа в Интернет, либо к каким-либо ресурсам, необходимо регистрировать передатчик и получить лицензию.

1.1.1 Опис протоколів безпеки бездротової мережі Wi-Fi

Всі сучасні бездротові пристрої (точки доступу, бездротові адаптери та маршрутизатори) підтримують протокол безпеки WEP (Wired Equivalent Privacy), який був спочатку закладений у специфікацію бездротових мереж IEEE 802.11. Протокол WEP використовується для забезпечення конфіденційності та захисту переданих даних авторизованих користувачів . Існує два різновиди WEP: WEP-40 і WEP-104, що відрізняються тільки довжиною ключа. В даний час ця технологія є застарілою, так як її злом може бути здійснений всього за кілька хвилин. Проте вона продовжує широко використовуватися. Для безпеки в мережах Wi-Fi рекомендується використовувати WPA.

У протоколі безпеки WEP є безліч слабких місць:

механізми обміну ключами та перевірки цілісності даних;

мала розрядність ключа та вектора ініціалізації;

спосіб аутентифікації;

алгоритм шифрування.

Цей протокол є свого роду протоколом, аналогом провідної безпеки (у всякому разі, розшифровується він саме так), проте реально ніякого еквівалентного провідним мережам рівня безпеки він, звичайно ж, не надає. Протокол WEP дозволяє шифрувати потік даних на основі алгоритму RC 4 з ключем розміром 64 або 128 біт. Дані ключі мають так звану статичну складову довжиною від 40 до 104 біт і додаткову динамічну складову розміром 24 біта, яка називається вектором ініціалізації (Initialization Vector, IV).

Процедура WEP-шифрування виглядає наступним чином: дані, що спочатку передаються в пакеті, перевіряються на цілісність (алгоритм CRC-32), після чого контрольна сума (integrity check value, ICV) додається в службове поле заголовка пакета. Далі генерується 24-бітовий вектор ініціалізації (IV) і до нього додається статичний (40-або 104-бітний) секретний ключ. Отриманий таким чином 64 або 128-бітний ключ і є вихідним ключем для генерації псевдовипадкового числа, що використовується для шифрування даних. Далі дані шифруються за допомогою логічної операції XOR із псевдовипадковою ключовою послідовністю, а вектор ініціалізації додається до службового поля кадру (рис. 1.1).

Малюнок 1.1 - Формат кадру WEP

Кадр WEP включає наступні поля:

незашифрована частина;

вектор ініціалізації (англ. Initialization Vector) (24 біти);

порожнє місце (англ. Pad) (6 біт);

ідентифікатор ключа (англ. Key ID) (2 біти);

зашифрована частина;

контрольна сума (32 біти).

Інкапсуляція даних WEP відбувається наступним чином (рис. 1.2.):

контрольна сума від поля "дані" обчислюється за алгоритмом CRC32 і додається в кінець кадру;

дані з контрольною сумою шифруються алгоритмом RC4, який використовує як ключ SEED;

проводиться операція XOR над вихідним текстом та шифртекстом;

на початок кадру додається вектор ініціалізації та ідентифікатор ключа.

Малюнок 1.2 - Інкапсуляція WEP

Декапсуляція даних WEP відбувається наступним чином (рис. 1.3):

до ключа, що використовується, додається вектор ініціалізації;

відбувається розшифрування із ключем, рівним SEED;

проводиться операція XOR над отриманим текстом та шифротекстом;

перевіряється контрольна сума.

Протокол безпеки WEP передбачає два способи автентифікації користувачів: відкриту та загальну автентифікацію. При використанні відкритої автентифікації будь-який користувач може отримати доступ до бездротової мережі. Однак навіть при використанні відкритої системи допускається використання WEP-шифрування даних. Протокол WEP має низку серйозних недоліків і не є для зломщиків важкою перешкодою.

У 2003 році було представлено наступний протокол безпеки - WPA (Wi-Fi Protected Access). Головною особливістю цього протоколу є технологія динамічної генерації ключів шифрування даних, побудована на базі протоколу TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), що є подальшим розвитком алгоритму шифрування RC4. WPA підтримується шифрування відповідно до стандарту AES (Advanced Encryption Standard, удосконалений стандарт шифрування), який має ряд переваг над використовуваним у WEP RC4, наприклад, набагато більш стійкий криптоалгоритм.

Деякі особливості WPA:

обов'язкова автентифікація з використанням EAP;

система централізованого управління безпекою, можливість використання у корпоративних політиках безпеки, що діють.

Суть протоколу WPA можна виразити певною формулою:

WPA = 802.1X + EAP + TKIP + MIC

WPA, власне, є сумою кількох технологій. У протоколі WPA використовується протокол автентифікації (EAP), що розширюється, як основа для механізму автентифікації користувачів. Неодмінною умовою автентифікації є пред'явлення користувачем свідоцтва (інакше називають мандатом), що підтверджує право на доступ до мережі. Для цього права користувач проходить перевірку за спеціальною базою зареєстрованих користувачів. Без автентифікації роботу в мережі для користувача буде заборонено. База зареєстрованих користувачів та система перевірки у великих мережах, як правило, розташовані на спеціальному сервері (найчастіше RADIUS). Але слід зазначити, що WPA має спрощений режим. Цей режим отримав назву Pre-Shared Key (WPA-PSK). Якщо Ви використовуєте PSK, необхідно ввести один пароль для кожного окремого вузла бездротової мережі (бездротові маршрутизатори, точки доступу, мости, клієнтські адаптери). Якщо паролі збігаються із записами в базі, користувач отримає дозвіл на доступ до мережі.

Стандарт "IEEE 802.1X" визначає процес інкапсуляції даних EAP, що передаються між запитуючими пристроями (клієнтами), системами, що перевіряють справжність (точками бездротового доступу), та серверами автентифікації (RADIUS).

EAP (Extensible Authentication Protocol, що розширюється протокол аутентифікації) - в телекомунікаціях розширювана інфраструктура аутентифікації, яка визначає формат посилки і описана документом RFC 3748. Протоколи WPA і WPA2 підтримують п'ять типів EAP як офіційні інфраструктури аутентифікації (всього; для бездротових мереж актуальні EAP-TLS, EAP-SIM, EAP-AKA, PEAP, LEAP та EAP-TTLS.

TKIP – протокол цілісності тимчасового ключа (англ. Temporal Key Integrity Protocol) у протоколі захищеного бездротового доступу WPA (Wi-Fi Protected Access). Було запропоновано Wi-Fi Alliance для заміни вразливого протоколу WEP при збереженні інстальованої бази бездротового обладнання заміною програмного забезпечення. TKIP увійшов до стандарту IEEE 802.11i як його частина. TKIP, на відміну від протоколу WEP використовує більш ефективний механізм управління ключами, але той самий алгоритм RC4 для шифрування даних. Згідно з протоколом TKIP, мережні пристрої працюють з 48-бітовим вектором ініціалізації (на відміну від 24-бітового вектора ініціалізації протоколу WEP) та реалізують правила зміни послідовності його бітів, що унеможливлює повторне використання ключів та здійснення replay-атак. У протоколі TKIP передбачені генерація нового ключа для кожного переданого пакета і покращений контроль цілісності повідомлень за допомогою криптографічної контрольної суми MIC (Message Integrity Code), що перешкоджає атакуючому змінювати вміст пакетів, що передаються (forgery-атака).

1.2 Технологія GSM

GSM відноситься до мереж другого покоління (2 Generation), хоча на 2010 рік умовно знаходиться у фазі 2,75G завдяки численним розширенням (1G - аналоговий стільниковий зв'язок, 2G - цифровий стільниковий зв'язок, 3G - широкосмуговий цифровий стільниковий зв'язок, комутований багатоцільовими комп'ютерними мережами, зокрема Інтернет). Мобільні телефони випускаються для 4 діапазонів частот: 850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц. Залежно від кількості діапазонів, телефони поділяються на класи та варіацію частот залежно від регіону використання:

Однодіапазонні - телефон може працювати на одній із частот. В даний час не випускаються, але існує можливість ручного вибору певної частоти в деяких моделях телефонів, наприклад Motorola C115 або за допомогою інженерного меню телефону;

дводіапазонні (DualBand) _ для Європи, Азії, Африки, Австралії 900/1800 та 850/1900 для Америки та Канади;

тридіапазонні (TriBand) _ для Європи, Азії, Африки, Австралії 900/1800/1900 та 850/1800/1900 для Америки та Канади;

чотиридіапазонні (QuadBand) _ підтримують усі діапазони 850/900/1800/1900.

У стандарті GSM застосовується GMSK модуляція з величиною нормованої смуги ВТ 0,3, де ширина смуги фільтра за рівнем мінус 3 дБ, Т - тривалість одного біта цифрового повідомлення.

На сьогоднішній день GSM є найпоширенішим стандартом зв'язку. За даними асоціації GSM (GSMA), на даний стандарт припадає 82% світового ринку мобільного зв'язку, 29% населення земної кулі використовує глобальні технології GSM. У GSMA в даний час входять оператори більш ніж 210 країн та територій. Спочатку GSM позначало Group Spйcial Mobile, за назвою групи аналізу, яка створювала стандарт. Тепер він відомий як Global System for Mobile Communications (Глобальна Система для Мобільного Зв'язку), хоча слово Зв'язок не включається до скорочення. Розробка GSM розпочалася у 1982 році групою з 26 Європейських національних телефонних компаній. Європейська конференція поштових та телекомунікаційних адміністрацій (CEPT) прагнула побудувати єдину для всіх європейських країн стільникову систему діапазону 900 MГц.

Досягнення GSM стали «одними з найпереконливіших демонстрацій, яку співпрацю в Європейській промисловості можна досягти на глобальному ринку». У 1989 році Європейський Телекомунікаційний Інститут Стандартів (ETSI) взяв відповідальність за розвиток GSM. 1990 року були опубліковані перші рекомендації. Специфікація була опублікована у 1991 році. Комерційні мережі GSM почали діяти в Європейських країнах в середині 1991 р. GSM розроблений пізніше, ніж звичайний стільниковий зв'язок і багато в чому краще був сконструйований. Північно-американський аналог - PCS, виростив зі свого коріння стандарти, включаючи TDMA і CDMA цифрові технології, але для CDMA реально зросла можливість обслуговування так і не була ніколи підтверджена.

1.2.1 Механізми захисту від НСД у технології GSM

У технології GSM визначено такі механізми безпеки;

автентифікація;

секретність передачі;

таємність абонента;

таємність напрямів з'єднання абонентів;

секретність при обміні повідомленнями між Н1.К VIК та МSС;

захист модуля автентичності абонента;

захист від НСД у мережі передачі GPRS.

Захист сигналів керування та даних користувача здійснюємо лише по радіоканалу. У лініях провідного зв'язку інформація передається без шифрування.

1.2.2 Механізми автентифікації

Для виключення несанкціонованого використання ресурсів системи зв'язку запроваджуються та визначаються механізми автентифікації – посвідчення справжності абонента.

Кожен рухомий абонент (абонентська станція) на час користування системою зв'язку отримує стандартний модуль автентичності (SIM-карту), який містить:

міжнародний ідентифікаційний номер рухомого абонента (ISMI);

свій індивідуальний ключ аутентифікації (Ki);

алгоритм аутентифікації (А3)

За допомогою, закладеної в SIM інформації внаслідок взаємного обміну даними між абонентською станцією та мережею, здійснюється повний цикл автентифікації та дозволяється доступ абонента до мережі. Аутентифікація абонента показано на рис. 2.1.

Центр комутації мережі передає випадковий номер RAND абонентську станцію, яка обчислює значення відгуку SRES, обчисленого мережею. Якщо обидва значення збігаються, АС може здійснювати надсилання повідомлень. В іншому випадку зв'язок переривається, і індикатор АС повинен показати, що розпізнавання не відбулося.

Для підвищення стійкості системи до прямих атак обчислення SRES відбувається всередині SIM-картки. Несекретна інформація (такі як Ki) не піддається обробці в модулі SIM.

Малюнок 2.1 – Аутентифікація абонента

1.2.3 Забезпечення секретності абонента

Для виключення визначення (ідентифікації) абонента шляхом перехоплення повідомлень, що передаються радіоканалом, кожному абоненту системи зв'язку присвоюється «тимчасове посвідчення особи» - тимчасовий міжнародний ідентифікаційний номер користувача (TMSI - Temporary Mobile Subscriber Identify), який дійсний тільки в межах зони розташування ( LA). В іншій зоні розташування йому надається новий TMSI. Якщо абоненту ще не надано тимчасовий номер (наприклад, при першому включенні АС), то ідентифікація проводиться через міжнародний ідентифікаційний номер (TMSI). Після закінчення процедури аутентифікації та початку режиму шифрування тимчасовий ідентифікаційний номер TMSI передається на АС лише у зашифрованому вигляді. Цей TMSI буде використовуватися за всіх наступних доступів до системи. Якщо АС переходить у нову область розташування, її TMSI повинен передаватися разом із ідентифікаційним номером зони (LAI), у якій TMSI присвоєно абоненту.

1.3 Технологія ближнього бездротового радіозв'язку bluetooth

Технологія Bluetooth отримала свою назву на честь датського короля X століття Гаральда II Блатана. У перекладі з датської "Блатан" - Синій Зуб, відповідно в англійському варіанті - Bluetooth. Цей король прославився своєю здатністю знаходити спільну мову з князями-васалами і свого часу об'єднав Данію та Норвегію. Через 1000 років його ім'я запропонувала як назву для нової технології шведська компанія Ericsson, яка виступила ініціатором проекту Bluetooth. Bluetooth _ технологія бездротової передачі даних, що дозволяє з'єднувати один з одним будь-які пристрої, в яких є вбудований мікрочіп Bluetooth. Найбільш активно технологія застосовується для підключення до мобільних телефонів різних зовнішніх пристроїв: бездротових гарнітур handsfree, бездротових модемом, приймачів супутникової навігації, і власне для підключення до персонального комп'ютера.

Bluetooth може спілкуватися з кількома (до семи) пристроями Bluetooth: один пристрій буде активним, а інші знаходяться в режимі очікування. Радіохвилі, що використовуються в Bluetooth, можуть проходити через стіни та неметалічні бар'єри та з'єднуватися з Bluetooth-пристроями на відстані від 10 до 100 метрів залежно від специфікації пристрою. Для специфікації 1.1 клас 1 радіус дії становить до 100 метрів, для класу 2 (застосовуваного в мобільних телефонах) _ до 10 - м. Так як у всьому світі Bluetooth працює на не ліцензованій та єдиній частоті промислового, наукового та медичного застосування ISM 2,45 ГГц, то просторових кордонів для використання Bluetooth немає. Як і немає проблеми несумісності Bluetooth-пристроїв різних виробників, оскільки технологія стандартизована. Отже, жодних перешкод для розповсюдження Bluetooth немає.

Кожен Bluetooth _ пристрій має свою унікальну адресу та ім'я, тому після процедури реєстрації з'єднується тільки із зареєстрованим із ним телефоном. Для налаштування необхідно зарядити гарнітуру, увімкнути обидва пристрої (телефон і гарнітуру) та помістити поблизу один від одного.

Після запуску процедури пошуку гарнітури на дисплеї телефону висвітиться її специфікація та буде запрошено пароль (зазвичай потрібно ввести пароль 0000). Після введення гарнітура вважається зареєстрованою за вашим телефоном. Однак при всіх плюсах Bluetooth, є у нього 3 величезні мінуси: невисока дальність дії, низька (у порівнянні з тим же Wi-Fi) швидкість і величезна кількість дрібних і не дуже «помилок». І якщо з першими двома недоліками можна миритися або боротися, то кількість недоробок змушує вразитися будь-яку, навіть далеку від високих технологій людину.

Радіовипромінювання Bluetooth може створювати перешкоди для різних технічних пристроїв, тому в лікарнях та в місцях, де використовуються слухові апарати та кардіостимулятори, слід його відключати.

1.3.1 Специфікації Bluetooth

Пристрої версій 1.0 (1998) та 1.0B мали погану сумісність між продуктами різних виробників. У 1.0 та 1.0B була обов'язковою передача адреси пристрою (BD_ADDR) на етапі встановлення зв'язку. І унеможливлювало реалізацію анонімності з'єднання на протокольному рівні і було основним недоліком даної специфікації.

Bluetooth 1.1 було виправлено безліч помилок, знайдених у 1.0B, додано підтримку для нешифрованих каналів, індикація рівня потужності сигналу (RSSI). У версії 1.2 було додано технологію адаптивної перебудови робочої частоти (AFH), що покращило опір електромагнітної інтерференції (перешкод) шляхом використання рознесених частот у послідовності перебудови. Також збільшилася швидкість передачі та додалася технологія eSCO, яка покращувала якість передачі голосу шляхом повторення пошкоджених пакетів. У HCI додалася підтримка трипровідного інтерфейсу UART.

Головні покращення включають таке:

швидке підключення та виявлення;

адаптивна перебудова частоти з розширеним спектром (AFH), яка підвищує стійкість до радіоперешкод;

більш високі, ніж у 1.1 швидкості передачі даних, практично до 721 кбіт/с;

розширені Синхронні Підключення (eSCO), які покращують якість передачі голосу в аудіо потоці, дозволяючи повторну передачу пошкоджених пакетів, і за потреби можуть збільшити затримку аудіо, щоб надати кращу підтримку для паралельної передачі даних.

Bluetooth версії 2.0 був випущений 10 листопада 2004 р. Має зворотну сумісність із попередніми версіями 1.x. Основним нововведенням стала підтримка EDR (Enhanced Data Rate) для прискорення передачі. Номінальна швидкість EDR близько 3 Мбіт/с, проте на практиці це дозволило підвищити швидкість передачі даних лише до 2,1 Мбіт/с. Додаткова продуктивність досягається за допомогою різних радіо технологій передачі даних. Стандартна (або Базова) швидкість передачі даних використовує Гауссово Кодування зі зсувом частот (GFSK) модуляцію радіосигналу при швидкості передачі в 1 Мбіт/с. EDR використовує поєднання GFSK та PSK-модуляцію з двома варіантами, р/4-DQPSK та 8DPSK. Вони мають великі швидкості передачі даних повітря 2 і 3 Mбіт/с відповідно. Bluetooth SIG видала специфікацію як «Технологія Bluetooth 2.0+EDR», яка передбачає, що EDR є додатковою функцією. Крім EDR є й інші незначні вдосконалення до 2.0 специфікації, і продукти можуть відповідати технології Bluetooth 2.0, не підтримуючи більш високу швидкість передачі даних. Принаймні один комерційний пристрій, HTC TyTNPocket PC, використовує "Bluetooth 2.0 без EDR" у своїх технічних специфікаціях. Відповідно до 2.0 + EDR специфікації, EDR забезпечує наступні переваги:

збільшення швидкості передачі у 3 рази (2,1 Мбіт/с) у деяких випадках;

зменшення складності кількох одночасних підключень через додаткову смугу пропускання;

нижче споживання енергії завдяки зменшенню навантаження.

Bluetooth 3.0 + HS специфікацію було прийнято Bluetooth SIG 21 квітня 2009 року. Вона підтримує теоретичну швидкість передачі до 24 Мбіт/с. Її основною особливістю є додавання AMP (Асиметрична мультипроцесорна обробка) (альтернативно MAC/PHY), доповнення до 802.11 як високошвидкісне повідомлення. Дві технології були передбачені для AMP: 802.11 та UWB, але UWB відсутня у специфікації.

Модулі з підтримкою нової специфікації поєднують у собі дві радіосистеми: перша забезпечує передачу даних у 3 Мбіт/с (стандартна для Bluetooth 2.0) та має низьке енергоспоживання; друга сумісна зі стандартом 802.11 та забезпечує можливість передачі даних зі швидкістю до 24 Мбіт/с (порівняна зі швидкістю мереж Wi-Fi). Вибір радіосистеми передачі даних залежить від розміру переданого файлу. Невеликі файли передаються повільним каналом, а великі _ високошвидкісним. Bluetooth 3.0 використовує загальніший стандарт 802.11 (без суфікса), тобто не сумісний з такими специфікаціями Wi-Fi, як 802.11b/g або 802.11n.

Bluetooth 4.0 пропускна спроможність залишилася на рівні Bluetooth 3.0 із значенням 24 Мбіт/с, але дальність дії підвищилася до 100 метрів.

Водночас сталося зниження енергоспоживання, що дозволяє використовувати технологію у пристроях на батарейках. Розробка також підтримує шифрування AES-128 і надає ще нижчий час відгуку, підвищуючи безпеку та стаючи зручнішою для користувачів.

1.3.2 Ініціалізація з'єднання Bluetooth

Ініціалізацією щодо Bluetooth прийнято називати процес встановлення зв'язку. Її можна поділити на три етапи:

генерація ключа Kinit;

генерація ключа зв'язку (він зветься linkkey і позначається, як Kab);

автентифікація.

Перші два пункти входять до так званої процедури парингу. Паринг (PAIRING) - чи сполучення -процес зв'язку двох (або більше) пристроїв з метою створення єдиної секретної величини Kinit, яку вони надалі використовуватимуть при спілкуванні. У деяких перекладах офіційних документів по Bluetooth можна також зустріти термін «підганяння пари». Перед початком процедури сполучення на обох сторонах необхідно ввести PIN-код. Звичайна ситуація: двоє людей хочуть зв'язати свої телефони і заздалегідь домовляються про PIN-код. Далі пристрої, що з'єднуються будуть позначатися A і B, більше того, один з пристроїв при поєднанні стає головним (Master), а друге _ веденим (Slave). Вважатимемо пристрій A головним, а B _ веденим. Створення ключа Kinit починається відразу після введення PIN-кодів.

Kinit формується за алгоритмом E22, який оперує такими величинами:

BD_ADDR _ унікальна адреса BT-пристрою. Довжина 48 біт (аналог MAC-адреси мережевої карти PC);

PIN-код та його довжина;

IN_RAND. Випадкова 128-бітна величина.

На виході E22 алгоритму отримуємо 128-бітове слово, що називається Kinit. Число IN_RAND надсилається пристроєм A у чистому вигляді. Якщо PIN незмінний для цього пристрою, то при формуванні Kinit використовується BD_ADDR, отриманий від іншого пристрою. Якщо обидва пристрої змінюються PIN-кодами, буде використано BD_ADDR(B) _ адресу slave-пристрою. Перший крок сполучення пройдено. За ним слідує створення Kab. Після його формування Kinit виключається із використання.

Для створення ключа зв'язку Kab пристрої обмінюються 128-бітними словами LK_RAND(A) і LK_RAND(B), що генеруються випадковим чином. Далі слідує побітовий XOR з ключем ініціалізації Kinit. І знову обмін набутим значенням. Потім слід обчислення ключа за алгоритмом E21. Для цього необхідні величини:

128-бітний LK_RAND (кожен пристрій зберігає своє та отримане від іншого пристрою значення). Алгоритм Е21 представлений на рис. 3.1.

На даному етапі pairing закінчується і починається останній етап ініціалізації Вluetooth _ Mutual authentication або взаємна автентифікація. Заснована вона на схемі «запит-відповідь». Один із пристроїв стає верифікатором, генерує випадкову величину AU_RAND(A) і посилає його сусідньому пристрою (в plaintext), що називається пред'явником (claimant в оригінальній документації).

Рисунок 1.3.1 – Обчислення ключа за алгоритмом Е21

Як тільки пред'явник отримує це слово, починається обчислення величини SRES за алгоритмом E1, і вона відправляється верифікатору. Сусідній пристрій здійснює аналогічні обчислення та перевіряє відповідь пред'явника. Якщо SRES збіглися, то все добре, і тепер пристрої змінюються ролями, таким чином, процес повторюється заново. E1-алгоритм представлений на рис. 3.2 та оперує такими величинами:

випадково створене AU_RAND;

свій власний BD_ADDR.

1.3.3 Механізми безпеки Bluetooth

Специфікація BT заснована на моделі забезпечення безпеки, що передбачає три механізми: автентифікація (розпізнавання), авторизація (дозвіл доступу) та шифрування (кодування). Суть розпізнавання полягає в тому, щоб упевнитися, чи є пристрій, що ініціює сеанс зв'язку, тим, за кого воно себе видає.

Малюнок 1.3.2 – Алгоритм Е1

Заснований процес на посилці 48-бітового ідентифікатора Bluetooth Device Address (BDA) (він присвоюється кожному пристрою його виробником). Результатом зазвичай є "попередня" домовленість пристроїв (створюється тимчасовий або ініціалізаційний ключ зв'язку) або відмова у встановленні зв'язку. Про будь-яку безпеку тут говорити нічого, BDA завжди передається у відкритому вигляді, і будь-який власник антени з хорошою чутливістю може "бачити" працюючих BT-користувачів і навіть впізнавати їх за цим ідентифікатором. Так що унікальність BDA _ поняття дуже слизьке.

Процес авторизації передбачає встановлення повноважень для пристрою, причому можливий вибір одного з трьох допустимих рівнів доступу: trusted (необмежений доступ до ресурсів), non-trusted (немає доступу до ресурсів, але є можливість його відкриття) і unknown (невідомий пристрій, доступ заборонений за будь-яких обставин).

Встановлений рівень доступу відповідає рівню довіри до відповідного пристрою і може змінюватись. У будь-якому BT-пристрої є сервіс менеджера безпеки (складова частина протоколу), який дозволяє встановлювати ці рівні як для конкретних пристроїв, але й видів обслуговування чи груп сервісів. Так, наприклад, тут можна встановити, що передача файлів може здійснюватися лише після автентифікації та авторизації.

Шифрування. Здійснюється за допомогою ключа (довжина його варіюється від 8 до 128 біт), який, у свою чергу, генерується на основі 128-бітового ключа аутентифікації. Іншими словами, ключ, що розшифровує, заснований на ключі зв'язку; з одного боку, це спрощує процес генерації ключа, але водночас спрощує процес зламування системи. До того ж, при аутентифікації код може бути введений вручну або автоматично наданий процесом прикладного рівня. Критичною нагодою можна вважати обнулення цього коду самим користувачем (це означає, що дозволено підключення будь-якого пристрою), що різко знижує ефективність системи безпеки.

Всі ці механізми є вбудованими, отже вони призначені для аутентифікації самих BT-пристроїв, а не користувачів. Тому для деяких пристроїв, наприклад, для чіпів ідентифікації користувача, повинен бути передбачений комплексний захист (додатковий пароль, використання смарт-карт тощо). Невипадково деякі моделі стільникових телефонів, кишенькових комп'ютерів і ноутбуків, орієнтовані корпоративний сектор, оснащуються біометричним захистом. Пристрої можуть бути втрачені або вкрадені, і ще одна зайва ланка в ланцюзі безпеки лише покращує загальну захищеність системи.

1.4. Висновки у розділі

Наприкінці, Wi-Fi- це сучасна технологія бездротового зв'язку, яка є мобільною та практичною, але її захищеність залишає бажати кращого.

З вищесказаного можна зробити висновок, що WEP - застарілий протокол захисту бездротового з'єднання. Рекомендується не використовувати WEP, якщо циркулююча інформація в мережі має комерційне значення.

Говорячи про протокол WPA, який прийшов на заміну WEP протоколу, слід сказати, що його плюсами є посилена безпека даних та посилений контроль доступу до бездротових мереж. Але в практичному прикладі реалізації атаки на протокол WPA видно, що протокол WPA, як і, як і WEP, має ряд недоліків. Для безпечного використання протоколу WPA необхідно при виборі пароля використовувати слова, які не мають сенсу (axdrtyh5nuo275bgdds - випадкову або псевдовипадкову послідовність символів), використовуючи такі слова, можливість успішного виконання словникової атаки зводиться до нуля.

Для створення надійної системи безпеки бездротових мереж розроблено багато методів. Наприклад, найнадійнішим способом вважається використання віртуальних приватних мереж VPN (Virtual Private Network). Створення безпроводової віртуальної приватної мережі передбачає встановлення шлюзу безпосередньо перед точкою доступу та встановлення VPN-клієнтів на робочих станціях користувачів мережі. Шляхом адміністрування віртуальної приватної мережі здійснюється налаштування віртуального закритого з'єднання (VPN-тунелю) між шлюзом та кожним VPN-клієнтом мережі. Втім, VPN-мережі рідко використовуються у невеликих офісних мережах та практично не використовуються в домашніх умовах. Як і стандарт 802.1x, VPN-мережі – прерогатива корпоративних мереж.

Комплекс заходів захисту пристроїв Bluetooth тривіальний. Варто вимкнути функцію виявлення пристрою та вмикати її лише за потреби у пару з новим пристроєм. У деяких телефонах це реалізовано таким чином: функція виявлення активізується лише на 60 секунд, після чого автоматично вимикається. Ця контрзахід не є абсолютним захистом, але досить ефективна в більшості випадків. На більш інтелектуальних, ніж стільникові телефони, пристроях, як правило, є можливість налаштування сервісів, що надаються. Варто відключати ті з них, які не використовуються на цьому конкретному пристрої.

Для тих сервісів, які активно використовуються, необхідно вимагати використання режиму 3 (Mode 3) та, можливо, додаткової авторизації. Щодо процесу сполучення, його бажано проводити лише з довіреними пристроями у приватних місцях. Періодично потрібно перевіряти список сполучених пристроїв щодо наявності незнайомих записів і видаляти ті записи, які не дізналися з першого разу. Не забувайте про керування оновленнями безпеки. Патчі виходять не тільки для Windows, але і для мобільних телефонів та КПК. Слід вимкнути функцію відповіді на широкомовне сканування.

Як можна побачити, багато вразливості притаманні будь-яким пристроям, але не варто хвилюватися з цього приводу. На це є дві причини:

перша – радіус дії Вluetooth занадто малий, відповідно для атаки необхідно бути в зоні прямої видимості;

друга - всі пристрої дозволяють увімкнути захист Вluetooth або принаймні стати "невидимим" для інших.

Проведено огляд технології мобільного мобільного зв'язку GSM. Визначено структуру УПС та розглянуто механізми інформаційної безпеки, реалізовані у стандарті GSM. Проведено аналіз реалізованих механізмів ІБ та подано прогноз перспектив розвитку механізмів забезпечення ІБ у мережах 3G. Проведено аналіз існуючих загроз ІХ та уразливостей у мережах УПС.

За результатами проведеного аналізу можна зробити висновок, що мережі УПС технології GSM є інтегрованою структурою і включають механізми забезпечення ІБ абонентів мережі. При цьому, як було зазначено, технології зв'язку, що застосовуються в мережах УПС, продовжують розвиватися, у тому числі механізми забезпечення ІБ. Однак, як показав аналіз загроз та вразливостей мереж УПС GSM, їхня безпека може бути порушена.

У цілому нині реалізація атак на GSM вимагає величезних коштів. Визначається кількістю від кількох сотень тисяч доларів до мільйонів, потрібний широкий штат співробітників, підтримка силових структур. Якщо ж у порушника буде стояти завдання на деякий час заглушити мобільний зв'язок у певному місці, будівля, офісне приміщення, особливої ​​праці та грошових витрат така операція не вимагатиме. Обладнання на таку операцію коштує від кількох сотень доларів до кількох тисяч.

Всі експерти в галузі захисту інформації сходяться на думці, що розробка заходів безпеки для широко використовуваних систем потай від громадськості це докорінно шлях. Єдиний спосіб гарантувати надійну безпеку це дати можливість проаналізувати систему усьому співтовариству фахівців.

2. ПРОПУСКНА ЗДАТНІСТЬ БЕЗПРОВІДНИХ МЕРЕЖ

Швидкість бездротової мережі залежить від кількох факторів.

Продуктивність бездротових локальних мереж визначається тим, який стандарт Wi-Fi вони підтримують. Максимальну пропускну здатність можуть запропонувати мережі, що підтримують стандарт 802.11n – до 600 Мбіт/сек (при використанні MIMO). Пропускна здатність мереж, що підтримують стандарт 802.11a або 802.11g, може становити до 54 Мбіт/сек. (Порівняйте зі стандартними дротовими мережами Ethernet, пропускна здатність яких становить 100 або 1000 Мбіт/сек.)

На практиці, навіть за максимально можливого рівня сигналу продуктивність Wi-Fi мереж ніколи не досягає зазначеного вище теоретичного максимуму. Наприклад, швидкість мереж, що підтримують стандарт 802.11b, зазвичай становить трохи більше 50% їх теоретичного максимуму, т. е. приблизно 5.5 Мбіт/сек. Відповідно швидкість мереж, що підтримують стандарт 802.11a або 802.11g, зазвичай становить не більше 20 Мбіт/сек. Причинами невідповідності теорії та практики є надмірність кодування протоколу, перешкоди у сигналі, а також зміна відстані Хеммінгу зі зміною відстані між приймачем та передавачем. Крім того, чим більше пристроїв в мережі одночасно беруть участь в обміні даними, тим пропорційно нижче пропускна здатність мережі в розрахунку на кожен пристрій, що природно обмежує кількість пристроїв, що має сенс підключати до однієї точки доступу або роутера (інше обмеження може бути викликане особливостями роботи вбудованого DHCP-сервера, у пристрої з нашого асортименту підсумкова цифра знаходилася в діапазоні від 26 до 255 пристроїв).

Ряд виробників випустили пристрої, з підтримкою фірмових розширень протоколів 802.11b і 802.11g, з теоретичною максимальною швидкістю роботи 22Мбіт/сек і 108Мбіт/сек відповідно, проте радикального збільшення швидкості у порівнянні з роботою на стандартних протоколах в даний момент від них не спостерігається.

Крім того, швидкість роботи будь-якої пари пристроїв істотно падає зі зменшенням рівня сигналу, тому найчастіше найбільш ефективним засобом підняття швидкості для видалених пристроїв є застосування антен з великим коефіцієнтом посилення.

Ефір - і, відповідно, радіоканал - як середовище передачі існує лише в єдиному екземплярі і поводиться так само, як раніше концентратор в мережі Ethernet: при спробі передачі даних кількома сторонами одночасно сигнали заважають один одному. Тому стандарти WLAN передбачають, що перед передачею станція перевіряє, чи вільне середовище. Однак це аж ніяк не виключає ситуації, коли дві станції одночасно ідентифікують середовище як вільне та починають передачу. У Ethernet, що «поділяється», відповідний ефект називається колізією.

У проводовій мережі відправники можуть розпізнати колізії вже в процесі передачі, перервати її та повторити спробу після випадкового інтервалу часу. Однак у радіомережі таких заходів недостатньо. Тому 802.11 вводить пакет підтвердження (ACK), який одержувач передає назад відправнику; на цю процедуру приділяється додатковий час очікування. Якщо скласти всі передбачені протоколом періоди очікування - короткі міжкадрові інтервали (Short Inter Frame Space,

SIFS) та розподілені міжкадрові інтервали функції розподіленої координації (Distributed Coordination Function Inter Frame Space, DIFS) для бездротової мережі стандарту 802.11а, накладні витрати становлять 50 мкс на пакет (див. Рисунок 1).

Рисунок 1. Якщо станція WLAN збирається почати передачу і знаходить середовище зайняте, їй доведеться почекати деякий час. Доступ до середовища регулюється за допомогою «міжкадрових інтервалів» різної довжини (DIFS та SIFS)

Крім цього, при обчисленні витрат слід врахувати, кожен пакет даних містить як корисні дані, а й необхідні заголовки багатьом протокольних рівнів (див. малюнок 2). У разі пакета довжиною 1500 байт, що передається за стандартом 802.11 зі швидкістю 54 Мбіт/с, з'являються «зайві» 64 байт із витратами 20 мкс. Пакет АСК обробляється фізичним рівнем як і, як і пакет даних, у ньому відсутні лише частини від порядкового номера до контрольної суми. Також заголовок скорочений, тому для пакету АСК потрібно всього 24 мкс.

В цілому передача 1500 байт корисного навантаження зі швидкістю 54 Мбіт/с займає 325 мкс, тому фактична швидкість передачі становить 37 Мбіт/с.

З урахуванням витрат на ТСР/IP (ще 40 байт на пакет, пакети підтвердження TCP) і повторів через збоїв у передачі швидкість, що досягається на практиці, дорівнюватиме 25 Мбіт/с - таке ж співвідношення значень номінальної/фактичної швидкостей виходить і при використанні 802.11b (від 5 до 6 при 11 Мбіт/с).

Для 802.11g, спадкоємця 11b, принцип роботи якого мало чим відрізняється від 802.11а, вимога зворотної сумісності з IEEE 802.11b може призвести до того, що швидкість передачі виявиться ще меншою. Проблема виникає, коли в діалог двох станцій 11g може втрутитися карта 802.11b: остання не здатна розпізнати, що середовище в даний момент зайняте, оскільки 802.11g використовується відмінний від 11b метод модуляції.

3. АЛГОРИТМИ У БЕЗПРОВІДНИХ МЕРЕЖАХ

бездротова мережа bluetooth

У роботі пропонується оптимізований варіант - алгоритм альтернативної маршрутизації, розроблений з урахуванням існуючих рішень. Він використовує принципи побудови найкоротших шляхів, що застосовуються в алгоритмах Дейкстрі та Беллмана-Форда, та методи визначення середньої затримки, традиційні для мереж із пакетною комутацією.

Розроблений для ретрансляторів алгоритм альтернативної маршрутизації заснований на мінімізації середньої затримки на всіх найкоротших маршрутах, причому визначення затримок на ділянках включає аналіз статичних характеристик мережі (топології та пропускних здібностей каналів зв'язку) та характеру трафіку, що передається (облік оптимальних показників затримок для різних видів трафіку).

В алгоритмі передбачені механізми аналізу пропускних здібностей каналів зв'язку з точки зору їх оптимальності, розрахунок оптимальної ваги шляхів на підставі цієї інформації та мінімізації функції затримки у мережі на підставі аналізу потоку маршрутами, при якому розмір затримки міг би відповідати загальноприйнятим характеристикам передачі певних видів трафіку.

Алгоритм використовує принципи побудови найкоротших шляхів, що використовуються в алгоритмах Дейкстри та Беллмана-Форда, та способи визначення середньої затримки, традиційні для мереж із пакетною комутацією. Функціональна блок-схема алгоритму наведена на малюнку та включає наступні складові:

1. Блок визначення оптимальних пропускних здібностей - аналізує базову топологію мережі та визначає оптимальність пропускних здібностей. З отриманих даних підраховує вага каналів зв'язки мережі для подальшого аналізу.

2. Блок аналізу середнього часу затримки - відповідає за розрахунок середнього часу затримки в мережі на підставі оптимальних пропускних здібностей та початкових потоків у мережі.

3. Блок визначення маршрутів - відповідає за побудову найкоротших маршрутів між усіма вузлами мережі.

4. Блок побудови допустимого потоку - забезпечує розподіл потоків найкоротшими шляхами.

5. Блок мінімізації середньої затримки - забезпечує розрахунок девіації потоку з урахуванням мінімізованої функції значення середньої затримки у мережі.

6. Тіло алгоритму - поєднує роботу кожного з блоків та забезпечує послідовне функціонування алгоритму.

Малюнок – блок-схема алгоритму

Сформулюємо завдання, які мають бути вирішені за допомогою спроектованого алгоритму:

найбільш раціональне використання каналів для вирішення задачі використовуються такі прийоми:

а) аналіз пропускних здібностей каналів зв'язку в мережі та розрахунок оптимальних міток;

б) використання альтернативних маршрутів;

в) розподіл трафіку між альтернативними маршрутами виходячи з співвідношення сумарних метрик маршрутів, та якщо з співвідношення максимальних метрик каналів даного маршруту;

г) вибір доступних для використання альтернативних маршрутів лише за критерієм максимального часу передачі (маршрут може бути прийнятий до використання, якщо час передачі за маршрутом не перевищує встановлений для даного типу трафік максимально допустимий).

2) дотримання вимог параметрів мережевої передачі.

а) мінімізація затримки передачі повідомлень у мережах складної топології;

б)мінімізація ВКВ затримки.

Зробимо оцінку оптимальності функціонування алгоритму.

Введемо позначення:

де і – номер пари вузол-адресат – вузол-одержувач; перша формула - потік пакетів, що надходять у і-ий канал; друга - потік пакетів, що надходять із вузла в мережу.

Навантаження і-ого каналу пакетами вважаємо за такою формулою:

де перший множник – середня довжина пакета, Di – пропускна здатність

і-ого каналу.

Середня кількість пакетів в і-му каналі складає:

Враховуючи загальну кількість вузлів у мережі, середня кількість пакетів у мережі загалом становить:

Відповідно до формули Літтла

де Т – середня затримка в мережі. Таким чином, отримуємо формулу

Клейнрок для аналізу середньої затримки в мережі:

Отримана формула з метою оцінки часу затримки ефективно використовується на вирішення різних оптимізаційних завдань. До таких завдань відносять оптимізацію пропускної спроможності каналів та вибір маршрутів передачі повідомлень.

4. ПОСТАНОВКА ЗАВДАННЯ

Припустимо, що є кілька відео-файлів, обсяг яких не перевищує 10 Гб. Ці файли потрібно передати абоненту на відстань, на якому сигнал може передаватися на максимально допустимій швидкості. З пропонованих мереж 3G, LTE, VANet, WiMax необхідно вибрати оптимальну бездротову мережу для передачі відеоконтенту на відстань, яку задає користувач.

Специфіка використання радіоефіру як середовище передачі накладає свої обмеження на топологію мережі. Якщо порівнювати її з топологією провідної мережі, то найближчими варіантами виявляються топологія "зірка" та комбінована топологія "кільце" та "загальна шина". Слід згадати, що розвиток бездротових мереж, як і багато іншого, відбувається під невсипущим контролем відповідних організацій. І найголовнішою серед них є Інститут інженерів електротехніки та електроніки (Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE). Зокрема, бездротові стандарти, мережеве обладнання та все, що стосується бездротових мереж, контролює Робоча група з бездротових локальних мереж (Working Group for Wireless Local Area Networks, WLAN), до складу якої входять понад 100 представників з різних університетів та фірм - Розробників мережевого обладнання. Ця комісія збирається кілька разів на рік з метою вдосконалення існуючих стандартів та створення нових, що базуються на останніх дослідженнях та комп'ютерних досягненнях.

У Росії також організована асоціація Бездротових мереж передачі даних ("БЕСІДА"), яка займається веденням єдиної політики в галузі бездротових мереж передачі даних. Вона ж і контролює розвиток ринку бездротових мереж, надає різні послуги при підключенні, створює та розвиває нові центри бездротового доступу тощо. Тепер щодо безпосередньої топології бездротових мереж. На сьогоднішній день використовують два варіанти бездротової архітектури або, простіше кажучи, варіанти побудови мережі: незалежна конфігурація (Ad-Hoc) та інфраструктурна конфігурація. Відмінності між ними незначні, проте вони кардинально впливають на такі показники, як кількість користувачів, що підключаються, радіус мережі, перешкодостійкість і т.д.

НЕЗАЛЕЖНА КОНФІГУРАЦІЯ

Режим незалежної конфігурації (рис. 9.1), який часто ще називається "точка-точка", або незалежний базовий набір служб (Independent Basic Service Set, IBSS), - найпростіший у застосуванні. Відповідно така бездротова мережа є найпростішою у побудові та налаштуванні.

Щоб об'єднати комп'ютери в бездротову мережу, достатньо, щоб кожен з них мав адаптер бездротового зв'язку. Як правило, такими адаптерами спочатку оснащують переносні комп'ютери, що взагалі зводить побудову мережі тільки налаштування доступу до неї. Зазвичай такий спосіб організації використовують, якщо мережа будується хаотично чи тимчасово, і навіть якщо інший спосіб побудови підходить з будь-яких причин. Режим незалежної конфігурації, хоч і простий у побудові, має деякі недоліки, головними з яких є малий радіус дії мережі та низька стійкість до перешкод, що накладає обмеження на розташування комп'ютерів мережі. Крім того, якщо потрібно підключитися до зовнішньої мережі або Інтернету, то зробити це буде непросто.

ІНФРАСТРУКТУРНА КОНФІГУРАЦІЯ

Інфраструктурна конфігурація, або, як її ще часто називають, режим "клієнт/сервер", - більш перспективний варіант бездротової мережі, що швидко розвивається.

Подібні документи

Еволюція бездротових мереж. Опис кількох провідних мережевих технологій. Їх переваги та проблеми. Класифікація бездротових засобів зв'язку щодо дальності дії. Найбільш поширені бездротові мережі передачі даних, їхній принцип дії.

реферат, доданий 14.10.2014


Що таке ТСР? Принцип побудови транкінгових мереж. Послуги мереж тракінгового зв'язку. Технологія Bluetooth – як спосіб бездротової передачі інформації. Деякі аспекти практичного застосування технології Bluetooth. Аналіз бездротових технологій.

курсова робота , доданий 24.12.2006


Характеристика та різновиди бездротових мереж, їх призначення. Опис технології бездротового доступу до Інтернету Wi-Fi, протоколи безпеки. Стандарти зв'язку GSM, механізми автентифікації. Технологія ближнього бездротового радіозв'язку Вluetooth.

курсова робота , доданий 31.03.2013


Концепція бездротового зв'язку, організація доступу до мережі зв'язку, Інтернет. Класифікація бездротових мереж: супутникові стільникові модеми, інфрачервоні канали, радіорелейний зв'язок, Bluetooth. WI-FI – технологія передачі даних по радіоканалу, переваги.

реферат, доданий 06.06.2012


Загальні поняття про бездротові локальні мережі, вивчення їх характеристик та основних класифікацій. Застосування бездротової лінії зв'язку. Переваги бездротових комунікацій. Діапазони електромагнітного спектра, поширення електромагнітних хвиль.

курсова робота , доданий 18.06.2014


Вивчення особливостей бездротових мереж, надання послуг зв'язку незалежно від місця та часу. Процес використання оптичного спектра широкого діапазону як середовища передачі інформації в закритих бездротових комунікаційних системах.

стаття, доданий 28.01.2016


Історія появи стільникового зв'язку, її принцип дії та функції. Принцип роботи Wi-Fi – торгової марки Wi-Fi Alliance для бездротових мереж на базі стандарту IEEE 802.11. Функціональна схема мережі стільникового рухомого зв'язку. Переваги та недоліки мережі.

реферат, доданий 15.05.2015


Протокол бездротової передачі, що допомагає з'єднати n-ное кількість комп'ютерів у мережу. Історія створення першого Wi-Fi. Стандарти бездротових мереж, їх характеристики, переваги, недоліки. Використання Wi-Fi у промисловості та побуті.

реферат, доданий 29.04.2011


Знайомство із сучасними цифровими телекомунікаційними системами. Принципи роботи бездротової мережі абонентського радіодоступу. Особливості керування доступом IEEE 802.11. Аналіз електромагнітної сумісності угруповання бездротових локальних мереж.

дипломна робота , доданий 15.06.2011


Дослідження звичайної схеми Wi-Fi-мережі. Вивчення особливостей підключення двох клієнтів та їх з'єднання. Випромінювання від Wi-Fi пристроїв у момент передачі. Описи високошвидкісних стандартів бездротових мереж. Просторовий поділ потоків.