Чому при використанні технології ADSL швидкість передачі даних завжди менша за швидкість з'єднання? Чому ADSL-модем з'єднується на швидкості 12 Мбіт/с, а швидкість, що вимірюється speedtest.net, не перевищує 8 Мбіт/с?

При використанні технології ADSL швидкість передачі даних завжди менша за швидкість з'єднання як мінімум на 13-15% . Це технологічне обмеження, про яке ми далі розповімо докладніше. Воно не залежить ні від провайдера, ні від модему, що використовується.
В ідеальних умовах за швидкості з'єднання 12 Мбіт/с можна розраховувати на максимальну реальну швидкість ~ 10 Мбіт/с.

Насправді, крім технологічного обмеження, є ще цілий ряд факторів, що знижують швидкість передачі. Про ці фактори ми розповімо далі.

Технологія ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) - асиметрична технологія передачі даних, в якій доступна смуга пропускання каналу розподілена між вхідними ( Download) та вихідним ( Upload) Трафіком асиметрично. Таким чином, при підключенні ADSL-модему використовується швидкість до абонента ( Download) та швидкість від абонента ( Upload).
В ADSL-мережах передачі даних швидкість підключення вимірюється в Мегабіти за секунду (Мбіт/с)або Кілобітах за секунду (Кбіт/с).
Наприклад: цифри 10240/768 говорять про те, що максимальна вхідна швидкість підключення до абонента становитиме 10240 Кбіт/с (швидкість, з якою дані надходитимуть на ваш локальний комп'ютер), а максимальна вихідна швидкість підключення від абонента становитиме 768 Кбіт/с (швидкість , з якою дані будуть надходити від вашого локального комп'ютерана віддалений сервер).
При цьому максимальна швидкість при завантаженні файлів (швидкість завантаження) складе ~ 1000 Кілобайт за секунду (КБ/сек).
Цю цифру отримано за такою формулою:
швидкість підключення (10240) - 15% (1500)/8 (для перекладу кілобіт у кілобайти).

Справа в тому, що інтернет-браузери або менеджери завантажень/завантажень показують швидкість передачі в Кілобайтах за секунду.

Наприклад, в браузері Internet Expolrer швидкість завантаження файлу відображається в полі Швидкість передачі(Transfer rate): xxx КБ/сек(KB/Sec).

Браузер та/або менеджери завантажень/завантажень використовують цю цифру для оцінки швидкості передачі, щоб розрахувати загальний час завантаження файлу. Але звертаємо увагу, що з низки причин швидкість передачі даних відображається неточно. Наприклад, дані можуть буферизуватись (при цьому таймери запускаються з невеликою затримкою, що призводить до неправильних показань). Також швидкість передачі може залежати від продуктивності комп'ютера.

Реальну швидкість з'єднання рекомендуємо перевірити так. Самий надійний спосібдля отримання більш достовірних результатів – заміряти швидкість завантаження файлу з сайту вашого інтернет-провайдера.
Потрібно завантажити який-небудь файл із сайту провайдера та подивитися швидкість завантаження цього файлу.

Чимало користувачів часто використовують популярні інтернет-сервіси для перевірки швидкості інтернет-каналу (наприклад, speedtest.net). Ми звертаємо вашу увагу на те, що перевірка швидкості за допомогою інтернет-сервісів не гарантує достовірного вимірювання. В даному випадкуточність вимірювання швидкості вашого інтернет-каналу залежатиме від вибраного сервера та його завантаженості, його розташування, завантаженості вашого інтернет-каналу та інших факторів.

Докладно розглянемо фактори, що впливають на реальну швидкість з'єднання:

• Як транспортний протокол комунікаційне обладнання (IP ADSL-комутатори) використовує технологію АТМ(Asynchronous Transfer Mode – асинхронний спосіб передачі даних). АТМ - мережна високопродуктивна технологія комутації та мультиплексування, заснована на передачі даних у вигляді кадрів (комірки) фіксованого розміру (53 байти).
  Як відомо, Інтернет використовує протокол IP як протокол зв'язку, і зокрема протокол TCP/IP. Технологія ADSLяк транспортний протокол використовують ATM, і тому дані передаються по ADSL-лінії за допомогою TCP/IP через ATM. Тобто. IP-кадри упаковуються (інкапсулюються) в АТМ-комірки і передаються по DSL-лінії, а потім приймає обладнання знову розпаковуються, і виходять звичайні IP-кадри.
  Великі пакети будуть поділені на 48-байтні частини. Якщо пакет не ділиться без залишку на 48, то до нього додається заповнення, щоб вийшло ціле число осередків по 48 байт. Після розподілу пакета на комірки по 48 байт до кожної з осередків, що виходять, додається заголовок (5 байт).
  В результаті відбувається зниження швидкості на рівні 10% від швидкості передачі.
• Використання протоколу TCP/IPпри передачі даних знижує швидкість на рівні 3% від швидкості передачі, т.к. передану корисну інформацію(дані) доповнює службова (протокольна) інформація.

Вказані вище фактори - це і є ті самі технологічні обмеження, про які йшлося на початку статті. Ці обмеження і призводять до того, що швидкість передачі даних завжди менша за швидкість з'єднання як мінімум на 13-15% .

Але є й інші чинники, що знижують швидкість передачі.

• Теоретично у вікні браузера або менеджера завантажень/завантажень під час завантаження файлу ви повинні бачити швидкість передачі, що обчислюється за формулою швидкість підключення - 15% (витрати при використанні TCP/IP та ATM) / 8 (для перекладу кілобіт у кілобайти), але реально відображається швидкість нижче, і тому є причини:
  
  
  • Установки комп'ютера. Наприклад, недостатньо пам'яті (віртуальної/оперативної), застарілий процесор, нестабільна робота (збої) операційної системи ( синій екран) або програмного забезпечення, Нестача вільного місцяна жорсткому диску, наявність комп'ютера шкідливих програм/вірусів тощо.
  
  
  • Втрати пакетів під час передачі даних. Велика кількість втрат можлива на поганих лініях (каналах зв'язку) або при використанні максимально допустимої швидкості підключення.
    Якщо відбувається втрата пакетів під час передачі кадрів, протокол TCP/IP помічає відсутній пакет у загальному потоці даних, не визнає його отримання і потім ініціює повторну передачу втрачених даних. Процедура ретрансляції призводить до додаткових затримок.
    Таким чином, протокол TCP/IP, крім важливої ​​функції контролю та транспортування даних, за наявності великих втрат пакетів на лінії уповільнює швидкість передачі даних.
    Для перевірки якості з'єднання з сервером в Інтернеті можна використовувати утиліту ping(Пінг). В командному рядкуопераційної системи виконайте команду ping -t ім'я_сайту, наприклад ping-t www.download.com. Зачекайте секунд 30, а потім натисніть Ctrl+C для завершення роботи утиліти. У статистиці буде вказано % втрат пакетів. Якщо втрати пакетів становитимуть понад 5%, то продуктивність протоколу TCP/IP буде поганою під час роботи із зазначеним сайтом.
  
  
  • Перевантаження серверів та шлюзів провайдера. Залежить від структури мережі провайдера (наприклад багато шлюзів) або низької пропускної здатності вихідного каналу провайдера. Проблема спостерігається при піковому навантаженні користувачів. Занадто велика кількість звернень на сервер може перевищити максимум його використання в години пікового навантаження та спричинить уповільнення роботи.
  
  
  • Проблеми з маршрутизацією також можуть спричинити зниження швидкості. При виявленні проблем з маршрутизацією пакети можуть перенаправлятися альтернативними маршрутами, що викликає затримки при передачі даних.
  
  
  • Використання протоколу PPPoE може призвести до зниження швидкості. PPPoE - це тунелюючий мережевий протоколканального рівня передачі кадрів PPP через Ethernet Здебільшого використовується DSL-сервісами. PPPoE є ресурсомістким протоколом, і при передачі мережевих даних вимоги до процесора зростають. Залежно від реалізації та використання PPPoE можна побачити зниження максимальної швидкості до 5-25%.
  
  
  • Недостатня (низька) продуктивність сервера BRAS (Broadband Remote Access Server). Маршрутизатор широкосмугового віддаленого доступу(BRAS) маршрутизує трафік до DSL-комутатора (DSLAM) в мережах інтернет-провайдера. BRAS знаходиться в ядрі мережі провайдера і агрегує підключення користувача з мережі рівня доступу. Маршрутизатор здійснює логічну термінацію тунелів точка-точка (PPP). Це можуть бути інкапсульовані тунелі PPP через Ethernet (PPPoE) або PPP через ATM (PPPoA). BRAS також є інтерфейсом до систем автентифікації, авторизації та обліку трафіку.
  
  
  • Можливе обмеження швидкості по тарифному плануна сервері BRAS. Типовий випадок, коли швидкість фізичного з'єднання одна, а швидкість прийому даних обмежена оплаченим тарифним планом.
  
  
  • При використанні додаткового сервісу, наприклад, IPTV ( цифрове телебачення), потік прийманого телебачення теж займає певну смугу, зазвичай близько 4 Мбіт/с для каналів стандартного дозволу. Максимальна швидкість прийому даних, при використанні сервісу IPTV, може бути розрахована за такою формулою:
    швидкість підключення - 15% - швидкість потоку IPTV.
    Наприклад, швидкість підключення (10240) – 15% (1500) – швидкість потоку IPTV (4000) = 4700 Кбіт/с (587 Кбайт/с).
  
  

110  Глава 2. Фізичний рівень

перешкоди на лінії. Іншими словами, обмеження смуги пропускання частот каналу обмежує його пропускну здатність передачі двійкових даних навіть для ідеальних каналів. Однак схеми, що використовують кілька рівнів напруг, існують і дозволяють досягти більш високих швидкостей передачі даних. Ми обговоримо це нижче в цьому розділі.

Таблиця 2.1. Співвідношення між швидкістю передачі даних та числом гармонік для нашого прикладу

З терміном «смуга пропускання» пов'язано безліч непорозумінь, тому що для інженерів-електриків та комп'ютерних фахівців він означає різні речі. Для інженера-електрика (аналогова) смуга пропускання, як говорилося вище, це значення герцах, що вказує ширину діапазону частот. Для комп'ютерного спеціаліста(цифрова) смуга пропускання - це максимальна швидкість даних у каналі, тобто значення, яке вимірюється в бітах в секунду. Фактично швидкість даних визначається аналоговою смугою пропускання фізичного каналу, що застосовується для передачі цифрової інформації, і ці два показники пов'язані, як побачимо далі. У цій книзі буде зрозуміло з контексту, який термін мають на увазі у кожному конкретному випадку - аналогова (Гц) або цифрова (біт/с) смуга пропускання.

2.1.3. Максимальна швидкість передачі даних через канал

У 1924 році американський вчений Х. Найквіст (H. Nyquist) з компанії AT&T дійшов висновку, що існує певна гранична швидкість передачі навіть для ідеальних каналів. Він вивів рівняння, що дозволяє знайти максимальну швидкість передачі в безшумному каналі з обмеженою смугою пропускання частот. У 1948 Клод Шеннон (Claude Shannon) продовжив роботу Найквіста і розширив її для випадку каналу з випадковим (тобто термодинамічний) шумом. Це найважливіша роботау всій теорії передачі. Ми коротко розглянемо результати роботи Найквіста та Шеннона, які сьогодні стали класичними.

Найквіст довів, що якщо довільний сигнал пройшов через низькочастотний фільтр зі смугою пропускання B, то такий відфільтрований сигнал може бути повністю відновлений за дискретними значеннями цього сигналу, виміряними з частотою

2.1. Теоретичні основи передачі даних   111

2B за секунду. Виробляти вимірювання сигналу частіше, ніж 2B в секунду, немає сенсу, оскільки більш високочастотні компоненти сигналу були відфільтровані. Якщо сигнал складається з V дискретних рівнів, то рівняння Найквіста виглядатиме так:

максимальна швидкість передачі = 2B log2 V , біт/с.

Так, наприклад, безшумний канал із частотою пропускання 3 кГц не може передавати двійкові (тобто дворівневі) сигнали на швидкості, що перевищує 6000 біт/с.

Отже, ми розглянули випадок безшумних каналів. За наявності у каналі випадкового шуму ситуація різко погіршується. Рівень термодинамічного шуму в каналі вимірюється відношенням потужності сигналу до потужності шуму і називається ставленням сигнал/шум. Якщо позначити потужність сигналу S, а потужність шуму -N, то відношення сигнал/шум буде дорівнює S/N. Зазвичай величина відношення виражається через її десятковий логарифм, помножений на 10:10 lgS/N, оскільки її значення може змінюватися в дуже великому діапазоні. Одиниця такої логарифмічної шкали називається децибелом (decibel, dB, дБ); тут приставка "деці" означає "десять", а "біл" - це одиниця виміру, названа на честь винахідника телефону Олександра Грема Белла. Таким чином, відношення сигнал/шум, що дорівнює 10, відповідає 10 дБ, відношення, що дорівнює 100, дорівнює 20 дБ, відношення, що дорівнює 1000, дорівнює 30 дБ і т. д. Виробники стереопідсилювачів часто вказують смугу частот (частотний діапазон), в якій їхня апаратура має лінійну амплітудно-частотну характеристику в межах 3 дБ. Відхилення в 3 дБ відповідає послабленню сигналу приблизно вдвічі (тому що 10 log10 0,5 -3).

Головним результатом, який отримав Шеннон, було твердження про те, що максимальна швидкість передачі даних або ємність каналу зі смугою частот B Гц і ставленням сигнал/шум, рівним S/N, обчислюється за формулою:

максимальна швидкість передачі = B log2 (1 +S/N ), біт/с.

Це найкраще значення ємності, яке можна спостерігати реального каналу. Наприклад, смуга пропускання каналу ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line, асиметрична цифрова абонентська лінія), яким здійснюється доступ в Інтернет через телефонні мережі, дорівнює приблизно 1 МГц. Відношення сигнал/шум значною мірою залежить від відстані між комп'ютером користувача та телефонною станцією. Для коротких ліній довжиною від 1 до 2 км. дуже хорошим вважається значення близько 40 дБ. З такими характеристиками канал ніколи не зможе передавати більше 13 Мбіт/с, незалежно від способу модуляції сигналу, тобто кількості рівнів сигналу, частоти дискретизації тощо, що використовуються. Постачальники послуг заявляють швидкість передачі даних до 12 Мбіт/с, проте користувачам рідко вдається спостерігати таку якість передачі. Тим не менш, це чудовий результат для шістдесяти років розвитку технологій передачі інформації, протягом яких відбувся величезний стрибок від ємності каналів, характерної для часів Шеннона, і до існуючих у сучасних реальних мережах.

Результат, отриманий Шенноном і підкріплений постулатами теорії інформації, може бути застосований до будь-якого каналу з Гауссовським (термальним) шумом. Спроби довести протилежне заздалегідь приречені на провал. Для того, щоб досягти в каналі ADSL швидкості, що перевищує 13 Мбіт/с, необхідно або покращити ставлення

Один із головних недоліків стандартів бездротового зв'язку IEEE 802.11 a/b/g – надто низька швидкість передачі даних. Справді, теоретична пропускна спроможністьпротоколів IEEE 802.11 a/g становить лише 54 Мбіт/с, а якщо говорити про реальну швидкість передачі даних, то вона не перевищує 25 Мбіт/с. Звичайно, для виконання багатьох завдань такої швидкості сьогодні вже виявляється недостатньо, тому на порядку денному стоїть питання про впровадження нових стандартів бездротового зв'язку, які забезпечують значно більше високі швидкості.
Йдучи назустріч постійно зростаючим потребам у високопродуктивних бездротових локальних мережах, Комітет із стандартів Інституту інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE-SA) у другій половині 2003 року ініціював створення дослідницької групи IEEE 802.11n (802.11 TGn). У завдання групи TGn входить розробка нового стандарту бездротового зв'язку IEEE 802.11n, що передбачає пропускну спроможність бездротового каналу зв'язку щонайменше 100 Мбіт/с.
Стандарт IEEE 802.11n знаходиться ще на стадії розробки, проте багато виробників бездротового обладнаннявже розпочали випуск бездротових адаптерів та точок доступу, заснованих на так званій технології MIMO, яка стане однією з основних технологій для специфікації 802.11n. Таким чином, бездротові пристроїз урахуванням технології MIMO вважатимуться продуктами pre-802.11n.
У цій статті ми розглянемо особливості технології MIMO на прикладі бездротового маршрутизатора ASUS WL-566gM у поєднанні з бездротовим PCMCIA-адаптером ASUS WL-106gM.

Історія розвитку стандартів сімейства 802.11

Протокол 802.11

Огляд протоколів сімейства 802.11b/g логічно почати саме з протоколу 802.11, який є прабатьком інших протоколів, хоча сьогодні вже не зустрічається в чистому вигляді. У стандарті 802.11, як і в інших стандартах даного сімейства, передбачено використання частотного діапазону від 2400 до 2483,5 МГц, тобто частотного діапазону шириною 83,5 МГц, розбитого на кілька частотних підканалів.

В основі стандарту 802.11 лежить технологія розширення спектра (Spread Spectrum, SS), яка має на увазі, що спочатку вузькосмуговий (в сенсі ширини спектра) корисний інформаційний сигнал при передачі перетворюється таким чином, що його спектр виявляється значно ширшим, ніж спектр початкового сигналу. Поруч із розширенням спектра сигналу відбувається і перерозподіл спектральної енергетичної щільності сигналу — енергія сигналу також «розмазується» спектром.

У протоколі 802.11 застосовується технологія розширення спектра методом прямої послідовності (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS). Суть її полягає в тому, що для розширення спектра спочатку вузькосмугового сигналу в кожен інформаційний біт, що передається, вбудовується чипова послідовність, яка являє собою послідовність прямокутних імпульсів. Якщо тривалість одного чипового імпульсу в n разів менша за тривалість інформаційного біта, то і ширина спектра перетвореного сигналу буде в n разів більша за ширину спектра початкового сигналу. При цьому і амплітуда сигналу, що передається, зменшиться в n разів.

Чипові послідовності, що вбудовуються в інформаційні біти, називають шумоподібними кодами (PN-послідовностями), що підкреслює те, що результуючий сигнал стає шумоподібним і його важко від природного шуму.

Для того щоб на приймальній стороні можна було виділити корисний сигнал на рівні шуму, використовувані для розширення спектра чіпові послідовності сигналу повинні задовольняти певним вимогам автокореляції. Чипових послідовностей, що відповідають зазначеним вимогам автокореляції, є досить багато. У стандарті 802.11 застосовуються послідовності довжиною 11 чіпів, звані кодами Баркера.

У стандарті 802.11 передбачено два швидкісні режими - 1 і 2 Мбіт/с. Швидкість проходження окремих чіпів послідовності Баркера становить 11S106 чіп/с, а ширина спектра такого сигналу - 22 МГц. Враховуючи, що ширина частотного діапазону дорівнює 83,5 МГц, отримуємо, що всього в цьому частотному діапазоніможна вмістити три частотні канали, що не перекриваються. Весь частотний діапазон, однак, прийнято ділити на 11 частотних каналів, що перекриваються по 22 МГц, віддалених один від одного на 5 МГц. Наприклад, перший канал займає частотний діапазон від 2400 до 2423 МГц та центрований щодо частоти 2412 МГц. Другий канал центрований щодо частоти 2417 МГц, а останній, 11 канал — щодо частоти 2462 МГц. При такому розгляді перший, шостий і 11 канали не перекриваються один з одним і мають 3-мегагерцевий зазор відносно один одного. Саме ці три канали можуть застосовуватись незалежно один від одного.

Для модуляції синусоїдального несучого сигналу при інформаційній швидкості 1 Мбіт/с використовується відносна двійкова фазова модуляція (DBPferential Binary Phase Shift Key, DBPSK).

При інформаційній швидкості 2 Мбіт/с для модуляції несучого коливання застосовується відносна квадратурна фазова модуляція (Differential Quadrature Phase Shift Кey), що дозволяє підвищити інформаційну швидкість вдвічі.

Протокол 802.11b

Протокол IEEE 802.11b, прийнятий у липні 1999 року, є свого роду розширенням базового протоколу 802.11 і крім швидкостей 1 і 2 Мбіт/с, передбачає швидкості 5,5 і 11 Мбіт/с. Для роботи на швидкостях 5,5 та 11 Мбіт/с використовуються так звані комплементарні коди (Complementary Code Keying, CCK).

У стандарті IEEE 802.11b йдеться про комплексні комплементарні 8-чіпові послідовності, визначені на безлічі комплексних елементів. Самі елементи 8-чіпової послідовності можуть набувати одне з восьми комплексних значень.

Основна відмінність CCK-послідовностей від розглянутих раніше кодів Баркера полягає в тому, що існує не задана послідовність (за допомогою якої можна кодувати або логічний нуль, або одиницю), а цілий набір послідовностей. Враховуючи, що кожен елемент послідовності може набувати одного з восьми значень, ясно, що можна скомбінувати досить велику кількість різних CCK-послідовностей. Ця обставина дозволяє кодувати в одному символі, що передається, кілька інформаційних біт, завдяки чому підвищується інформаційна швидкість передачі даних. Так, використання CCK-кодів дозволяє кодувати 8 біт на один символ при швидкості 11 Мбіт/с та 4 біт на символ при швидкості 5,5 Мбіт/с. При цьому в обох випадках символьна швидкість передачі становить 1,385?106 символів в секунду (11/8 = 5,5/4 = 1,385), а враховуючи, що кожен символ задається 8-чіповою послідовністю, отримуємо, що в обох випадках швидкість слідування окремих чіпів становить 11?106 чіпів в секунду. Відповідно, ширина спектра сигналу при швидкості як 11, так і 5,5 Мбіт/с становить 22 МГц.

Протокол 802.11g

Стандарт IEEE 802.11g є логічним розвитком стандарту 802.11b і передбачає передачу даних у тому частотному діапазоні, але з вищими швидкостями. Крім того, стандарт 802.11g повністю сумісний із 802.11b, тобто будь-який пристрій 802.11g має підтримувати роботу з пристроями 802.11b. Максимальна швидкість передачі у стандарті 802.11g становить 54 Мбіт/с.

У стандарті 802.11g використовуються технології OFDM та CCK, а опціонально передбачено застосування технології PBCC.

Для того щоб зрозуміти суть технології OFDM, розглянемо докладніше багатопроменеву інтерференцію, що виникає при поширенні сигналів у відкритому середовищі.

Ефект багатопроменевої інтерференції сигналів полягає в тому, що в результаті багаторазових відображень від природних перешкод той самий сигнал може потрапляти в приймач різними шляхами. Але різні шляхи поширення відрізняються один від одного по довжині, тому для різних шляхів поширення ослаблення сигналу буде неоднаковим. Отже, у точці прийому результуючий сигнал є інтерференцією багатьох сигналів, що мають різні амплітуди і зміщених відносно один одного за часом, що еквівалентно додавання сигналів з різними фазами.

Наслідком багатопроменевої інтерференції є спотворення сигналу, що приймається. Багатопроменева інтерференція властива будь-якому типу сигналів, але особливо негативно вона позначається на широкосмугових сигналах, оскільки при використанні широкосмугового сигналу в результаті інтерференції певні частоти складаються синфазно, що призводить до збільшення сигналу, а деякі, навпаки, протифазно, викликаючи ослаблення сигналу на цій частоті.

Говорячи про багатопроменеву інтерференцію, що виникає при передачі сигналів, відзначають два крайні випадки. У першому випадку максимальна затримка між сигналами не перевищує часу тривалості одного символу і інтерференція виникає в межах одного символу, що передається. У другому випадку максимальна затримка між сигналами більша за тривалість одного символу, тому в результаті інтерференції складаються сигнали, що представляють різні символи, і виникає так звана міжсимвольна інтерференція (Inter Symbol Interference, ISI).

Найбільш негативно на спотворення сигналу впливає міжсимвольна інтерференція. Оскільки символ - це дискретний стан сигналу, що характеризується значеннями частоти несучої, амплітуди та фази, для різних символів змінюються амплітуда та фаза сигналу, а отже, відновити вихідний сигнал дуже складно.

З цієї причини при високих швидкостях передачі застосовується метод кодування даних, який називається ортогональним частотним поділом каналів з мультиплексуванням (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM). Суть цього методу полягає в тому, що потік даних, що передаються, розподіляється по безлічі частотних підканалів і передача ведеться паралельно на всіх таких підканалах. При цьому висока швидкість передачі досягається за рахунок одночасної передачі даних по всіх каналах, тоді як швидкість передачі в окремому підканалі може бути і невисокою.

Завдяки тому, що в кожному з частотних підканалів швидкість передачі даних можна зробити не надто високою, створюються передумови для ефективного придушення міжсимвольної інтерференції.

При частотному розділенні каналів необхідно, щоб окремий канал був досить вузьким для мінімізації спотворення сигналу, але в той же час досить широким для забезпечення необхідної швидкості передачі. Крім того, для економного використання всієї смуги каналу, що поділяється на підканали, бажано розташувати частотні підканали якомога ближче один до одного, але при цьому уникнути міжканальної інтерференції, щоб забезпечити повну незалежність. Частотні канали, що задовольняють переліченим вище вимогам, називаються ортогональними. Несучі сигнали всіх частотних підканалів ортогональні один одному. Важливо, що ортогональність несучих сигналів гарантує частотну незалежність каналів друг від друга, отже, і міжканальної інтерференції.

Розглянутий спосіб розподілу широкосмугового каналу на ортогональні частотні підканали називається ортогональним частотним поділом з мультиплексування (OFDM). Для його реалізації в передавальних пристроях використовується зворотне швидке перетворення Фур'є (IFFT), що попередньо переводить мультиплексований на n-каналів сигнал з тимчасового представлення в частотне.

Одним із ключових перевагМетодом OFDM є поєднання високої швидкості передачі з ефективним протистоянням багатопроменевого поширення. Звичайно, сама по собі технологія OFDM не відкидає багатопроменевого поширення, але створює передумови для усунення ефекту міжсимвольної інтерференції. Справа в тому, що невід'ємною частиною технології OFDM є охоронний інтервал (Guard Interval, GI) - циклічне повторення закінчення символу, що прилаштовується на початку символу.

Охоронний інтервал створює тимчасові паузи між окремими символами, і якщо тривалість охоронного інтервалу перевищує максимальний час затримки сигналу внаслідок багатопроменевого розповсюдження, міжсимвольної інтерференції не виникає.

При використанні технології OFDM тривалість охоронного інтервалу становить одну четверту тривалість самого символу. При цьому символ має тривалість 3,2 мкс, а охоронний інтервал – 0,8 мкс. Таким чином, тривалість символу разом із охоронним інтервалом становить 4 мкс.

Говорячи про технологію частотного ортогонального поділу каналів OFDM, що застосовується на різних швидкостях у протоколі 802.11g, ми досі не стосувалися питання методу модуляції несучого сигналу.

Нагадаємо, що в протоколі 802.11b для модуляції використовувалася або двійкова (BDPSK) або квадратурна (QDPSK) відносна фазова модуляція. У протоколі 802.11g на низьких швидкостях передачі також застосовується фазова модуляція (тільки невідносна), тобто двійкова та квадратурна фазові модуляції BPSK та QPSK. При використанні BPSK-модуляції в одному символі кодується лише один інформаційний біт, а при використанні модуляції QPSK — два інформаційних біти. Модуляція BPSK застосовується передачі даних на швидкостях 6 і 9 Мбіт/с, а модуляція QPSK — на швидкостях 12 і 18 Мбіт/с.

Для передачі більш високих швидкостях використовується квадратурна амплітудна модуляція QAM (Quadrature Amplitude Modulation), коли він інформація кодується з допомогою зміни фази і амплітуди сигналу. У протоколі 802.11g застосовується модуляція 16-QAM та 64-QAM. Перша модуляція передбачає 16 різних станів сигналу, що дозволяє закодувати 4 біти в одному символі; друга - 64 можливих станів сигналу, що дозволяє закодувати послідовність 6 біт в одному символі. Модуляція 16-QAM використовується на швидкостях 24 та 36 Мбіт/с, а модуляція 64-QAM – на швидкостях 48 та 54 Мбіт/с.

Максимальна швидкість передачі даних у протоколах 802.11b/g

Отже, максимальна швидкість протоколу 802.11b становить 11 Мбіт/с, а протоколу 802.11g — 54 Мбіт/с.

Однак слід чітко розрізняти повну швидкість передачі та корисну швидкість передачі. Справа в тому, що технологія доступу до середовища передачі даних, структура кадрів, що передаються, заголовки, що додаються до переданих кадрів на різних рівнях моделі OSI, - все це передбачає досить великий обсяг службової інформації. Згадаймо хоча б наявність охоронних інтервалів у разі застосування OFDM-технології. В результаті корисна або реальна швидкість передачі, тобто швидкість передачі даних, завжди виявляється нижче повної швидкості передачі.

Більше того, реальна швидкість передачі залежить і від структури бездротової мережі. Так, якщо всі клієнти мережі використовують той самий протокол, наприклад 802.11g, то мережа є гомогенною і швидкість передачі в ній вище, ніж у змішаній мережі, де є клієнти як 802.11g, так і 802.11b. Справа в тому, що клієнти 802.11b "не чують" клієнтів 802.11g, які застосовують OFDM-кодування. Тому з метою забезпечення спільного доступу до середовища передачі даних клієнтів, що використовують різні типи модуляції, у подібних змішаних мережах точки доступу повинні відпрацьовувати певний механізм захисту. Внаслідок застосування механізмів захисту в змішаних мережах реальна швидкість передачі стає ще меншою.

Крім того, реальна швидкість передачі даних залежить і від протоколу (TCP або UDP), і від розміру довжини пакета. Природно, що протокол UDP передбачає вищі швидкості передачі. Теоретичні максимальні швидкості передачі даних для різних типівмереж та протоколів представлені в табл. 1.

Технологія MIMO

Ехнологія OFDM використовується в протоколах 802.11g та 802.11a, але тільки при швидкостях до 54 Мбіт/с. За більш високих швидкостях метод OFDM не дозволяє уникнути міжсимвольної інтерференції, тому доводиться застосовувати інші методи кодування та передачі даних. Наприклад, широко використовується технологія інтелектуального масиву антен (Smart Antenna). Природно, у разі йдеться не про кодування даних, а лише про метод їх передачі. За допомогою кількох приймальних і передавальних антен можна істотно підвищити якість сигналу, що приймається. Справа в тому, що при багатопроменевому поширенні сигналу рівень потужності, що приймається, є випадковою функцією, що залежить від взаємного розташування передавача і приймача, а також від геометрії навколишнього простору. При застосуванні масиву рознесених антен завжди можна вибрати антену із найвищим співвідношенням «сигнал/шум». У системах з урахуванням інтелектуальних антен швидкість передачі не збільшується — поліпшується лише якість каналу.

Однак технологія використання декількох передаючих та приймаючих антен дозволяє підвищити пропускну здатність каналу зв'язку. Ця технологія отримала назву MIMO (Multiple Input Multiple Output). За аналогією традиційні системи, тобто системи з однією передавальною та однією приймаючою антеною, називають SISO (Single Input Single Output).

Теоретично MIMO-система з n передаючими і n приймаючими антенами здатна забезпечити пікову пропускну здатність n разів більшу, ніж системи SISO. Це досягається за рахунок того, що передавач розбиває потік даних на незалежні бітові послідовності і пересилає їх одночасно, використовуючи масив антен. Така техніка передачі називається просторовим мультиплексуванням.

Розглянемо, наприклад, MIMO-систему, що складається з n передавальних та m приймають антен (рис. 1).

Передавач у такій системі посилає n незалежних сигналів, використовуючи n антен. На приймальній стороні кожна з m антен отримує сигнали, які є суперпозицією n сигналів від усіх передаючих антен. Таким чином, сигнал R 1 , що приймається першою антеною, можна представити у вигляді:

R 1 = h 11 T 1 + h 21 T 2 + ... + h n1 T n.

Записуючи подібні рівняння для кожної приймальної антени, отримаємо таку систему:

Або, переписавши цей вираз у матричному вигляді:

[R] = [H]·[ T],

де [H] - матриця перенесення, що описує MIMO-канал зв'язку.

Для того щоб на приймальній стороні декодер міг правильно відновити всі сигнали, він повинен насамперед визначити коефіцієнти h ij, що характеризують кожен з m x n каналів передачі. Для визначення коефіцієнтів h ijу технології MIMO використовується преамбула пакета.

Визначивши коефіцієнти матриці переносу, можна легко відновити переданий сигнал:

[T] = [H] -1 · [ R],

де [H] –1 - матриця, зворотна до матриці перенесення [H] .

Важливо відзначити, що в технології MIMO застосування кількох передавальних і приймаючих антен дозволяє підвищити пропускну здатність каналу зв'язку за рахунок реалізації декількох просторово рознесених підканалів, при цьому дані передаються в одному частотному діапазоні.

Технологія MIMO не зачіпає метод кодування даних і, в принципі, може використовуватися у поєднанні з будь-якими методами фізичного та логічного кодування даних. Завдяки цьому технологія MIMO сумісна з протоколами 802.11a/b/g.

Відповідно в точці доступу ASUS WL-566gM використовуються три зовнішні антени, що забезпечує створення кількох просторово рознесених бездротових каналів в тому самому частотному діапазоні. В результаті зменшується кількість «мертвих зон» у бездротовій мережі, а радіосигнали передаються на більшу відстань, що збільшує пропускну здатність усієї мережі.

Зазначимо, що точка доступу, інтегрована в маршрутизатор ASUS WL-566gM, побудована на основі чіпсету Airgo AGN300, що включає процесор MAC-рівня AGN303BB та двосмугові PHY-контролери AGN301RF/AGN302R. Відзначимо також, що чіпсет Airgo AGN300 підтримує стандарти 802.11a/b/g. В технічні характеристикичіпсет Airgo AGN300 вказується, що при використанні стандартних радіоканалів з шириною смуги пропускання 20 МГц максимальна швидкість передачі даних становить 126 Мбіт/с. Швидкість 240 Мбіт/с досягається при застосуванні Adaptive Channel Expansion (ACE) - технології об'єднання декількох каналів в один. Зокрема, йдеться про об'єднання двох сусідніх каналів в один завширшки 40 МГц — саме в цьому випадку досягається швидкість передачі в 240 Мбіт/с.

Зрозуміло, для реалізації технології MIMO необхідно, щоб усі клієнти мережі були оснащені бездротовими адаптерами, сумісними з технологією MIMO. Проте підтримка режиму MIMOне означає, що маршрутизатор не може працювати з пристроями стандарту 802.11g/b. Просто якщо забезпечується сумісність з даними пристроями, всі клієнти мережі, навіть підтримують технологію MIMO, працюватимуть за протоколом 802.11g чи 802.11b.

У налаштуваннях маршрутизатора ASUS WL-566gM можна встановити один із трьох режимів роботи бездротової точки доступу: Auto, 54G Only, 802.11b Only. У режимі 54G Only і точка доступу і всі бездротові клієнти мережі працюють за протоколом 802.11g. Цей режим призначений для використання в гомогенні мережі, коли всі клієнти мережі підтримують протокол 802.11g.

Режим 802.11b Only орієнтований на гетерогенні мережі, коли кілька клієнтів мережі не підтримують протокол 802.11g і здатні взаємодіяти лише за протоколом 802.11b. У цьому режимі всі клієнти мережі та точка доступу функціонують за протоколом 802.11b.

У режимі Auto точка доступу повинна самостійно визначати тип бездротової мережі (гомогенна, гетерогенна) і відповідним чином підлаштовуватися під мережу.

Як бачите, жодного окремого режиму MIMO в установках точки доступу немає. Втім, це нічого не суперечить, оскільки режим MIMO — це спосіб організації бездротових каналів зв'язку, який не суперечить протоколу 802.11g. Тому ми спочатку припускали, що даний режимбуде задіяно як у режимі Auto, так і в режимі 54G Only.

Що ж до інших можливостей з налаштування бездротової мережі, всі вони цілком традиційні. Можна активувати або вимкнути бездротову мережу, вибрати номер бездротового каналу, вказати ідентифікатор (SSID) бездротової мережі, а також встановити швидкість бездротового з'єднання. Причому при примусовому завданні швидкості з'єднання можна встановити швидкість вище 54 і до 240 Мбіт/с (72, 84, 96, 108, 126, 144, 168, 192, 216 і 240).

Крім того, передбачено режим прихованого ідентифікатора бездротової мережі (Broadcast SSID).

Методи підвищення безпеки бездротового з'єднання цілком типові і включають можливість налаштування фільтра MAC-адрес, режим використання прихованого ідентифікатора мережі, а також різні методи аутентифікації користувачів і шифрування даних. Звичайно, такі заходи, як налаштування фільтра MAC-адрес і використання режиму прихованого ідентифікатора мережі, не можуть розглядатися як серйозні перешкоди на шляху зловмисників. Просто дані функції є стандартними для всіх бездротових точокдоступу.

Маршрутизатор підтримує такі типи протоколів безпеки: WEP, WPA-PSK та WPA-EAP. При використанні протоколу безпеки WEP (який, до речі, через його вразливість варто використовувати тільки в крайньому випадку) підтримуються 64- та 128-бітові ключі. Причому можливе створення чотирьох ключів із зазначенням застосовуваного за умовчанням. Але ще раз підкреслимо, що цей протокол можна використовувати лише у виняткових випадках, оскільки жодної реальної безпеки він не гарантує і певною мірою еквівалентний відкритій системі без шифрування даних.

Протокол безпеки WPA-PSK із загальними ключами (Pre-shared key) передбачає застосування пароля (ключа) завдовжки від 8 до 64 символів. При використанні аутентифікації за протоколом WPA-PSK застосовується шифрування TKIP (Temporary Key Integrity Protocol), або AES або AES та TKIP. Природно, AES-шифрування є кращим.

Протокол безпеки WPA-EAP передбачає автентифікацію користувачів на зовнішньому RADIUS-сервері (додатково необхідно вказати IP-адресу RADIUS-сервера та порт, що використовується). Цей протокол підтримує шифрування TKIP, AES або AES та TKIP одночасно.

Тепер розглянемо можливості налаштування маршрутизатора ASUS WL-566gM.

Що стосується внутрішньої мережі (сегмент LAN), то можна встановити IP-адресу і маску підмережі маршрутизатора, а також налаштування вбудованого DHCP-сервера. Можливості налаштування зовнішньої мережі (сегмент WAN) включають вказівку та налаштування інтерфейсу підключення до зовнішньої мережі (Інтернет). Маршрутизатор ASUS WL-566gM передбачає такі типи підключення до зовнішньої мережі: Dynamic IP Address, Static IP Address, PPPoE, PPTP та BigPond. Власне, останній тип підключення у Росії не зустрічається, і про нього можна забути. Для домашніх користувачів актуальна підтримка протоколу PPPoE (він зазвичай використовується при підключенні через DSL-з'єднання) або динамічне присвоєння IP-адреси. При застосуванні підключення типу PPPoE необхідно задати також ім'я ISP (Internet Service Provider), вказати логін і пароль для доступу до Інтернету та адреси DNS-серверів (тобто всю ту інформацію, яку надає провайдер Інтернету). При застосуванні динамічного присвоєння IP-адреси (Dynamic IP Address) потрібно вказати лише Host Name, тобто ім'я вашого вузла у мережі.

При застосуванні статичної IP-адреси(Static IP Address), крім присвоєння імені ISP, потрібно вказати IP-адресу WAN-порту (WAN IP Address), маску підмережі (WAN Subnet Mask), стандартний шлюз (WAN Gateway), а також адресу DNS-сервера.

Оскільки маршрутизатор ASUS WL-566gM є NAT-пристроєм, що є цілком типовим для пристроїв даного класу, у ньому передбачені різноманітні заходи для обходу обмежень протоколу NAT. Так, для доступу до локальної мережііз зовнішньої мережі маршрутизатор підтримує створення демілітаризованої зони (DMZ-зона) та можливість конфігурування віртуального сервера.

У DMZ-зону можна включити лише один комп'ютер, вказавши належність його IP-адреси до DMZ-зони. У цьому випадку при вказівці IP-адреси WAN-порту маршрутизатора всі запити будуть надсилатися на IP-адресу комп'ютера в DMZ-зоні. Фактично це дозволяє отримати доступ до ПК у внутрішній мережі в обхід NAT-маршрутизатора, що звичайно знижує безпеку, але в деяких випадках необхідно.

Альтернативою DMZ-зоні є можливість конфігурування віртуального сервера (технологія статичного перенаправлення портів). Справа в тому, що при використанні протоколу NAT внутрішня мережа залишається недоступною ззовні і трафік у внутрішню мережу можливий лише у випадку, якщо запит створюється з боку внутрішньої мережі. При отриманні пакета з внутрішньої мережі NAT-пристрій створює таблицю відповідності IP-адрес та портів одержувача та відправника пакетів, яка застосовується для фільтрації трафіку. При створенні статичної таблиці відповідності портів можливий доступ у внутрішню мережу по певному порту із зовнішньої мережі навіть у разі, коли запит на доступом до мережі ініціалізується ззовні.

При конфігуруванні віртуального сервера користувачі отримують доступ ззовні до певних програм, встановлених на віртуальному сервері у внутрішній мережі. При настроюванні віртуального сервера задаються IP-адреса віртуального сервера, використовуваний протокол (TCP, UDP тощо), а також внутрішній порт (Private Port) та зовнішній порт (Public Port).

Додатково маршрутизатор ASUS WL-566gM підтримує технологію динамічного перенаправлення портів. Статичне перенаправлення портів дозволяє частково вирішити проблему доступу із зовнішньої мережі до сервісів локальної мережі, що захищається NAT-пристроєм. Однак існує й зворотне завдання – забезпечити користувачам локальної мережі доступ до зовнішньої мережі через NAT-пристрій. Справа в тому, що деякі програми (наприклад, Інтернет-ігри, відеоконференції, Інтернет-телефонія та інші програми, що вимагають встановлення безлічі сесій одночасно) не сумісні з NAT-технологією. Щоб вирішити цю проблему, застосовується так зване динамічне перенаправлення портів (іноді воно також називається Applications), коли перенаправлення портів задається лише на рівні окремих мережевих додатків. Якщо маршрутизатор підтримує цю функцію, необхідно встановити номер внутрішнього порту (або інтервал портів), пов'язаний з конкретним додатком (Trigger Port), і номер зовнішнього порту NAT-пристрою (Public Port), який зіставлятиметься з внутрішнім портом.

При активації динамічного перенаправлення портів маршрутизатор слідкує за вихідним трафіком з внутрішньої мережі та запам'ятовує IP-адресу комп'ютера, що генерує цей трафік. При надходженні даних у локальний сегмент включається перенаправлення портів і дані пропускаються всередину. Після завершення передачі перенаправлення вимикається, і будь-який інший комп'ютер може створити новий перенаправлення вже на свою IP-адресу.

Маршрутизатор ASUS WL-566gM має вбудований SPI-брандмауер з широкими можливостями налаштування: можна активувати або відключити брандмауер, заборонити web-доступ у внутрішню мережу із зовнішньої мережі, вказати порт web-доступу із зовнішньої мережі, блокувати відгук маршрутизатора на команду Ping , налаштувати розклад дії фільтра доступу із внутрішньої мережі до зовнішньої, блокувати URL-адреси (домени).

Тестування маршрутизатора ASUS WL-566gM

Тестування даного маршрутизатора проходило в три етапи. На першому етапі оцінювалася продуктивність власне маршрутизатора при передачі даних між сегментами WAN та LAN, на другому – між сегментами WLAN та WAN, а на останньому етапі – між сегментами WLAN та LAN.

Тестування продуктивності виконувалось за допомогою спеціального програмного забезпечення NetIQ Chariot версії 5.0. Для тестування використовувався стенд, що складається з ПК та ноутбука ASUS A3A. Для того щоб оцінити перевагу технології MIMO, тестування проводилося із застосуванням як вбудованого в ноутбук бездротового адаптера Intel PRO Wireless 2200BG за протоколом 802.11g, так і бездротового PCMCIA-адаптера ASUS WL-106gM, який сумісний із режимом MIMO.

На ноутбуці та ПК було встановлено операційна система Microsoft Windows XP Professional SP2.

Тест 1. Швидкість маршрутизації WAN-LAN (провідниковий сегмент)

Спочатку вимірювалася пропускна здатність маршрутизатора при передачі даних між сегментами WAN і LAN, для чого до WAN-порту маршрутизатора підключався ПК, що імітує зовнішню мережу, а до LAN-порту - ноутбук, що імітує внутрішню мережу.

Після цього за допомогою програмного пакета NetIQ Chariot 5.0 вимірювався трафік по протоколу TCP між комп'ютерами, підключеними до маршрутизатора, для чого протягом 5 хв запускалися скрипти, що емулюють передачу та отримання файлів відповідно. Ініціювання на передачу даних походило із внутрішньої LAN-мережі. Передача даних від LAN до WAN-сегменту емулювалася із застосуванням скрипта Filesndl.scr (передача файлів), а передача у зворотному напрямку — за допомогою скрипта Filercvl.scr (отримання файлів). Для оцінки продуктивності в дуплексному режимі емулювалися одночасні передачі та отримання даних.

Під час тестування на бездротовому маршрутизаторі активізувався вбудований Firewall.

Тест 2. Швидкість маршрутизації WAN-WLAN (бездротовий сегмент)

На наступному етапі оцінювалася швидкість маршрутизації при передачі даних між зовнішнім сегментом WAN та внутрішнім бездротовим сегментом мережі (WLAN). Для цього до порту WANпідключався ПК за інтерфейсом 10/100Base-TX, а між вбудованою точкою доступу та ноутбуком ASUS A3A з бездротовим адаптером встановлювалося бездротове з'єднанняза протоколом IEEE 802.11g та в режимі MIMO. Взаємодія з протоколом IEEE 802.11g здійснювалося за допомогою використання вбудованого в ноутбук бездротового адаптера Intel PRO Wireless 2200BG, а для взаємодії в режимі MIMO застосовувався бездротовий PCMCIA-адаптер ASUS WL-106gM.

Вимірювання швидкості маршрутизації проводилося так само, як і в попередньому тесті. Як показало тестування, використання різних режимів шифрування трафіку (WEP, TKIP, AES) не позначається швидкості передачі даних. Тому ми вирішили не наводити результатів, оскільки вони повністю збігаються з відповідними результатами за відсутності шифрування.

Тест 3. Швидкість маршрутизації LAN-WLAN (бездротовий сегмент)

Для тестування вбудованої маршрутизатор точки доступу до LAN-порту підключався ПК за інтерфейсом 10/100Base-TX, а вбудована точка доступу взаємодіяла з ноутбуком, оснащеним інтегрованим бездротовим контролером. Вимірювання швидкості передачі даних проводилося так само, як і в попередньому тесті.

Результати тестування

Результати тестування бездротового маршрутизатора представлені в табл. 2.

Як видно з результатів тестування, швидкість маршрутизації, що забезпечується пристроєм, дуже висока і обмежується протокольною швидкістю інтерфейсу. Fast Ethernet. Для корпоративних користувачів, підключених до високошвидкісних каналів Інтернету, це означає, що сам собою маршрутизатор не буде вузьким місцем каналу передачі даних, незважаючи на те, що забезпечує повний аналіз вхідних пакетів (SPI-брандмауер).

Як і слід очікувати, результати тестів у режимах передачі трафіку WAN>WLAN і LAN>WLAN мало відрізняються один від одного, що цілком закономірно, оскільки процес маршрутизації пакетів не відбивається на продуктивності пристрою. Аналогічно трафік у режимі WLAN>WAN збігається з трафіком WLAN>LAN.

Щодо роботи точки доступу в стандартному режимі 802.11g, то з цього приводу у нас жодних зауважень немає. Швидкість передачі у всіх режимах більше 20 Мбіт/с, що цілком типово для пристроїв 802.11g.

Використання режиму MIMO дозволяє збільшити швидкість передачі даних у напрямку від точки доступу до бездротового клієнта до 55 Мбіт/с та у зворотному напрямку – до 70-75 Мбіт/с. Це, звичайно, не заявлені 240 Мбіт/с, але все ж таки майже втричі більше, ніж показники типових пристроїв стандарту 802.11g.

Загалом можна констатувати, що маршрутизатор ASUS WL-566gM цілком функціональний, має надмірну (для домашнього користувача) кількість налаштувань та високу продуктивність у всіх режимах роботи.

Редакція висловлює подяку представництву компанії ASUSTeK COMPUTER (www.asuscom.ru) за надання для огляду бездротового маршрутизатора ASUS WL-566gM, бездротового адаптера ASUS WL-106gM та ноутбука ASUS A3A.

Інтернет легко та міцно увійшов у життя сучасної людини і став її невід'ємною частиною. Мережа – це спілкування, робота, захоплення. Багато що нині пов'язане з нею. Тому розвиваються і способи з'єднання з Інтернетом, серед яких можна згадати оптоволоконні, коаксильні кабелі, Wi-Fi та 3G. При цьому швидкість залежить від провайдера та обраного тарифу. Важливим є і спосіб підключення до Мережі. Розглянемо деякі їх докладніше.

Перш ніж поговорити про швидкість, з якою можуть передаватися дані в Інтернеті, потрібно визначитися з тим, як ці дані вимірюються. Серед професіоналів, що займаються комп'ютерними технологіями, і любителів-користувачів ПК прийнятий як одиниця передачі даних байт, біт. Міжнародний стандарт встановив, що ці одиниці слід використовувати з приставкою СІ. Як у будь-якої одиниці виміру, є точні характеристики у біта та байта. Так, мегабіт дорівнює ста двадцяти п'яти тисячам 8-ми бітових байт, а сто двадцять п'ять кілобайт дорівнюють приблизно ста двадцяти двом кібібайтам. У телекомунікаційних або комп'ютерних мережахвикористовують позначення "мегабіт", яке характеризує швидкість, з якою передаються дані в мережі.

А тепер від теорії перейдемо до розгляду існуючих ліній зв'язку, які різняться способами. Виділяють провідні лінії, кабельні та бездротові. Перші застосовуються передачі комп'ютерних даних і телефонних сигналів. За ними організовуються передачі даних канали як аналогові, і цифрові. До кабельних ліній зв'язку, які застосовуються в комп'ютерних мережах, відносять три типи кабелю: (швидкість передачі даних по ньому становить від 10 до 100 мегабіт на секунду), коаксіальний (застосовується в мережах Ethernet) та Останній здатний передавати сигнал лише в одному напрямку. Але при цьому він найбільш захищений від перешкод і здатний великої швидкостіпередавати інформацію - до трьох гігабіт на секунду.

До бездротових ліній відносять стільниковий та супутниковий зв'язок. Причому фахівці визнають, що майбутнє саме за такими засобами зв'язку, для яких не потрібні дроти.

Мережі 3G набули поширення в Росії завдяки ведучим стільниковим операторам: Білайну, МТС та Мегафону Щоб скористатися доступом до мережі, достатньо мати стільниковий телефонабо USB-модем, що підтримує мережі 3-го покоління. Телефон автоматично починає працювати в мережі 3G, якщо не заважає сигнал GSM. При цьому не потрібні додаткові налаштування. Щоб підвищити швидкість передачі даних, пристрій потрібно переключити в режим 3G Only, який дозволяє переводити 3G-термінал (модем або стільниковий телефон) в режим UMTS. В результаті навіть при слабкому сигналі може збільшитися швидкість завантаження з Інтернету даних.

Такі радіоканали передачі даних, як Wi-Fi, WiMAX здатні передавати інформацію з відривом до п'ятдесяти кілометрів і забезпечувати у своїй швидкість до сімдесяти мегабіт на секунду.

У мережі UMTS передачі даних дорівнює сорока восьми кілобайтам на секунду. Цього цілком достатньо, щоб переглядати web-сторінки. Але завдяки новим розробкам з'явилася технологія HSPA, яка отримала назву 3,5G. Це високошвидкісна передача пакетних даних від мережі до клієнта (HSDPA) та від клієнта до мережі (HSUPA). Завдяки нової технології, інформація передається із швидкістю 3,6 Мбіт/сек. Не всі сучасні пристрої можуть працювати з нею.

Доступ до Інтернету здійснюється за допомогою кабелів. Ця форма підключення до мережі поширена серед власників стаціонарних комп'ютерів. При використанні коаксіального кабелюшвидкість передачі може становити від двохсот п'ятдесяти до п'ятисот кілобіт на секунду. Якщо використовуються два кабелі, то по одному надходить немодульований сигнал, а по другому - сигнал таймера. Дані передаються за форматом HDLC, що включає крім самих відомостей, інформацію про початок і кінець повідомлення, а також контрольні відомості.

Written on 16 серпня 2006 . Posted in Бездротові мережі

Сторінка 12 з 13

Максимальна швидкість передачі даних у протоколах 802.11b/g

Як було показано, максимальна швидкість, що визначається протоколом 802.11b, становить 11 Мбіт/с, а протоколу 802.11g — 54 Мбіт/с.

Однак слід чітко розрізняти повну швидкість передачі та корисну швидкість передачі. Справа в тому, що технологія доступу до середовища передачі даних, структура кадрів, що передаються, заголовки, що додаються до переданих кадрів на різних рівнях моделі OSI, - все це передбачає наявність досить великого обсягу службової інформації. Згадаймо хоча б наявність охоронних інтервалів під час використання OFDM-технології. В результаті корисна або реальна швидкість передачі, тобто швидкість передачі даних, завжди виявляється нижче повної швидкості передачі.

Більше того, реальна швидкість передачі залежить від структури бездротової мережі. Так, якщо всі клієнти мережі використовують один і той же протокол, наприклад 802.11g, то мережа є гомогенною і швидкість передачі даних у такій мережі вища, ніж у змішаній мережі, де є клієнти як 802.11g, так і 802.11b. Справа в тому, що клієнти 802.11b "не чують" клієнтів 802.11g, які використовують OFDM-кодування. Тому з метою забезпечення спільного доступу до середовища передачі даних клієнтів, що використовують різні типи модуляції, у подібних змішаних мережах точки доступу повинні відпрацьовувати певний механізм захисту. Внаслідок використання механізмів захисту в змішаних мережах реальна швидкість передачі стає ще меншою.

Крім того, реальна швидкість передачі даних залежить і від протоколу (TCP або UDP) і від розміру довжини пакета. Природно, що протокол UDP передбачає вищі швидкості передачі. Теоретичні максимальні швидкості передачі для різних типів мереж і протоколів представлені у таблиці 3.