IZONE- http://www.izcity.com/- бесплатный софт, вэб-сервисы, ресурсы для раскрутки, свежие номера журнала "Internet Zone".

Два прихопа, три притопа

Георгий Башилов

Этот материал посвящен обзору современного состояния и тенденций развития беспроводных компьютерных сетей. Напоминаем, что Intel, «Компьютерра» и Нижегородский государственный университет недавно объявили конкурс исследовательских проектов в этой области (http://www.computerra.ru/online/withoutwires/13604), в котором мы приглашаем участвовать, коллективно или индивидуально, научных сотрудников, инженеров и студентов. 

Уходящий год был для, казалось бы, уже не молодой технологии - RadioEthernet - до предела насыщен событиями, и большими, и маленькими. Провал технологии Bluetooth на весенней выставке «CeBIT», отказ Microsoft от поддержки «голубого зуба» в Windows XP, решение Intel о прекращении разработки устройств HomeRF и поддержке протоколов семейства 802.11, новогодняя инициатива компаний MobileStar и Microsoft по предоставлению беспроводного широкополосного - со скоростью до 11 Мбит/с! - доступа в кофейнях сети StarBucks… К слову, один из тарифных планов MobileStar предлагает неограниченный беспроводной доступ всего за 30 долларов в месяц, при цене вступительного взноса, RadioEthernet-карточки, около 70 долларов. А получить его можно в 650 хот-спотах, или узлах доступа - кофейнях, аэропортах, гостиницах и т. д., оснащенных беспроводными базовыми станциями, или даже сетями из таких станций, разбросанных по всей территории Штатов.

Список достижений RadioEthernet, разумеется, можно продолжить: согласно исследованиям Cahners In-Stat Group, оборот рынка беспроводного оборудования для локальных сетей растет примерно на 50 процентов в год: если в прошлом году он составил всего 1,3 миллиарда долларов, то в 2002 году должен вырасти до 3 миллиардов долларов.

И это только начало: уже в нынешнем году на рынке должны появиться первые устройства стандарта 802.11а, обеспечивающие скорость передачи данных до 54 Мбит/с. Как уверяют производители, их цена не будет заметно отличаться от ставших уже традиционными устройств стандарта 802.11b.

В этом году заметно оживился и российский рынок оборудования для беспроводных локальных сетей. Появляются и новые производители, и дистрибьюторы, и программы по продвижению оборудования. Кстати, обзаведясь дома постоянным подключением к Сети и мешаниной проводов, связывающих воедино домашнее сетевое и видеохозяйство, я и сам всерьез стал задумываться о преимуществах беспроводного доступа.

A и Б сидели на трубе

Устройства стандарта 802.11 работают в диапазонах частот, свободных в большинстве стран от лицензирования и получения разрешений на использование радиочастот. Для 802.11b стандартным стал диапазон 2,4 ГГц, для 802.11a - 5 ГГц (вернее, две области частот, 5,15-5,35 ГГц и 5,725-5,825 ГГц) и, соответственно, максимальные скорости передачи данных 11 и 54 Мбит/с.

В обоих стандартах применяется один и тот же механизм CSMA/CA (множественный доступ с контролем несущей и избежанием конфликтов), объединяющий их с наиболее распространенным стандартом локальных сетей - Ethernet. Однако деление рабочей области частот на множество частотных каналов, в которых параллельно передаются данные, характерное для 802.11а, позволяет производителям использовать более гибкие схемы передачи данных и механизмы обеспечения QoS (Quality of Service). Кстати, несмотря на то, что в стандарт 802.11 на MAC-уровне заложены традиционные для Ethernet механизмы разрешения коллизий при доступе к среде, ряд производителей закладывает в свои чипсеты возможность реализации таких вот многопоточных соединений, позволяющих и гибко распределять общую пропускную способность сети между ее участниками, и оптимизировать энергопотребление отдельных устройств - см. новость «Атэрос, радиата» в #363.

1

Радиус соты, если не применять специальных направленных антенн, обычно не превышает 100 метров, а скорость передачи заметно падает при удалении от базовой станции. По данным компании Atheros, одного из первых производителей чипсетов стандарта 802.11a, для 802.11b критическими являются расстояния около 30 метров (скорость передачи 5,5 Мбит/с) и 50 метров, где скорость падает до 2 Мбит/с. В случае 802.11a на расстоянии 30 метров этот показатель падает уже втрое, до 18 Мбит/с, а на 50 метрах - обычно не превышает 6 Мбит/с. В среднем, при тех же расстояниях, 802.11a обеспечивает примерно трехкратный выигрыш в скорости передачи данных и заметный, от 4 до 9 раз, выигрыш по энергопотреблению, из расчета на единицу переданной информации (по данным Atheros), и несколько проигрывает по дальности передачи данных, хотя и в значительно меньшей степени, чем предсказывала теория, сохраняя функциональность на расстояниях более 60 метров.

2

Еще одним отличием этих стандартов является число используемых частотных диапазонов. Самое распространенное оборудование стандарта 802.11b использует модуляцию DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) и делит доступный частотный диапазон на три рабочие области: как результат, при регулярном покрытии две соты с одной рабочей частотой может отделять лишь одна сота, а 802.11a допускает одновременную передачу данных в восьми частотных диапазонах (и еще четырех - в верхней части частотного диапазона, нацеленной, в первую очередь, на городские сети, см. рис. 1), что заметно упрощает частотное планирование и позволяет уменьшить нежелательную интерференцию сигналов из прилегающих сот, использующих те же рабочие частоты. Кроме того, используемый в 802.11a метод модуляции OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) делает этот стандарт более устойчивым к многолучевому распространению.

Заметим, все семейство 802.11 находится в постоянном развитии. Так, Министерство обороны США рассматривает предложение добавить к трем имеющимся физическим уровням передачи данных стандарта 802.11, двум - радиочастотным (FHSS и DHSS) и одному оптическому, инфракрасному, еще одного, четвертого, радиочастотного сверхширокополосного физического уровня - UWB (или Ultra-WideBand; см. «КТ» #413, «Прощай, голубой зуб?»). Правда, не исключено, для внутреннего применения и после некоторой адаптации: берем готовые верхние уровни 802.11, приделываем к ним собственный закрытый нижний и никого не пускаем; среди аргументов авторов программы - возможность пеленгации радиопередатчиков и слабая криптографическая устойчивость стандарта 802.11b. Но вот ведь загвоздка: если существует открытый стандарт, значит, передачу можно принять, а следовательно, и запеленговать. А сама посылка стандарта UWB, будучи принятой, уже не имеет криптографической ценности - вся прелесть в закрытых кодах, делающих невозможным прием.

Впрочем, среди аргументов встречаются и общечеловеческие ценности: быстрота развертывания сетей, устойчивость к многолучевому распространению и, в перспективе, возможность, в отличие от существующего 802.11а, глобального применения - ведь ни одно из правительств пока не ограничивает (и не может контролировать!) использование устройств, работающих ниже уровня естественных радиочастотных шумов.

Не совсем ясна и юридическая подоплека UWB. Эта технология использует очень широкий и притом непрерывный спектр частот, и совершенно понятно, как к ней будут относиться компании, выложившие миллионы долларов за участок спектра, который исподволь (пусть даже и ниже уровня шумов) будут использовать их прямые конкуренты.

Другие предложения рассматриваются, притом всерьез и интенсивно, самим комитетом IEEE 802. Из них наиболее интересны, пожалуй, два - новые стандарты передачи данных 802.11g и 802.11h.

Первый нацелен на достижение скорости передачи данных выше 20 Мбит/с в уже переполненном диапазоне частот 2,4 ГГц, и если б не сентябрьские теракты, наверняка был бы уже принят. На стандартизацию претендовали два протокола, две схемы модуляции и передачи данных: Texas Instruments продвигала технологию, названную Packet Binary Convolutional Code (PBCC), которая, как утверждается, обеспечивает обратную совместимость с оборудованием стандарта 802.11b. Тем не менее, Intersil оказалась более удачливой в продвижении стандарта, основанного на OFDM, - обеспечивающего, соответственно, лучшую совместимость с 802.11a и, в перспективе, те же скорости передачи данных: до конца года Intersil планирует выпустить чипсеты, обеспечивающие скорость передачи до 34 Мбит/с, а во втором квартале следующего года - достичь отметки 54 Мбит/с.

Среди аргументов жюри - отсутствие очевидных преимуществ у рассматриваемых способов модуляции и, видимо, популярность OFDM: помимо 802.11a, этот метод модуляции используют сейчас ADSL, одна из разновидностей VDSL, наземное цифровое телевидение (DVB-T), цифровое радиовещание (DAB), системы фиксированной связи и некоторые другие технологии. Тем не менее, пользователи скорее всего смогут сами сравнить достоинства и недостатки обоих стандартов: TI заявила о поддержке PBCC в своих будущих чипсетах стандарта 802.11b.

802.11h нацелен на другую задачу: обеспечение глобальной поддержки стандарта 802.11a. По иронии судьбы, в Европе в 5-гигагерцовом диапазоне частот для беспроводных локальных сетей выделен больший участок спектра, но частично он занят под спутниковые коммуникации и другие наземные службы и не совпадает с диапазоном частот, выделенным FCC. Поэтому в чистом виде, без дополнительной адаптации, и в Европе, и в Японии у 802.11a нет никаких шансов быть принятым регулирующими органами. 802.11h должен дополнить стандарт 802.11a механизмами динамического управления частотами и мощностью сигнала - например, простым обнулением соответствующих спектральных компонент, как это сделано в ADSL-стандарте G.dmt, где нижняя область частотного диапазона предоставлена под передачу аналоговой телефонии.

У нового стандарта уже появляются сторонники в Европе: недавно компания Philips Semiconductor заявила, что не собирается разрабатывать и выпускать наборы микросхем для европейского стандарта HiperLAN/2 и направляет все усилия на разработку микросхем, поддерживающих стандарты 802.11a и h. Ожидается, что оборудование стандартов HiperLAN/2 и 802.11h появится примерно в одно и то же время. Соответственно, задержки могут пойти на пользу стандарту 802.11g, который и в Европе, и в России может получить заметно большее распространение, чем в Америке.

3

Как впрочем, и другой стандарт, Broadband DECT, который может быть принят ETSI (Европейским институтом по телекоммуникационным стандартам) уже в начале следующего года. Максимальная пропускная способность в 20 Мбит/с на расстояниях до 17 км (очевидно, при использовании направленных антенн), использование сравнительно чистого частотного диапазона, зарезервированного для DECT, и недорогих комплектующих (по имеющимся данным, стоимость наборов микросхем для Bluetooth и 802.11b составляет от 20 до 30 долларов, а для DECT - около 15) могут сделать эту технологию конкурентоспособной - по крайней мере, в Европе.

Продолжение следует

Источник: http://www.computerra.ru/

 


Copyright © "Internet Zone", http://www.izcity.com/, info@izcity.com