Беспроводная информационная среда связи

Беспроводная информационная среда связи

Беспроводная среда

Беспроводная среда вошла во многие сферы нашей жизни. Постоянно происходит дальнейшее совершенствование и развитие беспроводной среды.

Словосочетание «беспроводная среда» как бы означает полное отсутствие проводов в сети. В действительности же это не так. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой в качестве среды передачи используется кабель. Такая сеть со смешанными компонентами называется гибридной.

Возможности

Компоненты беспроводной среды обеспечивают временное подключение к существующей кабельной сети, помогают организовать резервное копирование в существующую кабельную сеть, гарантируют определенный уровень мобильности и позволяют снять ограничения на максимальную протяженность сети, накладываемые медными или даже оптоволоконными кабелями.

Применение

Трудность установки кабеля - фактор, который дает беспроводной среде неоспоримое преимущество. Она может оказаться особенно полезной в следующих ситуациях: в помещениях, заполненных людьми (например, в прихожей или приемной);

• для людей, которые не работают на одном месте;

• в изолированных помещениях и зданиях;

• в помещениях, планировка которых часто меняется;

• в строениях (например, памятниках истории или архитектуры), где прокладывать кабель непозволительно.

Типы беспроводных сетей

В зависимости от технологии беспроводные сети можно разделить на три типа:

• локальные вычислительные сети;

• расширенные локальные вычислительные сети;

• мобильные сети (переносные компьютеры).

Основные различия между этими типами сетей - параметры передачи. Локальные и расширенные локальные вычислительные сети используют передатчики и приемники, принадлежащие той организации, в которой функционирует сеть. Для перносных компьютеров в качестве среды передачи сигналов выступают AT&T, МCI, Sprint, местные телефонные компании и их общедоступные службы.

Локальные вычислительные сети

Типичная беспроводная сеть выглядит и функционирует практически так же, как обычная, за исключением среды передачи. Беспроводной сетевой адаптер с трансивером установлен в каждом компьютере, и пользователи работают так, будто их компьютеры соединены кабелем.

Точки доступа

Трансивер, называемый иногда точкой доступа (access point), обеспечивает обмен сигналами между компьютерами с беспроводным подключением и остальной сетью. В беспроводных ЛВС используются небольшие настенные трансиверы. Они устанавливают радиоконтакт между переносными устройствами. Такую сеть нельзя назвать полностью беспроводной именно из-за использования этих трансиверов.

Способы передачи

Беспроводные локальные сети используют четыре способа передачи данных:

• инфракрасное излучение;

• лазер;

• радиопередачу в узком спектре (одночастотная передача);

• радиопередачу в рассеянном спектре.

Инфракрасное излучение

Все инфракрасные беспроводные сети используют для передачи данных инфракрасные лучи. В подобных системах необходимо генерировать очень сильный сигнал, так как в противном случае значительное влияние будут оказывать другие источники, например окна. Этот способ позволяет передавать сигналы с большой скоростью, поскольку инфракрасный свет имеет широкий диапазон частот. Инфракрасные сети способны нормально функционировать на скорости 10 Мбит/с. Существует четыре типа инфракрасных сетей

• Сети прямой видимости.

Как говорит само название, в таких сетях передача возможна лишь в случае прямой видимости между передатчиком и приемником.

• Сети на рассеянном инфракрасном излучении.

При этой технологии сигналы, отражаясь от стен и потолка достигают приемника. Эффективная область ограничивается примерно 30 м, и скорость передачи невелика из-за большого уровня внешних помех.

• Сети на отраженном инфракрасном излучении.

В этих сетях оптические трансиверы, расположенные рядом с компьютером, передают сигналы в определенное место, из которого они переадресуются соответствующему компьютеру.

• Широкополосные оптические сети.

Эти инфракрасные беспроводные сети предоставляют широкополосные услуги, соответствуют жестким требованиям мультимедийной среды и практически не уступают кабельным сетям.

Хотя скорость и удобство использования инфракрасных сетей очень привлекательны, возникают трудности при передаче сигналов на расстояние более 30 м (100 футов). К тому же такие сети подвержены помехам со стороны сильных источников света, которые есть в большинстве организаций.

Лазер

Лазерная технология похожа на инфракрасную тем, что требует прямой видимости между передатчиком и приемником. Если по каким-либо причинам луч будет прерван это прервет и обмен данными.

Радиопередача в узком спектре (одночастотная передача)

Этот способ напоминает вешание обыкновенной радиостанции. Пользователи настраивают передатчики и приемники на определенную частоту. При этом прямая видимость необязательна, площадь вещания составляет около46500 м². Сигнал высокой частоты, который используется, не проникает через металлические или железобетонные преграды. Доступ к такому способу связи осуществляется через поставщика услуг, например телефонные компании.

Радиопередача в рассеянном спектре

При этом способе сигналы передаются в некоторой в полосе частот, что позволяет избежать проблем связи, присущих одночастотной передаче.

Доступные частоты разделены на каналы, или интервалы. Адаптеры в течение предопределенного промежутка времени настроены на установленный интервал, после чего переключаются на другой интервал. Переключение всех компьютеров в сети происходит синхронно.

Чтобы защитить данные от несанкционированного доступа, применяют кодирование. Скорость передачи в 250 Кбит/с (килобит в секунду) относит данный способ к разряду самых медленных. Но есть сети, построенные на его основе, которые передают данные со скоростью до 2 Мбит/с на расстояние до 3,2 км на открытом пространстве и до 120 м внутри здания.

Передача «точка-точка»

Данный способ передачи несколько выходит за рамки существующего определения сети. Технология передачи «точка-точка» предусматривает обмен данными только между компьютерами, в отличие от взаимодействия между несколькими компьютерами и периферийными устройствами. Однако, чтобы организовать сеть с беспроводной передачей, надо использовать дополнительные компоненты, такие, как одиночные и хост-трансиверы. Их можно устанавливать как на автономных компьютерах, так и на компьютерах, подключенных к сети.

Эта технология, основанная на последовательной передаче данных, обеспечивает:

• высокоскоростную и безошибочную передачу, применяя радиоканал «точка-точка»;

• проникание сигнала через стены и перекрытия;

• скорость передачи от 1,2 до 38,4 Кбит/с на расстояние до 60 м внутри здания и на 530 м в условиях прямой видимости.

Подобные системы позволяют передавать сигналы между компьютерами, между компьютерами и другими устройствами, например принтерами или сканерами штрих-кода.

Расширенные локальные сети

Некоторые типы беспроводных компонентов способны функционировать в расширенных локальных вычислительных сетях так же, как их аналоги - в кабельных сетях. Беспроводной мост, например, предназначен для соединения сетей, находящихся друг от друга на расстоянии до нескольких километров.

Многоточечное беспроводное соединение

Компонент, называемый беспроводным мостом (wireless bridge), помогает установить связь между удаленными сетями без участия кабеля. Мост может использовать технологию радиопередачи в рассеянном спектре для создания магистрали, соединяющей несколько сетей. Расстояние между ними, в зависимости от условий, может достигать нескольких километров. Стоимость эксплуатации такого устройства зачастую оказывается ниже аренды линии связи.

Мобильные сети

В беспроводных мобильных сетях в качестве среды передачи выступают телефонные системы и общественные службы. При этом используются:

• пакетное радиосоединение;

• сотовые сети;

• спутниковые станции.

Работники, которые постоянно находятся в разъездах, могут воспользоваться этой технологией: имея при себе переносные компьютеры или PDA (Personal Digital Assistants), они будут обмениваться электронной почтой, файлами и другой информацией.

Такая форма связи удобна, но довольно медленна. Скорость передачи от 8 Кбит/с до 28,8 Кбит/с. А если запущена система коррекции ошибок, скорость становится еще меньше. Для подключения переносных компьютеров к основной сети применяют беспроводные адаптеры, использующие технологию сотовой связи. Небольшие антенны, установленные на переносных компьютерах, связывают их с окружающим радиоретрансляторами.

Пакетное радиосоединение

При пакетном радиосоединении данные разбиваются на пакеты (подобные сетевым пакетам), в которых содержится следующая информация:

• адрес источника;

• адрес приемника;

• информация для коррекции ошибок.

Пакеты передаются на спутник, который транслирует их в широковещательном режиме. Затем устройства с соответствующим адресом принимают эти пакеты.

Сотовые сети

Сотовые цифровые пакеты данных (Cellular Digital Packet Data, CDPD) используют ту же технологию, что и сотовые телефоны. Они передают данные по существующим для передачи речи сетям в те моменты, когда эти сети не заняты. Это очень быстрая технология связи с задержкой в доли секунды, что делает ее вполне приемлемой для передачи в реальном масштабе времени. В сотовых сетях, как и в других беспроводных сетях, необходимо найти способ, который позволит подключиться к существующей кабельной сети.

Nortel out of Mississauga (Онтарио, Канада) - компания, которая производит интерфейсный блок Ethernet (Ethernet Interface Unit, EIU), предназначенный для этой цели.

Микроволновые системы

Микроволновая технология помогает организовать взаимодействие между зданиями в небольших, компактных системах, например в университетских городках. В настоящее время микроволновая технология наиболее распространенный в Соединенных Штатах метод передачи данных на дальние расстояния. Он идеален при взаимодействии в прямой видимости двух точек, таких, как:

• спутник и наземная станция;

• два здания;

• любые объекты, которые разделяет большое открытое пространство (например, водная поверхность или пустыня).

Микроволновая система состоит из следующих компонентов.

• Двух радиотрансиверов.

Один для генерации сигналов (передающая станция), а другой - для приема (приемная станция).

• Двух направленных антенн.

Они нацелены друг на друга так, чтобы осуществить прием сигналов, передаваемых трансиверами. Эти антенны часто устанавливают на вышки, чтобы покрыть большие расстояния.