Взаимодействие устройств
Взаимодействие устройств
Теоретические вопросы работы локальных сетей Radio Ethernet регламентированы стандартами семейстава IEEE 802.11. В нем определяется порядок организации беспроводных сетей на уровне доступа к среде передачи данных (МАС-уровень) и на физическом уровне (PHY-уровень).
Изначально стандарт IEEE 802.11 предполагал возможность передачи данных по радиоканалу на скорости 1 Мбит/с и опционально на скорости 2 Мбит/с. В более поздней версии - IEEE 802.11b, фактически являющейся дополнением к основному стандарту, определяется скорость передачи 1, 2, 5.5 и 11 Мбит/с. Следующие версии (a, g) еще более "подняли" скорость.
При взаимодействии устройств на MAC-уровне определяется два основных типа инфраструктуры сетей - Ad Hock и Infrastructure Mode. В первом случае возможен режим точка-точка (узлы непосредственно взаимодействуют друг с другом), во втором - взаимодействие идет через точку доступа (Access Point), который играет роль концентратора. При этом возможны два режима взаимодействия - BSS (Basic Service Set), все станции связываются только через точку доступа, и ESS (Extended Service Set), при которой узлы могут взаимодействовать друг с другом.
Для доступа к среде передачи (PHY-уровень) применяется знакомая по Ethenret система доступа с обнаружением несущей (CSMA/CA, Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance), только вместо обнаружения коллизий используется технология их избегания. Перед отправкой кадра в эфир станция посылает специальное сообщение (RTS, Ready To Send), которое говорит о готовности начать передачу, а так же ее продолжительности и адресате.
Соответственно, другие узлы могут задержать передачу, кроме принимающего, который передает сигнал готовности (CTS, Clear to send). Успешная передача подтверждается кадром ACK, после чего все возобновляется снова и снова. Упрощенно говоря, коллизии между абонентами допускаются только при резервировании (в процессе "соревнования" за занятие канала), а передача данных начинается уже без возможности коллизий.
С другой стороны, активно развивается рынок беспроводного оборудования операторского класса. Это достаточно большой круг систем, включающих в себя MMDS, LMDS, OFDM (будущий 802.16а), а так же ряд фирменных технологий. Среди этого разнообразия оборудования, технологий, цен и возможностей разобраться бывает нелегко даже специалисту, не говоря уже о начинающих.
Попробуем прояснить ситуацию, которая сложилась на практике.
Группа IEEE 802.11.
В настоящий момент эта группа, безусловно, доминирует на рынке. Однако, сразу необходимо отметить, что данные стандарты изначально разрабатывалась (и продолжают разрабатываться) как технология локальных сетей внутри помещений.
Грубо говоря, устанавливая точку доступа 802.11, получаем концентратор (хаб) с характеристиками, несколько ухудшенными относительно его "проводных" аналогов. Таким образом, на одну точку пропускной способностью 11Mb/s (802.11b) для большинства приложений возможно подключить до 10-15 клиентов.
Это обстоятельство делает фактически невозможным применение подобного оборудования в сетях доступа масштаба города или хотя бы района. Несмотря на то, что подобные сети были построены во многих городах, услугу нельзя назвать массовой (или качественной).
Достойным "outdoor" применением оборудования 802.11b являются соединения точка-точка или разнос на 2-3 точки на расстояниях до 7-8 километров.
Приведем краткую таблицу характеристик для группы 802.11
| Стандарт | 802.11 | 802.11b | 802.11a | 802.11g |
| Частоты | 2,4-2,483 ГГц | 2,4-2,483 ГГц | 5,15-5,25 ГГц 5,25-5,35 ГГц 5,725-5,850 ГГц |
2,4-2,483 ГГц |
| Метод передачи | DSSS,FHSS | DSSS | DSSS | DSSS |
| Скорость | 1,2Мб/с | 1,2,5.5, 11Мб/с |
6,9,12,18, 24,36,48,54Мб/с |
6,9,12,18, 24,36,48,54Мб/с |
| Метод модуляции | BPSK, QPSK | BPSK, QPSK, CCK | BPSK, QPSK | BPSK, QPSK |
| Дальность связи | До 50 км | До 50 км | До 40 км | До 40 км |
Крупные зарубежные операторы связи очень редко применяют данное оборудование в своих сетях в основном из-за отсутствия каких либо гарантированных характеристик канала, которые собственно и являются продаваемым товаром.
Наиболее распространенными реализациями данных стандартов является оборудование таких компаний как Cisco (aironet), Proxim (ORiNOCO), Micronet (SP), D-Link, Linksys и т.п.
MMDS и LMDS подобное оборудование
Исторически эта группа оборудования разрабатывалась как система беспроводного многоканального телевидения с переносом в высокочастотные спектры. Позже появились реализации, позволяющие наложить сеть стандарта DOCSIS v1.0 на существующую радиосеть (DOCSIS - стандарт цифровой передачи в кабельных сетях). Таким образом, все характеристики цифрового тракта соответствуют данному стандарту (Downstream до 38 Mbps, разделяемый, Upstream от 0,3 до 9Mbps, на каждого пользователя).
Наложение цифровой сети оставляет возможность транслировать определенное количество телевизионных каналов (в зависимости от общего спектра системы). Высокая мощность передатчика обеспечивает значительную зону покрытия (до 40км).
Основной недостаток подобного рода систем - чрезвычайно высокая стоимость. Инсталляция одной базовой станции потребует от $150000, не считая затрат на получение частотного разрешения.
С частотами так же существуют определенные проблемы, обусловленные шириной спектра, требуемого системой. Общая стоимость развертывания сети на средний город оценивается в $700000-1000000. Таких средств у отечественных операторов как правило нет.
Фирменные технологии
Отсутствие стандарта на беспроводные сети с гарантированными характеристиками канала привело к появлению большого числа фирменных разработок. Наиболее известными на текущий момент являются Tsunami (Proxim), Ultima3 (Wi-Lan), PacketWave(Aperto Networks) и Revolution (CompTek).
