Доступ в локальные сети и мобильный Интернет открывает корпоративным и домашним пользователям новые грани мобильных вычислений и возможности использования карманных ПК, мобильных телефонов и ноутбуков. И все это благодаря появлению точек беспроводного доступа в аэропортах, гостиницах, кафе, конференц-залах и бизнес-центрах; одновременно постоянно снижаются цены на беспроводное оборудование Wi-Fi (wireless fidelity) и расширяется его ассортимент.

Прошлой осенью индустриальный альянс WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) переименовался в Wi-Fi Alliance и принял решение использовать термин Wi-Fi в качестве одного общего имени для стандартов 802.11а и 802.11b, а также, вероятно, и всех последующих, относящихся к беспроводным локальным сетям (WLAN).

Специалисты аналитической компании Gartner Data-quest считают, что объем мирового рынка беспроводных ЛВС к концу 2003 г. достигнет 2,8 млрд. долл., и указывают на колоссальные суммы, которые корпорации инвестируют в беспроводные решения. По прогнозу Gartner, к 2005 г. в мире будет 44 млн. пользователей беспроводных узлов доступа, а 80% всех продаваемых ноутбуков будут работать с беспроводными сетями, Wi-Fi. И хотя многие аналитики говорят о том, что в целом расходы на технологии в текущем году будут сравнительно невысоки, директор по исследованиям компании IDC Джон Ганц утверждает, что инвестиции в технологии беспроводных сетей значительно возрастут, особенно на развивающихся рынках.

По мнению специалистов компании Juniper (2003 г.), сейчас самое время для инвестиций: ожидается, что к 2008 г. годовой доход от услуг доступа в беспроводные локальные сети и общественных точек беспроводного доступа составит 9,5 млрд. долл.

На этот же период придется и бурное развитие беспроводных ЛВС в тех странах Восточной Европы, где уровень проникновения мобильной связи и Интернета сравним с Западной Европой. Среди потенциальных определяющих рынков можно назвать Россию, а также Чешскую Республику, Венгрию и Польшу, на долю которых приходится 90% всех электронно-коммерческих транзакций, совершаемых в Центральной и Восточной Европе.

В мире уже начался взрывообразный рост числа платных зон Wi-Fi, хотя и не урегулированы вопросы роуминга. Так, T-Mobile, владеющая сетью HotSpot, намерена покрыть зонами Wi-Fi все книжные магазины компании Borders (их в США около 400).

Wi-Fi «пошел в народ». Узлы беспроводного доступа активно устанавливаются во многих отелях, ресторанах и других общественных местах, в США его уже «подают» в McDonalds. Если Европа не сделает ответный ход, то даже во Франции национальная кухня отступит под глобалистским напором гамбургеров под цифровым соусом. В Москве публичный Wi-Fi недавно заработал в отелях «Мариотт».

Под зонтиком IEEE 802.11

Термином IEEE 802.11 обозначают семейство спецификаций, разработанных IEEE (Институтом инженеров по электротехнике и электронике) и лежащих в основе функционирования беспроводных сетей. В стандартах 802.11 определены принципы взаимодействия устройств в беспроводной сети. Семейство стандартов IEEE 802.11 содержит стандарты беспроводных сетей 802.11а, 802.11b и 802.11g. IEEE постоянно развивает 802.11 и готовит новые спецификации.

Протоколы беспроводных локальных сетей определяет базовый стандарт IEEE 802.11, разработанный в 1997 г. Основные из них — протоколы управления доступом к носителю MAC (Medium Accsess Control — нижний подуровень канального уровня) и протокол передачи сигналов в физической среде PHY, а именно в диапазоне радиоволн и ИК-излучения.

Доступ к среде (MAC)

Стандартом 802.11 определен единственный подуровень MAC, взаимодействующий с тремя типами протоколов физического уровня для разных технологий передачи сигналов: по радиоканалам (в диапазоне 2,4 ГГц с широкополосной модуляцией с прямым расширением спектра DSSS или скачкообразной перестройкой частоты FHSS) и по каналам ИК-излучения. Спецификациями стандарта предусмотрены два значения скорости передачи данных — 1 и 2 Мбит/с.

По сравнению с проводными Ethernet-сетями возможности подуровня MAC расширены благодаря функциям, обычно выполняемым на более высоком уровне, в частности процедурам фрагментации и ретрансляции пакетов. Это вызвано необходимостью повысить эффективную пропускную способность системы, снизив накладные расходы на повторную передачу пакетов.

В качестве основного метода доступа к носителю стандартом 802.11 определен механизм CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance — множественный доступ с обнаружением несущей и предотвращением коллизий).

Управление питанием

Для экономии энергоресурсов мобильных рабочих станций стандартом 802.11 предусмотрен механизм переключения станций в так называемый пассивный режим с минимальным энергопотреблением.

Архитектура и компоненты сети

В основу стандарта 802.11 положена сотовая архитектура. Сеть может состоять из одной или нескольких ячеек (сот). Каждая сота управляется базовой станцией, называемой точкой доступа (Access Point, АР). Точка доступа и находящиеся в пределах радиуса ее действия рабочие станции образуют базовую зону обслуживания (Basic Service Set, BSS). Точки доступа многосотовой сети взаимодействуют между собой через распределительную систему (Distribution System, DS) — эквивалент магистрального сегмента кабельных ЛВС. Вся инфраструктура, в том числе точки доступа и распределительная система, образует расширенную зону обслуживания (Extended Service Set).

Стандартом предусмотрен также односотовый вариант беспроводной сети, который может быть реализован и без точки доступа, при этом часть ее функций выполняется непосредственно рабочими станциями.

Роуминг

Для обеспечения перехода мобильных рабочих станций из зоны действия одной точки доступа к другой в многосотовых системах предусмотрены специальные процедуры сканирования (активного и пассивного прослушивания эфира) и присоединения (Association), однако строгих спецификаций по реализации роуминга стандарт 802.11 не предусматривает.

Обеспечение безопасности

Для защиты сетей 802.11 предусмотрен комплекс мер безопасности передачи данных под общим названием Wired Equivalent Privacy (WEP). Это механизмы и процедуры аутентификации для противодействия несанкционированному доступу к сети и шифрование для предотвращения перехвата информации.

Действующие стандарты (в порядке появления)

Беспроводные ЛВС — самый динамичный сектор коммуникационных технологий. Три года назад появились первые устройства 802.11b, в конце 2001 года было выпущено оборудование 802.11а и уже анонсированы первые изделия 802.11g. Некоторое неудобство вызывает несовместимость продуктов 802.11b и 802.11а. Новый 802.11g совместим с 802.11b, но не с 802.11 а. Стандарт IEEE 802.11g предусматривает более высокие значения пропускной способности беспроводных соединений (до 54 Мбит/с), чем его предшественник 802.11b. Точка доступа 802.11g сможет работать с клиентами 802.11b и 802.11g. Соответственно, ноутбук с платой 802.11g сможет подключаться и к уже действующим точкам доступа 802.11b, и ко вновь создаваемым 802.11g. Кроме несовместимости аппаратуры а и b, сетевые карты 802.11а заметно дороже, а цена точки доступа 802.11а превосходит стоимость 802.11b на треть.

Вскоре на потребительском рынке появится оборудование, базирующееся на стандарте 802.11g. Однако уже сейчас существует высокоскоростная альтернатива 802.11b — оборудование 802.11а. Оно выпускается несколькими производителями и также обеспечивает пропускную способность до 54 Мбит/с.

Алфавитная каша стандартов для беспроводных сетей запутает кого угодно. Поэтому многостандартные чипсеты начинают пользоваться наибольшим спросом: они облегчают путь миграции технологий WLAN и обеспечивают совместимость оборудования.

IEEE 802.11b

В окончательной редакции широко распространенный стандарт 802.11b был принят в 1999 г. и благодаря ориентации на освоенный диапазон 2,4 ГГц завоевал наибольшую популярность у производителей оборудования. В качестве базовой радиотехнологии в нем используется метод DSSS с 8-разрядными последовательностями Уолша. Поскольку оборудование 802.11b, работающее на максимальной скорости 11 Мбит/с, имеет меньший радиус действия, чем на более низких скоростях, то стандартом 802.11b предусмотрено автоматическое понижение скорости при ухудшении качества сигнала.

Как и в случае базового стандарта 802.11, четкие механизмы роуминга спецификациями 802.11b не определены.

Большинство компаний предпочитают системы именно этого стандарта, потому что стандарт был введен в строй еще в 1999 году, и сейчас разработано уже четвертое или пятое поколение совместимых с ним устройств. В таком оборудовании устранена большая часть прежних недостатков, а его цена приблизилась к массово доступному уровню. Пропускная способность (от 1 до 6 Мбит/с) отвечает требованиям большинства приложений.


К началу прошлого года в эксплуатации находилось около 15 млн. радиоустройств 802.11b. Если у вас стоит оборудование 802.11b, то для перехода к скоростным сетям стоит дождаться оборудования 802.11g.

IEEE 802.11a

IEEE 802.11а — стандарт беспроводных локальных сетей, функционирующих в частотном диапазоне 5 ГГц (диапазон ISM). Беспроводные ЛВС стандарта IEEE 802.11а обеспечивают скорость передачи данных до 54 Мбит/с, т. е. примерно в пять раз быстрее сетей 802.11b, и позволяют передавать большие объемы данных, чем сети IEEE 802.11b.


Это наиболее широкополосный из семейства стандартов 802.11. Редакцией стандарта, утвержденной в 1999 г., определены три обязательные скорости — 6, 12 и 24 Мбит/с и пять необязательных — 9, 18, 36, 48 и 54 Мбит/с. В качестве метода модуляции сигнала принято ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM). Его наиболее существенное отличие от методов DSSS и FHSS в том, что OFDM предполагает параллельную передачу полезного сигнала одновременно по нескольким частотам диапазона, в то время как технологии расширения спектра передают сигналы последовательно. В результате повышается пропускная способность канала и качество сигнала.


К недостаткам 802.11а относятся большая потребляемая мощность радиопередатчиков для частот 5 ГГц, а также меньший радиус действия (2,4-ГГц оборудование может работать на расстоянии до 300 м, а 5-ГГц — около 100 м). Кроме того, устройства для 802.11а дороже, но со временем ценовой разрыв между продуктами 802.11b и 802.11а уменьшится.

IEEE 802.11g

IEEE 802.11g — новый стандарт, регламентирующий метод построения WLAN, который функционирует в нелицензируемом частотном диапазоне 2,4 ГГц. Благодаря применению технологии ортогонального частотного мультиплексирования (OFDM) максимальная скорость передачи данных в беспроводных сетях IEEE 802.11g составляет 54 Мбит/с. Оборудование, совместимое со стандартом IEEE 802.11g, например, точки доступа беспроводных сетей, обеспечивает одновременное подключение к сети беспроводных устройств стандартов IEEE 802.11g и IEEE 802.11b.

Стандарт 802.11g представляет собой развитие 802.11b и обратно совместим с ним. Теоретически 802.11g обладает достоинствами двух своих предшественников. В числе его преимуществ надо отметить низкую потребляемую мощность, большой радиус действия и высокую проникающую способность сигнала. Стоит ожидать также и разумной цены оборудования, поскольку более низкочастотные устройства проще в изготовлении.