КЛАСИФІКАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЙ БЕЗПРОВОДОВОЇ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ

              1. Загальна класифікація технологій безпроводової передачі даних

Безпроводове мережне устаткування призначене для передачі по радіоканалам інформації (даних, телефонії, відео та інше) між комп'ютерами, мережними та іншими спеціалізованими пристроями. Першими такими пристроями, що працюють у топології точка-точка були радіорелейні станції, які використовують традиційну амплітудну або частотну модуляцію радіосигналу. Радіорелейні станції в основному використовуються для організації телефонних каналів зв'язку, по яких за допомогою мультиплексорів також можливо передавати дані. З початку 1990-х років стали активно застосовуватися пристрої з кодовою (цифровою) модуляцією радіосигналу. Кодова модуляція радіосигналу приводить до розширення його спектру і зниженню його амплітуди до рівня шумів. Тому такі пристрої отримали назву широкосмугових шумоподібних систем (ШПС). Технологія широкосмугового беспроводового зв'язку гарантує високу якість і надійність комунікацій, стійкість до індустріальних перешкод і погодних умов.

В таблиці 1 наведені деякі характеристики різних технологій безпроводового доступу. В цілому технології безпроводової передачі даних можливо поділити на дві великих групи.

До першої групи відносяться технології на основі комутації пакетів, що припускають установлення з'єднання лише на час реальної передачі пакетів даних. Серед них є вузькосмугові і широкосмугові технології. Вузькосмугові технології використовують невеликий діапазон частот поблизу базової частоти, тому для них істотні проблеми взаємних наведень при роботі двох пристроїв у безпосередній близькості один від одного. У широкосмугових технологіях значно більш широкий діапазон частот забезпечує велику перешкодостійкість стосовно вузькосмугових шумів. До даного класу відносяться наступні технології:

Таблица 1 - Характеристики різних технологій безпроводового доступу

- CDPD (Cellular Digital Packet Data) - стільникова технологія передачі цифрових пакетних даних. Пристрої CPDP кодують дані, що передані по широкосмуговій технології, працюють в асинхронному режимі і забезпечують невисокі швидкості передачі - до 19,2 кбіт/с;

- радіо-Х.25 - технологія вузькосмугової передачі даних, що використовує порівняно низькі частоти (400-500 або 800-900 МГц). Тому вона пред'являє досить тверді вимоги до прямої видимості між приймальною і передавальною станціями;

- RadioEthernet - широкосмугова технологія асинхронної передачі даних, що забезпечує швидкість до 10 Мбіт/с. Цей тип безпроводових технологій не забезпечує синхронної передачі даних, тобто час доставки конкретного пакету даних не гарантується. Однак доступна ємність каналу зв'язку при цьому використовується досить ефективно.

В другу групу входять технології на основі комутації каналів, що припускають установлення прямого з'єднання на увесь час сеансу зв'язку незалежно від реального завантаження каналу - так само, як це відбувається в кабельних мережах з комутацією каналів. Такі технології забезпечують синхронний зв'язок, тобто гарантують доставку пакета даних протягом визначеного проміжку часу. До синхронних радіотехнологій відносяться:

- радіорелейні лінії - системи, побудовані на основі вузькосмугових технологій і призначені для передачі даних з великими швидкостями (до 155 Мбіт/с) на високій частоті. Для якості передачі важлива пряма видимість між ретрансляторами;

- широкосмугові радіомодеми, що працюють по методу синхронного зв'язку і які забезпечують швидкість передачі інформації до 2 Мбіт/с. Ці пристрої набагато дешевше, ніж радіорелейні, хоча в цілому синхронні технології дорожче асинхронних.

На основі безпроводового устаткування будують мережі різних топологій. Розрізняють топологію MultiPoint „зірка” і PointToPoint (PtР) – „точка-точка”.
Устаткування PtР розрізняється між собою протоколом поділу трактів прийому-передачі. Найбільш ефективним, але і дорогим є поділ за часом Time Divison Duplex (TDD) і по частоті Frequency Division Duрlех (FDD). Даний тип устаткування дозволяє організовувати синхронні дуплексні канали зв'язку з гарантованим часом доставки пакетів даних, завдяки якому можлива також передача цифрових телефонних потоків E1.

Найпростішим варіантом організації каналу „точка-точка” є використання устаткування WLAN 802.11 a/b/g (RadioEthernet) у режимі AdHoc (PtР). Для підвищення ефективності роботи даного устаткування застосовується спеціальне програмне забезпечення (ПЗ), що створює на програмному рівні тимчасовий (маркерний) поділ трактів прийому-передачі (поллінг). Використання WLAN устаткування з маркерним протоколом передачі даних дозволяє організовувати високошвидкісні асинхронні напівдуплексні канали зв'язку великої довжини (до 80 км).

Для роботи безпроводового устаткування в топології MultiPoint застосовуються спеціальні протоколи множинного доступу, що забезпечує безконфліктну одночасну роботу безлічі абонентів із пристроєм доступу.

Розрізняють протоколи доступу з поділом абонентського трафіку за часом Time Division Multiply Access (TDMA), частотою Frequency Division Multiply Access (FDMA), кодовом Code Division Multiply Access (CDMA), а також протоколи з маркерним (поллінг) і випадковим Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) доступом.

Устаткування з так названими безколлізійними протоколами доступу TDMA, FDMA, CDMA і поллінгом застосовуються для побудови безпроводових мереж, що відносяться до класу Broadband Wireless Access (BWA). Коллізійний протокол випадкового доступу CSMA/CA використовується в устаткуванні Wireless LAN стандарту IEEE 802.11 a/b/g, також відомому як пристрой RadioEthernet.

До мереж BWA або Outdoor Wireless Access відносяться міські мережі доступу в Інтернет, корпоративні безпроводові мережі міського та обласного масштабів, спеціалізовані мережі для надання послуг телефонії (WLL), передачі відео, телевізійного мовлення LMDS, MMDS та інші. Спеціалізовані мережі можуть також надавати послугу передачі даних (доступ в Інтернет), але звичайно це є додатковим сервісом. Для устаткування BWA із протоколами тимчасового, частотного і кодового поділу доступу також прийнято стандарт IEEE 802.16. Одним зі стандартів для пристроїв класу WLAN c протоколом TDMA є HiperLAN. Однак із-за складності реалізації, високої ціни і неконкурентноздатності зі стандартом 802.11a у серійних пристроях стандарт HiperLAN не застосовується.

Мережі ВWА забезпечують безпроводовий доступ абонентів на великих відстанях (до 30-50 км). До каналів зв'язку мереж BWA пред'являються набагато більш високі, у порівнянні з WLAN, вимоги щодо якості і перепускної здатності. Забезпечити необхідну якість абонентських каналів зв'язку покликане застосування безколлізійних протоколів множинного доступу.

До безпроводових мереж WLAN відносять внутріофісні мережі для будинку і невеликого офісу SOHO (Small Office Home Office), корпоративні мережі масштабу невеликого підприємства і мережі публічного доступу Public Access або "гаряча точка" Hot Spot. Абонентами даних мереж WLAN звичайно є рухливі (мобільні) користувачі з ноутбуками або КПК, які оснащені Wi-Fi устаткуванням. Для мереж WLAN характерна невелика зона покриття, що складає 25-50 метрів у межах офісу і до 500 метрів на відкритому просторі.

Мережі Hot Spot є відносно новим класом, який також називають PWLAN (Public Wireless LAN). Основне призначення мереж PWLAN складається в наданні публічного доступу до різних інформаційних ресурсів, в тому числі Інтернет, сотням абонентів у місцях їхнього щільного місця розташування. Пристрої доступу PWLAN, на відміну від офісних і корпоративних мереж, підтримують такі сервіси, як авторизація, біллінг та інші.

Крім приведеної вище класифікації розрізняють також Indoor і Outdoor мережі. При цьому під Outdoor мається на увазі, що устаткування застосовують поза будинком. Устаткування безпроводових мереж WLAN, яке застосовують усередині будинку відноситься до класу Іndoor.

Усі різновиди мереж BWA відносяться до класу Outdoor. Звичайно пристрої, які призначені для Outdoor застосування оснащуються зовнішніми антенами. Самі пристрої Outdoor мереж, можуть мати також Outdoor виконання, тобто можуть розміщатися поза будинками на вулиці.