Характеристика технологій

MIMO (Multiple Input, Multiple Output - багато входів, багато виходів) передбачає застосування просторового мультиплексування з метою одночасної передачі декількох інформаційних потоків по одному каналу, а також багатопроменеве відображення, яке забезпечує доставку кожного біта інформації відповідному одержувачу з невеликою ймовірністю впливу перешкод і втрат даних. Саме можливість одночасної передачі і прийому даних визначає високу пропускну здатність пристроїв 802.11n.

Перешкодозахищеність; • не створюються перешкоди інших пристроїв (низька потужність сигналу в перерахунку на величину займаної ним смуги); • дозволяють реалізувати потрібну ступінь конфіденційності переданої інформації; • мають більш низьку вартість при налагодженні масового виробництва (нижче випромінювана потужність сигналу - дешевше високочастотні компоненти обладнання); • шумоподібних сигнал забезпечує певні можливості роботи в діапазоні, вже зайнятому іншими системами радіопередачі; • володіє достатньо високою швидкістю передачі і низкою інших, не менш важливих достоїнств.

Проте теорія, як це часто трапляється в житті, далеко випередила практику, і стандарт IEEE 802.11 фактично став тією "першою ластівкою", що дозволила об'єднати зусилля вчених, конструкторів та інженерів (так, трохи не забули - і бізнесменів).

Отримання шумоподібних сигналів передбачається двома методами: прямий послідовності (Direct Sequence Spread Spectrum - DSSS) і частотних стрибків (Frequency Hopping Spread Spectrum - FHSS). Суперечки про те, який з них краще, на наш погляд, носять дещо надуманий характер - настільки різняться критерії та методики оцінки потенційно досяжних ними параметрів. Так, залежно від застосовуваних різними фахівцями методів статистичного аналізу загальна швидкість передачі при наявності декількох одночасно працюючих передавачів у виділеній смузі частот діапазону 2,4 GHz оцінюється від 3,84 до 9,6 Mbps.

У разі FHSS весь діапазон від 2400 до 2483,5 MHz розбитий на 79 підканалів. Приймач і передавач кожні кілька мілісекунд синхронно перебудовуються на різні несучі частоти відповідно до алгоритму, що задається псевдовипадковою послідовністю. І тільки той приймач, який "знає" послідовність, може правильно прийняти це повідомлення. Передбачається, що інші системи, що працюють в тому ж частотному діапазоні, використовують іншу послідовність, і тому практично не заважають один одному, а пригнічені вузькосмуговими перешкодами канали ними ігноруються. Нескладно підрахувати, що для рекомендованого стандартом кількості частот число варіантів вибору N порядку їх слідування теоретично має астрономічне значення: N = (79-1)! [Факторіал]. Для тих випадків, коли обидва передавачі намагаються одночасно використовувати одну й ту ж частоту, передбачений протокол дозволу зіткнень, за яким передавач робить повторну спробу послати дані на наступній в послідовності частоті.

Згідно методу DSSS діапазон 2,4 GHz розбитий на три широких підканала, які можуть використовуватися незалежно і одночасно на одній території. Принцип роботи DSSS-систем полягає в наступному: в передаваний радіосигнал вноситься значна надмірність шляхом передачі кожного біта інформації одночасно в декількох частотних каналах. Таким чином, у системах DSSS використання широкої смуги принципово необхідно. Якщо на якомусь із каналів (або відразу на кількох) з'являються перешкоди, система визначає правильність даних у потоці за допомогою вибору найбільшої кількості однакових потоків.

І поки прихильники FHSS-пристроїв стверджують, що їх дітища здатні зберігати працездатність в умовах широкосмугових завад, що створюються, наприклад, DSSS-передавачами, і звинувачують прихильників останніх в неекономному використанні ефіру при спробі збільшити число користувачів, що загрожує новими проблемами (на одному і тому ж просторі теоретично можуть співіснувати, не заважаючи один одному, не більше трьох мереж DSSS), а опоненти справедливо вказують на значний внесок пристроїв FHSS в "зашумлення" ефіру, ми звернемо вашу увагу на реально існуючий ринок пристроїв, виконаних у відповідності зі специфікацією IEEE 802.11 b.

З історії систем бездротового доступу

Комітет зі стандартів IEEE 802 сформував робочу групу по специфікаціям для бездротових локальних мереж 802.11 ще в 1990 р. Ця група займалася розробкою загального стандарту для радіоустаткування і мереж, що функціонують на частоті 2,4 GHz зі швидкостями передачі 1 і 2 Mbps. Роботи зі створення стандарту були завершені через 7 років, влітку 1997 р. (перша специфікація отримала номер 802.11).

IEEE 802.11 з'явився першим стандартом для продуктів WLAN від організації, що розробляє більшість специфікацій для провідних мереж. Проте на той час закладена спочатку швидкість передачі даних вже перестала задовольняти потребам користувачів. Для того щоб зробити технологію Wireless LAN популярною, дешевої, а головне, що відповідає вимогам сучасних бізнес-додатків, розробники були змушені створити новий стандарт.

У вересні 1999 р. IEEE ратифікував розширення попереднього стандарту, назване IEEE 802.11b (відоме також як 802.11 High rate). У ньому максимальна швидкість передачі даних для пристроїв бездротових мереж зросла до 11 Mbps, що дозволяло використовувати їх у великих і середніх мережах.

Працює продуктів різних виробників гарантується незалежною організацією Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), створеної в 1999 р. В даний час членами WECA є понад 85 компаній, у тому числі такі відомі виробники, як D-Link, Enterasys, Cisco, Lucent, 3Com, IBM, Intel, Apple, Compaq, Dell, Fujitsu, Siemens, Sony, AMD і ін З оновлюваним переліком продукції, що задовольняє вимогам Wi-Fi (IEEE 802.11b введеним для скороченням від Wireless Fidelity), можна ознайомитися на сайті WECA.

Ортогональне частотне мультиплексування (OFDM (англ. Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)- який підрозподіляє даний радіо спектр на набір ортогональних підчастот, через які передається інформація. Вхідний потік даних поділається на кілька паралельних підпотоків, кожен з яких передається з меншою швидкістю ніж початковий вхідний. Кожен підпотік передається на окремій підчастоті і модулюється, наприклад, квадратурно-амплітудною модуляцією. Окрім того, кожен промодульований цифровий підпотік є ортогональним один до одного. Це виключає взаємні перешкоди між під-потоками та дозволяє використовувати частотний спектр максимально щільно без потреби додаткового простору між підчастотами.Використовується в 802.11g.

Класифікація

Існують різні підходи до класифікації бездротових технологій.

• • По дальності дії:
  o Бездротові персональні мережі (WPAN - Wireless Personal Area Networks). Приклади технологій - Bluetooth.
  o Бездротові локальні мережі (WLAN - Wireless Local Area Networks). Приклади технологій - Wi-Fi.
  o Бездротові мережі масштабу міста (WMAN - Wireless Metropolitan Area Networks). Приклади технологій - WiMAX.
  o Бездротові глобальні мережі (WWAN - Wireless Wide Area Network). Приклади технологій - CSD, GPRS, EDGE, EV-DO, HSPA.

· По топології:

o «Точка-точка».

o «Точка-багато точок».

· По області застосування:

o Корпоративні (відомчі) безпровідні мережі — створювані компаніями для власних потреб.

o Операторські бездротові мережі - створювані операторами зв'язку для возмездного надання послуг.

Таблиця 2.4.1 Порівняльна таблиця стандартів без провідних технологій мереж
Wi-Fi	802.11a	WLAN	до 54 Мбіт/с	до 100 метров	5,0 ГГц
Wi-Fi	802.11b	WLAN	до 11 Мбіт/с	до 100 метров	2,4 ГГц
Wi-Fi	802.11g	WLAN	до 54 Мбіт/с	до 100 метров	2,4 ГГц
Wi-Fi	802.11n	WLAN	до 300 Мбіт/с (в перспективі до 450, а потім до 600 Мбіт/с)	до 100 метрів	2,4 — 2,5 або 5,0 ГГц
WiMax	802.16d	WMAN	до 75 Мбіт/с	6-10 км	1,5-11 ГГц
WiMax	802.16e	Mobile WMAN	до 40 Мбіт/с	1-5 км	2.3-13.6 ГГц
WiMax	802.16m	WMAN, Mobile WMAN	до 1 Гбіт/с (WMAN), до 100 Мбіт/с (Mobile WMAN)	н/д (стандарт в розробці)	н/д (стандарт в розробці)
Bluetooth v. 1.1.	802.15.1	WPAN	До 1 Мбіт/с	до 10 метрів	2,4 ГГц
Bluetooth v. 1.3.	802.15.3	WPAN	От 11 до 55 Мбіт/с	до 100 метрів	2,4 ГГц
Bluetooth v. 3.0	802.11	WPAN	от 3 Мбіт/с до 24 Мбіт/с	до 100 метрів	2,4 ГГц
UWB	802.15.3a	WPAN	110-480 Мбіт/с	до 10 метрів	7,5 ГГц
ZigBee	802.15.4	WPAN	от 20 до 250 Кбіт/с	1-100 м	2,4 ГГц (16 каналів), 915 МГц (10 каналів), 868 МГц (один канал)
Інфракрасний порт	IrDa	WPAN	до 16 Мбіт/с	от 5 до 50 сантиметрів, односторонній звязок — до 10 метрів

• WiMAX - це система далекої дії, що покриває кілометри простору, яка зазвичай використовує ліцензовані спектри частот (хоча можливо і використання неліцензованих частот) для надання з'єднання з інтернетом типу точка-точка провайдером кінцевому користувачеві. Різні стандарти сімейства 802.16 забезпечують різні види доступу, від мобільного (схожий з передачею даних з мобільних телефонів) до фіксованого (альтернатива провідникового доступу, при якому бездротове обладнання користувача прив'язане до розташування).
• Wi-Fi - це система більш короткої дії, зазвичай покриває десятки метрів, яка використовує неліцензовані діапазони частот для забезпечення доступу до мережі. Зазвичай Wi-Fi використовується користувачами для доступу до їх власної локальної мережі, яка може бути і не підключена до Інтернету. Якщо WiMAX можна порівняти з мобільним зв'язком, то Wi-Fi швидше схожий на стаціонарний бездротовий телефон. Wi-Fi, WiFi (від англ. Wireless Fidelity) - торгова марка, що належить Wi-Fi Alliance. Загальновжівана назва для стандарту бездротового (радіо) зв'язку передачі Даних, Який об'єднує декілька протоколів та грунтується на сімействі стандартів IEEE 802.11 (Institute of Electrical and Electronic Engineers - Міжнародна організація, Що займається Розробка стандартів у сфері електронний технологій). Найвідомішім и найпошіренішім на відмивання є протокол IEEE 802.11g, Що візначає Функціонування бездротовіх мереж.WiMAX і Wi-Fi мають зовсім різний механізм Quality of Service (QoS). WiMAX використовує механізм, заснований на встановленні з'єднання між базовою станцією та пристроєм користувача. Кожне з'єднання базується на спеціальному алгоритмі планування, який може гарантувати параметр QoS для кожного з'єднання. Wi-Fi, у свою чергу, використовує механізм QoS подібний тому, що використовується в Ethernet, при якому пакети отримують різний пріоритет. Такий підхід не гарантує однаковий QoS для кожного з'єднання.
Через дешевизну і простоту установки, Wi-Fi часто використовується для надання клієнтам швидкого доступу в Інтернет різними організаціями. Наприклад, в деяких кафе, готелях, вокзалах і аеропортах можна виявити безкоштовну точку доступу Wi-Fi.

WWAN, (англ. Wireless Wide Area Network)) — безпровідна глобальна обчислювальна мережа, різновид безпровідних комп'ютерних мереж.

Глобальні безпровідні мережі WWAN відрізняються від локальних безпровідних мереж WLAN тим, що для передачі даних в них використовуються безпровідні технології стільникового зв'язку. Відповідні послуги зв'язку пропонуються, як правило, на платній основі операторами регіонального, національного або навіть глобального масштабу.^[1] Технології WWAN дають можливість користувачеві, наприклад, з ноутбуком і wwan-адаптером діставати доступ до Усесвітньої павутини, користуватися електронною поштою і підключатися до віртуальних приватних мереж з будь-якої крапки в межах зони дії оператора безпровідного зв'язку. Багато сучасних портативних комп'ютерів мають вбудовані адаптери WWAN (на приклад, HSDPA). З точки зору видів комутації в мережах передачі даних мережі WWAN можуть бути побудовані на основі наступних принципів: комутації пакетів (GPRS); комутації каналів (CSD, HSCSD).

Покоління мобільної телефонії

0G PTT • MTS • IMTS • AMTS • Mobitex • Autotel/PALM • ARP

1G NMT • AMPS • Hicap

2G GSM • iDEN • D-AMPS • IS-95 • PDC • CSD • GPRS • HSCSD • WiDEN

2.75G EDGE/EGPRS • CDMA2000 (1xRTT)

3G UMTS (W-CDMA • FOMA) • CDMA2000 (1xEV-DO/IS-856) • TD-SCDMA

3.5G UMTS (HSPA • HSDPA • HSUPA) • CDMA2000 (EV-DO Rev.A)

3.75G UMTS (HSPA+) • CDMA2000 (EV-DO Rev.B/3xRTT)

4G LTE

5G не затверджено

Дата добавления: 2013-12-12