Параметры Wi-Fi-оборудования, разрешенного для использования в Российской Федерации

Страница создана Глеб Попов
 
ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ
22   КОМПОНЕНТЫ | компоненты семейства 802.xx

                                         Параметры
                                         Wi-Fi-оборудования,
                                         разрешенного для использования
                                         в Российской Федерации

                                         В конце 2010 г. Министерство связи и массовых коммуникаций РФ приняло долго-
                                         жданное решение о регламентации использования Wi-Fi в России. В статье рассмо-
                                         трены стандарты 802.11 в соответствии с требованиями действующих российских
                                         нормативных документов.

          Виктор Алексеев, к. ф.-м. н.   Стандартизация                                   пользуется для организации локальных сетей
                 info@telemetry.spb.ru   технологии Wi-Fi                                 между зданиями и промышленными объекта-
                                         Аббревиатура Wi-Fi является сокращенным          ми. Следует подчеркнуть, что диапазон Wi-Fi
                                         названием зарегистрированной торговой марки      5 ГГц является наиболее предпочтительным
                                         «Wi-Fi Alliance». Технология Wi-Fi была раз-     для организации промышленных локальных
                                         работана в 1991 г. фирмой NCR Corporation        сетей при наличии помех высокого уровня.
                                         (которая на тот момент была поглощена ком-       Благодаря жесткой привязке к конкретной
                                         панией AT&T, а с 1997 г. вновь стала само-       области, внутри которой распространяется
                                         стоятельной) и первоначально предназначалась     информация, Wi-Fi является идеальной тех-
                                         для использования в торговых кассовых ап-        нологией для платного выхода в Интернет
                                         паратах. В основу технологии легла методика      в кафе, ресторанах, гостиницах.
                                         передачи данных по радиоканалу на частоте        Впервые технология Wi-Fi была сертифициро-
                                         2,4 ГГц с использованием кодирования сигна-      вана двадцать лет назад, когда Международный
                                         ла рабочими частотами и специальными при-        институт инженеров по электротехнике
                                         ложениями. Технология Wi-Fi используется         и радиоэлектронике (IEEE) сформировал
                                         для организации высокоскоростных беспро-         рабочую группу по стандартам для беспро-
                                         водных локальных сетей, работающих в меж-        водных локальных сетей 802.11. В прошлом
                                         дународном нелицензируемом диапазоне             году (20.09.2010) рабочая группа 802.11 тор-
                                         частот (ISM) 2,4 ГГц и 5 ГГц. Области приме-     жественно отпраздновала 20-летний юбилей
                                         нения этой технологии связаны с сетями для       стандарта [4]. В 1999 г. была создана независимая
                                         выхода в Интернет, беспроводной передачей        международная организация Wireless Ethernet
                                         аудио- и видеоинформации, промышленной           Compatibility Alliance (WECA), куда вошли ве-
                                         телеметрией, транспортными локальными            дущие мировые производители оборудования
                                         беспроводными сетями.                            для беспроводной связи. В настоящее время
                                         В настоящее время используются следующие         членами WECA являются около 100 компаний,
                                         стандарты Wi-Fi [2, 3]:                          в числе которых Cisco, Alcatel-Lucent, 3Com,
                                         • 802.11 — 1 Мбит/с и 2 Мбит/c, 2,4 ГГц;         IBM, Intel, Apple, Compaq, Dell, Fujitsu, Siemens,
                                         • 802.11a — 54 Мбит/c, 5 ГГц;                    Sony, AMD и др. Эксперты этой организации
                                         • 802.11b — 5,5 и 11 Мбит/с, 2,4 ГГц;            тестируют различные Fi-Wi-устройства и га-
                                         • 802.11g — 54 Мбит/c, 2,4 ГГц;                  рантируют их совместимость с оборудованием,
                                         • 802.11n — 600 Мбит/c, 2,4–2,5 ГГц или 5 ГГц.   выпускаемым другими фирмами — участни-
                                         Основным преимуществом Wi-Fi перед други-        ками альянса.
                                         ми технологиями (Bluetooth, ZigBee) является
                                         высокая скорость передачи (до 600 Мбит/с).       Стандарт 802.11 —
                                         Поэтому эта технология столь бурно раз-          первая редакция
                                         вивается в таких областях бытовой электро-       В 1997 г. была принята первая спецификация
                                         ники, как беспроводной доступ в Интернет,        Wi-Fi — 802.11. В стандарте 802.11 регламен-
                                         беспроводное телевидение, беспроводные           тируется работа оборудования на центральной
                                         DVD-проигрыватели. Широко применяется            частоте 2,4 ГГц с максимальной скоростью
                                         Wi-Fi в различных беспроводных телеметри-        до 2 Мбит/с. В базовом варианте стандар-
                                         ческих системах на транспорте. Практически       та 802.11 используется метод расширения
                                         все беспроводные видеокамеры и регистраторы      спектра Frequency Hopping Spread Spectrum
                                         скорости, установленные на автомагистралях,      (FHSS). Опционно может применяться также
                                         используют Wi-Fi. Также эта технология ис-       метод Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS).

                                                                                                  БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ №1 ’11
компоненты семейства 802.xx | КОМПОНЕНТЫ                         23

Для модуляции сигнала используется технология    Т а б л и ц а 1 . Основные параметры стандарта IEEE 802.11
Gaussian Frequency Shift Keying. Как правило,    (в соответствии с действующими нормативами РФ)
когда задействован метод FHSS, полоса делит-        Наименование параметра               Значение параметра                 Метод модуляции
ся на 79 каналов по 1 МГц (хотя встречается            Диапазон частот, МГц                  2400–2483,5
оборудование и с другим способом разбиения
                                                     Метод расширения спектра                    FHSS
частотного диапазона). Отправитель и полу-
чатель согласовывают схему переключения             Количество несущих каналов      Не менее 20, не пересекающихся
                                                             (частот)                     по уровню –20 дБ
каналов, и данные посылаются последовательно
                                                     Скорости передачи данных                       1                            2 GFSK
по различным каналам с использованием вы-
                                                      по радиоканалу, Мбит/с                        2                            4 GFSK
бранной схемы.
Следует особо подчеркнуть, что в стандартах      Максимальная мощность излучения
                                                                                         не более 20 (100 мВт)
802.11ххх регламентируется архитектура сети             передатчика, дБм
и самих устройств, описываются основные
семь уровней модели и протоколы их взаи-         получения доступа к среде ею может пользо-          особенностей МАС 802.11 следует отметить
модействия. Стандарт задает базовую частоту,     ваться более высокий уровень LLC, который           функцию динамического подключения и пере-
а также методы модуляции и расширения            реализует функции интерфейса с прилегающим          подключения. Клиент 802.11 в зоне действия
спектра на физическом уровне. Так, например,     к нему сетевым уровнем. Протоколы уровней           одной или нескольких точек доступа может
в стандарте 802.11 заданы центральная частота    MAC и LLC взаимно независимы. Поэтому               выбрать ту, сигнал от которой лучше. Если такая
2,4 ГГц и метод модуляции FHSS PHY. Кроме        каждый протокол уровня MAC может при-               точка обнаруживается, станция автоматически
того, первоначальный вариант стандарта 802.11    меняться с любым протоколом уровня LLC,             перенастраивается на ее частоту.
описывал передачу данных в инфракрасном          и наоборот.                                         Для поддержки потокового видео в МАС 802.11
диапазоне. Полоса частот и подчастоты для        В стандарте 802.11 MAC похож на уровень,            реализована функция Point Coordination Function
устройств стандарта 802.11 выделяются и ре-      реализованный в 802.3 для Ethernet-сетей.           (PCF). В режиме PCF только точка доступа управ-
гламентируются в каждой конкретной стране        Принципиальное отличие заключается в том, что       ляет передачей данных по конкретному каналу.
уполномоченным на то правительственным           в 802.11 применяется полудуплексный режим           В этом случае она опрашивает все станции,
органом. Также местным законодательством         приемопередачи, не позволяющий обнаружить           и на каждую из них выделяется фиксирован-
регламентируются правила эксплуатации            коллизию во время сеанса связи. Для согласования    ный промежуток времени. Ни одна из других
самих устройств, их мощность, разбиение          МАС-уровней в стандарте 802.11 используется         станций не может передавать в этот период.
частотного диапазона, мощности передатчика       специальный протокол Carrier Sense Multiple         Каждая точка доступа имеет свой уникальный
и другие характерные особенности. В нашей        Access with Collision Avoidance (CSMA/CA),          ESS ID (WLAN Service Area ID), который не-
стране таким органом является Министерство       или Distributed Coordination Function (DCF).        обходим для установки соединения.
связи и массовых коммуникаций Российской         В этом случае CSMA/CA не допускает коллизий,        На МАС-уровне предусмотрен контроль до-
Федерации. В последнем нормативном до-           контролируя подтверждение того, что пакет           ступа и его ограничение. Поэтому точка доступа
кументе этого министерства прописано, что        (ACK) получен неповрежденным.                       может работать в следующих режимах:
в РФ разрешена эксплуатация всех вариантов       Кроме того, MAC-уровень 802.11 поддерживает         • установление соединения со всеми беспро-
стандартов 802.11 (a, b, g, n) на всех базовых   два режима потребления энергии — «режим                водными устройствами, вне зависимости
частотах [5]. Основные параметры стандар-        продолжительной работы» и «сберегающий».               от их MAC-адреса;
та 802.11 в соответствии с действующими          В спящем режиме оборудование периодически           • установление соединения с устройствами,
нормативными документами РФ приведены            включается через определенные промежутки               МАС-адреса которых занесены в «список кон-
в таблице 1 [5].                                 времени для приема «маячковых» сигналов,               троля доступа» (Access Control List, ACL);
Различные стандарты семейства IEEE 802           которые постоянно посылает точка доступа. Эти       • отказ от соединений с устройствами, МАС-
строго регламентируют два нижних уровня          сигналы включают в себя также адрес станции,           адреса которых занесены в список «запре-
модели OSI — физический и канальный, кото-       которая должна принять данные. Из других               щенных».
рые характеризуют особенности конкретных                                                             Помимо этого, ограничить доступ можно путем
локальных сетей. Верхние уровни совпадают                                                            отключения широковещательной рассылки ESS
по своей структуре как для беспроводных,                                                             ID, т. е. точка доступа не будет передавать его
так и для проводных локальных сетей. Как                                                             в открытую сеть, для подключения к которой
и все стандарты этого семейства, Fi-Wi 802.11                                                        нужно знать ESS ID. Для аутентификации
работает на нижних двух уровнях модели                                                               Wi-Fi-устройства обычно используются сле-
ISO/OSI, физическом и канальном (рис. 1) [6].                                                        дующие методы:
Поэтому сетевые приложения и сетевые про-                                                            • Открытая система (OPEN SYSTEM) — клиент
токолы, которые работают в сети Ethernet                                                                отсылает запрос с идентификатором (MAC-
(стандарт 802.3), такие, например, как TCP/IP,                                                          адресом), точка доступа проверяет соответ-
могут аналогичным образом использоваться                                                                ствие клиента списку MAC-адресов.
и в Wi-Fi-сетях 802.11. Иными словами, если                                                          • Открытая система с EAP (OPEN SYSTEM
есть некий Ethernet-роутер с несколькими                                                                AUTHENTICATION WITH EAP) — допол-
входами, то для сети безразлично, будет ли к                                                            нительная идентификация через протоколы
нему подключено проводное устройство стан-                                                              EAP на RADIUS-сервере.
дарта 802.3 или беспроводное Wi-Fi-устройство                                                        • Закрытая система (SHARED SYSTEM
стандарта 802.11: все периферийные устройства                                                           AUTHENTICATION) — клиент отсылает
будут видеть друг друга и правильно взаимо-                                                             запрос на соединение, а точка доступа отсылает
действовать.                                                                                            клиенту последовательность, которую необ-
Отличительные особенности различных локаль-                                                             ходимо зашифровать и передать обратно.
ных сетей отражены в разделении канального                                                           Для защиты Wi-Fi-устройств от несанкциони-
уровня (Data Link Layer) на два подуровня:                                                           рованного доступа используются механизмы
«уровень логической передачи данных Logical                                                          шифрования Wired Equivalent Privacy (WEP).
Link Control, LLC» и «уровень управления до-                                                         Методы и алгоритмы шифрования определя-
ступом к среде Media Access Control, MAC» [6].    Рис. 1. Структурная схема                          ются стандартом 801.11i, в котором в качестве
Уровень MAC обеспечивает корректное со-                   7-уровневой модели OSI                     основного выбран блочный шифр AES [7].
вместное использование общей среды. После                                                            Протокол WEP основан на потоковом шифре

WWW.WIRELESS-E.RU
24    КОМПОНЕНТЫ | компоненты семейства 802.xx

     Т а б л и ц а 2 . Основные параметры стандарта IEEE 802.11b                                                  колы шифрования. Например, стандарт TKIP
     (в соответствии с действующими нормативами РФ)                                                               (Temporal Key Integrity Protocol) использует
         Наименование параметра                Значение параметра                    Метод модуляции              тот же шифр RC4, что и WEP, но с инициа-
           Диапазон частот, МГц                   2400–2483,5                                                     лизационным вектором длиной 48 бит. Для
         Метод расширения спектра                    DSSS                                                         проверки целостности сообщений добавлен
                План частот                  2412+5(n–1), n = 1, 2 …13
                                                                                                                  протокол MIC (Message Integrity Check). При
                                                                                                                  его использовании станция блокируется, если
                                                        1                                  DBPSK
                                                                                                                  в течение минуты будет послано более двух
                                                       2                                   DBPSK                  не прошедших проверку запросов. В протоколе
        Скорости передачи данных по
                                                      5,5                                   CCK                   AES-CCMP распределение ключей и проверка
           радиоканалу, Мбит/с
                                                       11                                   CCK                   целостности выполнена в одном компоненте
                                                       22                                   PBCC                  CCMP (Counter Mode with Cipher Block Chaining
      Максимальная мощность излучения                                                                             Message Authentication Code Protocol). Для
                                               не более 20 (100 мВт)
             передатчика, дБм                                                                                     шифрования используется шифр AES.
                                                                                                                  С развитием технологий LAN во всем мире
     RC4. При этом WEP-шифрование может быть               кодируется 8 бит на символ. При скорости               резко возросло количество различных бес-
     статическим или динамическим. При статическом         передачи 5,5 бит/с в одном символе кодируется          проводных устройств, и возникла проблема
     WEP-шифровании ключ не меняется. При ди-              только 4 бита.                                         помех и перегруженности диапазона 2,4 ГГц.
     намическом способе шифрования периодически            В протоколе также предусмотрена коррекция              Это связано с тем, что такие устройства, как
     происходит смена ключа шифрования. В 2004             ошибок методом FEC. В расширенном варианте             микроволновые печи, беспроводные телефо-
     году была опубликована поправка к стандарту           стандарта 802.11b+ скорость передачи данных            ны, рации, Bluetooth-оборудование и другие
     802.11 с новыми алгоритмами безопасности              может достигать 22 Мбит/с. Поскольку метод             аналогичные приборы заметно влияют друг
     WPA и WPA2. Технология WEP была при-                  частотных скачков FHSS, используемый в 802.11,         на друга. В частности, это сказывается и на ка-
     знана устаревшей. Новые методы обеспечения            не может поддерживать высокие скорости, он ис-         честве работы оборудования Wi-Fi.
     безопасности WPA и WPA2 (Wi-Fi Protected              ключен из 802.11b. Поэтому оборудование для            Как было отмечено выше, в стандарте 802.11 мак-
     Access) совместимы между множеством бес-              802.11b совместимо с DSSS-системами 802.11, но не      симальная скорость передачи определяется
     проводных устройств как на аппаратном, так            будет работать с системами FHSS 802.11.                как сумма по каналам. Поэтому теоретическая
     и на программном уровнях.                             В стандарте 802.11b предусмотрен режим работы          скорость не однозначно соответствует реальной
     Несмотря на то, что метод FHSS позволяет              в условиях сильных помех и слабого сигнала.            скорости передачи данных. В случаях, когда
     применять простую схему приемопередатчи-              С этой целью используется динамический                 различные устройства 802.11 используют одни
     ка, он ограничивает максимальную скорость             сдвиг скорости, позволяющий автоматически              и те же каналы или работают в зоне мощных
     до 2 Mбит/с.                                          изменять скорость передачи данных в зависи-            радиопомех, могут возникать существенные
                                                           мости от уровня сигнала и помех. Так, напри-           снижения скорости. Например, беспроводная
     Стандарт 802.11b                                      мер, в том случае, когда повышается уровень            станция, установившая соединение на скорости
     Ограничение скорости в стандарте 802.11 при-          помех, автоматически снижается скорость                11 Мбит/с, реально будет работать со скоростью
     вело к тому, что устройства и локальные сети          передачи данных до 5,5, 2 или 1 Мбит/с. При            не больше 1 Мбит/с, если она находится в зоне
     этого типа практически перестали использо-            уменьшении помех устройство возвращается               действия мощной микроволновой печи.
     ваться. На смену 802.11 в 1999 г. пришел более        к нормальному режиму работы на больших
     быстрый стандарт 802.11b (802.11 High rate),          скоростях.                                             Стандарт 802.11a
     который работает на той же центральной частоте        В стандарте 802.11b контроль доступа реали-            Чтобы как-то разгрузить диапазон 2,4 ГГц, был
     2,4 ГГц с максимальной скоростью до 22 Мбит/с.        зован как на МАС-уровне, так и с помощью               разработан стандарт 802.11a для частот 5 ГГц.
     В спецификации 802.11b используется метод             шифрования данных через WEP. Когда включен             В этом диапазоне не так много источников
     расширения спектра Direct Sequence Spread             WEP, он защищает только пакет данных, но не            помех, как в диапазоне 2,4 ГГц, и средний
     Spectrum (DSSS) — расширение спектра радио-           защищает заголовки физического уровня, так             уровень совокупных шумов значительно
     сигнала посредством применения прямой по-             что другие станции в сети могут просматривать          ниже. В стандарте 802.11a используются две
     следовательности. Основные параметры Wi-Fi            данные, необходимые для управления сетью.              базовые центральные частоты в районе 5 ГГц
     802.11b приведены в таблице 2 [5].                    Необходимо подчеркнуть, что за последние               и максимальная скорость передачи данных
     Основная архитектура, идеология, структура            годы в шифре RC4 были найдены много-                   составляет до 54 Мбит/с. В этом стандарте
     и характерные особенности уровней нового              численные изъяны. Поэтому все чаще стали               в качестве способа доступа к среде применен
     стандарта 802.11b аналогичны первоначальному          использоваться модернизированные прото-                множественный метод с контролем несущей
     варианту Wi-Fi — 802.11, изменился только
     физический уровень, характеризующий более             Т а б л и ц а 3 . Основные параметры стандарта IEEE 802.11a
     высокие скорости доступа и передачи данных.           (в соответствии с действующими нормативами РФ)
     Распределение частот линейного тракта системы                         Наименование параметра                      Значение параметра        Метод модуляции
     передачи (Frequency Assignment Plan) реализу-                           Диапазон частот, МГц                     5150–5350; 5650–6425
     ется в соответствии с формулой, приведенной                                                                      Множественный доступ
     в таблице 2.                                                            Метод доступа к среде                     с контролем несущей
     Для модуляции и поддержки различных                                                                           и предотвращением коллизий
     режимов скорости передачи данных есть                                 Метод расширения спектра                           OFDM
     разные способы. Скорость 1 Мбит/с поддер-                           Частотный разнос каналов, МГц                          20
     живается за счет метода DBPSK (Differential                         Количество поднесущих в канале                         52
     Binary Phase Shift Keying). Для обеспечения                                                                                6; 9                  BPSK
     скорости 2 Мбит/с используется метод DQPSK
                                                                           Скорости передачи данных                           12; 18                  QPSK
     (Differential Quadrature Phase Shift Keying). Схема
                                                                            по радиоканалу, Мбит/с                            24; 36                 16QAM
     модуляции ССК (Complementary Code Keying)
     допускает скорости передачи 5,5 и 11 Мбит/с.                                                                           48; 54; 108              64QAM
     Использование CCK-кодов позволяет кодировать              Максимальная мощность излучения передатчика
                                                                                                                    Не более 20 дБм (100 мВт)
     8 бит на один символ. Символьная скорость                  в полосе частот: 5150–5250; 5250–5350 МГц
     1,385 мегасимволов в секунду (11/8 = 1,385)               Максимальная мощность излучения передатчика
                                                                                                                   Не более 30 дБм (1 000 мВт)
     соответствует скорости 11 Мбит/с. При этом            в полосе частот: 5650–5725; 5725–5825; 5825–6425 МГц

                                                                                                                          БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ №1 ’11
компоненты семейства 802.xx | КОМПОНЕНТЫ                       25

 Рис. 2. Ортогональность несущих                                                                             Рис. 4. Структура спектрального разбиения
         в методе OFDM                                                                                               по каналам в методе OFDM

и предотвращением коллизий. В качестве                                                                      чего максимальная пропускная способность
основного метода расширения спектра при-                                                                    может достигать значения 108 Мбит/с.
нят Orthogonal Frequency Division Multiplexing                                                              Необходимо обратить внимание, что диапазон
(OFDM) — мультиплексирование c ортого-                                                                      5 ГГц примыкает к частотам, которые частично
нальным частотным разделением сигналов [8].            Рис. 3. Структура символа в методе OFDM              используются наземными станциями слежения
Для стандарта 802.11а в России выделены две                                                                 за спутниками связи. Для того чтобы нелицен-
частотные полосы (табл. 3).                                                                                 зируемое Wi-Fi-оборудование не мешало работе
В соответствии с документом [5] на территории         кодирования: 1/2, 9/16, 2/3, 3/4. В протоколе IEEE    других ведомственных систем, Европейским
РФ для стандарта 802.11a частотные полосы под-        802.11a максимальная скорость сверточного             институтом по стандартизации в области теле-
разделяются на пять рабочих поддиапазонов.            кодирования составляет 3/4, когда к каждым            коммуникаций (European Telecommunications
Диапазоны 5,150–5,250 и 5,250–5,350 ГГц предна-       трем входным битам добавляется еще один.              Standards Institute, ETSI) были разработаны два
значены для работы оборудования с мощностью           На разных уровнях используются различные              дополнительных протокола: DFS (Dynamic
передатчика до 100 мВт (20 дБм). Диапазоны            схемы модуляции. На самом нижнем приме-               Frequency Selection) и TPC (Transmit Power
5,650–5,725; 5,725–5,825 и 5,825–6,425 ГГц от-        няется бинарная фазовая модуляция (Binary             Control). С их помощью беспроводные устройства
ведены для оборудования с мощностью пере-             Phase Shift Keying, BPSK). Она обеспечивает           Wi-Fi могут автоматически менять частотные
датчика до 1000 мВт (30 дБм).                         пропускную способность подканала 125 кбит/с.          каналы или снижать излучаемую мощность
В стандарте 802.11а в качестве основного ис-          Поэтому для основного канала пропускная               в случаях возникновения коллизий на не-
пользуется метод, разработанный фирмой                способность составляет 6 Мбит/с (48 умножить          сущих частотах.
Intersil и получивший название Orthogonal             на 125). На следующем уровне используется
Frequency Division Multiplexing (OFDM) — муль-        квадратурная фазовая модуляция (QPSK), по-            Стандарт 802.11g
типлексирование c ортогональным частотным             зволяющая удвоить пропускную способность              Следующим шагом на пути развития устройств
разделением сигналов. Принцип модуляции               до 12 Мбит/с.                                         Wi-Fi был стандарт 802.11g, принятый
сигнала OFDM показан на рис. 2–4 [8].                 В случае, когда на физическом уровне задей-           в 2003 г. Практически 802.11g — это усовер-
Весь диапазон частот разбивается на поднесу-          ствована 16-уровневая квадратурная амплитуд-          шенствованный вариант 802.11b. Он предна-
щие, которые хотя частично и перекрываются,           ная модуляция (16QAM), кодирующая 4 бит               значен для устройств, работающих на частотах
но находятся в ортогональном положении                на один Герц несущей частоты, пропускная              2,4 ГГц с максимальной скоростью 54 Мбит/с.
относительно друг друга. Ортогональность              способность канала составит 24 Мбит/с. При            Этот стандарт задумывался как универсальный.
несущих сигналов обеспечивается в том случае,         использовании 64-уровневой квадратурной               Поэтому в нем допускаются методы расши-
когда за время длительности одного символа            амплитудной модуляции (64QAM), кодирующей             рения спектра, использующиеся в предыдущих
несущий сигнал будет совершать целое число            8 или 10 бит на один Герц несущей частоты,            версиях, а именно DSSS, OFDM, PBCC [9].
колебаний. Для реализации метода в передающих         обеспечивается максимальная для этого стан-           Основные параметры Wi-Fi-802.11g, одобрен-
устройствах используется обратное быстрое             дарта скорость — 54 Мбит/с.                           ные для РФ, приведены в таблице 4 [5].
преобразование Фурье (IFFT), которое перево-          Таким образом, в стандарте 802.11а поддер-            Выделенная для 802.11g полоса частот в РФ со-
дит предварительно мультиплексированный               живаются скорости передачи данных: 6, 12,             ставляет 2400–2483,5 МГц. Частотный план
на одном из каналов сигнал из временного пред-        24, 36, 48 и 54 Мбит/с. Однако сам стандарт           (Frequency Assignment Plan) рассчитывается
ставления в частотное. Таким образом, там, где        допускает также реализацию и более высоких            по формуле из таблицы 4. Стандарт 802.11g
одна поднесущая имеет максимум амплитуды,             скоростей. Так, например, фирма Atheros вы-           полностью совместим с 802.11b. Основное
соседняя поднесущая имеет нулевое значение.           пускает оборудование 802.11а с одновременным          отличие заключается в допустимых методах
Информация в данном методе передается в виде          использованием двух несущих частот, за счет           доступа к среде и способах модуляции. В стан-
так называемых OFDM-символов (рис. 3).
Перед символом постоянно заносится префикс.           Т а б л и ц а 4 . Основные параметры стандарта IEEE 802.11g
Для защиты от возникновения межсимвольных             (в соответствии с действующими нормативами РФ)
коллизий в технологии OFDM вводится понятие                        Наименование параметра                       Значение параметра        Метод модуляции
охранного интервала (Guard Interval, GI), в течение                   Диапазон частот, МГц                         2400–2483,5
которого будет идти циклическое повторение               План частот (центральные частоты каналов, МГц)       2412+5(n–1), n = 1, ..., 13
OFDM. Префикс добавляется к передаваемому
                                                                         Режимы работы                     DSSS, OFDM, PBCC, DSSS-OFDM
символу в передатчике и удаляется при приеме
символа в приемнике. Охранный интервал                                                                                   1                    DBPSK
снижает скорость передачи данных.                                                                                        2                    DQPSK
В стандарте 802.11а диапазон разбивается                                                                              5,5; 11                ССК, РВСС
с частотным разносом каналов 20 МГц (рис. 4).              Скорости передачи данных по радиоканалу                      6; 9                   BPSK
При этом в каждом из каналов имеется 52 под-                         и модуляции, Мбит/с                               12; 18                  QPSK
несущие частоты. Из них 48 используются для                                                                            24; 36                 16QAM
передачи данных, а остальные четыре — для
                                                                                                                    48; 54; 108               64QAM
кодов коррекции ошибок. Разнос поднесущих
                                                                                                                       22; 33                  PBCC
частот составляет 312,5 кГц. Ширина сигнальной
полосы — 16,66 МГц. Скорости сверточного                 Максимальная мощность излучения передатчика         Не более 24 дБм (250 мВт)

WWW.WIRELESS-E.RU
26    КОМПОНЕНТЫ | компоненты семейства 802.xx

     дарте 802.11g используются рассмотренные          которая представляет собой некое векторное        сигналы передаются по разным подканалам.
     выше технологии DSSS, PBCC, которые взяты         расширение стандартной плоской диаграммы          Специальные сигналы используются для пре-
     из 802.11b. Метод OFDM принят из стандарта        направленности. При формировании простран-        образования параметров самих подканалов,
     802.11a. Методы модуляции DBPSK, DBPSK,           ственной диаграммы направленности использу-       таких, например, как диаграмма направленности
     CCK, CCK, PBCC также взяты из 802.11a, b.         ется множество антенн для передачи сигналов.      элементов адаптивной антенны, коррекция
     Не вдаваясь особенно в подробности, можно         Такой подход позволяет значительно улучшить       ошибок, скорость передачи и др. Для коррекции
     сказать, что стандарт 802.11g аналогичен          охват и емкость системы, а также уменьшить        ошибок используется коэффициент ошибок
     стандарту 802.11b по частоте 2,4 ГГц и похож      вероятность нарушения связи. Чтобы обеспечить     пакетов (Packet Error Rate, PER). Когда канал
     на стандарт 802.11a по максимальной скорости      пространственное разнесение и оптимальный         находится в плохом состоянии, увеличивается
     передачи 54 Мбит/с [10].                          запас времени на замирание, в методе MIMO         значение этого коэффициента и, как следствие,
                                                       используются коды «пространство–время»            автоматически зона покрытия ограничивается
     Стандарт 802.11n                                  (Space-Time Code, STC).                           до величины, где может быть выдержано рас-
     Последним из принятых для технологии Wi-Fi        Методика MIMO включает в себя так называе-        четное значение PER. Следует иметь в виду,
     стал стандарт 802.11n, в котором разработчики     мое «пространственное мультиплексирование»        что SM и STC обеспечивают большой охват
     предприняли попытку объединить все лучшее,        (Spatial Multiplexing, SM), которое повышает      независимо от состояния канала, но не повы-
     что было реализовано в предыдущих версиях.        скорости передачи и увеличивает пропуск-          шают пиковую скорость данных.
     Стандарт 802.11n разработан для оборудова-        ную способность по сравнению с отдельной          При декодировании в приемном устройстве
     ния, функционирующего на центральных              одиночной антенной. При пространственном          полученные сигналы обрабатываются по опре-
     частотах 2,4 и 5 ГГц с максимально возможной      мультиплексировании множество потоков             деленному закону в соответствии с заданной
     скоростью вплоть до 600 Мбит/с [11]. Этот         передаются по множеству антенн. Например,         матрицей, например с помощью алгоритма
     стандарт был утвержден IEEE в сентябре 2009-го,   если приемник и передатчик имеют по две           обратного преобразования Фурье. Таким об-
     а в России одобрен и разрешен к использова-       антенны и есть возможность выделить из всего      разом, в приемнике пространственно распреде-
     нию во всех диапазонах только в конце 2010 г.     многообразия электромагнитного излучения          ленные сигналы объединяются, и происходит
     [5]. Стандарт основан на технологии OFDM-         необходимые волны, то можно увеличить             восстановление переданных данных.
     MIMO. В IEEE 802.11n максимальная скорость        пиковую скорость данных вдвое.                    Основные параметры 802.11n, разрешенные
     передачи данных в несколько раз больше, чем       Процесс передачи данных идет независимо. Это      для использования в России, приведены в та-
     в предыдущих. Это достигается благодаря           значит, что в направлении «вверх» (UL) каждый     блице 5 [5].
     удвоению ширины канала с 20 до 40 МГц,            пользователь имеет только одну передающую         Для стандарта 802.11n в РФ выделены одна
     а также за счет реализации технологии MIMO        антенну. Два независимых пользователя могут       полоса с центральной частотой 2,4 ГГц и две
     со множеством антенн.                             одновременно передавать в том же самом слоте,     полосы в районе 5 ГГц:
     В идеальном случае удвоение ширины полосы         аналогично тому случаю, когда два потока          • 2400–2483,5 МГц;
     означает прямо пропорциональное увеличение        пространственно мультиплексированы от двух        • 5150–5350 МГц;
     скорости передачи данных на физическом            антенн одного пользователя. Такой процесс         • 5650–6425 МГц.
     уровне (PHY). На практике все оказывается         называется «совместное пространственное           Количество поднесущих в канале определено
     намного сложнее. В основу технологии MIMO         мультиплексирование вверх». Когда сообщение       равным 56 при ширине канала 20 МГц и 114 —
     (Multiple Input Multiple Output) положена идея    отправляется от базовой станции к мобильной,      при ширине канала 40 МГц. Частотный разнос
     применения раздельно нескольких передаю-          то говорят о направлении «вниз».                  каналов разрешен как для 20, так и для 40 МГц.
     щих и приемных антенн [12]. Передаваемый          В процессе передачи последовательность сим-       В стандарте 802.11n в соответствии с нормати-
     поток данных разбивается на независимые           волов, поступающая на кодер, преобразуется        вами РФ допускается использование до четырех
     последовательности битов, которые пере-           символьным преобразователем в простран-           каналов передачи данных. Подразумевается,
     сылаются одновременно, с использованием           ственную форму в соответствии с программой,       что не менее двух каналов могут быть у Wi-Fi-
     разных антенн. При этом антенны передают          заложенной в адаптивном преобразователе           точки доступа и не менее одного канала должно
     данные независимо друг от друга и в одном         (например, отражение информации подканалов        быть у беспроводной абонентской станции.
     и том же частотном диапазоне. Иными словами,      в пространственный код согласно заданной          Оборудование Wi-Fi в стандарте 802.11n может
     в технологии MIMO реализовано несколько           матрицы).                                         работать в трех режимах:
     пространственно разнесенных подканалов,           В методе MIMO необходимо постоянно за-            • режим предыдущих версий (Legacy), в котором
     по которым данные передаются одновремен-          прашивать информацию по идентификации               обеспечивается поддержка всех предыдущих
     но в одном и том же частотном диапазоне.          канала, его состоянию и конкретным параметрам.      версий стандарта 802.11a, b, g (нет поддержки
     В простейшем примере это выглядит как             В зависимости от текущего состояния канала          802.11n);
     передатчик с двумя антеннами и приемник
     с двумя антеннами, в которых по каждому           Т а б л и ц а 5 . Основные параметры стандарта IEEE 802.11n
     каналу одновременно и независимо передаются       (в соответствии с действующими нормативами РФ)
     и принимаются потоки данных.                                Наименование параметра                             Значение параметра
     Технология MIMO не влияет на метод ко-                        Диапазон частот, МГц                   2400–2483,5 и/или 5150–5350, 5650–6425
     дирования данных и может использоваться                                                              Множественный доступ с контролем несущей
                                                                    Метод доступа к среде
     с разными способами модуляции. В стандарте                                                                 и предотвращением коллизий
     802.11n в качестве метода расширения спектра                                                                   Базовая станция — 2
     используется Orthogonal Frequency Division                 Число потоков MIMO, не менее
                                                                                                                  Абонентская станция — 1
     Multiplexing (OFDM), который хорошо зареко-                Число потоков MIMO, не более                                  4
     мендовал себя в стандарте 802.11a. Технологии
                                                                  Метод расширения спектра                                  OFDM
     MIMO включают в себя сложные векторные
     и матричные алгоритмы обработки в системах                Частотный разнос каналов, МГц                            20 и/или 40
     со множеством антенн (multi-antenna).                     Количество поднесущих в канале                  56 (при ширине канала 20 МГц)
     Метод кодирования OFDM по своей структуре                                           2400–2483,5              Не более 24 дБм (250 мВт)
     в настоящее время является оптимальным                                               5150–5250               Не более 20 дБм (100 мВт)
     для поддержания технологии MIMO. В MIMO                Максимальная мощность         5250–5350               Не более 20 дБм (100 мВт)
     используется методика предварительного                передатчика, работающего
                                                               в диапазоне, МГц           5650–5725              Не более 30 дБм (1000 мВт)
     кодирования и последующего декодирования
                                                                                          5725–5825              Не более 30 дБм (1000 мВт)
     (Precoding) с формированием пространственной
                                                                                          5825–6425              Не более 30 дБм (1000 мВт)
     диаграммы направленности (beamforming),

                                                                                                                 БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ №1 ’11
компоненты семейства 802.xx | КОМПОНЕНТЫ                       27

• смешанный режим (Mixed), в котором обе-         мультиплексирования и при частотном разносе       • 802.11f. Унифицирует параметры Wi-Fi-
   спечивается поддержка всех предыдущих          каналов 40 МГц [5].                                 точек доступа различных производителей.
   версий стандарта 802.11a, b, g и частичная     Максимальная теоретическая скорость 600 Мбит/с      Стандарт позволяет пользователю работать
   поддержка 802.11n;                             может быть достигнута для четырех потоков,          с разными сетями при перемещении между
• высокоскоростной режим (High Throughput,        модуляции 64-QAM, скорости кодирования              зонами действия отдельных сетей.
   HT), в котором обеспечивается только полная    5/6, длительности защитного интервала 400 нс.     • 802.11h. Как отмечалось выше, в большин-
   поддержка 802.11n и не поддерживаются          При других комбинациях параметров будут             стве европейских стран наземные станции
   полностью все предыдущие версии.               другие скорости передачи.                           слежения за метеорологическими спутниками
Следует подчеркнуть, что только в режиме High                                                         и спутниками связи, а также радары военного
Throughput можно в полной мере пользовать-        Дополнительные                                      назначения работают в диапазонах, близких
ся преимуществами повышенной скорости             стандарты IEEE 802.11                               к 5 МГц. Для предотвращения конфликтных
и увеличенной дальностью передачи данных,         Кроме рассмотренных выше основных стан-             ситуаций стандарт 802.11h вводит обязатель-
достигнутыми в стандарте 802.11n. В режиме        дартов 802.11a, b, g, n, существует ряд вспомо-     ный для использования в Европе механизм
с высокой пропускной способностью (High           гательных, описывающих сервисные функции            автоматического сброса мощности на частотах
Throughput) при ширине канала в 20 МГц при-       различных Wi-Fi-изделий:                            5 ГГц для бытовых устройств Wi-Fi при по-
меняются 56 частотных подканалов, из которых 52   • 802.11d. Предназначен для адаптации раз-          падании их в зону действия изделий 802.11
задействуются для передачи данных, а четыре         личных Wi-Fi-устройств к специфическим            специального и военного назначения. Этот
являются служебными. При использовании              условиям страны. Как уже упоминалось выше,        стандарт является необходимым требованием
40-МГц канала и режима с высокой пропускной         конкретные диапазоны частот для каждого           ETSI, предъявляемым к оборудованию, до-
способностью применяются 114 частотных под-         отдельно взятого государства определяются         пущенному для эксплуатации на территории
каналов, из которых 108 — информационные,           внутри самой страны и могут различаться           стран Европейского Союза. Так, например,
а шесть — управляющие.                              в зависимости от географического положения.       все Wi-Fi-оборудование, выпускаемое
Еще один параметр, влияющий на скорость пере-       Стандарт IEEE 802.11d позволяет регулиро-         французской фирмой ACKSYS, проходит
дачи, — это длительность охранного интервала        вать полосы частот в устройствах разных           обязательную европейскую сертификацию
GI, введенная в стандарте 802.11a. В стандарте      производителей с помощью специальных              на соответствие стандарту 802.11h.
802.11 длительность охранного интервала может       опций, введенных в протоколы управления         • 802.11i. В первых вариантах стандартов
принимать два значения: 800 и 400 нс. Скорости      доступом к среде передачи.                        802.11 для обеспечения безопасности се-
передачи данных определяются комбинацией          • 802.11e. Описывает классы качества QoS для        тей Wi-Fi использовался алгоритм WEP.
рассмотренных выше параметров. Всего таких          приложений, обеспечивающих передачу               Предполагалось, что этот метод может
комбинаций в стандарте 802.11n может быть 76.       аудио- и видеофайлов. Изменения, введен-          обеспечить конфиденциальность и защиту
В таблице 6 приведены значения скоростей            ные на уровне МАС-протоколов 802.11e,             передаваемых данных авторизированных
передачи в стандарте 802.11n, рассчитанные          регламентируют качество одновременной             пользователей беспроводной сети от про-
для четырех пространственных потоков, при           передачи звука и изображения для беспро-          слушивания. Однако, как выяснилось, эту
использовании в каждом потоке разной схемы          водных аудио- и видеосистем.                      защиту можно взломать всего за несколько
                                                                                                      минут. Поэтому в стандарте 802.11i были
Т а б л и ц а 6 . Параметры для четырех пространственных потоков при использовании                    разработаны новые методы защиты сетей
в каждом потоке разной схемы мультиплексирования (UEQM) и при частотном разносе каналов 40 МГц        Wi-Fi, реализованные как на физическом,
(в соответствии с действующими нормативами РФ)                                                        так и программном уровнях. В настоящее
                     Модуляция                               Скорость передачи данных, Мбит/с         время для организации системы безопасности
 Номер
                                                Скорость                          Защитный            в сетях 802.11 рекомендуется использовать
 схемы                                                        Защитный
  MCS Поток 1     Поток 2   Поток 3   Поток 4 кодирования                      интервал 400 нс        алгоритмы Wi-Fi Protected Access (WPA). Они
                                                            интервал 800 нс
                                                                                 (опционно)           также обеспечивают совместимость между
   53    16-QAM    QPSK     QPSK      QPSK         /2
                                                   1
                                                                 135,00             150,00            беспроводными устройствами различных
   54    16-QAM   16-QAM    QPSK      QPSK         /2
                                                   1
                                                                 162,00             180,00            стандартов и различных модификаций. Про-
   55    16-QAM   16-QAM    16-QAM    QPSK         /2
                                                   1
                                                                 189,00             210,00            токолы WPA используют усовершенствованную
   56    64-QAM    QPSK     QPSK      QPSK         /2
                                                   1
                                                                 162,00             180,00
                                                                                                      схему шифрования RC4 и метод обязательной
                                                                                                      аутентификации с использованием EAP.
   57    64-QAM   16-QAM    QPSK      QPSK         /2
                                                   1
                                                                 189,00             210,00
                                                                                                      Устойчивость и безопасность современных
   58    64-QAM   16-QAM    16-QAM    QPSK         /2
                                                   1
                                                                 216,00             240,00            сетей Wi-Fi определяется протоколами про-
   59    64-QAM   16-QAM    16-QAM    16-QAM       /2
                                                   1
                                                                 243,00             270,00            верки конфиденциальности и шифрования
   60    64-QAM   64-QAM    QPSK      QPSK         /2
                                                   1
                                                                 216,00             240,00            данных (RSNA, TKIP, CCMP, AES).
   61    64-QAM   64-QAM    16-QAM    QPSK         /2
                                                   1
                                                                 243,00             270,00          • 802.11k. Этот стандарт был разработан, что-
   62    64-QAM   64-QAM    16-QAM    16-QAM       /2
                                                   1
                                                                 270,00             300,00
                                                                                                      бы улучшить распределение трафика между
                                                                                                      абонентами внутри сети. В беспроводной ло-
   63    64-QAM   64-QAM    64-QAM    QPSK         /2
                                                   1
                                                                 270,00             300,00
                                                                                                      кальной сети абонентское устройство обычно
   64    64-QAM   64-QAM    64-QAM    16-QAM       /2
                                                   1
                                                                 297,00             330,00            соединяется с той точкой доступа, которая
   65    16-QAM    QPSK     QPSK      QPSK         /4
                                                   3
                                                                 202,50             225,00            обеспечивает наиболее сильный сигнал. Это
   66    16-QAM   16-QAM    QPSK      QPSK         /4
                                                   3
                                                                 243,00             270,00            может привести к перегрузке сети, если к одной
   67    16-QAM   16-QAM    16-QAM    QPSK         /4
                                                   3
                                                                 283,50             315,00            точке доступа будут стремиться подключиться
   68    64-QAM    QPSK     QPSK      QPSK         /4
                                                   3
                                                                 243,00             270,00
                                                                                                      сразу много абонентов. Для контроля подоб-
                                                                                                      ных ситуаций в стандарте 802.11k предложен
   69    64-QAM   16-QAM    QPSK      QPSK         /4
                                                   3
                                                                 283,50             315,00
                                                                                                      механизм, ограничивающий количество або-
   70    64-QAM   16-QAM    16-QAM    QPSK         /4
                                                   3
                                                                 324,00             360,00            нентов, подключаемых к одной точке доступа,
   71    64-QAM   16-QAM    16-QAM    16-QAM       /4
                                                   3
                                                                 364,50             405,00            и подсоединяющий новых абонентов к другой
   72    64-QAM   64-QAM    QPSK      QPSK         /4
                                                   3
                                                                 324,00             360,00            точке, несмотря на более слабый сигнал от нее.
   73    64-QAM   64-QAM    16-QAM    QPSK         /4
                                                   3
                                                                 364,50             405,00            В этом случае полная пропускная способность
   74    64-QAM   64-QAM    16-QAM    16-QAM       /4
                                                   3
                                                                 405,00             450,00            сети увеличивается благодаря более эффектив-
                                                                                                      ному использованию ресурсов.
   75    64-QAM   64-QAM    64-QAM    QPSK         /4
                                                   3
                                                                 405,00             450,00
                                                                                                    • 802.11m. В рамках IEEE 802.11 существует
   76    64-QAM   64-QAM    64-QAM    16-QAM       /4
                                                   3
                                                                 445,50             495,00            рабочая группа TASK GROUP, занимающаяся

WWW.WIRELESS-E.RU
28       КОМПОНЕНТЫ | компоненты семейства 802.xx

         исправлением ошибок и ответами на запросы           ми. Стандарт должен определять протоколы            увеличить скорость передачи данных в стан-
         и замечания, которые любой человек может            доступа, протоколы приоритета и запрета             дарте 802.11g в два раза и довести ее до 108 Мбит/с.
         отправить в IEEE. Эти поправки и исправ-            на работу с внешними сетями. В настоящее            Кроме того, теоретически должен увеличивать-
         ления суммируются в отдельном документе             время стандарт находится на этапах оценки           ся радиус действия сети. Однако по другим
         с общим названием 802.11m. Первый выпуск            и утверждения проекта.                              данным эффект связывания каналов сильно
         802.11m был в 2007 г. Следующий выпуск            • 802.11v. В стандарте должны быть разра-             зависит от расстояния и уменьшается с его
         исправлений, дополнений и поправок ко всем          ботаны поправки, направленные на совер-             увеличением [15]. В настоящее время, несмотря
         редакциям 802.11 планируется на 2011 г.             шенствование систем управления сетями               на то, что технология Super G не стандартизо-
     •   802.11p. Регулирует взаимодействие Wi-Fi-           IEEE 802.11. Модернизация на МАС- и PHY-            вана IEEE, она используется такими фирмами,
         оборудования, движущегося со скоростью              уровнях должна позволить централизовать             как Airlink101, Clipsal, D-Link, Intelbras, NETGEAR,
         до 200 км/ч мимо неподвижных точек доступа,         и упорядочить конфигурацию клиентских               Nortel Networks, Planex, SMC, Sony, TRENDnet,
         удаленных на расстояние до 1 км. Он входит          устройств, соединенных с сетью. Находится           SparkLAN, Toshiba и ZyXEL. На мировом рынке
         в состав стандарта Wireless Access in Vehicular     в стадии разработки.                                также можно встретить оборудование, под-
         Environ (WAVE) и является своего рода интер-      • 802.11y. Дополнительный стандарт связи для          держивающее технологию Super G под иными
         фейсом для связи с IEEE 1609. Стандарты WAVE        диапазона частот 3,65–3,70 ГГц. Предназначен        торговыми марками, например 108G Technology,
         определяют архитектуру и дополнительный             для устройств последнего поколения, рабо-           108Mbit/s 802.11g, Xtreme G.
         набор служебных функций и интерфейсов,              тающих с внешними антеннами на скоростях            В качестве других примеров «несанкциони-
         которые обеспечивают безопасный механизм            до 54 Мбит/с на расстоянии до 5 км на от-           рованного» выхода за рамки стандартов IEEE
         радиосвязи между движущимися транспорт-             крытом пространстве. Стандарт полностью             можно привести технологии 25 High Speed Mode
         ными средствами. Эти стандарты разработа-           не завершен.                                        от Broadcom, разработанное Airgo Networks
         ны для таких приложений, как, например,           • 802.11w. Разработан с целью улучшения               «MIMO-расширение» и Nitro, предлагаемую
         организация дорожного движения, контроль            защиты и безопасности уровня управления             Conexant. Даже такая солидная фирма, как Texas
         безопасности движения, автоматизированный           доступом к среде передачи данных (МАС).             Instruments, и та вышла за рамки стандартов
         сбор платежей, навигация и маршрутизация            Протоколы стандарта структурируют систему           IEEE, предложив технологию 802.11b+.
         транспортных средств и др.                          контроля целостности данных, подлинности            Многие участники Wi-Fi-альянса утвержда-
     •   802.11r. Регламентирует быстрый автоматиче-         их источника, запрета несанкционированного          ют, что оборудование с поддержкой Super G
         ский роуминг Wi-Fi-устройств при переходе           воспроизведения и копирования, конфиден-            и других несогласованных технологий мешает
         из зоны действия одной точки доступа к зоне         циальности данных и других средств защиты.          нормальной работе в частотном диапазоне
         охвата другой. Этот стандарт ориентиро-             В стандарте введена защита фрейма управле-          2,4 ГГц. Однако, как справедливо отмечается
         ван в основном на интернет-телефонию                ния, а дополнительные меры безопасности             в [15], существует множество изделий, напри-
         и на мобильные телефоны с поддержкой                позволяют нейтрализовать внешние атаки,             мер усилителей мощности и активных антенн,
         Wi-Fi. До появления этого стандарта при             такие, как, например, DoS. Кроме того, эти          которые могут мешать соседним беспровод-
         движении абонент часто терял связь с одной          меры обеспечат безопасность для наиболее            ным сетям и не имеют никаких механизмов
         точкой доступа, был вынужден искать другую          уязвимой сетевой информации, которая                регламентации в зоне действия другого Wi-
         и заново выполнять процедуру подключе-              будет передаваться по сетям с поддержкой            Fi-оборудования.
         ния. Устройства с поддержкой 802.11r могут          IEEE 802.11r, k, y. В настоящее время стандарт      С появлением в 2009 г. стандарта 802.11n, во-
         зарегистрироваться заранее с соседними              еще не завершен.                                    бравшего в себя все самое лучшее из предыдущих
         точками доступа и выполнять процесс пере-         В заключение следует отметить, что техноло-           версий 802.11, накал спора о том, какой стандарт
         подключения в автоматическом режиме.              гия Wi-Fi является одним из наиболее бурно            лучше, должен был бы ослабнуть. Безусловно,
         Таким образом значительно уменьшается             развивающихся направлений беспроводной                стандарт 802.11n сейчас самый быстрый. Но по-
         мертвое время, когда абонент не доступен          связи. В настоящее время оборудование для             скольку в мире производится и еще некоторое
         в сетях Wi-Fi.                                    Wi-Fi выпускают многие компании. Только               время будет производиться оборудование, под-
     •   802.11s. Разработан для топологии много-          в составе Wi-Fi Alliance [14] насчитывается           держивающее стандарты 802.11a, b, g и Super
         узловых или ячеистых сетей (Wireless Mesh         около 320 фирм, среди которых Intersil, Texas         G, то вопрос, «что выбрать из 802.11», остается
         Network), где любое устройство может слу-         Instruments, Samsung, Broadcom, 3Com, Atheros,        открытым. Чтобы найти ответ на него, нужно
         жить как маршрутизатором, так и точкой            Cisco, Alcatel-Lucent, Nokia, Intel, Samsung,         четко понимать, для каких целей предназначается
         доступа. Если ближайшая точка доступа             Microsoft, Sony, Apple, MSI, Motorola, The Boeing,    конкретная Wi-Fi-сеть.
         перегружена, данные перенаправляются              Electrobit (EB), Huawei, Hitachi, Ford Motor          Например, для передачи больших объемов ин-
         к ближайшему незагруженному узлу. При             Company, ST-Ericsson, Murata, NXP, HP, OKI,           формации на небольшие расстояния скорость
         этом пакет данных передается от одного узла       Garmin, LG, Epson, Sharp, Sierra Wireless, Philips,   является определяющим фактором. На рис. 5
         к другому, пока не достигнет конечного места      Canon, Ricon, Microchip, Panasonic, Toshiba,          показаны сравнительные данные для стандартов
         назначения. В данном стандарте введены            NETGEAR, NEC, Logitech, Mitsumi, Lexmark,             802.11b, g, n [16], и можно увидеть время, которое
         новые протоколы на уровнях MAC и PHY,             Alcatel, ROHM, Trimble Navigation, Kodak,             потребуется соответствующему Wi-Fi-оборудованию
         которые поддерживают широковещательную            Symbol Technologies, Airgo Networks и др.             для того, чтобы перекачать 30-минутный видео-
         и многоадресную передачу, а также одноадрес-      Эти фирмы ведут между собой очень жесткую             файл с компьютера на переносной проигрыватель.
         ную поставку по самоконфигурирующейся             конкурентную борьбу и стараются убедить               Однако борьба за скорость передачи не всегда
         системе точек доступа Wi-Fi. C этой целью         покупателей, что именно их продукт является
         в стандарте введен четырехадресный формат         наилучшим. При этом зачастую ведущие
         кадра. Проект получил внутреннее название         фирмы — производители Wi-Fi-чипсетов
         SEE-MESH и в настоящее время находится            выходят за рамки принятых стандартов IEEE
         в стадии разработки (в основном работы            и выпускают на рынок собственные разработ-
         по этому проекту ведет немецкая компания          ки, не одобренные Wi-Fi Alliance. В качестве
         Riedel Communications).                           примера можно привести технологию Super
     •   802.11t. Этот документ представляет собой         G, разработанную фирмой Atheros для увели-
         набор методик, рекомендованных IEEE для           чения эффективной пропускной способности.
         тестирования сетей 802.11: способы измерений      В основу технологии положен так называемый
         и обработки результатов, требования, предъяв-     метод «связывания каналов»: два радиоканала
         ляемые к испытательному оборудованию.             связываются таким образом, чтобы они каза-             Рис. 5. Сравнительные данные по скорости
     •   802.11u. Предназначен для регулирования           лись одним каналом как для передатчика, так                    передачи для стандартов 802.11b, g, n
         взаимодействия сетей Wi-Fi с внешними сетя-       и для приемника. Теоретически это позволяет

                                                                                                                          БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ №1 ’11
компоненты семейства 802.xx | КОМПОНЕНТЫ                             29

оправданна. Например, для телевидения стан-        Литература                                              7. http://www.iec.org/online/tutorials/ofdm/
дартного разрешения вполне хватает 5 Мбит/с,       1. http://www.acksys.fr/us/index.htm                       topic04.html?Next.x=40&Next.y=18
а для разрешения HDTV требуется в среднем          2. http://standards.ieee.org/getieee802/download        8. Heiskala J., Terry J. OFDM Wireless LANs: A
около 20 Мбит/с. Для передачи голоса не нужны      3. IEEE Standard for Information technology —              Theorethical and Practical Guide. 2002.
скорости больше 1 Мбит/с. На самом деле задача        Telecommunications and information exchange          9. http://www.54g.org/docs/802.11g-WP104-RDS1.pdf
должна формулироваться как поддержание                between systems. Local and metropolitan area         10. http://www.sss-mag.com/pdf/802_11g_whitepaper.pdf
оптимальной скорости на необходимом рас-              networks. Specific requirements. Part 11: Wireless   11. IEEE Std 802.11n-2009, IEEE Standard for
стоянии. Нельзя забывать и о перегруженности          LAN Medium Access Control and Physical Layer              Information technology — Telecommunications
конкретного объема беспроводным оборудова-            (PHY) Specifications.                                     and information exchange between systems.
нием. Известно, что Wi-Fi-устройства начинают      4. http://grouper.ieee.org/groups/802/11/                    Local and metropolitan networks. Specific
конфликтовать, когда работают в непосредствен-        Photographs/2010/201009/20th%20celebration.htm            Requirements. Part 11: Wireless LAN Medium
ной близости друг к другу. В закрытых помеще-      5. Приказ Министерства связи и массовых ком-                 Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY)
ниях также существует проблема отражения              муникаций РФ от 14 сентября 2010 г. № 124                 Specifications. Amendment 5: Enhancements
от стен и массивного оборудования. Стоит также        «Об утверждении Правил применения обо-                    for Higher Throughput.
подумать и о выборе частоты. В частотном диа-         рудования радиодоступа. Часть I. Правила             12. MIMO http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple-
пазоне 2,4 ГГц дальность действия больше. Однако      применения оборудования радиодоступа для                  input_multiple-output
перегруженность этого диапазона и наличие             беспроводной передачи данных в диапазоне             13. www.electronics-tech.com
помех намного больше, чем в диапазоне 5 МГц.          от 30 МГц до 66 ГГц» (зарегистрировано               14. http://www.wi-fi.org/our_members.php
Наилучшим вариантом может быть выбор двух             в Минюсте РФ 12.10.2010 № 18695).                    15. http://www.thg.ru/network/20040127/11g_
частных диапазонов и попеременная работа           6. 802.11® Wireless Networks: The Definitive                 enhanced-01.html
в одном из них в зависимости от состояния среды       Guide, By Matthew Gast. http://book.dlf.ge/          16. 802.11n: Next-Generation Wireless LAN,
передачи.                                             Desktop_books/books                                       Technology. Broadcom. 2006.

WWW.WIRELESS-E.RU
Вы также можете почитать