Настройка сетей Microsoft дома и в офисе. Учебный курс
Шрифт:
Метод сверточного кодирования пакетов рассматривается в качестве альтернативного метода кодирования, применяемого в стандарте IEEE 802.11b. Помимо этого, именно данный режим кодирования заложен в основу стандарта 802.11b+, который является расширением стандарта 802.11b. Собственно говоря, на официальном уровне стандарта 802.1 lb+ не существует, однако это расширение поддерживается многими производителями беспроводных устройств. В стандарте 802.11b+ предусматривается скорость передачи данных 22 Мбит/с, а также применяется технология РВСС.
При скорости передачи 5,5 Мбит/с для модуляции пары битов, формируемых сверточным кодировщиком, применяется двоичная фазовая модуляция, а при скорости 11 Мбит/с – квадратурная фазовая модуляция.
Передача данных со скоростью 22 Мбит/с имеет две особенности. Во-первых, используется фазовая 8-позиционная фазовая модуляция (8-PSK), то есть фаза сигнала может принимать восемь различных значений, что позволяет в одном символе кодировать уже три бита. Кроме того, в схему кроме сверточного кодера добавлен пунктурный кодировщик. Смысл такого решения довольно прост. Двойная избыточность сверточного кодировщика (на каждый входной бит приходится два выходных) достаточно велика и при низком уровне помех становится излишней, поэтому можно уменьшить избыточность, чтобы, к примеру, каждым двум входным битам соответствовало три выходных бита. При этом можно, конечно, разработать соответствующий сверточный кодировщик, но лучше добавить в схему специальный пунктурный кодировщик, который будет просто убирать лишние биты.
Предположим, что пунктурный кодировщик удаляет один бит из каждых четырех входных битов. Тогда каждым четырем входящим битам будет соответствовать три выходящих. Скорость такого кодера составляет 4/3. Если же такой кодер используется в паре со сверточным кодировщиком, имеющим скорость 1/2, общая скорость кодирования составит уже 2/3, то есть каждым двум входным битам будет соответствовать три выходных бита.
Разобравшись с принципом работы пунктурного кодировщика, вернемся к рассмотрению кодирования РВСС на скорости 22 Мбит/с в протоколе 802.1 lb+. Сверточному кодировщику (К = 7, R = 1/2) данные передаются со скоростью 22 Мбит/с. После добавления избыточности в сверточном кодировщике биты со скоростью потока 44 Мбит/с передаются пунктурному кодировщику 4:3, в котором избыточность уменьшается так, чтобы на каждые четыре входных бита приходилось три выходных бита. Следовательно, после пунктурного кодировщика скорость потока составит уже 33 Мбит/с. Полученная в результате последовательность направляется в фазовому модулятору 8-PSK, где каждые три бита упаковываются в один символ. При этом скорость передачи составит 11 x 106 символов в секунду, а информационная скорость передачи данных 22 Мбит/с.
На этом завершается рассмотрение теоретических основ работы набора стандартов IEEE 802.11, на основе которых функционируют радиосети.
ПРИМЕЧАНИЕ
Желающие подробнее ознакомиться с теорией могут обратиться на веб-сайт www.wireless.ru, на котором находится масса полезной информации по этой теме.
Новые скорости радиосетей
Как и в случае с кабельными сетями, скорость передачи данных в беспроводных сетях постоянно растет. И доказательством этому служит разрабатываемый Европейским институтом стандартизации в области электросвязи (ETSI) стандарт HiperLAN2 (High Perfomance Radio LAN, радиосеть с высокой производительностью). Именно этот стандарт обещает стать основным конкурентом технологий беспроводных ЛВС, работающих в соответствии со стандартом IEEE 802.11. Инициаторами и активными сторонниками нового стандарта являются компании Nokia и Ericsson.
Так же, как и 802.11а, стандарт HiperLAN2 ориентирован на работу в диапазоне 5 ГГц и способен обеспечить скорость передачи данных до 54 Мбит/с. Оба стандарта используют сходные методы модуляции сигнала на основе мультиплексирования с ортогональным разделением частот (OFDM), однако имеют различные спецификации протоколов доступа к среде MAC. Если для 802.11а он аналогичен Ethernet, то в HiperLAN2 протокол больше напоминает методы, используемые в сетях ATM. Другим отличием HiperLAN2 от 802.11а, которое может дать ему некоторое преимущество над конкурентом, является поддержка мультимедийного трафика и QoS (802.11a ориентирован в основном на передачу данных). По информации ETSI, разработка стандарта ведется с учетом совместимости оборудования с системами 802.11а. Подробнее о новом стандарте можно узнать на веб-сайте по адресу www.etsi.org/technicaLactiv/hiperLan2.htm.
Технология Bluetooth
Термин «Bluetooth» настолько широко используется в настоящее время, что не нуждается в особом толковании. И совсем немногие задумываются о том, что Bluetooth представляет собой еще одну инкарнацию радиосети, а не усовершенствованный пульт дистанционного управления телевизором.
Эта технология продвигается в массы консорциумом Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG). Ее альтернативное название – стандарт IEEE 802.15.1. Причем усилиями специалистов из этого консорциума были разработаны спецификации Bluetooth v 1.x, на основе которых формируются персональные беспроводные сети (WPAN, Wireless Personal Area Network).
Почему их называют персональными сетями? Ответ весьма прост. С их помощью связь осуществляется на небольшие расстояния (несколько десятков метров) и охватывает устройства, которые обычно относят к категории «персональных» (мобильные телефоны, ноутбуки, персональные компьютеры и т. д.).
Технология Bluetooth позволяет сформировать недорогой радиоинтерфейс, отличающийся сниженным энергопотреблением (мощность передатчика не превышает 1 мВт). Она позволяет создавать персональные сети, в которых обеспечивается передача цифровых данных и звуковых сигналов в режиме реального времени. Изначально дальность действия радиоинтерфейса не превышала десяти метров, однако в современной спецификации Bluetooth радиус действия увеличен до 100 метров. Для работы устройств Bluetooth применяется диапазон 2,45 ГГц. При этом не требуется, чтобы связываемые устройства находились в пределах прямой видимости.
Полная пропускная способность радиоканала Bluetooth составляет 1 Мбит/с, благодаря чему возможно формирование асимметричного канала передачи данных на скоростях 723,3/57,6 Кбит/с или дуплексного канала, обеспечивающего скорость передачи данных до 433,9 Кбит/с. Можно также организовать до трех дуплексных аудиоканалов, обеспечивающих скорость передачи звука до 64 Кбит/с в каждом направлении. Возможна также комбинированная передача данных и звука. Для организации обмена данными технология Bluetooth соответствует спецификации стандарта локальных сетей IEEE 802 и использует сигналы с расширением спектра путем скачкообразной перестройки частоты (FHSS) по псевдослучайному закону со скоростью 1600 переключений в секунду в полосе частот 2400—2483,5 МГц.
Канал Bluetooth работает как многоточечный радиоканал, управляемый, как и мобильная связь стандарта GSM, многоуровневым протоколом. В качестве мер защиты в Bluetooth предусмотрено шифрование передаваемых данных и авторизация устройств. При этом возможны три уровня защиты. На минимальном уровне данные шифруются общим ключом и могут приниматься любыми устройствами без ограничений. Защита на уровне устройств применяется, когда непосредственно в микросхеме кодируется уровень доступа, в соответствии с которым устройство может получать определенные данные от других устройств. Также используется защита на уровне сеанса связи, когда данные шифруются с применением 128-битовых случайных чисел, хранящихся в каждой паре устройств, участвующих в данном сеансе связи.