Wi-Fi(WirelessFidelity— «беспроводная точность»)

Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems), Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркойWaveLANи обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с.

Установка WirelessLANрекомендовалась там, где развёртывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно, но технология оказалась настолько удобной, что стала широко применяться и существенно вытеснять проводные соединения. Скорость и надёжность работы повышалась, на данный момент последний из семейства стандартовWi-FiIEEE802.11nбыл утверждён 11 сентября 2009 года. Теоретически сети стандарта 802.11nспособны обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с.

Особенно широко Wi-Fiприменяется в мобильных устройствах, (КПК, смартфоны, ноутбуки), т.к. применение этой технологии позволяет свободно подключаться к сети в любом месте зоны покрытия.

Принцип работы

Сеть строится по принципу точка доступа – клиенты. Стандарт предусматривает возможность и прямого соединения, но не все устройства поддерживают такой режим.

Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID) с помощью специальных сигнальных пакетов каждые 100 мс. ЗнаяSSIDсети, клиент может послать запрос на соединение.

В Wi-Fiсетях все пользовательские станции, которые хотят передать информацию через точку доступа (АР), соревнуются за «внимание» последней. Такой подход может вызвать ситуацию при которой связь для более удалённых станций будет постоянно обрываться в пользу более близких станций. Подобное положение вещей делает затруднительным использование таких сервисов какVoIP, которые очень сильно зависят от непрерывного соединения.

Возможно шифрование передаваемых пакетов WEP,WPAиWPA2. Не все устройства поддерживают новые алгоритмы, что снижает безопасность. Для конфиденциальной информации желательно дополнительное шифрование на сетевом уровне (VPN).

Преимущества Wi-Fi

Быстро и без существенных затрат позволяет развернуть сеть и так же быстро убрать, без проведения строительно-монтажных и прочих работ, в том числе вне помещений.

Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам.

Wi-Fi-устройства широко распространены на рынке.

В отличие от сотовых телефонов, Wi-Fiоборудование может работать в разных странах по всему миру.

Недостатки Wi-Fi

Высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства.

Опасность перехвата пакетов и несанкционированного доступа. Шифрование WEPотносительно легко взламывается, а более стойкиеWPAиWPA2 поддерживаются не всеми устройствами.

Небольшая дальность. Типичный маршрутизатор Wi-Fiстандарта 802.11bили 802.11gимеет радиус действия 45 м в помещении и 450 м снаружи.

Зависимость от помех, атмосферных явлений, работы высокочастотного оборудования.

Перегрузка оборудования при передаче небольших пакетов данных из-за присоединения большого количества служебной информации.

Лицензионные и частотные ограничения в некоторых странах.

Коммерческий доступ к сервисам на основе Wi-Fiпредоставляется в таких местах, как интернет-кафе, аэропорты и кафе по всему миру (обычно эти места называютWi-Fi-кафе), однако их покрытие можно считать точечным по сравнению с сотовыми сетями. Проекты по покрытию городов сплошной зоной действияWi-Fiскорее всего так и не будут завершены, вытесняемые более подходящей для этого технологиейWiMax.

В настоящий момент непосредственное сравнение Wi-Fiи сотовых сетей нецелесообразно. Телефоны, использующие толькоWi-Fi, имеют очень ограниченный радиус действия, поэтому развёртывание таких сетей обходится очень дорого. Тем не менее, развёртывание таких сетей может быть наилучшим решением для локального использования, например, в корпоративных сетях, промзонах, складской логистике и т.п. применений.

Пока коммерческие сервисы пытаются использовать существующие бизнес-модели для Wi-Fi, многие группы, сообщества, города, и частные лица строят свободные сетиWi-Fi, часто используя общее пиринговое соглашение для того, чтобы сети могли свободно взаимодействовать друг с другом.

Точки доступа Wi-Fiне требуют высокой квалификации в настройке и обслуживании, что делает их очень удобными прежде всего дляSOHO-сегмента. Из широко представленных на рынке это самая простая и удобная в использовании технология локальных беспроводных сетей. При помощи направленных антенн можно использовать дешёвоеWi-Fiоборудование для соединения локальных сетей в сельской местности. Также возможно объединение в сеть общего доступа точек, принадлежащих различным людям и организациям, создание кампусных и домовых сетей.

Некоторые группы строят свои Wi-Fi-сети, полностью основанные на добровольной помощи и пожертвованиях.

Некоторые небольшие страны и муниципалитеты уже обеспечивают свободный доступ к хот-спотам Wi-Fiи доступ к Интернету черезWi-Fiпо месту жительства для всех. Например, Королевство Тонга или Эстония, которые имеют большое количество свободных хот-спотовWi-Fiпо всей территории страны. В ПарижеOzoneParisпредоставляет свободный доступ в Интернет неограниченно всем, кто способствует развитиюPervasiveNetwork, предоставляя крышу своего дома для монтажа оборудованияWi-Fi.UnwireJerusalem— это проект установки свободных точек доступаWi-Fiв крупных торговых центрах Иерусалима. Многие университеты обеспечивают свободный доступ к Интернет черезWi-Fiдля своих студентов.

Некоторые коммерческие организации предоставляют свободный доступ к Wi-Fiв целях привлечения клиентов. В СНГ бесплатныйWi-Fiдоступ в Интернет предоставляет Макдональдс и система кинотеатров Каро-фильм. Некоторые организации предоставляют доступ только своим клиентам (например, печатая текущий ключ шифрования на кассовом чеке).

WiMAX

WiMAX(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандартеIEEE802.16, который также называютWirelessMAN.

Область использования

WiMAXподходит для решения следующих задач:

Соединения точек доступа Wi-Fiдруг с другом и другими сегментами Интернета.

Обеспечения беспроводного широкополосного доступа как альтернативы выделенным линиям и DSL.

Предоставления высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг.

Создания точек доступа, не привязанных к географическому положению.

WiMAXпозволяет осуществлять доступ в Интернет на высоких скоростях, с гораздо большим покрытием, чем уWi-Fiсетей. Это позволяет использовать технологию в качестве «магистральных каналов», продолжением которых выступают традиционныеDSL- и выделенные линии, а также локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети в рамках целых городов.

Проблема последней мили всегда была одной из самых острых для связистов. К настоящему времени появилось множество технологий последней мили, и перед любым оператором связи стоит задача выбора технологии, оптимально решающей задачу доставки любого вида трафика своим абонентам. Универсального решения этой задачи не существует, у каждой технологии есть своя область применения, свои преимущества и недостатки. Однако технология WiMax, совместившая в себе преимуществаADSLиWi-Fi, сейчас активно завоёвывает рынок пользовательского Интернета.

Фиксированный и мобильный вариант WiMAX

Набор преимуществ присущ всему семейству WiMAX, однако его версии существенно отличаются друг от друга. Разработчики стандарта искали оптимальные решения как для фиксированного, так и для мобильного применения, но совместить все требования в рамках одного стандарта не удалось. Хотя ряд базовых требований совпадает, нацеленность технологий на разные рыночные ниши привела к созданию двух отдельных версий стандарта (вернее, их можно считать двумя разными стандартами). Каждая из спецификацийWiMAXопределяет свои рабочие диапазоны частот, ширину полосы пропускания, мощность излучения, методы передачи и доступа, способы кодирования и модуляции сигнала, принципы повторного использования радиочастот и прочие показатели. А потомуWiMAX-системы, основанные на версиях стандартаIEEE802.16eиd, практически несовместимы. Краткие характеристики каждой из версий приведены ниже.

802.16-2004 (известен также как 802.16dи фиксированныйWiMAX). Спецификация утверждена в 2004 году. Используется ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM), поддерживается фиксированный доступ в зонах с наличием либо отсутствием прямой видимости. Пользовательские устройства представляют собой стационарные модемы для установки вне и внутри помещений, а такжеPCMCIA-карты для ноутбуков. В большинстве стран под эту технологию отведены диапазоны 3,5 и 5 ГГц.

802.16-2005 (известен также как 802.16eи мобильныйWiMAX). Спецификация утверждена в 2005 году. Это — новый виток развития технологии фиксированного доступа (802.16d). Оптимизированная для поддержки мобильных пользователей версия поддерживает ряд специфических функций, таких как хэндовер,idlemodeи роуминг. Применяется масштабируемыйOFDM-доступ (SOFDMA), возможна работа при наличии либо отсутствии прямой видимости.

Основное различие двух технологий состоит в том, что фиксированный WiMAXпозволяет обслуживать только «статичных» абонентов, а мобильный ориентирован на работу с пользователями, передвигающимися со скоростью до 120 км/ч. Мобильность означает наличие функций роуминга и «бесшовного» переключения между базовыми станциями при передвижении абонента (как происходит в сетях сотовой связи).

Многие телекоммуникационные компании делают большие ставки на использование WiMAXдля предоставления услуг высокоскоростной связи. И тому есть несколько причин.

Во-первых, технологии семейства 802.16 позволят экономически более эффективно (по сравнению с проводными технологиями) не только предоставлять доступ в сеть новым клиентам, но и расширять спектр услуг и охватывать новые труднодоступные территории.

Во-вторых, беспроводные технологии многим более просты в использовании, чем традиционные проводные каналы. WiMAXиWi-Fiсети просты в развёртывании и по мере необходимости легко масштабируемы. Этот фактор оказывается очень полезным, когда необходимо развернуть большую сеть в кратчайшие сроки. К примеру,WiMAXбыл использован для того чтобы предоставить доступ в Сеть выжившим после цунами, произошедшего в декабре 2004 года в Индонезии (Aceh). Вся коммуникационная инфраструктура региона была выведена из строя и требовалось оперативное восстановление услуг связи для всего региона.

С изобретением мобильного WiMAXвсе больший акцент делается на разработке мобильных устройств. В том числе специальных телефонных трубок (похожи на обычный мобильный смартфон), и компьютерной периферии (USBрадио модулей иPCcard).

Принцип работы

В общем виде WiMAXсети состоят из следующих основных частей: базовых и абонентских станций, а также оборудования, связывающего базовые станции между собой

Для соединения базовой станции с абонентской используется высокочастотный диапазон радиоволн от 1,5 до 11 ГГц. В идеальных условиях скорость обмена данными может достигать 70 Мбит/с, при этом не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приемником.

Между базовыми станциями устанавливаются соединения (прямой видимости), использующие диапазон частот от 10 до 66 ГГЦ, скорость обмена данными может достигать 120 Мбит/c. При этом по крайней мере одна базовая станция подключается к сети провайдера с использованием классических проводных соединений.

Структура сетей семейства стандартов IEEE802.16 схожа с традиционнымиGSMсетями (базовые станции действуют на расстояниях до десятков километров, для их установки не обязательно строить вышки — допускается установка на крышах домов при соблюдении условия прямой видимости между станциями).

Каждому подключающемуся к точке доступа клиенту выделяется отдельный слот, что позволяет обеспечить полосу пропускания независимо от нагрузки сети (в отличие от Wi-Fi)

Сопоставления WiMAXиWi-Fiдалеко не редкость, возможно, потому, что эти термины созвучны, название стандартов, на которых основаны эти технологии, похожи (стандартыIEEE, оба начинаются с «802.»), а также обе технологии используют беспроводное соединение и используются для подключения к интернету (каналу обмена данными). Но несмотря на это, эти технологии направлены на решение различных задач.

WiMAXэто система дальнего действия (несколько километров), которая обычно использует лицензированные частоты для предоставления соединения с интернетом конечного пользователя. Разные стандарты семейства 802.16 обеспечивают разные виды доступа, от мобильного (схож с передачей данных с мобильных телефонов) до фиксированного (альтернатива проводному доступу, при котором беспроводное оборудование пользователя привязано к местоположению).

Wi-Fiэто система более короткого действия, обычно покрывающая десятки метров, которая использует нелицензированные диапазоны частот для обеспечения доступа к сети. ОбычноWi-Fiиспользуется пользователями для доступа к их собственной локальной сети, которая может быть и не подключена к Интернету. ЕслиWiMAXможно сравнить с мобильной связью, тоWi-Fiскорее похож на стационарный беспроводной телефон.

WiMAXиWi-Fiимеют совершенно разный механизмQualityofService(QoS).WiMAXиспользует механизм, основанный на установлении соединения между базовой станцией и устройством пользователя. Каждое соединение основано на специальном алгоритме планирования, который может гарантировать параметрQoSдля каждого соединения.Wi-Fi, в свою очередь, использует механизмQoSподобный тому, что используется вEthernet, при котором пакеты получают различный приоритет. Такой подход не гарантирует одинаковыйQoSдля каждого соединения.

Из-за дешевизны и простоты установки, Wi-Fiчасто используется для предоставления клиентам быстрого доступа в Интернет различными организациями. Развёртывание сетиWiMaxсходно с созданием сети сотового оператора – требует квалифицированного персонала, регистрации в органах радиочастотного надзора, установки дорогостоящего оборудования базовых станций. Коммерческое применение этих технологий также пошло различными путями – если к сетямWi-Fiможет подключиться любой имеющий аппаратуру данного стандарта, операторыWiMaxпредпочитают продавать устройства, "привязанные" к их сети (как делали и некоторые сотовые операторы на начальном этапе развития). Появится ли роуминг в коммерческихWiMaxсетях – пока неизвестно, хотя технических проблем для этого нет.