В настоящее время по поводу перспектив Internet делается очень много различных прогнозов. Вместе с тем сейчас уже можно уверенно утверждать, что для дальнейшего развития Сети в самое ближайшее время потребуется огромное число линий связи с высокой скоростью передачи информации, и поэтому весьма популярными станут беспроводные системы передачи данных.

В последнее время широкое распространение получили беспроводные устройства, использующие для передачи данных широкополосные шумоподобные радиосигналы. На Западе подобный способ передачи информации известен под названием Spread Spectrum Technology (SST). Производством SST-систем сегодня занимаются такие компании, как AT&T GIS, Aironet, Cabletron, CYLINK, DEC, Solectek. По сравнению с другими беспроводными системами SST-устройства обладают рядом заметных преимуществ, и сейчас мы рассмотрим некоторые особенности и основные принципы работы таких систем.

Первые SST-устройства появились задолго до того, как общение через компьютерные сети стало чуть ли не нормой жизни. Разрабатывались они – как в Америке, так и в России – для кодирования и приема/передачи секретной информации. Основной принцип работы устройств, использующих широкополосные шумоподобные сигналы, состоит в том, что полезный сигнал распределяется в некоторой полосе частот -случайным или, строго говоря, псевдослучайным образом Алгоритм распределения выбирается в соответствии с некоторой последовательностью, также псевдослучайной, из достаточно обширного списка. Для того чтобы приемное и передающее устройства могли связаться друг с другом, они должны использовать один и тот же алгоритм распределения. Закодированный таким образом сигнал в радиоэфире фактически представляет собой шум. SST-an-паратура работает преимущественно в двух частотных диапазонах: 902-928 МГц (диапазон L) и 2400-2483,5 МГц (диапазон S). Существует множество методов маскировки информации под шум. У производителей беспроводных устройств передачи данных наибольшей популярностью пользуются два: метод прыгающих частот (frequency hopping) и метод непосредственного согласования (direct sequence). Первый из них предполагает, что приемник и передатчик информации синхронно, через определенное время (порядка нескольких миллисекунд), выбирают новую несущую частоту из некоторой псевдослучайной последовательности, одинаковой и для приемника, и для передатчика Чем ближе расположены несущие частоты, тем лучше работает аппаратура. Однако пользователю не разрешается выбирать частотный канал самостоятельно, так как в противном случае может возникнуть большая неравномерность загрузки диапазона.

Второй метод часто называют шумовой модуляцией. При его использовании каждый бит информации передается на нескольких (более 10) частотах. Уровень сигнала, передаваемого на одной частоте, может быть даже ниже среднего уровня шумов в канале. В приемнике происходит обратное сжатие информации с помощью специального устройства, называемого коррелятором. В системах, использующих метод непосредственного согласования, пользователю предоставляется некоторая свобода в выборе частоты.

Остановимся теперь на особенностях работы устройств, использующих для передачи данных широкополосные шумоподобные сигналы. Введем понятие "беспроводная станция". Будем считать, что беспроводная станция – это компьютер, оснащенный специальным устройством с антенной. Владелец такого компьютера может связаться с другим беспроводным устройством, узлом доступа беспроводных станций к сети, ретранслятором или такой же беспроводной станцией. При этом ретранслятор и узел доступа беспроводной станции к сети могут обслуживать одновременно несколько беспроводных станций(режим multipoint). В настоящее время некоторые фирмы-производители, например Aironet Wireless Communication Inc., выпускают беспроводные устройства, которые могут использоваться как для оборудования беспроводной станции, так и для создания узла доступа беспроводной станции к сети или ретрансляции сигнала. Каждое беспроводное устройство, в зависимости от режима работы, имеет определенный радиус действия.

Теперь представим себе, что человек, имеющий беспроводную станцию, в течение дня перемещается по городу, и при этом ему необходимо вести интенсивный информационный обмен через сеть (например, Internet). Возможно ли это? Задача похожа на ту, которая всего несколько лет назад стояла перед создателями сотовой телефонной связи – только теперь границы ее несколько расширены. Иными словами, возможно ли организовать "сотовую Internet"? Компании-производители беспроводного оборудования сегодня отвечают на этот вопрос утвердительно.

Для понимания принципа создания "сотовой Internet" поговорим о том, что такое "roaming". В переводе с английского этот термин означает "бродящий, скитающийся". Специалисты дают следующее определение: roaming – это возможность беспроводной станции, расположенной в любой точке в пределах рабочей зоны, непрерывно находиться на связи с узлом доступа беспроводной станции или ретранслятором. Подразумевается, что радиус рабочей зоны значительно превышает радиус действия одной беспроводной станции. Тогда, разместив по территории города узлы доступа к сети и ретрансляторы, можно разбить город на соты, как показано на рисунке.

Расстояние между центрами сот должно быть несколько меньше половины радиуса действия одного устройства для организации узла доступа. Пользователь, имеющий беспроводную станцию, может свободно перемещаться внутри этой территории от соты к соте без прерывания связи Таким образом, идея создания "сотовой Internet" вполне реальна. Рассмотрим несколько интересных особенностей ее функционирования.

Из рисунка видно, что каждый участок территории города лежит в зоне действия как минимум двух-трех сот. Связано это с тем, что при выходе из строя какой-либо из точек доступа информация пользователя сохранится в соседней соте: архитектура сети предполагает, что все точки доступа имеют информацию о соседних с ними точках и зарегистрированных в них пользователях. Такая организация обеспечивает практически стопроцентную защиту от сбоев.

Работу каждой беспроводной станции в такой системе можно сравнить с тем, как ориентируется в пространстве летучая мышь. Станция пользователя посылает в систему сигнал и по отклику вычисляет такие параметры, как загруженность соты сообщениями и расстояние до проводной сети. Основываясь на полученной информации, беспроводная станция выбирает ближайшую наименее загруженную соту и регистрирует ее адрес. Во время движения пользовательская станция регулярно проверяет, находится ли она в контакте с данной сотой. Если из соты не поступает подтверждение о контакте, то станция пользователя предпринимает новый поиск. После нахождения новой соты вновь производится регистрация, и связь продолжается. При этом старая сота хранит информацию пользователя до тех пор, пока не будет найден новый узел доступа (новая сота). Адрес пользователя в такой системе состоит из двух частей: собственный адрес пользователя и адрес соты, в которой он зарегистрирован Однако для работы в такой системе зачастую требуется, чтобы станция пользователя работала в течение восьми или более часов без подзарядки. В то же время размер ее аккумуляторов должен быть минимальным. Конечно, в этом случае можно попытаться разработать какие-нибудь супераккумуляторы, но нужно ли это? Специалисты компании Aironet решили эту проблему по-своему. Дело в том, что на самом деле энергия нужна только при приеме/передаче информации. В свою очередь, прием/передача будет происходить только после того, как от узла пользователя придет сигнал, подтверждающий его готовность принять/передать информацию. Поэтому в беспроводной сети с определенной частотой опрашиваются все абоненты (обычно два опроса в секунду) Если прием/передача данных не требуется, то аппаратура переводится в состояние, при котором потребления энергии фактически не происходит ("sleep"). Но, в отличие от состояния "shutdown", питание в этом случае полностью не отключается (ибо при включении и выключении питания возникают так называемые "броски по питанию", при которых потребление энергии резко увеличивается, и о ее экономии говорить уже не приходится). Частота опросов задается программно в зависимости от конфигурации сети и может быть изменена.

Для построения "сотовой Internet" наиболее подходит радиомост ARLAN 640, внешний вид которого представлен на рисунке. Основу этого устройства составляет микросхема производства компании Aironet, в функции которой входит прямое и обратное преобразование информации в шумоподобные сигналы, а также организация режима "roaming". По вопросам поставки, установки и подключения SST-устройств, а также обучения работе в сетях Internet, Spint, CompuServe и др. вы можете обратиться в фирму OLTOCOMM по телефонам: (095) 926-01-31; (095) 926-05-88.