Беспроводные сетевые технологии (Bluetooth, WiFi, GSM)

Bluetooth первоначально Bluetooth задумывалась как средство для простого соединения компьютеров и телекоммуникационных устройств, вроде мобильных телефонов. Физически типичное Bluetooth устройство представляет собой радиоприёмник и радиопередатчик, работающие на частотах 2400-2483.5 MHz. Эти частоты выбраны не случайно, они являются открытыми и свободными от всякого лицензирования в большинстве стран мира. Исключение составляют Испания и Франция. До недавнего времени в этой компании присутствовала ещё и Япония, но с октября 1999 года там эта проблема частично решена, и теперь Bluetooth устройства а Японии могут использовать полный спектр радиочастот предусмотренный спецификациями Bluetooth. Хотя, некоторые ограничения в Японии всё ещё остались. В Испании спектр радиочастот разрешённый для использования Bluetooth устройствами ограничен 2445-2475 MHz, во Франции этот спектр ограничен до 2446.5-2483.5 MHz. Поэтому Bluetooth устройства разработанные специально для Франции, Испании или Японии не будут работать совместно с устройствами разработанными для всего остального мира.

Используемые частоты определяют возможности Bluetooth по передаче данных. Ширина канала для Bluetooth устройств составляет 723.2 кб/с в асинхронном режимы (впрочем, даже в этом режиме всё-таки остаётся до 57.6 кб/с для одновременной передачи в обратном направлении), или 433.9 кб/с в полностью синхронном режиме.

Расстояние на которое может быть установлено Bluetooth соединение невелико, и составляет от 10 до 30 метров. В настоящее время ведутся работы над увеличением этого расстояния, хотя бы до 100 метров. Зато даже сейчас для Bluetooth не требуется прямой видимости или какой либо направленной антенны, соединение может быть установлено даже через стену.

Главной особенностью Bluetooth является то, что различные Bluetooth устройства соединяются с друг другом автоматически, стоит им только оказаться в пределах досягаемости. У пользователя не болит голова о кабелях, драйверах, или чём-либо ещё, всё что от него требуется, это позаботиться о том, что бы Bluetooth устройства находились достаточно близко друг к другу, обо всём остальном должны позаботиться сами Bluetooth устройства и программное обеспечение.

Wi-Fi (вай-фай) аббревиатура от английского Wireless Fidelity (беспроводная надежность) – это семейство протоколов беспроводной передачи данных IEEE 802.11x (802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n и т.д.). Стандарт беспроводной сети 802.11x, который является составной частью стандартов локальных сетей IЕЕЕ802.x, охватывает только два нижних уровня семиуровневой модели OSI (Open System Interconnection) – физический и канальный, в наибольшей степени отражающие специфику локальных сетей. Беспроводные сети отличаются от кабельных сетей на физическом (Phy) и частично на канальном (MAC) – уровнях модели взаимодействия OSI.

Физический уровень IEEE 802.11x - радиоканал. Этот уровень характеризует параметры физической среды передачи данных. Стандарт IEEE 802.11x обеспечивает передачу сигнала, несущего информацию, одним из методов: прямой последовательности (DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum) и частотных скачков (FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum). Эти методы отличаются способом модуляции, но используют одинаковую технологию расширения спектра.

Сети Wi-Fi работают на частотах 2,4 ГГц или 5 ГГц. В стандарте 802.11a используется частота 5 ГГц. В стандартах 802.11b и 802.11g (совместимость с 802.11b) используемая частота - 2,4 ГГц. В стандарте 802.11n (совместимость с 802.11a,b,g) используемая частота - 2,4 или 5 ГГц. В пределах прямой видимости беспроводная связь обеспечивается в радиусе до 300 метров от точки доступа. В закрытых помещениях беспроводная связь обеспечивается в пределах 50 метров.

Для беспроводных сетей, работающих в стандартах 802.11b,g,n на частоте 2,4 ГГц, диапазон шириной 83 МГц разделен на 14 каналов (от 2,412 ГГц - 1 беспроводной канал до 2,484 ГГц - 14 канал) через 5 МГц между центральными частотами соседних каналов, за исключением 14 канала.

Скорость передачи данных для Wireless оборудования, поддерживающего стандарт 802.11b, не превышает 11 Мбит/с, а для оборудования, поддерживающего стандарт 802.11g, до 54 Mбит/с. Стандарт 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с. Для 802.11a скорость передачи данных - 54 Мбит/c.

Безопасность сетей Wi-Fi заслуживает особого внимания, так как сети Wi-Fi является источником повышенного риска для несанкционированного доступа. В сетях Wi-Fi применяются комплексные методы защиты от несанкционированного доступа.

Для работы в стандарте 802.11x используется оборудование двух основных типов: точка доступа Access Point и клиенты, к которым относятся различные устройства, оборудованные Wi-Fi - адаптерами. Access Point - это программно-аппаратное устройство, которое состоит из приемопередатчика, выполняющего роль беспроводного сетевого концентратора (интерфейса для клиентов беспроводной сети - WLAN), сетевого адаптера (интерфейса проводной сети) для подключения к кабельной сети LAN или WAN и микроконтроллера для обработки данных.

Таким образом, Wi-Fi с одной стороны - это семейство стандартов, а с другой стороны Wi-Fi - это беспроводная технология передачи данных по радиоканалу, которая обеспечивает подключение устройств с беспроводными адаптерами в локальную / корпоративную сеть или обеспечивает подключение их к Интернету.

Применение технологии Wi-Fi

- Технология Wi-Fi может быть применена для:

- создания беспроводных локальных сетей (WLAN);

- расширения возможностей сетей;

- организации доступа к Интернету.

GSM - global System for mobile Communications. Глобальная система связи с подвижными объектами, являющаяся всемирным цифровым стандартом сотовой связи основана на использовании технологииTDMA(множественный доступ с временным разделением каналов). Порядка 65% всех абонентов мобильной связи по всему миру пользуются этой технологией, что позволяет считать её самой распространенно технологией сотовой связи в мире.

Система GSM покрывает территорию, разбивая ее на ячейки - соты. Отсюда и название - сотовая связь. Каждая сота обслуживается одной BTS (Base Transceiver Station) - базовой станцией передатчика, попросту говоря передатчиком. Отдельные ячейки могут пересекаться (накладываться друг на друга. При перемещении пользователя мобильного телефона из одной соты в другую, сота передает управление следующей соте - той, в которую переместился пользователь.

Что бы работала вся система GSM, очень важно отслеживать координаты пользователя. Несколько ячеек формируют область. Сеть постоянно обновляет информацию о местонахождении пользователя. Если нужно например найти пользователя, проверяются все ячейки определенной области.

Стандарт GSM использует две частоты:

Первичная частота - 900 МГц. Полоса пропускания - 25 МГц, то есть диапазон от 890 до 915 МГц или от 935 до 960 МГц.

Вторичная частота - 1800 МГц. Используются две полосы: от 1710 до 1785 МГц и от 1805 до 1880 МГц, то есть полоса пропускания в три раза выше, чем у GSM 900 (составляет 75 МГц).

Технология беспроводной передачи данных по сотовым сетям широко используется в различных приложениях М2М (machinetomachine): системы телеметрии, системы безопасности и контроля доступа, управление удаленными объектами. В одних приложениях беспроводная передача данных заменяет использование проводов, в других- выступает в роли альтернативной или резервной. Одним из факторов быстрых темпов роста этого спектра рынка является снижение цен на необходимое абонентское оборудование и услуг операторов до уровня, когда применение беспроводных технологий оказывается дешевле проводных решений, при этом обеспечивается дополнительный сервис, повышающий привлекательность системы для потребителя.