Сети офисов. Персональные радиосети

Объединение различных устройств в единую беспроводную сеть предполагает проект Bluetooth, названный в честь Гарольда Блютуса, датского короля, правившего в Х в. и объединившего под властью датской короны Данию, Южную Швецию и Южную Норвегию. Такими устройствами могут быть: точка доступа к кабельной сети, компьютер, ноутбук, мобильный телефон, мышь, наушники, принтер и т.п. Расстояние между устройствами -от 10 см до 10м.

Для осуществления проекта в мае 1998 г. компании Ericsson, IBM, Intel, Nokia и Toshiba основали консорциум Bluetooth Special Interest Group (SIG). Интерес к разработке проявили более 200 крупных компаний. Результатом совместной деятельности должно стать появление к середине 1999 г. встраиваемого малогабаритного дешевого радиомодуля.

На сетевом уровне Bluetooth предполагает микросотовую структуру. В составе микросоты должна быть ведущая и не более семи ведомых станций. Возможен обмен информацией между станциями разных микросот.

Предполагается использовать сигналы FHSS при скорости передачи 1 Мбит/с. Вместо Radio Ethernet предлагается использовать протокол Frequency-hop/time-division-duplex (FH/TDD), при котором временной ресурс системы делится на интервалы продолжительностью 625 мкс, называемые слотами. На длительности каждого слота для передачи используется своя частота, что обеспечивает 1600 скачков в секунду, для передачи и приема — различные неперекрывающиеся последовательности скачков частоты. Синхронизация передачи в пределах микросоты обеспечивается ведущей станцией.

Пакеты имеют фиксированный формат и содержат 72-битный код доступа, 54-битный заголовок и от 0 до 2745 бит в информационной части. Пакет может занимать 1, 3 или 5 слотов и всегда передается на одной частоте, соответствующей частоте первого слота. После окончания пакета происходит переход к частоте, определяемой ведущей станцией.

Предусмотрены синхронный и асинхронный (симметричный и несимметричный) режимы передачи. Синхронный режим используется для передачи голоса со скоростью 64 Кбит/с. В асинхронном режиме каждый абонент может передавать данные со скоростью 108,8—432,6 Кбит/с при симметричном дуплексе и 108,8—721 Кбит/с при асимметричной дуплексной передаче.

Для работы в этой области в рамках комитета IEEE 802.11 создана исследовательская группа по персональным радиосетям — Wireless Personal Area Network (WPAN). Ее задача — подготовка предложений по стандартизации оборудования для беспроводного подключения к компьютеру периферийных устройств, в том числе разрабатываемых в рамках программы Bluetooth.

Таким образом, оборудование RadioEthernet получило на пороге третьего тысячелетия новые перспективы развития. Подробную информацию по новым образцам оборудования можно найти на сайте компании Diamond Communications по адресу www.diamond.ru.

 

IEEE 802.11 в разных ипостасях Отличительные особенности современного радиооборудования — его прекрасные технические характеристики и низкая стоимость, что является весомым аргументом в пользу выбора технологий БСПД при построении сетей различного назначения. Далее мы более подробно остановимся на беспроводных локальных сетях, получивших название RadioEthernet. Бурное развитие именно этого сегмента БСПД во многом обусловлено усилиями компаний-производителей, нацеленными на стандартизацию оборудования.

В результате продукты разных производителей становятся совместимыми, а цены на них падают. К сегодняшнему дню разработано целое семейство стандартов IEEE 802.11, которое описывает требования к решениям класса RadioEthernet.

Сети «офисной» природы

Большинство компаний, выпускающих оборудование RadioEthernet, четко проводят грань между «уличными» (out-door) и «офисными» (in-door) приложениями. Проблемы «уличных» беспроводных сетей широко обсуждаются в специализированной российской прессе, что объясняется повышенным интересом к ним отечественных операторов. Офисное оборудование рассматривается, как правило, лишь в контексте его применения в «уличных» сетях. Между тем сейчас цены и функциональность офисных беспроводных устройств стали такими, что целесообразно переосмыслить их значение, проанализировать факторы, сдерживающие развитие офисных радиосетей, и обратить внимание потенциальных пользователей на упускавшиеся до сих пор возможности.

Весь спектр выпускаемого в мире и доступного в России офисного беспроводного оборудования состоит из устройств, поддерживающих протоколы стандарта IEEE 802.11, «фирменный» стандарт OpenAir или нестандартные протоколы. При этом львиную долю рынка занимают продукты первой группы, которые надежнее, дешевле других и поддерживаются ведущими производителями. Сегодня в нашей стране доступно офисное оборудование, выпускаемое компаниями Cisco Systems, Lucent Technologies и BreezeCom. Его функциональных возможностей вполне достаточно для развертывания любого варианта офисной сети, поэтому маловероятно, что в ближайшее время в России получат столь же широкое распространение решения других производителей.

Рис. 1. Офисная беспроводная сеть топологии Ad-hoc («каждый с каждым»)

Стандартом 802.11 предусмотрено несколько вариантов топологии офисной беспроводной сети. Простейшей структурой является одноранговая локальная сеть «каждый с каждым» (Ad-hoc), которую можно считать беспроводным аналогом одноранговой сети Ethernet (рис. 1). Такая топология предназначена для развертывания временных сетей на выставках, проведения различных семинаров и совещаний, а также использования в офисах малых компаний. Чтобы построить сеть Ad-hoc, достаточно установить на каждый компьютер беспроводной сетевой адаптер и инсталлировать необходимые драйверы.

Адаптеры Ad-hoc работают в диапазоне 2,4 ГГц, и обязательным условием реализации этой топологии является наличие радиовидимости каждого с каждым клиента сети. Дальность действия зависит от скорости передачи и варьируется в пределах от 30 м (при скорости в радиоканале 11 Мбит/с) до нескольких сотен метров (при скорости 1 Мбит/c). Эффективная пропускная способность может достигать при этом 6 Мбит/c. Сеть Ad-hoc поддерживает ограниченную зоной радиовидимости мобильность абонентов, механизмы энергосбережения и автопонижения скорости при ухудшении условий распространения радиоволн. Типичное оборудование для создания одноранговой офисной радиосети — сетевые адаптеры Cisco AiroNet серий 340 и 350, а также ORiNOCO производства Lucent Technologies.

Важнейшим требованием к сетям малого офиса становится обеспечение выхода в Internet, которое проще всего реализуется в топологии «звезда» с точкой доступа (Access Point) в центре и беспроводными адаптерами у клиентов сети. Точка доступа, оснащенная модемом для организации коммутируемых и выделенных каналов, называется базовой станцией или резидентным шлюзом беспроводной офисной сети. Доступ в Internet и соединение клиентских компьютеров осуществляется по-прежнему на скоростях от 1 до 11 Мбит/с. В качестве базовой станции могут использоваться устройства BSM-342 и BSE-342 производства Cisco Systems или RG-100, выпускаемые компанией Lucent.

В ряде случаев развертывание кабельных офисных систем невозможно или нецелесообразно. Такая ситуация характерна для офисов быстро растущих компаний, размещенных в исторических зданиях, а также для фирм, сотрудники которых в силу служебных обязанностей вынуждены перемещаться в пределах здания с мобильными компьютерами. Оптимальным решением здесь является развертывание многосотовой офисной сети инфраструктурной топологии (рис. 2). Построенная на ее основе сеть состоит из нескольких беспроводных сот, в центрах которых находятся точки доступа, объединенные единым проводным каналом. При необходимости объединение точек доступа может быть выполнено и с помощью беспроводных каналов. Подобная сеть обеспечивает наивысшую производительность и поддерживает роуминг мобильных пользователей в пределах зон радиовидимости всех точек доступа. Для реализации инфраструктурной топологии применяется оборудование Cisco AiroNet серий 340 и 350, Lucent ORiNOCO и BreezeNet DS.11 компании BreezeCom, которое поддерживает стандарт 802.11b и обеспечивает скорость в канале до 11 Мбит/с.

 

Рис. 2. Офисная беспроводная сеть инфраструктурной топологии

Все для наружных работ

Беспроводные сети операторов и корпоративных клиентов создаются для объединения локальных сетей при отсутствии между ними медных или волоконно-оптических каналов или при необходимости их резервирования, а также для организации беспроводного доступа к сетям общего пользования, в том числе Internet. В зависимости от целей компании сеть рекомендуется строить на основе либо беспроводных сетевых адаптеров с использованием точки доступа в качестве базовой станции (это обеспечивает минимальные затраты), либо беспроводных мостов/маршрутизаторов (что позволяет добиться лучшей производительности).

Сеть, в которой применяются беспроводные адаптеры, служит для подключения к базовой станции как отдельных компьютеров, так и информационно-вычислительных сетей — если один из компьютеров выполняет роль сервера радиодоступа (снабжен Ethernet- и RadioEthernet-адаптером). Такие простейшие территориально распределенные радиосети создаются на базе устройств Cisco AiroNet серий 340 и 350 или же Lucent ORiNOCO. Однако в подобных системах практически отсутствуют средства фильтрации широковещательного трафика, отчего их реальная производительность оказывается несколько меньшей, чем быстродействие сетей с радиомостами/ маршрутизаторами. Эти устройства одинаково хорошо подходят и для организации каналов «точка—точка», и для развертывания широкомасштабных сетей сложной топологии, в которых используется многократная ретрансляция сигнала (рис. 3).

В «уличных» беспроводных сетях обычно задействуются беспроводные мосты Cisco AiroNet BR340 и BR350 или мосты/маршрутизаторы ORiNOCO Outdoor Routers производства Lucent Technologies. Кроме того, для реализации топологии типа «точка–много точек» с успехом применяются беспроводные мосты BU и RB, входящие в линейку продуктов BreezeNet компании BreezeCom.

Примечательно, что если раньше производители устройств RadioEthernet выпускали свою продукцию в характерном «офисном» исполнении, то с ростом спроса на системы наружного применения они модифицировали новые продукты. Так, точки доступа и беспроводные мосты серии Cisco AiroNet 350 имеют теперь единое значение выходной мощности (100 мВт), повышенную чувствительность приемника, расширенный температурный диапазон. Кроме того, питание многофункциональных мостов и точек доступа данной серии устройств осуществляется по кабелю Ethernet, а безопасность использования беспроводных сетей повышена за счет встроенного сервера контроля доступа Cisco Secure ACS.

 

Рис. 3. Корпоративная беспроводная сеть сложной топологии с ретрансляцией сигнала

Все «уличное» оборудование работает в диапазоне частот 2,4–2,5 ГГц. И если в отношении офисных сетей в последнее время наметилась тенденция к либерализации применения устройств ограниченной мощности, то работа «уличных» сетей невозможна без получения разрешения Главгоссвязьнадзора на использование частот. А получить такое разрешение не всегда возможно. В таких случаях следует подумать о применении беспроводных оптических систем.