Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл - Компьютерные сети (1114668), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Диапазоны частот до 10 ГГц теперь применяются довольно широко, однакопри частотах выше 4 ГГц появляется новая проблема: поглощение водой. Длина волнпри такой частоте составляет всего несколько сантиметров, и такие волны сильнопоглощаются дождем. Такой эффект может быть весьма полезен для тех, кто хочетсоорудить огромную наружную микроволновую печь, чтобы жарить пролетающихмимо птичек, однако он представляет собой серьезную проблему в области радиосвязи.Пока что единственным решением является отключение линий связи, пересекаемыхполосой дождя, и переключение на обходные пути.Микроволновая радиосвязь стала настолько широко использоваться в междугородной телефонии, сотовых телефонах, телевещании и других областях, что началасильно ощущаться нехватка ширины спектра.
Данная связь имеет ряд преимуществперед оптоволокном. Главное из них состоит в том, что не нужно прокладывать кабель,соответственно, не нужно платить за аренду земли на пути сигнала. Достаточно купитьмаленькие участки земли через каждые 50 км и установить на них ретрансляционныевышки, обойдя, таким образом, телефонные кабельные системы. Именно поэтомукорпорации MCI удалось быстро внедриться в рынок междугородной связи.
КомпанияSprint, ставшая еще одним конкурентом AT&T после ослабления государственногорегулирования, пошла другим путем: она была образована Южной Тихоокеанскойжелезной дорогой (South Pacific Railroad), которая уже владела правами на большойучасток пути и просто закапывала кабель рядом с железнодорожным полотном.Кроме того, микроволновая связь является относительно недорогой. Установкадвух примитивных вышек (это могут быть просто большие столбы на четырех растяж-130 Глава 2.
Физический уровеньках) с антеннами на каждой из них, скорее всего, обойдется дешевле, чем прокладка50 км кабеля в перенаселенной городской местности или в горах. Это может бытьтакже дешевле, чем аренда оптоволоконной линии у телефонной компании, особенноесли телефонная компания еще не полностью расплатилась за медный кабель, которыйона уже сменила на оптоволоконный.Политика распределения частотДля предотвращения анархии при использовании частот существуют определенныенациональные и международные соглашения, касающиеся политики их распределения. Понятно, что всем хочется сделать связь максимально быстрой, поэтому все хотели бы получить в свое распоряжение максимально широкий спектр.
Национальныеправительства распределяют частоты между AM- и FM-радиостанциями, телевидением, операторами сотовой связи, а также телефонными компаниями, полицией, морскими и аэронавигационными службами, военными, администрацией и еще многимидругими потенциальными клиентами. Международное агентство ITU-R (WRC) пытается скоординировать действия различных структур, чтобы можно было производитьустройства, способные работать в любой точке планеты.
Тем не менее рекомендацииITU-R не являются обязательными для исполнения. Так, например, Федеральная комиссия по связи, FCC (Federal Communication Commision), занимающаяся раздачейчастотных диапазонов в США, иногда пренебрегает этими рекомендациями — чащевсего из-за соответствующей убедительной просьбы какой-нибудь влиятельной политической группировки, которой требуется конкретная часть спектра.Даже если определенный диапазон выделен под конкретные цели (например, подсотовую связь), то встает новый вопрос: как распределять те или иные частоты внутридиапазона между операторами связи? В прошлом были популярны три алгоритма.Первый из них, часто называемый конкурсом красоты, подразумевал подробные объяснения претендентов, доказывающие, что именно предлагаемый ими сервис лучшевсего отвечает интересам общественности.
После этого «жюри» решает, чья историявыглядит самой красивой. Такая направленность на угождение администрации, зачастую подкрепленная, что называется, рублем, ведет лишь к развитию взяточничества,коррупции, непотизма и т. д. Более того, даже если какой-нибудь честный чиновниквидит, что иностранная фирма может сделать для отечественного потребителя больше,чем иные национальные компании, то ему придется долго это доказывать, преодолеваясопротивление своих коллег.Такие наблюдения в конце концов привели к созданию альтернативного алгоритма — обычной лотереи среди компаний, желающих получить свою долю спектрального пирога. Проблема здесь лишь в том, что в лотерее могут участвовать и фирмы,совершенно не заинтересованные ни в каких частотах. Например, если определенныйчастотный диапазон достается какому-нибудь крупному ресторану, он может оченьвыгодно продать его, ничем не рискуя.Этот алгоритм очень бурно критиковался за то, что выиграть могут совершеннослучайные лица.
Результатом стало внедрение третьего алгоритма — аукциона. Нааукционных торгах частоту выигрывал тот покупатель, который мог выложить наибольшую сумму. Когда в 2000 году. Британское правительство проводило аукцион2.3. Беспроводная связь 131между операторами мобильной связи третьего поколения, ожидаемая сумма доходовсоставляла 4 млрд долларов. Она достигла 40 млрд, поскольку операторы просто впали в бешенство в борьбе за будущее своего бизнеса, предпочитая умереть, но не уйтис рынка мобильной связи. Эти события очень заинтересовали правительства другихстран, которые тоже были не прочь получить такой доход, не прикладывая никакусилий.
На аукционную систему перешли многие, и она работала, оставляя на своемпути обессиленные такой конкурентной борьбой компании, в один миг оказавшиесяна грани банкротства. В лучшем случае, компаниям, выигравшим частоту, требуетсянесколько лет, чтобы выплатить все свои долги.Совершенно другим подходом является следующий: вообще не распределятьчастоты. Пусть каждый работает на той частоте, которая ему больше нравится, носледит за мощностью своих передатчиков: она не должна быть такой, чтобы сигналы накладывались друг на друга. В соответствии с этим принципом, было решеновыделить несколько частотных диапазонов, называемых ISM (Industrial, Scientific,Medical, то есть промышленные, научные, медицинские). Для работы в этих диапазонах не требуется специальной лицензии.
Устройства, открывающие ворота гаража,домашние радиотелефоны, радиоуправляемые игрушки, беспроводные мыши и многие-многие другие устройства работают на ISM. Для уменьшения интерференциимежду независимыми устройствами им предписывается комиссией FCC ограничивать излучаемую мощность (например, до одного ватта) и применять другие техникираспределения сигналов по расширенному спектру.
Кроме того, производителямустройств приходится задумываться о том, как избегать конфликтов с радиолокационными устройствами.Конкретные диапазоны ISM в разных странах свои. Например, в США сетевыеустройства могут использовать диапазоны, показанные на рис. 2.11, без получениялицензии FCC. Диапазон 900 МГц использовался для ранних версий устройств, работающих по стандарту 802.11, однако на сегодняшний момент он слишком загружен.Диапазон 2,4 ГГц работает в большинстве стран и применяется для передачи данныхпо стандартам 802.11b/g и Bluetooth, но подвержен помехам от микроволновых печей и радарных устройств. Часть спектра в районе 5 ГГц включает диапазоны U-NII(Unlicensed National Information Infrastructure, нелицензированная национальная информационная инфраструктура).
Они находятся в начальной стадии своего развития,однако быстро завоевывают популярность благодаря широкой полосе пропусканияи удобству для сетей 802.11a.ISM band — диапазон ISM; U-NII bands — диапазоны U-NII. MHz — МГц; GHz — ГГц;По аналогии с предыдущим изданием желательно добавить слева сверху «Ширинаполосы», слева снизу «Частота».Нелицензированные диапазоны в последнее десятилетие стали чрезвычайно популярными. Возможность свободно использовать спектр частот породила огромноеколичество инноваций в области беспроводных локальных и частных сетей, в частности дала толчок развитию технологий 802.11 и Bluetooth. Однако для продолженияразвития необходимо больше частот.
Большим шагом вперед в США стало решениеFCC, принятое в 2009 году. Согласно этому решению, разрешено использовать незаполненные пространства вокруг частоты 700 МГц. Незаполненное (или свободное)пространство — это выделенные диапазоны частот, которые локально не используются.132 Глава 2. Физический уровеньПереход от аналогового к цифровому телевизионному вещанию в США в 2010 годуосвободил пространство вокруг частоты 700 МГц. Единственная сложность, связанная с этим, заключается в том, что нелицензированные устройства должны уметьраспознавать все находящиеся поблизости лицензированные передатчики, включаябеспроводные микрофоны, которые обладают преимущественным правом использования данного диапазона частот.Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
