Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 95
Текст из файла (страница 95)
У ячейки 802.11 имеются некоторые параметры, которые проверяются и иногда случаях настраива|отся. Они относятся к шифрованию данных, интервалам тайм-аутов, скоростям передачи данных, частотам сигналов и т, д. Беспроводные сети на основе стандарта 802.11 все шире применяются в учреждениях, аэропортах, гостиницах, ресторанах, а также на производственных территориях и в университетских кампусах по всему миру.
Быстрый рост этих сетей уже практически неизбежен. Рекомендую изучить книгу (Н1Пз, 2001)— вней ошисано, как сеть 802.11 развертывалась в университете Карнеги — Меллона. Широкополосные беспроводные сети 353 Широкополосные беспроводные сети Что-то мы засиделись в помещении.
Выйдем иа улицу и посмотрим — может быть, там тоже есть какие-нибудь интересные сети? А таи действительно что-то есть, и в основном мы увидим то, что называется «последней милей». Во многих странах телефонная система в какой-то момент перестала быть жестко управляемой, и появилось множество фирм, предлагающих локальные услуги голосовой связи и интернет-услуги. Предложений действительно много. Проблема только в том, что прокладка волоконно-оптического кабеля, коаксиала или даже витой пары пятой категории к миллионам абонентов обходится очень дорого. Что же делатьу Ответ одновременно и прост, и сложен.
Нужны широкополосные беспроводные сети. Установить одну большую антенну иа горке где-нибудь рядом с населенным пунктом и расставить иа крьш1ах домов абонентов приемные антенны горадо проще и дешевле, чем рыть траншеи и протягивать кабель. Таким образом, конкурирующие операторы связи оказались крайне заинтересованы в развитии многомегабитных беспроводных систем связи, реализующих услуги голосовой коммуникации, доступа к Интернету, видео по заказу и т.д. Как было продемонстрировано иа рис. 2.27, очень неплохо с задачей справляется система ЕМ1)Я. Однако еще до недавних пор каждый оператор стремился использовать свою собственную систему. Отсутствие стандартов означало, что аппаратное и программное обеспечение не могли быть запущены в массовое производство.
Это, в свою очередь, приводило к установке неоправданно высоких цеи при низкой популярности. Наконец светлые головы, работающие в данной отрасли, поняли, что именно стандартизация широкополосных беспроводных сетей является главным камнем преткновения, По традиции, сформировать комитет для разработки стандарта »о оыло поручено 1ЕЕЕ. В комитет 802.16 вошли представители крупнейших фирм ~1 научных организаций. Работа была начата в июле 1999 года, а официальный результат был представлен в апреле 2002 года.
Название стандарта таково: «Эфирный интерфейс стационарных широкополосных беспроводных систем доступа». Тем ие менее, большинство предпочитает использовать более короткое иазвацие: беспроводные региональные сети, или беспроводные местные линии. Мы считаем, что все зти названия равноценны и взаимозаменяемы. Подобно некоторым другим стандартам из серии 802, стандарт 802,16 построек с использованием идей модели О51. Здесь можно найти и уровни, и подуровии, используется схожая терминология, сервисные примитивы и т. и.
К сожалеиию, как и 051, стандарт 802.16 страдает громоздкостью. В последующих разделах мы приведем краткое описание основных его свойств, по такое исследование является далеко ие полным, в ием опущены многие детали. дополиительЮо общую информацию о широкополосных беспроводных сетях вы найдете в (Во!сзке1 и др., 2001; ЪЧеЬЬ, 2001). Информацию о конкретном стандарте 802.16 Можно найти в (Ек)ипб и др., 2002). 354 Глава 4. Подуровень управления доступом к среде Сравнение стандартов 802.11 и 802.16 Казалось бы, зачем провозглашать новый стандарт? Чем так плохи сети 802.11, что их нельзя уж и на улицу вынести? Объяснений появлению нового стандарта можно найти несколько.
Во-первых, 802.11 и 802.16 решают совершенно разные проблемы. Прежде чем говорить о каких-либо технических подробностях, стоит, наверное, сказать несколько слов в защиту создателей именно нового стандарта. Сети 802.11 и 802.16 похожи друг на друга прежде всего в том, что и те, и другие предназначены для обеспечения беспроводной связи с высокой пропускной способностью. Однако дальше начинаются различия.
Во-первых, 802.16 предоставляет услуги связи для целых зданий, а здания, как известно, отличаются крайне малой мобильностью. Они не часто мигрируют из соты в соту. Между тем сети 802.11 во многом ориентированы на мобильность абонентов. В здании может быть расположено несколько компьютеров, и этот вариант несколько сложнее, чем мобильная станция с единственным ноутбуком. Владельцы зданий обычно готовы платить за хорошую связь больше, чем владельцы ноутбуков, поэтому появляется возможность установки качественных радиоприемников и передатчиков. В частности, этот аспект влияет на то, что сеть 802.16 может использовать полнодуплексную связь, тогда как экономия денег пользователями сети 802.11 не дает такой возможности.
Сети 802.16 могут охватывать целые районы городов, и расстояния при этом исчисляются километрами. Следовательно, получаемый станциями сигнал может быть разной мощности в зависимости от их удаленности от передатчика. Эти отклонения влияют на соотношение сигнал/шум, что, в свою очередь, приводит к использованию нескольких схем модуляции. Этот внд телекоммуникаций является открытым, эфирный сигнал проходит над целыми городами, поэтому вопросы защиты информации здесь крайне важны. В каждой ячейке широкополосной региональной сети может быть намного больше пользователей, чем в обычной ячейке 802.11, и при этом каждому пользователю предоставляется гораздо более высокая пропускная способность, чем пользователю беспроводной ЛВС.
Кроме всего прочего, трудно представить себе, чтобы начальство фирмы собрало в одной комнате офисного здания 50 сотрудников, для того чтобы посмотреть, что будет с сетью, если на каждую из 50 мобильных станций загружать свой видеофильм. В среде пользователей 802.16 такая ситуация может легко возникнуть сама собой, только не в пределах одной комнаты, а в пределах одной ячейки региональной сети. Нелицензированной (1ЗМ) полосы частот явно недостаточно для такой нагрузки, поэтому сети 802.16 работают в высокочастотном диапазоне 10-66 ГГц.
На момент разработки стандарта это была единственная подходящая незанятая часть спектра. Но ведь миллиметровые волны такого диапазона обладают совсем иными физическими свойствами, чем более длинные волны 15М-диапазона. Значит, необходимо разработать специальный физический уровень для 802.16. Миллиметровые волны, увы, очень эффективно поглощаются водой (особенно дождем, снегом, градом, а иногда даже туманом).
Значит, нужно как-то это учитывать при обработке ошибок. Данный тип волн является узконаправленным (волны, Широкополосные беспроводные сети 355 применяемые в стандарте 802,1 1, распространяются по всем направлениям), по~тому вопрос о многолучевом распространении здесь становится больше теоретическим, чем практическим, Еше одна проблема — качество обслуживания. Сети 802.11 поддержива|от передачу информации в реальном времени (в режиме РСЕ), но вообще-то они не предназначены для телефонной связи и большого мультимедийного трафика, Стандарт 802.16, напротив, ориентирован на поддержку подобных приложений, поскольку он предназначен как для обывателей, так и для деловых людей. В двух словах можно так обрисовать различие между описываемыми сетями: стандарт 802.11 — зто мобильный аналог Егйегпец а 802.16 — беспроводной, но стационарный аналог кабельного телевидения.
Разница оказалась столь большой, что стандартм получились совсем не похожие. Это и понятно: они служат разным целям. Можно попробовать провести некую аналогию с сотовой телефонной системой, Говоря о мобильных телефонах, мы подразумеваем голосовую связь, осуществляемую в довольно узком частотном диапазоне, с невысокой мощностью и волнами средней длины.
Никто (пока что) не смотрит на экранах мобильных телефонов двухчасовые фильмы с высоким разрешением. Даже () МТБ, похоже, не изменит ситуацию. Короче говоря, запросы у пользователей беспроводных региональных сетей гораздо выше, чем у владельцев мобильных аппаратов, Следовательно, нужна совсем другая система. Вопрос о возможном использовании стандарта 802.16 для мобильных приложений остается открытым. Он не подразумевает этого, но такая возможность, в принципе, есть. На сегодняшний день ведется беспроводное обслуживание исключительно стационарных абонентов. Стандарт 802.16: стек протоколов Набор протоколов, используемый стандартом 802.16, показан на рис. 4.28.
Общая структура подобна другим стандартам серии 802, однако здесь мы видим больше гй~Ровней. Нижний подуровень занимается физической передачей данных. ИсПольэуется обычная узкополосная радиосистема с обыкновенными схемами модуляции сигнала. Над физическим уровнем находится подуровень сведения (с ударением на второй слог), скрывающий от уровня передачи данных различия технологий. На самом деле, в стандарте 802.11 можно найти нечто подобное, просто комитет не потрудился дать этому название в стиле модели 081. Хотя мы и не показали этого на рисунке, уже разрабатываются два новых протокола физического уровня. Стандарт 802.16а будет поддерживать ОР()М в диацввоне 2-11 ГГц.
802.16Ь сможет работать в 5-гигагерцевом 18М-диапазоне. Обе вдриации на тему 802.16 представляют собой попытки приблизиться к 802.11. Уровень передачи данных состоит из трех подуровней. Нижний из них относится к зашите информации, что очень критично для сетей, в которых передача ванных осуществляется в эфире, физически никак не защищенном от прослушиЭвния. В сетях 802.11 в прямом смысле слова «стены помогают» скрыть информацию от несанкционированного доступа.