Усі існуючі стандарти Wi-Fi-мереж. Бездротові мережі. Класифікація бездротових технологій

Бездротова мережа, що нестабільно працює, приносить одні розлади. Вирішити проблему допоможуть невеликі перетворення, які здатні збільшити дальність дії мережі та потужність сигналу. Дедалі більше сучасних пристроїв пропонує підтримку бездротового зв'язку. Бездротовий інтернет для ноутбука, смартфона, планшета, телевізора – все це може бути організовано за допомогою домашньої мережі Wi-Fi, тому вона має працювати стабільно та швидко. Багато старих маршрутизаторів не здатні це забезпечити через свої обмежені можливості. CHIP розповість, як за допомогою цілеспрямованих заходів та оптимізованого обладнання «вичавити» максимум зі своєї мережі та домогтися впевненого прийому на відстані понад 100 м. Вибір правильних місць для розташування пристроїв у нашій справі є нехай і дуже важливим, але далеко не єдиним заходом.

Спочатку знайдіть для свого бездротового роутераоптимальну точку розміщення в будинку і подбайте про те, щоб усі клієнти могли впевнено приймати сигнал, оскільки ефективність будь-якого бездротового з'єднання завжди буде відповідати рівню найслабшої ланки. Різні додаткові пристрої здатні розширити межі мережі бездротовим або провідним способом. Це особливо актуально, якщо у вашій оселі товсті стіни або вам необхідно охопити кілька поверхів. З наших порад ви також дізнаєтесь, як у домашніх умовах зібрати для роутера антену спрямованої дії, яка здатна збільшити сферу розповсюдження мережі. Якщо цих заходів виявиться недостатньо і знадобиться, наприклад, охопити розташований біля будинку сад, ми скористаємося радіорелейними антенами. Їх застосування дозволяє вирішити безліч проблем, тому що зазвичай сигнал бездротової мережі поширюється рівномірно на всі боки і слабшає пропорційно квадрату відстані. Дані антени збирають сигнал у пучок і випромінюють його в одному напрямку, тому бездротова мережа працює стабільно навіть на пристойній дистанції.

Пошук оптимального місця встановлення

Перший крок на шляху до надійної бездротової мережі полягає в пошуку правильних місць установки для всіх компонентів і виборі каналу, що не піддається перешкодам.

1 ВИБІР ВІЛЬНОГО КАНАЛУСторонні радіосигнали є для бездротової мережі фоновим шумом, з яким постійно доводиться боротися. Часто свій внесок вносять Wi-Fi-маршрутизатори сусідів. У цьому випадку досить просто вибрати канал (діапазон частот) із найменшою кількістю перешкод. Для цих цілей добре підходить програма inSSIDer. На вкладці "2.4 GHz Channels" ви побачите, хто який канал займає. Виберіть у налаштуваннях свого бездротового роутера такий канал, на якому є не дуже багато перешкод. Якщо маршрутизатор і всі пристрої приймання підтримують діапазон частот 5 ГГц, перейдіть на нього і перевірте якість з'єднання. На цій частоті менше перешкод, але доводиться миритися з такою великою дальністю дії сигналу і гіршою здатністю проходити крізь стіни.

2 ЦЕНТРАЛЬНЕ РОЗМІЩЕННЯ РОУТЕРАСамим швидким способомстворення надійної бездротової мережі є підключення всіх пристроїв до маршрутизатора безпосередньо без посередників. Для цього роутер слід розмістити наскільки можна в центрі, де він буде оточений усіма клієнтами, які необхідно підключити. Зважаючи на те, що на відкритому просторі сигнал практично не піддається негативному впливу, але сильно слабшає, проходячи через стіни або меблі, встановіть маршрутизатор ближче до тих пристроїв, які розміщені за стіною. Для найефективнішого випромінювання сигналу роутер має стояти на підвищеному місці. Якщо вибрати низьку точку, сигнал буде «заглушений» меблями та іншими перешкодами.

3 ТЕСТУВАННЯ МЕРЕЖІ З ДОПОМОГЮ «СЛАБОГО ланки»Результат усіх проведених заходів з оптимізації рекомендується перевірити за допомогою пристрою, який розташовується далі за всіх у будинку або за кількома стінами та має маленьку антену. І в даному випадку діє правило: чим вище розташована приймальна антена, тим ефективніший бездротовий зв'язок з маршрутизатором.

4 НАПРЯМОК АНТЕННАнтени випромінюють сигнал колами, які орієнтовані у просторі перпендикулярно осі антен. На малюнку зображено оптимальне розташування, яке у багатьох квартирах дозволить досягти гарного покриття. Поверніть антену таким чином, щоб її вісь була перпендикулярна до клієнтського пристрою з найгіршою якістю прийому. Якщо антени вбудовані в роутер, спробуйте повернути або перемістити пристрій на кілька сантиметрів убік, контролюючи результат, як описано в наступному кроці.

5 ОПТИМІЗАЦІЯ З'ЄДНАННЯЯкість прийому може кардинально змінитись, якщо ви трохи перемістите або розгорнете роутер або пристрої прийому. Навіть невеликий поворот або зсув маршрутизатора, ноутбука або іншого приймального пристрою може суттєво посилити або зменшити якість сигналу. Перевірте результат за допомогою програми JPerf. Запустіть її на ПК-сервері, підключеному за допомогою LAN-кабелю, і на бездротовому пристрої (ноутбуку), що виступає як клієнт, і заміряйте швидкість з'єднання після кожної зміни.

Людина – істота соціальна. Це визначення передбачає передусім спілкування між різними людьми. З усіма відразу чи окремо не має значення. Наші далекі пращури змогли реалізувати закладені у них природою можливості для комунікації. Повітря, що видихається особливим чином, стало оформлятися в слова, які пізніше отримали і графічне уявленняу вигляді писемності.

Тим не менш, спілкування за допомогою звуку залишалося і залишається найкращим. Довгий часми користувалися природними способами передачі звукових хвиль: кричати на якнайдалішу відстань при цьому жестикулюючи всіма можливими кінцівками, показуючи що ми чогось хочемо від когось, хто зараз далеко; Або легко можна було передати все через посередника.

У другій половині ХІХ століття тому голос почали передавати проводами. Швидкість зросла на кілька порядків - тепер достатньо було підняти трубку і за кілька секунд чуєш людину на іншому континенті за 20 000 кілометрів. Технології минулого століття зробили зв'язок ще доступнішим і зручнішим. Вона стала бездротовою. Сьогодні можна "виловити" майже будь-кого де б він не знаходився. Інша річ, що не всі раді такій "свободі", особливо ті, для яких вона стала ще одним способом контролю, але розповідь не про це.

Комп'ютери дозволили передавати на відстані не тільки звук (зокрема голос), а й текст, а останнім часом все популярнішим сервісом стає передача відео. Причому, якщо поспостерігати за останніми тенденціями, то комп'ютерні мережі стають: а) бездротовими; та б) глобальними. Саме у всьому розмаїтті стандартів бездротових цифрових мереж ми спробуємо розібратися в цій статті.

Стільниковий зв'язок, останні покоління якого наполегливо стають "рідними" не тільки для телефонів, а й для комп'ютерів, ми торкатися не будемо. Це зроблено в нашій іншій статті: Тут ми торкнемося тих мереж, що створюються на менш "глобальному" рівні, але в той же час дуже поширені.

Багато сучасних бездротових стандартів підтримують роботу з майже будь-яким ПК, але деякі з них розроблені для дещо менш універсальних, але в той же час дуже популярних пристроїв. Наприклад, мобільні телефони. Адже багато хто з них сьогодні може передавати і приймати дані не тільки з мереж GSM(NMT, CDMA та інших), але вести обмін даними з локальними девайсами. Саме з бездротових мереж малого радіусу дії ми й розпочнемо.

Bluetooth

Стандарт Bluetooth (або як його називають у народі - "синій зуб") сьогодні є одним із найвідоміших і найпоширеніших. Він був розроблений у 1994 році двома фахівцями Шведської компанії Ericsson - Джапом Харстеном (Jaap Haartsen) та Свеном Метіссном (Sven Mattisson). Головне призначення Bluetooth – забезпечення обміну даними без проводів між двома та більше пристроями.

Оскільки біля витоків "зуба" стояла компанія, що займається виробництвом мобільних телефонів, саме для цих апаратів і було створено цю технологію. Чи варто дивуватися, що одним із перших телефонів, оснащених модулем Bluetooth, став Ericsson R520. За сьогоднішніми мірками це дуже важка і функціонально обділена "цегла", яка свого часу була незатребувана.

Чому? Так тому що 6-7 років тому Bluetooth оснащувалися буквально кілька пристроїв. Такою самою була ситуація і з Wi-Fi. Що користі Apple дозволила придбати iBook з опціональною бездротовою мережевою картою, якщо у продажу було всього пару точок доступу за нечуваною ціною? Але Wi-Fi запросто можна було сполучати зі звичайною дротовою мережею, чого з Bluetooth робити не вийде. Адже для обміну даними використовується зовсім не стандартизований усіма і протокол TCP/IP, а свій власний. Але про це згодом.

Поки торкнемося історії питання. 20 травня 1998 року було офіційно оголошено про створення спеціальної групи Bluetooth Special Interest Group (SIG), яка почала розробляти та приймати стандарти для даної технології. Спочатку до неї увійшли Ericsson (нині Sony Ericsson), IBM, Intel, Toshiba та Nokia). Пізніше до них приєдналися інші. До сьогоднішнього дня групою було прийнято шість стандартів Bluetooth:

Bluetooth 1.0 та 1.0B

Найперші версії стандарту мали безліч помилок та недоробок. При поєднанні пристроїв виникали різні проблеми, зв'язок був нестабільним.

Bluetooth 1.1

Нова версія стандарту усунула багато помилок 1.0B, а також була прийнята як стандарт IEEE 802.15.1-2002. При цьому було додано підтримку роботи через канали без шифрування даних, а також підтримку індикатора потужності сигналу (Received Signal Strength Indicator - RSSI).

Bluetooth 1.2

Версія 1.2 стала піком розвитку першого покоління "синього зуба". До цього часу можна знайти у продажу пристрою з її підтримкою (наприклад, ноутбуки або телефони трьох-чотирьох літньої давності). Серед її змін значаться такі:

більше швидкий пошукпристроїв та підключення до них;

підвищена стійкість з'єднання, особливо під час руху;

більш висока швидкість обміну даними (на практиці до 721 Кбіт/с);

покращено якість зв'язку зі звукопередавальної гарнітурою;

додано підтримку HCI (Host Controller Interface).

Ця версія була прийнята як стандарт IEEE 802.15.1-2005. Але, незабаром його замінило друге покоління Bluetooth.

Bluetooth 2.0

Bluetooth 2.0 став досить важливою подією в цифровій промисловості. Нові "зуби" тепер могли "пережовувати" набагато більше даних, про що явно говорить постфікс "EDR", що приплюсовується до оновленої назви стандарту: Bluetooth 2.0 + EDR. EDR означає Enhanced Data Rate, що вільно можна перекласти як "Зуби в три ряди". Жарт. Насправді, переклад звучить як "Розширений пропускний діапазон". Швидкість у деяких випадках зросла в 10 разів, але реально не перевищувала значення 2.1 Мбіт/с, а пікове значення 3.0 Мбіт/с.

Що цікаво, Bluetooth 2.0 без EDR – це Bluetooth 1.2 з виправленими помилками. Деякі пристрої підтримують саме таку його версію, хоча більшість виробників забезпечили підвищену швидкість передачі даних. Крім цього, було знижено і енергоспоживання.

Bluetooth 2.1

Зовсім недавно було прийнято стандарт Bluetooth 2.1. Сталося це вже під час нашого проекту, про що ми навіть писали відповідну . Нововведень було зроблено трохи. Серед них - ще більше зниження енергоспоживання, прискорене спаровування, найкраща перешкодозахисність та інші. Досі підтримкою цієї версії поки що подбали не багато. Так сучасні ноутбуки (для яких швидкість передачі даних набагато частіше має більше значення, ніж для мобільних телефонів) досі оснащуються контролерами Bluetooth 2.0 + EDR.

Bluetooth 3.0

Звичайно, розвиток Bluetooth не зупинився. Хоча сьогодні є досить багато альтернатив цьому стандарту, про які йтиметься далі, вже зараз ведеться розробка стандарту Bluetooth 3.0, відомого під кодовим ім'ям "Seattle". Що він буде ще швидшим, можна здогадатися і так. Організація Bluetooth SIG хоче адаптувати UWB-технологію (про неї дещо нижче), здатну забезпечити швидкість до 480 Мбіт/с (тут вже без зайвої скромності можна говорити про кілька сотень "рядів зубів").

Якщо ця концепція буде реалізована, то Bluetooth стане серйозним конкурентом стандарту Wireless USB, що активно розробляється і вже впроваджується, який, як не дивно, заснований на тій же специфікації UWB. Але про це теж згодом.

Звичайно, крім значно збільшеної пропускної спроможності додадуться і нові можливості. Так планується впровадження підтримки спеціальних інформаційних точок, які будуть містити будь-яку інформацію (рекламну, дані про погоду, курси акцій, валют тощо), і з них можна буде читати її. Також очікується спрощення сполучення пристроїв завдяки автоматизованому управлінню топологіями. Буде впроваджено альтернативу MAC та PHY профілям при передачі даних, що дозволить знизити енергоспоживання при низькому потоці даних, а також підвищити швидкість при необхідності передати великий обсяг інформації.

Тепер розглянемо принцип роботи Bluetooth. Даний стандарт працює не за допомогою точок доступу подібно до Wi-Fi - "точкою доступу" може виступити будь-який пристрій, оснащений відповідним контролером. Умовно воно називається "майстром" і формує навколо себе "пікосеть" (piconet), в яку може увійти до семи інших пристроїв. Точніше сім пристроїв можуть бути активними в Наразічасу, тоді як ще 255 штук можуть перебувати у неактивному стані, що змінюється на протилежне за потреби.

Пікосетки можуть бути поєднані між собою. Тоді кілька пристроїв виступатимуть у ролі мосту для обміну даними. Але поки що повноцінна підтримка такої функціональності не з'явилася. Втім, саме вона й має бути реалізована у майбутніх версіях стандарту.

Одночасно може відбуватися обмін даними з одним пристроєм. Якщо потрібно віддати дані іншому, швидко відбувається перемикання. Можлива і паралельна передача, але вона використовується досить рідко. При цьому в пікосеті будь-який з підлеглих пристроїв при необхідності легко візьме на себе роль майстра.

Забезпечити підтримку Bluetooth сучасним комп'ютерампокликані спеціальні USB-адаптери. Багато сучасних ноутбуків середнього цінового діапазону (від $1000) зазвичай мають вбудований контролер. Контролери бувають трьох класів:

Class 3.Потужність 1 мВт. Радіус дії близько 1 метра;

Class 2.Потужність 2.5 мВт. Радіус дії близько 10 метрів;

Class 1.Потужність 100 мВт. Радіус дії близько 100 метрів.

Сьогодні найбільше поширені Class 1 і 2. Воно і не дивно - незважаючи на дуже мале енергоспоживання Class 3, область його застосування вкрай обмежена. Навіть для гарнітури він підходить дуже погано. Телефон зовсім не обов'язково тримати в нагрудній кишені - він запросто може опинитися і в джинсах, де кишеня пришитий трохи вище коліна, або взагалі на столі, а господар спостерігатиметься в радіусі 5-7 метрів від апарата.

Проте Class 1 і 2 продаються досить активно. Якщо ви вибираєте собі зовнішній USB-адаптер Bluetooth, то краще подбати про його далекобійність. Адже навіть з адаптером Class 1 слабший пристрій Class 2 зможе працювати на більшій відстані.

Ну і трохи про сферу застосування. Як уже стало ясно, це насамперед мобільні "прибамбаси": обмін даними між стільниковими телефонами. кишеньковими комп'ютерами, стільниковими та ноутбуком і т.д.), підключення бездротовий гарнітуридля розмови. Останнім часом Bluetooth став активно застосовуватися в комп'ютерних мишкахта клавіатурах. Безліч GPS-навігаторів "говорять" за допомогою "синіх зубів". Навіть джойстики сучасних приставок Nintendo Wii та PlayStation 3 працюють через Bluetooth.

Тим не менш, далеко не всім пристроям потрібна більша швидкість передачі даних, а також великий радіус дії. Це явно продемонструвала Apple у своєму комунікаторі-телефоні. Хто не в курсі, повідомляємо, що його Bluetooth-контролер може працювати лише з гарнітурою. Обмін даними йому недоступний.

Навіщо стільниковому телефону (особливо початкового рівня) можливість передачі більшого обсягу інформації? "Зуби" у них найчастіше використовуються для гарнітури. А в цьому випадку потрібен стабільний потік даних, що нормально передається на відстань 5-10 метрів з фіксованою швидкістю, що споживає мінімум енергії. Саме це спонукало деякі компанії до створення відгалужених стандартів.

Wibree

У середині червня 2007 року компанія Nokiaвиступила з офіційним прес-релізом, яким було повідомлено про ведення розробки стандарту. Wibree заснований на технології Bluetooth та покликаний доповнити її, але не конкурувати. Найголовніша його відмінність від "оригіналу" - значно нижче енергоспоживання. Передбачається, що модулі Wibree будуть застосовуватися в пристроях на кшталт біометричних датчиків, що відстежують параметри життєдіяльності людини, бездротову гарнітуру, клавіатури, різні пристрої дистанційного керування. Так що не дивуйтеся, якщо скоро людина, що стоїть з вами в автобусі, раптом натисне щось в районі свого пупка і почне говорити сама з собою.

Працюватиме Wibree в тому ж діапазоні, що і Bluetooth: 2.4 ГГц. Максимальна пропускна спроможність – до 1 Мбіт/с. Радіус дії – 5-10 метрів. Загалом нагадує Bluetooth 1.2 Class 2 із ультранизким енергоспоживанням.

Хоча Wibree і ґрунтується на "синіх зубах", все одно повної зворотної сумісності не буде. Хоча ніщо не заважає вбудувати її в сучасні контролери Bluetooth – доведеться лише трохи доопрацювати їх. Але в будь-якому випадку всі сучасні пристрої не зможуть вести обмін даними з вашою тенісною ракеткою, біодатчиком, приліпленим на тіло або розумним чайником, який повідомляє про кипіння не банальним свистом, а через ваш мобільний телефон за допомогою SMS.

Але Wibree – це не єдиний "low-power" стандарт. Існують його аналоги, причому вже готові, а подекуди навіть не першого покоління. Фінальні специфікації Wibree будуть готові у першій половині цього року, тоді як ZigBee вже існує у своїй третій версії.

ZigBee

ZigBee - ще один "ultra mega super maxi low-power" бездротовий стандарт із двома "ee" на кінці. Вперше він був задуманий ще далекого 1998 року, коли стало зрозуміло, що Wi-Fi і Bluetooth підходять далеко не для всіх випадків. Як і останній ZigBee створений для пари пристроїв, але принцип його роботи дещо відрізняється.

Існує три види ZigBee-пристроїв: координатор (ZigBee Coordinator - ZC), роутер (ZigBee Router - ZR) та "кінцевий пристрій" (ZigBee End Device - ZED). Перший є головним у створеній бездротовій мережі та може служити як роутером, так і мостом для обміну даними та іншими мережами. Роутер приймає дані від кінцевого пристрою, а також може вести обмін інформацією з іншими роутерами та координаторами. Сам кінцевий пристрій здатний лише передавати дані.

Таким чином, ZigBee виключається як технологія для обміну даними між цифровими девайсами на кшталт плеєрів, фотоапаратів, принтерів, КПК, ноутбуків і так далі. Зате застосування цієї технології на виробництві або як охоронна система куди більш актуальне. Саме у цьому напрямі вона й використовується.

На офіційній сторінці проекту можна прочитати успішні проекти, пов'язані з автоматизацією виробництва (на заводі, при будівництві та ін.), Забезпеченням безпеки приміщення, автоматизацією сучасних будівель, об'єднанням побутових пристроїв в єдину мережу і так далі. Bluetooth (і Wibree) більш орієнтовані на передачу "комп'ютерних" даних, тоді як каналами ZigBee циркулює переважно біти і байти з технічними відомостями від датчиків, пультів дистанційного керування тощо.

Тепер трохи про принципи побудови ZigBee-мереж. Їх два: без та з постійним опитуванням ZED. У першому випадку роутер або координатор знаходяться в режимі постійного очікування сигналу кінцевого пристрою (ZED). Хорошим прикладом такої мережі може бути робота бездротового вимикачасвітла. Як роутер виступає лампа, як правило оснащена постійним джерелом живлення. ZED – це сам вимикач. Він перебуває у неактивному стані. Але як тільки ви натиснете на нього, він активізується і відправить сигнал роутеру. Останній зреагує та дасть команду на включення світла. При цьому енергії не пересилання даних буде витрачено як мінімум. Батарейки у вимикачі вистачить на рік, а то й кілька років. Звичайно, якщо постійно не влаштовувати "світломузику".

Другий варіант передбачає, що роутер через рівні інтервали часу опитуватиме ZED. При цьому він споживатиме менше енергії, тому немає потреби у постійному джерелі живлення. Зате більше електрики буде потрібно для ZED. Вважаємо, такий тип мережі більше підходить для охоронних систем, або для різних датчиків. Опитування ZED можна перевірити стан на тому чи іншому об'єкті, і при необхідності швидко відреагувати на зміну ситуації.

Пристрої ZigBee повинні відповідати стандарту IEEE 802.15.4-2003, який дозволяє працювати на частотах 2.4 ГГц, 915 і 868 МГц. У першому випадку передачі може використовуватися до 16 каналів (на частотах 2405-2480 МГц з кроком 5 МГц). В цьому випадку швидкість обміну інформацією може досягати 250 Кбіт/с. На частотах 915 та 868 МГц швидкість дорівнює 40 та 20 Кбіт/с відповідно. Вибір цих трьох частотних діапазонів продиктований як технологічними причинами, і географічними. Так частота 868 МГц дозволена в Європі, 915 в Австралії та США, а 2.4 ГГц майже скрізь. Варто зауважити, що ZigBee підтримує 128-бітове шифрування.

Отже, ZigBee - чудовий приклад реалізації промислового бездротового стандарту, що розширює та спрощує наше життя та роботу. Bluetooth та Wibree справді погано підійшли б для цих цілей, тому і була створена така спеціалізована технологія. Сьогодні вона підтримується великою кількістю виробників. Вступити в ZigBee Alliance і почати використовувати специфікації стандарту в комерційних цілях коштує лише $3500 на рік. А якщо не в комерційних, то взагалі безплатно.

Існує ще кілька таких розробок, наприклад, MiWi, JenNet, EnOcean, Z-Wave. Вони конкурують як із ZigBee, так і з Wibree та їх реалізація в деяких моментах збігається. Зупинятись ми на них не станемо – вони хоч і цифрові, все одно використовуються для обміну даними між відносно простими та вузькоспеціалізованими пристроями. А нас у даному матеріалі цікавить насамперед те, що забезпечує взаємодію комп'ютерів, стільникових телефонів, КПК та мультимедійної побутової техніки. ZigBee було описано лише як приклад альтернативного використання бездротових мереж. Тим часом ми переходимо до наступного підкласу стандартів, що працюють на відносно малому радіусі, але з величезними порівняно з Bluetooth швидкостями.

UWB

Обсяги інформації, що передається, зростають з кожною секундою. Так 7-8 років тому формат MP3 здавався панацеєю для поширення музики через Інтернет. У Мережі з'явилися тисячі треків стиснутих із середнім бітрейтом 128 Кбіт/с, що робило середній розмір однієї композиції рівним 3-6 Мбайтам. На той час сайти оптимізувалися як у плані коду, так і графіки, а про завантаження фільмів ніхто навіть не думав.

Давайте подивимося, що відбувається тепер. Пісні також поширюються в MP3, тільки середній бітрейт підріс до 160-320 Кбіт/с. Причому раніше якщо ми могли шукати варіант пісні розміром меншим, то зараз навпаки - шукаємо якісніше, особливо якщо трек дуже подобається. Фільми у форматі MPEG4, що так добре підійшов для утиску одного DVD на один CD, тепер часто займають 1400 Мбайт замість більш звичних 700 Мбайт. Але сучасні швидкості дозволяють з P2P-мережі (наприклад, BitTorrent) за кілька годин завантажити повний DVD, який поступово вже починає замінюватися HDTV. В останньому випадку йдеться про десятки гігабайтів.

Сучасні жорсткі диски легко передають дані зі швидкістю до 100 Мбайт/с, а ємність оптичних дисків зросла до 50 Гбайт, а через роки два-три може подвоїтися. Як ви гадаєте, чи достатньо сучасної швидкості Bluetooth для таких обсягів? Скільки буде потрібно часу, щоб перекачати 20 Гбайт через канал 3 Мбіт/с? Навіть досить швидкий стандарт Wi-Fi тут погано підходить. Він створений швидше для бездротового Інтернету, ніж перегляду HDTV-фільму з сусіднього комп'ютера. У разі потрібна технологія, здатна забезпечити високу швидкістьпередачі даних, причому необов'язково великій відстані. Саме це є головна концепція UWB.

UWB – це абревіатура Ultra-WideBand, що у нашому вільному перекладі звучить як "афігенно швидкий зв'язок". Жарт? Майже. Зв'язок дійсно виходить дуже швидким, що забезпечується завдяки широкосмуговій (wideband) передачі даних. Як було зазначено трохи вище, це не зовсім технологія, а радше концепція. Це основа для різних стандартів, два з яких описуються далі.

У самій основі UWB лежить поки що чорновий стандарт IEEE 802.15.4a. На відміну від звичайної радіопередачі UWB передає дані за допомогою хвиль, що генеруються в певні моментичасу. У цьому використовується широкий частотний діапазон, викликаючи в такий спосіб модуляцію за часом.

Для передачі можуть використовуватися частоти від 500 МГц і від. Але 14 лютого 2002 року федеральною комісією з комунікацій (FCC - Federal Communications Commission) США для UWB було рекомендовано діапазон 3.1-10.6 ГГц. При цьому передбачається, що передача даних вестиметься в межах одного приміщення, хоча зі зростанням потужності передавача та приймача зростатиме і радіус дії мережі. Втім, це заборонено.

Тепер про призначення. Не складно здогадатися, що UWB буде застосовуватись для передачі великих обсягів даних між цифровими пристроями. До останніх перш за все можна включити комп'ютери, стільникові телефони (особливо топові моделі з великим обсягом пам'яті), принтери, цифрові фото- та відеокамери, аудіо та відео плеєри і так далі. Максимальна швидкість UWB нам невідома, але вона може сягати десятків гігабіт. Дуже значне значення не лише за сучасними мірками, а й за мірками найближчого майбутнього. Тож запас є.

Тепер безпосередньо про стандарти, засновані на UWB. Насамперед це нове покоління Bluetooth. Поки точно не зрозуміло, чи буде ця концепція використана в Bluetooth 3.0 чи ні, але в планах щось подібне безперечно є. Ходять чутки про зростання швидкості до 480 Мбіт/с. Ми вважаємо, що вони не далекі від істини, тільки доступні подібні можливості будуть в основному для передачі великих обсягів даних і після півсотні попереджень про високе енергоспоживання. Все ж такі швидкості стануть доступні не просто так.

Але коли світло побачать специфікації Bluetooth 3.0 наразі невідомо. Проте вже зараз готові до масового виробництва контролери Wireless USB, а зовсім недавно ми повідомили про випуск першої версії стандарту. Зупинимося цих двох технологіях докладніше.

Wireless USB

Стандарт Wireless USB (скорочено WUSB) не є новим. Вперше про нього заговорила компанія Intel на своїй весняній сесії IDF у 2004 році. Самих пристроїв тоді не уявили, як і не анонсували доступність специфікацій. Просто оголосили про те, що така технологія існує. Існує так існує, подумали люди, що почули це, і продовжили жити далі як жили до цього.

2005 року під час осінньої сесії IDF Intel вже показала перші прототипи. Прототип, треба сказати, вселяв. Щоправда, не зрозуміло що саме: повага чи подив. Це була потужна PCI-плата, на яку був інтегрований PCMCIA-контролер, а за кріпленням стирчала антена. Дивне рішення, яке в перспективі мало бути інтегроване на материнські плати та ноутбуки. Втім, як виявилося, це був скоріше перший робочий зразок, аніж прототип серії.

На сьогоднішній день вже як доступні нормальні модулі Wireless USB, так і перші пристрої з його підтримкою. Що це за пристрої? Так що такі ж, які ми підключаємо через стандартний роз'єм USB: принтери, сканери, фотоапарати, мишки, зовнішні жорсткідиски, КПК тощо. WUSB дозволяє перенести можливості настільки популярної провідної послідовної шини на бездротові рейки.

Давайте розберемося як це працює. Почнемо із топології. За обмін даними між пристроями відповідає спеціальний хост-контролер. Кожному устрою, що у радіусі дії, виділяється окремий канал зв'язку. Останнє особливо важливо, якщо доводиться передавати дані з великою швидкістю - поділ каналу подібно до Wi-Fi може призвести до сумних наслідків (наприклад, до псування оптичного дискапри записі, якщо дані надходитимуть надто повільно). Один "нормальний" WUSB-хост підтримує підключення до 127 пристроїв.

Існують також не зовсім "нормальні" хост-контролери - це самі пристрої. Вони мають обмежений перелік можливостей, однак також можуть приймати та передавати дані від інших джерел. Таким чином виходить така собі подібність стільникової мережі, коли інформація від досить віддаленого джерела може пройти через кілька пристроїв, після чого потрапить на головний хост, який передасть її безпосередньо на комп'ютер, що зробив запит.

Як це можна використовувати в рамках однієї квартири чи будинку? Десь не дуже далеко від головного комп'ютера ви встановлюєте WUSB-контролер, або підключаєте його безпосередньо до материнської плати. Після цього в межах кімнати можете користуватися будь-якими пристроями, здатними працювати як з Wireless USB безпосередньо, так і через хаб. Так, саме хаб - хост-контролер може бути оснащений звичайними портами USBдо яких можна підключатися найпростіші аксесуари на кшталт мишки, клавіатури, принтера.

При цьому для зв'язку з іншими кімнатами можуть бути використані як інші хост-контролери або Wireless USB пристроюсамі, і зручніші Wi-Fi точки доступу, або навіть звичайні LAN-комутатори.

Величезне достоїнство Wireless USB - це повна сумісність з оригінальним дротовим стандартом. Тут доречна аналогія з LAN і WLAN: точка доступу Wi-Fi підключається до проводової локальної мережі за допомогою звичайній кручений пари, після чого всі пристрої, що знаходяться в радіусі її дії, можуть спокійно користуватися ресурсами всієї мережі, а не тільки бездротової.

Якщо WUSB забезпечує сумісність з USB, то цей бездротовий стандарт повинен працювати не менш швидко. Власне, так воно і є: у радіусі 3 метрів швидкість становитиме 480 Мбіт/с, а в радіусі 10 метрів – 110 Мбіт/с. У наступних версіях стандарту обіцяють підняти швидкість до 1 Гбіт/с. Для передачі даних використовуються частоти з діапазону 3.1-10.6 ГГц, що вказує на походження цього стандарту від UWB.

Щодо енергоспоживання, то воно має бути не дуже значним. Так сучасні мобільні телефони та КПК з увімкненим WUSB-контролером будуть працювати приблизно стільки, скільки і раніше (звичайно, якщо постійно не перекачувати гігабайти інформації), а пульти ДК, засновані на WUSB, зможуть протриматися на одному заряді кілька місяців. Хоча в останньому випадку куди актуальніше скористатися технологіями на кшталт Wibree або ZigBee - виходить економічніше, та й радіус дії побільше.

Чи має Wireless USB перспективи у майбутньому? Судячи з даних агенства iSuppli має. Так у 2007 році ринок сумісних пристроїв склав всього $15 млн., але вже до 2011 року він зросте до $2.6 млрд. Кількість проданих девайсів збільшиться з 1 млн. до 500 млн. у тому ж 2011 році. Що ж, сподіваємося, що все так і буде .

WirelessHD

Об'єднувати без проводів комп'ютери та периферійні пристрої, що працюють з ними, далеко не межа для сучасних технологій. Та й стерпіти короткий USB-кабель від принтера до системному блокувеликих труднощів не складе. Але якщо у вас встановлена ​​дорога система домашнього кінотеатру, від якої і до якої тягнеться хмара проводів, то може виникнути думка позбавити їх і її. Все ж таки сховати подібні "принади життя" не завжди так просто, навіть якщо їх і небагато.

Якщо ж врахувати, що сучасні домашні кінотеатри є своєрідними напівкомп'ютерами, то оснастити їх підтримкою бездротових комунікацій не так складно. Чи варто дивуватися, що стали з'являтися приставки подібно і Sony LocationFree здатні транслювати відео та аудіо з комп'ютера на РК-телевізори та акустику? Тим не менш, вони працюють через Wi-Fi, а пропускну здатність мережі такого типу буде не завжди достатньо, особливо якщо передавати відео у форматі 1080i/p.

Так і був винайдений стандарт WirelessHD. Нещодавно ми про прийняття першої версії його специфікацій. Це спеціальний бездротовий стандарт, покликаний об'єднати побутову електроніку. Його частотний діапазон виходить далеко за рамки UWB і функціонує на частоті 60 ГГц (±5 ГГц в залежності від країни). Його радіус дії невеликий – лише 10 метрів. Цього цілком достатньо, щоб налаштувати взаємодію пристроїв домашнього кінотеатру.

Використання таких частот необхідне досягнення великих швидкостей передачі. Йдеться про 2-5 Гбіт/с у перших версіях стандарту. Але теоретична межа становить 20-25 Гбіт/с. Для порівняння – пік для HDMI 1.3 дорівнює 10.2 Гбіт/с. Отже, запас на майбутнє є, причому дуже непоганий.

На чолі мережі WirelessHD знаходиться координатор - пристрій, що управляє передачею аудіо і відео потоків, а також пріоритети. Решта пристроїв - це станції, які можуть бути як джерелом, так і приймачем даних, так само як і сам координатор.

Чи буде забезпечена підтримка WirelessHD для комп'ютера, поки невідомо, але ми вважаємо, що буде. Це так само, як виходи HDMI є на багатьох сучасних відеокартах і ноутбуках. Таким чином відео та аудіо можна буде відтворювати з звичайного комп'ютеращо дозволить значно розширити функціональність. Адже побутові плеєри не завжди підтримують останні кодеки, не кажучи вже про формати дисків. Треба сказати, що реалізація даної технології справді дуже корисна та актуальна. Вона куди зручніша за те, що використовується зараз. А зараз, як ми вже казали, використовується Wi-Fi. До опису цього стандарту якраз і переходимо.

Wi-Fi

З усіх стандартів Wi-Fi, що розглядаються в цій статті, на пару з Bluetooth є найвідомішим і найпоширенішим. Свою популярність Wi-Fi набув завдяки ноутбукам. Сьогодні навіть найдешевші моделі оснащуються бездротовою мережевою картою. Але, як завжди, дана технологія стала популярною зовсім не відразу, як була представлена.

Перші роботи над Wi-Fi розпочалися ще у 80-х роках минулого століття. Проте фінальні специфікації були готові лише 1997 року. Організація IEEE надала їм маркування 802.11 (а точніше 802.11-1997). У 1999 році вони були прийняті як стандарт. Нову та перспективну технологію відразу ж підхопила Apple. Як опція до нових тоді ноутбуків iBook стала пропонуватися мережева карта Wi-Fi. Але Apple навіть зараз не займає домінуючого становища на ринку, а тоді вона лише почала виходити із затяжної кризи. Так що "фруктової компанії" не вдалося пройтися планетою як першовідкривач, сіючи зерна Wi-Fi всюди. Ця честь була уготована Intel.

Вважаємо, багато хто чув про мобільну платформу Intel Centrino. Її перше покоління було представлено у 2003 році. Ноутбук, щоб отримати новий та модний логотип, має бути заснований на процесорі Intel(зараз Core Duo або Core 2 Duo, а тоді на Pentium M), чіпсеті Intel, а також усередині нього має бути встановлена Wi-Fi мережнакартка виробництва Intel. Саме це і послужило поштовхом до поширення бездротових локальних мереж.

Втім, стверджувати, що це заслуга виключно однієї Intel не можна. Просто ринок уже був готовий до такої технології. Ініціатива Apple свого часу виявилася надто новаторською, що її прийняли далеко не всі. Через чотири роки обладнання для Wi-Fi було також досить дорого, але вже не так. Та й асортимент значно розширився. Intel просто надала всім найбільш зручну форму для прийняття чергової технології, покликаної наблизити світле майбутнє.

Тепер давайте розберемося, яким чином Wi-Fi працює. Як вже стало зрозуміло, у комп'ютері має бути встановлена ​​відповідна мережна карта. Це може бути як PCI (або PCI Express) карта розширення, так і відносно невеликий USB-брелок. Для ноутбуків існують версії у форматі PCMCIA (PC Card) та ExpressCard.

За допомогою бездротової мережі можна встановити з'єднання з іншою такою ж. Тобто не важко буде налагодити мережне з'єднанняміж двома ноутбуками або між ноутбуком та настільним ПК. Тільки ось незважаючи на свободу, що здається, підключити до них ще одного учасника не вдасться. Третій, як кажуть, зайвий. Щоб обійти це обмеження, доводиться вдаватися до точок доступу.

Точка доступу до Wi-Fi - це аналог роутера звичайної локальної мережі. Тільки підключення до неї здійснюються через радіопередачу, а не проводами. Теоретично їх кількість необмежена, хоча для більшої швидкості та стабільності краще розподіляти підключені комп'ютери між кількома точками. В даному випадку доречна аналогія зі стільниковим зв'язком. Одна базова станція може обслужити кілька абонентів одночасно, але якщо їх дуже багато вона перевантажується і хтось може не додзвонитися, а хтось перерветься зв'язок.

Взагалі принцип розгортання Wi-Fi досить схожий із стільниковою мережею. У ролі базових станцій виступають точки доступу. Якщо їх налаштувати відповідним чином, то вони підтримуватимуть зв'язок один з одним, роблячи можливим обмінінформацією між комп'ютерами, підключеними до кожної з них. Якщо таке налаштування не робити, то програма керування карткою Wi-Fi надасть можливість підключитися до однієї з доступних мереж.

Але щоб підключитися до Wi-Fi мережіІноді потрібно знати пароль, або ключ доступу до неї. Все-таки через мережу можуть передаватися дуже важливі дані, на кшталт паролів доступу до фінансових облікових записів різних сервісів, а радіопередачу перехопити набагато простіше, ніж стандартний обмін інформацією з проводів. Для цього було запроваджено декілька стандартів шифрування.

Перший із них, WEP (Wired Equivalent Privacy), прийнятий 2001 року, протримався зовсім недовго. Він вважається досить слабким захистом від несанкціонованого проникнення. Сьогодні запросто можна знайти програму, здатну за короткий час зламати ключ, після чого можна буде відстежувати всі пакети в мережі.

У середині 2003 року на зміну WEP було запропоновано новий алгоритмшифрування WPA (Wi-Fi Protected Access). Він базувався на чорновому стандарті 802.11i. Пізніше останній був ухвалений у червні 2004 року. При цьому як основний спосіб захисту він пропонував більш досконалий алгоритм WPA2. Його зламати вже куди складніше, тому рекомендується його використання. Звичайно, прогрес не стоїть на місці і вже запропоновані ще більш досконалі можливості захисту, які в майбутньому будуть прийняті як стандарти. Один з таких - 802.11w.

Небагато про необхідність захисту даних. Сьогодні досить часто точка доступу встановлюється у квартирі для об'єднання у мережу всіх локальних комп'ютерів(та й КПК зі стільниковими телефонами, якщо вони підтримують Wi-Fi). При цьому якщо ви обмінюєтеся тільки фільмами, музикою тощо, то великої цінності ваша мережа не становить. Тим не менш, ніщо не завадить сусідові за стіною підключитися своїм ноутбуком до вашої мережі, особливо якщо вона не захищена. До того ж у подібній мережі немає потреби бояться всіх і вся, тому ви можете відкрити у повний вільний доступ ті чи інші розділи жорстких дисків. Звичайно, нічого крім останньої комедії та бойовика там може не лежати, але завжди знайдеться охочі нашкодити. Все одно не приємно, якщо скопійований фільм буде видалено до перегляду.

А ось інша ситуація. У вас вдома Інтернет підключено через ADSL-модем. Якщо у вас кілька комп'ютерів або один ноутбук для зручності модем може бути оснащений Wi-Fi точкою доступу. Погодьтеся, зручно сидіти з будь-якої точки квартири у Мережі. Якщо ж належним чином Wi-Fi не захистити, то до вашого Інтернету може отримати доступ будь-хто. Теоретично навіть з вулиці можна, присівши під вікном на лавці. Добре, якщо у вас нелімітований канал - ви просто відчуєте зниження швидкості. А якщо трафік? Можна влетіти на всю суму, що лежить на рахунку. Отже, захист локальної бездротової мережі має величезне значення. Причому необов'язково обмежуватися лише WPA(2)-шифруванням. Якщо комп'ютерів завжди статичне число, кожному можна створити окремий обліковий запис, а заразом зробити ідентифікацію за MAC-адресою мережевої карти.

Ну і про стандарти Wi-Fi. Усього нам вдалося дізнатися про 28 стандартів. Але лише шість із них описують безпосередньо швидкість обміну даними, дальність дії та робочу частоту:

Найперша версія Wi-Fi не вражає. Хоч вона і була прийнята раніше за Bluetooth, вона навіть не дотягує до сучасного Bluetooth 2.0+EDR. Адже спочатку стандарт розроблявся як бездротовий аналог провідних локальних мереж, де можуть передаватися величезні обсяги даних. 802.11a/b надали кудись кращі можливості, особливо 802.11a. Але частота 5.0 ГГц не скрізь дозволена, тому він і не набув широкого поширення. Саме тому і був розроблений 802.11g, що забезпечує аналогічну швидкість, а також здатність роботи на частоті 2.4 ГГц.

З минулого року на ринку стали з'являтися точки доступу та мережні картки з підтримкою 802.11n. Як видно з таблиці, він працює у кілька разів швидше за 802.11g. Тим не менш, досі цей стандарт позначений як чорновий. Судячи з наявних даних, його буде прийнято не раніше ніж наступного року. Але найімовірніше всі сучасні пристрої на основі 802.11n draft будуть сумісні з фінальною специфікацією після оновлення прошивки.

Стандарт 802.11y є аналогом 802.11g здатним працювати на значно більшій відстані (до 5 км на відкритому просторі). Саме із цією метою він і був створений. Щоб досягти таких показників, довелося використовувати більш високочастотні хвилі з діапазону 3.7 ГГц.

Тепер перерахуємо всі інші стандарти із сімейства 802.11. Під нього було зарезервовано всі символи латинського алфавіту:

Як бачимо, рости Wi-Fi ще є кудись. Не виключено, що швидкість цієї технології в майбутньому ще більше збільшиться. Крім того, сьогодні немала увага приділяється впровадженню підтримки цього стандарту у всі пристрої. Вже не рідкісні комунікатори та мобільні телефони з Wi-Fi. Воно й не дивно, що точки доступу є в багатьох сучасних містах. А Інтернет через них може бути набагато швидшим, ніж через мережі WWAN (EDGE/GPRS, UMTS/WCDMA, HSDPA). Втім, саме для Інтернету придумано ще одну досить перспективну технологію: WiMAX.

WiMAX

Завершує наш список стандарт WiMAX. Його головна відмінність від усіх попередніх полягає у радіусі дії. Залежно від передавачів, що використовуються, сигнал може прийматися на відстані до 50 км від джерела. Тут уже йдеться про аналог стільникового зв'язку, а не просто про "ще одну бездротову локальну мережу".

WiMAX призначений не зовсім для розгортання мережі в рамках квартири, будинку чи району, хоч може бути використаний і для цього. Одна з головних цілей - забезпечити високошвидкісний доступ до мережі Інтернет як особливо віддалених населених пунктів, так і окремих районів міста.

Це не зовсім альтернатива стільникового зв'язку, оскільки надає дещо інші можливості та орієнтована більше не на комп'ютери. Швидше це проміжний варіант між стандартами стільникового зв'язку останніх поколінь (UMTS, HSDPA) та бездротовими локальними мережами. WiMAX забезпечує радіус більший, ніж Wi-Fi, але середня швидкість передачі даних буде нижчою. У той же час стільниковий зв'язок розгорнуто на куди більшу відстань і більш стійку до перешкод, зате швидкість передачі даних в ній нижче.

Тим не менш, WiMAX називають конкурентом стільниковим мережам четвертого покоління. Ми схильні вважати, що це далеко від істини, але лише частково. Все ж таки WiMAX розрахований насамперед на комп'ютери, а тільки потім на комунікатори та мобільні телефони. Але це ми починаємо поглиблюватись особливо роботи цього стандарту. Для початку трохи історії.

За розробку специфікацій WiMAX відповідає організація WiMAX Forum, сформована у 2001 році. Сама назва WiMAX є абревіатурою від Worldwide Interoperability for Microwave Access або "Всесвітнє об'єднання мереж для мікрохвильового доступу". У грудні 2001 року було представлено фінальні специфікації WiMAX, ратифіковані як стандарт 802.16-2001. У 2004 році був прийнятий стандарт 802.16-2004, відомий також як 802.16d, що описує можливість організації WiMAX всередині приміщень. Нарешті, сама остання версіястандарту була прийнята в 2005 році і отримала індекс 802.16-2005, але також неофіційно називається 802.16e.

Тепер про засади роботи. Усередині WiMAX реалізований протокол IP, що дозволяє йому просто інтегруватися з сучасними мережами. Так ця технологія може стати чудовим доповненням до Wi-Fi. Але на відміну від останньої WiMAX забезпечує стійкіше з'єднання. Наприклад, з'єднання з Wi-Fi точкою доступу при значному видаленні може бути нестійким, якщо поблизу виявиться інша точка. У разі WiMAX одному підключенню виділяється окремий слот, який більше ніхто не може використовувати. І при вашому переміщенні за його активність відповідатимуть різні базові станції WiMAX.

Так, WiMAX також будується на основі базових станцій. Залежно від завдань вони можуть бути невеликими (наприклад, для приміщень), так і встановлюватися на окремі вишки, щоб передавати дані на велику відстань. Спочатку WiMAX був відведений діапазон частот 10-66 ГГц, але пізніше додалася підтримка нижчих частот 2-11 ГГц.

Навіщо це все треба? Діапазон 10-66 ГГц хороший для постійної передачі на великих швидкостях. Так пікова швидкість передачі може становити 120 Мбіт/с і це на відстані десятків кілометрів. Відмінний варіантдля під'єднання невеликого населеного пункту. Але оскільки надвисокі частоти вимагають прямої видимості для звичайного міста, вони підходять не так добре. Так, з ноутбука або мобільного телефону підключитися до мережі буде дещо проблематично. Для них краще підходить діапазон 2-11 ГГц.

У зв'язку з цим виділяють чотири режими роботи WiMAX:

Fixed WiMAX.Використовує високочастотний діапазон 10-66 ГГц, призначений для поєднання віддалених об'єктів, що знаходяться в межах прямої видимості;

Nomadic WiMAX.По суті, той же Fixed WiMAX, але з підтримкою сесій. Так підключившись до однієї вежі створюється сесія. Якщо ви вийдете за межі її досяжності, але опинитеся в зоні дії іншої, то ваша сесія може бути передана. При цьому з'єднання не постраждає;

Portable WiMAX.Дозволяє автоматично перемикати сесії від однієї базової станціїдо іншого. Використовує нижчий частотний діапазон, що дозволяє переміщатися зі швидкістю до 40 км/год;

Mobile WiMAX.Ця версія стандарту була прийнята останньою як доповнення 802.16-2005. Дозволяє приймати сигнал на швидкості до 120 км/год. Відмінно підходить для мобільних пристроїв.

Як бачите, охоплені всі категорії: від спальних районів великих міст, а також їх офісів, до віддалених населених пунктів і людей з ноутбуками, КПК, мобільними телефонами, що переміщаються між ними. Якщо він набуде широкого поширення, то дійсно зможе стати серйозним конкурентом стільниковим мережам четвертого покоління, що розробляються сьогодні. Звичайно, останні поки що обіцяють швидкості до кількох гігабіт, але друга версія стандартів WiMAX також підніме планку до 100 Мбіт/с у разі мобільного режимута до 1 Гбіт/с у фіксованому режимі.

Втім, WiMAX до ладу ще ніде не впровадився. Розгорнуто десятки пробних мереж у всьому світі, включаючи Росію та Україну. Причому у своїй більшості це Fixed WiMAX. Втім, Південна Кореяу тестовому режимі розгорнула мережу WiBro, що є по суті перейменованим Mobile WiMAX. Вона забезпечує з'єднання швидкості до 30-50 Мбіт/с у радіусі до 5 км. Швидкість руху може становити до 120 км/год. Для порівняння - звичайний стільниковий зв'язок працює на швидкостях до 250 км/год.

Також поки що у продажу мало пристроїв для розгортання, так і для використання WiMAX. Останні мають бути представлені із п'ятим поколінням мобільної платформи Intel Centrino у середині 2008 року. Сподіваємося, що це зможе стати схожим поштовхом для ринку, яким свого часу стала перша Intel Centrino для Wi-Fi.

Завершуємося

Що ми бачимо? Бездротові мережі оперізують своїми невидимими "нитками" весь світ. Їм не заважають ні межі, не сушачи не вода, ні будови, а ще краще було б побільше енергії та побільше відкритого простору. І чим більше цього буде, тим ближче наше з вами світле майбутнє. Майбутнє де все буде об'єднано в єдину мережу між не тільки всіма можливими телефонами, комп'ютерами, кавоварками, чайниками, плитами, холодильниками та прасками, але й усіма планетами сонячної системи, галактики, а також маленька планета K-PAX.

Якщо серйозно, то майбутні перспективи є очевидними. Мініатюрні пристрої поступово матимуть можливість обміну даними за допомогою стандарту Bluetooth (або його схожої заміни). Розшириться діапазон бездротової гарнітури за допомогою Wibree, а включати світло в кімнаті з пульта дозволить ZigBee.

Об'єднувати периферію в рамках кімнати має Wireless USB. До речі, нещодавно йому на допомогу був призваний. Швидкості він забезпечує такі ж, тільки от відстань від джерела може бути не більше кількох сантиметрів. Свободи розміщення аксесуарів небагато, зате проводів не треба. Для домашнього кінотеатру призначено WirelessHD. Цікава та перспективна технологія, яка може згодом витіснити сучасне провідне з'єднання.

На рівні квартири або навіть кількох квартир або для об'єднання провідних локальних мереж між будинками використовуватиметься Wi-Fi. Він для цього створений, і це зручніше. Куди дешевше встановити маленьку точку доступу за $50-70 у квартирі або в кафе (для відвідувачів), ніж дороге WiMAX обладнання. Адже його ще й поставити і налаштувати доведеться правильно.

Що стосується WiMAX, то цей стандарт добре підходить насамперед для інтернет-провайдерів. З його допомогою вони зможуть довести промінь світа всесвітньої павутини в темні глушини нашої планети. Втім, поки що невідомо, що нам запропонує четверте покоління стільникового зв'язку. У будь-якому випадку виграємо ми – звичайні обивателі маленької планети Земля, вже підперезаної проводами, яких зараз всі стрімко позбавляються.

У матеріалі використовувалася інформація з наступних ресурсів:

WiFi(Читається "вайфай" з наголосом на другому складі) - це промислова назва технології бездротового обміну даними, що відноситься до групи стандартів організації бездротових мереж IEEE 802.11. Деякою мірою термін Wi-Fi є синонімом 802.11b, оскільки стандарт 802.11b був першим у групі стандартів IEEE 802.11, що набув широкого поширення. Однак сьогодні термін Wi-Fi однаково відноситься до будь-якого зі стандартів 802.11b, 802.11a, 802.11g та 802.11n, 802.11ac.

Wi-Fi Alliance займається атестацією Wi-Fi продукції, що дозволяє гарантувати, що вся 802.11 продукція, що надходить ринку, відповідає специфікації стандарту. На жаль, стандарт 802.11a, що використовує частоту 5ГГц, не сумісний із стандартами 802.11b/g, що використовує частоту 2,4ГГц, тому ринок Wi-Fi продукції залишається фрагментованим. Для нашої країни це неактуально, оскільки для використання апаратури стандарту 802.11а, потрібен спеціальний дозвіл і вона не набула тут широкого поширення, до того ж переважна більшість пристроїв, що підтримують стандарт 802.11a, підтримують також стандарт 802.11b або 802.11g, що дозволяє вважати відносно сумісними всі, що продаються в даний момент WiFi пристроїва. Новий стандарт 802.11n підтримує обидві ці частоти.

Яке обладнання потрібне для створення бездротової мережі?

Для кожного пристрою, який бере участь у бездротовій мережі, потрібен бездротовий мережний адаптер, який також називається бездротовою мережевою картою. Усі сучасні ноутбуки, деякі настільні комп'ютери, смартфони та планшети вже оснащені вбудованими бездротовими мережевими адаптерами. Однак у багатьох випадках для створення бездротової мережі з настільних комп'ютерівмережеві адаптери необхідно купувати окремо. Популярні мережні адаптери для ноутбуків виконані у форматі Mini PCI-E або M.2 пристроїв, відповідно для настільних комп'ютерів існують моделі з інтерфейсом PCI, PCI-E, бездротові USB-адаптери можна підключати як в портативні, так і в настільні системи.

Для створення невеликої бездротової локальної мережі з двох (у деяких випадках – і більшої кількості) пристроїв достатньо мати необхідну кількість мережевих адаптерів. (Потрібно, щоб вони підтримували режим AdHoc). Однак, якщо ви захочете збільшити продуктивність вашої мережі, включити в мережу більше комп'ютерів і розширити радіус дії мережі, вам знадобляться бездротові точки доступу та/або бездротові маршрутизатори. Функції бездротових маршрутизаторів подібні до функцій традиційних провідних маршрутизаторів. Зазвичай вони використовуються у тих випадках, коли бездротова мережа створюється з нуля. Альтернативою маршрутизаторам є точки доступу, що дозволяють підключити бездротову мережу до існуючої проводової мережі. Точки доступу використовуються, як правило, для розширення мережі, в якій вже є дротовий комутатор (switch) або маршрутизатор. Для побудови домашньої локальної мережі достатньо однієї точки доступу, якій цілком під силу забезпечити необхідний радіус дії. Офісні мережі зазвичай потребують кілька точок доступу та/або маршрутизаторів.

Точки доступу та маршрутизатори, мережні карти з інтерфейсом PCI/PCI-E та деякі USB адаптериможуть використовуватися з потужнішими антенами замість штатних, що значно збільшує дальність зв'язку або радіус охоплення.

Яким є стандартний радіус дії Wi-Fi мережі?

Радіус дії домашньої Wi-Fi мережі залежить від типу точки доступу, що використовується, або бездротового маршрутизатора. До факторів, що визначають діапазон дії бездротових точок доступу або бездротових маршрутизаторів, належать:

Тип протоколу, що використовується 802.11;
. Загальна потужність передавача;
. Коефіцієнт посилення використовуваних антен;
. Довжина та згасання в кабелях, якими підключені антени;
. Природа перешкод і перешкод шляху сигналу у цій місцевості.

Радіус дії зі штатними антенами (зазвичай посилення 2dBi) популярних точок доступу і маршрутизаторів стандарту 802.11g, за умови, що вони з'єднуються з пристроєм, що має антену з аналогічним посиленням, можна оцінити приблизно в 150м на відкритій місцевості і 50 м в приміщенні, більше цифри для різних стандартів наведені нижче у таблиці, присвяченій швидкості передачі.

Перешкоди у вигляді цегляних стін та металевих конструкцій можуть зменшити радіус дії Wi-Fi мережі на 25% та більше. Оскільки стандарти 802.11a/ac використовують частоти вище, ніж стандарти 802.11b/g, він є найбільш чутливим до різноманітних перешкод. На радіус дії Wi-Fi мереж, що підтримують стандарт 802.11b або 802.11g, впливають перешкоди, що виходять від мікрохвильових печей. Нижче показано таблицю з приблизними втратами ефективності сигналу Wi-Fiз частотою 2.4 ГГц під час проходження через різні перешкоди.

Ще однією істотною перешкодою може виявитися листя дерев, оскільки воно містить воду, що поглинає мікрохвильове випромінювання даного діапазону. Проливний дощ послаблює сигнали в діапазоні 2.4GHz з інтенсивністю до 0.05 дБ/км, густий туман вносить ослаблення 0.02 дБ/км, а в лісі (густа листка, гілки) сигнал може згасати з інтенсивністю до 0.5 дБ/метр.

Збільшити радіус дії Wi-Fi мережі можна за допомогою об'єднання кількох бездротових точок доступу або маршрутизаторів, а також шляхом заміни штатних антен, встановлених на мережевих картах і точках доступу, на більш потужні.

Приблизно можливі варіанти дальності дії та швидкості роботи мережі в ідеальному випадку можна розрахувати за допомогою спеціального калькулятора, орієнтованого на обладнання D-Link, але використані формули та методики підходять і для будь-якого іншого.

При створенні радіомоста між двома мережами треба знати той факт, що простір навколо прямої лінії, проведеної між приймачем і передавачем має бути вільно від перешкод, що відбивають і поглинають в радіусі, порівнянному з 0.6 радіуса першої зони Френеля. Її розмір можна розрахувати виходячи з наступної формули:

У реальній ситуації рівень сигналу на різній відстані від передавального пристрою можна заміряти за допомогою спеціального пристрою.

Що таке організація мережі у режимі Infrastructure?

Цей режим дозволяє підключити бездротову мережу до дротової мережі Ethernet за допомогою бездротової точки доступу. Для того, щоб з'єднання стало можливим, необхідно, щоб бездротова локальна мережа (WLAN), бездротова точка доступу і всі бездротові клієнти використовували однаковий SSID (Service Set ID). Тоді Ви зможете підключити точку доступу до дротової мережі за допомогою кабелю і таким чином забезпечити бездротовим клієнтам доступ до даних дротової мережі. Для того, щоб розширити інфраструктуру та забезпечити одночасний доступ до дротової мережі будь-якої кількості бездротових клієнтів, Ви можете підключити до бездротової локальної мережі додаткові точки доступу.

Основними перевагами мереж, організованих у режимі Infrastructure у порівнянні з мережами, організованими в режимі Ad-Hoc, є їх масштабованість, централізований захист та розширений радіус дії. Недоліком є ​​необхідність витрат на придбання додаткового обладнання, наприклад додаткової точки доступу.

Бездротові маршрутизатори, призначені для використання в домашніх умовах, завжди мають вбудовану точку доступу для підтримки режиму Infrastructure.

Наскільки швидкою може бути бездротова мережа?

Швидкість бездротової мережі залежить від кількох факторів. Продуктивність бездротових локальних мереж визначається тим, який стандарт Wi-Fi вони підтримують. Максимальну пропускну спроможністьможуть запропонувати мережі, що підтримують стандарт 802.11ac – до 2167 Мбіт/сек (при використанні MU-MIMO). Пропускна здатність мереж, що підтримують стандарт 802.11a або 802.11g, може становити до 54 Мбіт/сек. (Порівняйте зі стандартними дротовими мережами Ethernet, пропускна здатність яких становить 100 або 1000 Мбіт/сек.)

На практиці, навіть за максимально можливого рівня сигналу продуктивність Wi-Fi мереж ніколи не досягає зазначеного вище теоретичного максимуму. Наприклад, швидкість мереж, що підтримують стандарт 802.11b, зазвичай становить трохи більше 50% їх теоретичного максимуму, т. е. приблизно 5.5 Мбіт/сек. Відповідно швидкість мереж, що підтримують стандарт 802.11a або 802.11g, зазвичай становить не більше 20 Мбіт/сек. Причинами невідповідності теорії та практики є надмірність кодування протоколу, перешкоди у сигналі, а також зміна відстані Хеммінгу зі зміною відстані між приймачем та передавачем. Крім того, чим більше пристроїв в мережі одночасно беруть участь в обміні даними, тим пропорційно нижче пропускна здатність мережі в розрахунку на кожен пристрій, що природно обмежує кількість пристроїв, що має сенс підключати до однієї точки доступу або роутера (інше обмеження може бути викликане особливостями роботи вбудованого DHCP-сервера, у пристрої з нашого асортименту підсумкова цифра знаходилася в діапазоні від 26 до 255 пристроїв).

Крім того, швидкість роботи будь-якої пари пристроїв істотно падає зі зменшенням рівня сигналу, тому найчастіше ефективним засобомПідняття швидкості для віддалених пристроїв є застосування антен з великим коефіцієнтом посилення.

Чи безпечний для здоров'я бездротовий зв'язок?

Останнім часом у засобах масової інформації багато говорять про те, що тривале використання бездротових мережевих пристроївможе спровокувати серйозні захворювання. Однак, на сьогодні наукові дані, які б підтверджували припущення про те, що НВЧ-сигнали негативно впливають на здоров'я людини, відсутні.

Незважаючи на брак наукових даних, наважимося припустити, що бездротові мережі безпечніші для здоров'я людини, ніж мобільні телефони. Частотний діапазон сигналів типової домашньої бездротової мережі збігається з частотним діапазоном сигналів мікрохвильових печей, але потужність сигналів мікрохвильових печей і навіть мобільних телефонів у 100 – 1000 разів перевищує потужність сигналів бездротових мережних адаптерів та точок доступу.

Загалом, у цьому питанні можна з упевненістю стверджувати одне: інтенсивність впливу на людину НВЧ-випромінювання бездротових мереж незрівнянно менша від впливу інших НВЧ-пристроїв.

Порядок реєстрації РЕМ описаний у постановах Уряду Російської Федераціївід 12 жовтня 2004 р. № 539 "Про порядок реєстрації радіоелектронних засобів та високочастотних пристроїв" та від 25 липня 2007 р. № 476 Про внесення змін до постанови Уряду Російської Федерації від 12 жовтня 2004 р. № 539 "Про порядок реєстрації радіоелектронних засобів та високочастотних пристроїв"

Відповідно до постанови N 476 від 25 липня 2007 р. користувальницьке (кінцеве) обладнання радіодоступу(безпровідного доступу) у смузі радіочастот 2400 - 2483,5 МГц з потужністю випромінювання передавальних пристроїв до 100 мВт включно ВИКЛЮЧЕНО з переліку. Нагадуємо, що штатна потужність передавача всіх WiFi пристроїв, що продаються в даний час, знаходиться в межах цієї цифри, а встановлення будь-яких антен, що не мають активних елементів, її не збільшує.

Режими роботи точки доступу

Access Point Mode(Точка доступу) - Режим Access Point призначений для бездротового підключеннядо точки доступу портативних комп'ютерів, настільних ПК, смартфонів та планшетів. Бездротові клієнти можуть звертатися до точки доступу лише у режимі Access Point.

Access Point Client / Wireless Client Mode(Бездротовий клієнт) - Режим AP Client або Wireless Client дозволяє точці доступу стати бездротовим клієнтом іншої точки доступу. Фактично, в даному режиміточка доступу виконує функції бездротового мережевого адаптера. Цей режим можна використовувати для обміну даними між двома точками доступу. Обмін даними між бездротовою платою та точкою доступу в режимі Access Point Client/Wireless Client Mode неможливий.

Point-to-Point / Wireless Bridge(Бездротовий міст point-to-point) - Режим Point-to-Point/Wireless Bridge дозволяє бездротовій точціобмінюватися даними з іншою точкою доступу, яка підтримує режим бездротового моста point-to-point. Однак майте на увазі, що більшість виробників використовують власні оригінальні налаштування для активації режиму бездротового моста в точці доступу. Зазвичай цей режим використовується для бездротового з'єднання апаратури у двох різних будинках. Бездротові клієнти не можуть обмінюватися даними з точкою доступу в цьому режимі.

Point-to-Multipoint / Multi-point Bridge(Бездротовий міст point-to-multipoint) - Режим Point-to-Multi-point/Multi-point Bridge аналогічний режиму Point-to-point/Wireless Bridge з тією лише різницею, що допускає використання більше двох точок доступу. Бездротові клієнти також не можуть обмінюватися даними з точкою доступу в цьому режимі.

Repeater Mode(Репітер) - Функціонуючи в режимі бездротового репітера, точка доступу розширює діапазон дії бездротової мережі за допомогою повтору сигналу віддаленої точки доступу. Для того, щоб точка доступу могла виконувати функції бездротового розширювача радіусу дії іншої точки доступу, в її конфігурації необхідно вказати Ethernet MAC-адресу віддаленої точки доступу. У цьому режимі бездротові клієнти можуть обмінюватися даними з точкою доступу.

WDS(Wireless Distribution System) - дозволяє одночасно підключати бездротових клієнтів до точок, що працюють у режимах Bridge (міст точка-точка) або Multipoint Bridge (міст точка-багато точок), проте при цьому зменшується швидкість роботи.

Всі точки доступу та бездротові маршрутизатори, що продаються в даний час, легко конфігуруються через web-інтерфейс, для чого необхідно при першому підключенні їх до Вашої мережі звернутися через web-браузер за певною IP-адресою, вказаною в документації до пристрою. (У деяких випадках потрібні спеціальні налаштуванняпротоколу TCP/IP на комп'ютері, який використовується для конфігурування точки доступу або маршрутизатора, також зазначені в документації)

Устаткування багатьох виробників також комплектується спеціальним ПЗ, у тому числі для мобільних пристроїв, що дозволяє полегшити процедуру налаштування для користувачів. Специфічні відомості, необхідні для налаштування роутера для роботи з вашим провайдером, практично завжди можна дізнатися на сайті самого провайдера.

Безпека, шифрування та авторизація користувачів у бездротових мережах.

Спочатку для забезпечення безпеки у мережах 802.11 застосовувався алгоритм WEP(Wired Equivalent Privacy), що включав алгоритм шифрування RC4 c 40-бітним або 104-бітним ключем і засоби розподілу ключів між користувачами, проте в 2001 році в ньому була знайдена принципова вразливість, що дозволяє отримати повний доступ до мережі за кінцеве (і дуже невеликий час) незалежно від довжини ключа. Категорично не рекомендується використовувати в даний час. Тому в 2003 році було прийнято програму сертифікації засобів бездротового зв'язку під назвою WPA(Wi-Fi Protected Access), що усувала недоліки попереднього алгоритму. З 2006 року всі WiFi-пристрої повинні підтримувати новий стандарт WPA2, який відрізняється від WPA підтримкою більш сучасного алгоритму шифрування AESіз 256-бітним ключем. Також у WPA з'явився механізм захисту пакетів, що передаються, з даними від перехоплення та фальсифікації. Саме таке поєднання (WPA2/AES) рекомендується зараз використовувати у всіх закритих мережах.

WPA має два режими авторизації користувачів у бездротовій мережі - за допомогою RADIUS-сервера авторизації (орієнтований на корпоративних користувачів та великі мережі, в цьому FAQ не розглядається) і WPA-PSK(Pre Shared Key), який пропонується використовувати у домашніх мережах, а також у невеликих офісах. У цьому режимі авторизація за паролем (довжиною від 8 до 64 символів) здійснюється на кожному вузлі мережі (точці доступу, роутері або комп'ютері, що емулює їх роботу, сам пароль попередньо задається з меню налаштувань точки доступу або іншим специфічним для вашого обладнання способом).

Також у багатьох сучасних побутових Wi-Fi пристроях застосовується режим Wi-Fi Protected Setup ( WPS), також називається Wi-Fi Easy Setup, де авторизація клієнтів на точці доступу здійснюється за допомогою спеціальної кнопки або введенням pin-коду, унікального для пристрою.

Для випадків, коли в мережі експлуатується фіксований набір обладнання (тобто, наприклад, міст, створений за допомогою двох точок доступу або єдиний ноутбук, що підключається до бездротового сегменту домашньої мережі) надійним способомє обмеження доступу за MAC-адресою (унікальна адреса для кожного Ethernet пристрою, як дротового, так і бездротового, у Windows для всіх мережевих пристроїв ці адреси можна прочитати у графі Physical Address після подачі команди ipconfig /all) за допомогою прописування в меню точки доступу списку MAC-адрес «своїх» пристроїв та вибір дозволу доступу до мережі лише пристроям з адресами цього списку.

Також будь-яка бездротова мережа має унікальний ідентифікатор – SSID(service set identifier), який власне і відображається як ім'я мережі при перегляді списку доступних мереж, який задається при налаштуванні точки доступу, що використовується (або замінює його пристрою). При відключенні розсилки (broadcast) SSID мережа буде виглядати для тих, хто переглядає доступні мережікористувачів як безіменна, а для підключення необхідно знати і SSID, і пароль (у разі використання WPA-PSK, однак саме по собі відключення SSID не робить мережу стійкішою до несанкціонованого проникнення ззовні).

Розвиток технології WiFi

Головний недолік мереж WiFi– їхня низька ємність, тобто при збільшенні кількості клієнтів швидкість з'єднання, незважаючи на те, що рівень сигналу відмінний, може сильно знизитися. Для зміни цієї ситуації зараз розробляється новий стандарт 802.11.ax. Його ухвалення заплановане на грудень 2018 року. Через це точних даних про всі особливості нового стандарту поки немає, і в залежності від джерела інформація може помітно відрізнятися, наприклад пропускну здатність обіцяють від 1.8 до 10 Гбіт/с. З того, що відомо, точно можна назвати наступне:

Частота роботи 2.4 та 5 ГГц
. Підтримка модуляції OFDMA, що надійшла з LTE/WiMax. Завдяки їй забезпечується можливість точки передавати дані відразу на 30 клієнтів (20 МГц канал) або запросити передачу даних від тих самих 30 клієнтів одночасно
. Підтримка модуляції 1024-QAM, завдяки чому збільшиться швидкість передачі даних

В цілому новий стандарт 802.11ax забезпечуватиме зворотну сумісність з попередніми версіями, але отримати всі переваги можна буде лише у разі переведення всіх пристроїв на новий стандарт. Старі адаптери дуже знижуватимуть продуктивність.

Бездротові комп'ютерні мережі - це технологія, яка дозволяє створювати обчислювальні мережі, що повністю відповідають стандартам для звичайних провідних мереж (наприклад, Ethernet), без використання кабельного проводу. Як носій інформації в таких мережах виступають радіохвилі НВЧ-діапазону.

Стандарт IEEE 802.11 визначає два режими роботи мережі - Ad-hoc та клієнт-сервер. Режим Ad-hoc (інакше званий «точка-точка») - це проста мережа, в якій зв'язок між станціями (клієнтами) встановлюється безпосередньо без використання спеціальної точки доступу. У режимі клієнт-сервер бездротова мережа складається як мінімум з однієї точки доступу, підключеної до проводової мережі, і деякого набору бездротових клієнтських станцій. Оскільки у більшості мереж необхідно забезпечити доступ до файловим серверам, принтерам та іншим пристроям, підключеним до дротової локальної мережі, найчастіше використовується режим клієнт-сервер.

Без підключення додаткової антенистійкий зв'язок для обладнання IEEE 802.11b досягається в середньому на наступних відстанях: відкритий простір - 500 м, кімната, розділена перегородками з неметалевого матеріалу - 100 м, офіс з декількох кімнат - 30 м. Слід мати на увазі, що через стіни з великим вмістом металевої арматури (у залізобетонних будинках такими є несучі стіни) радіохвилі діапазону 2,4 ГГц іноді можуть взагалі не проходити, тому в кімнатах, розділених подібною стіною, доведеться ставити свої точки доступу.

Для з'єднання віддалених локальних мереж (або віддалених сегментів локальної мережі) використовується обладнання із спрямованими антенами, що дозволяє збільшити дальність зв'язку до 20 км (а при використанні спеціальних підсилювачів та великій висоті розміщення антен – до 50 км). Причому як подібне обладнання можуть виступати і пристрої Wi-Fi, потрібно лише додати до них спеціальні антени (звичайно якщо це допускається конструкцією). У стандарті WiMAX точки доступу зв'язуються між собою на іншій частоті (10 – 66 ГГц, тоді як зв'язок із клієнтськими пристроями 1,5 – 11 ГГц).

Порівняльна таблиця стандартів бездротового зв'язку

Wi-Fi (Wireless Fidelity - бездротова точність)

Wi-Fi був створений у 1991 році NCR Corporation/AT&T (згодом - Lucent Technologies та Agere Systems), Нідерланди. Продукти, що призначалися спочатку для систем касового обслуговування, були виведені на ринок під маркою WaveLAN та забезпечували швидкість передачі даних від 1 до 2 Мбіт/с.

Установка Wireless LAN рекомендувалася там, де розгортання кабельної системибуло неможливо або економічно недоцільно, але технологія виявилася настільки зручною, що стала широко застосовуватися та суттєво витісняти провідні з'єднання. Швидкість та надійність роботи підвищувалася, на даний момент останній із сімейства стандартів Wi-Fi IEEE 802.11n був затверджений 11 вересня 2009 року. Теоретично мережі стандарту 802.11n здатні забезпечити швидкість передачі до 480 Мбіт/с.

Особливо широко Wi-Fi застосовується в мобільних пристроях, (КПК, смартфони, ноутбуки), т.к. застосування цієї технології дозволяє вільно підключатися до мережі будь-де зони покриття.

Принцип роботи

Мережа будується за принципом, точка доступу – клієнти. Стандарт передбачає можливість та прямого з'єднання, але не всі пристрої підтримують такий режим.

Точка доступу передає свій ідентифікатор мережі (SSID) за допомогою спеціальних пакетів сигналів кожні 100 мс. Знаючи SSID мережі, клієнт може надіслати запит на з'єднання.

У Wi-Fi мережах всі станції користувача, які хочуть передати інформацію через точку доступу (АР), змагаються за «увагу» останньої. Такий підхід може викликати ситуацію при якій зв'язок для більш віддалених станцій буде постійно обриватися на користь найближчих станцій. Подібний стан речей утруднює використання таких сервісів як VoIP, які дуже сильно залежать від безперервного з'єднання.

Можливе шифрування переданих пакетів WEP, WPA та WPA2. Не всі пристрої підтримують нові алгоритми, що знижує безпеку. Для конфіденційної інформаціїбажано додаткове шифрування на мережному рівні (VPN).

Переваги Wi-Fi

Швидко та без істотних витрат дозволяє розгорнути мережу і так само швидко прибрати, без проведення будівельно-монтажних та інших робіт, у тому числі поза приміщеннями.

Дозволяє мати доступ до мережі мобільних пристроїв.

Wi-Fi пристрої широко поширені на ринку.

На відміну від стільникових телефонів, Wi-Fi обладнання може працювати в різних країнахпо всьому світу.

Недоліки Wi-Fi

Високе в порівнянні з іншими стандартами споживання енергії, що зменшує час життя батарей та підвищує температуру пристрою.

Небезпека перехоплення пакетів та несанкціонованого доступу. Шифрування WEP відносно легко зламується, а стійкіші WPA та WPA2 підтримуються не всіма пристроями.

Невелика дальність. Типовий маршрутизатор Wi-Fiстандарту 802.11b або 802.11g має радіус дії 45 м у приміщенні та 450 м зовні.

Залежність від перешкод, атмосферних явищ, роботи високочастотного устаткування.

Перевантаження обладнання під час передачі невеликих пакетів даних через приєднання великої кількості службової інформації.

Ліцензійні та частотні обмеження у деяких країнах.

Комерційний доступ до сервісів на основі Wi-Fi надається в таких місцях, як інтернет-кафе, аеропорти та кафе по всьому світу (зазвичай ці місця називають Wi-Fi-кафе), проте їх покриття можна вважати точковим порівняно зі мережами. Проекти з покриття міст суцільною зоною дії Wi-Fi швидше за все так і не будуть завершені, що витісняються більш підходящою для цього технологією WiMax.

Зараз безпосереднє порівняння Wi-Fi та стільникових мережнедоцільно. Телефони, які використовують лише Wi-Fi, мають дуже обмежений радіус дії, тому розгортання таких мереж коштує дуже дорого. Тим не менш, розгортання таких мереж може бути найкращим рішеннямдля локального використання, наприклад, у корпоративних мережах, промзонах, складській логістиці тощо. застосувань.

Поки комерційні сервіси намагаються використовувати існуючі бізнес-моделі для Wi-Fi, багато груп, спільноти, міста та приватні особи будують вільні мережі Wi-Fi часто використовує спільну пірингову угоду для того, щоб мережі могли вільно взаємодіяти один з одним.

Точки доступу Wi-Fi не вимагають високої кваліфікації в налаштуванні та обслуговуванні, що робить їх дуже зручними насамперед для SOHO-сегменту. З широко представлених на ринку це найпростіша та зручніша у використанні технологія локальних бездротових мереж. За допомогою спрямованих антен можна використовувати дешеве Wi-Fi обладнання для з'єднання локальних мереж у сільській місцевості. Також можливе об'єднання у мережу загального доступуточок, що належать різним людям та організаціям, створення кампусних та будинкових мереж.

Деякі групи будують свої Wi-Fi-мережі, повністю засновані на добровільній допомозі та пожертвуваннях.

Деякі невеликі країни та муніципалітети вже забезпечують вільний доступ до хот-спотів Wi-Fi та доступ до Інтернету через Wi-Fi за місцем проживання для всіх. Наприклад, Королівство Тонга або Естонія, які мають велику кількість вільних хот-спотів Wi-Fi по всій території країни. У Парижі OzoneParis надає вільний доступ до Інтернету необмежено всім, хто сприяє розвитку Pervasive Network, надаючи дах свого будинку для монтажу обладнання Wi-Fi. Unwire Jerusalem – це проект встановлення вільних точок доступу Wi-Fi у великих торгових центрах Єрусалиму. Багато університетів забезпечують вільний доступ до Інтернету через Wi-Fi для своїх студентів.

Деякі комерційні організації надають вільний доступ до Wi-Fi для залучення клієнтів. У СНД безкоштовний Wi-Fi доступв Інтернет надає Макдональдс та система кінотеатрів Каро-фільм. Деякі організації надають доступ лише своїм клієнтам (наприклад, друкуючи поточний ключ шифрування на касовому чеку).

1. Що таке Wi-Fi
2. Стандарти бездротових мереж
3. Безпека бездротових мереж
4. Додаткові методи захисту

Що таке Wi-Fi

Wi-Fi – стандарт на обладнання для широкосмугового радіозв'язку, призначеного для організації локальних бездротових мереж Wireless LAN. Установка таких мереж рекомендується там, де розгортання кабельної системи неможливе або економічно недоцільне, а також дуже зручне та позбавляє зайвих проводів. Завдяки функції хендовера користувачі можуть переміщатися між точками доступу через територію покриття мережі Wi-Fi без розриву з'єднання. Розроблено консорціумом Wi-Fi Alliance на базі стандартів IEEE 802.11.

Схема Wi-Fi мережі містить точку доступу і клієнта чи безліч клієнтів. Точка доступу передає свій SSID (англ. Service Set IDentifier, Network name - ідентифікатор мережі, ім'я мережі) за допомогою спеціальних пакетів, званих сигнальними пакетами, що передаються кожні 100 мс. Сигнальні пакети передаються на швидкості 1 Mбіт/с і мають малий розмір, тому вони не впливають на характеристики мережі. Знаючи параметри мережі (тобто SSID), клієнт може з'ясувати, чи можливе підключення до цієї точки доступу. Програма, вбудована в Wi-Fi карту клієнта, може також впливати на підключення. При попаданні в зону дії двох точок доступу з ідентичними SSID програма може вибирати між ними на підставі даних про рівень сигналу.

Стандарти бездротових мереж

На даний момент існують кілька стандартів Wi-Fi - це 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11i, 802.11ac. З них у Росії використовуються чотири: 802.11b та ​​802.11g, 802.11a, 802.11n. Всі вони з один одним сумісні, відмінність швидкості передачі даних.

Стандарт IEEE 802.11n було затверджено 11 вересня 2009 року. Його застосування дозволяє підвищити швидкість передачі даних практично вчетверо порівняно з пристроями стандартів 802.11g ( максимальна швидкістьяких дорівнює 54 Мбіт/с), за умови використання в режимі 802.11n з іншими пристроями 802.11n. Теоретично 802.11n здатний забезпечити швидкість передачі до 600 Мбіт/с. З 2011 до 2013 розроблявся стандарт IEEE 802.11ac. Швидкість передачі при використанні 802.11ac може досягати декількох Гбіт/с. 27 липня 2011 року Інститут інженерів електротехніки та електроніки (IEEE) випустив офіційну версіюстандарту IEEE 802.22. Системи та пристрої, що підтримують цей стандарт, дозволять передавати дані на швидкості до 22 Мбіт/с у радіусі 100 км від найближчого передавача.

Нова технологія розроблена на сьогодні, проте важко реалізується в повсякденному житті, так звана Li-Fi. Інформація в Li-Fi передається непомітними для людського ока спалахами світла, які, у свою чергу, генеруються звичайними світлодіодними лампами, використовуваних для освітлення. У результаті досягнуто передачі даних на швидкості в 10 гігабіт в секунду. Дані передаються світлом, що на даний момент унеможливлює їх перехоплення. Крім того, Li-Fi може бути використаний у місцях, де зв'язок може бути заглушений випромінюванням від будь-якого обладнання (у лікарнях тощо). Основний недолік Li-Fi – у самій суті технології. Передача за допомогою світлового сигналу має на увазі знаходження передавача та приймача у прямій видимості один одного (через непрозору поверхню такий сигнал уже не передати).

802.11b- швидкість: 11 Mbps; Радіус дії: 50 м; Протоколи безпеки: WEP; Рівень безпеки: низький.

Це перший бездротовий стандартщо з'явився Росії і застосовуваний повсюдно досі. Швидкість передачі є досить невисокою, а безпека перебуває на досить низькому рівні. За бажанням зловмиснику може знадобитися менше години для розшифрування ключа мережі та проникнення у вашу локальну мережу. Для захисту використовується протокол WEP, який охарактеризував себе не з кращого бокуі був зламаний кілька років тому. Ми рекомендуємо не застосовувати дані стандарту не вдома ні тим більше в корпоративних обчислювальних мережах. Виняток може становити випадки, коли обладнання не підтримує інший, більш захищений стандарт.

802.11g- швидкість: 54 Mbps, до 125 Mbps; Радіус дії: 50 м; Протоколи забезпечення безпеки: WEP, WPA, WPA2; Рівень безпеки: високий.

Це більш розвинений стандарт, що прийшов на зміну 802.11b. Була збільшена швидкість передачі майже в 5 разів, і тепер вона становить 54 Mbps. При використанні обладнання, що підтримує технології superG* або True MIMO*, межа максимально досяжної швидкості становить 125 Mpbs. Зріс і рівень захисту: при дотриманні всіх необхідних умов при правильному налаштуванні його можна оцінити як високий. Цей стандарт сумісний із новими протоколами шифрування WPA та WPA2*. Вони надають більше високий рівеньзахисту, ніж WEP. Про випадки злому протоколу WPA2* поки що не відомо.

802.11i- швидкість: 125 Mbps; Радіус дії: 50 м; Протоколи забезпечення безпеки: WEP, WPA, WPA2; Рівень безпеки: Високий

Це новий стандарт, впровадження якого лише починається. У цьому випадку безпосередньо в сам стандарт вбудована підтримка найсучасніших технологій, таких як True MIMO та WPA2. Тому необхідність ретельного вибору обладнання відпадає. Планується, що цей стандарт прийде на зміну 802.11g і зведе нанівець усі спроби злому.

802.11n- швидкість: до 540 Mbps; Протоколи забезпечення безпеки: WEP, WPA, WPA2; Рівень безпеки: високий.

Майбутній стандарт, розробки якого ведуться зараз. Цей стандарт має забезпечити великі відстаніохоплення бездротових мереж та вищу швидкість, аж до 540 Мбіт/сек.

Однак, слід пам'ятати, що неправильне налаштуванняобладнання, що підтримує навіть самі сучасні технологіїзахисту, не забезпечить належний рівень безпеки вашої мережі. У кожному стандарті є додаткові технології та налаштування для підвищення рівня безпеки. Тому ми рекомендуємо довіряти налаштування Wi-Fi обладнаннялише професіоналам.

Безпека бездротових мереж

Безпеці бездротових мереж варто приділяти особливу увагу. Адже wi-fi це бездротова мережа і до того ж великим радіусомдії. Відповідно, зловмисник може перехоплювати інформацію або атакувати Вашу мережу, перебуваючи на безпечній відстані. На щастя в даний час існує безліч різних способівзахисту та за умови правильного налаштуванняможна бути впевненим у забезпеченні необхідного рівня безпеки.

WEP- Протокол шифрування, що використовує досить стійкий алгоритм RC4 на статичному ключі. Існує 64-, 128-, 256- та 512-бітове wep шифрування. Чим більше біт використовується для зберігання ключа, тим більше можливих комбінацій ключів, а відповідно вища стійкість мережі до злому. Частина wep ключа є статичною (40 біт у разі 64-бітного шифрування), а інша частина (24 біт) – динамічна (вектор ініціалізації), тобто змінюється в процесі роботи мережі. Основною вразливістю протоколу wep є те, що вектори ініціалізації повторюються через деякий проміжок часу і зломщику потрібно лише зібрати ці повтори і обчислити статистичну частину ключа. Для підвищення рівня безпеки можна додатково до WEP шифрування використовувати стандарт 802.1x або VPN.

WPA- Більш стійкий протокол шифрування, ніж WEP, хоча використовується той же алгоритм RC4. Вищий рівень безпеки досягається за рахунок використання протоколів TKIP та MIC.

Існує два види WPA:

WPA2- Удосконалення протоколу WPA. На відміну від WPA, використовується більш стійкий алгоритм шифрування AES. За аналогією з WPA, WPA2 також поділяється на два типи: WPA2-PSK та WPA2-802.1x.

802.1X - стандарт безпеки, до якого входять кілька протоколів:

VPN (Virtual Private Network) – Віртуальна приватна мережа. Цей протокол був створений для безпечного підключення клієнтів до мережі через загальнодоступні Інтернет-канали. Принцип роботи VPN – створення так званих безпечних «тунелів» від користувача до вузла доступу або сервера. Хоча VPN спочатку був створений не для WI-Fi, його можна використовувати у будь-якому типі мереж. Для шифрування трафіку у VPN найчастіше використовується протокол IPSec. Він забезпечує майже стовідсоткову безпеку. Випадків злому VPN наразі невідомо. Ми рекомендуємо використовувати цю технологію для корпоративних мереж.

Додаткові методи захисту

Фільтрування за адресою MAC.

MAC адреса – це унікальний ідентифікатор пристрою (мережевого адаптера), «зашитий» у нього виробником. На деякому устаткуванні можна задіяти цю функціюта дозволити доступ до мережі необхідним адресам. Це створить додаткову перешкоду зломщику, хоча не дуже серйозну – адресу MAC можна підмінити.