Беспроводные локальные вычислительные сети — беспроводные ЛВС

   Беспроводные ЛВС (Wireless LAN) поддерживают высокоскоростную пе­редачу данных в пределах небольшого пространства (например, универ­ситетского городка или небольшого здания), когда пользователи пере­двигаются с места на место. Беспроводные устройства, которые имеют доступ к этим ЛВС, обычно стационарные или двигаются со скоростью пешехода. Все стандарты беспроводных ЛВС в США действуют в нели- цензируемом частотном диапазоне. Основные нелицензируемые полосы частот — это диапазоны ISM на 900 МГц, 2,4 ГГц и 5,8 ГГц, а также диапазон нелицензируемой национальной информационной инфраструк­туры (U-NII) на 5 ГГц. В диапазонах ISM нелицензируемые пользователи являются вторичными пользователями и поэтому вынуждены справлять­ся с помехами, создаваемыми первичными пользователями в то время, когда они активны. В диапазоне U-NII первичных пользователей нет. Для работы в диапазонах ISM или U-NII лицензии Федеральной комиссии FCC не требуется. Однако это преимущество является палкой о двух концах, так как другие нелицензируемые системы также действуют в этих диа­пазонах по той же самой причине, что может вызвать очень сильные взаимные помехи между системами. Проблема интерференции уменьша­ется при установлении для нелицензируемых систем ограничений мощно­сти на единицу частотного диапазона. Беспроводные ЛВС могут иметь либо соединение звездой с пунктами беспроводного доступа или концен­траторами. расположенными внутри зоны покрытия, либо архитектуру одноранговой вычислительной сети ЛВС, где беспроводные терминалы автоматически конфигурируются в сеть.

   В начале 1990-х годов появились десятки компаний — поставщиков оборудования и услуг беспроводных ЛВС, стремившихся заработать на не­удовлетворенном спросе на высокоскоростную беспроводную передачу данных. Эти беспроводные ЛВС первого поколения базировались на несо­вместимых пользовательских протоколах. Большинство из них действо­вало в полосе 26 МГц частотного диапазона ISM 900 МГц, используя расширение спектра прямой последовательностью со скоростью переда­чи данных порядка 1-2 Мбит/с. Использовались как соединение звездой, так и архитектура одноранговой сети. Отсутствие стандартизации в дан­ной области привело к высокой стоимости разработки, мелкосерийному производству и маленьким рынкам для каждого отдельного вида продук­ции. Из всей этой оригинальной продукции только небольшое количество было более-менее успешным. Всего лишь одна из беспроводных ЛВС пер­вого поколения — «Альтаир» (Altair) фирмы Motorola — работала вне ча­стотного диапазона 900 МГц. Эта система, работавшая в лицензируемом диапазоне 18 ГГц, имела скорость передачи данных порядка 6 Мбит/с. Однако применение «Альтаира» было затруднено из-за высокой стоимости компонентов и больших потерь в тракте передачи на 18 ГГц, и «Альтаир» был снят с производства через несколько лет после выпуска.

   Беспроводные ЛВС второго поколения в Соединенных Штатах дей­ствуют в полосе шириной 83,5 МГц в диапазоне ISM 2,4 ГГц (WiFi). Стандарт IEEE 802.11b для беспроводных ЛВС этого частотного диапазона был разработан, чтобы избежать некоторых проблем с запатентованными системами первого поколения. Стандарт определяет расширение спек­тра методом прямой последовательности при скорости передачи данных порядка 1,6 Мбит/с (максимальная физическая скорость передачи дан­ных — 11 Мбит/с) и зоне покрытия около 100 м. Построение сети может быть в виде соединений звездой или архитектуры одноранговой сети, хотя последняя редко используется. Многие компании начали разрабатывать свою продукцию, опираясь на стандарт 802.11b. После медленного пер­воначального роста популярность беспроводных ЛВС стандарта 802.11b значительно возросла. Появилось много небольших портативных компью­теров со встроенными картами беспроводных ЛВС 802.11b. Компании и университеты установили базовые станции 802.11b на своих терри­ториях, а множество кафе, аэропортов и отелей для повышения своей привлекательности предлагают беспроводный доступ, часто бесплатный.

   Для обеспечения более высокой скорости передачи данных, чем в стан­дарте 802.11b, были разработаны еще два дополнительных стандарта се­мейства 802.11. Стандарт беспроводной ЛВС IEEE 802.11а занимает полосу шириной 300 МГц в диапазоне U-NII 5 ГГц. Стандарт 802.11а базирует­ся на модуляции нескольких несущих и обеспечивает скорость передачи данных 54 Мбит/с в зоне примерно 30 м. Так как у системы стандар­та 802.11а намного шире полоса пропускания и, следовательно, намного больше каналов, чем у 802.11b, она может поддерживать большее число пользователей при большей скорости передачи данных. Сначала были со­мнения, не будут ли системы 802.11а значительно дороже, чем системы 802.11b, но в действительности они быстро стали конкурентоспособными по цене. Другой стандарт, 802.llg, имеет ту же самую схему и скорость передачи данных, что и 802.11а, но он работает в диапазоне 2,4 ГГц с зоной около 50 м. Во избежание несовместимости, многие карты бес­проводных ЛВС и приемопередатчики беспроводной сети поддерживают все три стандарта.

  В Европе развитие беспроводных ЛВС вращается вокруг стандартов HIPERLAN. Стандарт HIPERLAN/2 похож на стандарт беспроводной ЛВС IEEE 802.11а. В частности, у него аналогичная схема канального уровня, он также действует в полосе частот 5 ГГц, подобно U-NII. Сле­довательно, у HIPERLAN/2 такая же максимальная скорость передачи данных — около 54 Мбит/с, и та же зона покрытия — приблизительно 30 м, как и у 802.11а. Стандарт HIPERLAN/2 отличается от 802.11а про­токолом доступа и встроенной поддержкой «гарантированного качества обслуживания» (QoS).