Wi-Fi: Все, что Вы хотели знать, но боялись спросить

Одно из наиболее оптимальных и красивых решений проблемы «последнего дюйма» — использование беспроводного радиодоступа, для которого не нужны ни кабель, ни сложные алгоритмы модуляции сигнала. Базовый стандарт беспроводных локальных сетей (Wi-Fi) IEEE 802.11 был разработан ещё в 1997 году, а самый распространённый в настоящее время IEEE 802.11b — в 1999 году. Оборудование стандарта 802.11b работает на частоте 2,4 ГГц и обеспечивает передачу данных со скоростью до 11 Мбит/с (в среднем — около 6 Мбит/с) на расстоянии до 300 метров. Более совершённый стандарт IEEE 802.11a предусматривает работу в частотном диапазоне 5 ГГц, а скорость передачи данных на расстоянии до 100 метров может достигать 54 Мбит/с. К сожалению, эти стандарты несовместимы друг с другом, а новый стандарт IEEE 802.11g (частотный диапазон 2,4 ГГц, максимальная пропускная способность — 54 Мбит/с) обратно совместим только с IEEE 802.11b. Интересно, что один из крупнейших производителей телекоммуникационного оборудования, компания Conexant, комплектует свои чипсеты для кабельных и xDSL-моде-мов контроллерами Wi-Fi фирмы Intersil, что вообще позволяет снять вопрос о базовой станции: достаточно иметь карточку доступа Wi-Fi в компьютере — и вы в Интернете. Кстати, технология Intel Centrino для ноутбуков нового поколения в обязательном порядке предусматривает установку в компьютер чипа Wi-Fi.

Глава 4.

Воздушные Замки

Наблюдать со стороны за тем, как развиваются события, занятие не всегда полезное, но неизменно увлекательное. В зависимости от предполагаемой значимости действа меняется и число участников, и, тем более, болельщиков, и просто зевак, а уж когда дело доходит до евангелистов и проповедников, становится ясно, что происходит нечто незаурядное.

Появление первых продуктов нового беспроводного стандарта передачи данных, 802.11a, стало, пожалуй, одним из наиболее заметных (и незаурядных) событий прошлого года.

Впрочем, «новый» — понятие относительное, и слово это, если быть точным, относится здесь скорее не к стандарту, а к продуктам, его реализующим. Ведь спецификация.11a была принята в далёком уже 1999 году, и принятие её прошло тогда практически незамеченным. Она хоть и обещала, в сравнении с 802.11b (далее термин Wi-Fi, обозначающий устройства стандарта 802.11b, сертифицированные консорциумом WECA), впятеро большую скорость данных — до 54 Мбит/с (против максимальных для.11b 11 Мбит/с), но ценой несопоставимых вычислительных затрат и использования нового, пятигигагерцового частотного диапазона.

В силу перечисленных факторов, 802.11a (по аналогии с Wi-Fi, устройства этого стандарта, сертифицированные WECA, получили обозначение Wi-Fi5) засиделся на старте: основные силы были брошены на освоение и продвижение более привычного 802.11b, который стремительно, по сравнению с HomeRF и Bluetooth, набирал очки весь прошлый год.

HomeRF, скорее всего, через некоторое время просто сойдёт со сцены — в силу отказа фирмы Intel от поддержки этого стандарта и его несовместимости с Wi-Fi (HomeRF и Bluetooth используют модуляцию со скачками по частоте [FHSS], а Wi-Fi — с размазыванием по спектру путём умножения на кодовую последовательность [DSSS]). А вот после того, как рабочая группа 802.15 по персональным сетям (Personal Area Network, PAN) комитета IEEE, приняла спецификацию, оговаривающую порядок совместной работы в эфире технологий Bluetooth и Wi-Fi (и освобождение перекрывающихся диапазонов частот), можно было бы предположить, что оба стандарта будут сосуществовать долго и счастливо. Добавим сюда и общее падение цен, которое делает затраты на инсталляцию Wi-Fi-сетей сравнимыми с расходами на СКС.

В общем, дела для Wi-Fi складывались бы как нельзя лучше, если б не появление ещё более высокоскоростного беспроводного стандарта. Пятикратный перевес в скорости передачи данных при цене, сопоставимой с оборудованием предыдущего стандарта, — факт сам по себе достаточно примечательный, чтобы привлечь внимание к новой технологии.

Но её проповедники на этом не останавливаются и пускают в ход заведомо ложные или, выражаясь мягче, не совсем честные аргументы. Например, сравнивая с Wi-Fi, утверждают, что последняя допускает использование лишь трех неперекрывающихся частотных диапазонов — в отличие от Wi-Fi5, у которой таких диапазонов двенадцать, и тут же делают выводы, что у Wi-Fi могут возникнуть трудности с частотным планированием, тогда как у Wi-Fi5, наоборот, все просто замечательно.

Так вот, неперекрывающихся диапазонов у Wi-Fi действительно всего лишь три, зато перекрывающихся — аж тринадцать. Перекрытие рабочих диапазонов становится возможным вследствие широкополосных принципов передачи данных в 802.11 и корреляционных методов приёма. В зависимости от национальных особенностей регулирования частотного спектра число диапазонов, правда, меняется: так, например, в США их 11, а в России — столько, сколько сочтёт нужным выделить местный Госсвязьнадзор.

А у Wi-Fi5, наоборот, три поддиапазона, с максимальными мощностями излучения 10, 50 и 200 мВт и четырьмя рабочими частотами в каждом из них (итого, действительно, двенадцать).

В зависимости от мощности передатчика, очевидно, будет меняться и радиус соты. Соответственно, частотное планирование может превратиться в запутанную и неочевидную задачу, при решении которой не обойтись без специализированного ПО. А может быть, и наоборот, позволит размещать соты с большей мощностью в местах с наименьшей плотностью абонентов. Притом оставив, при регулярном покрытии, лишь четыре доступных частотных диапазона.

Далее: признавая меньшую дальность нового стандарта, его апологеты тут же пускаются во все тяжкие: да, на открытом пространстве дальность передачи будет меньше почти в два раза, но зато в реальных условиях, в помещениях, по расчётам наших теоретиков, разницы не будет — ну или почти не будет.

Меньшая дальность стандарта обусловлена тем, что используемый метод модуляции OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex — модуляция с ортогональным разделением каналов по частоте) делит рабочую полосу частот (20 МГц) на 52 канала передачи данных и, в свою очередь, использует в каждом из них модуляцию QAM, как известно, далеко не самую эффективную по соотношению сигнал/шум, и вдобавок проигрывает в мощности излучения. Свою лепту вносят и особенности распространения радиоволн 5-гигагерцового диапазона. К слову, в отличие от DMT (Discrete Multi Tone), очень похожего метода модуляции, нашедшего применение в стандарте ADSL и использующего в каждом из частотных канальцев оптимальный для фактического соотношения сиг нал/шум метод модуляции и, таким образом, обеспечивающего максимально достижимую скорость передачи данных в заданной полосе частот, OFDM стрижёт всех под одну гребёнку: метод модуляции один на все каналы, и при наличии узкополосных помех приходится либо жертвовать отдельными каналами, либо — во всех, разом, менять метод модуляции и, соответственно, уменьшать общую скорость передачи данных.

Как бы то ни было, стандарт 802.11a очень благожелательно был встречен рынком, о производстве чипсетов или о планах по их производству уже заявили, по крайней мере, восемь компаний (в то время как чипсеты для Wi-Fi производят лишь три компании — Intersil, Agere и Texas Instruments; хотя не исключено, что список уже не полон), а первые карточки этого стандарта, Harmony 802.11a компании Proxim, были даже отмечены наградой «Best of Show» в номинации беспроводного оборудования на недавней выставке «Comdex».

Уже в декабре «Гармонии» добрались до Москвы: пара таких карточек, вместе образующих набор FastWireless Networking Kit.

Несколько слов о карточках. «Гармонии» основаны на чипсете AR5000 компании Atheros Communications и в турборежиме могут использовать сразу два частотных диапазона, обеспечивая двухкратную, в сравнении со стандартом, скорость передачи данных — то есть, в пределе, до 108 Мбит/с. Карточки, входящие в комплект, позволяют строить только одноранговые, ad-hoc-сети.