Kable trzymają się mocno

Bankructwa dotcomów, spadek popytu na sprzęt, w rezultacie masowe redukcje zatrudnienia - to wszystko spędza sen z powiek menedżerom większości firm branży IT. Wszyscy gorączkowo poszukują produktu, który pozwoliłby złapać drugi oddech. Dzisiaj za taki produkt uważa się bezprzewodowe sieci i bezprzewodowy dostęp do Internetu. Czego naprawdę możemy się spodziewać w najbliższym czasie?

Bankructwa dotcomów, spadek popytu na sprzęt, w rezultacie masowe redukcje zatrudnienia - to wszystko spędza sen z powiek menedżerom większości firm branży IT. Wszyscy gorączkowo poszukują produktu, który pozwoliłby złapać drugi oddech. Dzisiaj za taki produkt uważa się bezprzewodowe sieci i bezprzewodowy dostęp do Internetu. Czego naprawdę możemy się spodziewać w najbliższym czasie?

Przykład sieci, w której występują Bluetooth i 802.11b.

Przykład sieci, w której występują Bluetooth i 802.11b.

Wartość rynku bezprzewodowych sieci lokalnych tylko w Stanach Zjednoczonych ma osiągnąć w roku 2005 4,6 mld dolarów (według raportu Cahners In-Stat Group).

Powinna też zniknąć główna bariera ograniczająca do tej pory rozwój sieci bezprzewodowych - wysokie ceny sprzętu. Wzrost produkcji ma doprowadzić do znaczącej redukcji cen. Wtedy zapewne mobilny - w granicach zasięgu stacji bazowej - dostęp do Internetu przestanie być rzadkością.

Na rynku obecne są dwie technologie na tyle dojrzałe, że dostępny jest działający sprzęt: Bluetooth i Wireless Fidelity, znana też jako 802.11b. Pisaliśmy już o sprzęcie wyposażonym w technologię Bluetooth (PCWK 10/2001) i pracującym w technologii 802.11b (PCWK 3/2001).

Zacznijmy od krótkiego przypomnienia najistotniejszych cech technologii Bluetooth - czyli w polskiej wersji Błękitnego Zęba. Bluetooth pozwala na bezprzewodową transmisję danych w promieniu do 10 m od nadajnika z prędkością ok. 1 Mb/s. Pierwotnie chodziło o opracowanie prostego łącza radiowego umożliwiającego współpracę telefonów komórkowych z akcesoriami. Użycie dodatkowych wzmacniaczy może zwiększyć zasięg do ok. 100 m. Niewielki zasięg czasem jest zaletą - brak interferencji z systemami działającymi obok, pewien rodzaj bezpieczeństwa - nie da się w prosty sposób namierzyć sygnału z odległości większej niż zasięg nadajnika.

Inicjatywę utworzenia systemu podjęła w roku 1994 firma Ericsson Mobile Communications. Kilka innych (Nokia, IBM, Toshiba, Intel) utworzyło w 1998 r. wraz z Ericssonem Bluetooth Special Interest Group, do której w ciągu następnego roku przystąpiło kolejnych kilkaset firm.

System, pracujący w nielicencjonowanym paśmie ok. 2,4 GHz (a dokładniej 2,402 do 2,480 GHz), zapewnia przesyłanie głosu i danych, a każde urządzenie wyposażone w łącze Bluetooth może wymieniać dane z innym urządzeniem wyposażonym w takie łącze, gdy tylko znajdzie się w jego zasięgu. Istotnymi elementami technologii Bluetooth są mechanizmy potwierdzania autentyczności i szyfrowania - z oczywistych względów nie można dopuścić do niekontrolowanej wymiany danych bez autoryzacji użytkownika.

Jednak zalety systemu to jednocześnie jego wady. Jest to technologia przeznaczona raczej dla indywidualnego, prywatnego użytkownika lub będąca uzupełnieniem innych technologii, mimo że charakteryzuje się kilkoma korzystnymi cechami.

  • System jest otwarty, a więc każdy producent sprzętu spełniającego standard może zaistnieć na rynku.

  • Mały pobór mocy (mniej niż 30 µA w trybie uśpienia, 60 µA w trybie oczekiwania, 300 µA w trybie gotowości i 3-30 mA w trakcie transmisji) jest niewątpliwym plusem. Aby przełożyć te wartości na realia, powiedzmy, że np. w przypadku telefonu komórkowego oznacza to zwiększenie poboru mocy nie więcej niż o 3 procent. W miarę doskonalenia sprzętu wartości te mogą być jeszcze mniejsze. Dodatkowo mocą nadajników większości urządzeń Bluetooth zarządza Link Manager Protocol, który dba, by moc nie była większa od rzeczywiście niezbędnej w danych warunkach transmisji. Uboczną korzyścią z rygorystycznego sterowania mocą jest zmniejszenie szumu elektromagnetycznego emitowanego przez urządzenia, zaś będąca do dyspozycji moc (wiele urządzeń jest zasilanych z baterii) ogranicza drastycznie zasięg działania.

  • Cena (w przypadku podjęcia masowej produkcji) docelowa modułu Bluetooth nie powinna przekroczyć 5 dolarów; chwilowo koszt wynosi średnio ok. 20 dolarów i chociaż nie jest to dużo, więcej ludzi słyszało o Bluetooth, niż go widziało.

  • "Szum medialny" sprawił, że marka stała się dobrze znana, chociaż - paradoksalnie - nadal niewiele jest na rynku urządzeń spełniających oczekiwania potencjalnych użytkowników.

  • Bluetooth Adopters Agreement, czyli porozumienie firm wykorzystujących technologię Bluetooth, obejmuje ponad 650 producentów, dzięki czemu można mówić o ogólnoświatowym standardzie, ale ... patrz dwa poprzednie punkty.

    Podstawowym trybem pracy jest "ad hoc", czyli współpraca urządzeń znajdujących się w danym momencie w swoim zasięgu - jedno urządzenie może łączyć się maksymalnie z siedmioma innymi. Jednak w razie potrzeby urządzenia mogą też tworzyć łańcuchy w celu przesłania danych do urządzenia docelowego, które znajduje się poza zasięgiem sprzętu wysyłającego dane.

    W ten sposób wiele przenośnych urządzeń znajdujących się w pobliżu użytkownika może współpracować, obywając się bez przewodów, tworząc sieć osobistą - PAN (Personal Area Network). Sieci PAN mogą się kontaktować z sieciami zewnętrznymi przez telefon komórkowy lub punkt dostępowy sieci LAN czy WAN.

    Do szybkiego rozpowszechnienia systemu przyczyniłaby się niewątpliwie rozważana przez niektórych producentów telefonów komórkowych integracja układu Bluetooth z układem cyfrowego przetwarzania sygnału telefonu. Takie rozwiązanie mogłoby też zachęcić producentów notebooków i palmtopów do pójścia tą samą drogą. Wówczas mogłaby się spełnić idea rzeczywiście automatycznego synchronizowania danych - użytkownik aktualizowałby dane w komputerze stacjonarnym, notebooku, palmtopie i telefonie komórkowym natychmiast, gdy tylko znajdą się we wzajemnym zasięgu, w dodatku bez podejmowania żadnej akcji. Wszystkie procesy przebiegałyby samoczynnie.

    Trzy sieci plikonet połączone w sieć scatternet

    Trzy sieci plikonet połączone w sieć scatternet

    802.11b (Wi-Fi) jest standardem opracowanym przez Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). Podobnie jak w przypadku Bluetooth, urządzenia certyfikowane przez WECA mogą ze sobą współpracować, nawet jeżeli pochodzą od różnych producentów. Bezprzewodowa sieć LAN, pracująca w standardzie Wi-Fi, składa się z hubów i kart sieciowych, współpracujących z wykorzystaniem fal radiowych w nielicencjonowanym paśmie 2,4 GHz. Maksymalny zasięg w optymalnych warunkach to ok. 100 m wewnątrz pomieszczeń i do kilkuset metrów w otwartym terenie. Możliwe jest zwiększenie zasięgu przez ustawienie odpowiedniej liczby hubów. Należy nadać hubom nazwy i odpowiednio skonfigurować karty sieciowe. To tryb pracy określany jako "infrastructure" - użytkownik może przemieszczać się od jednego węzła dostępowego do drugiego bez utraty łączności. Przypomina to strukturę sieci telefonii komórkowej. Tryb "ad hoc" umożliwia bezpośrednią komunikację dwóch lub większej liczby użytkowników (peer to peer) bez udziału węzła dostępowego. Nie ma tu struktury sieci, a wszystkie urządzenia będące w zasięgu mogą się wzajemnie komunikować. Typowy przykład zastosowania to konferencja, podczas której uczestnicy przesyłają sobie nawzajem dane do laptopów.

    Prędkość transmisji waha się pomiędzy 1 Mb/s a 11 Mb/s, przy czym należy pamiętać, że urządzenia cały czas "walczą" między sobą o parametry transmisji - im większa odległość, tym mniejsza prędkość przekazu. Maksymalna nominalna prędkość 11 Mb/s dotyczy tylko transmisji w powietrzu - punkty styku z siecią Ethernet to zwykle karty 10Base-T o przepustowości 10 Mb/s. Rzeczywista transmisja waha się między 6,5 a 8 Mb/s, zaś przy maksymalnym zasięgu spada do 1 Mb/s. Obecnie dostępne na rynku karty obsługują transmisję half-duplex, to znaczy, że w danym momencie mogą tylko albo odbierać, albo nadawać sygnał. Z tego względu konieczne stało się wbudowanie mechanizmów zapobiegających kolizjom. W pewnym uproszczeniu można powiedzieć, że hub, który otrzymuje pakiet danych do wysłania, najpierw sprawdza, czy kanał jest wolny. Jeżeli tak, dane zostają wysłane. Jeżeli kanał jest zajęty, hub rozpoczyna odliczanie losowo ustalonego czasu (backoff factor), po upływie którego wysyła pakiet. Prawdopodobieństwo, że dwa huby w jednej chwili wysłały pakiety, jest znikome. Dodatkowym zabezpieczeniem jest wysyłane na koniec transmisji potwierdzenie od stacji odbierającej, że transfer został pomyślnie zakończony. Brak potwierdzenia powoduje wznowienie całej procedury.


  • Zobacz również