Przegląd bezprzewodowych sieci LAN


Scenariusze zastosowań - rodzaj ruchu w sieci

Wymagania stawiane sieci muszą zostać sklasyfikowane według różnych rodzajów ruchu. Podstawowe rozróżnienie to transmisja głosu i danych. Widać tu wyraźnie, że sieciom bezprzewodowym przypisuje się coś, czego realizacja sie dotychczas nie udała lub udała się w niewystarczającym stopniu w sieciach przewodowych. Problemy związane z przesyłaniem głosu w sieci Ethernet-IP są powszechnie znane.

Jakość usług sieciowych na poziomie sieci określają zasadniczo cztery parametry: szybkość przesyłu danych, czas opóźnienia, wahania czasu opóźnienia (jitter) i współczynnik strat. Zapewnienie odpowiedniego poziomu tych parametrów w różnych rodzajach ruchu oznacza z reguły spełnienie wymagań różnych protokołów.

W razie wykorzystania do czystej transmisji danych (klasyczne przesyłanie plików) potrzebna jest duża szybkość transferu. Jeżeli chodzi o ewentualne opóźnienia, ważne jest jedynie, aby cały proces zamknął się w akceptowalnym przedziale czasu. Utrata danych jest absolutnie niedopuszczalna. Transmisja mowy wymaga niewielkiej szerokości pasma, ale jednocześnie stawia ona wymagania dotyczące opóźnień i ich wahań. Odpowiedzi rozmówcy powinny docierać bez wyczuwalnej zwłoki. Zwykle daje się to zrealizować tylko poprzez rezerwację wyznaczonych kanałów. Z kolei zrozumiałość mowy niewiele ucierpi w razie utraty pojedynczych bitów w czasie transmisji. Przekaz multimedialny, jako połączenie dźwięku i ruchomego obrazu, np. w wypadku przesyłania filmów, stawia znów inne wymagania - duża przepustowość i niewielkie opóźnieniaa. Bezwzględna wielkość opóźnienia ma przy tym znaczenie drugorzędne. Współczynnik strat jest do pewnego stopnia niekrytyczny, ponieważ oko ludzkie uzupełnia brakujące lub błędnie wyświetlone punkty obrazu.

Standardy sieci mobilnych

Przegląd bezprzewodowych sieci LAN

Wartości brzegowe - wartość transferu danych i zasięg poszczególnych standardów bezprzewodowych.

Wśród dostępnych na rynku znaczące są następujące technologie:

  • Bluetooth,
  • DECT,
  • IEEE802.11b,
  • IEEE802.11a,
  • HiperLAN i,
  • HomeRF.
Rozwiązania oparte na podczerwieni właściwie nie mają przyszłości. Sam sprzęt jest tani, bardzo rozpowszechniony i dobrze współdziała z wieloma urządzeniami, jak notebooki, palmtopy i telefony komórkowe, ale jego podstawową wadą jest konieczność zapewnienia niezakłóconej "widoczności" między urządzeniami, a co za tym idzie, praktyczna niemożność połączenia w sieć więcej niż dwóch.

W dalszym ciągu omówimy poszczególne rozwiązania z punktu widzenia ich potencjalnych zastosowań.

Na rysunku widać, że obecne standardy pokrywają bardzo szeroki zakres szybkości transferu i odległości, a niektóre z nich pokrywają się. Należy jednak poczynić dwa zastrzeżenia. Szybkość transferu to szybkość brutto fizycznej transmisji. Przeważnie do dyspozycji użytkownika pozostaje efektywnie 25 do 50 procent. Zależnie od warunków brzegowych współczynnik ten może być jeszcze mniejszy.

W praktyce systemy nie uzyskują nominalnego zasięgu. Zasięg może się jednak znacznie zwiększyć po zastosowaniu anten o charakterystyce kierunkowej. Jednak zwiększa to koszty oraz zmniejsza komfort użytkowania.

Standard Bluetooth

Przegląd bezprzewodowych sieci LAN

Oszczędny - moduł Bluetooth może przybierać różne stany robocze. Ponieważ przepływ danych nie odbywa się bez przerwy, z punktu widzenia oszczędności energii szczególne znaczenie mają stany o niskim poborze energii.

Niezależnie od wszelkich dyskusji technicznych trzeba przyznać propagatorom systemu Bluetooth, że przeprowadzili najlepszą i najskuteczniejszą kampanię marketingową. Bluetooth Special Interest Group (BSIG) została założona na początku roku 1988 przez pięć firm: IBM, Toshiba, Intel, Ericsson i Nokia, a już niedługo potem standard został zatwierdzony.

Technologia ta bardzo szybko zwróciła na siebie uwagę dzięki zręcznemu wykorzystaniu w marketingu obudów, imitacji urządzeń i prezentacji potencjalnych zastosowań. Korzyści odniosły wszystkie technologie radiowe.

Do najważniejszych cech standardu Bluetooth zaliczają się:

Pasmo częstotliwości. Bluetooth pracuje w powszechnie dostępnym paśmie częstotliwości 2,4 GHz (ISM - industrial, scientific and medical, pasma częstotliwości zarezerwowane pierwotnie do niekomercyjnego wykorzystania w przemyśle, nauce i medycynie).

Technika modulacji. W celu uzyskania niezawodnej transmisji w paśmie zwolnionym z licencjonowania Bluetooth korzysta z techniki skokowej zmiany częstotliwości (frequency hopping). Nadajnik i odbiornik zmieniają w uzgodniony sposób częstotliwość nośną co 625 µs.

Zasięg systemów. Bez anteny kierunkowej jest on ograniczony do ok. 10 metrów, ale w przyszłości mają być dostępne dodatkowe wzmacniacze; moc wyjściowa wzrośnie z 1 do 100 mW, a zasięg zwiększy się do ok. 100 metrów.

Typy danych i ruchu. Bluetooth obsługuje zarówno synchroniczny, jak i asynchroniczny typ transmisji. Dzięki temu umożliwia przesyłanie mowy w paśmie o szerokości 64 Mb/s w obu kierunkach oraz przesyłanie danych w paśmie o szerokości 865,2 Mb/s.

Usługi. Standard definiuje nie tylko oba najniższe poziomy warstwy protokołów, lecz również usługi opisane na wyższych poziomach. Dzięki temu w komfortowy sposób obsługuje tworzenie tzw. sieci ad hoc.

Obszar zastosowań Bluetooth, ze względu na wymienione cechy kluczowe, to zdecydowanie sieci osobiste (PAN). Tworzenie wydajnych sieci nie jest możliwe ze względu na niską przepustowość i ograniczenia topologii.