Передача данных в локальных сетях. Проводные и беспроводные технологии

Классификация беспроводных технологий

Существуют различные подходы к классификации беспроводных технологий.

По дальности действия

Беспроводные персональные сети (WPAN – Wireless Personal Area Networks).

Беспроводные локальные сети (WLAN – Wireless Local Area Networks).

Беспроводные сети масштаба города (WMAN – Wireless Metropolitan Area Networks).

Беспроводные глобальные сети (WWAN – Wireless Wide Area Network).

Рисунок 1. Классификация по дальности действия

Wireless Personal Area Networks

Примеры технологий – Bluetooth.

WPAN применяются для связи различных устройств, включая компьютерную, бытовую и оргтехнику, средства связи и т. д. Физический и Канальный уровни регламентируются стандартом IEEE 802.15.4 Радиус действия WPAN составляет от нескольких метров до нескольких десятков сантиметров. WPAN используется как для объединения отдельных устройств между собой так и для связи их с сетями более высокого уровня, например, глобальной сетью интернет.

Wireless Local Area Networks

Примеры технологий – Wi-Fi.

При таком способе построения сетей передача данных осуществляется через радиоэфир; объединение устройств в сеть происходит без использования кабельных соединений.

Wireless Metropolitan Area Networks

Примеры технологий – WiMAX.

Предоставляют широкополосный доступ к сети через радиоканал.

Wireless Wide Area Network.

Примеры технологий – CSD, GPRS, EDGE, EV-DO, HSPA.

Глобальные беспроводные сети WWAN отличаются от локальных беспроводных сетей WLAN тем, что для передачи данных в них используются беспроводные технологии сотовой связи, такие как UMTS, GPRS, CDMA2000, GSM, CDPD, Mobitex, HSDPA, 3G. Соответствующие услуги связи предлагаются, как правило, на платной основе операторами регионального, национального или даже глобального масштаба. Технологии WWAN дают возможность пользователю, например, с ноутбуком и WWAN-адаптером получать доступ к Всемирной паутине, пользоваться электронной почтой и подключаться к виртуальным частным сетям из любой точки в пределах зоны действия оператора беспроводной связи. Многие современные портативные компьютеры имеют встроенные адаптеры WWAN (например, HSDPA)

Отличия WiFi и WiMAX

Сопоставления WiMAX и Wi-Fi далеко не редкость — термины созвучны, название стандартов, на которых основаны эти технологии, похожи (стандарты разработаны IEEE, оба начинаются с «802.»), а также обе технологии используют беспроводное соединение и используются для подключения к интернету (каналу обмена данными). Но, несмотря на это, эти технологии направлены на решение совершенно различных задач.

WiMAX – это система дальнего действия, покрывающая километры пространства, которая обычно использует лицензированные спектры частот (хотя возможно и использование нелицензированных частот) для предоставления соединения с интернетом типа точка-точка провайдером конечному пользователю. Разные стандарты семейства 802.16 обеспечивают разные виды доступа, от мобильного (схож с передачей данных с мобильных телефонов) до фиксированного (альтернатива проводному доступу, при котором беспроводное оборудование пользователя привязано к местоположению).

Wi-Fi – это система более короткого действия, обычно покрывающая десятки метров, которая использует нелицензированные диапазоны частот для обеспечения доступа к сети. Обычно Wi-Fi используется пользователями для доступа к их собственной локальной сети, которая может быть и не подключена к Интернету. Если WiMAX можно сравнить с мобильной связью, то Wi-Fi скорее похож на стационарный беспроводной телефон.

WiMAX и Wi-Fi имеют совершенно разный механизм Quality of Service (QoS). WiMAX использует механизм, основанный на установлении соединения между базовой станцией и устройством пользователя. Каждое соединение основано на специальном алгоритме планирования, который может гарантировать параметр QoS для каждого соединения. Wi-Fi, в свою очередь, использует механизм QoS подобный тому, что используется в Ethernet, при котором пакеты получают различный приоритет. Такой подход не гарантирует одинаковый QoS для каждого соединения.

Рисунок 2. Сравнение беспроводных технологий по дальности и скорости передачи


По топологии

«Точка-точка»

Сеть из точки в точку – простейший вид компьютерной сети, при котором два компьютера соединяются между собой напрямую через коммуникационное оборудование. Достоинством такого вида соединения является простота и дешевизна, недостатком – соединить таким образом можно только 2 компьютера и не больше.

Часто используется когда необходимо быстро передать информацию с одного компьютера, например, ноутбука, на другой.

«Точка-многоточка»

Соответственно противоположность сетей «точка-точка» – к оборудованию может присоединяться неограниченное количество пользователей.

По области применения

Корпоративные (ведомственные) беспроводные сети – создаваемые компаниями для собственных нужд.

Операторские беспроводные сети – создаваемые операторами связи для возмездного оказания услуг.

Отличия беспроводных технологий передачи данных от проводных

Беспроводные сети выглядят предпочтительнее сетей проводных ввиду наличия следующих преимуществ:

Мобильность пользователей.

Технология позволяет пользователям перемещаться внутри зоны охвата беспроводной сети без перерыва в пользовании ресурсами сети.

Скорость и простота развертывания.

В отличие от проводных систем передачи информации, беспроводные сети не требуют прокладки кабелей, занимающей, обычно, основное время при внедрении проводных сетей.

Гибкость.

Быстрая реструктуризация, изменение размеров и конфигурации сети, подключение новых пользователей.

Сохранение инвестиций.

Беспроводные сети удобно использовать, если необходимо развернуть сеть на небольшой отрезок времени или есть вероятность переезда.

Возможность развертывания там, где нельзя воспользоваться кабельными сетями.

Наличие рек, озер, болот и т.д., развертывание сети на территории памятников архитектуры.

Но, как и у любой другой сложной технологии, у беспроводных компьютерных сетей есть не только положительные, но и отрицательные стороны. Одна из самых главных проблем – возможное наличие на пути радиоволн препятствий, что приходится учитывать при размещении точки доступа и клиентских станций. Металлические конструкции могут создавать отражения сигнала, создавая так называемый эффект многолучевого приема, когда на антенну, расположенную на приемной стороне, приходит несколько вариантов переданного сигнала, сдвинутых по фазе один относительно другого. Многолучевой прием значительно увеличивает коэффициент ошибок. Еще одна проблема – «свободный статус» диапазона 2,4 ГГц. В нем могут работать, например, генераторы микроволновых печей или медицинские приборы. Информацию, передаваемую по беспроводной сети, относительно легко перехватить. Да, сейчас используются алгоритмы, которые можно «вскрыть» прямым перебором, разве что используя суперкомпьютер. Но и производительность вычислительной техники растет с большой скоростью. Не исключено, что через несколько лет системы защиты информации, используемые в беспроводных компьютерных сетях, можно будет взломать, используя персональный компьютер. А вот на то, что за это время алгоритмы шифрования, разрешенные для массового применения, будут адекватно улучшены, надеяться не приходится, поскольку в США поставили перед миром вопрос об ограничении совершенствования массовых средств криптозащиты информации.

Характеристика

Проводные

Беспроводные

Среда передачи

Кабель (медный, оптический)

Кабель не требуется, передача при помощи электромагнитных волн

Пропускная способность

Высокая

Ограниченная

Расстояния между точками

Большие

Как правило, ограничены

Мобильность абонентов

Не обеспечивается

Может быть обеспечена

По типу среды передачи сети делятся на: проводные и беспроводные. Беспроводные сети используются там, где прокладка кабелей затруднена, нецелесообразна или просто невозможна. В этих случаях сеть реализуется при помощи сетевых радио-адаптеров, снабжённых всенаправленными антеннами и использующих в качестве среды передачи информации радиоволны.

Электронная почта (Electronic mail, англ. mail — почта, сокр. e-mail) служит для передачи текстовых сообщений в пределах Интернет, а также между другими сетями электронной почты. К тексту письма современные почтовые программы позволяют прикреплять звуковые и графические файлы, а также двоичные файлы — программы.

Программа пересылки файлов Ftp. Перемещает копии файлов с одного узла Интернет на другой в соответствии с протоколом FTP (File Transfer Protocol — "протокол передачи файлов"). При этом не имеет значения, где эти узлы расположены и как соединены между собой. Компьютеры, на которых есть файлы для общего пользования, называются FTP-серверами. В Интернет имеется более 10 Терабайт бесплатных файлов и программ.

Создание беспроводной сети в офисе

Радиотелефонные и сотовые коммуникационные системы Беспроводные компьютерные сети — это технология, позволяющая создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам для обычных проводных сетей (например, Ethernet), без использования кабельной проводки. В качестве носителя информации в таких сетях выступают радиоволны СВЧ-диапазона.

Wi-Fi и телефоны сотовой связи Некоторые считают, что Wi-Fi и подобные ему технологии со временем могут заменить сотовые сети, такие как GSM. Препятствиями для такого развития событий в ближайшем будущем являются отсутствие роуминга и возможностей аутентификации (см. 802.1x, SIM-карты и RADIUS), ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi.

Wi-Fi и свободное ПО

В России использование Wi-Fi без разрешения на использование частот от Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) возможно для организации сети внутри зданий, закрытых складских помещений и производственных территорий

Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной технологии. Первые компьютеры 50-х годов - большие, громоздкие и дорогие - предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки По мере удешевления процессоров в начале 60-х годов появились новые способы организации вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы пользователей.

Информатика