Беспроводной Интернет на кафедре МНЭ, Выбираем технологии!

[Graphite]

Беспроводной Интернет на кафедре "Микро- и наноэлектроника" МИФИ:
выбираем технологии!

Легенда
Я являюсь сотрудником кафедры микро- и нано- электроники в МИФИ. Всех сотрудников нашей кафедры беспокоит ситуация с огромным количеством протянутых как попало кабелей и постоянным цеплянием за них. В связи с этим возникает желание, что-либо изменить. Сразу же приведу план кафедры.

Присоединённое изображение

[Graphite]

***

Присоединённое изображение

[Graphite]

А теперь начнем со сравнения кабельных и беспроводных систем:

Присоединённое изображение

[Graphite]

WLAN представляет собой эквивалент обычной, коммутируемой витыми парами, локальной сети, но уже в беспроводном варианте, посредством передачи информации высокочастотными радиоволнами.

Основными преимуществами беспроводной сети является непривязанность к отдельным помещениям и возможность мобильности пользователей в её пределах. То есть, если в случае с проводной сетью, чтобы перенести пользовательскую точку в другое место, нужно перекладывать витую пару, а то и наращивать её в случае недостаточной длины, то беспроводная сеть лишена подобных проблем. Этот момент нам очень важен. Мы изначально будем закладывать условие, чтобы любой студент нашей кафедры мог пользоваться этим интернетом совершенно свободно. А главное, чтобы к интернету можно было легко подключиться.

При использовании Wi-Fi не нарушается целостность стен, когда нужно соединить прилегающие друг к другу кабинеты, а коридор, скажем, покрыт декоративными панелями и тянуть поверх них провод будет совсем не эстетично. Сигнал базовых станций Wi-Fi сравнительно легко проникает сквозь стены, во всяком случае, с небольшими потерями. Кроме того, при недостаточной длине сигнала по сравнению с площадью помещений, достаточно просто купить ещё один терминал и установить его на границе сигнала крайней базовой станции или в пределах зоны покрытия.

Присоединённое изображение

[Graphite]

Теперь мы точно знаем – для наших целей WLAN очень удобна и проста в использовании. А значит, следующим шагом мы рассмотрим, какие имеются беспроводные технологии:

1) WiFi
2) WiMax
3) ISM - диапазон
Давайте рассмотрим каждый тип беспроводной технологии обмена данными в отдельности.

[Graphite]

Технология WiFi
WiFi, т.е. беспроводная технология подключения локальной сети, прочно заняла свою нишу в эволюционном древе электронных ноу-хау. Этот способ передачи цифрового сигнала с помощью рассеянных радиоволн, широко используется как в корпоративных масштабах, так и в домашнем обиходе.

При установке подобной сети могут возникнуть опасения о несанкционированном доступе к интернету из-за пределов территории. А именно, в случае, если зона покрытия станции WiFi захватывает часть соседних офисов, сотрудники которого, узнав о возможности получить бесплатный сыр, не рискуя попасть в мышеловку, могут попытаться этой возможностью воспользоваться. Подобные опасения беспочвенны, так как система беспроводной передачи данных по сети имеет надёжные средства защиты от перехвата информации и использования трафика. То есть, чтобы попытаться получить доступ в интернет и воспользоваться чужим трафиком, злоумышленнику придётся сначала обойти защиту беспроводной сети.

Помимо прочих преимуществ, WiFi обладает высокой скоростью обмена информацией между станцией и сетевым адаптером, установленным в персональный компьютер либо ноутбук. Беспроводная передача информации через радиоканал представляет собой стандарт обработки данных IEEE 802.11. Этот стандарт имеет свои расширения. Давайте ознакомимся с таблицей стандартов беспроводной связи для получения дополнительной информации о преимуществах и недостатках каждого стандарта.

Присоединённое изображение

[Graphite]

***

Присоединённое изображение

[Graphite]

Итого ~ 500 – 600$
Эта приблизительная цена при покупке 1 шт. точки доступа, но одна точка доступа не сможет обеспечить интернетом всю нашу кафедру. Для таких целей потребуется как минимум 4 шт.


Присоединённое изображение

[Graphite]

Технология WiMAX
WIMAX сродни WIFI. Это ещё более высокие скорости на базе уже знакомого некоторым стандарта IEEE 802.16. По сути, WiMax представляет собой беспроводной широкополосный доступ в интернет через тот же сотовый аппарат или коммуникатор, к которому была применима и технология 3G.

Разработана данная технология была объединением многих мировых компаний – производителей всевозможного телекоммуникационного и сетевого оборудования.

О самой же сети WiMax можно сказать следующее. Во-первых, доступ в неё бывает двух типов – фиксированный и мобильный. И если со вторым всё понятно по названию – это всё, что имеет непосредственное отношение к мобильным устройствам – ноутбукам, сотовым телефонам, поддерживающим WiMax, то первый тип доступа требует разъяснения.

Здесь подразумевается выход в интернет с обычного стационарного компьютера, по тому же способу, что применяется и в xDSL, только вот провода в случае использования WiMax технологии будут не нужны – Интернет беспроводной. И если фиксированные сети WiMax используются сравнительно давно, то мобильные появились только сейчас (сеть компании "Скартел" под брендом Yota, в виде технологии Mobile WiMAX, использующей стандарт IEEE 802.16e).

Присоединённое изображение

[Graphite]

В принципе, технология WiMax вполне сравнима с WiFi, с той лишь "небольшой" разницей, как размеры зон доступа. Если WiFi при так называемой мобильности, ограничен максимум парой сотен метров, с эпицентром в каком-нибудь кафе или в гостинице, аэропорту, то WiMax ограничивается разве что чертой города, то есть, в зоне её покрытия вся городская территория. Общее между ними только в том, что для подключения нет нужды в проводах – мобильное устройство, содержащее в своей электронной начинке встроенный модем, или выполняющий его обязанности чип, самостоятельно настроится на нужную волну, или, иначе говоря, найдёт сеть.

Перспективы технологии WiMax впечатляют уже сегодня, когда точных прогнозов её развития дать практически невозможно. Судя по темпам развития технологии с 2001 года, достижения в виде распространения сети WiMax целиком на некоторые отдельные города - это уже неплохой результат. Вполне возможно, скоро многие страны начнут выводить данную технологию на национальный, общегосударственный уровень, чтобы даже в пути между городами не терять мобильного интернета. Во всяком случае в России национальная сеть уже начала строиться с 2008 года, на базе оборудования компании Yota. Вскоре предвидится появление WiMax ещё в 40 странах.

Присоединённое изображение

[Graphite]

***

Присоединённое изображение

[Graphite]

Для подключения к WiMAX необходимо приобрести соответствующее оборудование. Доступны следующие устройства:
• Ноутбук со встроенным беспроводным адаптером WiMAX. После покупки такого ноутбука необходимо произвести настройку адаптера.
• Модем, подключаемый к ноутбуку через USB-порт. Такой модем обеспечивает беспроводной быстрый доступ в интернет в любой точке зоны покрытия сети, даже в движении. Для выхода в интернет достаточно вставить модем в USB-порт.
• Экспресс-карта, также обеспечивающая скорость интернета 10 Мбит/с в любой точке зоны покрытия сети. Однако, такая карта подключается к ноутбуку через специальный слот - PC Express. Переносить и хранить ноутбук можно с подключенной картой, оставаясь всегда на связи.
• Роутер Mobile WiMAX - многофункциональное устройство для организации коллективного доступа в интернет, IP-телефонии (VoIP) и создания локальных сетей (LAN). Роутер обеспечивает высокие скорости передачи данных (до 10 Мбит/с), объединяя технологии Mobile WiMAX, Wi-Fi и Ethernet. Центр позволяет настроить до 4 независимых Wi-Fi-сетей и подключить 2 обычных телефона.
Т.к. мы закладываем условия – неограниченного кол-ва подключенных компьютеров, то самым интересным вариантом остается роутер.


Присоединённое изображение

[Graphite]

ISM – диапазон
Еще один набор частотных диапазонов, который мы рассмотрим — это Промышленные, Научные и Медицинские (Industrial, Scientific and Medical, ISM) диапазоны 900—929 МГц и 2,4—2,4835 ГГц, а также диапазон Нелицензируемой национальной информационной инфраструктуры (Unlicensed National Information Infrastructure, UNII) на частотах 5,15—5,35 ГГц и 5,75—5,825 ГГц.

Эти три диапазона представляют нелицензируемые частотные диапазоны в почти глобальном масштабе. В данном случае термин "нелицензируемый" обозначает, что для эксплуатации беспроводного оборудования в этих диапазонах от его пользователя не требуется лицензии. Тем не менее такое оборудование должно соответствовать разнообразным национальным спецификациям, которые варьируют в зависимости от конкретного государства.

Присоединённое изображение

[Graphite]

В FHSS используется псевдослучайная последовательность частот, при которой передатчик перескакивает с одной частоты на другую по прошествии небольшого времени пребывания на частоте для передачи данных. В среде беспроводной локальной сети каждое устройство знает последовательность скачкообразной перестройки, а применение относительно короткого интервала пребывания на частоте гарантирует, что взаимные пересечения, возникающие при работе нескольких передатчиков на одной или даже нескольких частотах, окажут минимальное влияние на итоговую передачу.

В DSSS к каждому информационному разряду применяется код расширения, так что каждый бит заменяется на несколько. Поскольку DSSS передает энергию, или мощность, сигнала в большой полосе пропускания, он также является механизмом минимизации помех, среди которых может быть и глушение.

В случае инфракрасного излучения передача информации происходит в приближенном к видимой области спектре. Так как при этом не задействуется радиосигнал, нет таких организаций, которые регулировали бы применение инфракрасного излучения.

Возвращаясь к нашему обсуждению стандартов беспроводных локальных сетей, отметим, что высокие частоты затухают намного быстрее, чем низкие, и получим, что дальность передачи 802.11а-совместимого оборудования намного ниже, чем у продуктов стандарта 802.11b. Это значит, что для организации, монтирующей в своем здании беспроводную локальную сеть на основе стандарта 802.11а, может потребоваться значительно больше точек доступа, чем для поддержки беспроводной сети, действующей в более низком частотном диапазоне 2,4—2,4835 ГГц.

На базе приемопередатчика ISM диапазона можно создавать готовые решений для построения беспроводных систем сбора информации с различных датчиков, например, учета воды, электро - тепло энергии для ЖКХ сектора, оснащения «интеллектуальных» зданий, для построения беспроводных охранно-пожарных сигнализаций и других приложений, требующих беспроводной передачи данных.

[Graphite]

Заключение
Итак, обобщая все вышесказанное можно сделать вывод, что приемопередатчики ISM-диапазона нам не подходят.
И сравнивая WiFi и WiMAX нужно отметить, что эти две технологии не станут конкурентами, а будут синергически взаимодействовать, обеспечивая для пользователя наилучшее соединение в соответствии с выбранными критериями.
Таким образом, самым рациональным решением для построения беспроводной сети на кафедре является использование технологии WiFi.

Это сообщение отредактировал VAL - 28.10.2009 08:06

Присоединённое изображение