CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии - Владо Дамьяновски

Первым стандартом, который получил широкое распространение, оказался 802.11b. За ним, как это ни странно, последовали стандарты 802.11а и 802.11 g.

Частоты радиоволн, используемые в серии стандартов 802.11, принадлежат к СВЧ-диапазону и в большинстве своем подлежат минимальному регулированию со стороны контролирующих органов. В большинстве стран для использования этого спектра радиочастот не требуются специальные разрешения.

Рис. 11.31. Беспроводной мост

Традиционный стандарт 802.11

Первоначальная версия стандарта IEEE 802.11, появившаяся в 1997 году и иногда называемая 802.1у, определяла две скорости передачи данных (1 и 2 Мбит/с). Передача должна была осуществляться в инфракрасном диапазоне или на полосе частот 2.4 ГГц, предназначенной для использования в промышленных, научных и медицинских целях.

В последующих версиях стандарта отказались от инфракрасного диапазона, поскольку реального применения этот диапазон не нашел в стандарте и не мог конкурировать с устоявшимся протоколом IrDA. На смену традиционному стандарту 802.11 быстро пришел новый стандарт 802.11b.

802. 11b

Дальность действия стандарта составляет около 50 метров при использовании кругонаправленных антенн с малым усилением, которые обычно применяются в устройствах 802.11b. Максимальная пропускная способность — 11 Мбит/с. Впрочем, значительная часть ее расходуется на непроизводительные затраты, а максимальная пропускная способность на практике составляет около 5.5 Мбит/с. Металл, вода и толстые стены способны поглощать сигналы 802.11b и существенно уменьшают дальность действия. Стандарт работает на полосе частот 2.4 ГГц и использует в качестве метода доступа к среде передачи множественный доступ с контролем несущей и предотвращением конфликтов CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance).

При использовании внешних антенн с высоким коэффициентом усиления этот протокол можно применять для установления двухточечного соединения с дальностью действия до 8 километров, хотя некоторые утверждают, что им удавалось добиться дальности действия до 80-120 километров в зоне прямой видимости. Обычно это делается для замены дорогих выделенных линий или очень громоздкого микроволнового коммуникационного оборудования. Современные сетевые карты поддерживают передачу данных со скоростью 11 Мбит/с, но автоматически снижают скорость до 5.5, а затем до 2 и 1 Мбит/с при падении мощности сигнала.

Для протокола 802.11b предусмотрен ряд расширений (например, объединение каналов (channel bonding) и пакетная передача данных (burst transmission)) для увеличения скорости передачи данных до 22, 33 и 44 Мбит/с. Все эти расширения протокола являются разработками отдельных компаний, которые используют их в своем оборудовании, и, соответственно, официально расширения не поддерживаются со стороны IEEE. Многие компании называют эти улучшенные версии протокола

802.11Ь+

Первое широко распространенное коммерческое применение стандарта 802.11b было реализовано компанией Apple Computer под торговой маркой AirPort.

802.11a

В 2001 году на рынке стал доступен более скоростной стандарт 802.11а, хотя утвержден он был еще в 1999 году. Этот стандарт работает в частотном диапазоне 5 ГГц с максимальной скоростью 54 Мбит/с. На практике максимально достижимая скорость составляет около 25 Мбит/с. При необходимости скорость уменьшается до 48, 36, 34,18,12, 9 и 6 Мбит/с. В стандарте 802.11 а используются 12 неперекрывающихся между собой каналов: из них 8 предназначены для работы внутри помещения, а 4 — для построения двухточечного соединения.

В разных странах имеются различные идеи по поводу регулирования использования радиочастот, хотя проведенная в 2003 году международная конференция по вопросам радио- и телекоммуникаций несколько упростила дело в этой сфере.

Этот стандарт не получил широкого распространения из-за популярности стандарта 802.11b, а также из-за ограниченного радиуса действия, так как в частотном диапазоне 5 ГГц 802.11а не может работать на таком же расстоянии, как 802.11b, при прочих равных условиях (например, при тех же самых ограничениях по мощности передатчика); сигнал стандарта 802.11а также более легко поглощается препятствиями.

Большинство производителей оборудования 802.11а, чтобы хоть как-то компенсировать непопулярность стандарта на рынке, начали выпускать сетевые карты, поддерживающие два диапазона и два или три стандарта. Эти сетевые карты могут работать в сетях 802.11а и b или 802.11а, b и g, автоматически определяя нужный стандарт. Также доступны точки доступа, одновременно поддерживающие все эти стандарты.

В июне 2003 года был принят третий стандарт 802.11 g. Как и 802.11b, этот стандарт работает в частотном диапазоне 2.4 ГГц, но со скоростью 54 Мбит/с, что на практике дает примерно 24.7 Мбит/с, как и в стандарте 802.11а. 802.11g полностью обратно совместим с 802.11b, используя те же самые частоты. Процесс принятия стандарта затянулся в основном из-за необходимости сделать 802.11g совместимым с 802.11b. Впрочем, присутствие оборудования 802.11b автоматически снижает скорость передачи сети 802.11g до скорости стандарта 802.11b.

Стандарт 802.11g будоражил умы любителей новинок еще с января 2003 года, то есть задолго до принятия. Корпоративные пользователи выжидали, a Cisco и другие крупные производители оборудования ждали принятия стандарта. К лету 2003 года анонсы стали появляться один за другим.

Большинство двухдиапазонных продуктов 802.11а/b превратились в двухдиапазонные и трехстандартные, поддерживая a, b и g на одной сетевой карте или точке доступа.

Теперь некоторые точки доступа поддерживают новую технологию под названием Super G, которая за счет объединения каналов (channel bonding) способна повысить скорость передачи до 108 Мбит/с. Эта возможность может препятствовать работе других сетей, а также быть несовместимой с некоторыми сетевыми картами стандартов b и g. Кроме того, технология пакетной передачи данных (burst transmission) также доступна в некоторых продуктах, что значительно повышает скорость передачи данных. Продукты с этой технологией также могут быть несовместимыми с некоторым оборудованием.

Первым крупным производителем, внедрившим стандарт 802.11g в свои продукты, снова оказалась компания Apple, которая использовала для этого стандарта торговую марку AirPort Extreme.

802.11b и 802.11g делят весь частотный диапазон на 14 перекрывающихся каналов по 22 МГц каждый.

Каналы 1, 6, 11 и 14 имеют минимальное перекрытие, и их (или аналогичный ряд неперекрывающихся каналов) можно использовать, когда несколько сетей мешают работе друг друга. Только каналы 10 и 11 могут работать во всех частях света, так как Испания и Франция не разрешили использование на своей территории каналы с 1 по 9 для стандарта 802.11b.

802.11n

В январе 2004 года IEEE анонсировал разработку нового стандарта для глобальных беспроводных сетей. Реальная скорость будет 100 Мбит/с (даже 250 Мбит/с на физическом уровне), что в 4–5 раз быстрее, чем у 802.11g и, может быть, в 50 раз быстрее, чем у 802.11b. Предполагается, что 802.11n также повысит и дальность действия по сравнению с существующими стандартами. Принятие стандарта ожидается к концу 2005 года. (Прим. ред. Рабочая группа, которая была сформирована в рамках организации IEEE для утверждения нового стандарта в январе 2006 года единогласно утвердила черновой вариант стандарта 802.11n. Первые устройства, поддерживающие новый стандарт ожидаются не ранее конца 2006 года. Существенным нововведением стала возросшая скорость передачи данных — до 600 Мбит/с).

Сертификация и безопасность

Поскольку IEEE только устанавливает спецификации стандартов, но не тестирует оборудование на соответствие им, торговая группа Wi-Fi проводит программу сертификации, которую оплачивают ее участники. Теоретически все компании, производящие оборудование стандартов 802.11 являются участниками программы сертификации. Торговая марка Wi-Fi, принадлежащая группе и использующаяся только на совместимом оборудовании, должна гарантировать взаимную совместимость. В настоящее время Wi-Fi может обозначать любой из стандартов 802.11а, b или д. С осени 2003 года Wi-Fi также включает в себя стандарты защиты информации WPA (Wi-Fi Protected Access). Потом маркой Wi-Fi также будут обозначать оборудование, в котором применяется стандарт защиты информации 802.11 i (WPA2). На продуктах с торговой маркой Wi-Fi обязательно должен быть указан частотный диапазон, в котором они работают: 2.4 или 5 ГГц.

WEP (Wired Equivalent Privacy) представляет собой алгоритм шифрования данных для беспроводных сетей серии 802.11. Его разработала добровольная группа в составе IEEE. Они намеревались внести элементы безопасности в стандарт 802.11, которые на тот момент отсутствовали. WEP использовался для защиты беспроводных соединений от перехвата, несанкционированного доступа и стороннего вмешательства в обмен данными. Беспроводные офисные сети зачастую ничем не защищены или защищены только WEP, а этот протокол защиты информации достаточно прост для взлома. Эти сети часто позволяют «людям с улицы» получить доступ в них и в Интернет. То же самое относится и к небольшим домашним сетям.