А. Щербаков - Wi-Fi: Все, что Вы хотели знать, но боялись спросить

• Название: Wi-Fi: Все, что Вы хотели знать, но боялись спросить
• Автор: А. Щербаков
• Жанр: Интернет

Жизнь современного человека — это движение. Мобильность для нас становится одним из самых важных моментов для работы, для общения, для жизни. Многие из нас сейчас уже не представляют жизнь без сотовых телефонов, которые из средства роскоши превратились в предмет, без которого жизнь современного человека стала просто немыслима. Многие уже оценили все преимущества Bluetooth, GPRS. Эти устройства превратили наши телефоны из средств связи в незаменимых помощников в работе. К сожалению, один из самых главных недостатков этих беспроводных технологий — малый радиус действия и низкая скорость передачи данных, что сейчас становится очень важным фактором для всех нас. Поэтому к нам на помощь приходит активно развивающийся во всем мире и в России стандарт Wi-Fi. Особенно радует, что в крупных городах России, особенно в Москве и Санкт-Петербурге, начинается массовое внедрение беспроводных сетей Wi-Fi в публичных местах (так называемых Hot Spot) — отелях, аэропортах, ресторанах, торговых центрах и кафе.

Что же такое Wi-Fi? Очередной мыльный пузырь IT-индустрии, который изо всех сил надувают производители и поставщики телекоммуникационного оборудования или новая технология, призванная в очередной раз изменить наш привычный мир, как это случилось когда-то с появлением Интернет и сотовой связи?

---

К сожалению, несмотря на существование отраслевого стандарта HDSL, несовместимость HDSL-оборудования различных производителей стала притчей во языцех. Кроме того, неудачная схема распределения частотного диапазона не позволяла одновременно передавать по двум (!) витым парам данные и голосовой сигнал. Решить эти проблемы был призван стандарт G.921.2 (G.SHDSL), принятый Международным союзом электросвязи в феврале 2001 года. При сохранении всех достоинств HDSL полоса пропускания канала SHDSL при работе с одной витой парой была расширена до 2,3 Мбит/с. Кроме того, была обеспечена максимальная совместимость с широко распространённой технологией ASDL. Возможность симметричного подключения по одной витой паре — одно из главных достоинств SHDSL, при этом коммутаторы и модемы стали доступны по цене маленьким компаниям и даже некоторым индивидуальным пользователям.

Общего недостатка всех систем на основе телефонных линий — повышенной чувствительности к электромагнитным помехам — лишены решения на базе сетей кабельного телевидения (CATV — Community Antenna TeleVision — абонентского телевещания). Кабельное ТВ широко распространено в странах Северной Америки, где эти сети с успехом используются для широкополосного доступа в Интернет. Крупные российские города также имеют системы кабельного телевидения, поэтому несколько слов об особенностях этого типа подключения. Максимальная скорость получения данных по кабельному модему — 36 Мбит/с, однако чисто технически невозможно выделить каждому подключённому абоненту индивидуальную частоту несущей, поэтому здесь применяется технология мультиплексирования с временным уплотнением, из-за которой реальная скорость значительно меньше теоретической, причём она меняется в зависимости от числа подключённых абонентов. Более того, поскольку сеть кабельного телевидения рассчитана на одностороннюю передачу данных от провайдера к абоненту, то для передачи исходящего трафика необходимо иметь, например, низкоскоростное коммутируемое подключение. Технология HFC (Hybrid Fiber Coax — гибридная оптоволоконно-коаксиальная сиcтема) обеспечивает двухстороннюю связь по каналам кабельного ТВ, однако для её реализации требуется практически полная замена действующих кабельных систем и усилителей. Впрочем, несмотря ни на что, крупные негосударственные операторы связи, например «МТУ-Информ», проявляют интерес к предоставлению широкополосного доступа в Интернет по сетям кабельного телевидения, а «Кoмкор-ТВ» уже обеспечивает таким сервисом несколько московских микрорайонов.

Домовые сети — куда более дешёвая и поэтому распространённая альтернатива скоростным кабельным сетям. Если ещё года два назад домовые сети в России представляли собой полулегальные предприятия, основанные на подключении к одному выделенному каналу десятков и даже сотен абонентов, то сегодня государство пытается взять такие сети под свой контроль. Лучше всего это получается в Москве, где построена соответствующая инфраструктура: Московская волоконно-оптическая сеть (МВОС) имеет более десяти тысяч кабельных линий, а порядком устаревшие кабельные телевизионные сети «Мостелекома» проложены почти во всех домах города. Кроме того, домовые сети контролируются и крупными негосударственными компаниями (к примеру, «МТУ-Интел» и «РМ-телеком»), располагающими собственными магистральными линиями связи или предоставляющими услуги радиодоступа.

Как правило, домовые сети представляют собой обычную 10— или 100-мегабитную локальную сеть Ethernet, тем или иным способом подключённую к провайдеру. Соответственно скорость передачи данных зависит как от канала, так и от количества «сидящих» на нем клиентов. Крупные провайдеры, имеющие собственные магистральные линии, создают в каждом доме микрорайона узлы доступа на основе маршрутизаторов, которые подключаются к сети оптоволоконными каналами с пропускной способностью от 256 Kбит/с до 2 Мбит/с. Безусловно, эти скорости не позволяют многочисленным подписчикам одновременно пользоваться современными мультимедийными сетевыми сервисами, однако такие сети имеют право на жизнь в качестве недорогой альтернативы модемному коммутируемому соединению. Но, увы, широкополосным доступом такое решение не назовёшь.

Спутниковые системы доступа в Интернет — чрезвычайно перспективная технология, однако, опять же, её распространение ограничивается рядом факторов. Во-первых, полноценный симметричный спутниковый доступ пока чрезвычайно дорог даже для крупных организаций. Во-вторых, асимметричный доступ, при котором исходящий трафик передаётся через низкоскоростное, в том числе и коммутируемое соединение, не всегда экономически оправдан, особенно на фоне снижения цен на технологии ADSL и SHDSL. Операторы спутникового доступа предлагают различные типы подключения, которые предусматривают скорость входящего трафика от 64 Кбит/с (для индивидуальных клиентов) до 55 Мбит/с (для корпоративных клиентов). Как правило, спутниковый доступ имеет смысл использовать там, где принципиально невозможно кабельное подключение либо где необходим канал с очень высокой пропускной способностью.

Глава 3. «Последний дюйм»

Технологии организации «последнего дюйма» принципиально не слишком отличаются от рассмотренных выше решений: в основном это все те же «обходные» пути. К сожалению, для подавляющего большинства домашних пользователей «последний дюйм» пока выглядит как медная пара — обычный телефонный провод, используемый для коммутируемого подключения. При таком подключении даже по Москве средняя скорость входящего трафика не превышает 33 Кбит/с. В новостройках уже на этапе проектирования предусматриваются кабельные системы, подключаемые, как правило, к оптоволоконным каналам провайдера. В зданиях, не оснащённых кабельной разводкой, используются Ethernet-вариации на тему xDSL (в виде HomePNA) c доступом по телефонной проводке или по радиотрансляционной сети, технологии доступа через кабельное телевидение, по электросети, либо беспроводный радиодоступ на основе технологий Wi-Fi.

Стандартом HomePNA 2.0 (Home Phoneline Networking Alliance — Союз производителей оборудования для передачи данных по телефонным сетям) установлена скорость передачи данных до 10 Мбит/с при использовании частоты около 10 МГц. Этого уже хватает для передачи видео среднего качества, но совершенно недостаточно для видеоконференций в реальном времени. В стандарте HomePNA 3.0 планируется увеличить скорость доступа до 100 Мбит/с, что сопоставимо с обычными локальными сетями 100 Ethernet. При этом никакой дополнительной разводки не требуется, нужно лишь установить специальные сетевые карты и коммутатор. Аналогичную технологию на основе HomePNA 2.0 продвигает на рынке Московская городская радиотрансляционная сеть (через Центральный телеграф), однако здесь используется проводная радиосеть, которая, в отличие от телефонной проводки, имеется в каждой квартире.

Интересное решение — передача информации через электропроводку. Технология PLC (PowerLine Communications — связь через электропроводку) предусматривает установку на местной подстанции специального оборудования, соединённого с сетями IP. Полезный сигнал абонент может выделить при помощи адаптера, подключаемого в обычную розетку, при этом пропускная способность сети достигает 14 Мбит/с. К сожалению, пока отсутствует стандарт подключения по PLC многоквартирных зданий: существующий американский стандарт HomePlug 1.0 не допускает подключения к одному трансформатору более 16 узлов-розеток. Кроме того, для передачи данных требуется сложный алгоритм модуляции, поскольку характеристики линии (затухание, искажения, уровень шума) сильно зависят от энергопотребления. Тем не менее, если для европейских стран PLC — скорее экзотика, в США на основе этой технологии строятся целые системы «умных домов», в которых по электросети передаются команды самой разной бытовой технике.

Одно из наиболее оптимальных и красивых решений проблемы «последнего дюйма» — использование беспроводного радиодоступа, для которого не нужны ни кабель, ни сложные алгоритмы модуляции сигнала. Базовый стандарт беспроводных локальных сетей (Wi-Fi) IEEE 802.11 был разработан ещё в 1997 году, а самый распространённый в настоящее время IEEE 802.11b — в 1999 году. Оборудование стандарта 802.11b работает на частоте 2,4 ГГц и обеспечивает передачу данных со скоростью до 11 Мбит/с (в среднем — около 6 Мбит/с) на расстоянии до 300 метров. Более совершённый стандарт IEEE 802.11a предусматривает работу в частотном диапазоне 5 ГГц, а скорость передачи данных на расстоянии до 100 метров может достигать 54 Мбит/с. К сожалению, эти стандарты несовместимы друг с другом, а новый стандарт IEEE 802.11g (частотный диапазон 2,4 ГГц, максимальная пропускная способность — 54 Мбит/с) обратно совместим только с IEEE 802.11b. Интересно, что один из крупнейших производителей телекоммуникационного оборудования, компания Conexant, комплектует свои чипсеты для кабельных и xDSL-моде-мов контроллерами Wi-Fi фирмы Intersil, что вообще позволяет снять вопрос о базовой станции: достаточно иметь карточку доступа Wi-Fi в компьютере — и вы в Интернете. Кстати, технология Intel Centrino для ноутбуков нового поколения в обязательном порядке предусматривает установку в компьютер чипа Wi-Fi.