Смекни!
smekni.com

Кодирование сигналов при использовании беспроводной связи (стр. 4 из 5)

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с ИК-портами. Дистанционный пульт управления передает команды на телевизор или видеомагнитофон с помощью IrDA. Сейчас ИК-портами все ещё оснащается большинство мобильных телефонов, ноутбуков и карманных компьютеров. ИК-портами оснащаются некоторые принтеры и цифровые фотоаппараты. Большинство настольных ПК, напротив, не имеет инфракрасного порта в стандартной системной конфигурации, и для них необходим ИК-адаптер, который подключается к компьютеру через USB, СОМ-порт или в специальный разъем на материнской плате.

Через ИК-порт можно, например, передать цифровую визитную карточку, мелодию, картинку или файл на другой мобильник или компьютер, на котором также имеется ИК-порт.

Радио

Ра́дио (лат. radio — излучаю, испускаю лучи ← radius — луч) — разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве.

Принцип работы

Передача происходит следующим образом: на передающей стороне формируется радиоволна (сигнал) с требуемой частотой и мощностью. Далее передаваемый сигнал модулирует более высокочастотное колебание (несущую). Полученный модулированный сигнал излучается антенной в пространство. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в антенне, после чего он фильтруется и демодулируется. После демодуляции получается сигнал, с некоторыми (возможно допустимыми) различиями с сигналом, который мы передавали передатчиком.

Частотные диапазоны

Частотная сетка, используемая в радиосвязи, условно разбита на диапазоны:[1]

· Длинные волны (ДВ) — f = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м)

· Средние волны (СВ) — f = 500—1600 кГц (λ = 600—190 м)

· Короткие волны (КВ) — f = 3—30 МГц (λ = 100—10 м)

· Ультракороткие волны (УКВ) — f = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м)

· Высокие частоты (ВЧ - сантиметровый диапазон) — f = 300 МГц — 3 ГГц (λ = 1—0,1 м)

· Крайне высокие частоты (КВЧ - миллиметровый диапазон) — f = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м)

· Гипервысокие частоты (ГВЧ - микрометровый диапазон) — f = 30 ГГц — 300 ГГц (λ = 0,01—0,001 м)

GPRS/EDGE

Слова GPRS и EDGE стали синонимом мобильного Интернета. Практически все операторы сотовой связи мира предоставляют услуги доступа в Интернет с помощью мобильного устройства.

Оплата услуги GPRS/EDGE необычна: Вы платите не за минуту соединения, как при телефонных разговорах, а за переданные и принятые буквы.

Например, предположим, что стоимость 100 килобайт составляет 50 копеек, а отправка одной SMS - 1 рубль. 100 килобайт - это примерно 100 000 букв, в то время как в SMS - 160 символов. В результате, за 1 рубль (стоимость SMS), Вы могли бы переслать более 1200 смс-ок!

GPRS отличается от EDGE скоростью. У EDGE она в два раза выше, чем у GPRS.

Стандарт GSM позволяет передавать данные со скоростью до 9,6 Кбит/с. Для обмена факсами этого достаточно, для работы в Интернете - слишком мало.

Для ускорения передачи данных разработали HSCSD - High Speed Circuit Switched Data - протокол высокоскоростной передачи данных с коммутацией каналов. Результат достигается объединением нескольких частотных GSM-каналов, используемых для голосовой связи. Однако при использовании HSCSD все отведенные под него линии постоянно заняты, что делает связь слишком дорогой.

На смену HSCSD пришел GPRS - General Packet Radio Service, - который позволяет передавать данные с более эффективным использованием каналов. При подключении к Интернету канал будет занят только при передаче данных, а если передачи не происходит, канал может использоваться другими абонентами.

Впервые EDGE была представлена ESTI (Европейский институт стандартизации электросвязи) в начале 1997 года в качестве эволюции существующего стандарта GSM.

EDGE использует ту же полосу пропускания и структуру временных слотов, что и GSM. Таким образом оператор может продолжать использовать уже имеющиеся диапазоны частот по 200 кГц, структуру каналов и частотные планы, при этом предлагая своим абонентам ряд услуг третьего поколения. Более того, использующийся в EDGE формат пакета полностью идентичен аналогичному пакету в TDMA или GSM. Он включает тестовую последовательность из 26 символов в центре пакета, две хвостовые последовательности из трех символов с каждого конца пакета, две последовательности с данными по 58 символов и контрольную последовательность из 8.25 символов.

EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) - является эволюционным развитием GSM/GPRS, позволяющим в теории обеспечить беспроводную передачу данных со скоростью до 473,6 кбит/с. Реально достижимая средняя скорость передачи данных составляет 100-120 кбит/с, с пиковыми значениями до 230 кбит/с. Во многом скорость передачи данных в сети с поддержкой технологии EDGE зависит от типа мобильного телефона.

3G

3G - это новое поколение мобильной связи, мобильного Интернета. В 3G предусмотрено увеличение скорости передачи данных.

До недавнего времени основным фактором, определяюшим развитие мобильных коммуникаций, была традиционная передача голоса. Однако внедрение новых технологий высокоскоростной передачи данных, включая GPRS и EDGE, и эволюция к системам UMTS/WCDMA позволит операторам сотовой связи предоставлять неограниченные беспроводные мультимедиа-услуги, например, электронные открытки, просмотр Web-страниц, доступ к корпоративным сетям.

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) - это высокоскоростная передача данных, Мобильный Интернет, различные приложения на основе Интернета, интранета и мультимедиа. Ключевой технологией для UMTS является Широкополосный Многостанционный Доступ с Кодовым Разделением (WCDMA). Эта революционная технология радиодоступа, выбранная в сентябре 1998 года Европейским Институтом Стандартов Телекоммуникаций, поддерживает все мультимедийные услуги 3G. Системы WCDMA/UMTS включают усовершенствованную базовую сеть GSM и радиоинтерфейс по технологии WCDMA. Скорость передачи в радиоканале для мобильного абонента достигает 2 Мбит/с. WCDMA предназначена для использования в системах, работающих в частотном диапазоне 2 ГГц, который позволит в полной мере использовать все преимущества этой технологии. Например, всего одна несущая WCDMA шириной 5 МГц обеспечит предоставление смешанных услуг, требующих скоростей передачи от 8 кбит/с до 2 Мбит/с. А мобильные терминалы, совместимые с WCDMA смогут в соответствии с рекомендациями ITU работать сразу с несколькими услугами.

HSDPA, расшифровывающаяся как High Speed Downlink Packet Access - это технология высокоскоростного пакетного доступа по входящему каналу. Предназначенную прежде всего для передачи данных, эта технологию можно сравнить, например, с EDGE в сетях GSM второго поколения, вот HSDPA предлагает скорости в десятки раз выше и, по сути, позволяет расширить емкость сетей третьего поколения в 3-4 раза. Cистемы 3G с поддержкой HSDPA уже получили название 3.5G

Скорость передачи данных:
EDGE - 384 Кбит/с (48 Кбайт/с)
WCDMA (UMTS) - 2 Мбит/с (256 Кбайт/с)
HSDPA - до 8-11 Мбит/с


Беспроводные компьютерные сети

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.

Безопасность

Продукты для беспроводных сетей, соответствующие стандарту IEEE 802.11, предлагают четыре уровня средств безопасности: физический, идентификатор набора служб (SSID — Service Set Identifier), идентификатор управления доступом к среде (MAC ID — Media Access Control ID) и шифрование.

Технология DSSS для передачи данных в частотном диапазоне 2,4 ГГц за последние 50 лет нашла широкое применение в военной связи для улучшения безопасности беспроводных передач. В рамках схемы DSSS поток требующих передачи данных «разворачивается» по каналу шириной 20 МГц в рамках диапазона ISM с помощью схемы ключей дополнительного кода (Complementary Code Keying, CCK). Для декодирования принятых данных получатель должен установить правильный частотный канал и использовать ту же самую схему CCK. Таким образом, технология на базе DSSS обеспечивает первую линию обороны от нежелательного доступа к передаваемым данным. Кроме того, DSSS представляет собой «тихий» интерфейс, так что практически все подслушивающие устройства будут отфильтровывать его как «белый шум».

Механизм Wired Equivalency Privacy (WEP), определенный в стандарте IEEE 802.11, обеспечивает еще один уровень безопасности. Он опирается на алгоритм шифрования RC4 компании RSA Data Security с 40- или 128-разрядными ключами. Несмотря на то, что использование WEP несколько снижает пропускную способность, эта технология заслуживает более пристального внимания. Дополнительные функции WEP затрагивают процессы сетевой аутентификации и шифрования данных. Процесс аутентификации с разделяемым ключом для получения доступа к беспроводной сети использует 64-разрядный ключ — 40-разрядный ключ WEP выступает как секретный, а 24-разрядный вектор инициализации (Initialization Vector) — как разделяемый. Процесс расшифровки данных, закодированных с помощью WEP, заключается в выполнении логической операции «исключающее ИЛИ» (XOR) над ключевым потоком и принятой информацией. Процесс аутентификации с разделяемым ключом не допускает передачи реального 40-разрядного ключа WEP, поэтому этот ключ практически нельзя получить путем контроля за сетевым трафиком. Ключ WEP рекомендуется периодически менять, чтобы гарантировать целостность системы безопасности.

Еще одно преимущество беспроводной сети связано с тем, что физические характеристики сети делают ее локализованной. В результате дальность действия сети ограничивается лишь определенной зоной покрытия. Для подслушивания потенциальный злоумышленник должен будет находиться в непосредственной физической близости, а значит, привлекать к себе внимание. В этом преимущество беспроводных сетей с точки зрения безопасности. Беспроводные сети имеют также уникальную особенность: их можно отключить или модифицировать их параметры, если безопасность зоны вызывает сомнения.