Ситуация, когда подходящий провайдер за углом, но с ним нет надежной связи, увы, не редкость. В этом случае на помощь придут радиоволны – оборудование для эфирного доступа к Сети уже не экзотика на отечественном рынке.

Н авязчивая реклама времен застоя «Летайте самолетами Аэрофлота!» не ставила серьезных проблем перед отечественным пассажиром. Ни других подручных средств для передвижения по воздуху, ни другого воздушного флота в стране не наблюдалось. Сегодня ситуация изменилась. В любой области бизнеса за каждым движением клиента внимательно следят конкурирующие компании.

Интернет в этом смысле не исключение. Предложений по доступу к виртуальным сокровищам на отечественном рынке много. Но выбрать способ достаточно дешевый, достаточно быстрый и не требующий много времени на установку оборудования, непросто. Однако его найдет не тот, кто просто ищет, а тот, кто знает, где искать. В предыдущем номере мы рассказали о подключении ко Всемирной паутине с помощью выделенных каналов и космических систем. А сегодня остановимся на еще одном заманчивом предложении для виртуальных путешественников – радиодоступе в Сеть средствами RadioEhternet, то есть с использованием оборудования беспроводных компьютерных сетей.

Компьютер осваивает эфир

В июне 1997 года международным Институтом Инженеров Электроники и Электротехники (IEEE) был принят основной стандарт беспроводных сетей 802.11, определивший правила обмена сигналами между устройствами RadioEhternet на физическом и логическом уровнях. Это позволило добиться совместимости оборудования различных производителей и способствовало быстрому развитию сразу нескольких эфирных технологий передачи данных. Новое и достаточно дешевое оборудование (от компаний Lucent Technologies, Proxim, Aironet, 3Com и др.) оказалось вполне конкурентоспособным на западных рынках телекоммуникаций. Это вызвало значительное увеличение количества действующих беспроводных локальных сетей. По прогнозам агентств, занимающихся исследованием бизнеса (Phillips Group, Cahners In-Start Group), к 2003 году оборот мирового рынка в этой области достигнет $2 млрд. – в семь-восемь раз больше, чем в 1999 году.

Сегодня для многих компаний основой успешного бизнеса стало их постоянное присутствие в виртуальном пространстве. Это вызывает большой спрос на системы доступа к Сети. И естественно, что успехи на локальном уровне многие производители беспроводных систем не прочь перенести в глобальную сеть, откусив свой кусок от телекоммуникационного пирога. Однако в условиях телефонизированного Запада эфирные технологии не стали серьезными конкурентами проводному доступу в Интернет. Другое дело украинский рынок.

Невысокое качество отечественных каналов проводной связи привлекает внимание к любым альтернативам. Тем более, что у нас не редкость ситуация, когда отсутствует не только свободная медная пара для подключения к провайдеру, а и сам телефонный кабель.

И сегодня в нашей стране достаточно много компаний предлагают различное оборудование для беспроводных сетей, которое вполне можно использовать для входа в Интернет. Такое решение проблем доступа в некоторых случаях вполне оправдано, а иногда становится единственно возможным. Что ж, давайте внимательнее рассмотрим преимущества и недостатки эфирных технологий.

Что будем собирать?

При беспроводном доступе в Сеть используются две основные конструкции: «точка – точка» и «точка – многоточка».

В первом случае между собой связываются только два устройства, оборудованные узконаправленными антеннами. Одно из них называется точка доступа, по-английски – Access Point (AP). AP подключена к кабельной линии связи с провайдером. Второе устройство передает полученную из эфира информацию на персональный компьютер либо по обычным проводам, либо с помощью радиоволны. В последнем варианте компьютер-абонент должен иметь приемопередатчик (сетевой радиоадаптер) для обмена информацией. Такое решение может быть полезно, например, при объединении двух локальных сетей, особенно когда одна из них имеет выход в Интернет. Вторая в этом случае, естественно, также попадает в Сеть.

Конструкция «точка – многоточка» существует в двух вариантах. В первом каждый из объединяемых компьютеров оборудуется сетевым адаптером и всенаправленной антенной. В результате создается информационная среда, где «все общаются со всеми». Очевидно, что любой компьютер из такого семейства, получивший доступ к Сети, сразу же может поделиться информацией оттуда со всеми остальными.

Во втором случае всенаправленной антенной снабжается только один компьютер, получающий информацию из Интернета по кабелю и стоящий «на раздаче». Он выступает в качестве ретранслятора между Сетью и удаленными абонентами, принимающими и передающими информацию с помощью узконаправленных антенн.

Таким образом, беспроводная сеть должна состоять как минимум из двух компонентов – точки доступа (в Интернет) и компьютеров, оборудованных сетевыми адаптерами. Но иногда для построения сети требуется еще одно устройство – радиомост (бридж) между AP и компьютером. Он позволяет улучшить качество связи, так как располагается в точке наилучшего приема сигнала. Бридж обычно берет на себя и функции маршрутизатора – устройства, обеспечивающего адресную пересылку пакетов данных. Естественно, что при организации связи на больших расстояниях таких мостов может быть несколько, но соответственно увеличится и цена оборудования.

Поигравшись описанными кубиками, можно выбрать оптимальное для себя построение беспроводной сети и обеспечить надежный выход в Интернет. Но прежде чем обращаться в компании, продающие подобное оборудование, неплохо ознакомиться с возможностями двух основных методов передачи данных, определенных стандартом 802.11b – DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum – формирование спектра прямой последовательности) и FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum – формирование спектра с помощью скачков частоты). Обе технологии относятся к классу широкополосных, но каждая расширяет диапазон частот по-своему.

Прыг да скок

У метода FHSS славное военное прошлое. Он с успехом применялся еще во времена второй мировой войны. Идея, положенная в основу формирования сигналов, достаточно проста. Приемопередатчик имеет фиксированный набор частот (всего 79 в диапазоне шириной 80 МГц). После передачи пакета данных на одной частоте он по строго определенному закону «прыгает» на другую. Приемник «знает» порядок следования частот, а кроме того синхронизирован с передатчиком по времени. В результате он вылавливает из общего потока только свои частоты. В стандартном варианте один передатчик обеспечивает данными 15 виртуальных каналов. Но общее количество каналов, сформированных в одном частотном диапазоне, очевидно, может быть очень велико – как выражаются математики, «число перестановок по 15 из 79». Вдумчивый читатель, без сомнения, поймет смысл этого выражения.

Таким образом, ввиду описанных особенностей формирования сигналов метод «прыгающей частоты» обладает естественным кодированием и помехозащищенностью. Еще одной привлекательной чертой FHSS следует считать нечувствительность к многолучевому приему – одновременному приему прямого и отраженного сигналов. Последний имеет задержку по времени, по сравнению с прямым, и ввиду жесткой временной синхронизации передающего и принимающего устройства просто не успевает «к отходу поезда». Эта особенность технологии очень полезна при организации связи в городских кварталах с плотной застройкой.

Максимальная скорость передачи данных по технологии FHSS на частоте 2,4 ГГц составляет 1,6 Мбит/с. Величина заслуживает уважения и вполне сравнима с аналогичным показателем проводных выделенных каналов. Но возникает естественный вопрос: чем может ответить технология DSSS? Давайте разбираться.

Широким фронтом

Метод DSSS относится к семейству широкополосных шумоподобных сигналов. Но это совсем не тот случай, когда «много шума и... ничего». Технология DSSS, также как и FHSS, имеет военное происхождение. И поэтому главные ее свойства – скрытность, помехоустойчивость и конфиденциальность передачи. Не вдаваясь в глубокие технические подробности, укажем, что это достигается одновременным использованием 11 каналов передачи для одного пакета данных. Частотный диапазон сигнала размазывается до 22 МГц (три полновесных телевизионных канала!) и он становится похожим на шум. Естественных помех для такого сигнала практически не существует и перекрытие одной или даже нескольких частот не приводит к потере данных. Они восстанавливаются по дошедшим по назначению частям, так как при передаче используется избыточный цифровой код. Очевидно, что главное достоинство DSSS состоит в хорошей помехозащищенности, а это гарантирует высокую достоверность полученной информации. Кроме того, необходимая для устойчивой связи мощность излучения достаточно мала и для стандартного варианта оборудования составляет всего 30 мВт. Поэтому стало возможным построение приемопередатчиков в виде миниатюрной компьютерной платы (размером не более блокнота). Но эта «записная книжка», вставленная в разъем материнской платы компьютера и подключенная к внешней антенне, может связать его с другим устройством, находящимся на расстоянии нескольких километров.

Максимальная скорость передачи данных по этой технологии в зависимости от вариантов оборудования составляет 2–11 Мбит/c – достойный ответ оппоненту-попрыгунчику.

Но как говорили древние, недостатки – это продолжение наших достоинств. Главный враг при передаче сигналов по технологии DSSS ... она сама!? Для нее эффект многолучевого приема часто оказывается губительным. Кроме того, серьезную проблему для принимающего данные компьютера представляет близко расположенная другая локальная «шумоподобная» сеть.

И, конечно, при развертывании оборудования DSSS присутствует щекотливый момент – дипломатический, а именно отношения с устройствами FHSS. Существовать на одной территории «широкополосные родственники» могут только в случае использования узконаправленных антенн при строгом разграничении зон излучения. Если это не выполняется, то пострадавшей стороной становится именно технология прямой последовательности, так как мощность базового сигнала оппонента составляет 100 мВт со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Прицениваемся

Цены на компоненты оборудования беспроводного доступа варьируются в диапазоне от $100 за сетевой адаптер до свыше $2000 за продвинутую АР. Стоимость всего комплекта оборудования (напомним, что минимальный набор составляют АР (или радиомодем) и сетевой адаптер) в первую очередь зависит от его связных способностей и колеблется от $600 до нескольких тысяч долларов. Чем выше качество поддерживаемого соединения (устойчивость и дальность связи, пропускная способность канала и т. д.), тем больше стоимость оборудования. Кроме того, на цену влияет качество интерфейса с проводной сетью, количество поддерживаемых пользователей, а также сервисные функции устройств – способность шифровать протоколы передачи и защищать клиентов от внешнего прослушивания, выполнять маршрутизацию пакетов данных и интегрироваться с другими сетями и т. д.

Цены на оборудование FHSS в среднем ниже, чем на DSSS. В общем-то это понятно, потому что главное для потребителя – производительность, а она, как мы уже выяснили, при передаче по методу прямой последовательности выше. Правда, здесь есть нюансы.

Дело в том, что пропускная способность устройств DSSS зависит от качества соединения и своего максимального значения 11 Мбит/с достигает только в конфигурации «точка – точка» и использовании направленной антенны. Причем для передачи сигнала на большое расстояние (несколько десятков километров) часто приходится применять и дополнительный усилитель мощностью до 1 Вт. А при использовании конфигурации «точка – многоточка» скорость передачи не превышает 5,5 Мбит/c. Она зависит от конкретных условий приема сигнала и дальности соединения и может снижаться до 1 Мбит/c. Правда, клиент освобожден от задачи определения оптимальной скорости приема/передачи данных, так как система автоматически решает эту задачу.

Оборудование, построенное на основе технологии FHSS, менее чувствительно к условиям приема прежде всего потому, что имеет более высокий уровень базового сигнала. И даже в городских условиях максимальная пропускная способность канала 1,6 Мбит/c – нередкое явление.

Некоторые компании при продаже оборудования требуют также заключения договора на его обслуживание. Цена такой услуги составляет от $100 до $200. Но можно найти варианты продажи и без такого навязчивого сервиса.

Надо защищаться

Защитить сигналы беспроводной сети от перехвата практически невозможно. И вопросы безопасности информации для них гораздо актуальнее, чем для проводных систем.

Ввиду высокого уровня совместимости беспроводных устройств получить доступ к корпоративной сети может человек с ноутбуком, проезжающий мимо здания компании. И это не преувеличение, сообщения о таких случаях постоянно попадают в печать. Чаще всего они становятся поводом для насмешек над системами безопасности известных компаний. Но нередко недостаточной защищенностью беспроводных сетей пользуются и лица с криминальными наклонностями. Однако сказанное (при отсутствии шифрования данных) в большей степени относится к технологии DSSS; как мы упоминали, метод FHSS имеет уникальные коды для каждого абонента, что затрудняет перехват сообщений. Но эту защиту не стоит переоценивать, для профессионалов она не помеха.

Однако ситуация небезнадежна. Беспроводные системы, как правило, содержат аппаратные и программные средства защиты. И при достаточном внимании к вопросам безопасности пользователь в состоянии уберечь собственные секреты.

Практически каждая точка доступа генерирует таблицу клиентских адресов. Они могут устанавливаться автоматически, но если этого нет, не забывайте делать такую операцию вручную. Кроме того, обычно в программном обеспечении предусматривается возможность введения пароля для доступа к сети. Но для того чтобы полностью скрыть информацию от постороннего глаза, лучше всего применять шифрование, тем более, что многие беспроводные системы имеют встроенные программные и аппаратные средства криптографической защиты.

Законный выбор

Беспроводный доступ в Интернет становится все более популярным на отечественном рынке. Но сказать однозначно, какая технология лучше, невозможно. При выборе типа оборудования для конкретного случая действуют скорее не правила науки, а законы высокого искусства. Ведь каждому знакома ситуация, когда радиоприемник отказывается работать на подоконнике, но прекрасно воспроизводит сигнал в углу комнаты. Но если серьезно, то, конечно, перед покупкой беспроводного оборудования следует проконсультироваться с несколькими специалистами и только потом принимать решение.

Еще одним немаловажным критерием выбора должна стать возможность программной поддержки беспроводного оборудования и, в первую очередь, наличие драйверов для сетевых адаптеров. Если клиент – почитатель операционных систем Windows 95/98, NT и 2000, ему не стоит беспокоиться – все компании обеспечивают возможность программной поддержки своего оборудования со стороны этих систем. Но с Windows CE и Palm радиоадаптеры взаимодействуют далеко не всегда, и лишь очень немногие их них имеют драйверы для Linux, FreeBSD или MacOS.

Журнал "Мир связи" №5/2001