Беспроводной и спутниковый интернет

Киселев И. И, Абдоков Р. А ЭЭ-113

Спутниковый Интернет — способ обеспечения доступа к сети Интернет с использованием технологий спутниковой связи.

Варианты обеспечения доступа

Существует два способа обмена данными через спутник:

· односторонний (one-way), иногда называемый также «асимметричным» — когда для приёма данных используется спутниковый канал, а для передачи — доступные наземные каналы.

· двухсторонний (two-way), иногда называемый также «симметричным» — когда и для приёма, и для передачи используются

1. Двухсторонний спутниковый Интернет

интернет спутниковый ядро

Двухсторонний спутниковый Интернет подразумевает приём данных со спутника и отправку их обратно также через спутник. Этот способ является очень качественным, так как позволяет достигать больших скоростей при передаче и отправке, но он является достаточно дорогим и требует получения разрешения на радиопередающее оборудование (впрочем, последнее провайдер часто берет на себя). Высокая стоимость двустороннего интернета оказывается полностью оправданной за счёт в первую очередь намного более надёжной связи. В отличие от одностороннего доступа, двусторонний спутниковый интернет не нуждается ни в каких дополнительных ресурсах (не считая электропитания, конечно же).

Особенностью «двустороннего» спутникового доступа в Интернет является достаточно большая задержка на канале связи. Пока сигнал дойдёт от абонента до спутника и от спутника до Центральной станции спутниковой связи — пройдёт около 250 мс. Столько же нужно на путешествие обратно. Плюс неизбежные задержки сигнала на обработке и на то, чтобы пройти «по Интернету». В результате время пинга на двустороннем спутниковом канале составляет около 600 мс и более. Это накладывает некоторую специфику на работу приложений через спутниковый Интернет и особенно печально для заядлых геймеров.

Ещё одна особенность состоит в том, что оборудование различных производителей практически несовместимо друг с другом. То есть, если вы выбрали одного оператора, работающего на определённом типе оборудования (например, ViaSat, Hughes, Eastar, Newtec, Gilat (SkyEdge) и т. п.), то перейти вы сможете только к оператору, использующему такое же оборудование. Попытка реализовать совместимость оборудования различных производителей (стандарт DVB-RCS) была поддержана очень небольшим количеством компаний, и на сегодня является скорее ещё одной из «частных» технологий, чем общепринятым стандартом.

Оборудование для двухстороннего спутникового Интернета

· Приёмопередающая антенна (существенно отличается от «приёмных» спутниковых антенн — прежде всего требованиями к точности изготовления, механической прочности и способности выдерживать установку достаточно тяжёлого облучателя и высокочастотного блока, поэтому она заметно тяжелее и дороже). Чаще всего используется Ku-диапазон, для которого традиционно требуются антенны диаметром 1,2 — 1,8 метра, в последнее время стали доступны сервисы с антеннами 0.8 — 0.9 метра (размер определяется требованиями не только к приёму, но и к передаче). В Европейской части России также доступен Ka-диапазон, где используются антенны меньшего диаметра (около 0,7 — 0,8 метра).

· Высокочастотное оборудование — передающий блок BUC (block-up converter) и приёмный блокLNB (low-noise block) устанавливается на облучателе антенны. В России мощность используемого передатчика (BUC) ограничивается 2-мя Ваттами, в противном случае процедура получения разрешения резко усложняется и удорожается. Как правило BUC и LNB являются универсальными, то есть не привязанными к спутниковому терминалу. Однако, некоторые производители, например Hughes и Newtec, используют свои BUC и LNB, не совместимые с оборудованием других производителей.

· Спутниковый терминал (модем) — основное устройство «двустороннего» спутникового доступа. Обеспечивает приём и передачу спутникового сигнала, взаимодействие с центральным узлом оператора спутникового Интернета и передачу трафика в локальную сеть пользователя. Как правило, для подключения пользователя используется интерфейс Ethernet 10/100Base-T. К терминалу может быть подключён как один компьютер, так и целая локальная сеть, для которой будет осуществляться доступ к Спутниковому Интернету.

Диапазоны — C, Ku, Ka

Услуги массового двустороннего доступа в Интернет в C-диапазоне практически не существуют, поскольку для работы абонентам требуются антенны сравнительно большого размера и мощные передатчики. В этом диапазоне организуются в основном магистральные каналы и корпоративные сети передачи данных.

Традиционно услуги двустороннего доступа в Интернет предоставляются в Ku-диапазоне, обладающем следующими преимуществами:

· зона покрытия в котором достаточно широка и одна центральная станция может обслуживать большие территории,

· антенны могут использоваться сравнительно небольших размеров (типично — 1.2−1.8 метра, а с появлением новых спутников с хорошей энергетикой, таких как Ямал-300К и Ямал-402 возможна работа и с антеннами 0.8 — 1.0 метра)

· используются компактные и массовые, а значит и сравнительно недорогие передатчики мощностью до 2 Ватт (в некоторых сетях — даже меньше 1-го Ватта).

С 2011 года для двустороннего спутникового доступа стал активно использоваться Ka-диапазон, на специально для этого спроектированных и построенных спутниках с так называемыми «зоновыми лучами» — Ka-Sat, Viasat-1, Jupiter. Система «зоновых лучей» вместе со специально построенной для нее наземной инфраструктурой позволяет повысить энергетику в каждом луче и многократно переиспользовать доступный диапазон частот, а это многократно повышает пропускную способность спутниковой сети. В России в настоящее время доступны услуги в Ka-диапазоне со спутника Ka-Sat, лучи которого захватывает часть европейской территории России. Со стандартной антенной 0.75 метра в Ка-диапазоне доступны скорости до 3 Мбит/с на передачу и 6 Мбит/с на прием, технически возможны и более высокие скорости. Ограничением для развития сетей Ka-диапазона является узкая зона покрытия^[1]. Дальнейшее развитие спутникового интернета в Ka-диапазоне ожидается в 2014 году, после запуска спутников Экспресс АМ5 иЭкспресс АМ6, но характеристики требуемого абонентского оборудования и условия сервиса на этих спутниках пока неизвестны.

Преимущества и недостатки двустороннего спутникового Интернета

Основное преимущество двустороннего спутникового Интернета — полная независимость от наличия местных «наземных» Интернет-провайдеров. Все, что требуется для работы — это место для установки антенны, прямая видимость на спутник и источник электропитания. Второе немаловажное преимущество — простота абонентского подключения. Спутниковый терминал (модем) имеет порт Ethernet (10/100BaseT), который фактически является для абонента портом провайдера. К этому порту может быть подключен компьютер, домашний маршрутизатор, точка доступа Wi-Fi и т. п. Настройки со стороны пользователя при этом минимальны и ничем не отличаются от любого другого подключения по локальной сети.

К недостаткам двустороннего доступа следует отнести сравнительно высокую цену оборудования, хотя в последнее время наблюдается тенденция к ее снижению. Стоимость типичного абонентского комплекта по состоянию на 2013 год составляет 14−25 тыс. руб. (в зависимости от провайдера и сети), что сравнимо со стоимостью, например, смартфона или планшета. Также оборудование двустороннего доступа достаточно громоздко, из-за размеров антенн, что усложняет его доставку до конечного потребителя. Снижение стоимости оборудования и доставки за счет уменьшения размеров антенн и мощности (а значит и массогабаритов) передатчика не всегда оправдано, т.к. приводит к снижению энергетики абонентской станции, и, в конечном итоге, к уменьшению надежности связи и скорости передачи данных — в первую очередь в направлении «от абонента».

И как всякое спутниковое оборудование — оборудование двустороннего спутникового Интернета требует определенной квалификации при его установке и наведении на спутник. Хотя современное оборудование включает средства, облегчающие наведение — специальный WEB-интерфейс спутникового модема, точно отображающий сигнал, вспомогательные средства наведения по звуковому сигналу или специальному индикатору.

2. Односторонний спутниковый Интернет

Односторонний спутниковый Интернет подразумевает наличие у пользователя какого-то существующего способа подключения к Интернету. Как правило это медленный и / или дорогой канал (GPRS/EDGE, ADSL-подключение там, где услуги доступа в Интернет развиты плохо и ограничены по скорости и т. п.). Через этот канал передаются только запросы в Интернет. Эти запросы поступают на узел оператора (провайдера) одностороннего спутникового доступа (используются различные технологии VPN-подключения или проксирования трафика), а данные, полученные в ответ на эти запросы, передают пользователю через широкополосный спутниковый канал. Поскольку большинство пользователей в основном получает данные из Интернета, то такая технология позволяет получить более скоростной и более дешёвый трафик, чем медленные и дорогие наземные подключения. Объем же исходящего трафика по наземному каналу (а значит и затраты на него) становится достаточно скромным (соотношение исходящий / входящий — примерно от 1/10 при веб-серфинге, от 1/100 и лучше при загрузке файлов).

Естественно, использовать односторонний спутниковый Интернет имеет смысл тогда, когда доступные наземные каналы слишком дорогие и / или медленные. При наличии недорогого и быстрого «наземного» Интернета — спутниковый Интернет имеет смысл как резервный вариант подключения, на случай пропадания или плохой работы «наземного».

Задержки при использовании одностороннего доступа определяются как временем передачи сигнала через спутник (от оператора до абонента — порядка 250 мс), так и задержками в «наземном» (запросном) канале, и при большой загрузке сети могут варьироваться в очень широких пределах — вплоть до секунд.

Оборудование для одностороннего спутникового Интернета

Спутниковая плата (DVB-карта) для приёма сигнала в стандарте DVB-S или DVB-S2. Может быть с интерфейсом PCI, PCI-E или USB, выбор зависит от того, что вам удобнее подключать к компьютеру. Лучше использовать платы с поддержкой DVB-S2, поскольку все больше операторов переходят на этот стандарт;

· Спутниковая антенна («Тарелка»), такая же, как для приёма спутникового ТВ, как правило достаточно антенны диаметром 90 см (но проверьте на сайте провайдера размер конкретно для вашей местности).

· Устанавливаемый на антенне усилитель-конвертер (как правило — «универсальный конвертер Ku-диапазона», работающий с линейной поляризацией, но некоторые провайдеры работают в круговой поляризации, возможно также и использование C-диапазона — проверьте на сайте провайдера).

DVB-карта

Ядро спутникового Интернета. Осуществляет обработку данных, полученных со спутника, и выделение полезной информации. Существует множество различных видов карт, но наиболее известны карты семейства SkyStar. Основными отличиями DVB-карт на сегодняшний день является максимальная скорость потока данных. Также к характеристикам можно отнести возможность аппаратного декодирования сигнала, программную поддержку продукта.

Антенна

Существуют два типа спутниковых антенн:

· офсетные;

· прямофокусные.

Прямофокусные антенны представляют собой «блюдце» с сечением в виде окружности; приёмник расположен прямо напротив его центра. Они сложнее офсетных в настройке и требуют подъёма на угол спутника, из-за чего могут «собирать» атмосферные осадки. Офсетные антенны за счёт смещения фокуса «тарелки» (точки максимального сигнала), устанавливаются практически вертикально, и потому проще в обслуживании. Диаметр антенны выбирается в соответствии с метеоусловиями и уровнем сигнала необходимого спутника.

Конвертер (LNB)

Конвертер выполняет роль первичного преобразователя, который преобразовывает СВЧ-сигнал со спутника в сигнал промежуточной частоты. В настоящее время большинство конвертеров адаптировано к длительным воздействиям влаги и УФ-лучей. При выборе конвертера, в основном, следует обратить внимание на шумовой коэффициент. Для нормальной работы стоит выбирать конвертеры со значением этого параметра в промежутке 0,25 — 0,30 dB.

Программное обеспечение

Существует два взаимодополняющих подхода к реализации ПО для спутникового интернета.

1. В первом случае DVB-карта используется как стандартное сетевое устройство (но работающие только на приём), а для передачи используется VPN-туннель (многие провайдеры используют PPTP («Windows VPN»), либо OpenVPN на выбор клиента, в некоторых случаях используется IPIP-туннель), есть и другие варианты. При этом в системе отключается контроль заголовков пакетов. Запросный пакет уходит на туннельный интерфейс, а ответ приходит со спутника (если не отключить контроль заголовков, система посчитает пакет ошибочным (в случае Windows — не так)). Данный подход позволяет использовать любые приложения, но имеет большую задержку. Большинство доступных в СНГ спутниковых провайдеров (SpaceGate (Ителсат), Raduga-Internet, SpectrumSat) поддерживают данный метод.

2. Второй вариант (иногда используется совместно с первым): использование специального клиентского ПО, которое за счёт знания структуры протокола позволяет ускорять получение данных (например, запрашивается веб-страница, сервер у провайдера просматривает её и сразу, не дожидаясь запроса, посылает и картинки с этой страницы, считая, что клиент их все равно запросит; клиентская часть кеширует такие ответы и возвращает их сразу). Такое программное обеспечение со стороны клиента обычно работает как HTTP и Socks-прокси. Примеры: Globax (SpaceGate + другие по запросу), Sprint (Raduga), Slonax (SatGate, ioSat).

В обоих случаях возможно «расшаривание» трафика по сети (в первом случае иногда даже можно иметь несколько разных подписок спутникового провайдера и разделять тарелку за счёт особой настройки машины с тарелкой (требуется Linux или FreeBSD, подWindows требуется программное обеспечение сторонних производителей)).

Некоторые провайдеры (SkyDSL) в обязательном порядке используют своё программное обеспечение (выполняющее роль и туннеля, и прокси), часто также выполняющие клиентский шейпинг и не дающее расшаривать спутниковый интернет между пользователями (также не дающие возможности использовать в качестве ОС что-либо отличное от Windows).

Преимущества и недостатки одностороннего доступа

Можно выделить следующие плюсы одностороннего спутникового Интернета:

· Возможность получить высокие скорости входящего трафика там, где сети наземных операторов имеют низкую скорость и высокую цену.

· Сравнительно недорогой комплект оборудования, включающий стандартные и распространенные компоненты для ТВ-приема.

· Большая вероятность приобрести наиболее громоздкое оборудование (антенну с опорой, кабели) в непосредственной доступности, без сложной доставки

· Более легкая и потому более простая в установке антенная система, чем для двустороннего доступа

· Традиционно невысокая для спутниковых услуг стоимость трафика, особенно в часы минимальной загрузки сети

· Возможность одновременного просмотра спутникового ТВ и «рыбалки со спутника»

· Простота перехода от провайдера к провайдеру — практически везде используется одинаковые протоколы и оборудование Недостатки:

· Сильная зависимость от качества «наземной» сети, используемой в качестве запросного канала. Задержки и потери данных на «наземной» сети могут привести к снижению качества сервиса в целом.

· Сложность установки, требуется не только точное наведение антенны на спутник, но установка и настройка программных компонент на компьютере пользователя (VPN-подключения или «ускорителей трафика»).

· Возможность конфликта требуемых для работы одностороннего доступа приложений с другими компонентами системы (межсетевым экраном, антивирусом и т. п.)

· Сложность реализации «группового подключения» — когда к одностороннему спутниковому интернету надо подключить домашнюю локальную сеть, с возможностью выхода в Интернет, например, смартфонов, планшетов, ноутбука и т. п.

· Сокращение рынка одностороннего доступа в последние годы. В 2012;2013 годах с рынка ушли ряд операторов — Hi-Stream, Sky-Fi, Axgate, попробовавший силы в этой области Триколор, СТВ, SatGate и другие.

Область применения

Основные потребители спутникового интернета — это расположенные вдали от основных транспортных магистралей небольшие населенные пункты (условно говоря «меньше 10 тысяч жителей»), отдельные домовладения, дачные поселки. Т. е. такие места, где скоростные наземные каналы и покрытие 3G (не говоря про 4G) отсутствуют, либо имеет низкую скорость и плотность покрытия и не могут обслужить с приемлемым качеством большое количество абонентов.

Традиционым для спутниковых провайдеров является обслуживание в основном корпоративных клиентов, таких как нефтяные и другие добывающие компании, лесопромышленные компании, репортерские группы телекомпаний, в том числе и для прямого эфира, так женаучные станции во всех точках планеты. Спутниковый доступ также используется многими копоративными пользователями как резервная сеть, не зависящая от состояния наземных каналов. Среди массовых пользователей спутниковый интернет — достаточно экзотический способ подключения, т.к. в большинстве случаев доступны более простые и дешевые в установке наземные каналы.

При презентации ныне замороженного^[2] проекта РСС-ВСД (Российская спутниковая система высокоскоростного доступа) количество потенциальных абонентов спутникового интернета в России оценивалось в 2 млн. человек. Причем услуги спутникового интернета востребованы не только в отдаленных районах, но и в западных областях России, включая даже Подмосковье (где спутниковые подключения используются в основном на дачах).

Исторически в России основная масса пользователей спутникового интернета работает через односторонний доступ. Двусторонний доступ до последнего времени не пользовался популярностью среди частных лиц из-за высокой стоимости установки и трафика и применялся в основном корпоративными клиентами.

В 2012 году в России стали доступны услуги двустороннего спутникового интернета в Ka-диапазоне через спутник Ka-Sat. Стоимость трафика для данных услуг не выше (а на конец 2013 года уже и ниже), чем для одностороннего спутникового интернета, стоимость комплекта оборудования с компактной антенной размером 75 см — около 18−20 тыс. руб. (а по различным рекламным акциям и меньше). Типичные скорости, обеспечиваемые с такой антенной в Ka-диапазоне — до 6 Мбит/с к абоненту и до 3 Мбит/с от абонента, возможны и более высокие скорости (до 18 Мбит/с). За счет этого спутниковый интернет Ka-диапазона уже получил довольно широкую популярность в «дачном секторе» западной части России. Ограничением для использования Ka-диапазона в России на данный момент является малая зона покрытия, включающая западную часть, северо-запад, юг Поволжья и черноморское побережье.

С начала 2013 года несколько операторов запустили массовые услуги двустороннего спутникового интернета в Ku-диапазоне^[3][4][5]. При использовании операторами спутников Ямал-300К, Ямал-402, IntelSat 904 в Ku-диапазоне включает практически всю территорию России^[6][7], при этом стоимость типичного комплекта оборудования для Ku-диапазона составляет от 14 до 25 тыс. руб. (и даже от 8 тыс. руб. — при определенных обязательствах абонента по потреблению трафика), используются антенны размером 75−90 см. Тарифы на новые услуги спутникового интернета Ku-диапазоне выше, чем в Ka, но уже сравнимы (а в некоторых случаях ниже), с односторонним доступом. Достаточно компактные антенны также делают эти сервисы привлекательными для массовой установки.

3. Wi-Fi

Wi-Fi — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. Под аббревиатурой Wi-Fi (от английского словосочетания Wireless Fidelity, которое можно дословно перевести как «беспроводное качество» или «беспроводная точность») в настоящее время развивается целое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам.

Любое оборудование, соответствующее стандарту IEEE 802.11, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить соответствующий сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi.

История

Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Создатель Wi-Fi — Вик Хейз (Vic Hayes) находился в команде, участвовавшей в разработке таких стандартов, как IEEE 802.11b, IEEE 802.11a и IEEE 802.11g. В 2003 году Вик ушёл из Agere Systems. Agere Systems не смогла конкурировать на равных в тяжёлых рыночных условиях, несмотря на то что её продукция занимала нишу дешёвых Wi-Fi решений. 802.11abg all-in-one-чипсет Agere (кодовое имя: WARP) плохо продавался, и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi в конце 2004 года.

Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с^[1]. С 2011 по 2013 разрабатывался стандарт IEEE 802.11ac, окончательное принятие стандарта запланировано на начало 2014 года. Скорость передачи данных при использовании 802.11ac может достигать нескольких Гбит/с. Большинство ведущих производителей оборудования уже анонсировали устройства поддерживающие данный стандарт.

27 июля 2011 года Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) выпустил официальную версию стандарта IEEE 802.22^[2]. Системы и устройства, поддерживающие этот стандарт, позволят передавать данные на скорости до 22 Мбит/с в радиусе 100 км от ближайшего передатчика.

Происхождение названия

Термин «Wi-Fi» изначально был придуман как игра слов для привлечения внимания потребителя «намёком» на Hi-Fi (англ. High Fidelity — высокая точность). Несмотря на то, что поначалу в некоторых пресс-релизах WECA фигурировало словосочетание «Wireless Fidelity» («беспроводная точность»)^[3], на данный момент от такой формулировки отказались, и термин «Wi-Fi» никак не расшифровывается^[4].

Принцип работы

Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка (Ad-hoc), когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID (англ.) русск.) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения. Более подробно принцип работы описан в официальном тексте стандарта^[5].

Однако, стандарт не описывает всех аспектов построения беспроводных локальных сетей Wi-Fi. Поэтому каждый производитель оборудования решает эту задачу по-своему, применяя те подходы, которые он считает наилучшими с той или иной точки зрения. Поэтому возникает необходимость классификации способов построения беспроводных локальных сетей.

По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:

· Автономные точки доступа (называются также самостоятельные, децентрализованные, умные)

· Точки доступа, работающие под управлением контроллера (называются также «легковесные», централизованные)

· Бесконтроллерные, но не автономные (управляемые без контроллера) По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:

· Со статическими настройками радиоканалов

· С динамическими (адаптивными) настройками радиоканалов

· Со «слоистой» или многослойной структурой радиоканалов

Преимущества Wi-Fi

Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и / или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями.

· Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам.

· Wi-Fi устройства широко распространены на рынке. Гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi.

· Мобильность. Вы больше не привязаны к одному месту и можете пользоваться Интернетом в комфортной для вас обстановке.

· В пределах Wi-Fi зоны в сеть Интернет могут выходить несколько пользователей с компьютеров, ноутбуков, телефонов и т. д.

· Излучение от Wi-Fi устройств в момент передачи данных на порядок (в 10 раз) меньше, чем у сотового телефона^[6].

Недостатки Wi-Fi

· В диапазоне 2,4 GHz работает множество устройств, таких как устройства, поддерживающиеBluetooth, и др, и даже микроволновые печи, что ухудшает электромагнитную совместимость.

· Производителями оборудования указывается скорость на L1 (OSI), в результате чего создаётся иллюзия, что производитель оборудования завышает скорость, но на самом деле в Wi-Fi весьма высоки служебные «накладные расходы». Получается, что скорость передачи данных на L2 (OSI) в Wi-Fi сети всегда ниже заявленной скорости на L1 (OSI). Реальная скорость зависит от доли служебного трафика, которая зависит уже от наличия между устройствами физических преград (мебель, стены), наличия помех от других беспроводных устройств или электронной аппаратуры, расположения устройств относительно друг друга и т. п.^[7]

· Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах не одинаковы. Во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, напримерРоссия, Белоруссия и Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора^[8].

· Как было упомянуто выше — в России точки беспроводного доступа, а также адаптеры Wi-Fi с ЭИИМ, превышающей 100 мВт (20 дБм), подлежат обязательной регистрации^[9].

· Стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). Новые устройства поддерживают более совершенные протоколы шифрования данных WPA и WPA2. Принятие стандарта IEEE 802.11i (WPA2) в июне 2004 года сделало возможным применение более безопасной схемы связи, которая доступна в новом оборудовании. Обе схемы требуют более стойкий пароль, чем те, которые обычно назначаются пользователями. Многие организации используют дополнительное шифрование (например VPN) для защиты от вторжения. На данный момент основным методом взлома WPA2 является подбор пароля, поэтому рекомендуется использовать сложные цифро-буквенные пароли для того, чтобы максимально усложнить задачу подбора пароля.

· В режиме точка-точка (Ad-hoc) стандарт предписывает лишь реализовать скорость 11 Мбит/сек (802.11b)^[10]. Шифрование WPA (2) недоступно, только легковзламываемый WEP.

Некоммерческое использование Wi-Fi

Пока коммерческие сервисы пытаются использовать существующие бизнес-модели для Wi-Fi, многие группы, сообщества, города, и частные лица строят свободные сети Wi-Fi, часто используя общее пиринговое соглашение для того, чтобы сети могли свободно взаимодействовать друг с другом.

Многие муниципалитеты объединяются с локальными сообществами, чтобы расширить свободные Wi-Fi-сети. Некоторые группы строят свои Wi-Fi-сети, полностью основанные на добровольной помощи и пожертвованиях.

Для получения более подробной информации смотрите раздел совместные беспроводные сети, где можно также найти список свободных сетей Wi-Fi, расположенных по всему миру (см. также Бесплатные точки доступа Wi-Fi в Москве).

OLSR (en) — один из протоколов, используемых для создания свободных сетей. Некоторые сети используют статическую маршрутизацию, другие полностью полагаются на OSPF. В Израилеразрабатывается протокол WiPeer для создания бесплатных P2P-сетей на основе Wi-Fi.

В Wireless Leiden разработали собственное программное обеспечение для маршрутизации под названием LVrouteD для объединения Wi-Fi-сетей, построенных на полностью беспроводной основе. Бомльшая часть сетей построена на основе ПО с открытым кодом, или публикуют свою схему под открытой лицензией. (превращает любой ноутбук с установленной Mac OS X и Wi-Fi-модулем в открытый узел Wi-Fi-сети). Также следует обратить внимание на netsukuku — Разработка всемирной бесплатной mesh-сети.

Некоторые небольшие страны и муниципалитеты уже обеспечивают свободный доступ к хот-спотам Wi-Fi и доступ к Интернету через Wi-Fi по месту жительства для всех. Например, Королевство Тонга и Эстония, которые имеют большое количество свободных хот-спотов Wi-Fi по всей территории страны. В Париже OzoneParis предоставляет свободный доступ в Интернет неограниченно всем, кто способствует развитию Pervasive Network, предоставляя крышу своего дома для монтажа оборудования Wi-Fi. Unwire Jerusalem — это проект установки свободных точек доступа Wi-Fi в крупных торговых центрах Иерусалима. Многие университеты обеспечивают свободный доступ к Интернет через Wi-Fi для своих студентов, посетителей и всех, кто находится на территории университета.

Некоторые коммерческие организации, такие как Panera Bread, предоставляют свободный доступ к Wi-Fi постоянным клиентам. Заведения McDonald’s Corporation тоже предоставляют доступ к Wi-Fi под брендом McInternet. Этот сервис был запущен в ресторане вОук-Брук, Иллинойс; он также доступен во многих ресторанах в Лондоне, Москве и Киеве.

Тем не менее, есть и третья подкатегория сетей, созданных сообществами и организациями, такими как университеты, где свободный доступ предоставляется членам сообщества, а тем, кто в него не входит, доступ предоставляется на платной основе. Пример такого сервиса — сеть Sparknet в Финляндии. Sparknet также поддерживает OpenSparknet — проект, в котором люди могут делать свои собственные точки доступа частью сети Sparknet, получая от этого определённую выгоду.

В последнее время коммерческие Wi-Fi-провайдеры строят свободные хот-споты Wi-Fi и хот-зоны. Они считают, что свободный Wi-Fi-доступ привлечёт новых клиентов и инвестиции вернутся.

Бесплатный доступ к Интернет через Wi-Fi

Независимо от исходных целей (привлечение клиентов, создание дополнительного удобства или чистый альтруизм) во всём мире и в России, в том числе, растёт количество бесплатных хот-спотов, где можно получить доступ к наиболее популярной глобальной сети (Интернет) совершенно бесплатно. Это могут быть и крупные транспортные узлы, где подключиться можно самостоятельно в автоматическом режиме, и бары, где для подключения необходимо попросить карточку доступа у персонала, и даже просто территории городского ландшафта, являющиеся местом постоянного скопления людей.

Стандартами Wi-Fi не предусмотрено шифрование передаваемых данных в открытых сетях. Это значит, что все данные, которые передаются по открытому беспроводному соединению, могут быть прослушаны злоумышленниками при помощи программ-снифферов. К таким данным могут относиться пары логин / пароль, номера банковских счетов, пластиковых карт, конфиденциальная переписка. Поэтому, при использовании бесплатных хот-спотов не следует передавать в интернет подобные данные.

Wi-Fi и ПО

· ОС семейства BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD) могут работать с большинством адаптеров, начиная с 1998 года. Драйверы для чипов Atheros, Prism, Harris/Intersil и Aironet (от соответствующих производителей Wi-Fi устройств) обычно входят в ОС BSD начиная с версии 3. В OpenBSD 3.7, было включено больше драйверов для беспроводных чипов, включая RealTek RTL8180L, Ralink RT25×0, Atmel AT76C50x, и Intel 2100 и 2200BG/2225BG/2915ABG. Благодаря этому частично удалось решить проблему нехватки открытых драйверов беспроводных чипов для OpenBSD. Возможно некоторые драйверы, реализованные для других BSD-систем, могут быть перенесены, если они ещё не были созданы. NDISwrapper также доступен для FreeBSD.

· OS X (прежнее название — Mac OS X). Адаптеры производства Apple поддерживались с системы Mac OS 9, выпущенной в 1999 году. С 2006 года все настольные компьютеры и ноутбуки Apple Inc. (а также появившиеся позднее телефоны iPhone, плееры iPod Touchи планшетные компьютеры iPad) штатно оснащаются адаптерами Wi-Fi, сеть Wi-Fi в настоящее время является основным решением Apple для передачи данных, и полностью поддерживается OS X. Возможен режим работы адаптера компьютера в качестве точки доступа, что позволяет при необходимости связывать компьютеры Macintosh в беспроводные сети в отсутствии инфраструктуры. Darwin и OS X, несмотря на частичное совпадение с BSD, имеют свою собственную, уникальную реализацию Wi-Fi.

· Linux: Начиная с версии 2.6, поддержка некоторых Wi-Fi устройств появилась непосредственно в ядре Linux. Поддержка для чипов Orinoco, Prism, Aironet, Atmel, Ralink включена в основную ветвь ядра, чипы ADMtek и Realtek RTL8180L поддерживаются как закрытыми драйверами производителей, так и открытыми, написанными сообществом. Intel Calexico поддерживаются открытыми драйверами, доступными на SourceForge.net. Atheros поддерживается через открытые проекты. Поддержка других беспроводных устройств доступна при использовании открытого драйвера NDISwrapper, который позволяет Linux-системам, работающим на компьютерах с архитектурой Intel x86, «оборачивать» драйвера производителя для Microsoft Windows для прямого использования. Известна по крайней мере одна коммерческая реализация этой идеи. FSF создало список рекомендуемых адаптеров, более подробную информацию можно найти на сайте Linux wireless.

· Существует довольно большое количество Linux-based прошивок для беспроводных роутеров, распространяемых под лицензиейGNU GPL. К ним относятся так называемая «прошивка от Олега», FreeWRT, OpenWRT, X-WRT, DD-WRT и т. д. Как правило, они поддерживают гораздо больше функций, чем оригинальные прошивки. Необходимые сервисы легко добавляются путём установки соответствующих пакетов. Список поддерживаемого оборудования постоянно растёт.^[14]

· В ОС семейства Microsoft Windows поддержка Wi-Fi обеспечивается, в зависимости от версии, либо посредством драйверов, качество которых зависит от поставщика, либо средствами самой Windows.

· Ранние версии Windows, такие как Windows 2000 и младше, не содержат встроенных средств для настройки и управления, и тут ситуация зависит от поставщика оборудования.

· Microsoft Windows XP поддерживает настройку беспроводных устройств. И хотя первоначальная версия включала довольно слабую поддержку, она значительно улучшилась с выходом Service Pack 2, а с выходом Service Pack 3 была добавлена поддержка WPA2.

· Microsoft Windows Vista содержит улучшенную по сравнению с Windows XP поддержку Wi-Fi.

· Microsoft Windows 7 поддерживает все современные на момент её выхода беспроводные устройства и протоколы шифрования. Помимо прочего в Windows 7 создана возможность создавать виртуальные адаптеры Wi-Fi, что теоретически позволило бы подключаться не к одной Wi-Fi-сети, а к нескольким сразу. На практике в Windows 7 поддерживается создание только одного виртуального адаптера, при условии написания специальных драйверов^[15]. Это может быть полезно при использовании компьютера в локальной Wi-Fi-сети и, одновременно, в Wi-Fi-сети подключённой к Интернет.

4. Разрешение на использование частот

В России, в соответствии с решениями Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) от 7 мая 2007 г. № 07−20−03−001 «О выделении полос радиочастот устройствам малого радиуса действия»^[16] и от 20 декабря 2011 г. № 11−13−07−1^[17], использование Wi-Fi без получения частного разрешения на использование частот возможно для организации сети внутри зданий, закрытых складских помещений и производственных территорий в полосах 2400−2483,5 МГц (стандарты 802.11b и 802.11g; каналы 1−13) и 5150−5350 МГц (802.11a и 802.11n; каналы 34−64). Для легального использования внеофисной беспроводной сети Wi-Fi (например, радиоканала между двумя соседними домами) необходимо получение разрешения на использование частот (как в полосе 2,4 ГГц, так и 5 ГГц) на основании заключения экспертизы о возможности использования заявленных РЭС и их электромагнитной совместимости (ЭМС) с действующими и планируемыми для использования РЭС.

Регистрация оборудования

Радиоэлектронные средства подлежат регистрации в Роскомнадзоре в соответствии с установленным порядком^[18]. В соответствии c Постановлением Правительства Российской Федерации от 13 октября 2011 г. № 837 «О внесении изменений в Постановление Правительства Российской Федерации от 12 октября 2004 г. № 539»^[19] не подлежат регистрации, в частности, (из п. 13, 23, 24 приложения):

· Пользовательское (оконечное) оборудование передающее, включающее в себя приемное устройство, малого радиуса действия стандартов IEEE 802.11, IEEE 802.11.b, IEEE 802.11.g, IEEE 802.11.n (Wi-Fi), работающее в полосе радиочастот 2400−2483,5 МГц, с допустимой мощностью излучения передатчика не более 100 мВт, в том числе встроенное либо входящее в состав других устройств;

· Пользовательское (оконечное) оборудование передающее, включающее в себя приемное устройство, малого радиуса действия стандартов IEEE 802.11а, IEEE 802.11.n (Wi-Fi), работающее в полосах радиочастот 5150 — 5350 МГц и 5650 — 6425 МГц, с допустимой мощностью излучения передатчика не более 100 мВт, в том числе встроенное либо входящее в состав других устройств;

· Устройства малого радиуса действия, используемые внутри закрытых помещений, в полосе радиочастот 5150 — 5250 МГц с максимальной эквивалентной изотропно излучаемой мощностью передатчика не более 200 мВт;

· Устройства малого радиуса действия в сетях беспроводной передачи данных внутри закрытых помещений в полосе радиочастот 2400−2483,5 МГц с максимальной эквивалентной изотропно излучаемой мощностью передатчика не более 100 мВт при использовании псевдослучайной перестройки рабочей частоты.

Ответственность

За нарушение порядка использования радиоэлектронных средств предусматривается ответственность по статьям 13.3 и 13.4 Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях (КоАП РФ)^[20]. Так, в июле 2006 года несколько компаний в Ростове-на-Дону были оштрафованы за эксплуатацию открытых сетей Wi-Fi (хот-спотов)^[21]. Федеральная служба по надзору в сфере массовых коммуникаций, связи и охраны культурного наследия издало новое разъяснение использования и регистрации всех устройств, использующих Wi-Fi. Позднее оказалось, что существует комментарий Россвязьохранкультуры^[22], который частично опровергает недоразумения, развитые сетевыми СМИ.

Украина

На Украине использование Wi-Fi без разрешения Украинского государственного центра радиочастот (укр. Український державний центр радіочастот) возможно лишь в случае использования точки доступа со стандартной всенаправленной антенной (<6 дБ, мощность сигнала? 100 мВт на 2,4 ГГц и? 200 мВт на 5 ГГц) для внутренних (использование внутри помещения) потребностей организации (Решение Национальной комиссии по регулированию связи Украины № 914 от 2007.09.06) В случае использования внешней антенны необходимо регистрировать передатчик и получить разрешение на эксплуатацию радиоэлектронного средства от ДП УДЦР. Кроме того, для деятельности по предоставлению телекоммуникационных услуг с применением WiFi необходимо получить лицензию от «НКРЗІ»^[23].

Белоруссия

В Белоруссии действует специализированная Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ). На основе Постановления Министерства связи и информатизации Республики Беларусь от 26.08.2009 г. № 35 «Перечень радиоэлектронных средств и (или) высокочастотных устройств, не подлежащих регистрации» (рус.) оборудование Wi-Fi не требует регистрации, при условии, что их параметры удовлетворяют следующим требованиям:

· Абонентские станции широкополосного беспроводного доступа, использующие полосы радиочастот 2400−2483,5 МГц, 2500−2700 МГц, 5150−5875 МГц и не использующие внешние антенны (антенны, устанавливаемые вне зданий и сооружений).

· Абонентские станции широкополосного беспроводного доступа сети электросвязи общего пользования, использующие полосы радиочастот 3400−3800 МГц, 5470−5875 МГц^[24].

Несанкционированное вторжение в сеть

Для вторжения в сеть необходимо к ней подключиться. В случае проводной сети требуется электрическое соединение, беспроводной — достаточно оказаться в зоне радиовидимости сети с оборудованием того же типа, на котором построена сеть.

В проводных сетях основное средство защиты на физическом и MAC-уровнях — административный контроль доступа к оборудованию, недопущение злоумышленника к кабельной сети. В сетях, построенных на управляемых коммутаторах, доступ может дополнительно ограничиваться по MAC-адресам сетевых устройств.

В беспроводных сетях для снижения вероятности несанкционированного доступа предусмотрен контроль доступа по MAC-адресам устройств и тот же самый WEP. Поскольку контроль доступа реализуется с помощью точки доступа, он возможен только при инфраструктурной топологии сети. Механизм контроля подразумевает заблаговременное составление таблицы MAC-адресов разрешенных пользователей в точке доступа и обеспечивает передачу только между зарегистрированными беспроводными адаптерами. При топологии «ad-hoc» (каждый с каждым) контроль доступа на уровне радиосети не предусмотрен.

Для проникновения в беспроводную сеть злоумышленник должен:

· Иметь оборудование для беспроводных сетей, совместимое с используемым в сети (применительно к стандартному оборудованию — соответствующей технологии беспроводных сетей — DSSS или FHSS);

· При использовании в оборудовании FHSS нестандартных последовательностей скачков частоты узнать их;

· Знать идентификатор сети, закрывающий инфраструктуру и единый для всей логической сети (SSID);

· Знать (в случае с DSSS), на какой из 14 возможных частот работает сеть, или включить режим автосканирования;

· Быть занесенным в таблицу разрешенных MAC-адресов в точке доступа при инфраструктурной топологии сети;

· Знать ключ WPA или WEP в случае, если в беспроводной сети ведется шифрованная передача.

Решить все это практически невозможно, поэтому вероятность несанкционированного вхождения в беспроводную сеть, в которой приняты предусмотренные стандартом меры безопасности, можно считать очень низкой. Информация устарела. На 2010 год, принимая во внимания уязвимости WEP, защищенной можно считать сеть, с ключом 128 разрядным AES/WPA2 от 20 символов.

Radio Ethernet

Беспроводная связь, или связь по радиоканалу, сегодня используется и для построения магистралей (радиорелейные линии), и для создания локальных сетей, и для подключения удаленных абонентов к сетям и магистралям разного типа. Весьма динамично развивается в последние годы стандарт беспроводной связи Radio Ethernet. Изначально он предназначался для построения локальных беспроводных сетей, но сегодня все активнее используется для подключения удаленных абонентов к магистралям. С его помощью решается проблема «последней мили» (правда, в отдельных случаях эта «миля» может составлять от 100 м до 25 км). Radio Ethernet сейчас обеспечивает пропускную способность до 54 Мбит/с и позволяет создавать защищенные беспроводные каналы для передачи мультимедийной информации.

Данная технология соответствует стандарту 802.11, разработанному Международным институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) в 1997 году и описывающему протоколы, которые позволяют организовать локальные беспроводные сети (Wireless Local Area Network, WLAN).

Один из главных конкурентов 802.11 — стандарт HiperLAN2 (High Performance Radio LAN), разрабатываемый при поддержке компанийNokia и Ericsson. Следует заметить, что разработка HiperLAN2 ведется с учетом обеспечения совместимости данного оборудования с системами, построенными на базе 802.11а. И этот факт наглядно демонстрирует популярность средств беспроводного доступа на основе Radio Ethernet, растущую по мере увеличения числа пользователей ноутбуков и прочих портативных вычислительных средств.

Wi-Fi Direct

Wi-Fi Direct (ранее известный как Wi-Fi Peer-to-Peer) — стандарт (набор программных протоколов), позволяющих двум и более Wi-Fi устройствам общаться друг с другом без маршрутизаторов и хот-спотов

Базовый Wi-Fi

Обычные Wi-Fi сети, как правило, организуются с помощью специальных управляющих устройств, называемых беспроводные точки доступа. Эти устройства обычно выполняют три функции: физическую поддержку беспроводных и проводных сетей, коммутацию имаршрутизацию между устройствами в сети, а также службу, позволяющую добавлять и удалять устройства из сети.

Типичная домашняя Wi-Fi сеть включает в себя такие устройства, как настольные и планшетные компьютеры, мобильные телефоны, современные принтеры, музыкальные и телевизионные устройства. Большинство Wi-Fi сетей настраиваются в «режимеинфраструктуры», где точка доступа является центральным узлом, к которому подключаются другие Wi-Fi совместимые устройства. Эти устройства взаимодействуют друг с другом не напрямую (то есть, в «режиме Ad-hoc»), а через точку доступа. Устройства, поддерживающие Wi-Fi Direct способны соединяться друг с другом напрямую не требуя отдельной беспроводной точки доступа; вместо этого, Wi-Fi Direct устройства при первом подключении определяют, какое из них будет действовать как точка доступа.

О стандарте

Wi-Fi Direct позволяет организовывать беспроводные сети между компьютерами или, например, между компьютерами и периферийными устройствами, такими как принтер.

Wi-Fi Direct разрабатывается и поддерживается группой WECA — альянсом крупнейших производителей Wi-Fi оборудования.

Скорость передачи данных в стандарте будет соответствовать обычному соединению Wi-Fi. Стандарт позволит объединить как два устройства, так и несколько устройств между собой. Поддержка стандарта может быть встроена в самые различные устройства, такие, например как: коммуникаторы, телефоны, принтеры, цифровые фото / видео камеры, клавиатуры и другие.

Список используемой литературы

1. Пролетарский А. В., Баскаков И. В., Чирков Д. Н. Беспроводные сети Wi-Fi, 2007. — 178 с.

2. Джим Гейер — Беспроводные сети. Первый шаг.

3. Гепко И. А., Олейник В. Ф., Чайка Ю. Д., Бондаренко А. В. / Под ред. В. Ф. Олейника Современные беспроводные сети: cостояние и перспективы развития, 2009. — 672 с.

4. Русеев Д. С. Технологии беспроводного доступа, СПб.: БХВ-Петербург,

5. 2002, — 352 с.