Характеристика беспроводных каналов передачи данных

В беспроводных радиоканалах передача информации осуществляется с помощью радиоволн. В информационных сетях используются диапазоны от сотен мегагерц до десятков гигагерц.

Чем выше рабочая частота, тем больше ёмкость (число каналов) системы связи, но тем меньше предельные расстояния, на которых возможна прямая передача между двумя пунктами без ретранслятора. Первая из причин и порождает тенденцию к освоению новых, более высокочастотных диапазонов.

Радиоканалы используются в качестве альтернативы кабельным системам в локальных сетях и при объединении сетей отдельных подразделений и предприятий в корпоративные сети. Радиоканалы являются необходимой составной частью также в спутниковых и радиорелейных системах связи, применяемых в территориальных сетях мобильной связи.

Радиосвязь используют в корпоративных и локальных сетях, если затруднена прокладка других каналов связи. Во многих случаях построения корпоративных сетей применение радиоканалов оказывается более дешевым решением по сравнению с другими вариантами.

Радиоканал либо выполняет роль моста между подсетями (двухточечное соединение), либо является общей средой передачи данных в ЛВС по методу МДКН/ОК, либо служит соединением между центральным и терминальными узлами в сети с централизованным управлением, либо соединяет спутник с наземными станциями в спутниковом канале связи.

Радиомосты используют для объединения между собой кабельных сегментов и отдельных ЛВС в пределах прямой видимости и организации магистральных каналов в опорных сетях. Они выполняют ретрансляцию и фильтрацию пакетов. При этом имеют место двухточечное соединение с использованием направленных антенн, дальность в пределах прямой видимости (обычно до 15…20км с расположением антенн на крышах зданий). Мост имеет два адаптера: один для формирования сигналов в радиоканале, другойв кабельной подсети.

В случае использования радиоканала в качестве общей среды передачи данных в ЛВС сеть называют Radio Ethernet, обычно её применяют внутри зданий. В состав аппаратуры входят приёмопередатчики и антенны. Связь осуществляется на частотах от одного до нескольких гигагерц. Расстояние между узламинесколько десятков метров.

В соответствии со стандартом IEEE 802/11 возможны два способа передачи двоичной информации в ЛВС, их цель заключается в обеспечении защиты информации от не желательного доступа.

Первый способ называют методом прямой последовательности (DSSS-Direct Sequence Spread Spectrum). В нём защита информации основана на избыточностикаждый бит данных представлен последовательностью из 11 элементов (чипов). Эта последовательность создаётся с помощью алгоритма, известного участникам связи, и поэтому её можно дешифрировать при приёме. Сохранение высокой скорости обеспечивается расширением полосы пропускания (в DSSS по IEEE 802/11b информационная скорость может доходить до 11Мбит/с, полоса пропускания составляет 22 МГц в диапазоне частот 2,4ГГц). Отметим, что избыточность повышает помехоустойчивость. Действительно, помехи обычно имеют более узкий спектр, чем 22МГц, и могут исказить часть чипов, но высока вероятность того, что по остальным частотам значения бита будет восстановлено. При этом не нужно стремится к большим значениям отношения сигналапомеха, сигнал становится шумоподобным, что, во-первых, обуславливает дополнительную защиту от перехвата и, во-вторых, не создаёт помех, мешающей работе другой радиоаппаратуре.

Второй способметод частых скачков (FHSSFrequency Hopping Spread Spectrum). Согласно этому методу, полоса пропускания по IEEE 802/11 делится на 79 диапазонов. Передатчик периодически (с шагом 20…400мс) переключается на новый поддиапазон, причем алгоритм изменения частот известен только участникам связи и может изменятся, что и затрудняет несанкционированный доступ к данным.

Вариант использования радиоканалов для связи центрального и переферийного узлов отличается тем, что центральный пункт имеет ненаправленную антенну, а в терминальных пунктах при этом применяются направленные антенны. Дальность связи состовляет также десятки метров, а вне помещенийсотни метров.

Спутниковые каналы являются частью магистральных каналов передачи данных. В них спутники могут находится на геостационарных (высота 36 тыс. км) или низких орбитах. В случае геостационарных орбит заметны задержки (около 500 мс) на прохождение сигналов к спутнику и обратно. Возможно покрытие поверхности всего земного шара с помощью четырёх спутников. В низкоорбитальных системах обслуживание конкретного пользователя происходит попеременно разными спутниками. Чем ниже орбита, тем меньше площадь покрытия и, следовательно, требуется или большее число наземных станций, или межспутниковая связь, что, естественно, приводит к утяжелению спутника. Число спутников также значительно больше (обычно несколько десятков).

В оборудовании беспроводных каналов передачи данных входят сетевые адаптеры и радиомодемы, поставляемые вместе с комнатными антеннами и драйверами. Они различаются способами обработки сигналов, характеризуются частотой передачи, пропускной способностью, дальностью связи. Радиомодем подключают к цифровому ООД через стандартный интерфейс.

В вычислительных сетях САПР в основном используются цифровые каналы передачи данных. Однако применяют и аналоговые каналы, поскольку таковыми являются телефонные сети, которые можно использовать в качестве магистральных каналов или абонентских линий.