WLAN желісі –байланыс үшін және түйіндер аралығында жоғарғыжиілікті радиотолқындартаратудыпайдаланатын локальді есептеу желінің түрі (LAN).
1997 жылыIEEE 802.11 сымсыз желілері үшін стандарт қабылданды. Қазір бұл стандарт жетіліп жатыр және өзіне бірнеше бөлімдер кіргізеді, соның ішінде үш локальді желілер (802.11a, 802.11b, 802.11g). Стандарт келесі ерекшеліктерден тұрады:
Сымсыз локальді желілер (WLAN — Wireless Local Area
Networks) топологиясы бойынша:
а) «нүкте-нүкте» — Peer to Peerнемесе ADHOC;
б) «нүкте-көп нүкте» — Infrastructure mode;
в) «микроұялы желі» — Wireless meshболыпбөлінеді.
Сымсыз локальді желілер (WLAN — Wireless Local Area
Networks) мәліметті тарату техноголиясы бойынша:
а) Wi-Fi (Wireless Fidelity);
б) WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access)
болып бөлінеді.
Негізгі үш желі топологиясы бар:
- барлық компьютерлер параллель бір байланыс сызығына қосылып, әр компьютердегі ақпарат бір уақытта қалған барлық компьютерлерге берілетін шина (bus);
- бір орталық компьютерге қалған алыстағы компьютерлер қосылатын, сонымен қатар олардың әрқайсысы өзінің байланыс сызығынпайдаланатын жұлдызша (star);
- әр компьютер ақпаратты әрқашан тек біреуіне ғана жіберетін, келесісі келесісіне тізбек бойынша, ал ақпаратты тек алдыңғы тізбектегі компьютерден алатын, және бұл тізбек сақинаға оралған сақина тәрізді (ring).
ІЕЕЕ 802.11 стандартының өңдеумен және кодтаумен WiFi Alliance комитеті айналысады. Wi-Fi (wireless fidelity) термині 802.11а және 802.11b стандарттары үшін ортақ ат ретінде қолданылады, сондай-ақ келешектегі сымсыз локальді желілерге (WLAN) қатыстыларға да.
IEEE 802.11b стандарты 1999 ж. Қабылданды және 2,4 ГГц диапазонының арқасында құрылғыларды шығарушылар арасында әйгілі болды. Ондағы базалық радиотехнология ретінде DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) тәсілі пайдаланылады, ол мәліметтердің бұрмалануына, кедергілерге, соның ішінде әдейі және анықтауға төзімділігімен ерекшеленеді. 11 Мбит/с максималды жылдамдықпен жұмыс істейтін 802.11b құрылғысының төменгі жылдамдыққа қарағанда жұмыс жасау радиусы аз болады, 802.11b стандартымен сигналдың сапасы нашарлағанда жылдамдықтың автоматты түрде азаюы қарастырылған. Өткізу қабілеті (теорияда–11Мбит/с, шынайыда– 1-ден 6Мбит/с) көптеген үстемелерге қойылатын талаптарға сай келеді. Ара қашықтығы – 300 метрге дейін, бірақ әдетте – 160 метрге дейін.
ІЕЕЕ 802.11а стандарты 5 ГГц жиілік диапазонында жұмыс істеуге есептелген. Ақпаратты тарату жылдамдығы 54 Мбит/с дейін, 802.11b желілерінен бес есе жылдамырақ. Бұл 802.11 стандартының тұқымдастығының ең көп кеңжолақтысы. Міндетті үш жылдамдық анықталған – 6, 12 және 24 Мбит/с және бес міндетті емес–9, 18,36, 48 және 54 Мбит/с.Сигналды модуляциялау тәсілі ретінде ортогоналды жиілікті мультиплексрлеу (OFDM) қабылданды. Оның DSSS тәсілдерінен айырмашылығы OFDM пайдалы сигналды параллель бірнеше жиілік диапазондарында бір уақытта тарату қарастырылған. Нәтижесінде сигналдың сапасы мен өткізу қабілеті арта түседі. 802.11а кемшілігіне 5 ГГц жиілігі үшін радиотаратқыштарға жұмсалатын қуаттың көп кететінін, сонымен қатар әсер ету радиусының аздығын (100 м шамасында) жатқызуға болады. Одан басқа 802.11а үшін құрылғылар қымбатырақ, бірақ уақыт өте келе 802.11b және 802.11а өнімдерінің арасындағы баға айырмашылығы азаяды.
ІЕЕЕ 802.11g стандарты лицензияланбайтын 2,4 ГГц жиілік диапазонында жұмыс атқаратын WLAN құру әдісін реттейтін жаңа стандарт болып табылады. Ортогональды жиілікті мультиплекстеу технологиясын (OFDM) пайдаланудың арқасында ІЕЕЕ 802.11g сымсыз желілерінде ақпарат берудің максималды жылдамдығы 54 Мбит/с дейін жетеді. ІЕЕЕ 802.11g стандартының жұмысын қамтамасыз ететін құрылғы, мәселен сымсыз желілердің қол жеткізу нүктелері, ІЕЕЕ 802.11g және ІЕЕЕ 802.11b стандарттарының сымсыз құрылғыларының бірдей уақытта желіге қосылуын қамтамасыз етеді. ІЕЕЕ 802.11g стандарты ІЕЕЕ 802.11b дамуы болып табылады ІЕЕЕ 802.11b-мен кері сәйкес келеді. Теориялық тұрғыда ІЕЕЕ 802.11g өзінің алдындағы екі стандарттың да қасиеттеріне ие. ІЕЕЕ 802.11g артықшылығының бірі ретінде пайдалану қуатының төмендігін, үлкен қашықтық (300 м дейін) пен сигналдың ену қабілетінің жоғарылығын атап өту қажет.
ІЕЕЕ 802.11d спецификациясы физикалық деңгейге әмбебап талаптар қояды (каналдарды құру үрдістері, жиіліктердің жалған кездейсоқ реті және т.б.). 802.11d стандарты әзірге дайындалуды.
ІЕЕЕ 802.11e спецификациясы корпорациялар мен жеке тұтынушыларға мультисервистік сымсыз желілерді жасап шығаруға мүмкіндік беретін болады. Ол қазіргі пайдаланып жүрген 802.11а және b стандарттарымен сәйкестігін толығымен сақтаған жағдайда ағымдық мультимедиялық ақпараттарды қамтамасыз ету мен қызмет сапасына кепілдік бере отырып олардың қызмет ету аймағын кеңейтеді. Әзірге 802.11e спецификациясының алдын ала нұсқасы бекітілген.
802.11f спецификациясы қол жетунүктелері арасындағы қызметтік ақпарат алмасу протоколын сипаттайды (Inter-Access
Point Protocol, IAPP), ал бұл ақпарат берудің бөлінген сымсыз желілерін құру үшін қажет. Бұл да әзірге дайындалуда.
802.11h спецификациясы қазіргі қолданылып жүрген кеңселік және көшелік сымсыз желілерге тиімді жиілік таңдау алгоритмдерімен, сонымен қатар спектрді пайдалануды басқару құралдарымен, қуаттылықты бақылау және сәйкес есеп беруді қамтамасыз етуді толықтыру мүмкіндіктерін қарастырады. Әзірге дайындалуда.
Сонымен сымсыз желілердің болашағы зор. Өзінің кемшіліктеріне, оның ішіндегі ең негізгісі – беру ортасының қорғалмағандығына қарамастан олар абоненттердің кабельді қажет етпейтін қарапайым қосылуын, желінің мобильдігін, жұмсақтығы мен масштабтылығын қамтамасыз етеді. Оның үстіне тұтынушыға желілік технологияларды білу қажет емес, бұл да маңызды.
Bluetooth – көк тіс деп аударылады, Көктісті Харальда І құрметіне арналған–сымсыз жеке желілерден шыққан спецификация (ағыл. Wireless personal area network, WPAN). Bluetooth жеке компьютер (үстелдік, қалталық, ноутбук), ұялы телефон, принтер, сандық фотоаппарат, тышқан, пернетақта, құлаққап, джойстик, жақын байланыс үшін сенімді, тегін, барлық жерде қол жетімді радиожиіліктегі гарнитуралар сияқты құрылғылар арасында ақпарат алмасуды қамтамасыз етеді.
Жұмыс істеу принципі радиотолқындарды пайдалануға негізделген. Bluetooth радиобайланысы түрлі үйқұралдары мен сымсыз желілерде (лицензиялаудан еркін 2,4-2,4835 ГГц диапазоны) қолданылатын ISM-диапазонында жүзеге асады (ағыл. Industry, Science and Medicine). Bluetooth-да жиілікті секіріс тәрізді өзгертумен спектрді кеңейту әдісі қолданылады (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS). FHSS әдісі қарапайым іске асады, кең сызықтық кедергілерге төтеп беруді қамтамасыз етеді. FHSS алгоритміне сәйкес, Bluetooth-да сигналдың жүру жиілігі секундына 1600 рет секіріс тәрізді өзгереді (жалпы 1 МГц енді 79 жұмыс жиілігі бар, ал Жапония, Франция және Испанияда – 23 жиілік канал). Жиіліктер арасындағы қосылу реттілігі әрбір қосылыс үшін жалған кездейсоқ болып табылады және әрбір 625 мкс (бір уақыттық слот) сайын бір жүру жиілігінен екіншісіне ауысып отыратын беруші мен қабылдаушыға ғана белгілі. Осылайша, егер жақын жерде бірнеше бергіш-қабылдағыш жұмыс істейтін болса, олар бір-біріне кедергі жасамайды. Бұл алгоритм сонымен қатар беріліп жатқан ақпараттың құпиялылығын қамтамасыз етудің бір бөлігі болып табылады: ауысу жалған кездейсоқ алгоритмі бойынша іске асады және әрбәр қосылыс үшін бөлек анықталады. Сандық ақпарат пен аудиосигналды беру кезінде (екі бағытта да 64кбит/с) кодтаудың түрлі кестелері пайдаланылады: (әдетте) аудиосигнал қайталанады, ал сандық ақпараттар мәлімет жиынтығы жоғалған жағдайда қайта берілетін болады. Bluetooth протоколы «point-to-point» қосылуын ғана емес, сонымен қатар «point-to-multipoint» қосылуын да қамтамасыз етеді.
Wireless Fidelity (Wi-Fi) стандартымен жұмыс істейтін WiFi- құрылғылар, қол жету нүктесінің аймағындағы кез келген нүктеден ақпарат алу мен беруге арналған IEEE 802.11 стандартына негізделген радиотехникаларды пайдаланады.
WiFi қызмет ету принцпі.
Ұялы телефон, телевизор жәнерадиоқабылдағыштардағыдай, сымсыз желілердің жұмысында да радиотолқындар пайдаланылады.
Сымсыз желіде ақпарат алмасу көбіне радиобайланыспен сөйлесуге ұқсайды. Және бұл кезде келесі әрекеттер орын алады:
-компьютердің сымсыз байланыс адаптері ақпаратты радиосигналға айналдырып, оны эфирге антенна арқылы береді;
-сымсыз маршуртизатор бұл сигналды қабылдап, оны декодтайды. Маршуртизатордағы ақпарат Ethernet өткізу желісінің кабелі арқылы интернетке жіберіледі.
Ақпаратты кері беру де осылай жүзеге асады: Интернеттен қабылдап, радиосигналға айналдырады да, оны компьютердің сымсыз байланыс адаптеріне жібереді. WiFi жұмысында пайдаланылатын қабылдағыш пен бергіштер дублексті портативті радиостанцияларда, ұялы телефондар мен басқа да ұқсас құрылғыларда қолданылатын құрылғыларға ұқсас келеді. Олар радиотолқындарды береді және қабылдайды, және сандық сигналдың бірліктері мен нөлдерін радиотолқындарға айналдыра алады және керісінше.
Дегенмен, WiFiқабылдағыштары мен бергіштерінің басқа ұқсас құрылғылардан бірқатар айрықша ерекшеліктері бар.
Біріншіден, олар 2,4 ГГц немесе 5 ГГц жиілігінде жұмысістейді. Бұл жиіліктер ұялы телефондар, дуплексті протативті радиостанциялар мен эфирлік теледидарды беруде қолданылатын жиіліктерге қарағанда әлдеқайда жоғары болып табылады. Жоғарғы жиіліктердекөбірек ақпарат беруге болады.
WiFi-да 802.11 желілік стандарттары бірнеше түрлерде қолданылады:
- 11а стандарты бойынша мәліметтер секундына 54 мегабитке дейінгі жылдамдықпен 5ГГц дипазонында беріледі. Ол сонымен қатар жиіліктің ортогональды бөлінуімен мультиплекстеуді (orthogonal frequency-division multiplexing
OFDM), бастапқы сигналды беру жағында бірнеше белгішелерге бөлетін кодтаудың тиімді техникасын қарастырады. Мұндай әдіс кедергілердің әсерін төмендетуге мүмкіндік береді;
- 11b ең баяу және арзанырақ стандарт болып табылады. Біраз уақыт өзінің бағасының арқасында ол кең қолданысқа ие болды, алайда қазір арзандап жатқан әлдеқайда жылдам стандарттармен ығыстырылуда. 802.11b стандарты 2,4 ГГц диапазонында жұмыс істеуге арналған. Ақпаратты беру жылдамдығы қосымша кодпенбасқарудықолданукезінде
секундына 11 мегабитке жетеді (complementary code keying, CCK);
- 11g стандарты 802.11b сияқты 2,4 ГГц диапазонында жұмыс істеуге арналған, бірақ ақпарат берудің әлдеқайда жоғары жылдамдығын қамтамасыз етеді – секундына 54 мегабитке дейін. 802.11g стандартының жоғары болу себебі, онда 802.11а стандарты сияқты OFDM кодтау қолданылады;
- Ең жаңа кең тараған стандарт бұл — 802.11n. Мұнда ақпаратты беру жылдамдығы мен жиілік диапазоны айтарлықтай кеңейтілген. Бірақ, 802.11g стандарты теориялық тұрғыдан ақпаратты берудің секундына 54 мегабит жылдамдығын қамтамасыз ете алғанымен, нағыз жылдамдығы желіге артық салмақ түсуіне байланысты секундына 24 мегабитті құрайды. 802.11n стандарты ақпарат берудің секундына 140 мегабит жылдамдығын қамтамасыз ете алады. Бұл стандарт 2009 жылдың 11 қыркүйегінде Электротехника мен электроника бойынша инженерлер институтымен бекітілген (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE).
WiFi қабылдағыш-бергіштері үш жиілік диапазонының бірінде жұмыс істей алады. Сонымен қатар бір диапазоннан екіншісіне жылдам «секіру» жүзеге асуы мүмкін. Мұндай әдіс кедергілердің әсерін төмендетуге және бірнеше құрылғылардың сымсыз байланысының мүмкіндіктерін бір уақытта пайдалануға мүмкіндік береді.
WiMAX – үлкен қашықтықтарға ақпарат беруге арналған жоғарғы өткізу мүмкіндіктері бар кең жолақты байланыстарды жасауға мүмкіндік беретін сымсыз технология. WiMAX желісінің жұмыс істеу принципі келесі негізгі бөліктерден тұрады: негізгі және абонеттік станциялардан, сонымен қатар негізгі станцияларды өзара, желінің жеткізушісімен және Интернетпен байланыстыратын құрылғылардан. Негізгі станцияны абоненттік станциямен байланыстыру үшін радиотолқындардың 1,5 тен 11 ГГц дейінгі жоғарғы жиілікті диапазоны пайдаланылады. Идеалды жағдайларда ақпарат алмасу жылдамдығы 70 Мбит/с жетуі мүмкін және бұл жағдайда негізгі станция мен қабылдағыш арасында тікелей көрінуді қамтамасыз етуді қажет етпейді. WiMAX «соңғы милья» проблемаларын шешумен қатар, желіге кеңселік және аудандық желілердің қосылуына жол ашуға пайдаланылады. Станциялар арасында 10 мен 66 ГГц аралығындағы жиілік диапазонын пайдаланатын қосылулар (тікелей көрінетін) орнатылады, ақпарат алмасу жылдамдығы 140 Мбит/с жетуі мүмкін. Және кем дегенде бір негізгі станция провайдердің желісіне классикалық сымдық қосылуларды пайдалану арқылы қосылады. Алайда провайдердің желісіне негізгі станциялар көп қосылған сайын ақпарат беру жылдамдығы жоғары болады, әрі жалпы желінің сенімділігі артады. IEEE 802.16 стандарттары отбасына жататын желілердің құрылымы әдеттегі GSM желілеріне ұқсайды (негізгі станциялар оншақтаған шақырым қашықтықта жұмыс істейді, оларды орнату үшін биіктіктер тұрғызу міндетті емес – станциялар арасындағы тікелей көріну шартын сақтай отырып, үйлердің шатырына орнатуға болады.