Способы организация передачи информации по радиоканалу

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

Для организации канала передачи данных в диапазонах дециметровых волн (902...928 МГц и 2,4...2,5 ГГц) требуется регистрация в Госсвязьнадзоре. Работа в диапазоне 5,725...5,85 ГГц лицензирования не требует.

Чем выше рабочая частота, тем больше емкость (число каналов) системы связи, но тем меньше предельные расстояния, на которых возможна прямая передача между двумя пунктами без ретрансляторов. Стремление к увеличению числа каналов порождает тенденцию к освоению новых более высокочастотных диапазонов.

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

· выполнять роль моста между подсетями;

· быть общей средой передачи данных в ЛВС;

· служить соединением между центральным и терминальными узлами в сети с централизованным управлением;

· соединять спутник с наземными станциями.

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 осуществляется двухточечное соединение с использованием направленных антенн. Дальность связи ограничивается пределами прямой видимости (обычно до 15…20 км с расположением антенн на крышах зданий). Мост должен иметь два адаптера: один для формирования сигналов в радиоканале, другой – для приема сигнала в кабельной подсети.

При использовании радиоканала в качестве общей среды передачи данных сеть называют RadioЕthernet (стандарт IEEE 802/11). Обычно такую сеть применяют внутри зданий. В состав аппаратуры входят приемопередатчики и антенны. Связь осуществляется на частотах от одного до нескольких гигагерц. Расстояния между узлами не превышают несколько десятков метров.

В соответствии со стандартом IEEE 802/11 возможны два способа передачи двоичной информации в ЛВС с обеспечением защиты информации от нежелательного доступа.

Первый способ называют методом прямой последовательности DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). В нем защита информации основана на избыточности — каждый бит данных представлен последовательностью из 11-ти элементов («чипов»). Эта последовательность создается с помощью алгоритма, известного участникам связи, и поэтому ее можно дешифрировать при приеме.

Сохранение высокой скорости обеспечивается расширением полосы пропускания. В DSSS по IEEE 802/11 информационная скорость может доходить до 6 Мбит/с. При этом полоса пропускания составляет 22 МГц в диапазоне частот 2,4 ГГц.

Следует заметить, что избыточность повышает помехоустойчивость. Действительно, помехи обычно имеют более узкий спектр, чем 22 МГц, и могут исказить часть “чипов”, но высока вероятность того, что по остальным “чипам” значение бита будет восстановлено. При этом не нужно стремиться к большим значениям отношения сигнал/помеха, сигнал становится шумоподобным, что и обусловливает, во-первых, дополнительную защиту от перехвата, во-вторых, не создает помех, мешающих работе другой радиоаппаратуры.

Второй способ – метод частотных скачков FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum). Согласно этому методу полоса пропускания по IEEE 802/11 делится на 79 поддиапазонов. Передатчик периодически (с шагом 20...400 мс) переключается на новый поддиапазон, причем алгоритм изменения частот известен только участникам связи и может изменяться синхронно, что и затрудняет несанкционированный доступ к данным.

Вариант использования радиоканалов для связи центрального и периферийного узлов отличается тем, что центральный пункт имеет ненаправленную антенну, а в терминальных пунктах при этом применяются направленные антенны. Дальность связи составляет десятки метров, а вне помещений – сотни метров.

Спутниковые каналы являются частью магистральных каналов передачи данных. В них спутники могут находиться на геостационарных (высота 36 тыс. км) или низких орбитах. В случае геостационарных орбит заметны задержки на прохождение сигналов (к спутнику и обратно около 500 мс). Покрытие поверхности всего земного шара возможно с помощью четырех спутников.

В низкоорбитальных системах обслуживание конкретного пользователя происходит попеременно разными спутниками. Чем ниже орбита, тем меньше площадь покрытия и, следовательно, требуется или больше наземных станций, или необходима межспутниковая связь, что, естественно, приводит к утяжелению спутника. Число спутников также значительно больше (обычно несколько десятков).

Поставкой оборудования для организации корпоративных и локальных беспроводных сетей занимается ряд фирм, в том числе известные фирмы Lucent Technologies, Aironet, Multipoint Network.

В оборудование 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.

Сетевой адаптер вставляют в свободный разъем шины компьютера. Например, адаптер WaveLAN (Lucent Technologies) подключают к шине ISA, он работает на частоте 915 МГц, пропускная способность 2 Мбит/с.

Радиомодемы могут работать в дуплексном или полудуплексном режиме. При этом, например, модем серии RAN (Multipoint Networks) имеет следующие характеристики: со стороны порта данных – интерфейс RS-232C, RS-449 или V.35, скорость до 128 кбит/с, а со стороны радиопорта – частоты 400...512 или 820...960 МГц, ширина радиоканала 25...200 кГц.