5.3 Беспроводные компьютерные сети

В настоящее время наблюдается рост интереса к использованию беспроводных компьютерных сетей, которые в ближайшем обозримом будущем могут стать аль­тернативой проводным сетям. К возможным причинам их применения относятся:

• необходимость частых перестроек (организационных, структурных), сопряженных с изменением конфигураций кабельного хозяйства компьютерных сетей;

• потребность во временном создании сетей (например, при проведении выставок и семинаров) либо в объединении мобильных пользователей в пределах здания;

• трудности в организации прокладки кабелей;

• низкое качество связи по выделенным каналам.

Чаще всего беспроводные каналы могут объединять в единую компьютерную сеть:

• интеллектуальную бытовую технику;

• сетевые узлы в пределах комнаты либо этажа здания;

• сетевые узлы в пределах здания с коммуникационным узлом, подключённым к сегменту проводной сети;

• узлы и/или сегменты проводной сети, размещённые в различных зданиях, расстояние между которыми может быть значительным.

Организация беспроводных сетей или сегментов сети предполагает встраивание в узлы приёмопередающих средств (беспроводных адаптеров, радиомодемов, радио­бриджей и др.) с направленными либо ненаправленными антеннами. При этом бес­проводные сетевые комплексы могут строиться по негибкой двухточечной (point-to-point) либо многоточечной (point-to-multipoint) схеме. В первом случае образуется беспроводный мост между двумя удалёнными узлами, а во втором  организуется беспроводная связь между несколькими узлами.

На сегодняшний день беспроводные локальные сети (Wireless Local Aria Network, WLAN) строятся с использованием инфракрасного излучения (в условиях прямой видимости) и высокочастотных радиоколебаний в основном по технологии Radio Ethernet. Она соответствует базовому стандарту IIEЕ 802.11, определяющему сете­вую архитектуру системы, протоколы-организации WLAN в радиодиапазоне 2,4 ГГц и меры по защите информации. Радиосигналы при данной технологии формируются либо с использованием прямого расширения спектра (метод DSSS), либо скачкообразной перестройкой частоты (FHSS).

В семействе Radio Ethernet имеются и другие стандарты, в их числе 802.11а (устройства работают на несущей частоте 5 ГГц и могут обеспечивать скорость передачи данных до 54 Мбит/с и плотность скорости передачи до 83 кбит/с/м². Формирование модулированных радиосигналов основывается на ортогональном частотном мульти­плексировании), 802.11b (известен под торговой маркой Wi-Fi, от Wireless Fidelity (устройства работают на несущей частоте 2,4 ГГц и могут обеспечивать скорость передачи данных до 11 Мбит/с при плотности скорости передачи данных 1 кбит/с/ г на расстояния до 100 м) и 802.11g (совместим со стандартами 802.11.а и 802.11b).

Альтернативой Radio Ethernet на несущей частоте 5 ГГц при скорости передачи данных 54 Мбит/с с ортогональной модуляцией OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) на расстояния до 150 км является стандарт HiperLAN2 (High Performance Radio LAN), поддерживающий мультимедийный трафик и обеспечива­ющий заданный уровень сервиса. Стандарт разрабатывался при поддержке фирм Nokia и Ericsson.

Федеральная комиссия по связи США (FCC) разрешила коммерческое использование беспроводной ультраширокополосной технологии (Ultra Wide Band, UWB), ориен­тированной прежде всего на высокоскоростную беспроводную передачу разнотипной информации (например, речь, аудио, видео и данные) по множеству каналов в сетях малого радиуса действия (Wireless Personal Area Network, WPAN). Такая технология позволяет передавать маломощными короткими импульсами (до нескольких наносекунд) информацию на расстояния до 10 м со ско-ростью до 500 Мбит/с и плотностью скорости передачи около 1 Мбит/с/м. Кстати, в формате Digital Video высококачественная передача изображения обеспечивается при скорости 50 Мбит/с. Эта технология реализуется в ряде беспроводных интерфейсов, в том числе Bluetooth и WUSB (Wireless USB) с пропускной способностью 480 Мбит/с (сопоставима с аналогичным показателем стандарта USB 2.0 проводного интерфейса). WUSB поддер­живает радиальную технологию, образуемую WUSB-хостом и логически подклю­ченными к нему WUSB-устройствами (бытовыми, мобильными, карманными ПК).

Развитие технологии беспроводных компьютерных сетей привело к необходимости защиты данных от их перехвата в тракте передачи. В таких сетях наряду с традиционными мерами защиты передаваемых данных используются и дополнительные, в частности, кодирование при передаче (предполагающее расширение по­лосы пропускания канала (увеличение информационной неопределённости), вызван­ного дополнительными битами в информационной посылке) и идентификация се­тевых узлов (путём задания регистрационного номера при инсталляции сети и об­наружения работы незарегистрированных узлов). Так, например, в оборудовании, основанном на методе Spread-Spectrum (для систем правительственной связи повы­шенной секретности), запрет на несанкционированный доступ обеспечивается пя­тью уровнями защиты:

- технологией формирования шумоподобного сигнала;

- введением идентификатора шумового кода для каждого устройства;

- реализацией DES-алгоритма шифрования;

- сетевым паролем;

- листом ограничения доступа к узлу сети.