3.2. Беспроводная среда передачи данных

Как уже говорилось выше, существуют три основных типа беспроводной среды передачи данных: радиоволны, микроволновое и инфракрасное излучение.

Радиоволны имеют частоту от 10 килогерц до 1 гигагерца. Соответствующий диапазон спектра электромагнитных волн называется радиочастотами (КР).Частоты радиоволн, применяемые в компьютерных радиосетях, можно разбить на три категории: одночастотные низкой мощности, одночастотные высокой мощности, с широким спектром.

Радиосети с одной частотой низкой мощности работают на дальностях 20-30 метров в нижней части гигагерцового диапазона. Такие сети обеспечивают передачу данных со скоростью 1-10 Мбит/с, достаточно легко монтируются, имеют невысокую цену. С другой стороны сети слабо защищены и подвержены действиям помех, имеют ограниченный радиус действия.

Радиосети с одной частотой и сигналом большой мощности имеют существенно больший радиус действия. Однако наличие мощного оборудования требует присутствия при установке и обслуживании сетей квалифицированных специалистов. Все это существенно увеличивает затраты. Пропускная способность мощных радиосетей обычно лежит в диапазоне 1-10 Мбит/с. Все недостатки радиосетей низкой мощности, связанные с защищенностью и помехоустойчивостью присущи и сетям большой мощности.

Недостатки радиосетей с одной частотой удается решать, используя широкополосный сигнал (ШПС, в английской литературе именуется "spread spectrum"). Под данным термином подразумеваются две достаточно далекие друг от друга технологии, общим свойством которых является то, что сигнал занимает значительно более широкий, по сравнению со своим узкополосным собратом, спектр частот. Обе технологии используя псевдослучайное (или, как его еще называют, шумоподобное) кодирование сигнала позволяют многим передатчикам, применяющим ортогональное кодирование, работать в одной полосе радиоспектра, не мешая друг другу. Кроме того, эти технологии позволяют значительно повысить помехоустойчивость. В настоящее время они используются в основном в трех диапазонах частот - 913 Мгц, 2,4 и 5,7 Ггц. Пропускная способность - от 1 до 4 Мбит./с.

Микроволновые системы передачи используют нижние гигагерцовые частоты электромагнитного спектра (1-6 ГГц ,21-23 ГГц). Существует два вида микроволновых систем передачи данных: наземные и спутниковые.

В наземных системах обычно используются однонаправленные параболические антенны, позволяющие передавать и получать сигналы в нижнем гигагерцовом диапазоне. Сигнал сильно фокусирован и передается в зоне прямой видимости. Наземные микроволновые коммуникации обычно применяются в том случае, когда кабели обходятся слишком дорого. Они эффективны на расстояниях в сотни метров, на большие расстояния системы могут быть очень дорогие. Пропускная способность систем лежит в диапазоне 1-10 Мбит/с. Микроволновые системы подвержены действию преднамеренных помех и перехвату информации.

Спутниковые микроволновые коммуникации передают сигнал в диапазоне 11-14 ГГц. Обычная скорость передачи информации составляет 1-10 Мбит/с. Несомненным их достоинством является возможность передачи информации на сверх большие расстояния.

Инфракрасные системы передачи используют терагерцовый спектр электромагнитных волн в диапазоне 100 ГГц-ЮООТГц. Системы .действующие на большие расстояния могут быть очень дорогими. Оборудование, производимое для массового рынка и адаптированное для применения в сетях, стоит недорого. Скорость передачи составляет 100 Кбит/с-16 Мбит/с на расстоянии в километр.

Обратимся к технологиям передачи данных на радиочастотах. Для полноты картины скажем, что беспроводную связь можно организовать и в инфракрасном диапазоне (соответствующее оборудование выпускает, например, компания Transformation Techniques). При этом обеспечивается очень высокая скорость обмена данными (до 155 Мбит/с), однако дистанция связи ограничена пределами прямой видимости; к тому же на работу в данном диапазоне частот оказывают очень сильное влияние различные атмосферные явления (в дождь и снег канал связи может вообще перестать работать). Дальность такой связи не слишком высока, а цены на оборудование (особенно скоростное и "дальнобойное") могут составлять более сотни тысяч долларов. Поэтому в дальнейшем мы сосредоточимся на технологиях передачи данных в СВЧ-диапазоне.