Сети радиодоступа семейства IEEE0802.X

Начало 21 века существенно изменило ситуацию на рынке систем беспроводного доступа. Появились системы беспроводного доступа к компьютерам, прежде всего, ориентированные на обслуживание абонентов с ноутбуками и laptop’ами. Такие системы обеспечивают доступ по радиоканалам к Интернету, обмен файлами между мобильным телефоном и компьютером, управление бытовыми приборами и защиту в “электронном доме” (Smart Home). Хотя первые стандарты этих систем датированы 1998, 1999 гг., уже сложилась их иерархия по назначению и скоростям передачи информации (рис. 1.1).

Внизу иерархического древа расположены самые простые и дешевые системы персонального доступа PAN – Personal Area Network. Их типичным представителем является стандарт IEEE 802.15.1, более известный как Bluetooth. Этот стандарт поддерживает передачу по радиоканалу со скоростью до 700 кбит/с и ориентирован на самые простые конфигурации сетей в пределах закрытых помещений.

Семейство стандартов IEEE 802.15 разрабатывают специальные группы IEEE 802 Standards Committee. Все они занимаются стандартами WPAN (Wireless personal Area Network). Работают следующие группы (task group):

Группа 1 – Bluetooth.

Группа 2 – группа взаимодействия с другими стандартами, действующими в нелицензированных диапазонах частот.

Группа 3 – Высокоскоростные стандарты персональной связи. (11 – 55 Мбит/с). Разработки основаны на использовании многополосных сигналов OFDM и прямой передачи в миллиметровом диапазоне волн (57 – 64 ГГц).

Группа 4 – Низкоскоростные стандарты WPAN. Аппаратура рассчитана на очень низкое потребление энергии. Этой группой созданы такие разные стандарты, как

Рис. 1.1. Иерархия стандартов радиодоступа семейства IEEE802.X

ZigBee, WirelessHART и прочие. Этим стандарты рассчитаны прежде всего на обслуживание множественных датчиков сенсорных сетей.

Группа 5 – Разработка Mesh сетей WPAN.

Группа 6 – Body Area Network.

Группа 7 – Персональная связь на частотах видимого диапазона (VLC - Visible Light Communications).

Следующий уровень LAN – Local Area Network, представлен стандартом IEEE 802.11. Чтобы отличать беспроводные LAN от их кабельной конфигурации, эти сети обычно называют WLAN – Wireless LAN, беспроводный локальный доступ. Сейчас эти сети переживают бум своего развития, а их технология известна как Wi-Fi – Wireless Fidelity. WLAN позволяют организовывать беспроводный доступ к Интернету в зданиях, общественных сооружениях (аэропортах, вокзалах, ресторанах, библиотеках) и просто на открытом воздухе в местах скопления людей. Базовый вариант Wi-Fi обеспечивает скорость передачи данных в кадре до 54 Мбит/с. Использование в сетях Wi-Fi технологий MIMO и агрегации полос увеличивает скорости передачи данных в разы.

Сети уровня MAN – Metropolitan Area Network, ориентированы на организацию беспроводного доступа в отдельных “пятнах” на местности: в группе зданий, небольшом квартал, “соте”. Такое “пятно” покрывает сигнал одной базовой станции мощностью до нескольких ватт. На рынке связи сети MAN представлены стандартом IEEE 802.16 (WiMAX), предоставляющим скорость передачи данных до 70 Мбит/с.

Наконец, верхний уровень, WAN – Wide (World) Area Network, распределенная (территориальная, глобальная) сеть. На этом уровне услуги поддерживают сети мобильной связи 3-го поколения. Следует отметить, что все перечисленные стандарты беспроводного доступа нижних 3-х уровней принадлежат к одному семейству IEEE802.X, что позволяет стандартизировать интерфейсы и существенно упростить межсистемные соединения беспроводных и кабельных (Ethernet, Token Bus, Token Ring) сетей связи.