Беспроводная связь

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 50»

тема: Беспроводная связь.

научно-исследовательская работа

по информатике и ИКТ

Западина Екатерина Павловна

обучающаяся 11 «А» класса

научный руководитель:

 Саблина А.В.

Саратов

2010 г.

Содержание.

Введение.        

Глава I. Общие сведения о беспроводных сетях        

Определение стандартов        

Технологии беспроводных сетей.        

Глава II. Технология Wi-Fi.        

История        

Принцип работы        

Недостатки Wi-Fi        

Коммерческое использование Wi-Fi        

Беспроводные технологии в промышленности        

Wi-Fi и телефоны сотовой связи        

Wi-Fi в игровой индустрии        

Некоммерческое использование Wi-Fi        

Бесплатный доступ к Интернет через Wi-Fi        

Wi-Fi и ПО        

Безопасность        

Глава III. Технология WiMAX.        

Как работает WiMax?        

Какие технические характеристики у WiMax?        

Насколько безопасен WiMax?        

Что лучше, EDGE или WiMax?        

Что лучше, Wi-Fi или WiMax?        

Что лучше, WiMax или 3G?        

Что лучше, выделенная линия, ADSL или WiMax?        

Развитие Mobile WiMAX в мире        

Что дает Mobile WiMAX?        

Заключение.        

Литература.        

Введение.

В эпоху проходящей информатизации, данное явление приходит даже в самые отдаленные уголки нашей планеты. Мы часто слышим в СМИ о проведении новых проектов по информатизации общества. Так, например, можно услышать от наших политиков, что происходит снабжение компьютерной техникой и услугами Интернет деревенских школ и школ малых городов. Но данный процесс проходит очень медленно. Гораздо быстрее происходит развитие компьютерных технологий.

В настоящее время существует безграничный по своей насыщенности источник знаний и различных данных. Это Internet. С помощью услуг, предоставляемых сетью Internet, люди могут выполнять ряд нужных и полезных функций. Одно из этих функций является образование. И не только для школьников и студентов, но и для людей, занятых в разных отраслях производства, науки и общественной жизни страны. Так подсчитано, что для того, чтобы человеку ознакомиться со всеми нововведениями в его области труда необходимо затратить 75% рабочего времени. Но, к сожалению, данный ресурс не доступен для большинства населения страны. Это обусловлено многими причинами, о которых мы говорить не будем. Поговорим же непосредственно о том, как можно связаться с Интернет и вообще передать информацию.

В настоящее время данные можно передавать по проводным и беспроводным линиям телекоммуникаций. Каждый из данных способов имеет свои плюсы и минусы. В данной работе будет рассмотрена беспроводная технология. Она будет рассмотрена с разных аспектов.

Во всем мире стремительно растет потребность в беспроводных соединениях. Пользователи с беспроводным доступом к информации — всегда и везде могут работать гораздо более производительно и эффективно, чем их коллеги, привязанные к проводным телефонным и компьютерным сетям. Данная технология сейчас развивается гигантскими темпами. Внедрение Wi-Fi происходит повсеместно во всем развитом мире. Это обусловлено большим количеством плюсов данной технологии, хотя она имеет и ряд минусов. В данной работе затронуты как положительные, так и отрицательные стороны данной технологии.

Цель данной работы заключается в изучении возможностей  беспроводных технологий.

Задачи работы заключаются в сравнении характеристик разных вариантов беспроводных соединений и условий их применении в различных сферах жизнедеятельности.

Беспроводные сети — самый динамичный сектор коммуникационных технологий.

Глава I. Общие сведения о беспроводных сетях

Технологии беспроводных сетей включают в себя широкий диапазон решений, начиная от глобальных сетей передачи голоса и данных, позволяющих пользователю устанавливать беспроводные соединения на значительных расстояниях, и заканчивая технологиями инфракрасной и радиосвязи, используемыми на небольших расстояниях. Технологии беспроводных сетей применяются в портативных и настольных компьютерах, карманных компьютерах, персональных цифровых помощниках (PDA), сотовых телефонах, компьютерах с перьевым вводом и пейджерах. Беспроводные технологии могут использоваться для самых различных целей. Например, мобильные пользователи могут использовать свои сотовые телефоны для доступа к электронной почте. Путешественники с портативными компьютерами могут подключаться к Интернету через базовые станции, установленные в аэропортах, на вокзалах и в других общественных местах. У себя дома можно подключать устройства к настольному компьютеру для синхронизации данных и передачи файлов.

Определение стандартов        

Для снижения стоимости беспроводных технологий, обеспечения их взаимодействия и распространения такие организации, как Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), Internet Engineering Task Force (IETF), Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) и International Telecommunication Union (ITU), занимаются разработкой общих стандартов. Так, рабочие группы института IEEE определяют способы передачи данных между устройствами (например, для инфракрасных или радиоустройств), способы и сроки использования носителя передаваемых данных для связи. При разработке стандартов беспроводной связи организации, подобные IEEE, определяют управление электропитанием, пропускную способность, защиту и вопросы, касающиеся исключительно беспроводных сетей.

Технологии беспроводных сетей.

Существует несколько технологий беспроводных сетей, использующих как радио, так и инфракрасные волны. Эти технологии существуют уже несколько лет, но в полной мере воспользоваться преимуществами беспроводных сетей (никаких дырок в стенах и лишних проводов).

Беспроводные компьютерные сети – это технологии, позволяющие создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам для обычных проводных сетей (например Enternet), без использования кабельной проводки. В качестве носителя информации в таких сетях выступают радиоволны СВЧ-диапазона.

Существует 2 основных направления применения беспроводных компьютерных сетей:

1. Работа в замкнутом объеме (офис)
2. Соединение удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети)

Для организации беспроводной сети в замкнутом пространстве применяются передатчики со всенаправленными антеннами. Стандарт IEEE 802.11 определяет 2 режима работа сети — Ad-hoс и клиент-сервер. Режим Ad-hoc (иначе называемый «точка-точка») — это простая сеть, в которой связь между станциями (клиентами) устанавливается напрямую, без использования специальной точки доступа. В режиме клиент-сервер беспроводная сеть состоит, как минимум, из одной точки доступа, подключенной к проводной сети, и некоторого набора беспроводных клиентских станций. Поскольку в большинстве сетей необходимо обеспечить доступ к файловым серверам, принтерам и другим устройствам, подключенным к проводной локальной сети, чаще всего используется режим клиент-сервер. Без подключения дополнительной антенны устойчивая связь для оборудования IEEE 802.11b достигается в среднем на следующих расстояниях: открытое пространство — 500 м, комната, разделенная перегородками из неметаллического материала — 100 м, офис из нескольких комнат — 30 м. Следует иметь в виду, что через стены с большим содержанием металлической арматуры (в железобетонных зданиях таковыми являются несущие стены) радиоволны диапазона 2,4 ГГц иногда могут вообще не проходить, поэтому в комнатах, разделенных подобной стеной, придется ставить свои точки доступа.

Для соединения удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети) используется оборудование с направленными антеннами, что позволяет увеличить дальность связи до 20 км (а при использовании специальных усилителей и большой высоте размещения антенн — до 50 км). Причем в качестве подобного оборудования могут выступать и устройства Wi-Fi, нужно лишь добавить к ним специальные антенны (конечно, если это допускается конструкцией). Комплексы для объединения локальных сетей по топологии делятся на «точку-точку» и «звезду». При топологии «точка-точка» (режим Ad-hoc в IEEE 802.11) организуется радиомост между двумя удаленными сегментами сети. При топологии «звезда» одна из станций является центральной и взаимодействует с другими удаленными станциями. При этом центральная станция имеет всенаправленную антенну, а другие удаленные станции — однонаправленные антенны. Применение всенаправленной антенны в центральной станции ограничивает дальность связи дистанцией примерно 7 км. Поэтому, если требуется соединить между собой сегменты локальной сети, удаленные друг от друга на расстояние более 7 км, приходится соединять их по принципу «точка-точка». При этом организуется беспроводная сеть с кольцевой или иной, более сложной топологией.

Мощность, излучаемая передатчиком точки доступа или же клиентской станции, работающей по стандарту IEEE 802.11, не превышает 0,1 Вт. Для сравнения — мощность, излучаемая мобильным телефоном, на порядок больше. Поскольку, в отличие от мобильного телефона, элементы сети расположены далеко от головы, в целом можно считать, что беспроводные компьютерные сети более безопасны с точки зрения здоровья, чем мобильные телефоны.

Если беспроводная сеть используется для объединения сегментов локальной сети, удаленных на большие расстояния, антенны, как правило, размещаются за пределами помещения и на большой высоте.

Беспроводная связь позволяет объединить в единую информационную систему разрозненные локальные сети и компьютеры для обеспечения доступа всех пользователей этих сетей к единым информационным ресурсам без прокладки дополнительных проводных линий связи.

 Беспроводная связь или беспроводные сети передачи данных (БСПД) обладают выгодными отличиями от кабельных технологий по следующим показателям: стоимость, дальность действия, мобильность, сроки внедрения, легкость в обслуживании, гибкость конфигурации, надежность.

 Беспроводную связь целесообразно использовать предприятиям, имеющим территориально распределенную структуру (складские помещения, отдельные цеха, подстанции, теплокамеры, офисы продаж и пр.), предприятиям энергетики, нефтегазотранспортным структурам.

Сейчас достаточно популярна связь Wi-Fi, но мало кто знает, что это такое. Итак, что такое связь Wi-Fi?

Глава II. Технология Wi-Fi.

Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность») — стандарт на оборудование Wireless LAN.

Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance». Технологию назвали Wireless-Fidelity (дословно «беспроводная точность») по аналогии с Hi-Fi.

Установка Wireless LAN рекомендовалась там, где развёртывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно. В нынешнее время во многих организациях используется Wi-Fi, так как при определённых условиях скорость работы сети уже превышает 100 Мбит/сек. Пользователи могут перемещаться между точками доступа по территории покрытия сети Wi-Fi.

Мобильные устройства (КПК, смартфоны, PSP и ноутбуки), оснащённые клиентскими Wi-Fi приёмо-передающими устройствами, могут подключаться к локальной сети и получать доступ в Интернет через точки доступа или хот-споты.

История

Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Создатель Wi-Fi — Вик Хейз (Vic Hayes) находился в команде, участвовавшей в разработке таких стандартов, как IEEE 802.11b, 802.11a и 802.11g. В 2003 году Вик ушёл из Agere Systems. Agere Systems не смогла конкурировать на равных в тяжёлых рыночных условиях, несмотря на то, что её продукция занимала нишу дешёвых Wi-Fi решений. 802.11abg all-in-one чипсет от Agere (кодовое имя: WARP) плохо продавался, и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi в конце 2004 года.

Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 МБит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с.

Принцип работы

Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0.1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0.1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID, приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения. Более подробно принцип работы описан в официальном тексте стандарта.

• Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями.
• Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам.
• Wi-Fi-устройства широко распространены на рынке. А устройства разных производителей могут взаимодействовать на базовом уровне сервисов.
• Wi-Fi — это набор глобальных стандартов. В отличие от сотовых телефонов, Wi-Fi оборудование может работать в разных странах по всему миру.

Недостатки Wi-Fi

• Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы. Во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, например Россия, Белоруссия и Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора.
• В России точки беспроводного доступа, а также адаптеры Wi-Fi с ЭИИМ, превышающей 100 мВт (20 дБм), подлежат обязательной регистрации. Решение ГКРЧ № 04-03-04-003 от 6.12.2004 г. утверждает основные технические характеристики внутриофисных РЭС и содержит список РЭС, подлежащих регистрации в упрощенном порядке, то есть без оформления разрешения на использование радиочастот.
• Высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства.
• Самый популярный стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан  даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). Несмотря на то, что новые устройства поддерживают более совершенный протокол шифрования данных WPA и WPA2, многие старые точки доступа не поддерживают его и требуют замены. Принятие стандарта IEEE 802.11i (WPA2) в июне 2004 года сделало доступной более безопасную схему, которая доступна в новом оборудовании. Обе схемы требуют более стойкий пароль, чем те, которые обычно назначаются пользователями. Многие организации используют дополнительное шифрование (например VPN) для защиты от вторжения.
• Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Типичный домашний маршрутизатор Wi-Fi стандарта 802.11b или 802.11g имеет радиус действия 45 м в помещении и 450 м снаружи. Микроволновая печь или зеркало, расположенные между устройствами Wi-Fi, ослабляют уровень сигнала. Расстояние зависит также от частоты.
• Наложение сигналов закрытой или использующей шифрование точки доступа и открытой точки доступа, работающих на одном или соседних каналах может помешать доступу к открытой точке доступа. Эта проблема может возникнуть при большой плотности точек доступа, например, в больших многоквартирных домах, где многие жильцы ставят свои точки доступа Wi-Fi.
• Неполная совместимость между устройствами разных производителей или неполное соответствие стандарту может привести к ограничению возможностей соединения или уменьшению скорости.
• Уменьшение производительности сети во время дождя.
• Перегрузка оборудования при передаче небольших пакетов данных из-за присоединения большого количества служебной информации.
• Малая пригодность для работы приложений, использующих медиа-потоки в реальном времени (например, протокол RTP, применяемый в IP-телефонии): качество медийного потока непредсказуемо из-за возможных высоких потерь при передаче данных, обусловленных целым рядом неконтролируемых пользователем факторов (атмосферные помехи, ландшафт и иное, в частности перечисленное выше). Несмотря на данный недостаток, выпускается масса VoIP оборудования на базе устройств 802.11b/g, которое ориентировано в том числе и на корпоративный сегмент: однако в большинстве случаев документация к подобным устройствам содержит оговорку, гласящую, что качество связи определяется устойчивостью и качеством радиоканала.

Коммерческое использование Wi-Fi

• Коммерческий доступ к сервисам на основе Wi-Fi предоставляется в таких местах, как интернет-кафе, аэропорты и кафе по всему миру (обычно эти места называют Wi-Fi-кафе), однако их покрытие можно считать точечным по сравнению с сотовыми сетями:
• Ozone и OzoneParis Во Франции. В сентябре 2003 года Ozone начала развёртывание сети OzoneParis через The City of Lights. Конечная цель — создание централизованной сети Wi-Fi, полностью покрывающей Париж. Основной принцип Ozone Pervasive Network заключается в том, что это сеть национального масштаба.
• WiSE Technologies предоставляет коммерческий доступ в аэропортах, университетах, и независимых кафе на территории США.
• T-Mobile обеспечивает работу хот-спотов для сети Starbucks в США и Великобритании, а также более 7500 хот-спотов в Германии.
• Pacific Century Cyberworks обеспечивает доступ в магазинах Pacific Coffee в Гонконге.
• Columbia Rural Electric Association пытается развернуть сеть 2.4 ГГц Wi-Fi на территории площадью 9500 км², расположенной между округами Уалла-Уалла и Колумбия в штате Вашингтон и Юматилла, Орегон. В список других крупных сетей в США также входят: Boingo, Wayport и iPass.
• Sify, Индийский интернет-провайдер, установил 120 точек доступа в Бангалоре: в отелях, галереях и правительственных учреждениях.
• Vex имеет большую сеть хот-спотов, расположенную по всей территории Бразилии. Telefónica Speedy WiFi начала предоставлять свои сервисы в новой растущей сети, распространившейся на территорию штата São Paulo.
• BT Openzone владеет многими хот-спотами в Великобритании, работающими в McDonald's, и имеет роуминговое соглашение с T-Mobile UK и ReadyToSurf. Их клиенты также имеют доступ к хот-спотам The Cloud.
• Netstop обеспечивает доступ в Новой Зеландии.
• В Эстонии имеется несколько коммерческих операторов, крупнейший из них Elion, обеспечивает АЗС Statoil по всей Эстонии и крупные торговые центры.
• Компания Вымпелком, купив Golden Telecom осуществляет поддержку самой большой в мире  городской сети Wi-Fi в Москве, а также предоставляет свои каналы связи для реализации проекта Яндекс Wi-Fi. Каналы доступа к проводной сети обеспечивает крупнейший московский провайдер Корбина Телеком.
• Компания EarthLink планировала в третьем квартале 2007 года полностью подключить Филадельфию (США) к сети Интернет через беспроводные каналы связи. Это должен был быть первый город-мегаполис в США, полностью охваченный Wi-Fi. Предполагаемая стоимость должна была составлять 20-22 доллара в месяц при скорости подключения 1 Мбит/сек. Для малоимущих жителей Филадельфии — 12-15 долларов в месяц. В настоящее время центр города и прилегающие к нему районы уже подключены. Подключение остальных районов будет производиться по мере установки передатчиков.

Беспроводные технологии в промышленности

Для использования в промышленности технологии Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так Siemens Automation & Drives предлагает Wi-Fi-решения для своих контроллеров SIMATIC в соответствии со стандартом IEEE 802.11g в свободном ISM-диапазоне 2,4 ГГц и обеспечивающем максимальную скорость передачи 11 Мбит/с. Данные технологии применяются в основном для управления движущимися объектами и в складской логистике, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети Ethernet.

Wi-Fi и телефоны сотовой связи

Некоторые считают, что Wi-Fi и подобные ему технологии со временем могут заменить сотовые сети, такие как GSM. Препятствиями для такого развития событий в ближайшем будущем являются отсутствие роуминга и возможностей аутентификации, ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi. Более правильным выглядит сравнение Wi-Fi с другими стандартами сотовых сетей, таких как UMTS, CDMA или WiMAX.

Тем не менее, Wi-Fi пригоден для использования VoIP в корпоративных сетях или в среде SOHO. Первые образцы оборудования появились уже в начале 90-х, однако на рынок они вышли только в 2005 году. Тогда компании, как Zyxel, UT Starcomm, Samsung, Hitachi и многие другие представили на рынок VoIP Wi-Fi-телефоны по «разумным» ценам. В 2005 году ADSL ISP провайдеры начали предоставлять услуги VoIP своим клиентам (например нидерландский ISP XS4All). Когда звонки с помощью VoIP стали очень дешёвыми, а зачастую вообще бесплатными, провайдеры, способные предоставлять услуги VoIP, получили возможность открыть новый рынок — услуг VoIP. Телефоны GSM с интегрированной поддержкой возможностей Wi-Fi и VoIP начали выводиться на рынок, и потенциально они могут заменить проводные телефоны.

В настоящий момент непосредственное сравнение Wi-Fi и сотовых сетей нецелесообразно. Телефоны, использующие только Wi-Fi, имеют очень ограниченный радиус действия, поэтому развёртывание таких сетей обходится очень дорого. Тем не менее, развёртывание таких сетей может быть наилучшим решением для локального использования, например, в корпоративных сетях. Однако устройства, поддерживающие несколько стандартов, могут занять значительную долю рынка.

Wi-Fi в игровой индустрии

• Wi-Fi совместим с игровыми консолями и КПК и позволяет вести сетевую игру через любую точку доступа.
• Все игровые консоли седьмого поколения имеют поддержку стандартов Wi-Fi IEEE 802.11g.
• Sony PSP имеет поддержку беспроводной сети (AOSS), которая включается переключением находящейся в верхней части консоли кнопки для соединения с хот-спотами Wi-Fi или других беспроводных соединений.

Некоммерческое использование Wi-Fi

Пока коммерческие сервисы пытаются использовать существующие бизнес-модели для Wi-Fi, многие группы, сообщества, города, и частные лица строят свободные сети Wi-Fi, часто используя общее пиринговое соглашение для того, чтобы сети могли свободно взаимодействовать друг с другом.

Многие муниципалитеты объединяются с локальными сообществами, чтобы расширить свободные Wi-Fi-сети. Некоторые группы строят свои Wi-Fi-сети, полностью основанные на добровольной помощи и пожертвованиях.

OLSR (en) — один из протоколов, используемых для создания свободных сетей. Некоторые сети используют статическую маршрутизацию, другие полностью полагаются на OSPF. В Израиле разрабатывается протокол WiPeer для создания бесплатных P2P-сетей на основе Wi-Fi.

В Wireless Leiden разработали собственное программное обеспечение для маршрутизации под названием LVrouteD для объединения Wi-Fi-сетей, построенных на полностью беспроводной основе. Бо́льшая часть сетей построена на основе ПО с открытым кодом, или публикуют свою схему под открытой лицензией. См. например «WiFi Liberator» (превращает любой ноутбук с установленной Mac OS X и Wi-Fi-модулем в открытый узел Wi-Fi-сети).

Некоторые небольшие страны и муниципалитеты уже обеспечивают свободный доступ к хот-спотам Wi-Fi и доступ к Интернету через Wi-Fi по месту жительства для всех. В Париже OzoneParis предоставляет свободный доступ в Интернет неограниченно всем, кто способствует развитию Pervasive Network, предоставляя крышу своего дома для монтажа оборудования Wi-Fi. Unwire Jerusalem — это проект установки свободных точек доступа Wi-Fi в крупных торговых центрах Иерусалима. Многие университеты обеспечивают свободный доступ к Интернет через Wi-Fi для своих студентов, посетителей и всех, кто находится на территории университета.

Некоторые коммерческие организации, такие как Panera Bread, предоставляют свободный доступ к Wi-Fi постоянным клиентам. Заведения McDonald’s Corporation тоже предоставляют доступ к Wi-Fi под брендом McInternet. Этот сервис был запущен в ресторане в Оук-Брук, Иллинойс; он также доступен во многих ресторанах в Лондоне и Москве.

Тем не менее, есть и третья подкатегория сетей, созданных сообществами и организациями, такими как университеты, где свободный доступ предоставляется членам сообщества, а тем, кто в него не входит, доступ предоставляется на платной основе. Пример такого сервиса — сеть Sparknet в Финляндии. Sparknet также поддерживает OpenSparknet — проект, в котором люди могут делать свои собственные точки доступа частью сети Sparknet, получая от этого определённую выгоду.

В последнее время коммерческие Wi-Fi-провайдеры строят свободные хот-споты Wi-Fi и хот-зоны. Они считают, что свободный Wi-Fi-доступ привлечёт новых клиентов и инвестиции вернутся.

Бесплатный доступ к Интернет через Wi-Fi

Независимо от исходных целей (привлечение клиентов, создание дополнительного удобства или чистый альтруизм) во всём мире и в России, в том числе, растёт количество бесплатных хот-спотов, где можно получить доступ к наиболее популярной глобальной сети (Интернет) совершенно бесплатно. Это могут быть и крупные транспортные узлы, где подключиться можно самостоятельно в автоматическом режиме, и бары, где для подключения необходимо попросить карточку доступа у персонала и, даже, просто территории городского ландшафта, являющиеся местом постоянного скопления людей.

Wi-Fi и ПО

• ОС семейства BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD) могут работать с большинством адаптеров, начиная с 1998 года. Драйверы для чипов Atheros, Prism, Harris/Intersil и Aironet (от соответствующих производителей Wi-Fi устройств) обычно входят в ОС BSD начиная с версии 3. В OpenBSD 3.7, было включено больше драйверов для беспроводных чипов, включая RealTek RTL8180L, Ralink RT25x0, Atmel AT76C50x, и Intel 2100 и 2200BG/2225BG/2915ABG. Благодаря этому частично удалось решить проблему нехватки открытых драйверов беспроводных чипов для OpenBSD. Возможно некоторые драйверы, реализованные для других BSD-систем, могут быть перенесены, если они ещё не были созданы. NDISwrapper также доступен для FreeBSD.
• Mac OS X. С 2006 года все настольные компьютеры и ноутбуки Apple Inc. (а также появившиеся позднее телефоны iPhone и плееры iPod Touch) штатно оснащаются адаптерами Wi-Fi, сеть Wi-Fi в настоящее время является основным решением Apple для передачи данных, и полностью поддерживается Mac OS X. Возможен режим работы адаптера компьютера в качестве точки доступа, что позволяет при необходимости связывать компьютеры Macintosh в беспроводные сети в отсутствии инфраструктуры. Darwin и Mac OS X, несмотря на частичное совпадение с BSD, имеют свою собственную, уникальную реализацию Wi-Fi.
• GNU/Linux: Начиная с версии 2.6, поддержка некоторых Wi-Fi устройств появилась непосредственно в ядре Linux. Поддержка для чипов Orinoco, Prism, Aironet, Atmel, Ralink включена в основную ветвь ядра, чипы ADMtek и Realtek RTL8180L поддерживаются как закрытыми драйверами производителей, так и открытыми, написанными сообществом. Intel Calexico поддерживаются открытыми драйверами, доступными на SourceForge.net. Atheros поддерживается через открытые проекты. Поддержка других беспроводных устройств доступна при использовании открытого драйвера NDISwrapper, который позволяет Linux-системам, работающим на компьютерах с архитектурой Intel x86, «оборачивать» драйвера производителя для Microsoft Windows для прямого использования. Известна по крайней мере одна коммерческая реализация этой идеи. FSF создало список рекомендуемых адаптеров, более подробную информацию можно найти на сайте Linux wireless.
• Существует довольно большое количество Linux-based прошивок для беспроводных роутеров, распространяемых под лицензией GNU GPL. К ним относятся так называемая FreeWRT, OpenWRT, X-WRT, DD-WRT и т. д. Как правило, они поддерживают гораздо больше функций, чем оригинальные прошивки. Необходимые сервисы легко добавляются путём установки соответствующих пакетов. Список поддерживаемого оборудования постоянно растёт.
• В ОС семейства Microsoft Windows поддержка Wi-Fi обеспечивается, в зависимости от версии, либо посредством драйверов, качество которых зависит от поставщика, либо средствами самой Windows.

• Ранние версии Windows, такие как Windows 2000 и младше, не содержат встроенных средств для настройки и управления, и тут ситуация зависит от поставщика оборудования.
• Microsoft Windows XP поддерживает настройку беспроводных устройств. И хотя первоначальная версия включала довольно слабую поддержку, она значительно улучшилась с выходом Service Pack 2, а с выходом Service Pack 3 была добавлена поддержка WPA2.
• Microsoft Windows Vista содержит улучшенную по сравнению с Windows XP поддержку Wi-Fi.
• Microsoft Windows 7 поддерживает все современные на момент её выхода беспроводные устройства и протоколы шифрования. Помимо прочего в Windows 7 создана возможность создавать виртуальные адаптеры Wi-Fi, что теоретически позволило бы подключаться не к одной Wi-Fi-сети, а к нескольким сразу. На практике в Windows 7 поддерживается создание только одного виртуального адаптера, при условии написания специальных драйверов. Это может быть полезно при использовании компьютера в локальной Wi-Fi-сети и, одновременно, в Wi-Fi-сети подключённой к Интернет.

Безопасность

Для защиты Wi-Fi сетей от перехвата используются два протокола шифрования — WEP и WPA. WEP легко взломать, так как математически он содержит несколько уязвимостей позволяющих, при перехвате определенного количества пакетов, за пару минут подобрать пароль. Это относится как к 64-х, так и к 128-ми битному шифрованию.

128-битный ключ шифрования перебором подобрать за приемлемое время невозможно, но можно использовать некоторые особенности этого способа шифрования и перехватить пакеты с паролем. 64-битное шифрование взламывается простым перебором на высокопроизводительном компьютере за пару часов.

WPA шифрование более надежно, и его практически невозможно взломать простым перебором. Для взлома WPA используют брутфорс (перебор) по словарю, однако этот метод не гарантирует успешного получения пароля в большинстве случаев.

Кроме того, во всем мире набирает популярность стандарт беспроводного широкополосного доступа IEEE 802.16 (WiMAX) со множеством его спецификаций.

Глава III. Технология WiMAX.

Но что все же такое WiMAX?

WiMax - это высокоскоростной беспроводный интернет. Где бы вы не находились - в отеле, кафе, на вокзале или в пробке на дороге, вы можете открыть ноутбук и работать в интернете.

WiMax расшифровывается как: Worldwide Interoperability for Microwave Access переводится как «Международное взаимодействие для микроволнового доступа». В WiMax Forum входят такие компании, как Intel, Samsung, Nokia, LG, Motorola.

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) — это технология предоставления беспроводного широкополосного доступа в интернет. WiMAX основывается на стандарте IEEE 802.16. Технологию WiMAX развивает международный WiMAX Forum, основанный в 2001 году. На сегодняшний день эта некоммерческая организация объединяет сотни компаний — производителей оборудования и поставщиков услуг мобильной связи и доступа в интернет.

Сети WiMAX могут работать в двух вариантах доступа: фиксированном и мобильном.

Мобильный WIMAX дает возможность пользователю получать как фиксированный доступ (похожий на привычный xDSL, только без проводов), так и выход в Сеть из любого места в пределах зоны покрытия или даже в движении.

До последнего времени в России существовали только сети фиксированного WiMAX. Первая и самая крупная сеть Mobile WiMAX (стандарт IEEE 802.16e-2005) в России развернута компанией Yota.

 Как работает WiMax?

WiMax позволяет передавать данные по радиоканалу (подобно мобильной связи) в городских условиях, не смотря на застройки, деревья или погодные условия. Передатчики WiMax устанавливаются провайдерами в различных районах города и позволяют подключаться к интернету в пределах всей зоны покрытия с помощью компьютера или мобильного телефона, поддерживающего WiMax. Кроме доступа к интернету WiMax используется для высококачественной голосовой и видео-связи.

Какие технические характеристики у WiMax?

• Дальность действия: до 50 км.
• Максимальная скорость передачи данных: до 70 Мбит/с на сектор одной базовой станции. Типовая базовая станция имеет до шести секторов.
• Рабочая частота: 2-11 ГГц.
• Спектральная эффективность: до 5 бит/сек/Гц.
• Покрытие: расширенные возможности работы вне прямой видимости значительно улучшают качество покрытия обслуживаемой зоны.

Насколько безопасен WiMax?

В первую очередь, для здоровья. Вам не говорили, но частоты, на которых работает WiMax уже давно использовались военными, поэтому с появлением WiMax хуже никому не станет. WiMax не более опасен для здоровья, чем обычная мобильная связь.

И конечно же интересно, безопасна ли передача данных по WiMax для бизнеса? В WiMAX предусмотрено тройное шифрование данных по алгоритму DES 3. Аутентификация поддерживается как часть общего подуровня цифровых сертификатов Х.509 (РК1). WiMAX устройства обладают уникальными сертификатами, одним для данного типа устройств, одним для данного производителя. Таким образом, будет достигаться эффективная и надежная защита потоков данных. Поэтому на основе WiMax даже создаются виртуальные приватные сети (VPN). Они позволяют формировать защищенные туннели для обмена данными как с удаленными пользователям, так и внутри компании.

 Что лучше, EDGE или WiMax?

EDGE - это надстройка над мобильными сетями GSM/GPRS. Максимальная скорость EDGE - 474 Кбит/с (значительно медленнее, чем WiMax). Теоретически преимуществом EDGE является большее покрытие. Однако, для поддержки EDGE в сети GSM требуются определённые модификации и усовершенствования оборудования, которые операторы не торопятся внедрять. Поэтому на практике покрытие EDGE есть только в относительно больших городах.

Что лучше, Wi-Fi или WiMax?

В большинстве случаев, эти технологии скорее друзья, а не конкуренты, потому что часто используются вместе.

Wi-Fi - это тоже технология беспроводной связи, которая обладает примерно такой же скоростью, как и WiMax, но рассчитана на гораздо меньшие расстояния передачи. Wi-Fi предназначен главным образом для построения локальных сетей в помещениях с относительно небольшим радиусом действия. Расстояние от хот-спота (передатчика) Wi-Fi до компьютера не превышает десятков метров. Зато Wi-Fi поддерживается сейчас едва ли не каждым ноутбуком и мобильным телефоном.

Поэтому Wi-Fi очень часто используют для подключения компьютеров к WiMax-сети, а провайдеры WiFi-интернета стараются дружить и сотрудничать с провайдерами WiMax для обеспечения "последнего дюйма" доступа для клиентов.

Что лучше, WiMax или 3G?

3G - это общее названия технологий 3 поколения мобильных технологий, которые разрабатывались для замещения мобильных сетей GSM и CDMA. Наиболее распространенными технологиями 3G являются CDMA2000 1x EV-DO и UMTS/HSDPA. Эти технологии являются конкурентами WiMax в сфере мобильного интернета (т.е. доступа в интернет для тех, кто часто путешествует). Они медленнее WiMax (максимальная скорость - до 3,6 Мбит/с), но обладают такой же дальностью действия. Кроме того, существующим мобильным операторам удобнее внедрять именно 3G технологии, совместимые с действующими сетями, поэтому, покрытие 3G сетей сейчас больше, чем WiMax.

Однако для новых провайдеров оборудование WiMax обходится дешевле, чем 3G, поэтому скорее всего они будут развивать сети WiMax. Кроме того, благодаря Intel, поддержка WiMax скоро будет реализована в большинстве мобильных устройств - ноутбуках и коммуникаторах.

Что лучше, выделенная линия, ADSL или WiMax?

Бесспорно, что на сегодняшний день большинство пользователей интернета подключены через уже проложенные кабельные или телефонные линии (ADSL). И скорость подключения их вполне устраивает. И даже (возможно) нет надобности заходить в интернет из различных мест. Но доступ в интернет для бизнеса в наше время должен быть по-настоящему надежным. Нет коннекта - бизнес останавливается. А провайдеры проводного интернета часто пользуются монопольным положением и недостаточно оперативно устраняют проблемы с интернетом. Поэтому многие компании и пользователи используют WiMax в качестве дополнительного канала доступа, обеспечивающего непрерывность бизнес-процессов и независимость от внешних факторов.

Кроме того, развертывание сетей WiMax в неосвоенных до сих пор районах - экономически более выгодно, чем прокладка кабеля, поэтому в этих случаях WiMax доступ будет еще и дешевле.

Развитие Mobile WiMAX в мире

Технология Mobile WiMAX сейчас активно развивается во всем мире, проекты по созданию сетей WiMAX существуют во многих странах. Технология уже знакома массовому пользователю, и он воспринимает ее как одну из инноваций, позволяющих получать высококачественные информационные услуги.

Развитие технологии идет в нескольких направлениях. Операторы связи развертывают телекоммуникационные сети, а производители оборудования осваивают выпуск мобильных устройств для пользователей: модемов, ноутбуков, КПК, телефонов, роутеров со встроенной поддержкой Mobile WiMAX. Массовый выпуск такой техники уже начали мировые лидеры — Samsung, Intel, ASUS, HTC, Lenovo и другие. Тем временем национальные сети Mobile WiMAX уже развернуты в России (Yota), США (Clear), Корее (KT WiBro) и Японии (UQC). Yota, первая сеть мобильного WiMAX в России, работает с 2008 года. При участии Yota сейчас строятся сети Mobile WiMAX в Республике Беларусь, Перу и Никарагуа.

Создание крупных сетей, развитие рынка устройств и формирование потребительского спроса приводит к «эффекту домино»: развертывание новых сетей и выход на рынок новых устройств в сформированной среде происходят значительно быстрее и проще.

С образованием WiMAX-сетей национального масштаба возникает необходимость международного роуминга. Переговоры о роуминге сейчас ведутся между компаниями Yota, Clear, UQC и другими операторами. Протокол о намерениях был подписан компаниями в сентябре 2009 года. Одно из необходимых условий роуминга — стандартизация сетей и оборудования, работающего в разных сетях. Над этим сейчас работают ведущие операторы и производители в рамках WiMAX Forum.

Следующим шагом развития Mobile WiMAX должно стать внедрение нового стандарта — IEEE 802.16m, который сейчас находится в стадии тестирования. С его появлением станет возможной передача информации на пользовательское устройство на скорости до 100 Мбит/с. Стандарт совместим с ныне действующим IEEE 802.16e, поэтому пользователям не потребуется переходить на новые устройства после модернизации сети.

Что дает Mobile WiMAX?

Подобно проводному широкополосному доступу, который является сейчас самым распространенным видом подключения, Mobile WiMAX дает пользователю высокую скорость доступа в интернет — до 10 Мбит/c. Это позволяет быстро скачивать большие файлы (например, фильмы), смотреть видеоролики или телепередачи, участвовать в онлайн-играх в мобильном режиме.

При этом для входа в Сеть вам не нужно подключать провода — в зоне покрытия ваш компьютер или мобильное устройство со встроенным чипом или модемом самостоятельно найдет сеть. Это похоже на Wi-Fi, но зону действия невозможно сравнить: для Wi-Fi — это локальная сеть, ограниченная масштабом офиса или кафе, а для Mobile WiMAX — целый город!

Заключение.

Давайте посмотрим правде в глаза: кабели и шнуры питания ограничивают нашу свободу. Не важно, насколько маленькое и элегантное у вас устройство, но когда вы подключаете к нему шнур питания и соединительный кабель, оно превращается в "кирпич", привязанный к стене и к компьютеру. Благодаря новым технологиям  беспроводной сети, можно выходить в интернет в любое время и где удобно Вам.  

Беспроводные технологии пользуются большим спросом на рынке телекоммуникаций. Такие сети применяются в офисе для подключения мобильных сотрудников (ноутбуки, носимые терминалы), в местах скопления пользователей - аэропортах, бизнес-центрах, гостиницах и т. д.

Мобильный Интернет и мобильные локальные сети открывают корпоративным и домашним пользователям новые сферы применения карманных ПК, ноутбуков. Одновременно с этим постоянно снижаются цены на беспроводное оборудование Wi-Fi и расширяется его ассортимент. Wi-Fi также подходит для людей, которым по долгу необходимо перемещаться по помещению, к примеру, на складе или в магазине. В этом случае для учета (отгрузки, приема и т. п.) товаров используются носимые терминалы, которые постоянно соединены с корпоративной сетью по протоколу Wi-Fi, и все изменения сразу отражаются в центральной базе данных. Беспроводная связь применима и в организации временных сетей, когда долго и нерентабельно прокладывать провода, а потом их демонтировать.

Еще один вариант использования – в исторических постройках, где прокладка проводов невозможна или запрещена. Иногда не хочется портить внешний вид помещения проводами или коробами для их прокладки. Кроме того, Wi-Fi-протокол подходит и для бытового применения, где тем более неудобно прогладывать провода.

         Беспроводные технологии становятся все более совершенными и качество их соединения и безопасности стремительно приближается к возможностям обычного, широко используемого, проводного соединения.

Выделяются  некоторые из преимуществ технологии Wi-Fi:

- технология Wi-Fi - это технология оперативных сетей, не требующих капитального строительства. Сеть Wi-Fi очень быстро разворачивается и также быстро может быть свернута;

- область покрытия Wi-Fi (хот-спот, что отражает сам принцип развертывания таких сетей - в виде «пятен») определяется обычно параметрами базовой станции;

- поскольку Wi-Fi стремительно вышла на уровень бытовых приложений, то это очень дешевая технология.

По мере развития в крупных и средних городах зон предоставления услуг Wi-Fi данная технология начнет использоваться и в полевых условиях. Этот процесс будет зависеть от динамики развития коммерческих сетей Wi-Fi. Когда-нибудь хот-споты коммерческих сетей Wi-Fi покроют большую часть нашей страны (в США это уже почти реальность).

Литература.

• Круглый стол «Настоящее и будущее беспроводных технологий», CNews, http://www.cnews.ru/reviews/index.shtml?2009/03/20/341401
• http://www.wi-fi.org/
• http://ru.wikipedia.org/wiki/WiFi
• В. Вишневский, С.Портной, И.Шахнович - Энциклопедия WiMax.

Путь 4G

• WiMAX: беспроводная магистраль в будущее, 3dnews.ru, 15/11/2005
• http://www.wimaxmaps.org/