Как озвучить беспроводные технологии передачи данных

Втех случаях, когда укладка кабелей затруднена или невозможна, в полном соответствии со стандартами на традиционные проводные сети создаются беспроводные. Различаются две большие группы беспроводных технологий: используемые внутри и вне зданий. На Западе основное применение нашел первый способ: беспроводные сети связывают находящихся в движении сотрудников внутри большого здания  -  в больницах, библиотеках, на складах, биржах и т. д. Для нашей страны очень перспективным оказалось применение радиотехнологий вне зданий: для построения городских и региональных сетей передачи данных (сегодня уже действует или находится в стадии создания более 20 региональных сетей, три из них функционируют в Москве), объединения локальных сетей, обеспечения доступа в Internet. Такая же ситуация характерна для Китая, Индии, Кореи: там так же остро, как и у нас, стоит вопрос быстрого создания на большой территории коммуникационной инфраструктуры. Именно эти страны являются сегодня главными потребителями оборудования для беспроводных сетей.

Основные типы беспроводных технологий передачи данных

В целом технологии беспроводной передачи данных можно разделить на две большие группы.

К первой относятся технологии на основе коммутации пакетов, подразумевающие установление соединения лишь на время реальной передачи пакетов данных. Среди них есть узкополосные и широкополосные технологии. Узкополосные используют небольшой диапазон частот вблизи базовой частоты, поэтому для них существенны проблемы взаимных наводок и работы двух устройств в непосредственной близости друг от друга. В широкополосных технологиях значительно более широкий диапазон частот обеспечивает большую помехоустойчивость по отношению к узкополосным шумам.

Вокруг двухфутовой антенны для Rlink-E1 (слева направо):  Стивен Гольдберг, Питер Александер, Аркадий Волож,Фред Дипман

К данному классу относятся следующие технологии:

3  CDPD (Cellular Digital Packet Data)  -  сотовая технология передачи цифровых пакетных данных. Устройства CPDP кодируют данные, передаваемые по широкополосной технологии, работают в асинхронном режиме и обеспечивают невысокие скорости передачи  -  до 19,2 Кбит/с;

2  радио-Х.25 (см. PC Week/RE, № 3/97, с. 35; № /97, с. 3)  -  технология узкополосной передачи данных, использующая сравнительно низкие частоты (400 - 500 или 800 - 900 МГц). Поэтому она предъявляет достаточно жесткие требования к прямой видимости между приемной и передающей станциями;

2  радиоEthernet (см. PC Week/ RE, № 1/97, с. 39)  -  широкополосная технология асинхронной передачи данных, обеспечивающая скорость до 4 Мбит/с. Фирма Aironet Wireless Communications, один из основных поставщиков оборудования для сетей радиоEthernet, собирается выпустить беспроводной мост, поддерживающий скорость передачи данных 10 Мбит/с. На нашем рынке действует также фирма RadioLAN, выпускающая устройства для создания ЛВС, в которых связь между серверами, стационарными и переносными ПК осуществляется по беспроводной технологии 10BaseT (см. PC Week/RE, № 6/97, с. 3).

Этот тип беспроводных технологий не обеспечивает синхронной передачи данных, т. е. время доставки конкретного пакета данных не гарантируется. Однако доступная емкость канала связи при этом используется весьма эффективно.

Во вторую группу входят технологии на основе коммутации каналов, подразумевающие установление прямого соединения на все время сеанса связи независимо от реальной загрузки канала  -  так же, как это происходит в кабельных сетях с коммутацией каналов. Такие технологии обеспечивают синхронную связь, т. е. гарантируют доставку пакета данных в течение определенного промежутка времени. К синхронным радиотехнологиям относятся, в частности, следующие:

2  радиорелейные линии  -  системы, построенные на основе узкополосных технологий и предназначенные для передачи данных с большими скоростями (до 155 Мбит/с) на высокой частоте. Для качества передачи важна прямая видимость между ретрансляторами;

2  широкополосные радиомодемы, работающие по методу синхронной связи и обеспечивающие скорость передачи информации до 2 Мбит/с. Эти устройства гораздо дешевле, чем радиорелейные, хотя в целом синхронные технологии дороже асинхронных. Вряд ли можно придумать что-нибудь дешевле плат радиоEthernet!

Рассмотрим подробнее, каким образом радиомодемы позволяют передавать по беспроводным сетям голос и данные.

Кто и как продает радиомодемы

История радиоиндустрии насчитывает несколько десятков лет. В области разработки и продажи радиомодемов работает множество фирм-производителей. В частности, в России действуют такие поставщики, как корпорация Cylink (Саннивейл, шт. Калифорния), фирма BreezeСOM (Израиль). Дистрибьютором Cylink с января этого года является московская фирма CompTek, дистрибуцией продуктов BreezeСOM занимается московский офис фирмы Olencom Electronics.  Заслуживает упоминания продукция фирм Utilicom и Tadiran. Приятно отметить, что московская фирма Elvis+ также выпускает собственные радиомодемы, соответствующие современным общемировым требованиям.

Особенности технологий радиомодемов рассмотрим на примере оборудования корпорации Cylink. Не потому, что “нет пророка в своем отечестве”... Просто Cylink хорошо известна в мире всеми своими линиями продуктов, которые включают, в частности, и оборудование для радиоEthernet, хотя именно радиомодемы, судя по всему, принесли ей наибольшй успех. Кроме того, торговая марка Cylink давно известна и в России: первые проекты с применением радиоаппаратуры этой корпорации были выполнены у нас еще в 1992 г., а в 1993 г. весь спектр радиооборудования Cylink был сертифицирован Министерством связи РФ. Об этом на семинаре, который в мае провели Сylink и CompTek, рассказал Питер Александер, директор Cylink в странах Восточной Европы.

В те времена единственным партнером Cylink была фирма Hilink из Еревана. Ныне по вполне понятным причинам компании, расположенной в другом государстве, трудно выполнять функции российского дистрибьютора, поэтому фирма CompTek приняла знамя Cylink из слабеющих рук Hilink. Именно Hilink провела все необходимые мероприятия для получения сертификата Минсвязи. Более того, по словам Гагика Гевояна, генерального директора Hilink, одновременно было получено обобщенное решение ГКРЧ (Госкомитета России по радиочастотам) по выделению радиочастот всем пользователям оборудования Cylink. Это избавляет покупателей от хлопот с получением разрешения ГКРЧ, что является обязательным шагом при покупке радиооборудования других поставщиков. Hilink продолжает у себя в Армении создавать радиосети на оборудовании Cylink. В частности, сейчас запущена в опытную эксплуатацию радиосеть, связывающая между собой научные учреждения Еревана. В этой сети установлено новое оборудование DataMetro, функционирующее на основе протокола TCP/IP, которое еще не поступило в широкую продажу. В ереванской сети оно как раз проходит окончательное тестирование.

По оценке г-на Александера, в 1996 г. в России было установлено около 200 радиосистем Cylink, в 1995 г.  -  около сотни, до этого  -  несколько десятков. Учитывая долгосрочную деятельность корпорации на нашем рынке, эти успехи можно назвать скорее умеренными. Причина кроется в неповоротливости отечественной системы лицензирования радиооборудования. Например, в Индии и Китае, где соответствующие процедуры гораздо проще, уровень продаж этих устройств значительно выше. Не стоит забывать и того, что частотное “расписание” России несколько отличается от принятого в США. В Чехии радиосистем Cylink продается столько же, сколько во всей Западной Европе. А вот в Польше коммерческие поставки оборудования, работающего по широкополосной шумоподобной технологии spread spectrum (к этой категории относятся и устройства Cylink), вообще запрещены, так как технология сама по себе считается чисто военной.

Американская корпорация Cylink работает в 80 странах мира. Однако, по словам Фреда Дипмана, вице-президента по продажам оборудования, основное применение это оборудование находит “в странах  с развивающейся инфраструктурой связи”. Не зря же торговые представительства корпорации расположены в России, Китае, Индии, Пакистане, Сингапуре и Великобритании.

Криптографические корни беспроводных соединений

“Корпорация Cylink занялась беспроводными технологиями, можно сказать, случайно,  -  высказал свою точку зрения г-н Александер.  -  Основанная в 1984 г., первоначально она занималась разработкой устройств шифрования и защиты данных при передаче по проводным сетям. Технология передачи шумоподобного сигнала по радиоканалу оказалась хорошей идеей”. Сегодня у себя на родине, в США, корпорация Cylink известна в двух ипостасях: как производитель устройств для разнообразных беспроводных сетей и как поставщик криптографических технологий. Теперь становится понятно, почему Cylink не специализируется на одной из беспроводных технологий, а способна выпускать оборудование для радиосетей различных типов.

    Радиооборудование Cylink для линий связи Т1 и Е1

Очевидно, изначальная ориентация на шифрование передаваемых данных привела к тому, что в основу беспроводных продуктов Cylink положена передача широкополосного шумоподобного сигнала (ШПС) с прямой последовательностью (DSSS, Direct Sequence Spread Spectrum). Действительно, метод ШПС обеспечивает кодированную передачу данных. Принять и распознать принятую информацию может только тот, чье оборудование “знает”, как было закодировано исходное сообщение.

Распределение сигнала по широкому спектру частот обуславливает высокую помехозащищенность: обычные радиоустройства (узкополосные большой мощности) не мешают широкополосным, так как их сигналы большой мощности “шумят” каждый в своем узком канале и не могут целиком заглушить полезный сигнал. С другой стороны, благодаря низкому уровню мощности своего сигнала DSSS-устройства практически не мешают обычному радиооборудованию, которое принимает шумоподобный сигнал за шум допустимого уровня.

Метод DSSS подразумевает, что вся доступная широкая полоса частот делится на некоторое число подканалов, которое (оно называется еще базой сигнала) варьируется в оборудовании различных поставщиков. Так, в оборудовании Cylink база сигнала равна 32. (В соответствии со стандартом 802.11 на радиосети количество подканалов должно быть равно 11. Принятие окончательной редакции этого стандарта ожидается нынешним летом.) Каждый передаваемый бит информации превращается по заранее определенному алгоритму в последовательность так называемых чипов, причем интенсивность сигнала одного чипа близка к фоновой.

Радиомодемы дают вашим данным звук и гарантируют доставку

В отличие от устройств радио Ethernet, которые принципиально не синхронизированы, радиомодемы образуют синхронизированные радиоканалы, по которым можно передавать трафик, чувствительный к временным задержкам (например, голос) или к последовательности передаваемых пакетов (видео).

Радиомодемы Cylink поддерживают скорости передачи данных в синхронном режиме до 2 Мбит/с. Такая цифра характерна уже для каналов связи Е1. “Поэтому наиболее популярной областью их применения стало соединение АТС и передача мультиплексированных голоса и данных,  -  считает Аркадий Волож, генеральный директор CompTek.  -  Интересно применение радиомодемов Cylink для раздачи телефонных линий, как это сделано, например, в Сургуте. Там спутниковый канал, приходящий в город, распределяется между пользователями через радиомодем Cylink”. Для того чтобы организовать одновременную передачу голоса и данных, к радиомодемам необходимо подключить мультиплексоры. В спектре оборудования Cylink есть еще и голосовые модемы, обеспечивающие беспроводное соединение двух телефонных розеток.

“Поскольку эти устройства представляют собой модемы, хотя и беспроводные, они работают через последовательный порт,  -  подчеркнул Игорь Масленников, эксперт фирмы CompTek.  -  Они поддерживают множество последовательных портов  -  от низкоскоростных RS-232 до самого популярного из высокоскоростных G.703”.

Способность радиомодемов Cylink работать через последовательные порты оказалась очень важной для одной из областей их применения. Дело в том, что ряд 64 Кбит/с устройств Cylink поддерживает звездообразную топологию соединения (multipoint). По словам г-на Масленникова, они применяются  в автоматизированных системах управления буровыми установками в крупнейших нефтедобывающих странах. Такие системы, как правило, включают:

2 в центральной точке системы  -  многопоточный радиомодем, всенаправленную антенну и систему управления;

2 на буровой установке  -  комплект датчиков (обычно датчики не требуют высокой скорости и работают через последовательные порты), направленную антенну и радиомодем.

Гарантированная доставка пакетов данных нужна не только для передачи специфических видов трафика. Как рассказал г-н Масленников, радиомодемы находят спрос у тех телекоммуникационных провайдеров, которым не нужны очень большие скорости доставки данных: “Например, Sprint гарантирует время доставки данных, а более половины абонентов этой сети довольствуются скоростями не выше 56 Кбит/с. Радиомодемы Cylink  -  это как раз то, что нужно такому провайдеру”.

Web-адрес корпорации Cylink:

http://www.cylink.com, телефон: (408) 735-5800. Телефон CompTek: (095) 135-4193.

Елена Покатаева

Если хочешь продавать радиооборудование, следи за политикой

По мнению Питера Александера из Cylink, показатели продаж радиооборудования в любой стране точно отражают изменения государственной политики в области управления эфиром. В первую очередь это относится к решению о нелицензируемом использовании какого-либо диапазона частот. Г-н Александер заметил, что в  странах Восточной Европы это обычно связано с выборами высшего руководства страны. Так было в прошлом году в Венгрии, в этом году в Румынии. “Недавно состоялись выборы в Болгарии. Ждем решения о свободном использовании радиочастот,  -  рассказал он.  -  А вот в Белоруссии все наоборот. До 1995 г. мы поставляли туда оборудование Cylink, после прихода нового президента было запрещено не только свободное использование частот, но и применение оборудования, не прошедшего новую сертификацию. Сейчас мы заново сертифицируем свою аппаратуру”. Эстония до последнего времени никак не могла определиться, считать себя Европой или Скандинавией. Но, испугавшись чрезмерной открытости скандинавских стран в плане коммерческого применения эфира и боясь утонуть в водовороте телекоммуникационных волн, в последний момент решила примкнуть к более консервативной в этом отношении Европе.

Основные модели радиомодемов Cylink

3 AirLink VF (позволяет установить соединение между двумя телефонными розетками в дуплексном режиме).

3 AirLink Pro 64S (обеспечивает передачу голоса и данных на скорости от 4,8 до 64 Кбит/с в синхронном режиме; другие модели этого семейства поддерживают скорости от 19,2 до 512 Кбит/с).

3 AirLink Pro T1, AirLink Pro E1 (поддерживают скорости 1,544 и 2,048 Мбит/с соответственно).

3 Новый продукт DataMetro (предназначен для беспроводной связи удаленных ПК, создания беспроводных сегментов ЛВС или подключения беспроводных сетей к проводным). В стандартной поставке продукт поддерживает различные конфигурации: точка - точка, звезда, одноранговая сеть. В нем программно реализован стек протоколов TCP/IP, он поддерживает также протоколы Novell IPX/SPX и Microsoft NetBEUI. Взаимодействие с проводными сетями на базе ОС Unix фирмы Sun и Microsoft Windows обеспечивается за счет встроенного стандартного драйвера NDIS, а наличие драйвера ODI дает возможность беспроводному оборудованию взаимодействовать с проводными сетями на базе ОС фирмы Novell. Кроме того, в нем поддерживаются протоколы маршрутизации RIP и RIP II, имеются функции управления узлами сети на базе протокола SNMP.

Радиооборудование Cylink работает в трех частотных диапазонах: 902 - 928 МГц, 2,4 и 5,7 ГГц, из которых в России для коммерческого применения доступны два последних. Дальность действия  -  30 км. Однако, как утверждают специалисты CompTek, на минимальной скорости можно добиться устойчивой работы радиосоединения на расстоянии до 50 км. Как и радиоEthernet, эта технология требует прямой видимости между антеннами. Стоимость радиомодемов Cylink варьируется от 3,5 до 8 тыс. долл. Это дороже, например, радиомостов Lucent Technologies и Aironet Wireless Communications, выполненных по технологии радиоEthernet. Но за удовольствия (синхронный канал связи и возможность передачи голоса и данных) надо платить!