Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Вступ
Швідкістні та бездротові мобільні мережі ці слова вже давно стали звичними для більшості населення також безпосередньо їх складові такі як Wi-fi ним користуетя майже всі не задумуючись що ж воно таке? И саме на це запитання я намажатимусь дати відповідь.
План
Wi-Fi
Офіційний логотип Wi-Fi
Wi-Fi, WiFi (від англ. Wireless Fidelity) — торгова марка, що належить Wi-Fi Alliance. Загальновживана назва для стандарту бездротового (радіо) зв'язкупередачі даних, який об'єднує декілька протоколів та ґрунтується на сімействі стандартів IEEE 802.11 (Institute of Electrical and Electronic Engineers — міжнародна організація, що займається розробкою стандартів у сфері електронних технологій). Найвідомішим і найпоширенішим на сьогодні є протокол IEEE 802.11g, що визначає функціонування бездротових мереж.
Установка Wireless LAN рекомендувалась там, де розгортання кабельної системи було неможливо або економічно недоцільно. Нині в багатьох організаціях використовується Wi-Fi, оскільки при визначених умовах швидкість роботи мережі вже перевищує 100 Мбіт/с. Користувачі можуть переміщатись між точками доступу по території покриття мережі Wi-Fi.
Мобільні пристрої (КПК, смартфони, PSP і ноутбуки), оснащені клієнтськими Wi-Fi прийомо-передаючими пристроями, можуть підключатися до локальної мережі і отримувати доступ в Інтернет через точки доступу або хот-споти.
Невелика ширина використовуваного спектра частот, відсутність можливостей роумінгу і авторизації не дозволяють Wi-Fi пристроям потіснити на ринку мобільний зв'язок. Тим не менше, компанії ZyXEL, SocketIP і Symbol Technologies пропонують рішення по організації Wi-Fi телефонії.
Історія
Історія розвитку Wi-Fi починається з середини 1990 рр. Дана технологія передачі інформації по радіоканалу була розроблена і застосована в основному в локальних мережах крупних корпорацій і компаній Силіконової долини США. Зв'язок з мобільним абонентом (звичайно це був співробітник компанії, забезпечений ноутбуком з безпровідниммережевим адаптером) був організований через «точки доступу», підключені до кабельної інфраструктури компанії. При цьому в радіусі дії кожної такої точки (декілька десятків метрів) могло знаходитися до 20 абонентів, що одночасно використовують ресурси мережі. Спочатку термін «Wi-Fi» використовувався тільки для позначення технології, що забезпечує зв'язок в діапазоні 2,4 Ггц і що працює за стандартом IEEE 802.11b (швидкість передачі інформації — до 11 Мбіт/с). Проте в даний час цей термін все частіше використовується і стосовно інших технологій безпровідних локальних мереж. Найбільш значущі серед них визначені стандартами IEEE 802.11a і 802.11g (швидкість передачі — до 54 Мбіт/с, частотні діапазони, відповідно, 5 Ггц і 2,4 Ггц).
Стандарт 802.11b був розроблений в кінці 90-х років і остаточно схвалений на початку 1999-го. У 2000 році почали з'являтися перші пристрої для передачі даних на його основі. Пристрої Wi-Fi були призначені для корпоративних користувачів, щоб замінити традиційні кабельні мережі. Для дротяної мережі потрібна ретельна розробка топології мережі і прокладка вручну багатьох сотень метрів кабелю, деколи в найнесподіваніших місцях. Для організації ж безпровідної мережі потрібно тільки встановити в одній або декількох точках офісу базові станції (центральний приймач-передавач з антеною, підключений до зовнішньої мережі або сервера) і вставити в кожен комп'ютер мережеву плату з антеною. Після цього людей і комп'ютери можна пересувати як завгодно, і навіть переїзд в новий офіс не зруйнує одного разу створену мережу.
Емблема Wi-Fi
У останні два роки, сотні нових компаній почали встановлювати Wi-Fi точки доступу (звані «хот споти») в кафе, готелях, аеропортах і вокзалах і інших місцях масового дозвілля і перебування. Ці «Оператори хот-спотів» або «HSOs» встановлюють Wi-Fi AP's і, потім, надають високошвидкісний Інтернет доступ в цьому місці на комерційній основі. Минулого року, основні постачальники таких послуг почали об'єднуватися (встановлювати роумингові відносини між мережами хот-спотів). До їх числа відносяться компанія T-Mobile (яка встановила хот-споти в мережі кафе Starbucks), AT&T Wireless, British Telecom, Swisscom, Telecom Italia і Sprint PCS. QuantumWi-Fi Network має роумінгові відношення з компанією T-Mobile.
HSO з'явилися завдяки низьким витратам на будівництво хот-спота ($150-$300) і на його обслуговування ($50-$100 у місяць). Великі хот-споти (наприклад, хот-спот аеропорту) вимагає додаткових зусиль, таких як: установка антен, наявність високошвидкісного каналу в Інтернет, більшу кількість точок доступу. Але навіть за наявності цих витрат, вартість установки Wi-Fi хот-спота вигідно відрізняється від рішень, побудованих з використанням інших технологій. Вартість хот-спота — сотні доларів / інші (WWAN) технології — тисячі доларів. Контраст просто приголомшливий.
Зусилля операторів і виробників устаткування швидко озброїли користувачів пристроями Wi-Fi. Люди вже отримали Wi-Fi адаптери в своїх мобільних комп'ютерах і PDAs для використання в офісі і удома. Не за горами той день, коли більшість користувачів послуг Інтернет матимуть одне або декілька пристроїв, що підтримують Wi-Fi.
Що ще, Wi-Fi дуже швидкий, 11 мільйонів біт в секунду (11Мбіт/сек) і більш, або більш ніж в 100 разів швидше за модемне з'єднання. Wi-Fi навіть швидше чим «2.5G» безпровідні послуги, які в майбутньому обіцяють мобільних операторів (40-60 кбіт/сек). Реальна швидкість доступу в конкретному хот-споті визначається також і каналом, яким хот-спот пов'язаний з Інтернет, і може варіюватися від сотень кілобіт до десятків мегабіт в секунду, і все одно забезпечує швидкість, швидкість доступу, що істотно перевищує, з використанням інших технологій.
Принцип роботи
Зазвичай схема Wi-Fi мережі містить не менш однієї точки доступу та може легко масштабуватись.
Також можливо підключення двох клієнтів в режимі точка-точка (Ad-hoc), коли точка доступу не використовується, а клієнти з'єднуються за участю мережевих адаптерів«напряму». Точка доступу передає свій ідентифікатор мережі (SSID) з допомогою спеціальних сигнальних пакетів на швидкості 0,1 Мбіт/с кожні 100 мс. Тому 0,1 Мбіт/с — найменша швидкість передачі даних для Wi-Fi. Знаючи SSID мережі, клієнт може вияснити, чи можливо підключення до даної точки доступу. При потраплянні в зону дії двох точок доступу з ідентичними SSID приймач може вибирати між ними на основі даних про рівень сигналу. Стандарт Wi-Fi дає клієнту повну свободу при виборі критеріїв для з'єднання [1].
Однак, стандарт не описує всі аспекти побудови безпровідних локальних мереж Wi-Fi. Тому кожен виробник устаткування вирішує цю задачу по-своєму, застосовуючи ті підходи, які він вважає за якнайкращі з тієї або іншої точки зору. Тому виникає необхідність класифікації способів побудови безпровідних локальних мереж.
За способом об'єднання точок доступу в єдину систему можна виділити:
За способом організації і управління радіоканалами можна виділити безпровідні локальні мережі:
Характеристики
Наявність Wi-Fi-зон (точок) дозволяє користувачу підключитися до точки доступу (наприклад, до офісної, домашньої або публічної мережі), а також підтримувати з'єднання декількох комп'ютерів між собою.
Максимальна дальність передачі сигналу у такій мережі становить 100 метрів, однак на відкритій місцевості вона може досягати до 300—400 м. Дальність залежить від потужності передавача (яка в окремих моделях обладнання регулюються програмно), наявності та характеристики перешкод, типу антени.
Окрім 802.11b, ще є бездротовий стандарт 802.11a, який використовує частоту 5 ГГц та забезпечує максимальну швидкість 54 Мбіт/с, а також 802.11g, що працює на частоті 2,4 ГГц і також забезпечує 54 Мбіт/с. Крім цього, наразі ведеться розробка стандарту 802.11n, який у майбутньому зможе забезпечити швидкості до 320 Мбіт/с.
Ядром бездротової мережі Wi-Fi є так звана точка доступу (Access Point), яка підключається до якоїсь наземної мережевої інфраструктури (каналів Інтернет-провайдера) та забезпечує передачу радіосигналу. Зазвичай, точка доступу складається із приймача, передавача, інтерфейсу для підключення до дротової мережі та програмного забезпечення для обробки даних. Навколо точки доступу формується територія радіусом 50-100 метрів (її називають хот-спотом або зоною Wi-Fi), на якій можна користуватися бездротовоюмережею.
Для того, щоб підключитися до точки доступу та відчути всі переваги бездротової мережі, власник ноутбуку або мобільного пристрою із Wi-Fi адаптером, необхідно просто потрапити в радіус її дії. Усі дії із визначення пристрою та налаштування мережі більшість операційних систем комп'ютерів і мобільних пристроїв проводять автоматично. Якщо користувач одночасно потрапляє в декілька Wi-Fi зон, то підключення здійснюється до точки доступу, що забезпечує найсильніший сигнал.
802-11n
Специфікації схвалені радою із стандартів міжнародної організації IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 11 вересня 2009 року.[2][3] Максимальна швидкість передачі даних на фізичному рівні в бездротовій мережі стандарту 802.11n становить 600 Мбіт/с, на практиці це означає швидкість в 150—200 Мбіт/с. У попередній версії стандарту (802.11g) максимальна технічна швидкість дорівнювала 54 Мбіт/с, а реальна — приблизно 20 Мбіт/с.
Стандарт 802.11n розроблявся понад 7 років. У 2007 році була затверджена «чорнова» версія 802.11n Draft 2.0, в порівнянні з якою в остаточний варіант внесені тільки необов'язкові доповнення. Таким чином, випущені за останні два роки до стандартизації пристрої «Draft n» будуть повністю сумісні з фінальною версією. Нове устаткування зможе працювати також з пристроями попередніх поколінь 802.11a/b/g.
Висока швидкість досягається завдяки технології багатопотокової передачі даних (MIMO — multiple-input multiple-output). Приймачі і передавачі оснащуються кількома антенами. Бездротова мережа 802.11n може працювати в двох частотних діапазонах і забезпечує розширену зону прийому в порівнянні з попередньою версією.
Wi-Fi Direct
Wi-Fi Direct (раніше відомий як Wi-Fi Peer-to-Peer) дозволяє комп'ютерам і портативним ґаджетам зв'язуватися один з одним безпосередньо за існуючим протоколом Wi-Fi без використання маршрутизаторів і точок доступу. Тобто з'єднання встановлюється так само просто, як через Bluetooth. Важливим моментом є те, що для організації прямого з'єднання досить, щоб тільки один з пристроїв відповідало стандарту Wi-Fi Direct. Іншими словами, до сертифікованої апаратури може бути підключено будь-яке сучасне обладнання з підтримкою Wi-Fi. Максимальна відстань передачі даних досягає 100 метрів.
Організація Wi-Fi Alliance почала сертифікацію бездротових пристроїв відповідно до стандарту Wi-Fi Direct у жовтні 2010[4].
Переваги Wi-Fi
Бездротовий Інтернет на пляжі
Недоліки Wi-Fi
Комерційне використання Wi-Fi
Комерційний доступ до сервісів на основі Wi-Fi надається в таких місцях, як інтернет-кафе, аеропорти і кафе по всьому світу (зазвичай ці місця називають Wi-Fi-кафе), проте їх покриття можна вважати за точкове в порівнянні із стільниковими мережами:
Кінцева мета — створення централізованої мережі Wi-Fi, що повністю покриває Париж. Основний принцип Ozone Pervasive Network полягає в тому, що це мережа національного масштабу.
Бездротові технології в промисловості
Для використання в промисловості технології Wi-Fi пропонуються поки обмеженим числом постачальників. Так, Siemens Automation & Drives пропонує Wi-Fi-рішення для своїх контролерів SIMATIC відповідно до стандарту IEEE 802.11g у вільному ISM-діапазоні 2,4 ГГц і що забезпечує максимальну швидкість передачі 11 Мбіт/с. Дані технології застосовуються в основному для управління рухомими об'єктами і в складській логістиці, а також у тих випадках, коли з якої-небудь причини неможливо прокладати дротяні мережі Ethernet.
Wi-Fi і телефони стільникового зв'язку
Деякі вважають, що Wi-Fi і подібні до нього технології з часом можуть замінити стільникові мережі, такі як GSM. Перешкодами для такого розвитку подій в найближчому майбутньому є відсутність роумінгу і можливостей аутентифікації (див. 802.1x, SIM-карти і RADIUS) обмеженість частотного діапазону і сильно обмежений радіус дії Wi-Fi. Правильнішим виглядає порівняння Wi-Fi з іншими стандартами стільникових мереж, таких як UMTS, CDMA або WIMAX.
Проте, Wi-Fi придатний для використання VoIP в корпоративних мережах або в середі SOHO. Перші зразки устаткування з'явилися вже в початку 2000-х, проте на ринок вони вийшли тільки в 2005 році. Тоді такі компанії, як Zyxel UT Starcomm, Samsung, Hitachi і багато інших, представили на ринок VoIP Wi-Fi-телефони по «розумних» цінах. У 2005 році біля ADSL ISP провайдери почали надавати послуги VOIP своїм клієнтам (наприклад нідерландський ISP xs4all). Коли дзвінки за допомогою VOIP стали дуже дешевими, а частенько взагалі безкоштовними провайдери, здатні надавати послуги VOIP, дістали можливість відкрити новий ринок — послуг VOIP. Телефони GSM з інтегрованою підтримкою можливостей Wi-Fi і VOIP зачали виводитися на ринок, і потенційно вони можуть замінити дротяні телефони.
Зараз безпосереднє порівняння Wi-Fi і стільникових мереж недоцільно. Телефони, що використовують тільки Wi-Fi, мають дуже обмежений радіус дії, тому розгортання таких мереж обходиться дуже дорого. Проте, розгортання таких мереж може бути якнайкращим рішенням для локального використання, наприклад, в корпоративних мережах. Проте пристрої, підтримуючі декілька стандартів, можуть зайняти значну частку ринку.
Варто відмітити, що за наявності в даному конкретному місці покриття як GSM, так і Wi-Fi, економічно набагато вигідніше використовувати Wi-Fi, розмовляючи шляхом сервісівінтернет-телефонії. Наприклад, клієнт Skype давно існує у версіях як для смартфонів, так і для КПК.
Міжнародні проекти
Інша бізнес-модель полягає в з'єднанні вже наявних мереж в нових. Ідея полягає в тому, що користувачі розділятимуть свій частотний діапазон через персональних безпровіднімаршрутизатори, що комплектуються спеціальним ПЗ. Наприклад FON — Іспанська компанія, створена в листопаді 2005 року. Зараз співтовариство об'єднує більше 1 000 000 користувачів в Європі Азії і Америці швидко розвивається. Користувачі діляться на три категорії:
Таким чином, система аналогічна пірінговим сервісам. Незважаючи на те, що FON отримує фінансову підтримку від таких компаній, як Google і Skype, лише з часом буде ясно, чи буде ця ідея дійсно працювати.
Зараз біля цього сервісу є три основні проблеми. Перша полягає в тому, що для переходу проекту з початкової стадії в основну потрібний більше уваги з боку громадськості і ЗМІ. Потрібно також враховувати той факт, що надання доступу до вашого інтернет-каналу іншим особам може бути обмежено вашим договором з інтернет-провайдером. Тому інтернет-провайдери намагатимуться захистити свої інтереси. Так само, швидше за все, вчинять звукозаписні компанії, промовці проти вільного розповсюдження MP3.
У Росії основна кількість точок доступу співтовариства FON розташована в московському регіоні (див. карту).
Ізраїльська компанія wefi створила спільну мережу соціальної спрямованості[9], з можливістю пошуку мереж Wi-Fi і спілкування між користувачами. Програма і система в цілому була створена під керівництвом доктора Варді, одного з творців компанії Mirabilis, і протоколу ICQ[10].
Wi-Fi в ігровій індустрії
Некомерційне використання Wi-Fi
Поки комерційні сервіси намагаються використовувати наявні бізнес-моделі для Wi-Fi, багато груп, співтовариств, міст, і приватних особ будують вільні мережі Wi-Fi, часто використовуючи спільну пірингову угоду для того, щоб мережі могли вільно взаємодіяти одна з одною.
Багато муніципалітетів об'єднуються з локальними співтовариствами для розширення вільних Wi-Fi-мереж. Деякі групи будують свої Wi-Fi-мережі, повністю заснованими на добровільній допомозі і пожертвуваннях.
Для отримання докладнішої інформації дивіться розділ Спільні безпровідні мережі, де можна також знайти список вільних мереж Wi-Fi, розташованих по всьому світу.
OLSR (en) — один з протоколів, що використовуються для створення вільних мереж. Деякі мережі використовують статичну маршрутизацію, інші повністю покладаються наOSPF. У Ізраїлі розробляється протокол Wipeer для створення безкоштовних P2P-мереж на основі Wi-Fi.
У Wireless Leiden розробили власне програмне забезпечення для маршрутизації під назвою Lvrouted для об'єднання Wi-Fi-мереж побудованих на повністю безпровідній основі. Значна частина мереж побудована на основі ПЗ з відкритим кодом, або публікують свою схему під відкритою ліцензією. Див. наприклад «Wifi Liberator»[11] (перетворює будь-який ноутбук зі встановленою Mac OS X і Wi-Fi-модулем у відкритий вузол Wi-Fi-мережі). Також слід звернути увагу на netsukuku — Розробка всесвітньої безкоштовної mesh-мережі.
Деякі невеликі країни і муніципалітети вже забезпечують вільний доступ до хот-спотів Wi-Fi і доступу до Інтернету через Wi-Fi по місцю проживання для всіх. Наприклад,королівство Тонга і Естонія, які мають велику кількість вільних хот-спотів Wi-Fi по всій території країни. У Парижі Ozoneparis надає вільний доступ в Інтернет необмежено всім, хто сприяє розвитку Pervasive Network надаючи дах свого будинку для монтажу устаткування Wi-Fi. Unwire Jerusalem — це проект установки вільних точок доступу Wi-Fi у великих торгівельних центрах Єрусалима. Багато університети забезпечують вільний доступ до Інтернет через Wi-Fi для своїх студентів, відвідувачів і всіх, хто перебуває на території університету.
Деякі комерційні організації, такі як Panera Bread, надають вільний доступ до Wi-Fi постійним клієнтам. Заклади McDonald's Corporation теж надають доступ до Wi-Fi під брендомMcInternet. Цей сервіс був запущений в ресторані в Оук-Брук Ілінойс; він також доступний в багатьох ресторанах в Лондоні, Москві і Києві.
Проте, є і третя підкатегорія мереж, створених співтовариствами і організаціями, такими як університети, де вільний доступ надається членам співтовариства, а тим, хто в нього не входить, доступ надається на платній основі. Приклад такого сервісу — мережа Sparknet в Фінляндії.
Sparknet також підтримує Opensparknet — проект, в якому люди можуть робити свої власні точки доступу часткою мережі Sparknet, отримуючи від цього певну вигоду.
Останнім часом комерційні Wi-Fi-провайдери будують вільні хот-споти Wi-Fi і хот-зони з метою привабити нових клієнтів та повернути інвестиції.
Безкоштовний доступ до Інтернету через Wi-Fi
Незалежно від початкових цілей (залучення клієнтів, створення додаткової зручності або чистий альтруїзм) у всьому світі і в Україні, у тому числі, росте кількість хот-спотів, за допомогою яких можна дістати доступ до найпопулярнішої глобальної мережі (Інтернет) абсолютно безкоштовно. Це можуть бути і великі транспортні вузли, де підключитися можна самостійно в автоматичному режимі, і бари, де для підключення необхідно попросити картку доступу персоналу і, навіть, просто території міського ландшафту, що є місцем постійного скупчення людей.
Wi-Fi і ПЗ
Юридичний статус
Юридичний статус Wi-Fi різний в різних країнах. У США діапазон 2.5 ГГц дозволяється використовувати без ліцензії, за умови, що потужність не перевищує певну величину, і таке використання не створює перешкод тим, хто має ліцензію.
Україна
В Україні використання Wi-Fi без дозволу Українського державного центру радіочастот[1] можливо лише в разі використання точки доступу із стандартною всенаправленою антеною (<6 Дб, потужність сигналу ≤ 100 мВт на 2.4 ГГц і ≤ 200 мВт на 5 ГГц) для внутрішніх (використання усередині приміщення) потреб організації (Рішення Національної комісії з регулювання зв'язку України № 914 від 2007.09.06). В разі сигналу більшої потужності або надання послуг доступу в Інтернет, або до яких-небудь ресурсів, необхідно реєструвати передавач і отримати ліцензію УДЦР.[13]
Росія
У Росії використання Wi-Fi без дозволу на використання частот від Державної комісії з радіочастот (ГКРЧ) можливо для організації мережі усередині будівель, закритих складських приміщень і виробничих територій[14]. Для легального використання позаофісної безпровідної мережі Wi-Fi (наприклад, радіоканалу між двома сусідніми будинками) необхідне отримання дозволу на використання частот. Діє спрощений порядок видачі дозволів на використання радіочастот в смузі 2400—2483,5 Мгц (стандарти 802.11b і 802.11g; канали 1-11), для отримання такого дозволу не потрібне приватне вирішення ГКРЧ. Для використання радіочастот в інших діапазонах, зокрема 5 ГГц (стандарт 802.11a), необхідно заздалегідь отримати приватне вирішення Гкрч[15]. У 2007 році ситуація змінилася з виходом документа: „Ухвала від 25 липня 2007 р. № 476 Про внесення змін до ухвали Уряду Російській Федерації від 12 жовтня 2004 р. № 539 «Про порядок реєстрації радіоелектронних засобів і високочастотних пристроїв»[16]. Шістнадцятим пунктом ухвали із списку устаткування, підмета реєстрації було виключено[17]::
Також у виконання протокольного запису до вирішення ГКРЧ від 19 серпня 2009 р. № 09-04-09, ГКРЧ вирішила[18] (п.2):
Вказаним смугам частот відповідають стандарти 802.11a/h/j/n і канали з номерами з діапазонів 36-64 і 136—165. Проте, в додатку перераховано 164 найбільші міста Росії, в яких вказані частоти для створення безпровідних мереж використовувати не можна (див. п.6).
За порушення порядку використання радіоелектронних засобів передбачається відповідальність по статтях 13.3 і 13.4 Кодексу Російської Федерації про адміністративні правопорушення (КОАП РФ)[19]. Так, в липні 2006 року декілька компаній в Ростові-на-Дону були оштрафовані за експлуатацію відкритих мереж Wi-Fi (хот-спотів)[20]. Зовсім недавно Федеральна служба по нагляду в сфері масових комунікацій, зв'язку і охорони культурної спадщини видало нове роз'яснення використання і реєстрації всіх пристроїв, використовуючих Wi-Fi. Пізніше виявилось, що існує коментар россвязьохранкультури[21], який частково спростовує непорозуміння, розвинені мережевими ЗМІ.
Білорусь
У Білорусії діє спеціалізована Державна комісія з радіочастот (ГКРЧ). На основі Ухвали Міністерства зв'язку і інформатизації Республіки Білорусь від 26.08.2009 р. № 35 «Перелік радіоелектронних засобів і (або) високочастотних пристроїв, що не підлягають реєстрації»(рос.) устаткування Wi-Fi не вимагає реєстрації, за умови, що їхні параметри задовольняють наступним вимогам: