Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Основной способ, позволяющий преодолеть меняющиеся условия беспроводной передачи, — передача информации несколькими независимыми путями. Таким образом, данные, вероятно, будут получены, даже если один из путей окажется заглушен из-за эффекта замирания. Эти независимые пути, как правило, встраиваются в цифровую схему модуляции на физическом уровне. Вариантов много — использование нескольких частот в пределах разрешенной полосы, варьирование путей передачи между разными парами антенн или повторение битов через некоторые промежутки времени.

Различные версии 802.11 использовали все перечисленные методы. Согласно начальному (1997) стандарту беспроводная ЛВС работала на скорости 1 или 2 Мбит/с, скачкообразно переключая частоты или размазывая сигнал по разрешенному частотному диапазону. Почти сразу люди стали жаловаться, что это слишком медленно, и началась разработка более быстрого стандарта. Вариант с широкополосными сигналами стал стандартом в 1999 году, 802.11b работал со скоростью до 11 Мбит/с. Стандарты 802.11a (1999) и 802.11g (2003) стали использовать другую схему модуляции — OFDM( Orthogonal Frequency Division Multiplexing — мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов). Данная схема делит широкую полосу спектра на множество узких фрагментов, по которым параллельно передаются различные биты. Улучшенная схема, которую мы изучим в главе 2, повысила скорость передачи 802.11a/g до 54 Мбит/с. Это — существенное увеличение, но люди все еще хотели, чтобы поддерживалась большая пропускная способность. Последняя версия — 802.11n (2009) — использует более широкие частотные диапазоны и до четырех антенн на компьютер, что позволяет достигнуть скоростей около 450 Мбит/с.

Рис. 1.31. Замирания вследствие многолучевого распространения

Так как беспроводная передача принципиально является широковещательной, 802.11-передатчики сталкиваются с проблемой одновременной передачи множества сигналов, которые интерферируют друг с другом, что может оказывать влияние на прием. Чтобы решить эту проблему, в 802.11 задействована схема CSMA (Carrier Sense Multiple Access), использующая идеи классического проводного Ethernet, которые были взяты из еще более ранней беспроводной сети — ALOHA, созданной на Гавайях. Компьютеры находятся в режиме ожидания передачи в течение короткого случайного интервала времени и задерживают сигнал, если какое-либо устройство передает информацию. Эта схема снижает вероятность ситуации, когда два компьютера отправят сигналы в одно и то же время. Но сама схема работы не такая, как в проводных сетях. Чтобы увидеть различия, изучите рис. 1.32. Предположим, что компьютер A передает сигнал компьютеру B, но уровня передатчика А недостаточно, чтобы сигнал достиг компьютера C. Допустим С собирается передать информацию компьютеру B, и тот факт, что он не «слышит» информации, передаваемой А, не означает, что его сигнал будет принят. Такая «глухота» C становится причиной некоторых проблем. После любого конфликта отправитель делает паузу на более длительный случайный интервал времени и повторно передает пакет. Несмотря на такие трудности и некоторые другие проблемы, на практике схема работает достаточно хорошо.

Еще одна проблема — движение. Если перемещающийся клиент отходит от используемой точки доступа и попадает в зону действия другой точки, возникает проблема, которую необходимо преодолеть. 802.11-сеть может объединять множество ячеек,

каждая из которых имеет собственную точку доступа, а управляющая система объединяет ячейки. Такая система часто подключается к Ethernet, но может использовать любые другие технологии. Когда клиенты перемещаются, они могут попадать в зону действия точек доступа с лучшим уровнем сигнала и переключаться на них. Извне такая система похожа на обычную проводную локальную сеть.

Зона действия Зона действия

приемопередатчика А приемопередатчика В

Рис. 1.32.Радиус действия одного радиопередатчика может не покрывать всю систему

Подвижность клиентов в 802.11 существенно более ограничена, чем в мобильных телефонных сетях. Как правило, 802.11 используется клиентами, которые двигаются от одного стационарного местоположения до другого, а не тогда, когда они непрерывно перемещаются. Для такого использования полноценная мобильность не требуется. Даже когда 802.11 используется в движении, перемещения ограничены одной сетью, зона действия которой не превышает одного большого здания. Будущие схемы должны будут обеспечить подвижность клиентов при работе в разных сетях и с использованием различных технологий (например, 802.21).