Bezprzewodowe sieci komputerowe

Technologia transmisji bezprzewodowej jest już opanowana w takim stopniu, by stanowiła alternatywę dla sieci przewodowych. Może o tym świadczyć na przykład ekspansja cyfrowej telefonii komórkowej.

Technologia transmisji bezprzewodowej jest już opanowana w takim stopniu, by stanowiła alternatywę dla sieci przewodowych. Może o tym świadczyć na przykład ekspansja cyfrowej telefonii komórkowej.

Bezprzewodowe media transmisyjne stosuje się od wielu lat w różnych dziedzinach - radiu, telewizji czy telekomunikacji. Media bezprzewodowe wykorzystuje się coraz częściej również w lokalnych i rozległych sieciach komputerowych. Łączność bezprzewodowa znalazła zastosowanie na obszarach nie wyposażonych w infrastrukturę telekomunikacyjną; w sieciach, gdzie podłączone urządzenia mogą przemieszczać się względem siebie; łączeniu sieci, znajdujących się wewnątrz budynków; w centrach dużych aglomeracji miejskich; w sieciach tymczasowych lub często rekonfigurowanych oraz systemach łączności awaryjnej (np. na terenach zagrożonych sejsmicznie).

Medium transmisji

Najpierw wykorzystywano wyłącznie fale radiowe. Do transmisji danych cyfrowych, ze względu na korzystne właściwości, stosowane są najczęściej fale o częstotliwościach ponad 30 MHz. Zastosowanie konkretnej częstotliwości zależy od parametrów technicznych stosowanych urządzeń transmisyjnych i przepisów obowiązujących w danym kraju. Za przydział pasma częstotliwości odpowiedzialne są agencje rządowe (w Polsce zajmuje się tym Państwowa Agencja Radiokomunikacyjna).

Przydział pasma i korzystanie z niego jest płatne, w praktyce nie dotyczy jednak urządzeń nadawczych bardzo małej mocy. Używane urządzenia powinny mieć homologację Ministerstwa Łączności.

Fale radiowe w dużej mierze ulegają wpływowi zakłóceń elektromagnetycznych. Zastosowanie transmisji z widmem rozproszonym pozwala na zmniejszenie ich wpływu. Technika ta wymaga wprawdzie znacznie szerszego pasma częstotliwości, jednak pasmo to może być współużytkowane przez wiele sieci jednocześnie. W większości krajów Europy Zachodniej, a także w Stanach Zjednoczonych i Japonii wydzielono specjalne pasma częstotliwości, przeznaczone do transmisji danych z widmem rozproszonym (tzw. pasma ISM). Korzystanie z nich jest bezpłatne.

Od niedawna jako medium transmisyjne wykorzystywane są także fale optyczne z zakresu bliskiej podczerwieni. Ich zaletą jest znacznie zwiększona, niż w przypadku fal radiowych, odporność na zakłócenia elektromagnetyczne. Wadą - ograniczony zasięg i duża zależność od warunków atmosferycznych (np. przy gęstej mgle zasięg zmniejsza się nawet dwukrotnie).

Stosuje się kilka metod emisji fal optycznych. Wiązka skupiona pozwala na osiągnięcie większego zasięgu i prędkości transmisji, wiązka rozproszona umożliwia poruszanie się stacji i łączność między stacjami "nie widzącymi się" wzajemnie. Wykorzystanie systemów optycznych nie wymaga ani przydziału pasma, ani opłat, jest więc interesującą alternatywą dla fal radiowych.

Rozwiązaniem pośrednim między łączem radiowym a optycznym jest łącze mikrofalowe (tzw. radiolinia), tj. wykorzystujące bardzo wysokie częstotliwości radiowe (rzędu od kilkunastu do kilkudziesięciu GHz). Używanie łączy mikrofalowych wiąże się z koniecznością przydziału częstotliwości i opłat za jej wykorzystanie.

Urządzenia transmisyjne

Różnią się one nie tylko parametrami użytkowymi, lecz także rodzajem wykorzystywanego medium. Pierwszą grupę stanowią radiomodemy. Umożliwiają one transmisję z prędkością nie przekraczającą 19,2 Kb/s na odległość ok. kilkudziesięciu kilometrów. W większości przypadków są wyposażone w interfejs RS-232C i mogą współpracować z dowolnym urządzeniem mającym takie złącze. Nie istnieją tu żadne ograniczenia odnośnie formatu przesyłanej informacji, ponieważ radiomodem przekształca jedynie sygnały elektryczne na fale radiowe i odwrotnie. (Odmianą radiomodemów są tzw. modemy inteligentne, zwane też kontrolerami pakietowymi, w których dane przesyłane są w złożony sposób - w ramkach i uzupełnione pewnymi informacjami sterującymi. Przykładem takich urządzeń są kontrolery TNC, wykorzystywane m.in. w amatorskiej łączności w sieci Packet Radio).

Dostępnych jest stosunkowo niewiele typów modemów optycznych. Większość z nich zgodna jest ze standardem IrDA. Działają z prędkościami do 115 Kb/s (najnowsze - 4 Mb/s) na odległość 1-3 m i są przeznaczone do tworzenia sieci tymczasowej, w której jest co najmniej jeden komputer przenośny. Zaletą tych urządzeń jest bardzo niska cena i prostota konstrukcji. Pozostałe modemy optyczne są przeznaczone do zastosowań przemysłowych.

Liczną grupę stanowią urządzenia do tworzenia radiowych sieci lokalnych. W przeciwieństwie do radiomodemów stosuje się niemal wyłącznie transmisję z widmem rozproszonym. Prędkość transmisji to 1-2 Mb/s (sporadycznie większa), a zasięg wynosi od kilkudziesięciu (wewnątrz budynków) do kilkuset metrów. Nieco większe prędkości transmisji (20 Mb/s) można uzyskać stosując urządzenia optyczne. Większość urządzeń występuje jako karty sieciowe, które jednak są kilkakrotnie droższe od kart sieci przewodowych. Dostępne są również urządzenia dołączane bezpośrednio do sieci przewodowej.

Ostatnią grupę stanowią mosty bezprzewodowe do łączenia odległych segmentów . Mosty radiowe umożliwiają transmisję z prędkością kilku Mb/s na odległość do kilkudziesięciu kilometrów, gdy mosty optyczne mają zasięg najwyżej kilku kilometrów przy szybkości maksymalnej 155 Mb/s.

Sprzęt do transmisji bezprzewodowej produkują firmy znane z innych dziedzin elektroniki, np. IBM, Motorola, AT&T czy Compaq. Nie można jednak wykazać wyższości ich oferty nad ofertą firm mniej znanych, specjalizujących się w urządzeniach transmisji bezprzewodowej, takich jak Solectek, JOLT, OpLink Communications, Aironet, Proxim czy BreezeCom.

<hr size=1 noshade>Dr inż. Bartłomiej Zieliński jest adiunktem w Instytucie Informatyki Politechniki Śląskiej w Gliwicach.

Literatura dotycząca bezprzewodowych systemów transmisji danych

Hołubowicz W., Płóciennik P., Różański A. - Systemy łączności bezprzewodowej. Wyd. EFP, Poznań 1996

Dąbrowski K. - Amatorska komunikacja cyfrowa. PWN, Warszawa 1994

Wojnar A. - Systemy radiokomunikacji ruchomej lądowej: podstawy analizy i syntezy. WKiŁ, Warszawa 1989

Killen H. B. - Transmisja cyfrowa w systemach światłowodowych i satelitarnych. WKiŁ, Warszawa 1992

Wesołowski K. - Systemy radiokomunikacji ruchomej. WKiŁ, Warszawa 1998


TOP 200