Radiowe sieci osobiste

Instytut IEEE opracował standard 802.15.3, który powinien zainteresować tych użytkowników (małe firmy i minisieci domowe), którzy chcą przesyłać na krótkie odległości olbrzymie porcje danych audio/wideo, transmitując je drogą radiową. Standard ten ma znaleźć zastosowanie w bezprzewodowych osobistych sieciach komputerowych WPAN ($Wireless Personal Area Network$).

Zasięg dostępnych obecnie połączeń WPAN jest niewielki i wynosi najczęściej od kilkudziesięciu centymetrów do 10 metrów, podczas gdy standard 802.15.3 przewiduje maks. długość 100 m. Sieć WPAN oparta na standardzie 802.15.3 może połączyć ze sobą do 245 urządzeń bezprzewodowych i przesyła dane z szybkością do 55 Mb/s. Inaczej niż w bezprzewodowych sieciach LAN (WLAN), urządzenia pracujące w sieciach WPAN tworzą zamkniętą strukturę i komunikują się wyłącznie między sobą, nie mogąc ustanawiać żądnych połączeń on-line z innymi urządzeniami zewnętrznymi.

Standard może się przyczynić do dynamicznego rozwoju sieci WPAN, które pracują obecnie z dużo mniejszą szybkością (1 Mb/s). A wymagania użytkowników zainteresowanych sieciami WPAN ciągle rosną, ponieważ chcą przesyłać drogą radiową obrazy cyfrowe i wysokiej jakości filmy wideo. Aplikacje takie muszą mieć do dyspozycji połączenia (sprzęgające urządzenia przenośne z komputerem lub z innym węzłem sieci, lub komputer z komputerem), które pracują szybko i niezawodnie. Takie właśnie warunki pracy gwarantuje standard 802.15.3.

Zobacz również:

Aby zmniejszyć koszty implementowania nowej technologii, standard 802.15.3 stawia wymagania, aby nadajnik/odbiornik i protokół były umiejscowione na co najwyżej dwóch układach scalonych znajdujących się w urządzeniu, na przykład na kompaktowej karcie „flash”.

Nowy standard WPAN wykorzystuje pasmo częstotliwości 2,4 GHz i przewiduje, że dane mogą być transmitowane z szybkościami: 11, 22, 33, 44 lub 55 Mb/s. Standard jest oparty na bezprzewodowej technologii znanej pod skrótem UWB (Ultra Wide Band), która pozwala transmitować dane z szybkościami 40-60 Mb/s, a w przyszłości nawet 1 Gb/s. W technologii UWB dane są transmitowane za pomocą sygnałów radiowych mających bardzo małą moc i z wykorzystaniem bardzo krótkich elektrycznych impulsów. Są to często impulsy mające długość kilku pikosekund (pikosekunda - jedna tysięczna nanosekundy).

Długość połączenia odgrywa w przypadku standardu 802.15.3 kluczową rolę. Tak jak w innych technologiach z tego obszaru, tak i tutaj obowiązuje zasada - im krótsze jest połączenie, tym większa szybkość. I tak na przykład przy długości połączenia 50 m dane można transmitować z szybkością 55 Mb/s, ale w przypadku połączenia mającego długość 100 m, maksymalna szybkość wynosi 22 Mb/s.

Sieci WPAN/802.15.3 pracujące z najwyższą szybkością (55 Mb/s) są wymagane wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z transmitowaniem długich plików multimedialnych, a opóźniania muszą być bardzo małe. Sieci WPAN/802.15.3 pracujące z szybkością 11 lub 22 Mb/s mogą obsługiwać dłuższe połączenia, z usług których korzystają na przykład aplikacje audio (przesyłanie głosu).

Co ważne, standard 802.15.3 oferuje rozwiązania gwarantujące określoną jakość usług.

Aby przydzielić aplikacjom odpowiednie przepustowości i zapobiec konfliktom, standard wykorzystuje technologię TDMA (Time Division Multiple Access – metoda wielodostępu z podziałem czasu), przypisując urządzeniu bezprzewodowemu zasoby jednego z kanałów.

Wszystkie urządzenia pracujące w sieci WPAN/802.15.3 łączą się ze sobą w trybie „ad hoc” i wymieniają dane jak równy z równym (transmisja peer-to-peer), a dane są chronione przy użyciu standardu szyfrowania AES 128 (który zastąpił starszy standard szyfrowania DES).

Sieci WPAN oparte na standardzie 802.15.3 mogą współpracować z sieciami WPAN opartymi na innych standardach (na przykład z sieciami Bluetooth) oraz z sieciami WLAN 802.11 (chodzi tu szczególnie o sieci 802.11b i 802.11g, które pracują też w paśmie częstotliwości 2,4 GHz).