Bevieliai radijo ryšio tinklai

Įvadas

Bevieliai vietiniai tinklai – alternatyvi lanksti duomenų perdavimo sistema. Bevieliams vietiniams tinklams naudojama radijo dažnių (RF) technologija leidžia perduoti ir priimti duomenis per orą. Taip sumažinamos lėšos, reikalingos vielinei įrangai, palengvinamas tinklo įrengimas ir reguliavimas. Didelė šio tinklo duomenų perdavimo sparta leidžia sumažinti išteklius, kurių reikalauja susijungimas per vielinius tinklus. Per paskutiniu metu bevieliai vietiniai tinklai įgijo pripažinimą vertikalioje, mažmeninėje prekyboje, apdirbamojoje pramonėje, sveikatos apsaugos, mokslinėje srityse. Šiose pramonės šakose yra naudojami kilnojami terminalai ir mini kompiuteriai, kuriais duomenys perduodami į pagrindinį įstaigos kompiuterį tolimesniam apdorojimui. Nešiojami kompiuteriai yra gana populiarūs mūsų dabartinėje visuomenėje. Daugelis šių kompiuterių savininkų pageidauja naudotis kompiuterių tinklais važiuodami į ilgas keliones  taip kur nors sode ar kaime. Bevielis tinklas turi daug vartotojų. Žmonės naudojasi savo nešiojamais elektroniniais įrenginiais  pokalbiams, faksų ir elektroninio pašto siuntimui, persiųsti failus, dirbti su toli esančiu kompiuteriu. Ir visa tai galiam atlikti iš bet kurios vietos. Nežiūrint, kad bevielį tinklą lengva įdiegt, jis taip pat turi trūkumų. Dažniausiai tie tinklai dirba 1-2 Mbps greičiu, kas yra žymiai mažiau  nei gali pasiūlyti vieliniai tinklai.  Bevieliai tinklai turi daug formų . Tai nedideli tinklai su antena ant kurio nors pastato, aptarnaujantys nedideliu atstumu keliaujančius klientus. Čia kompiuteriai bendrauja tiesiogiai, skaitmenine forma. Kita galimybė yra naudotis mobiliu telefonu, prie kurio kompiuteris prijungiamas per modemą.Kai kas sako, kad bevieliams tinklams priklauso ateitis, tačiau kiti mano, kad atsiras vietos ir vieliniams tinklams. Kol kas informacijos perdavimo greičio lenktynes laimi optiniai kabeliai. Mobilusis sektorius išlieka labiausiai augančiu ir tobulėjančiu, šią raidą dar labiau paspartins trečiosios kartos tinklų ir paslaugų įdiegimas. Konkurencija bevieliuose vietiniuose priėjimo tinkluose (WLAN) tik sustiprės, kadangi vis platesnį mastą įgauna bevielės plačiajuosčio ryšio technologijos.

Bevielio LAN panaudojimas

Atėjus tokiam laikui kai informacinės technologijos vis žengia tolyn auga ir mūsų poreikiai. Vartotojai reikalauja, kad jie butų sujungti su tinklu nekreipiant dėmesio kur jie yra, kadangi jie nori gauti informaciją ir būti visur pasiekiami. Bevieliai LAN yra labai lengvai įrengiami . Nereikia sujungti kabelių kiekvieną darbo stotį ir išvedžioti laidus po kiekvieną kambarį, dėl šios priežasties bevielis LAN tinklas yra ganėtinai lankstus. Bevielio ryšio dažniai greičiau nei vielinis tinklas prijungia mobilųjį vartotoją prie pagrindinio tinklo. Pateikiame bevielio ryšio panaudojimo būdų pavyzdžių:
•    bevielis ryšys ypač pravers gydytojams ir seselėms ligoninėse. Turėdami nešiojamus kompiuterius, bevieliu ryšiu prijungtus prie pagrindinio centro, jie greitai gaus skubią informaciją;
•    bevielio ryšio tinklai palengvina tinklo valdytojo darbą, leidžia stebėti ir reguliuoti tinklą per atstumą;
•    mokymo centruose, universitetuose įrengti bevieliai vietiniai tinklai leidžia greitai apsikeisti duomenimis ir spartina mokymąsi;
•    mažmeninių prekybos firmų savininkui bevielis ryšys pravers daugkartiniam tinklo perderinimui;.
•    parodų, atskirų įstaigos biurų darbuotojai gali sumažinti tinklo struktūros reikalavimus, įrengdami bevielį vietinį tinklą, nereikalaujantį pritaikymo MIS;
•    sandėlių darbuotojams bevielis ryšys pravers greitam susisiekimui su centrine duomenų baze.

Belaidžio LAN privalumai ir trūkumai

Bevielio ryšio privalumai:

•    greitas įrengimas ir įdiegimas;
•    bevielio ryšio bangos gali praeiti ten, kur paprastas kabelis net nepraeitų (kiaurai sieną, lubas ir t.t);
•    bevielį tinklą įrengti gali būti brangiau nei įprastą vielinį, tačiau ateityje jis atsipirks;
•    bevielio ryšio tinklai gali būti pritaikomi įvairioms technologijoms;
•    bevielį tinklą galima pritaikyti ir mažoms, ir didelėms įmonėms, kurių darbuotojams reikia susisiekti per atstumą;
•    vartotojas gali pasirinkti skirtingas bevielio ryšio technologijas, tinkančias                     skirtingiems atvejams.
•    Mobilumas, kas padidina produktyvumą dėl realiai pasiekiamos informacijos, nepaisant esamos darbo vietos, greitesniam ir efektyvesniam sprendimų priėmimui.
•    Puikus būdas prijungti vietas, kurios negali būti prijungiamos laidais.
•    Sumažėję įsigijimo kainos, ypatingai dinaminėje aplinkoje, reikalaujančioje daugkartinio modifikavimo, minimalaus laidyno ir instaliacijos kainų vienam prietaisui ir vartotojui dėka.
•    Greitas įrengimas ir įdiegimas.
•    Bevielio ryšio bangos gali praeiti ten, kur paprastas kabelis net nepraeitų (kiaurai sieną, lubas ir t.t.).
•    Bevielio ryšio tinklai gali būti pritaikomi įvairioms technologijom.
•    Bevielį tinklą galima pritaikyti ir mažoms, ir didelėms įmonėm, kurių darbuotojams reikia susisiekti per atstumą.
•    Vartotojas gali pasirinkti skirtingus bevielio ryšio technologijas, tinkančias skirtingiems atvejams.
•    WLAN prieigos taškai įrengti įmonėse ir įstaigose leidžia atsikratyti sudėtingų kabelių sistemų.
•    Prieigos taškai aerouostų laukimo salėse, viešbučių holuose, konferencijų salėse ar modernios kavinėse palengvina galimybę keliaujantiems verslininkams prisijungti prie interneto, pasitikrinti savo elektroninį paštą ar net pasinaudoti savo įmonės tinklo resursais.
•    WLAN viešos prieigos taškai sparčiai plinta pasaulyje, todėl jie turi puikias perspektyvas užkariauti vis daugiau keliaujančių vartotojų.
•    Derinant WLAN ir GPRS, išplečiamos bevielio duomenų perdavimo galimybės.

Bevielio LAN trūkumai:
•    Paprastai jie dirba 1-2 Mbps greičiu, kas yra žymiai mažiau, negu vieliniuose tinkluose.
•    Klaidų tikimybė didesnė, be to, galima kelių kompiuterių duomenų perdavimo interferencija.
•    Instaliuojant Bevielius LAN tinklus visada reikia atsižvelgti į esamą aplinką. Reiktų laikytis atokiau nuo lifto šachtų arba kavinių. Tokie trukdžiai gali įtakoti siunčiamos informacijos kokybę arba klaidas siunčiamuose duomenyse.
•    bevieliuose tinkluose resursai yra menkesni nei laidiniuose tinkluose. Bevieliai ryšiai, bendru atveju, pateikia daug siauresnius dažnio diapazonus, nei laidiniai.
•    bevieliai kanalai iš esmės yra nepatikimi ir linkę būti priklausomi nuo padėties, laiko kitimo, netikėtų klaidų dėl triukšmo, silpnėti įvairiomis kryptimis.
•    vartotojai, linkę judėti bendravimo metu, dėl ko gali nutrūkti ryšys(perjungimas) tarp gretimų tinklų

Bevielės ryšių linijos

Radijo tinklai perduoda duomenis tais atvejais, kai organizuoti optinio kabelio ar kokio kito kabelio fiziškai neįmanoma, ar turimi ryšio kabeliai nepatenkina vartotojų dėl informacijos greičio perdavimo, arba, jų manymu, yra neekonomiški.
Duomenų perdavimo įrenginius galiam kvalifikuoti pagal radijo dažnių parametrus, pagrindinis iš kurių yra radijo dažnis, kuriame šie įrenginiai dirba. Priklausomai nuo to, kokiame dažnyje dirba įrenginiai, priklauso tokie rodikliai, kaip ryšio nuotolis, informacijos perdavimo greitis, ryšio priklausomybė nuo oro sąlygų. Daugiausiai platinami dažnių diapazonai, skirti duomenų perdavimui, – 136-174 MHz, 400-512 MHz, 820-960 MHz, 2,4GHz, 5GHz, 10-12 GHz, 30-35 GHz ir didesni. Parametrų priklausomybė tokia: kuo didesnis dažnis, tuo didesnis gali būti duomenų perdavimo greitis, mažesnis nuotolis, aukštesni reikalavimai tiesioginiam matomumui ir didelis jautrumas, oro permainomis. Ši priklausomybė vaizduojama:
•    136-174 MHz – duomenų perdavimo greitis iki 19,2 Kb/s, ryšio nuotolis iki 50-70 km, ryšys gali būti atliekamas iš už horizonto, dėka radijo spindulio kelio perėjimo lūžio prie žemės. Ryšio parametrai praktiškai nepriklauso nuo oro sąlygų.
•    400-512 MHz – duomenų perdavimo greitis iki 128 Kbit/s, ryšio ilgis iki 40-50 km. Galimas radijo signalų priėmimas, dėka atspindžio nuo įvairių pastatų ir konstrukcijų, kalnų ir t.t.
•    800-960 MHz diapazonuose ir daugiau yra galimybė organizuoti kanalą su duomenų perdavimo greičiu daugiau negu 2Mbit/s. Tuo pačiu tarp antenų turi būti tiesioginis matomumas. Didėjant dažniui, didėja oro sąlygų poveikis ir mažėja ryšio nuotolis, nes radijo dažnio sklidimo sąlygos šiame diapazone prilygsta šviesos sklidimo sąlygomis.

Siauro dažnio technologija
Siauro dažnio radijo ryšio sistema perduoda ir gauna informaciją tam tikru radijo dažniu. Siauro dažnio sistema gauna kiek įmanoma mažesnį radijo signalą, kuriuo galima perduoti duomenis.
Atskirą telefoninę liniją galima palyginti su radijo linija. Kai kiekvienas namas kaimynystėje turi asmeninę telefoninę liniją, žmonės viename name negali klausytis užklausimų, padarytų kitiems namams. Radijo ryšio sistemoje saugumas užtikrinamas skirtingais dažniais. Prietaisai atrenka tik tam tikrus (Jūsų dažnio) signalus.

Siauro dažnio spektras

Dažnių sklaida [1]
Dauguma bevielio ryšio prietaisų naudoja išplėsto dažnio radijo bangas. Šią ryšio priemonę labiausiai išplėtojo kariškiai. Šis ryšys yra paremtas laidumo savybėmis. Jeigu imtuvas nenustatytas tam tikram dažniui, spektras girdimas kaip triukšmo fonas. Yra du spektro perdavimo būdai: šokinėjančių radijo bangų technologija ir tiesinės sekos spektro sklaidos technologija. (DSSS).
Šokinėjančių radijo bangų technologija
Informacija šokinėjančiomis radijo bangomis perduodama per siauro dažnio radijo bangas, kurios pakeičia bangos dažnį, žinomą ir siuntėjui, ir priėmėjui. Naudojant šį ryšį būtina palaikyti vieną loginį kanalą. Pašaliniam vartotojui šios bangos suvokiamos kaip trumpos trukmės garso impulsas.

Šokinėjančių radijo dažnių diagrama ir spektras
Tiesinės sekos spektro sklaidos technologija (DSSS)
Tiesinės sekos spektro sklaidos technologija (DSSS) sukuria kiekvienam bitui perteklinį iškrovos pavyzdį. Šis iškrovos pavyzdys vadinamas mikroschemos kodu. Kuo ilgesnė mikroschema, tuo geresnė duomenų perdavimo kokybė. Jei pažeisti vienas ar keli perduodamų dokumentų bitai, statiniai metodai leidžia sugrąžinti pirminius duomenis. Pašalinis vartotojas šias bangos girdės kaip mažo galingumo plačiajuostį triukšmą.

Tiesinės sekos spektro sklaidos diagrama ir spektras
Infraraudonoji technologija
Infraraudonosios (IR) sistemos naudoja ypač aukšto dažnio radijo bangas, kurios yra žemesnės tik už matomą elektromagnetinio spektro spalvą. Kaip ir šviesa, ši sistema negali įveikti kliūčių, todėl yra skirta tik tiesioginio matomumo zonoms. Šios sistemos nebrangios, tačiau apima ribotą diapazoną. Jos nėra patogios paslankiems vartotojams.

Bevielių vietinių tinklų technologija
Pati paprasčiausia bevielių vietinių tinklų konfigūracija – nepriklausomi vietiniai tinklai, jungiantys kelis asmeninius kompiuterius prie bevielių suderintuvų. Bet kokiu metu du ar keli suderintuvai gali sukurti nepriklausomą tinklą. Šiems tinklams nereikia jokio administravimo.

Nepriklausomas bevielis tinklas

Distancijos padidėjimas naudojant prieigos mazgą
Bendros prieigos mazgai (siųstuvai-imtuvai) saugiai jungia bevielius vietinius tinklus su laidiniu tinklu ir leidžia vartotojams efektyviai bendrai naudotis tinklo ištekliais. Prieigos mazgai ne tik garantuoja saugų ryšį su laidiniu tinklu, bet ir leidžia greitai prisijungti prie tinklo ir naudotis jo ištekliais net per atstumą. Šie siųstuvai-imtuvai gali aptarnauti visą universitetinį miestelį.

Struktūrizuotas bevielis vietinis tinklas
Mikrokorinė technologija
Bevielis ryšys yra varžomas tik nuotolio, kuriuo reikės perduoti duomenis. Bevieliam vietiniam tinklui naudojamos mikrokoriai , parinktos pagal telefoninę sistemą, siekiant išplėsti bevielio ryšio diapazoną. Prieigos mazge yra nešiojamas kompiuteris, į kurį įtaisytas bevielių vietinių tinklų suderintuvas, sujungtas su kitu prieigos mazgu ir jo mikrokorys arba ryšio vieta. Individualios mikrokorių įrengiamos, siekiant aprūpinti nenutrūkstamą ryšį su tinklu. Jos apdirba mažo galingumo signalus.

Bevielio ryšio naudotojo judėjimas tarp mikrokorių (prieigos mazgų)

Palydovinė ryšių linija

Nors radijo perdavimas nesilenkia pagal žemės paviršių, bet gali būti panaudotas perduoti į ryšių palydovą ir iš jo į kitą vietą. Taip galiam žymiai padidinti informacijos perdavimo atstumą. Pavyzdžiui, per ryšių palydovą, kuris yra orbitoje apie žemę, galima perduoti informaciją I okeaną. Palydove yra radijo siųstuvas ir imtuvas. Žemės stotis, esanti vienoje okeano pusėje, siunčia signalus į palydovą, o pastarasis persiunčia juos stočiai kitoje okeano pusėje. Kadangi ryšių palydovai yra brangūs, tai juose yra daug imtuvų ir siųstuvų porų, kurios dirba nepriklausomai. Kiekviena pora naudoja skirtingą radijo kanalą, o tai įgalina persiųsti daugiau informacijos vienu metu. Vienas ryšių palydovas gali sujungti daugelį vartotojų, kadangi jie turi priskirtus kanalus. Radijo, mikrobangų, infraraudonųjų spindulių ir matomosios šviesos spektro dalys gali būtina naudojamos duomenų perdavimui, moduliuojant amplitudę, dažnį arba bangų fazę.

Bevieliai duomenų tinklai 5 GHz dažnių juostoje

Bevieliuose duomenų perdavimo tinkluose naudojami 2,4 GHz ir 5 GHz dažniai. Dažnis yra didinamas siekiant padidinti duomenų perdavimo spartą ir sumažinti trikdžius. Tuo galėsite įsitikinti patys, perskaitę žemiau pateikiamą palyginimą.
WLAN (Wireless Local Access Network – bevieliai vietinės kreipties tinklai) pastaruoju metu sparčiai plinta. Dažniausiai tai yra tinklai, naudojantys nelicencijuotą 2,4 GHz dažnių ruožą, kuriame galima pasiekti iki 11 Mb/s dydžio duomenų perdavimo spartą. Bet tą patį dažnių ruožą naudoja ir Bluetooth bei mikrobangės krosnelės. Labai tikėtina, kad ateityje dėl to gali kilti nemažai problemų. Įdomesnė WLAN taikymams yra 5 GHz alternatyva, kuri yra ne paskutinėje vietoje dar ir dėl to, kad duomenų perdavimo standartais dabar leidžiama šiame ruože pasiekti iki 54 Mb/s spartą. Tiesa, ateityje klientai tikriausiai pageidaus ir didesnių spartų.

Bevielių LAN tinklų įrangos rinka dar tik užgimė. Tik dabar aiškėja, kad kai tik kuris nors iš darbuotojų išsikelia iš kompanijos pastato, vielinis tinklas nebetenkina reikalavimų. Kitais atvejais pastatus keičia ištisos firmos. Naujosios patalpų nuomininkės ten randa galybę laidų, kuria gali panaudoti tik dalinai.

WLAN dabar aprūpintas daugybe naujos įrangos. Nuotraukoje parodytas asmeninis skaitmeninis padėjėjas – PDA (kompanija Handspring), kuris turi 11 Mb/s spartos WLAN (IEEE 802.11b).

Perėjus prie bevielio ryšio tinklų gerokai supaprastėja tinklo instaliavimas ir sutaupoma daug laiko. Iki šiol didžiausia visiško perėjimo nuo vielinių prie bevielių LAN tinklų kliūtimi buvo ribotas duomenų perdavimo greitis pastarosiose sistemose. Daugelyje vielinių LAN tinklų 10 Mb/s Ethernetą šiandien jau keičia 100 Mb/s sistemos. Bevieliai tinklai – WLAN kol kas dar negali pasiūlyti tokios spartos, bet tyrimai tęsiasi. Jų pagrindinis tikslas yra pasiekti kelių šimtų Mb/s spartą, o tai leis WLAN konkuruoti su stacionariais duomenų perdavimo tinklais.
Jauna technologija
Amerikiečių standartas IEEE 802.11 pasirodė tik 1997 metais. Jis apibrėžė bevielius LAN, naudojančius 2,4 GHz dažnių juostą ir leidžiančius perduoti duomenis 2 Mb/s sparta. Šiandien daugelis bevielių LAN naudoja būtent šį standartą. Tačiau šių tinklų istorija prasidėjo dar 1990 m., kai buvo įkurta atitinkama darbo grupė.
Tik apie 1997 m. pasirodė ir europinis HiperLAN standartas, sukurtas ETSI darbo grupės RES10 (Radio Equipment and Systems – radijo įranga ir sistemos). Standartas buvo pristatytas 1997 m., kiek anksčiau tais pačiais metais į RES10 buvo įtrauktas europinio bendradarbiavimo projektas WAND (Wireless ATM Network Demonstrator – bevielio ATM tinklo demonstracinė įranga) bei mokslinis vokiečių projektas ATMobil. 1997 m. rudenį darbo grupė RES10 buvo įjungta į kitą ETSI projektą, vadinamą BRAN (Broadband Radio Access Network – plačiajuostis radijo prieigos tinklas).

1 lentelė

1998 m. rudenį prasidėjo HiperLAN 2 kūrimo darbai. Tuo metu jau ėmė aiškėti, jog bevieliams LAN geriau tiks ne ATM, bet IP, Ethernetas ar panašios technologijos. Kuriant naująjį standartą didelis dėmesys taip pat buvo skiriamas paslaugų kokybei (QoS – Quality of Service).
Skirtumai
Amerikietiškasis IEEE 802.11a ir HiperLAN 2 skiriasi daugeliu požiūrių, tačiau abiejų organizacijų pastangos harmonizuojant kuriamus standartus yra daug kuo panašios. Pastangų derinimas atvedė, pavyzdžiui, prie to, kad abiem atvejais 5 GHz tinklui buvo pasirinktas OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing – ortogonalusis dažninis sutankinimas), naudojantis 52 ponešlius. Savo ruožtu ponešliai moduliuojami naudojant BPSK, QPSK, 16QAM arba 64QAM – atitinkamai nuo to, kokia pageidaujama pasiekti duomenų perdavimo sparta (žr. 2 lentelę).

2 lentelė. IEEE 802.11a ir HiperLAN 2 fiziniuose sluoksniuose naudojami moduliavimo būdai ir duomenų perdavimo spartos.

OFDM, lyginant jį su 2,4 GHZ dažnių juostoje naudojamu plėstojo spektro WLAN variantu, turi nemažai pranašumų. Anot IEEE 802.11 ir IEEE 802.11b, tereikia perpus mažiau loginių sklendžių, be to, OFDM daugeliu atvejų nukonkuruoja plėstojo spektro WLAN didesniu atsparumu trikdžiams.
OFDM trūkumas yra tas, kad radijo dažnių galios stiprintuvai privalo būti labai tiesiški ir labai tiksliai sinchronizuojami; kitaip ponešliai būtų neortogonalūs.
Nors IEEE 802.11a ir HiperLAN 2 labai panašūs fiziniuose sluoksniuose, jie nemažai skiriasi savo MAC protokolais (Media Access Control – kreipties į perdavimo terpę valdymas). IEEE 802.11a naudojamas CSMA/MA (Carrier Sense Multiple Access – kolektyvioji nešlio jutimo kreiptis) protokolas yra daug paprastesnis ir procesoriaus pajėgumas gali būti mažesnis negu HiperLAN 2 naudojamas protokolas. Be to, HiperLAN 2 specifikacijose yra numatytas komplikuotesnis ARQ ir labai sudėtingas radijo prieigos valdymo protokolas (Radio Link Control Protocol).
Didžiausia komercinė IEEE 802.11a problema yra ta, kad šiuo standartu neleidžiama naudotis Europoje. 5 GHz dažnių juosta yra skirta HiperLAN 2. Tuo tarpu JAV IEEE 802.11a ir HiperLAN 2 naudojami toje pat dažnių juostoje. Tačiau praktikoje HiperLAN 2 pasižymi kur kas geresniu ir saugesniu darbu. Ypač ryškiai šis pranašumas pasireiškia, kai yra naudojama didelė duomenų perdavimo sparta. Savo ruožtu IEEE 802.11a pranašumas yra tas, kad visi šį standartą naudojantys blokai būna geriau suderinti tarpusavyje. HiperLAN 2 kuriančiai ETSI grupei BRAN dar teks pasistengti, kad taip būtų ir su šio standarto įranga.
IEEE 802.11 grupė dabar stengiasi sukurti naują standartą IEEE 802.11c, kuris leis OFDM naudoti ir 2,4 GHz dažnio tinkluose.

Intel ėmėsi bevielio ryšio

Kur bebūtų, visi aparatai rišasi vienas su kitu radijo bangomis, taip dabar atrodo Intel ateities vizija. Pradžioje koncernas nutarė daug investuoti į WLAN ir telefonijos grandynus, tačiau jo moksliniai padaliniai puoselėja ir žymiai didesnius planus.
“Tai, kad dabar egzistuoja daug skirtingų bevielio ryšio protokolų, nėra itin svarbu, – sako Intel Labs mokslininkas Steve Pawlowski. – Daugiasluoksniame telekomunikacijų modelyje visi šie standartai susilies viename bendrame konvergencijos sluoksnyje. Kompiuteris arba telefonas galės naudotis tokiu ryšio protokolu, kuris konkrečiu laiko momentu jam bus pats prieinamiausias ir pigiausias”.
Intel mokslinių pastangų tikslas yra “agile” (guvus) ir “cognitive” (pažinus) radijo ryšys. Apibrėžiant tokių savybių derinį buvo turėta galvoje tai, jog radijo ryšys veiks naudodamas labai platų dažnių spektrą ir sugebės prisitaikyti prie tokių telekomunikacinių standartų, kurie jam bus prieinami. Tai taip pat reiškia, kad aparatas visą laiką žinos savo poziciją ir galės naudotis tais dažniais, kurie toje konkrečioje vietoje yra leidžiami.
“Mes norime atsisakyti senovinio, griežtai reguliuojamo dažnių naudojimo ir stengsimės daryti tai kur kas lanksčiau. Dažnį, kurio niekas tuo metu nenaudos, galės pasiimti tas, kuriam jo reikia. Laisvus tam tikroje teritorijoje televizijos kanalus bus galima panaudoti duomenų perdavimui. Aišku, visa tai pareikalaus kur kas griežtesnių reikalavimų ryšio terminalams, tačiau šitaip galima laimėti labai daug dažnių juostos”.

1 pav. Intel pademonstravo telefono aparatą, tinkantį ir WLAN ir GSM/GPRS tinklams. Perėjimas iš vienos sistemos į kitą yra visai nepastebimas.

Sukonstruoti radijo dažnių dalį ir loginę bazinių stočių įrangos dalį taip, kad jos galėtų susidoroti su daugeliu dažnių ir daugeliu standartų, nėra paprasta. Protokolų apdorojimui pats efektyviausias ir reikalaujantis pačių mažiausių energijos sąnaudų yra ASIC (Application Specific Integral Circuit) variantas, bet, tuo pat metu, jis yra labai nelankstus. DSP (Digital Signal Processor) variantas būtų lankstesnis, tačiau tokie procesoriai ryja labai daug energijos jiems būtino takto dažnio generatoriaus maitinimui. Todėl Intel pasirinko perkonfigūruojamąją logiką. Jos veikos kokybė yra pakankamai gera, energijos sąnaudos pakenčiamos, be to, šiuo atveju visada galima įrangą papildyti naujai atsiradusiais protokolais.
Tam, kad būtų prieinama ir naujųjų prietaisų kaina, juos stengiamasi gaminti kuo plačiau pasitelkiant CMOS technologiją, naudojamą ir mikroprocesorių gamyboje. Šioje srityje teko susidurti su kai kuriais sunkumais, tačiau daugumą jau pavyko sėkmingai įveikti. Šiuo metu naujosios serijos prietaisai jau gali veikti 10 GHz dažniu.
Euforija, lydėjusi viešųjų bevielio interneto prieigos paslaugų plėtrą Europoje, pamažu blėsta. Europos viešųjų bevielių tinklų (WLAN) paslaugų rinka po didelio kilimo turėtų smuktelėti, nes pritrūks perspektyvių verslo modelių. Paskui turėtų sekti įmonių susijungimas. Tyrimų bendrovė „Giga Research“ prognozuoja, kad rinkoje dominuos keletas didelių mobiliojo ryšio operatorių, kurių paslaugomis naudosis verslininkai.

Bluetooth ir UWB
Įdomios turėtų būti Intel pastangos įdiegti toje pačioje mikroschemoje Bluetooth ir Ultra Wideband (UWB) standartus. UWB atveju yra naudojamas labai platus dažnių spektras, tačiau signalai yra tokie silpni, kad greitai pasislepia įprastiniuose triukšmuose. Ši sistema leidžia pasiekti labai dideles perdavimo spartas, viršijančias 1 Gb/s, tačiau tai įmanoma tik nedideliuose, kelių metrų dydžio nuotoliuose. Šiuo metu atrodo, kad daugelyje šalių UWB sistema artimiausiuoju metu bus pradėta plačiau diegti.

2 pav. WiMAX, IEEE802.16 gali leisti nebrangiai užkloti ištisas šalis bevieliu internetu.

Bluetooth protokolas irgi turi nemažai privalumų, kai naudojamas nedideliuose nuotoliuose ryšiui tarp periferinių įrenginių, bet jo siūloma sparta tėra 0,5 Mb/s, ir jos pakanka tik palyginti lėtiems įrenginiams. Jeigu Bluetooth fiziniame sluoksnyje pavyktų panaudoti UWB, situacija drastiškai pasikeistų ir naudojant Bluetooth jau būtų įmanoma pasiekti labai dideles duomenų perdavimo spartas. Įdomu , kad visa tai galima atlikti naudojant vienus ir tuos pačius CMOS technologijos metodus. Labai aukšto dažnio radijo ryšio komponentus pagal CMOS technologiją galima pagaminti gana nesunkiai. Sunkiau pasiekti didesnę šių komponentų spinduliuojamų radijo bangų galią.

GPRS ir WLAN

Intel taip pat siekia, kad bevielio ryšio vartotojui niekada netektų svarstyti, kokio standarto tinklu jis tuo momentu naudojasi. Pirmas žingsnis šia kryptimi jau žengtas – pagamintas mobilusis telefonas, kurį galima naudoti ir GSM/GPRS, ir WLAN tinkluose.
Šis telefonas labai primena įprastinį 3G telefono aparatą, bet ten, kur jis patenka į WLAN tinklo ląstelę, telefonas naudoja ne 3G, o WLAN ryšį. Kuomet arti nėra jokio kito tinklo, telefonas duomenis priima ir siunčia GSM tinklu naudodamasis GPRS protokolu. Pereinant nuo vieno tinklo prie kito, nenukenčia nei vaizdo, nei garso perdavimo kokybė. Vienintelis dalykas, kurį tokiu atveju galima pastebėti, yra tai, kad vaizdo atnaujinimo dažnis, pereinant nuo WLAN prie GPRS, šiek tiek sumažėja.
Aišku, norint realizuoti tokio perėjimo galimybę, būtina susitarti atskirų tinklų operatoriams ir turėti atitinkamą programinę įrangą, bet dėl to, kad būtina judėti šia kryptimi, abejonių nekyla. Atsirandant vis daugiau “karštųjų taškų”, pavyzdžiui, McDonalds restoranų, viešbučių, kavinių, oro uostų ir parkų, juose spartų ryšį bus kur kas patogiau turėti pigių WLAN tinklų dėka.

3 pav. Optinės skaidulos išlieka svarbios, bet tiktai tada, kai ryšio sparta yra didesnė už 10 Gb/s.

Pirmąsias GSM mikroschemas Intel sukūrė jau senokai. Niekas neabejoja, jog Intel gali tapti svarbiu GSM terminalų rinkos dalyviu. Pastaruoju metu koncernas žengė kitą žingsnį ir sukūrė mikroschemą, tinkančią GSM, GPRS ir EDGE ryšiui. Duomenų apdorojimo sparta šioje mikroschemoje ženkliai išaugo. Laiko tarpsnių skaičius liko toks pat, o duomenų perdavimo sparta išaugo tris kartus.
Visa tai nėra labai didelė naujiena. Diskusija apie tai ar reikia įdieginėti EDGE, Europoje vyksta jau keleri metai. Tačiau, daugeliui Europos šalių apsisprendus investuoti ne į EDGE, bet į 3G sistemas, JAV operatoriai priėmė priešingą sprendimą. Jie dabar perdaro savuosius GSM/GPRS tinklus pagal EDGE standartą ir šitaip tikisi pasiekti nemažą duomenų perdavimo spartą neaukodami dažnių juostos pločio. Tuo tarpu investicijoms į WCDMA Amerikoje skiriama kur kas mažiau dėmesio.
Dėl viso to GSM telefonų gamintojai stengiasi savo aparatus papildyti EDGE standartą atitinkančiomis funkcijomis. Taip pat ryškiai pastebima ir tai, jog JAV po truputį susigrąžina iniciatyvą mobiliosios telefonijos srityje, kurią buvo praradusi devintajame ir dešimtajame dešimtmečiuose. Galima tvirtinti, kad JAV pavėlavo įvesti GSM, bet, atsiradus EDGE, amerikiečių GSM sistemos bus gerokai modernesnės už europietiškąsias. O GSM, GPRS, EDGE ir WLAN sudarys sąlygas gauti būtent tokį paslaugų derinį, apie kokį svajoja 3G rėmėjai Europoje.

WIMAX

Niekas nebeabejoja tuo, kad kelios WLAN tinklų formos dabar labai sparčiai plinta. Naujieji standartai leido dažnių juostos plotį padidinti tiek, kad iki šiol buvo įmanoma pasiekti tik perduodant signalus kabeliais, o įvedus UWB atsiras galimybė duomenų perdavimo spartą pakelti net iki Gb/s klasės.
Šiuo metu Intel koncentruoja į šių tinklų plėtrą savo pagrindines jėgas. Kompanijos mokslininkai atlieka tyrimus antenų ir moduliatorių technologijos srityje ir, savaime aišku, stengiasi kuo pigiausiai pagaminti WLAN skirtus silicio integrinius grandynus. Keletas jų sukurtų bandomųjų įrenginių rodo, kad problemas, su kuriomis susiduriama kuriant bevielius vietinius tinklus, galima puikiausiai išspręsti. Ypač įdomus yra Intel bandymas sukurti viską perklojantį tinklą didelėje korporacijoje naudojant daugelį bazinių stočių.
Bene pats įdomiausias yra naujasis WiMax standartas IEEE802.16. Jį kuriant pirmą kartą buvo pabandyta ženkliai sumažinti bevielio, spartaus Interneto ryšio kainą. Šiuo atveju yra kalbama apie iki 50 km skersmens ląsteles ir bendrą duomenų perdavimo spartą, siekiančią 75 Mb/s. Vartotojas ant savo namo stogo įsirengia anteną. Bazinė stotis gali aptarnauti kelis tūkstančius vartotojų, kuriuos tenkina dabartinių ASDL linijų sparta. Šitaip yra tikimasi pradėti siūlyti Interneto paslaugas toms vietovėms, kurių šiandien dar nepasiekia ADSL ryšys, pavyzdžiui, retai gyvenamose JAV dalyse ar besivystančiose šalyse. 802.16 gali tapti rimtu konkurentu ADSL ar kabelinės televizijos kompanijų siūlomam plačiajuosčiui ryšiui net ir tankiau gyvenamuose rajonuose, o taip pat šalyse, turinčiose išvystytą GSM tinklų infrastruktūrą, WiMax įdiegimas yra itin paprastas. Kuriant bet kokį ryšio tinklą, didžiausių investicijų reikalauja antenų bokštai ir sparčios ryšio tarp bazinių stočių jungtys – dažniausiai skaidulinės optinės. Šiuo atveju ir viena, ir kita jau egzistuoja.

4 pav. Ronas Smithas pademonstravo, kaip naujoji Intel mikroschema derina GSM/GPRS ir EDGE sistemas.
Kol kas pagrindinė problema, su kuria susiduriama diegiant 802.16, yra palyginti didelė vartotojui skirtų transyverių ir antenų kaina. Norint ją sumažinti reikalingos didelės gamybos apimtys ir pigūs silicio komponentai. Intel tikisi maždaug per metus išspręsti komponentų problemą.
Intel labai rimtai ėmėsi bevielio ryšio įrenginių kūrimo. Koncernas kuria ir jiems skirtus grandynus, ir tinklų technologijas, ir – bene svarbiausia – naujus standartus. Dabar Intel atstovus sutiksime visuose standartizavimo komitetuose, kur jie pasisako už naujų dažnių diapazonų paskyrimą bevieliam ryšiui ir už lankstesnes šį ryšį reguliuojančias taisykles. Tokia veikla labai sėkmingai vyksta JAV, palyginti neblogai Azijoje ir kiek prasčiau Europoje.
Intel neabejoja dėl to, kur yra ryšių technologijų ateitis. Patas Gelsingeris sako: “nebėra jokios priežasties, dėl kurios reiktų duomenų ar telefono ryšiui tiesti naujas vario linijas. Bevielis ryšys yra ta technologija, kuri tinka beveik visur, kur tik reikalavimai nėra tokie aukšti, kad juos tenkina vien tik optinės skaidulos”.

Techniniai duomenys.[5]
Antenų tipai.

WLAN tinkle yra naudojamos dviejų tipų antenos:
•    Kryptinės;
•    Bekryptės arba visų krypčių.
Daugiakryptės antenos yra naudojamos praktiškai visose kompiuterių plokštėse, kur reikalingas optinis perdavimas. Tokios antenos radio bangos sklinda maždaug vienodai visomis kryptimis. Kaip parodyta paveikslėlyje:
Tačiau kai kurie dipoliai turi tam tikra kryptingumą, atsižvelgiant į realias naudojimo sąlygas. Tokios antenos gali būti panaudojamos didelėse patalpose arba kiemuose, jei jas pavyksta pastatyti reikiamo ploto viduryje. Tokios antenos yra kabeliais sujungiamos su prieigos mazgu (AP). Kuo didesnis dipolyje yra stiprinimas, tuo daugiau energijos yra išskiriama į šonus nuo dipolio, taip padidinant aprėpties plotą.
Kryptinės antenos sukoncentruoja energiją tam tikra kryptimi. Idealiu atveju kryptinė antena turėtų spinduliuoti energiją tik viena pasirinkta kryptimi, tačiau realiomis sąlygomis dalis energijos išspinduliuojama į šonus ar net priešinga kryptimi:
Taigi reikia rinktis: arba didelis stiprinimas ir tuo pačiu mažas aprėpties plotas, arba mažas stiprinimas ir didelis plotas. WLAN naudojamų antenų stiprinimas kinta nuo 5 dBi iki 20 dBi. Kitas matmuo, į kurį reikia atkreipti dėmesį yra kampas (laipsniais), prie kurio antenos spinduliuojamas galingumas sumažėja per pus. Laikoma, kad tuo kampu aprėptas plotas yra gerai aptarnaujamas tinklo. Su ypač kryptingomis antenomis iškyla itin daug sunkumų kitame gale, kai reikia į ją nutaikyti priegos mazgą, todėl dažniausiai naudojamas optimalus nuotolio ir priėmimo kokybės variantas.
Dar išskiriamos taip vadinamos sektorinės antenos, kurių aprėpties kampas yra 10-20 0.
Naudojami kabeliai ir jų slopinimas.
Čia vėl gi reikia ieškoti optimalių variantų nes kuo kabelis yra plonesnis, tuo jo slopinimas yra didesnis. Be to norima, kad kabeliai būtų kuo lankstesni, o tai pasiekiama tik ploninant juos. Kabelio slopinimas yra matuojams 1 dB/100m. Jis įtakoja tiek išeinančius, tiek ir įeinančius signalus. Problema yra tame, kad storio laidai gali būti naudojami tvirtinimui prie antenų, sienų ir t.t., bet jie visiškai netinka, kai kalba eina apie mažus nešiojamus įrenginius. Šiai problemai iš dalies sumažinti naudojami smulkūs 20-30 cm ilgio laideliai, kurie tarpusavyje susipina į ilgą kabelį. Taip atsiranda parazitiniai talpumai, padidėja slopinimas, bet kol kas tai yra vienintelis būdas, kaip sumažinti laido storį. Kabelių tipai:
•    RG-316: Labai lankstus ir plonas laidas, naudojamas iki 2-3 m atstumu.
•    RG-58: Plonas laidas, naudojamas iki 3 m arba daugiau, priklausomai nuo antenos stiprinimo.
•    H-155: Mažo slopinimo laidas, panašaus storio kaip RG-58, bet tik 1/3 ji slopinimo. Naudojamas iki 8 m atstumu.
•    Ecoflex-10: Puikus mažo slopinimo 10mm diametro laidas. Tinka naudoti 10m ir daugiau.
•    Aircom+: Labai mažo slopinimo 10 mm diametro laidas, bet nepasižymi lankstumu. Naudojamas 15-20 m atstumams.
•    Ecolex-15: 15mm diametro laidas, labai mažo slopinimo, naudojamas 20 m. ir daugiau atstumams.
Kaip gi pasirinkti reikiamą kabelį:
•    Naudoti kiek galima trumpesnius laidus dėl slopinimo sumažinimo;
•    Sujungimas turi būti nepertraukiamas (vientisas);
•    Pasirinkite optimalų nuotolio ir naudojamo kabelio variantą;
•    Nereikia laidų lankstyti, nes daugumoje koaksialinių laidų yra nurodomas galimo sulenkimo kampas;
•    WLAN naudojami laidai su 500 hm ipedansu, todėl jungiklius reikia pasidaryti patiems, nes nuo Tv ar kitokių antenų bus netinkami.

Energijos mainų skaičiavimai.[4]

Energijos pasiskirstymas.
Oro sąsaja susideda iš trijų pagrindinių elementų:
•    Efektyviosios perdavimo galios: perdavimo galia[dBm] [-] {laidas+jungiklis}[dB][+]antenos stiprinimo koeficientas[dBi].
•    Perdavimo slopinimo[dB]: Oro slopinimas [dB].
•    Efektyvusis priėmimo jautrumas: antenos stiprinimas[dBi] [-] laido slopinimas [-] priėmimo antenos jautrumas[dBm].
Kad WLAN’as gerai veiktų šių trijų sudedamųjų suma turi būti lygi nuliui. Gero WLAN suma bus lygi 9-10 dB.
Toliau bus pateikiami tik teoriniai skaičiavimai, todėl realiomis sąlygomis, jie bus skirtingi.
PVZ:
Perdavimas    WLAN antenoms normaliai būna +15dBm     dBm
Nuostoliai dėl laido(Paprastai -3 to -10 db)      dB
Stiprinimas(Paprastai 15-24 dBi)        dBi
Slopinmas    Nuostoliai perduodant oru.       dB
Gavimas    Antenos stiprinimas (0dB, 8 dB, +15 db, +24 dB)       dBi
Nuostoliai dėl laido( -3 to -10 db)     dB
Priėmimo jautrumas(Priklausomai nuo gamintojo  -78 iki    -85 dBm @ 11 Mbps)       dBm
Viso    Suma:      dB
Komentaras
Legalumas

Perdavimas    WLAN antenoms normaliai būna +15dBm     dBm
Nuostoliai dėl laido(Paprastai -3 to -10 db)      dB
Stiprinimas(Paprastai 15-24 dBi)        dBi
Slopinmas    Nuostoliai perduodant oru.       dB
Gavimas    Antenos stiprinimas (0dB, 8 dB, +15 db, +24 dB)       dBi
Nuostoliai dėl laido( -3 to -10 db)     dB
Priėmimo jautrumas(Priklausomai nuo gamintojo  -78 iki    -85 dBm @ 11 Mbps)       dBm
Viso    Suma:      dB
Komentaras
Legalumas

Žymės:
1. Kad pasiekti labai labai didelį sistemos patikimumą, eregijos mainų suma turi siekti 10 dB.
2.    Pridėkite 3 dB šiai sumai, kai naudojamos dipolinės perdavimo antenos. Pridėkite dar 30 dB, jeigu jų priėmimo ir siuntimo antenų poliarumai nesutampa.
Antenų parametrų legalumas.
•    Spinduliuojamoji galia Europos teritorijoje negali viršyti 20 dBi.
•    Jeigu naudojama didelio stiprinimo antena (>5dBi) ilgesniems nei 1 km nuotoliams, Jūs privalote sumažinti išėjimo galingumą. Kad nepaveikti priėmimo antenos jautrumo, tai turi būti atliekama WLAN įrenginių viduje.
•    Pažymime, kad priėmimo antenos jautrumas(efektyvumas) labai svyruoja daugiau dėl gamyklinių sprendimų, nei nuo siųstuvo galios. Taigi norint sustiprinti signalą, Jums reikės reguliuoti ne siųstuvą, o imtuvą. Pvz.:
1.    Standartinis WLAN įrenginys turi: siuntimas-15dBm, laido nuostoliai-3dB, priėmimas-8dBi, veikia 1 km atstumu.
2.    Breezecom įrenginys: 4mW (6dBm) siuntimas, teoriškai veikia iki 2.7 km atstumu.
3.    Turint 24 dB priėmimą, siuntimas turi būti sumažinamas iki 4dBm(0.4mW), kad išlikti legalumo ribose, tačiau tokia sistema veiks iki 8.5 km atstumu.
Tiems kurie tikrai norės eksperementuoti su tolimų distancijų WLAN, galima pasakyti, kad signalo priėmimui gali būti naudojama papildoma – tik priimanti antena. Nepaisant to, kad antena pagaminta tik signalų priėmimui, ji turi apie –20 dB nuostolius perdavimo metu. Tai reiškia, kad +15dB išėjimo lygis pirmoje antenoje, sugeneruoja –5dBm išėjimo lygį antroje – priimačiojoje antenoje. Ir tai yra lygiai toks išėjimo dydis kokio reikia, kad legaliai galėtume naudotis WLAN 8.5 km atstumu, kaip aprašyta 3-iame pavyzdyje. Todėl Jūs galite sujungti 24dBi anteną su aprašytąja ir gausite reikiamą rezultatą.
Skaičiavimai.
Galia. Galia yra išreiškiama vatais [W] arba [mW] ir decibelais [dB].
Jie tarpusavyje susiję tokia priklausomybe:
(1 dBm= 10*log10(P/ 0.001)), kur P – išraiška vatais.
Taigi 10dB = 0.01 W arba 50 dB = 100W.
Nuostoliai kabeliuose prie 2.45 GHz.
•    RG 58 (labai paplitęs, naudojamas Ethernet): 1 dB/m.
•    RG213 (ganėtinai paplitęs) – 0.6 dB/m.
•    RG 174 (plonas): 2 dB/m.
•    Aircom: 0.21 db/m.
•    Aircell: 0.38 dB/m.
•    LMR-400: 0.22 dB/m.
•    IEEE 802.3 (storas, geltonas): 0.3 dB/m.
Antenų parametrai.
•    Paprastai antenų stiprinimas duodamas [dBi] vienetais, tai reiškia: kiek kartų antena ta kryptimi yra koncentruota lyginant su izotropine antena.
•    Kartais stiprinimas duodamas[dBd], tai palyginimas su dipoliu, kad gauti dBi reikia pridėti 2.14.
•    Kuo antenos stiprinimas yra didesnis, tuo kryptiškesnė ji yra ir santykis signalas/triukšmas yra geresnis.
Jungikliai.
Nuostoliai jungikliuose priklauso nuo jų tipo. Prie 2.45 GHz dažnio šie nuostoliai gali būti 0.1-0.5 dB. Papildomų nuostolių galima išvengti, naudojant kuo mažiau jungiklių. Jungikliai paremti trumpų laidukų konstrukcija, gali turėti itin didelius nuostolius. Pvz.: 30 cm ilgio jungiamasis laidelis turėjo 1.5dB nuostolius. Bet kartais jie yra vienintelė išeitis, norint sujungti labai mažas detales su storesniais laidais. Galima vietoj jų naudoti konverterius.
Išspinduliuojama galia.
Randama iš formulės: G = GT – NK + S, kur GT – spinduliuojama galia;
NK – nuostoliai dėl laidų;
S – antenos stiprinimas.
Europoje, o taip pat ir Lietuvoje leidžiama galia +20 dBm arba 100 mW. Prancūzijoje tik 7 dBm (5mW).
Nuostoliai ore prie 2.45 GHz dažnio.
Idealiomis sąlygomis nuostolius ore galima paskaičiuoti pagal tokią formulę:
Lp(dB)= 92,45 + 20log10 F+20 LOG10d
Lp= nuostoliai;
F= bangos sklidimo dažnis [GHz];
dB= decibelai;
d= Atstumas kilometrais;
Pavyzdys:  6-ių kilometrų atstume šie nuostoliai siekia –116 dB.
Priėmimo antenos jautrumas.
Kiekvienas imtuvas turi ribinę žymę, iki kurios dar gali priimti signalus tam tikru bitų perdavimo greičiu. Pateiksiu kelis pavyzdžius:
•    Orinocco korta Silver/Gold: 11 Mbps → -82 dBm; 5.5Mbps→ -87dBm;
•    Cisco Aironet 350: 11 Mbps→ -85 dBm; 5.5 Mbps→ -89 dBm;
•    Edimax USB client: 11 Mbps→ -81 dBm;
•    Belkin router/AP: 11 Mbps→ -78 dBm.
Signalas/triukšmas santykis.
S/N =10 * Log10 (Signalo galia [W] / Triukšmo galia [W])
Pvz.: Orinoco PCMCIA Silver/Gold: 11Mbps => 16 dB ; 5.5 Mbps => 11 dB ; 2 Mbps => 7 dB ; 1 Mbps => 4 dB. \

Balso duomenų perdavimas WLAN.[6]

Šiuo metu Lietuvoje Ryšių Reguliavimo Tarnyba yra parengusi modernias plačiajuosčių  perdavimo tinklų technologijas, tačiau realiai įdiegtas yra tik R-LAN:

FWA – Plačiajuostės duomenų perdavimo sistemos
MWS – Bevielės multimedijos sistemos
R-LAN – Bevielės vietinės prieigos sistemos
HIPERLAN – Plačiajuostės bevielės vietinės prieigos sistemos

Didžiausias sistemos su integruotu balso duomenų perdavimu sistemos privalumas yra tas, kad įgyvendinamas mobilumas ir pilnai išnaudojami esami resursai, nes dažniausiai viena sistema, kur balsas ir duomenys perduoddami kartu yra pigesnė nei dvi atskiros sistemos.
Komponentai.
Be įprastinės WLAN įrangos: priegos mazgų (PM) ir perdavimo sistemos, mums reikės ir telefono aparato su integruota 802.11 plokšte. Tokie telefonai rinkoje dabar kainuoja iki 500$. Dauguma sistemų reiklalauja ir specialių įrenginių- Gateways, kurie palaiko balso perdavimą per WLAN’ą. Nepaisant visų išlaidų, galime teigti, kad toks tinklas kainuos pigiau nei įprastinis PSTN. Bet reikia atkreipti dėmesį į kai kuriuos WLAN trūkumus, tokius kaip radio signalų interferencija, ar serviso atmetimo atakos.
Pagrindinis kriterijus ir turėtų būti balso perdavimo kokybė. 802.11b pajėgus palaikyti tik tris paraleliai veikiančius, nesuglaudintus audio kanalus be trukdžių. Todėl bevieliuose tinkluose labai svarbu balso duomenis suglaudinti, kad vienu metu galėtume turėti daug loginių audio kanalų. Kitas būdas pasiekti didesnį kanalų skaičių – tobulesnių technologinių standartų diegimas, tokių kaip 802.11a. Bet tada iškyla suderinamumo problema, jeigu kiti vartotojai naudoja 802.11b.
Balso perdavimas WLAN’u pagerės tik tada, kai bus ratifikuotas QoS – serviso kokybės standartas. Bet 802.11e yra derinimo stadijoje ir artimiausiu laiku jis dar nebus priimtas. 802.11e prioritetizuos duomenų srautą tinkle, šitaip balso duomenims suteikdamas pirmenybę.
Taigi nors dabar ir balso perdavimas interneto kanalais yra labai paplitęs, tačiau kalbant apie bevielę prieigą, geros kokybės ryšio dar teks palaukti.

WLAN saugumas.[1]

Kadangi WLAN yra paremtas susisiekimu oro sąsaja ir mobilumu, tai vienu svarbiausiu uždavinių yra užtikrinti duomenų perdavimo saugumą ir vartotojų konfidencialumą. 802.11 standartas numato du mechaniozmus, kaip identifikuoti belaidžio LAN vartotojus: atviras identifikavimas ir identifikavimas, paremtas šifro raktu. Be šių mechanizmų dar naudojami SSID serviso nustatymo identifikatorius ir MAC (media access control) adresas. Saugumui taip pat naudojams WEP (Wired Equivalent Privacy) raktas, be kurio klientas negalėtų nei siųsti, nei priimti duomenų iš Priegos Mazgo (PM). Šis raktas yra 40-104 bitų ilgio ir yra nustatytas IEEE 802.11 standarte.
SSID – konstrukcija leidžia logiškai išskirti du WLAN’us. Apskritai kalbant, klientas privalo būti susikonfiguravęs reikiamui SSID, kad turėtų priėjimą prie WLAN’o. SSID nėra sukurtas WLAN saugumui, todėl kad jį galima lengvai nustatyti išanalizavus specialiomis programomis (kaip Sniffer Pro) išeinančius ar gaunamus paketus.

Stoties identifikacija.
802.11 specifikacijos identifikavimo procesas yra paremtas mobiliosios stoties arba įrenginio identifikavimu, o ne vartotojo. Identifikavimo procesas susideda iš tokių dalių:
•    Klientas kiekvienu kanalu perduoda pareikalavimo paketą;
•    Visi PM, esantys zonoje atsako jam;
•    Klientas nusprendžia, kuris PM yra jam geriasias ir jam pasiunčia identifikacijos pareikalavimą;
•    PM siunčia klientui identifikacijos atsakymą.
•    Jeigu ji pavyko, tai klientas nusiunčia susijungimo pareikalavimą PM;
•    PM atsako “sujungimas galimas” žinute;
•    Klientas ir PM yra sujungti.
Tai turėtų atrodyti maždaug taip:

Pareikalavimas.
Kai įrenginys tampa aktyvus, jis pradeda siųsti(zonduoti) pareikalavimus prisijungti. Zondo signalas yra pasiunčiamas į kiekvieną kliento palaikomą kanalą, norint surasti visus toje zonoje esančius PM, kurie atitinka SSID ir pareikalavimo duomenis. Visi PM, kurie yra zonoje ir atitinka pareikalavimo kriterijus, atsako įrenginiui paketu, kuriame yra sinchronizacijos ir PM informacija. Įrenginys gali pasirinkti, su kuriuo PM sudaryti ryšį , palygindamas gautą informaciją. Kai tik sprendimas padarytas, klientas pereina į kitą identifikacijos etapą.
Atvira identifikacija.
Atvira identifikacija, tai toks procesas, kai PM leis prisijungti bet kuriam pareikalavusiam įrenginiui. Atrodytų tokį algoritmą yra naudoti beprasmiška, bet yra visai ne taip. 802.11 specifikacija turi užtikrinti greitą prisijungimą prie PM, o kadangi yra daug įrenginių, kaip pavyzdžiui bar kodo skaitytuvai, kuriuose nėra sudėtingų mikroprocesorių ir ten nėra reikalo diegti sudėtingus algoritmus. Todėl šis algoritmas susideda tik iš dviejų etapų:
•    Identifikavimo pareikalavimas;
•    Identifikavimo atsakymas;
Atvira identifikacija leidžia prisijungti be kuriam įrenginiui, esančiam toje zonoje, todėl kiekvienas įrenginys, kuris žino PM SSID gali užmegsti ryšį. Kai yra įgalintas WEP, tuomet susijungimui papildomai reikia žinoti ir WEP raktą, net jeigu ir identifikacija pavyks, vis tiek įrenginys negalės komunikuoti su PM.

Bendro rakto identifikacija.
Bendro rakto identifikacija reikalauja, kad klientas susikonfiguruotų statinį WEP raktą. Bendro rakto identifikacijos schema:

•    Klientas siunčia pareikalavimą susijungimui;
•    PM atsako tam tikru bandomuoju tekstu;
•    Klientas, panaudodamas WEP raktą užšifruoja duotą tekstą ir nusiunčia PM;
•    Jei PM sugeba dešifruoti tekstą, tai identifikacija pavyko.
Bendro rakto identifikacija taip pat nėra labai saugi. Nors ji ir naudoja šifro raktą WEP, bet to nepakanka, nes įsibrovėlis gali perimti pasiųstą nešifruotą tekstą, o taip pat ir jau užšifruotą, tuo būdu, žinodamas, kad teksto šifravimui naudojama XOR funkcija, jis lengvai gali išvesti WEP raktą.
Identifikacija panaudojant MAC adresą.
MAC adreso panaudojimas nėra aprašytas 802.11 standarte, bet daug gamintojų, tarp jų ir Cisco systems, jį naudoja. MAC adreso identifikavimas paremtas tuo, kad PM patikrina savo įrašytas MAC adresų lenteles su atėjusiu MAC adresu ir taip nustato, ar įrenginys gali prisijungti. MAC adresas panaudojamas kaip papildoma apsaugos priemonė, kad neleisti neautorizuoto jungimosi.

Kaip įsilaužėlis gali perimti duomenis.
Vienas iš atakos būdų yra pavaizduotas paveikslėlyje:
•    Vartotojui pasiunčiama tekstinė žinutė(e-mail).
•    Įsilaužėlis stebi WLAN’ą ieškodamas nuspėjamos šifruoto teksto grandies.
•    Radęs žinomą paketą, jis išveda šifro raktą, kurį gali “užauginti” iki norimo dydžio.
Ši ataka yra paremta žinojimu, kad WEP šifro raktas yra nuolatos kartojamas, kad užšifruoti didelį duomenų srautą. Rakto “užauginimas”:
•    Įsilaužėlis gali pasidaryti paketą, kuris bus vienu bitu didesnis, nei žinomas WEP raktas. Tam idealiai tinka ICMP (Internet Control Message Protocol) protokolo zonduojantis paketas, nes PM priima juos.
•    Tuomet šifro raktas didinamas vienu bitu. Jis yra spėjamas, nes yra tik 256 galimos kombinacijos.
•    Kai bitas yra nuspėjams, tuomet įsilaužėlis sulaukia atsakymo: šiuo atveju ICMP zonduojančios žinutės atsakymo. Tada yra žinoma, jog bitas “tiko”.
•    Procesas kartojamas tol, kol gaunamas norimo ilgio šifro raktas.

Kitos saugumo funkcijos.
Klaidinga manyti, kad WLAN naudoja tik WEP raktą duomenims apsaugoti. Cisco įdiegė dar keleta papildomų priemonių, kurios bendrai apjungtos ir pavadintos Cisco Wireless Security Suite. Jos komponentai yra šie:
•    802.1X identifikacinė schema – aprašytas IEEE 802.1X standarte;
•    Išplėstinis identifikavimo protokolas (EAP) – palaiko centralizuotą, vartotojo identifikavimu paremtą funkciją, kuri įgalina generuoti dinaminius WEP raktus.
•    Laikinis rakto integruotumo protokolas (TKIP) – yra sukurti trys komponentai, kaip padidinti WEP kriptoatsparumą:
1.    Žinutės integruotumo tikrinimas;
2.    Perpakuotas šifravimas – kiekvienas paketas šifruojamas kitu WEP raktu.
3.    Transliacijos rakto rotacija – dinamiška rakto rotacija plačiajuosčiam perdavimui.

Išvados.

Šiuo metu duomenims perduoti naudojami 2.4 GHz diapazono bevieliai LAN tinklai. gali patenkinti tik nedidelę interneto ir bevielių paslaugų rinkos dalį. Šiame diapazone labai didelę įtaką turi dėl interferencinių trukdžių kintantis ribinis priimamo signalo lygis, kuris turi įtakos aprėpties zonos pločiui. Mažėjant aprėpties zonai, mažėja ir teritorinis plotas, kuriame gali būti priimamas tinkamas radio signalas, todėl nukenčia paslaugos kokybė. Paslaugų kokybė šiame diapazone nėra patenkinama ne dėl plačiajuosčių bevielių tinklų (PBR) sistemų technologinių trūkumų, o dėl ti, kad nėra dažnių planavimo galimybės.
Atlikus teorinius skaičiavimus buvo nustatyta, kad gauti rezultatai beveik sutampa su praktikoje gautaisiais, todėl galime daryti išvadą, kad bevielių LAN aprėpčių projektavimui galima naudoti radio bangų sklidimą laisvoje erdvėje aprašantį modelį. PBR sistemų aprėpties požiūriu 3.5 ir 3.8 GHz diapazonai yra pranašesni už dar aukštesnių dažnių diapazonus. Bet vėl gi tenka rinktis optimaliausią variantą, įvertinant konkrečią situaciją, nes norint pasiekti didesnę duomenų perdavimo spartą, mes neišvengiamai turime didinti dažnį, o tuomet ženkliai mažėja aprėpties zona.
Pasaulyje ryškėja tendencijos, kad 802.11b technologiją keičia efektyvesnė 802.11a, kurios greitis yra 5-is kartus didesnis ir ji realizuoja daugiau nepersidengiančių kanalų, nors kol be trukdžių perdavinėsime balsą bevieliais tinklais kartu su duomenimis dar teks palaukti kuriamo 802.11e standarto.
WLAN’ų saugumo problema yra labai aktuali, norint pritraukti daugiau vartotojų, todėl šiandien jam kreipiamas išskirtinis dėmesys. Didžiausia saugumo problema ilgai buvo faktas, kad WLAN tinkle yra identifikuojamas ne vartotojas, o įranga, o be to naudojamas WEP šifro raktas kriptografiniu požiūriu yra labai neatsparus. Bet šios klaidos jau yra taisomos, pasitelkus naujausias technologijas.
Nors ir turi WLAN dar daug trūkumų, bet, mano galva, ryškiausias privalumas prieš laidines technologijas yra mobilumas ir kaina.

Naudota literatūra.

[1] http://www.cisco.com/en/US/tech/tk722/tk809/technologies_white_paper09186a00800b469f.shtml
[2] http://www.cs.umd.edu/TRs/TRumiacs.html
[3] http://www.wi-fiplanet.com/tutorials/article.php/2171721
[4] http://huizen.deds.nl/~pa0hoo/helix_wifi/linkbudgetcalc/wlan_budgetcalc.html
[5] http://users.telenet.be/educypedia/electronics/antennatypes.htm
[6]http://www.rrt.lt/fwa.htm