Меню
Главная
УСЛУГИ
Авторизация/Регистрация
Реклама на сайте
 
Главная arrow Информатика arrow Инновационные технологии в коммерции и бизнесе
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >

Беспроводные сети передачи данных

Беспроводные сети передачи данных (БСПД) можно разделить следующим образом.

• Беспроводные персональные сети (Wireless Personal Area Network, WPAN), или сети коммутации на рабочем месте.

• Беспроводные локальные сети (Wireless Local Area Network, WLAN).

• Беспроводные сети масштаба города (Wireless Metropolitan Area Network, Wireless MAN), или сети широкополосного беспроводного доступа (Broadband Wireless Access, BWA).

На рис. 10.2 показаны технологии, по которым строятся беспроводные сети и используемые при этом стандарты.

Блок-схема структуры беспроводных сетей

Рис. 10.2. Блок-схема структуры беспроводных сетей

Беспроводные сети на основе технологии Bluetooth, реализующие коммуникации на рабочем месте

Беспроводные персональные сети (Wireless Personal Area Network, WPAN) реализуют связи внутри помещений, а также взаимодействие аппаратных устройств. Беспроводные сети связи аппаратных устройств позволяют мобильным пользователям организовать взаимодействие аппаратных устройств, обеспечивающее работу в нестационарных условиях. Например, с помощью взаимодействующих друг с другом карманного компьютера и мобильного телефона можно организовать выход в Интернет, причем независимо от месторасположения пользователя и времени суток.

Bluetooth (bluetooth.com) — это технология беспроводного обмена цифровыми данными между различными устройствами в пределах нескольких десятков метров. Ее разработала компания Bluetooth SIC Широкое распространение Bluetooth обусловлено недорогой программно-аппаратной реализацией и простотой структуры устройства. Необходимым условием этого вида связи является наличие у взаимодействующих устройств микрочипа Bluetooth. Допускаются соединения по схеме один к одному и один ко многим.

Для построения сети используются технология Bluetooth и стандарт IEEE 802.15. Сети стандарта IEEE 802.15.1 базируются на спецификации Bluetooth v.1.1 (1999), определяющей уровни управления доступом. В версии 1.2 скорости передачи данных более высокие, чем в версии 1.1. Они могут достигать 723 кбит/с. Радиус действия таких сетей не превышает 10 м. Для них характерны быстрое подключение и обнаружение.

Технология Bluetooth версии 2.0, совместимая с предыдущей версией 1.x, была выпущена в 2004 г. Основным нововведением стала поддержка Enhanced Data Rate (EDR) для ускорения передачи данных, позволившая повысить скорость передачи данных до 2,1 Мбит/с. В 2011 г. благодаря интеграции с технологией стандарта 802.11 в стандарте Bluetooth 3.0 HS скорость подключения достигает 24 бит/с.

В 2009 г. была принята очередная спецификация Bluetooth 3.0+HS. HS (High Speed). Это новый уровень скорости передачи данных, которая может достигать 24 Мбит/с. Многим специалистам такой параметр показался нереальным, однако новейшие модули и в самом деле работают быстрее, чем их предшественники Bluetooth 2.1.

Однако такая высокая скорость возможна вовсе не при передаче данных по каналу Bluetooth — в нем по-прежнему максимальная скорость ограничена 2,1 Мбит/с, как это и было в случае с использованием технологии EDR. Переход на 24 Мбит/с осуществляется прямым соединением по протоколу Wi-Fi. Протокол Bluetooth в данном случае используется не па физическом, а лишь на логическом уровне: для организации самого соединения между устройствами. Wi-Fi выступает в роли транспортного радиопротокола, тогда как сам интерфейс Bluetooth остается только в качестве каркаса для связывания устройств.

Однако использование технологии Wi-Fi для передачи данных не означает совместимости устройства Bluetooth с привычными сетями Wi-Fi. Речь идет только о применении той же физической модели передачи по стандарту IEEE 802.11 — никакой логической совместимости с сетями 802.1 la/b/g/n у телефонов и смартфонов с Bluetooth как не было, так и нет.

Стандарт IEEE 802.15.2 позволяет разрабатывать устройства сопряжения сетей стандарта IEEE 802.11 и 802.15. А стандарт IEKH 802.15.3, поддерживающий теоретическую скорость передачи данных до 55 Мбит/с, предназначен для сетей высокоскоростной связи масштаба WPAN для высокотехнологичных бытовых устройств. Стандарт IEEE 802.15.4 обеспечивает построение низкоскоростных сетей домашней автоматики, поскольку скорости передачи данных не превышают 250 кбит/с.

Структурная схема Bluetooth. Структурная блок-схема функциональных узлов Bluetooth такова: 2,4 ГГц трансивер — контроллер связи — управляющее устройство терминал.

С помощью управляющего устройства реализуются протоколы верхних уровней модели OSI и связь с терминальными устройствами.

Два первых блока могут выполняться на базе специализированных интегральных или гибридных микросхем, а устройство управления основывается на стандартных микропроцессорах или сигнальных процессорах. Его функции могут поддерживаться центральными процессорами мощных терминальных устройств, например ноутбуков.

Трансивер (приемопередатчик) Bluetooth-устройства работает на частотах от 2400 до 2483,5 МГц, являющихся открытыми и свободными от всякого лицензирования в большинстве стран мира. Они определяют возможности Bluetooth по передаче данных. Скорость передачи данных для Bluetooth-устройств составляет 723,2 кбит/с в синхронном режиме или 433,9 кбит/с в полностью синхронном режиме. Через Bluetooth-соединение можно передавать до трех аудиоканалов, поддерживающих скорость передачи данных 64 кбит/с по синхронному аудиоканалу в каждом направлении. Кроме того, возможна комбинированная передача данных и голоса.

Расстояние, на которое может быть установлено Bluetooth-соединение при использовании стандарта 802.15.3, не превышает 100 м. Для Bluetooth не требуется прямой видимости или направленной антенны, соединение может быть установлено даже через не экранированную стену. В технологии Bluetooth возможны соединения типа "точка — точка" (соединяются только два устройства Bluetooth) и "точка - много точек", в котором канал связи делится между несколькими устройствами Bluetooth. Два и более устройства, работающих на одном частотном канале, образуют пикосеть. Одно из них функционирует как основное, остальные — как подчиненные. В пикосеть допустимо объединять до восьми устройств. Десять таких пикосетей могут работать совместно на одном радиодиапазоне.

Пакетная коммутация в Bluetooth. В этой технологии используется пакетная передача информации с временным мультиплексированием (multiplexing), т.е. многократная передача, уплотнение каналов. В США, Европе и России используется диапазон частот (2400+К) МГц, где К = 0—78. Весь диапазон частот подразделяется на 79 подканалов, каждый шириной 1 МГц. При передаче сигнала в радиотракте используется метод расширения спектра с помощью частотных скачков и двухуровневой частотной модуляции.

Структура пакета Bluetooth. Информация, передаваемая с помощью Bluetooth, разбивается на пакеты. Каждый из них имеет код доступа (72 бита), заголовок (54 бита) и поле с передаваемой информацией (0—2745 битов).

Код доступа идентифицирует пакеты, принадлежащие одной пикосети. С его помощью также осуществляются синхронизация и процедуры запросов. Он включает преамбулу (4 бита), слово синхронизации (64 бита), трейлер (4 бита).

Заголовок управляет связью и состоит из шести полей:

• AMADDR — 3-битный адрес активного элемента;

• TYPE — 4-битный код типа данных;

• FLOW — 1 бит управления потоком данных, определяющий готовность устройств к приему данных;

• ARQN — 1 бит подтверждения правильности приема;

• SEQN — 1 бит для определения последовательности пакетов;

• НЕС — 8-битная контрольная сумма. Информационное поле может содержать поля голоса,

поля данных либо оба типа полей одновременно.

Метод частотных скачков в Bluetooth. В технологии Bluetooth каждый из 79 подканалов связи делится на временные сегменты длительностью 625 мкс. Каждому из них соответствует один подканал. В этой технологии основное устройство передает пакеты в нечетные временные сегменты, подчиненное — в четные. Пакеты в зависимости от длины могут занимать до пяти временных интервалов. Причем частота не изменяется до окончания пакета. Последовательность скачков частоты является уникальной для каждой пикосети и определяется адресом основного устройства.

Отличительные свойства технологии Bluetooth:

— малая мощность передатчика и низкая потребляемая мощность;

высокая устойчивость к помехам и отсутствие влияния на бытовую электронику;

— низкая стоимость — в настоящее время одно устройство стоит менее 30 долл., прослеживается тенденция к снижению цены до 10 долл.

Главной особенностью данной технологии является то, что различные Bluetooth-устройства соединяются друг с другом автоматически, стоит им только оказаться в пределах досягаемости. Bluetooth значительно облегчает работу со многими аппаратными устройствами. Уже создан принтер с Bluetooth, который не надо подключать к компьютеру, достаточно лишь внести его в комнату и включить в розетку, чтобы печатать. А если войти в комнату с ноутбуком, оснащенным Bluetooth, то сразу же можно работать на принтере, войти в локальную сеть для обмена файлами и документами, воспользоваться интернет-соединением.

На стандарте IEEE 802.15.4 базируется более широкополосная технология связи между устройствами (ÜWB, Ultra-Wideband) — ZigBee, предназначенная для построения низкоскоростных сетей домашней автоматики. Она более экономична, а также повышает время работы аккумуляторных источников энергии.

NFC (Near Field Communication, "Коммуникация ближнего поля") — это технология высокочастотной электромагнитной связи малого радиуса действия. Она позволяет обмениваться данными устройствами, находящимися на расстоянии менее 20 см. Технология одобрена ISO/IEC как стандарт ЕСМА. Она является расширением технологии бесконтактных карч- — стандарта ISO 14443.

В стандарте NFC реализуется электромагнитная связь между двумя рамочными антеннами, находящимися в пределах 20 см друг от друга, без применения ферромагнитного сердечника. Технология работает в диапазоне частот около 13,56 МГц, имеет ширину полосы пропускания почти 2 МГц. Скорость передачи данных — 106, 212 или 424 кбит/с. Данная технология применяется в мобильных устройствах.

NFC-устройства могут использоваться:

• в качестве бесконтактной карты для оплаты различных услуг, например проезда в общественном транспорте;

• для считывания RFID-меток в магазине;

• для совместной работы с устройствами, работающими по технологии Bluetooth, в частности для передачи по Bluetooth данных с одного мобильного телефона на другой. Для этого достаточно сблизить на расстояние менее 20 см два мобильных телефона, поддерживающих эту технологию, или просто соприкоснуться ими;

• в качестве электронных ключей для доступа к устройству или прохода в помещение;

• в качестве удостоверения личности и др.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика