Wireless LAN (англ. Wireless Local Area Network; WLAN) - бездротова локальна обчислювальна мережа.

При такому способі побудови мереж передача даних здійснюється через радіоефір, об'єднання пристроїв у мережу відбувається без використання кабельних з'єднань.
Найбільш поширеними на сьогоднішній день способами побудови є Wi-Fi і WiMAX.

Базові поняття технології

Зрозуміло, до настання "ери переносних" ПК необхідність міняти розташування робочого місця з'являлася досить рідко, але чим більше поширення отримували ноутбуки, PDA, Web-планшети та інші портативні пристрої, поступово приходять на зміну настільним ПК, тим частіше у користувача виникало бажання усунути той "поводок", який обмежував свободу його переміщення, - мережевий кабель. З появою мобільних користувачів, які працюють на своєму ПК як в офісі, так і за його межами (вдома, в дорозі і т. д.), необхідність побудови бездротових мереж ще більше зросла.

Сама по собі ідея "мережі без мережі", коли в якості середовища передачі даних використовуються радіохвилі, не нова. Але тривалий час ця технологія була досить дорога, при цьому швидкість передачі, перешкодозахищеність, зручність установки і обслуговування систем на її базі залишали бажати кращого. Тому застосовувалася вона лише там, де прокладка фізичного носія інформації була практично неможлива з яких-небудь причин.

Через все тієї ж дорожнечі для нашого ринку обладнання для побудови WLAN не так давно було скоріше екзотикою, ніж затребуваним у повній мірі продуктом. Через мізерного попиту спектр пропозиції таких пристроїв був надзвичайно вузьке. А існуюча в нашій країні інфраструктура бездротової передачі на 80 - 90% орієнтована на потреби телефонії і абсолютно не пристосована для зв'язку між собою обчислювальних систем.

Зараз же ситуація поступово змінюється на краще: з розвитком технологій і появою нових стандартів вартість бездротових рішень знижується все більше і більше, що негайно позначається на підвищенні популярності таких продуктів у покупців, а значить, і на розширенні кількості пропозицій на ринку.

Не обтяжуючи читача теоретичними викладками, все ж нагадаємо, що більшість оточуючих нас передавальних пристроїв вузькосмугові, тобто такі, які випромінюють в ефір сигнал з шириною спектру близько 10% значення несучої частоти (12,5 - 250 kHz для різних радіодіапазонів) , причому мінімальна ширина випромінюваного ними спектру знаходиться в прямій залежності від необхідної швидкості передачі інформації. Основною кількісною характеристикою такого радіоканалу є співвідношення сигнал / шум (Signal-to-noise ratio - SNR) у смузі прийому сигналу, яке обчислюється діленням рівня сигналу на рівень шуму. Чим вище цей показник, тим чистіше канал зв'язку, і, відповідно, більшу кількість інформації може бути передано. Так, навіть у самих ідеальних умовах при дротовому модемному аналого-цифровому з'єднанні існує межа SNR в районі 38 ... 39 dB.

Всі вузькосмугові системи володіють одним істотним недоліком: якщо в їх частотному діапазоні з'являються перешкоди, то якість зв'язку різко падає.

Саме ця незахищеність вузькосмугових систем від перешкод і підштовхнула до розробки (спочатку, як завжди, - в інтересах силових структур, потім, у міру їх здешевлення, посилення вимог до інформаційної ємності каналів і освоєння все більш високих частот - для більшого числа споживачів) широкосмугових (ШСС) технологій. Ідея, покладена в основу цієї технології, проста: необхідна для передачі інформації енергія розподіляється за певним законом у значно ширшій (в десятки і сотні разів) смузі частот, ніж це потрібно при передачі в звичайному каналі.

На момент зародження технології навіть фахівцям здалося неможливим "витягнути" сигнал з-під шуму, тобто, використовуючи спеціальні прийоми обробки (накопичення), відновити вихідний сигнал, SNR для якого характеризується величинами нижче -3 dB (порівняйте зі значеннями, наведеними вище ). Такий сигнал зловмисник не зможе не тільки прийняти, але й просто розрізнити на екрані аналізатора спектра. Правда, за це доводиться "платити" зниженням максимальної швидкості передачі даних в каналі.

Сучасні системи, побудовані на основі шумоподібних сигналів, володіють наступними перевагами:

Перешкодозахищеність; • не створюються перешкоди інших пристроїв (низька потужність сигналу в перерахунку на величину займаної ним смуги); • дозволяють реалізувати потрібну ступінь конфіденційності переданої інформації; • мають більш низьку вартість при налагодженні масового виробництва (нижче випромінювана потужність сигналу - дешевше високочастотні компоненти обладнання); • шумоподібних сигнал забезпечує певні можливості роботи в діапазоні, вже зайнятому іншими системами радіопередачі; • володіє достатньо високою швидкістю передачі і низкою інших, не менш важливих достоїнств.

Проте теорія, як це часто трапляється в житті, далеко випередила практику, і стандарт IEEE 802.11 фактично став тією "першою ластівкою", що дозволила об'єднати зусилля вчених, конструкторів та інженерів (так, трохи не забули - і бізнесменів).

Отримання шумоподібних сигналів передбачається двома методами: прямий послідовності (Direct Sequence Spread Spectrum - DSSS) і частотних стрибків (Frequency Hopping Spread Spectrum - FHSS).Суперечки про те, який з них краще, на наш погляд, носять дещо надуманий характер - настільки різняться критерії та методики оцінки потенційно досяжних ними параметрів. Так, залежно від застосовуваних різними фахівцями методів статистичного аналізу загальна швидкість передачі при наявності декількох одночасно працюючих передавачів у виділеній смузі частот діапазону 2,4 GHz оцінюється від 3,84 до 9,6 Mbps.

У разі FHSS весь діапазон від 2400 до 2483,5 MHz розбитий на 79 підканалів. Приймач і передавач кожні кілька мілісекунд синхронно перебудовуються на різні несучі частоти відповідно до алгоритму, що задається псевдовипадковою послідовністю. І тільки той приймач, який "знає" послідовність, може правильно прийняти це повідомлення. Передбачається, що інші системи, що працюють в тому ж частотному діапазоні, використовують іншу послідовність, і тому практично не заважають один одному, а пригнічені вузькосмуговими перешкодами канали ними ігноруються. Нескладно підрахувати, що для рекомендованого стандартом кількості частот число варіантів вибору N порядку їх слідування теоретично має астрономічне значення: N = (79-1)! [Факторіал]. Для тих випадків, коли обидва передавачі намагаються одночасно використовувати одну й ту ж частоту, передбачений протокол дозволу зіткнень, за яким передавач робить повторну спробу послати дані на наступній в послідовності частоті.

Згідно методу DSSS діапазон 2,4 GHz розбитий на три широких підканала, які можуть використовуватися незалежно і одночасно на одній території. Принцип роботи DSSS-систем полягає в наступному: в передаваний радіосигнал вноситься значна надмірність шляхом передачі кожного біта інформації одночасно в декількох частотних каналах. Таким чином, у системах DSSS використання широкої смуги принципово необхідно. Якщо на якомусь із каналів (або відразу на кількох) з'являються перешкоди, система визначає правильність даних у потоці за допомогою вибору найбільшої кількості однакових потоків.

І поки прихильники FHSS-пристроїв стверджують, що їх дітища здатні зберігати працездатність в умовах широкосмугових завад, що створюються, наприклад, DSSS-передавачами, і звинувачують прихильників останніх в неекономному використанні ефіру при спробі збільшити число користувачів, що загрожує новими проблемами (на одному і тому ж просторі теоретично можуть співіснувати, не заважаючи один одному, не більше трьох мереж DSSS), а опоненти справедливо вказують на значний внесок пристроїв FHSS в "зашумлення" ефіру, ми звернемо вашу увагу на реально існуючий ринок пристроїв, виконаних у відповідності зі специфікацією IEEE 802.11 b.

З історії систем бездротового доступу

Комітет зі стандартів IEEE 802 сформував робочу групу по специфікаціям для бездротових локальних мереж 802.11 ще в 1990 р. Ця група займалася розробкою загального стандарту для радіоустаткування і мереж, що функціонують на частоті 2,4 GHz зі швидкостями передачі 1 і 2 Mbps. Роботи зі створення стандарту були завершені через 7 років, влітку 1997 р. (перша специфікація отримала номер 802.11).

IEEE 802.11 з'явився першим стандартом для продуктів WLAN від організації, що розробляє більшість специфікацій для провідних мереж. Проте на той час закладена спочатку швидкість передачі даних вже перестала задовольняти потребам користувачів. Для того щоб зробити технологію Wireless LAN популярною, дешевої, а головне, що відповідає вимогам сучасних бізнес-додатків, розробники були змушені створити новий стандарт.

У вересні 1999 р. IEEE ратифікував розширення попереднього стандарту, назване IEEE 802.11b (відоме також як 802.11 High rate). У ньому максимальна швидкість передачі даних для пристроїв бездротових мереж зросла до 11 Mbps, що дозволяло використовувати їх у великих і середніх мережах.

Працює продуктів різних виробників гарантується незалежною організацією Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), створеної в 1999 р. В даний час членами WECA є понад 85 компаній, у тому числі такі відомі виробники, як D-Link, Enterasys, Cisco, Lucent, 3Com, IBM, Intel, Apple, Compaq, Dell, Fujitsu, Siemens, Sony, AMD і ін З оновлюваним переліком продукції, що задовольняє вимогам Wi-Fi (IEEE 802.11b введеним для скороченням від Wireless Fidelity), можна ознайомитися на сайті WECA.

Ортогональне частотне мультиплексування (OFDM (англ. Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)- який підрозподіляє даний радіо спектр на набір ортогональних підчастот, через які передається інформація. Вхідний потік даних поділається на кілька паралельних підпотоків, кожен з яких передається з меншою швидкістю ніж початковий вхідний. Кожен підпотік передається на окремій підчастоті і модулюється, наприклад, квадратурно-амплітудною модуляцією. Окрім того, кожен промодульований цифровий підпотік є ортогональним один до одного. Це виключає взаємні перешкоди між під-потоками та дозволяє використовувати частотний спектр максимально щільно без потреби додаткового простору між підчастотами.Використовується в 802.11g.

MIMO (Multiple Input, Multiple Output - багато входів, багато виходів) передбачає застосування просторового мультиплексування з метою одночасної передачі декількох інформаційних потоків по одному каналу, а також багатопроменеве відображення, яке забезпечує доставку кожного біта інформації відповідному одержувачу з невеликою ймовірністю впливу перешкод і втрат даних . Саме можливість одночасної передачі і прийому даних визначає високу пропускну здатність пристроїв 802.11n.

Класифікація

Існують різні підходи до класифікації бездротових технологій.

• • По дальності дії:
  o Бездротові персональні мережі (WPAN - Wireless Personal Area Networks). Приклади технологій - Bluetooth.
  o Бездротові локальні мережі (WLAN - Wireless Local Area Networks). Приклади технологій - Wi-Fi.
  o Бездротові мережі масштабу міста (WMAN - Wireless Metropolitan Area Networks). Приклади технологій - WiMAX.
  o Бездротові глобальні мережі (WWAN - Wireless Wide Area Network). Приклади технологій - CSD, GPRS, EDGE, EV-DO, HSPA.

· По топології:

o «Точка-точка».

o «Точка-багато точок».

· По області застосування:

o Корпоративні (відомчі) безпровідні мережі — створювані компаніями для власних потреб.

o Операторські бездротові мережі - створювані операторами зв'язку для возмездного надання послуг.