Со стандартом 802.11i, или WPA2, у WLAN появился общепринятый базис, так что беспроводные сети наконец-то могут эксплуатироваться со столь же высоким уровнем безопасности, что и проводные. Тем не менее технология продолжает совершенствоваться, поскольку способность работы в реальном времени — важная для передачи голоса и видео — до сих пор находится в начальной стадии своего развития: слишком низки и нестабильны скорости передачи данных, проблемы с роумингом и мобильностью еще пока далеки от решения и, наконец, стандарты для всеобъемлющего управления беспроводными сетями до сих пор отсутствуют. Параллельно с развитием WLAN в 2005 г. на сцену выходит еще один радиостандарт — WiMAX.

Беспроводные локальные сети уже давно выбрались из подсобных помещений любителей технологии на простор повсеместного использования. Частные квартиры, домашние и малые офисы, предприятия всех размеров, общественные точки доступа и провайдеры Internet — все они являются либо потребителями, либо игроками на рынке беспроводных коммуникаций, где становится все теснее и все чаще небольшие компании поглощаются более крупными.

Наиболее показательными событиями стали присоединение Chantry Networks к Siemens в декабре прошлого года и покупка Airespace компанией Cisco в начале 2005 г. Chantry Networks, специализирующаяся на беспроводных технологиях, предлагает решения для конвергенции беспроводной передачи голоса и данных. Она сделала себе имя на американском и канадском рынке благодаря беспроводной передаче данных между точками доступа и обеспечению качества речи. Кроме того, компания предлагает централизованные решения по обеспечению безопасности. С ее приобретением Siemens собирается укрепить свой продукт HiPATH поддержкой WLAN.

Ассортимент Airespace охватывает контроллеры WLAN, точки доступа, программное обеспечение для управления беспроводными сетями, локализации и обеспечения безопасности, включая системы обнаружения вторжения (Intrusion Detection System, IDS). Однако главным козырем компании являются точки доступа с интегрированным управлением радиочастотой. Наряду с обычными функциями передачи и приема, точки доступа к WLAN постоянно прослушивают эфир. В зависимости от выявленных условий они сами конфигурируются, оптимизируют свою работу в реальном времени и даже способны устранить возникшую ошибку. До недавнего времени Airespace превосходила Cisco в управлении радиочастотами, теперь же ее продукты дополняют предложения этого производителя.

Прогнозируемые темпы роста количества продуктов и услуг WLAN (свыше 70% на период до 2007 г.) привлекают на рынок все больше разработчиков. Так, аналитики IDC опубликовали в конце прошлого года список из десяти новичков, чьи разработки в 2005 г. окажут, скорее всего, заметное влияние на развитие рынка WLAN. IDC предсказывает успех в области беспроводной передачи данных и контента, к примеру, таким компаниям, как Changingworlds, Valista, Versaly Entertainment и Wave Market, а у Ascendent есть хорошие перспективы повлиять на рынок интеграции проводной и беспроводной связи.

БОЛЬШЕ СКОРОСТИ С 802.11N

Одним из главных пунктов в программе развития беспроводных сетей является повышение скорости передачи данных. В области Ethernet это уже сделано, а для WLAN лишь планируется. На данный момент максимальная стандартизированная скорость передачи составляет 54 Мбит/с и предлагается в диапазоне как 2,4 ГГц (802.11g), так и 5 ГГц (802.11a/h). Большая скорость может достигаться лишь при использовании нестандартных решений, которые по преимуществу одновременно задействуют два канала 54 Мбит/с, так что номинально она повышается до 108 Мбит/с. Однако для независимой интеграции мультимедийных приложений, включая голосовой трафик, этих скоростей все еще недостаточно. Поэтому рабочая группа «n» консорциума IEEE 802.11 активно работает над заметным увеличением «базовой скорости».

Рисунок 1. Компания Belkin предлагает быстрые беспроводные сети, не дожидаясь принятия стандарта 802.11n. Адаптер-«предшественник n» должен передавать данные в шесть раз быстрее адаптера 802.11g, что соответствует скорости 324 Мбит/с.

Некоторые производители, например Belkin, пытаются произвести впечатление на рынок путем запуска беспроводных продуктов под маркой «предшественник n» (см. Рисунок 1), словно утверждение стандарта уже не за горами и невыясненными остаются лишь мелкие вопросы, однако на самом деле ситуация выглядит совсем иначе. Пытаясь утвердиться в этой области, многочисленные игроки предлагают собственные подходы. Поток технологических концепций затрудняет работу комитета IEEE. Между тем уже никто не ожидает, что стандарт появится в 2005 г. В качестве возможного срока рассматривается вторая половина 2006 г., однако более реальным представляется 2007 г. Фактически в стандарте 802.11n еще ничего не определено — даже скорость передачи данных. Поэтому организация Wi-Fi предупреждает об опасности попасть в зависимость от производителя продуктов, «предшествующих стандарту n». Такие устройства никогда не будут сертифицированы.

MIMO: НЕСКОЛЬКО АНТЕНН НА КАНАЛ

Достаточно определенным можно считать то, что для каждого канала стандарт 802.11n станет рекомендовать использование нескольких антенн, одновременно принимающих и передающих сигнал. Этот метод, называемый «множественным входом—множественным выходом» (Multiple Input Multiple Output, MIMO), предусматривает преобразование одного сигнала с большей дальностью передачи в несколько сигналов с меньшей. Тем самым удается не только повысить скорость передачи, но и улучшить качество сигнала, поскольку интерференция уменьшается, когда пространства больше. Однако технически эта идея может быть реализована по-разному.

В середине прошлого года некоторые производители, в частности Airgo, Broadcom, Conexant ST Microelectronics и Texas Instruments, объединились для подготовки единого стандарта MIMO. World Wide Spectrum Efficiency (WWISE), как называется созданный ими консорциум, при помощи мультиплексирования с ортогональным разделением частот MIMO (MIMO Orthogonal Frequency Division Multiplexing, MIMO OFDM) намерен обеспечить скорость передачи данных от 135 до 540 Мбит/с. Его наиболее сильным соперником является TGn Sync, коалиция сторонников производителя наборов микросхем Agere, куда входят компании Atheros, Cisco, Intel, Marvell, Nokia, Nortel, Philips, Samsung, Sanyo, Sony и Toshiba. Одно из главных отличий между этими подходами заключается в ширине канала. Если WWISE ради совместимости с другими стандартами 802.11 делает ставку на каналы шириной 20 МГц, то Agere предлагает использовать каналы шириной 40 МГц, благодаря чему в конечном итоге достигаются скорости от 243 Мбит/с (две антенны) до 600 Мбит/с (четыре антенны).

С учетом того, что до стандартизации высокоскоростных беспроводных сетей еще довольно далеко, решения, предшествующие стандарту n, представляются для желающих пользоваться мультимедийными приложениями по WLAN весьма привлекательными. Однако о разрекламированной Belkin совместимости под маркетинговым лозунгом «Настоящий MIMO» пользователи могут забыть. Netgear тем не менее стремится вести честную игру: свою технологию Rangemax компания никак не связывает с 802.11n. Использующие этот метод продукты должны были появиться на рынке в начале года. Они имеют целых семь антенн MIMO, при помощи которых можно моделировать до 127 образцов антенн. Rangemax будет автоматически определять детали сетевого окружения и самостоятельно адаптировать конфигурацию антенн; в результате чего появляется возможность генерировать достаточно стабильный сигнал, как это необходимо, прежде всего, в области передачи видео.

УПРАВЛЕНИЕ

Развитие беспроводных сетей в крупных корпоративных средах тормозит отсутствие стандартов всеобъемлющего управления точками доступа. Так, для WLAN не существует специфических баз управляющей информации простого протокола управления сети (Simple Network Management Protocol Management Information Base, SNMP MIB), что важно, к примеру, для измерения плотности радиовещания, управления интенсивностью сигнала и настройки каналов. В средах со многими точками доступа необходимо иметь возможность запрашивать такие параметры и управлять ими централизованно. До сих пор это реализуется лишь в нестандартных продуктах отдельных производителей или при помощи специализированных решений управления ряда независимых разработчиков, которые в состоянии управлять аппаратным обеспечением нескольких поставщиков WLAN. К последним относятся Airespace, Airmagnet, Airwave, Aruba, Legra Systems, Roving Planet, Trapeze Networks и Wavelink.

Рисунок 2. Коммутаторы WLAN от Trapeze обеспечивают радиопокрытие на предприятиях и подключение филиалов. Например, новую конфигурацию коммутатора WLAN для филиалов MXR-2 можно загрузить из центрального офиса при помощи комплекта инструментов Ringmaster.

В рамках IETF группа по управлению и обеспечению функционирования беспроводных точек доступа (Control and Provisioning of Wireless Access Points, CAPWAP) разрабатывает интерфейсы и протоколы для соответствующих устройств. Однако обязывающего результата пока нет, а проблемой отсутствия MIB для WLAN она не занимается вовсе. Как результат, на рынке продолжают доминировать названные производители со своими нестандартизированными решениями управления. В Германии, к примеру, сравнительно популярным является набор инструментов Ringmaster от компании Trapeze (партнера 3Com); его расширенная версия была представлена производителем в середине января прошлого года (см. Рисунок 2).

КАЧЕСТВО УСЛУГ

В долгосрочной перспективе построение и поддержка двух разных беспроводных инфраструктур для голоса (DECT) и данных (WLAN) представляются нерациональными. А в ближайшем будущем по беспроводным сетям станут передаваться голос и видео — такова цель производителей и соответствующей рабочей группы комитета IEEE. Утверждение заявленного стандарта 802.11е ожидают через шесть месяцев — и так уже в течение многих лет, как шутят знатоки. Однако на этот раз срок кажется вполне реальным.

По аналогии со стандартом безопасности 802.11i с WPA и WPA2 альянс Wi-Fi в прошлом году опубликовал выдержку из стандарта 802.11е, благодаря чему некоторые базовые функции QoS уже могут использоваться в сертифицированных продуктах Wi-Fi. При помощи мультимедиа Wi-Fi (Wi-Fi Multimedia, WMM) трафик данных со стандартизированными в DiffServ тегами 802.1d (один бит в заголовке пакета) может в точке доступа классифицироваться по четырем ступеням приоритета (категориям доступа — Access Category, AC):

  • голос (высочайший приоритет, теги 7 и 6);
  • видео (теги 5 и 4);
  • «по мере возможности» (теги 0 и 3);
  • фон (теги 2 и 1).

Категория доступа «Видео» в беспроводном канале 802.11g и a/h поддерживает до четырех стандартных телевизионных потоков или один телевизионный поток высокой четкости.

Сертифицированные продукты WMM появились на рынке в 2004 г., однако до сих пор нет приложений и клиентов, где поддерживается этот метод. Другой главный компонент QoS будущего стандарта 802.11е, который в Wi-Fi обозначается как «планируемый доступ WMM» (WMM Scheduled Access), пока не приобрел практического значения. Производители так и не пришли к общему мнению, и поэтому Wi-Fi намерена определить процесс сертификации лишь во II квартале текущего года. Благодаря WMM Scheduled Access точки доступа получат полный контроль над своими портами и возможность резервирования пропускной способности.

РОУМИНГ

Почти все беспроводные компоненты поддерживают стандарт 802.11f для управления беспроводным роумингом сеанса WLAN между несколькими точками доступа. Однако решение функционирует лишь при условии, что задействованные точки доступа принадлежат к одному сегменту Ethernet. Если они подключены к разным сегментам, к примеру, когда в здании на каждом этаже организована собственная подсеть, то при роуминге соединение, как правило, прерывается. Особую значимость эта тема получает в связи с передачей голосовых приложений по беспроводным сетям. Основную трудность представляет обновленная аутентификация — особенно при использовании протокола обеспечения безопасности 802.11i или сервера RADIUS. Подобные процессы в большинстве своем занимают несколько сотен миллисекунд, которые добавляются к прочим протокольным и техническим задержкам. Для разговора вся передача соединения от точки к точке должна быть завершена в течение 20 мс. Поэтому рабочая группа «r» ищет более быстрые методы роуминга, которые применимы и между подсетями — даже в случае голоса. Пока с обозначенной проблемой справляются лишь отдельные производители, в частности Reefedge и Spektralink.

IEEE 802.16/HIPERMAN/WIMAX

Рисунок 3. Модель MP.11 5054-R вместе с программной платформой для широкополосных сетей от Tsunami позволяет реализовать приложения WiMAX — для задач общественной безопасности, мониторинга, доступа на последней миле и городских сетей (MAN).

В то время как WLAN для корпоративных сетей и мультимедийных приложений постепенно совершенствуется, с утверждением в декабре 2001 г. стандарта 802.16 (аналог европейского ETSI HiperMAN) стала доступна еще одна беспроводная технология. Неофициально ее называют «совместимым в общемировом масштабе микроволновым доступом» (Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMAX) — обозначение, которое использует форум WiMAX, объединяющий свыше 180 производителей, среди которых Cisco, Fujitsu, IBM, Nokia и Intel, а также пионеры отрасли — Alvarion, Intel и Alcatel. В прошлом году они образовали стратегический альянс для решения неотложных задач.

При радиусе действия до 50 км (обычный радиус ячейки составляет от 1,5 до 5 км) и скорости передачи данных в 280 Мбит/с на базовую станцию (четыре сегмента максимум по 70 Мбит/с каждый) WiMAX в первую очередь нацелен на рынок доступа — в качестве альтернативы DSL (см. Рисунок 3). Именно в области общественных точек доступа («хот-спотов») ожидается жесткая конкуренция между WLAN и WiMAX. На более поздней ступени своего развития WiMAX может претендовать даже на место UMTS (подробнее об этих актуальных разработках WiMAX см. статью Х. Ланкера «От Ethernet к WiMAX»). Функции обеспечения безопасности и качества услуг интегрированы в WiMAX с самого начала. В 2007 г. должны появиться двухполосные (поддерживающие одновременно Wi-Fi и WiMAX) и трехполосные (с поддержкой еще и UMTS) устройства. В будущем фантазия по использованию беспроводных средств едва ли будет чем-то ограничена.

Штефан Мучлер — шеф-корреспондент LANline. С ним можно связаться по адресу: sm@lanline.awi.de.


? AWi Verlag

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями