Введение

Под аббревиатурой WI-FI (от английского словосочетания Wireless Fidelity, которое можно дословно перевести как «высокая точность беспроводной передачи данных») в настоящее время развивается целое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам. Разработка этих стандартов ведется в рамках рабочей группы 802.11 Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). WI-FI не является единственной технологией беспроводного доступа — специалисты IEEE и других учреждений разработали и продолжают работать над другими стандартами беспроводных коммуникаций, ориентированных на персональные сети (PWAN, для организации подключения в пределах, например, рабочего места сотрудника) или сети, масштаба города и региона (WWAN).

Количество точек беспроводного доступа в мире растет с каждым днем, обещая в недалеком будущем широкополосный вход в глобальную сеть откуда угодно и без особых проблем. Был бы под рукой компьютер с Wi-Fi-адаптером. Информационное издание JiWire опубликовало данные, из которых следует, что в настоящее время насчитывается 56139 хот-спотов в 93 странах мира [1].

WI-FI предназначен для создания беспроводных локальных сетей (WLAN) и организации высокоскоростных беспроводных подключений к Интернету. В зависимости от конкретного стандарта сети WI-FI работают на частотах 2,4 ГГц или 5 ГГц и обеспечивают скорость передачи данных от 2 Мбит/с. Одна точка доступа может обеспечить охват в радиусе до 200 метров. Широкое распространение, помимо домашних и офисных сетей, WI-FI нашел в сфере организации публичного доступа в Интернет (хот-спотов) — с использованием этой технологии любой посетитель гостиницы, кафе, ресторана, бизнес-центра или аэровокзала (одним словом, заведения, в котором есть публичная точка доступа Wi-Fi) получает возможность мобильного подключения к Сети посредством своего ноутбука, КПК или телефона, поддерживающего стандарт беспроводного доступа.

Учебное пособие позволяет ознакомиться с методами деления спектра применяемыми в беспроводных сетях, со стандартом IEEE 802.11, с антеннами, с распространением сигналов по беспроводным сетям. Пособие позволяет изучить передачу сигнала в пределах линии прямой видимости, расчёт зоны действия сигнала и организацию беспроводных сетей и их планирование.

1. Передающая среда

В системе передачи данных передающая среда является физическим путем между передатчиком и приемником. Передающие среды можно разделить на направляемые и ненаправляемые. В обоих случаях связь принимает форму распространения электромагнитных волн. В направляемых средах волны направляются по твердым проводникам, например, по медным витым парам, медным коаксиальным кабелям и оптическим волокнам. Атмосфера и открытый космос представляют собой примеры уже ненаправляемых сред, предоставляющих средства передачи электромагнитных сигналов, но не направляющих их; используемая в этом случае форма передачи обычно называется беспроводной [2].

Характеристики и качество передачи данных определяются как харак-теристиками среды, так и характеристиками сигнала. В направляемой среде более важным фактором, накладывающим ограничения на передачу, является сама cреда. При определении характеристик передачи в ненаправляемой среде более важным фактором является не сама среда, а ширина полосы сигнала, генерируемого передающей антенной. Одной из ключевых характеристик сиг-налов, передаваемых антенной, является их направленность. В общем случае сигналы низких частот являются ненаправленными, т.е. сигнал распространя-ется во всех направлениях от антенны. Сигналы высоких частот, наоборот, можно сфокусировать в направленный луч.

В ненаправляемых средах передача и прием производятся с помощью антенны. При передаче антенна излучает электромагнитную энергию в среду (обычно воздух), а при приеме антенна улавливает электромагнитные волны из окружающей среды. Существуют, по сути, две формы беспроводной передачи: направленная и ненаправленная. При направленной передаче передающая антенна излучает сфокусированный электромагнитный луч; следовательно, передающая и приемная антенны должны быть тщательно нацелены. При ненаправленной передаче передаваемый сигнал распространяется во всех направлениях и может быть принят множеством антенн. Вообще чем выше частота сигнала, тем легче его сфокусировать в направленный луч.