Технологія IEEE 802.11, що стала стандартом де-факто для бездротових мереж, продовжує розвиватися: IEEE удосконалює специфікацію, щоб забезпечити її придатність у більш широкому колі додатків. Швидкість розвитку цього напрямку можна оцінити, якщо врахувати, що рік тому тільки почали з’являтися мережі діапазону 2,4 ГГц (802.11 b), а мережі діапазону 5 ГГц (802.11 a) були ще на папері. Проте вже сьогодні перші масово застосовуються в сегменті мобільних пристроїв і намагаються відвоювати ринок у дротових мереж в сегменті стаціонарних офісних рішень, а другі постачаються у вигляді готових рішень, крім того, з’явилися експериментальні дводіапазонні пристрою. Спробуємо розібратися в абревіатурах і оцінити, чим «загрожує» нам розвиток ринку безпровідних мереж в найближчі кілька років.

Реалізовані стандарти:

802.11 b

– частотний діапазон 2,4 ГГц;

– число непересічних частотних каналів 3;

– модуляція CCK (Complementary Code Keying), 22 МГц на канал, одна несуча;

– метод доступу CSMA/CA;

– максимальна швидкість передачі даних 11 Мбіт/с.

802.11 a

– частотний діапазон 5 ГГц;

– число непересічних частотних каналів 8;

– модуляція OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), 20 МГц на канал, кілька несучих;

– метод доступу CSMA/CA;

– максимальна швидкість передачі даних 54 Мбіт/с.

Обидві специфікації схвалені IEEE і визначають радіочастотні параметри безпровідних мереж. Перспективи обох стандартів цілком очевидні, так як 802.11 b, програючи 802.11 a у швидкості передачі, виграє в дальності, до того ж домінування 802.11 а заважає те, що використання діапазону 5 ГГц поки ще не дозволено в Європі та деяких інших регіонах. Як наслідок, одне з рішень, яке може з’явитися найближчим часом, згадані дводіапазонні пристрою 802.11 a/b. Ще один не схвалений поки стандарт використання модуляції OFDM в діапазоні 2,4 ГГц отримав позначення 802.11 g (ця специфікація повністю включає в себе 802.11 b, допускаючи застосування і CCK, і OFDM), і, як наслідок, в недалекому майбутньому можлива поява пристроїв, що підтримують 802.11 a/g (a/b/g).

Інші специфікації, з яких на сьогоднішній день схвалені лише перші дві, визначають:

– 802.11 c таблиці маршрутизації для бездротових «мостів»;

– 802.11 d міжнародний роумінг в бездротових мережах;

– 802.11 e технологія QoS (Quality of Service) в застосуванні до бездротових мереж;

– 802.11 f протоколи обміну даними між точками доступу (базовими станціями);

– 802.11 h додаткові вимоги, що відносяться до європейського регіону;

– 802.11 i поліпшені в порівнянні з базовими стандартами технології захисту даних.

802.11 a, 802.11 b і 802.11 g відносяться до фізичного рівня середовища передачі; 802.11 d, 802.11 e, 802.11 i та 802.11 h до вышележащему MAC-рівня, два до більш високих рівнів (модель OSI).

Проблем з розповсюдженням бездротових мереж і сертифікацією відповідних пристроїв в різних країнах більш ніж достатньо, це добре видно з діаграми дозволеної потужності випромінювання в діапазоні 5 ГГц, але враховуючи, що цей діапазон, на відміну від більш низькочастотних, поки ще не поділений в більшості регіонів, позитивне рішення лише справа часу.

Крім власне вибору радіочастотного діапазону і типу модуляції однією з найбільших проблем бездротових мереж з моменту їх появи була низька захищеність від перехоплення даних. На відміну від кабельних мереж, де перехоплення інформації навряд чи можливий без фізичного доступу до середовища передачі (власне кабелю або устаткування), бездротові мережі виявляються практично беззахисними, якщо не вживати спеціальних заходів. Частково питання безпеки вирішуються шляхом використання спрямованих антен, зокрема адаптивних фазованих решіток, які можуть незабаром з’явитися навіть у складі чіпів. Тим не менш, ця технологія не скасовує яке передбачалося під ще в ранніх специфікаціях шифрування даних.

Першою реалізацією системи захисту з шифруванням даних стала специфікація WEP (Wireless Equivalent Privacy), прийнята IEEE в 1999 році і заснована на шифрування даних за допомогою 24-бітного ключа RC4. Проте вже в 2000 році цей механізм був зламаний, вірніше, були знайдені способи, що дозволяють швидко визначити ключ на основі аналізу переданих даних (ключ виявився занадто «слабким», в деяких випадках для його визначення достатньо проаналізувати всього близько 8 тисяч пакетів), або підмінити нешифруемый заголовок пакета (в радіомережах така підміна реалізується набагато легше, ніж в дротяних мережах) для того, щоб перенаправити декодований точкою доступу пакет іншому одержувачу, для якого він буде закодовано вже його власним ключем.

В якості виправлення WEP була прийнята специфікація TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), устранившая всі відомі проломи WEP, але значно вплинула на пропускну здатність мережі. TKIP забезпечила лише мінімальний рівень захисту, так як більш серйозні рішення вимагали б зміни апаратної частини бездротових пристроїв і серйозної зміни інших протоколів.

В якості рішення 802.11 i зараз пропонується одночасне внесення змін до апаратуру, перегляд конструкції протоколів та застосування спеціального протоколу шифрування AES (Advanced Encryption Standard), який передбачає використання як серйозних алгоритмів, так і 128-бітних ключів.

Ще одна обговорювалася на IDF проблема, вирішення якої значно відрізняється від аналогічного для дротових мереж, забезпечення прикладних сервісів необхідною смугою пропускання і допустимої затримкою передачі даних (QoS). Трудність її рішення в тому, що кількість помилкових пакетів в бездротових мережах може досягати 1020%, швидкість передачі даних залежить від місця розташування клієнта і може змінюватися під час з’єднання, а також у тому, що пристрій, що управляє виділенням необхідної смуги пропускання, не знає, якими ресурсами вона може мати, у зв’язку з тим, що сусідня аналогічний пристрій може в будь-який момент використовувати частину цих ресурсів для своїх потреб.

Специфікація 802.11 e передбачає маркувати пакети, що належать до критичним потоків даних, спеціальними знаками пріоритету. Максимальний пріоритет отримують пакети потоків передачі голосу, як найбільш критичні до затримки та смуги пропускання, на другому місці йдуть потоки передачі відеоінформації, яким виділяється необхідна смуга при її наявності, пакети ж передачі даних використовують ресурси, що залишилися. В дротяних мережах для реалізації сервісу QoS застосовується протокол RSVP, проте в даному випадку розробники вирішили обійтися без нього: багато існуючі програми не використовують цей протокол, і індустрія поступово від нього відмовляється, зокрема Microsoft Windows XP цей протокол не підтримує. У той же час специфікація передбачає, що якщо дані протоколу RSVP камера, бездротові пристрої повинні ними користуватися, передаючи відповідну інформацію на MAC-рівень.

802.11 e сфокусований на забезпечення двох моментів: можливість передачі аудіо – і відеоінформації для пристроїв побутового призначення (як мінімум три одночасних каналу передачі зображення формату DVD MPEG-2 або один потік формату HDTV MPEG-2 для мереж 802.11 a) і забезпечення сумісності з існуючими сервісами резервування ресурсів (визначення пріоритетів) у корпоративних мережах. Стандарт повинен також забезпечити повну сумісність з пристроями, що не підтримують 802.11 e.

Пропоноване рішення являє собою комбінацію некерованого методу доступу до середовища передачі, що використовується сьогоднішніми бездротовими мережами (CSMA/CA) і керованого, коли в мережі мається координує пристрій, що визначає порядок доступу до середовища передачі інших пристроїв. Переваги першого методу забезпечують ефективну передачу погано передбачуваного «пакетного трафіку великого об’єму і можливих повторень передачі внаслідок помилок, другий дозволяє ефективно регулювати смугу пропускання для завдань, генеруючих не надто великий, але передбачуваний трафік. Сьогоднішні реалізації бездротових мереж передбачають передачу даних від клієнта до точки доступу і назад, специфікація ж 802.11 e додає можливість обміну трафіком безпосередньо між двома клієнтами, що не тільки дозволить більш ефективно використовувати смугу пропускання, але і додасть деякі функціональні можливості, зокрема для домашніх бездротових мереж, які можуть обходитися без точки доступу взагалі. Передбачається, що технологія забезпечить функціонування мультимедійних мережевих додатків, а також передачу трафіку шини 1394 (читай відеопотоку) в бездротових мережах.