Как не запутаться в беспроводных сетях?

Путешествуя за границей, каждый мог заметить, что даже в самых шумных местах, таких, например, как зал ожидания аэропорта, разговаривать по-русски намного легче, чем в шумной русскоязычной среде. Разговоры на чужом языке гораздо меньше мешают беседе. Это простое наблюдение легло в основу удивительной и ныне широко распространенной технологии беспроводной передачи данных под названием CDMA (Code Division Multiple Access) - множественный доступ с кодовым разделением.

Радиопередатчик-полиглот

Внедрение этой технологии стало прорывом в технике радиопередачи данных и лежит в основе практически всех современных беспроводных технологий. Принцип настолько прост, что может показаться шуткой: а пусть все абоненты (мобильные терминалы) разговаривают на разных языках! Конечно, имеются в виду не естественные языки - французский, немецкий, японский, а специальные системы кодирования цифровой информации. Однако это похоже на многоязычие в международном аэропорту: каждый абонент (мобильный терминал) создает свой личный словарь, где слова соответствуют цифровым кодам. Включаясь в разговор, абоненты первым делом обмениваются своими словарями, а потом уж ведут разговор каждый на своем «языке». Таким образом, решаются две главные проблемы беспроводной связи: во-первых, разговор практически невозможно подслушать - он ведется каждый раз на новом «языке», а во-вторых, поскольку «языки» намеренно создаются непохожими друг на друга, посторонние переговоры на той же самой волне не мешают беседе.

К быстрому интернету

Первое применение новые технологии нашли в сотовой телефонии: для передачи голоса не нужно особо быстрого канала связи, и даже самые первые цифровые технологии легко справились с этой задачей. Конкурировать с кабельным интернетом оказалось куда тяжелее. Требовались сложные антенны, дорогое специализированное оборудование. Тем не менее к 2005 году в мире насчитывалось уже около 4 млн пользователей быстрого беспроводного интернета.
Современная техника достигла удивительных высот, которые казались невозможными всего десять лет назад.

Множество компаний стали предлагать быстрый беспроводной интернет потребителям. Пользователи успели привыкнуть к технологии WiFi: с ее помощью можно выйти в интернет со своим ноутбуком, смартфоном, PSP в точках доступа (хот-спотах), которые сегодня широко распространены в гостиницах, аэропортах, кафе. Но вот появилось множество новых предложений: WiMax, 3G, LTE. Пользуясь общей неразберихой, отделы маркетинга фирм, предоставляющих беспроводную связь, дни и ночи трудятся над рекламированием преимуществ именно своих предложений. Однако их единственная новизна - это ускоренная передача данных.

Зачем нужна скорость?

Ответ в первую очередь зависит от потребителя. В самом деле, стоит ли использовать, скажем, WiMax-канал со скоростью 20 Мбит/с* (* 1 Мбит/с - скорость передачи данных, а именно миллионы бит информации в секунду; также часто используется единица Кбит/с - тысячи бит информации в секунду. 1 Мбит/с = 1000 Кбит/с.) для передачи коротких текстовых сообщений? Ведь такой скорости достаточно, чтобы передать содержимое 30-томной Большой советской энциклопедии менее чем за одну минуту!

Современные поставщики беспроводного интернета предлагают потребителю сети 2G, 3G, Pre-4G, 4G. Буква G здесь - от английского Generation (поколение). Большинство современных беспроводных сетей принадлежит второму поколению (сетей первого практически не осталось). Это сети типа GSM и CDMA, обычно предоставляющие скорость передачи данных от 56 до 144 Кбит/с. Если все, чем вы пользуетесь, - это текстовые сообщения и эпизодический просмотр простых веб-страничек, такого уровня доступа к интернету вполне достаточно.

Третье поколение (3G) - это уже скорость, достаточная для работы с мультимедийными приложениями, просмотра большинства современных веб-страниц, видео и корпоративного документооборота. Однако тут следует быть внимательными. Хотя многие операторы сотовой телефонии зачисляют свои сети в третье поколение, они часто используют технологии на грани 2G и 3G. Так, в Москве МТС и «Билайн» используют технологию EDGE с максимальной скоростью 237 Кбит/с. Более продвинутые 3G технологии, такие как Evolved-EDGE и EV-DO со скоростью до 2,5 Мбит/с, в России не получили широкого распространения - отчасти из-за сложностей с выделением необходимых частот радиовещания.

Между 3G и 4G есть Pre-4G. Это, собственно, и есть самые продвинутые из доступных сейчас сетей. Наиболее распространены сети двух типов: WiMax - в Восточной Европе (включая Россию), США и Азии и HiperMAN - в основном в Западной Европе. Хотя теоретически WiMax может поддерживать скорость до 70 Мбит/с, реально в типичных городских условиях скорость ограничена примерно 2,5 Мбит/с. Такой скорости, однако, вполне достаточно практически для всех приложений - за исключением телевидения высокой четкости.

Мобильная связь четвертого поколения (4G), широко рекламируемая сегодня, пока существует лишь в виде прототипов.* * Четвертое, перспективное поколение мобильной связи характеризуется помимо высокой скорости (более 100 Мбит/c) большим набором услуг голосовой связи - например, телеконференции со многими абонентами. Среди конкурирующих проектов наиболее продвинуты два: WiMax второго поколения и совместная разработка нескольких международных институтов по стандартизации, носящая название LTE (и более далекий стандарт LTEAdvance). В ближайших планах - довести скорость WiMax и LTE до сотен Мбит/с. Такой скорости будет достаточно, чтобы одновременно смотреть десятки телевизионных программ в высоком разрешении.

На вопрос, кому может понадобиться такая скорость, можно ответить так: всем нам. Будущее, несомненно, готовит множество сюрпризов, и нет сомнений, что сверхскоростные каналы передачи данных понадобятся очень скоро.

Беспроводная передача данных (именно данных, а не речи) началась с конца XIX века, с исследований немецкого физика Генриха Герца - его работы об электромагнитных волнах легли в основу беспроводного телеграфа и радио. Но в течение почти ста лет радио использовалось в основном для массового радиовещания и телевидения, а передача данных (телеграф, телефон, а впоследствии и передача цифровых данных между вычислительными устройствами) велась в основном по проводам, пока не появились компьютерные технологии, которые позволили решить две основные проблемы беспроводной передачи данных.

Первая - автоматическое кодирование и декодирование частных сообщений, вторая - возможность эффективного совместного использования одной и той же волны несколькими приемниками и передатчиками.