RADIO ETHERNET, Радио Ethernet

Radio ethernet - это, Что такое radio ethernet, Определение термина radio ethernet, Радио ethernet, Direct Sequence Spread Spectrum, Frequency Hopping Spread Spectrum, Методы фазовой модуляции

Беспроводная (или бескабельная) сеть передачи данных в масштабе города. Используется для обеспечения радиосвязи между абонентами, расположенными в разных зданиях или в одном здании на значительном удалении друг от друга, в режиме единой локальной сети. В 1997 г. IEEE принят стандарт Ethernet 802.11 (также "IEEE 802.11"), определяющий способы организации беспроводных коммуникаций на ограниченной территории, основные технологические принципы функционирования, конфигурацию каналов связи и средств программно-аппаратного обеспечения. Радио Ethernet во всем мире считается весьма эффективным средством создания распределенных сетей самого разного назначения, включая современные системы мобильной компьютерной связи. Особые перспективы применения Радио Ethernet связывают с Россией и странами Восточной Европы, в которых инфраструктура кабельной связи развита слабо. Ряд ведущих западных и российских аналитиков считают, что отмеченный недостаток в эпоху Радио Ethernet может оказаться преимуществом, поскольку реализация беспроводных сетей передачи данных является менее дорогой и более гибкой, чем проводные каналы и сети.
В стандарте Ethernet IEEE 802.11 применяется технология так называемого расширения спектра или шумоподобного сигнала — ШПС [Spread Spectrum, SS]. В основе этой технологии лежит использование помехоустойчивой кодированной передачи данных широкополосными сигналами малой мощности, применяемой и в настоящее время в оборонных целях. Технология ШПС может быть использована двумя способами, описанными в стандарте: методом прямой последовательности и методом частотных скачков. Для систем с широкополосной модуляцией стандартом IEEE 802.11 предусмотрены интервалы частот в диапазонах 900 МГц (шириной в 26 МГц); 2,4 ГГц (83,5 МГц) и 5 ГГц (125 МГц).
Стандарт IEEE 802.11 включает в себя два основных протокола: протокол управления доступом к среде НАС (Medium Access Control) и протокол передачи данных в физической среде PHY (PHYsical layer protocol). В системах беспроводной связи помимо упомянутого выше стандарта используются также стандарты IEEE 802.15, IEEE 802.16, Bluetooth и HomeRF. Стандарт IEEE 802.11 предусматривает возможность и средства включения беспроводной ЛВС в состав крупной проводной вычислительной сети.
Методы модуляции сигнала в Radio Ethernet
 - DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) —"Метод прямой последовательности" работает следующим образом. Вся используемая полоса частот делится на определенное количество подканалов (в соответствии со стандартом 802.11 их 11). Каждый передаваемый бит информации по заранее определенному алгоритму преобразуется в последовательность из 11 так называемых чипов, которые передаются одновременно по всем 11 подканалам. При этом интенсивность сигнала одного чипа близка к фоновой. На принимающей стороне последовательность чипов декодируется. Этим на фоне шума удается выделить полезный сигнал. Таким образом, считать данные может только "свой" DSSS-приемник, который "знает"’ алгоритм кодирования данных, примененный передающей стороной. Благодаря низкому уровню мощности сигнала DSSS-устройства практически не создают помех обычным радиоустройствам (узкополосным большой мощности), которые принимают широкополосный сигнал за шум в пределах допустимого. В свою очередь, обычные устройства также существенно не мешают широкополосным, так как "шумят" только в своем узком канале и не способны заглушить весь широкополосный сигнал целиком.
 - FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) —"Метод частотных скачков" предполагает, что вся полоса частот разделяется на большое число подканалов (по стандарту их 79). В каждый момент времени каждый передатчик использует только один из подканалов, перескакивая с одного подканала на другой в определенной псевдослучайной последовательности. Эти скачки происходят синхронно на передатчике и приемнике. Не зная конкретной последовательности переключений между подканалами, принять данные невозможно. Одновременно в одном частотном диапазоне может работать несколько пар передатчик-приемник, использующих разные, независимые друг от друга последовательности переключений подканалов. Метод частотных скачков обеспечивает повышенную помехоустойчивость процесса передачи данных: если на каком-либо из подканалов передаваемый пакет не принят, то приемник выдает соответствующее сообщение и передача пакета повторяется. С другой стороны, в отличие от метода прямой последовательности в данном случае трансляция сигнала на каждом подканале ведется на достаточно большой мощности, сравнимой с той, которая присуща обычным узкополосным устройствам. В силу этого FHSS-устройства могут оказывать влияние на другие радиоустройства.
Согласно стандарту IEEE 802.11 широкополосные технологии можно использовать в двух частотных диапазонах: 915 МГц и 2,4 ГГц. Первый диапазон в Европе и России сильно загружен другими средствами связи и требует получения лицензии. Что касается диапазона 2,4 ГГц, то в России в соответствии с решением Государственного комитета по радиочастотам (ГКРЧ) №7/6 от 29 июня 1998 г. для пользователей систем, работающих с шумоподобным радиосигналом в диапазоне 2,4 ГГц, специального разрешения не требуется.
 - Методы фазовой модуляции [PSK, Phase Shift Keying]— собственно фазовая модуляция и квадратурная фазовая модуляция [QPSK, Quadrature Phase Shift Keying] заключаются в том, что передача логических нулей и единиц сигнала производятся на одной и той же частоте и амплитудах сигнала, однако они смещены друг от друга по фазе. При PSK это смещение имеет два значения (0 и 90°), а при GPSK —четыре (0, 90, 180 и 270°). Применение QPSK позволяет снизить требования к характеристикам передатчика и повысить качество принимаемого сигнала. В соответствии со стандартом IEEE 802.11 при передаче данных на скорости 1 Мбит/с. используется так называемая Двоичная относительная фазовая модуляция (DBPSK).
В 1999 г. для сетей Radio Ethernet принята версия стандарта IEEE 802.11b, дополнившая область скоростей передачи, определенных стандартом IEEE 802.11 (1 и 2 Мбит/с), скоростями 5,5 и 11 Мбит/с. Это потребовало введения для уши-рения спектра передачи сигнала нескольких способов кодирования с использованием так называемых комплементарных кодов —ССК (Complementary Code Keying).