Беспроводные технологии - взгляд изнутри

Смартфоны и сотовые телефоны уже давно превратились из роскоши в обязательный атрибут современного человека. Многие уже просто не представляют своей жизни без мобильного телефона. И мало кто задумывается о том, что и как в нем работает. Но куда интереснее знать как работают беспроводные модули связи к которым мы уже давно относимся как к должному в любом мобильном «девайсе» который попадает к нам в руки.

К вашему ознакомлению самые распространённые модули беспроводойно связи в современных аппаратах:

Если не все то, хотя бы большинство помнит, как это было, передача визиток по, номеров, телефонных книг, MIDI мелодий по ИК-порту.

IrDA

Итак, протокол IrDA (Infra red Data Assotiation), за изобретение и продвижение данного способа передачи, нужно поблагодарить компанию HP (Hewlett-Packard). IrDA позволяет соединять два устройства, без кабеля,  при помощи ИК - излучения с длиной волны 880nm. Для сравнения, может, кто и помнит, были телевизионный приставки с пультом дистанционного управление (тот же самый принцип передачи ИК сигнала от пульта к телевизору), для телевизоров Весна и т.п. Порт IrDA позволяет устанавливать связь на коротком расстоянии до 1 метра в режиме точка-точка. IrDA намерено не пытался создавать локальную сеть на основе ИК - излучения, поскольку сетевые интерфейсы очень сложны и требуют большой мощности. Целью IrDA были, низкое потребление и экономичность. Интерфейс IrDA использует узкий ИК-диапазон с малой мощностью потребления, что позволяет создать недорогую аппаратуру и не требует сертификации FCC (Федеральной Комиссии по Связи).

Устройство инфракрасного интерфейса подразделяется на два основных блока: модуль приемник и кодер-декодер. Связь в IrDA полудуплексная (иными словами, устройства могут работать только тет-а-тет), т.к. передаваемый ИК-луч неизбежно засвечивает соседний усилитель приемника. Воздушный промежуток между устройствами позволяет принять ИК-излучение только от одного источника в текущий момент времени.

Дальше стало веселее с появлением Bluetooth, или «Синезуб» в простонародье. Его помощью можно было передавать относительно большие файлы, мр3 песня, красивые «обои». Полезные документы, Word, Exel, файлы БД для отдельных программ. Но главное его преимущество - это поддержка протоколов передачи данных TCP/IP, иными словами переда интернет соединения. По IrDA тоже можно было, но скорость оставляла желать лучшего, да и кто захочет стоять неподвижно с телефонами в руках, что бы полазить по просторам интернета.

Bluetooth

Bluetooth - этот стандарт, появившейся в 1994 году в недрах компании Ericsson, первоначально разрабатывался для связи головной гарнитуры с мобильным телефоном. Как и в случае с Wi-Fi, Bluetooth с самого начала пророчили большое будущее. Сегодня Bluetooth предоставляет пользователю связь со скоростью 1Mbps на частоте 2.4ГГц и радиусом действия до 100 метров, что, конечно, не идет ни в какое сравнение с Wi-Fi. Дело в том, что Bluetooth изначально создавался для того, чтобы избавить от проводов сканеры, принтеры и т.п.
Стандартом оговаривается, что используется частота 2.4 ГГц. Применяется частотное кодирование. Полнодуплексный сигнал распространяется на 79-ти частотах отстоящих друг от друга на 1 МГц. При этом, сигнал меняет несущую 1600 раз в секунду – в терминах BlueTooth эти переключения называются «хопами» (прыжками). Такие меры предприняты, чтобы снизить вероятность взаимодействия с другими источниками радиоволн и между самими устройствами. Стандарты позволяют иметь в пределах зоны чувствительности приемников до 7-и одновременных соединений. Это довольно не много, но речь идет об одновременной передаче по этим каналам.

Ну и собственно триумф беспроводных соединений, всеми известный, и почти всеми любимый Wi-Fi. «Старший брат», который заменил практически все, выше перечисленные, интерфейсы передачи данных.

Wi-Fi

В 1990 году, комитет по стандартам IEEE .802 сформировал рабочую группу по стандартам для беспроводных локальных сетей, под «кодовым» именем 802.11.
Эта группа занялась разработкой всеобщего стандарта для радиооборудования и сетей, работающих на частоте 2,4 ГГц, со скоростями доступа 1 и 2 Mbps (Megabits-per-second). Работы по созданию стандарта были завершены через 7 лет, и в июне 1997 года была ратифицирована первая спецификация 802.11. Стандарт IEEE 802.11 являлся первым стандартом для продуктов WLAN. Однако к тому времени заложенная первоначально скорость передачи данных в беспроводной сети уже не удовлетворяла конечного пользователя. Для справки, 8 Mbps (Megabits-per-second) – это 1 Mb/s (Megabite per second), а в нашем случае с Wi-Fi мы получили бы примерно 0,2 Mb/s (Megabite per second). Не так уж и много для сегодняшнего интернет соединения.

Для того, чтобы сделать технологию Wireless LAN популярной, дешёвой, а главное, удовлетворяющей современным жёстким требованиям бизнес-приложений, разработчики были вынуждены создать новый стандарт.
В сентябре 1999 года IEEE ратифицировал расширение предыдущего стандарта. Названное IEEE 802.11b (также известное, как 802.11 High rate), оно определяет стандарт для продуктов беспроводных сетей, которые работают на скорости 11 Mbps (подобно Ethernet), что позволяет успешно применять эти устройства в крупных организациях.

С ростом потребительских желаний и скоростей передачи данных, появились также стандарты IEEE 802.11g, а за ним IEEE 802.11n. Стандарт IEEE 802.11n позволяет передавать данный по сетям Wi-Fi со скоростью в 150-300 Mbps (Megabits-per-second).

   
Теперь Вы можете представить себе передачу данных между смартфоном и сервером программного комплекса «Hermes», у вас в офисе.