Несомненно, ведущее место в отраслевой стандартизации принадлежит организации IEEE ( The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. , (произносится "ай-трипл-и")) Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, ИИЭР (США) крупнейшая в мире организация, объединяющая более 300 тыс. технических специалистов из 147 стран, ведущая организация по стандартизации, отвечающая также за сетевые стандарты.
По данным ее официального сайта (www.ieee.org), в числе членов консорциума практически все ведущие компании IT-индустрии, поэтому неудивительно, что IEEE определяет мировые тенденции индустрии и, в частности, контролирует и направляет развитие высоких технологий беспроводных коммуникаций.
На текущий момент входящее в эту организацию сообщество IEEE Wireless включает в себя группы 802.11 (Wireless LAN), 802.15 (Wireless Personal Area Network), 802.16 (fixed broadband wireless access systems) и зачастую незаслуженно забываемую P1451.5, занимающуюся стандартизацией требований к компонентам, датчикам и системам сбора и обработки данных. Таким образом, "генеалогическое древо" основных стандартов беспроводной связи можно представить следующим образом (рис. 1).
Генеалогическое дерево беспроводных стандартов.
Рассмотрим существующие стандарты в алфавитном порядке.
802.11a
Стандарт на беспроводные локальные сети для скоростей передачи 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 и 54 Мбит/с и диапазонов частот 5,35-5,51 и 5,725-5,825 ГГц, тип модуляции OFDM . Принят в сентябре 1999 г
802.11b
Набор стандартов на беспроводные локальные сети для скоростей передачи 1, 2, 5,5 и 11 Мбит/с (следует учитывать, что больше половины полосы пропускания занимает служебная информация), тип модуляции DSSS , диапазон частот 2,4-2,4835 ГГц. Принят в сентябре 1999 г.
802.11c: Bridge Support
Регламентирует работу беспроводных мостов с точки зрения стандартизации информационного обмена между устройствами. Проект одобрен 1998 г., спецификация используется производителями при разработке точек доступа.
802.11d: Regulatory Domain Update
Стремясь расширить географию распространения сетей стандарта 802.11, IEEE разрабатывает универсальные требования к физическому уровню 802.11 (процедуры формирования каналов, псевдослучайные последовательности частот, дополнительные параметры для MIB и т. д.). Дело в том, что когда появились первые продукты 802.11, существовало несколько регионов (к примеру, США, Европа, Япония), где были установлены нормы для функционирования таких WLAN. Стандарт определил требования к физическим параметрам каналов (мощность излучения и диапазоны частот) и устройств беспроводных сетей с целью обеспечения их соответствия законодательным нормам различных стран. Одобрен в 2001 г.
802.11e: MAC Enhancements - QoS
Работы TGe ведутся в направлении расширения описаний MAC 802.11 для создания мультисервисных WLAN. При сохранении полной совместимости с уже принятыми стандартами 802.11а и b 802.11c позволил бы расширить их функциональность за счет поддержки потоковых мультимедиаданных и гарантированного качества услуг (QoS). Приоритизация как вариант будет определяться введением 3 бит, что дает возможность устанавливать 8 уровней (4 класса) сервисов. За принятие этого регламентирующего документа ратуют многие производители, намеренные выпускать устройства для сетей как корпоративного, так и домашнего уровня с полноценной поддержкой аудио- и видеоприложений.
802.11f: Inter-Access Point Protocol (IAPP)
Спецификация описывает протокол обмена служебной информацией между точками доступа (Inter-Access Point Protocol, IAPP), что необходимо для построения распределенных беспроводных сетей передачи данных. Документом должны быть определены способы оповещения ТД о передвижении беспроводного клиента (roaming и fast hand-off). В частности, передается информация, необходимая для быстрой аутентификации пользователя в другом сегменте сети.
802.11g: Data Rates > 20 Mbit/s at 2.4 GHz; 54 Mbit/s, OFDM
Наиболее популярный на сегодняшний день стандарт в отрасли - прямой преемник 802.11b, обратно совместимый с ним.
Финальный отчет рабочей группы, датированный июлем 2003, сообщает об окончании работ над спецификациями. На данный момент популярность изделий, производимых в соответствии с этим стандартом, такова, что устройства на 802.11b оказываются практически вытесненными 802.11g. Остается лишь напомнить о снижении эффективности смешанных сетей 802.11b/g, функционирующих в диапазоне 2,4 GHz (по сравнению с максимальными 54 Mbps технической скорости, определенной в стандарте).
802.11h: Spectrum Managed 802.11a
Разработка данного стандарта связана с проблемами при использовании 802.11а в Европе, где в диапазоне 5 GHz работают некоторые системы спутниковой связи. Для предотвращения взаимных помех стандарт 802.11h имеет механизм "квазиинтеллектуального" управления мощностью излучения и выбором несущей частоты передачи.
Рабочая группа IEEE 802.11h предложила дополнения к существующим спецификациям 802.11 MAC и 802.11a PHY в части алгоритмов эффективного выбора частот для внутренних и наружных WLAN, а также средств управления использованием спектра, контроля за излучаемой мощностью и генерации соответствующих отчетов.
Предполагается, что решение этих задач будет базироваться на применении протоколов Dynamic Frequency Selection (DFS) и Transmit Power Control (TPC), предложенных ETSI (Европейским институтом стандартов по телекоммуникациям). Указанные протоколы предусматривают динамическое реагирование клиентов беспроводной сети на интерференцию радиосигналов либо путем перехода на другой канал, либо за счет снижения мощности, либо обоими способами одновременно. Заметим, что стандарт 802.11k расширяет использование процедур TPC на другие регуляторные домены и полосы частот с целью уменьшения помех и энергопотребления.
802.11i: Enhanced Security Mechanisms
Целью создания данной спецификации является повышение уровня безопасности беспроводных сетей. В ней реализован набор защитных функций при обмене информацией через WLAN - в частности, повышение безопасности WEP за счет TKIP, технология AES (Advanced Encryption Standard) - алгоритм шифрования, поддерживающий ключи длиной 128, 192 и 256 бит.
Заметим, что на текущий момент для получения сертификата Wi-Fi Alliance поддержка устройством WPA2 не требуется, однако ситуация изменится в 2006 году, когда это станет обязательным.
802.11j: Extensions for operations in Japan
Спецификация предназначена для Японии и расширяет стандарт 802.11а за счет применения добавочного канала 4,9 GHz.
802.11k: Methods for channel measurements
Цель работ группы - обеспечить беспроводным устройствам и точкам доступа возможность оценки качества канала. Стандарт определяет серию запросов для измерений и соответствующих сообщений, в результате которых собирается статистика состояний клиентских устройств на физическом и канальном уровнях, что позволит им получить информацию о радиочастотном канале, определить наличие узлов вне зоны видимости, принять правильные решения о роуминге, определить энергетические параметры обмена за счет TPC (Transmit Power Control, см. также 802.11h). Возможен, например, следующий алгоритм общения:
- когда точка доступа определила, что подключенный к ней клиент удаляется от нее, она предупреждает последнего, чтобы тот подготовился к переходу на другую ТД;
- клиент просит ТД предоставить ему список предпочтительных точек доступа;
- точка доступа отправляет клиенту соответствующий список;
- клиент немедленно переходит на канал лучшей ТД и подключается к ней.
802.11m
Сокращение 11m не подразумевает появления одноименного стандарта. Предметом работы TGm являются различные виды организационной деятельности, направленной на обслуживание других групп, работающих над стандартами семейства 802.11.
802.11n: Higher data rates above 100 Mbit/s
Наиболее прогрессивный на сегодня стандарт, претендующий на роль 4-го базового в отрасли. Прямой преемник 802.11g, обратно совместимый с ним. За счет изменений на PHY- и MAC-уровнях будет преодолен барьер в 100 Mbps. В сочетании с использованием технологии MIMO стандарт 802.11n, разработанный EWC, предусматривает возможность передачи данных в беспроводных сетях со скоростью до 600 Мбит/с.
802.11p: Inter car communications. Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE)
Предмет работы - коммуникации подвижных объектов. Основная проблема, решаемая группой, достаточно сложна - необходимость обеспечения информационного обмена между объектами, удаленными на расстояние до километра, относительная скорость которых может достигать 200 км/ч. Предполагается использование поддиапазона частот 5,850-5,925 GHz. Судя по крайне скудной информации об активности группы, значительными достижениями в решении этой проблемы она похвастать пока не может.
802.11r: Faster Handover between BSS
Данный стандарт, работа над которым была начата еще в 2004 г., предусматривает создание универсальной и совместимой системы роуминга для предоставления мобильному пользователю возможности перехода из зоны действия одной сети в зону другой. Крайне важен для правильной работы таких чувствительных к задержке приложений, функционирующих в режиме реального времени, как, например, VoIP и быстрый переход клиентов от одной точки доступа к другой без повторной аутентификации с сохранением политик безопасности и без прерывания приложений.
802.11s: Mesh Networking
802.11s описывает самоконфигурирующиеся ячеистые беспроводные сети, базирующиеся на разных технологиях семейства стандартов 802.11. В них каждый узел должен передавать данные только ближайшему соседнему узлу, что позволяет реализовать децентрализованную, а, следовательно, и более дешевую инфраструктуру. Узлы действуют как репитеры, передавая информацию от одного к другому, в результате чего диаметр сети может достигать значительных размеров. Ячеистые сети обладают повышенной надежностью, поскольку каждый их узел, как правило, связан с несколькими соседними.
Принцип передачи пакетов во многом похож на маршрутизацию в интернете. Все устройства выглядят функциями динамической маршрутизации. Такая сеть отличается также завидной производительностью, поскольку каждый узел связан со всеми, находящимися в его зоне доступа. В этом случае вступает в действие механизм своеобразной балансировки нагрузки, что позволяет не понижать пропускную способность при увеличении числа подключений.
802.11t: Performance evaluation of 802.11 networks
Задача подгруппы - одна из самых сложных в IEEE 802.11 - разработка схем проведения измерения с учетом других стандартов семейства.
Комментарий автора: без сомнения, доведение до готовности и окончательное принятие этого документа - мечта каждого инженера, занимающегося тестированием Wi-Fi-устройств. На данный момент результатом работы специалистов IEEE стало лишь определение некоторых инструментальных тестовых процедур, позволяющих с той или иной степенью достоверности судить об определенной группе параметров беспроводных устройств. Оно и понятно: если в случае с проводным Ethernet метрика тестирования включала 5 основных групп независимых параметров, то требуемая мерность (
http://ieee802.org/802_tutorials/march04/WPP_tutorial_03_15_04_v01.ppt, слайды 57-58) аналогичного исследования устройств стандарта 802.11 насчитывает уже порядка 20...
802.11u: Interworking with External Networks
Стандарт касается вопросов взаимодействия с внешними сетями, точнее их дополнения на третьем уровне (L3) модели OSI. В данный момент заканчиваются работы над поправкой IEEE P802.11u, в которой пересмотрены уровни MAC и PHY с целью обеспечения совместной работы WLAN-оборудования и прочих сетей. Выполнение этой задачи в будущем позволит более четко и однозначно стандартизировать обмен данными на протокольном и более высоких уровнях в различных сетях.
802.11v: Network management
Среди основных задач - разработка расширений существующих правил в интересах управления и канальных измерений, а также дефиниций для единых интерфейсов. В данный момент, в частности, обсуждается поправка IEEE P802.11v, описывающая интерфейс высокого уровня для управления устройствами стандарта 802.11 в беспроводных сетях. Интерфейс должен предоставить клиентским системам возможности управления, мониторинга, конфигурирования и обновления информации о беспроводных маршрутизаторах. На странице проектов сайта standards.ieee сейчас можно найти полный документ IEEE 802.11v PAR.
802.11w: Securing of network control
Классические стандарты 802.11, в частности 802.11i, нацелены на защиту только фреймов данных, но отнюдь не контрольных фреймов. Работы в рамках этой группы призваны исправить сложившуюся ситуацию. На MAC-уровне IEEE 802.11 разрабатываются механизмы, способствующие обеспечению целостности, сохранению подлинности происхождения данных и др. Известно, что в настоящее время рабочая группа участвует в дебатах по поводу определения и аспектов применения так называемого "защищенного SSIDs".
Следует лишь заметить, что в стандартах, как правило, делается акцент на отдельных уровнях модели OSI. Так, 802.11a, 802.11b и 802.11g относятся к физическому и канальному уровням среды передачи; 802.11d, 802.11e, 802.11i, 802.11j, 802.11h и 802.11r - к вышележащему MAC-уровню, 802.11f и 802.11c - к более высоким уровням базовой модели. Однако в претендующем на роль базового стандарта "долгострое" 802.11n декларируются изменения и на PHY-, и на MAC-уровнях.
Само собой разумеется, что перечисленные стандарты группы 802.11x не только тщательно согласовываются в процессе подготовки между собой, с общепринятыми в индустрии нормами, стандартами и рекомендациями, но и проходят экспертизу в заинтересованных коммерческих и общественных организациях.
наверьх
следующий раздел
предыдущая глава
