Современные информационные технологии/4. Информационная безопасность

Преподаватель Мадалиева Г.У.

Университет «Мирас», Казахстан

Перспективы развития беспроводной технологий в информационных системах

За последние годы возросла популярность беспроводных сетей и в домашних условиях, и в офисах. Это во многом связано с появлением интегрированных и встроенных средств подключения к беспроводным сетям в мобильных ПК, постепенным развитием инфраструктуры общественных точек беспроводного доступа. Кроме того, широкое распространение получают новые программные и аппаратные решения, выпускаемые рядом лидирующих технологических компаний, которые рассчитаны на работу с беспроводными сетями.

По радиусу действия можно представить три группы беспроводной связи – локальные сети персонального уровня, локальные сети коллективного пользования и сети масштаба городов или областей.

Локальные сети первой группы обеспечивают связь между окружающими человека персональными устройствами, находящимся друг от друга на расстоянии нескольких метров. Например, это связь между компьютером и мобильным телефонам. Кроме того, предполагается, что таким образом будет осуществляться связь между такими бытовыми устройствами, как телевизор, видеомагнитофон, СD- плеер, проигрыватель МР3- дисков и DVD- дисков. Сейчас идет работа над созданием стандартов связи, которые позволили бы быстро передавать большие объемы информации. Прежде всего, это обеспечит удобное взаимодействие с устройствами, передающими звук и изображение. Беспроводная связь и применение стандартных протоколов связи позволят отказаться от необходимости переключать соединительные кабели для передачи информации с одного устройства на другое .

Когда мы говорим об обеспечении беспроводного взаимодействия различных устройств в рамках локальной персональной сети, то подразумеваем применение так называемой сверхширокополосной связи. Такая связь предполагает использование маломощных сигналов с широкой полосой радио- спектра. Эта технология и прежде использовалась, например, в армейских радарах. Применение же ее быту только сейчас начинает развиваться. Широкое распространение эта технология получит тогда, когда на государственном уровне будут приняты соответствующие документы, где будут определены нормативы ее применения. Предполагается, что квартире будет установлена радиосистема, работающая в широком диапазоне частот (от 1 до 10 ГГЦ) и содержащая коммуникационный процессор. Такой процессор существенно проще, чем компьютерный, т.к. его основная задача - просто поддержание определенного алгоритма передачи данных для соответствующего стандарта. По приблизительным оценкам, стоимость устройства беспроводной связи, устанавливаемого в каждую единицу бытовой техники, не должна превышать пять долларов США, что станет возможным только при массовом производстве этих устройств.

Следующий уровень- это локальные сети, обеспечивающие беспроводную связь на расстояниях до ста метров. Речь идет сетях, работа которых описывается группой отраслевых стандартов 802.11, утвержденных американским Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). Это, так называемая технология Wi- Fi. Большим вкладам в развитие Wi- Fi стало создание технологии Intel® Centrino™, которая базируется на специальном процессоре и наборе микросхем, специально разработанных для мобильных ПК.

Одно из наиболее распространенных мест, где обустраиваются локальные сети - это офис. Технология Intel Centrino хорошо тем, что позволяет удобно строить сеть - не надо тянуть кабели. С другой стороны, сотрудник, использующий мобильный ПК с технологий Intel Centrino, не привязан к определенному рабочему месту. Он может подключаться к сети, находясь в любой комнате офисного помещения. Для работы в беспроводной сети можно также использовать любой ноутбук, если в него вставить карточку для радиодоступа; это карточки стандарта 802.11 b.

Еще одна интересная форма использования беспроводной связи - это публичные «хот споты», или точки высокоскоростного доступа. Они устанавливаются в общественных местах – аэропортах, вокзалах, гостиницах, бизнес - центрах, ресторанах, некоторых видах поездов и т.п. В основе лежит проводной интернет. Прокладывается оптоволоконный кабель, который подводится к точкам беспроводного доступа. Возможен и другой вариант. Например, ряд радиокомпаний, в том числе «Люфтганза», проводили испытания на рейсовых самолетах. В салоне самолета устанавливали устройство беспроводного доступа, через которое пассажиры с ноутбуками могли подключиться к сети, получить и передать необходимую информацию. Внутри такого устройства, кроме приемника и передатчика, есть интеллектуальная составляющая, которая обеспечивает идентификацию пользователя, шифрование, защищает информацию. Таким образом, информация передается, от устройства к ноутбуку и обратно, в зашифрованном виде.

Третий вид сетей беспроводной связи - это сети, которые могут работать в радиусе 10-30 километров. Здесь мы имеет дело с группой находящихся на стадии разработки стандартов 802.16, или с технологией WiMAX. Эта технология похожа на Wi- Fi ; основное различие - радиус действия.

Предполагается, что может быть эффективным совместное применение обеих технологий. Например, подключение к сети интернет сельских школ. Оптоволоконная линия доводится до районного центра. Далее, используя технологию WiMAX, можно охватить населенные пункты в радиусе 30 километров и ,затем, с помощью технологии Wi- Fi, довести сеть до конечного пользователя в школе. Таким образом, предлагаемая модель построения сети последовательно использует технологию WiMAX для последних 10- 30 километров и технологию Wi- Fi – для последних 100 метров.

В последнее время активно развиваются технологии передачи звуковых сигналов по сетям данных, «voice over IP». Применяя эти технологии на беспроводных сетях WiМАХ, можно решить проблемы телефонизации отдаленных населенных пунктов. Оборудование соответствующего телефонного узла, позволяющее преобразовывать звуковые сигналы в цифровые данные и обратно, занимает сравнительно небольшое помещение. При этом, отпадает необходимость прокладывать кабельные коммуникации.

Перспективным направлением в области беспроводной связи является создание универсального коммуникатора. Речь идет о том, что, устройство, типа беспроводного телефона, может быть более интеллектуальным. Оно сможет выбирать различные сети доступа, самостоятельно настраиваться на них. Уже сейчас есть телефоны, в которых стоят процессоры, сравнимые по мощности с 1486 и Pentium; они в состоянии обрабатывать большое количество информации.

В заключение еще несколько слов про домашние беспроводные сети. Если в сетях Wi - Fi и сетях персональной зоны действия оказывается много устройств, работающих одновременно, эти устройства начинают мешать друг другу. В квартире кроме того различных предметы и люди могут создавать отраженные сигналы, могут возникать области тени. Для устранения подобных помех ведется работа по конструированию самоорганизующихся сетей. Наибольшие (5х5см) и недорогие устройства (ретрансляторы) монтируются в стены они все беспроводного связаны друг с другом. Система, объединяющая эти устройства, должна обладать определенной интеллектуальностью, чтобы строить оптимальные маршруты для передаваемых сигналов.

Концепция беспроводной передачи информации

В целом, технологии беспроводной передачи данных, как и кабельные технологии, можно разделить на две большие группы. В одной из них обеспечивается установление прямого соединения на все время сеанса связи, независимо от реальной загрузки канала- так же, как это происходит в кабельных сетях с коммутацией каналов. Такие технологии обеспечивают синхронную связь- на одном конце происходит передача, а на другом, в том же самое время,- прием. Технологии другой группы аналогичны системам с коммутацией пакетов в них не обеспечивается синхронность, но зато и соединение устанавливается только на время реальной передачи, поэтому наличествующая емкость канала используется значительно более эффективно. Технологии первого типа больше подходят для телефонных переговоров (хотя они широко применяются и для передачи данных), технологии второго типа предназначены в первую очередь для передачи данных.

По способу радиочастотной модуляции все технологии можно разделить на узкополосные и широкополосные. При использовании технологии первой группы передача ведется в узком диапазоне вблизи строго определенной частоты. Отсюда- взаимные наводки, необходимость делить эфир, невозможность работы двух устройств в непосредственной близости друг от друга. Широкополосные технологии, называемые так потому, что в них для передачи информации используется значительно более широкий диапазон, чем при обычных методах модуляции, обладают более высокой помехоустойчивостью по отношению к узкополосным шумам и более экономно используют спектр.

Можно перечислить, как минимум пять технологий беспроводной передачи данных вне помещений:

1. Радиорелейные линии. Это системы, построенные на основе узкополосных технологий и предназначенные для передачи данных с большими скоростями (до 155 Мбит/с) на высокой частоте. Они работают по синхронной технологии. Для использования этой технологии необходимо обеспечить прямую видимость между ретрансляторами.

2. Радио Х.25. Эта технология также основана на узкополосной технологии передачи данных. Она работает на относительно низкой частоте (400-500 МГЦ), и поэтому в ней предъявляются менее жесткие требования к прямой видимости между передающей и приемной станциями. Как следует из самого названия, здесь данные передаются по методу коммутации пакетов.

3. Устройства СDPD (Celluiar Digital Packet Data). Это беспроводные устройства, при передаче кодирующие данные по широкополосной технологии и работающие в асинхронном режиме. Они обеспечивают невысокие скорости обмена информации (до 19200 bps).

4. Широкополосные радиомодемы. Они работают по методу синхронной связи на частотах 2,4 и 5,7 ГГЦ, обеспечивая высокую скорость передачи данных (до 2 Мбит/с).

5. Беспроводные сети Ethernet. Эти средства связи работают по широкополосной технологии и передают данные в асинхронном режиме. Они обеспечивают достаточно высокие скорости обмена данным (до 4 Мбит/с) при экономичном расходовании полосы пропускания(что свойственно средствам асинхронной передачи данных).

Для организации беспроводной передачи данных между локальными сетями или между компьютером и опорной сетью наиболее привлекательна именно последняя технология, представляющая собой, по существу, «привычную» для компьютера среду, где в качестве носителя используются радиоволны.

Radio- Ethernet — это стандарт организации беспроводных коммуникаций на ограниченной территории в режиме локальной сети: несколько абонентов имеют равноправный доступ к общему каналу передачи. Согласно этому стандарту канал может быть организован по любой из следующих трех технологий:

1. Передача в инфракрасном спектре;

2. Передача широкополосного сигнала (ШПС) по методу прямой последовательности (DSSS);

3. Передача широкополосного сигнала по методу частотных скачков(FHSS).

Bluetooth — название, данное стандарту современной технологии беспроводной передачи данных, использующему радиоволны на близком расстоянии, заменяющему кабеля соединения мобильных и установленных электронных устройств. Этот стандарт позволяет соединять друг с другом при минимальном пользовательском участии практически любые устройства: мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты и даже холодильники, микроволновые печи, кондиционеры. Соединить можно все, что соединяется, то есть имеет встроенный микрочип Bluetooth. Технология стандартизирована, следовательно, проблемы несовместимости устройств от конкурирующих фирм быть не должно. Технология также предлагает беспроводный доступ LAN, PSTN, сеть мобильных телефонов и Интернет для домашних приборов и портативных устройств.

Изначально технология Bluetooth создавалась лишь для радиосвязи, и никаких планов по созданию беспроводных локальных сетей на ее основе не было. Но такие проекты вскоре появились, и теперь существует понятие Bluetooth — сети.

Цель этого стандарта — обеспечить соединение любых устройств Bluetooth с другими устройствами Bluetooth, находящимся в непосредственной близости, независимо от торговой марки. Bluetooth допускает соединения электронных устройств и беспроводное сообщение через короткий диапазон, специальные сети, называемые piconet. Каждое устройство может соединяться максимально с семью устройствами в piconet. Также, каждое устройство может одновременно принадлежать нескольким сетям. Эти сети устанавливаются динамически и автоматически, поскольку устройства Bluetooth вступают в связь и покидают соединение с устройствами, находящимся поблизости.

Литература:

1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. 1999, Питер. Принципы, технологии, протоколы.

2. Владимир Богданов «Технология ХХI века сегодня».

3. Дин Мермелл http://www/zdnet/ru/ «Технология Bluetooth без секретов».

4. Соколов Денис «Никаких проводов! Технология Bluetooth», « Bluetooth: технология и ее примените».

5. «Зоопарк ручных компьютеров» (адрес: http// www.handy ru/). « Bluetooth: пробуем на зуб».Александр Асташов.

6. Мельников В. Защита информации в компьютерных системах.- М.: Финансы и статистика, 1997