Версия для слабовидящих

Развитие технологии Wi-Fi за рубежом

Технология Wi-Fi имеет более чем 20-летнюю историю развития. Разработанная в 1991 году компанией NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems) в Ньивегейн (Нидерланды) для применения в торговых кассовых аппаратах, технология Wi-Fi в настоящее время нашла широкое применение в системах доступа в Интернет, беспроводной передачи аудио- и видеоинформации, промышленной и коммунальной телеметрии, транспортных беспроводных сетях и т.п. Для применения этой технологии изначально выделялись нелицензируемые полосы радиочастот в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц.

Несмотря на широкомасштабное развертывание сетей IMT/UMTS и LTE, основной прирост трафика выхода пользователей в Интернет в 2011 году с использованием популярных сейчас планшетов, по данным исследовательской компании NPD Group, осуществлялся именно с использованием технологии Wi-Fi. Так, например, в апреле 2011 года 60 процентов обладателей планшетников использовали для выхода в Интернет только Wi-Fi подключение, при этом 5 процентов из них сообщили, что планируют в ближайшие 6 месяцев подключиться и к сотовому оператору, чтобы пользоваться еще и услугами широкополосного мобильного доступа. Через полгода, в конце 2011 года результаты опроса показали, что количество владельцев планшетников, использующих для выхода в сеть только Wi-Fi, выросло до 65 процентов, причем в большей степени за счет той доли опрошенных, которые ранее пользовались еще и услугами передачи данных через сотовые сети.

В настоящее время семейство стандартов Wi-Fi 802.11 разрабатывает Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). Другая организация - технологический консорциум производителей беспроводного сетевого оборудования Wi-Fi Alliance (также известная как WECA), проводит сертификационные испытания для обеспечения совместимости устройств. Альянс уже выдал более 10 тысяч сертификатов для разных аппаратов (на них нанесен фирменный логотип Wi-Fi). Разработка все новых стандартов технологии Wi-Fi продолжается.

На прошедшей 10 – 13 января 2012 года в Лас-Вегасе выставке Consumer Electronics Show (CES-2012) компания Broadcom продемонстрировала возможности технологии стандарта IEEE 802.11ac, а также предложила производителям оборудования серию микросхем, реализующих этот стандарт. О подготовке микросхем, соответствующих стандарту IEEE 802.11ac, заявляла и компания Qualcomm Atheros. Несмотря на то, что официально сертификация оборудования на соответствие 802.11ac будет осуществляться Wi-Fi Alliance в четвертом квартале 2012 года, некоторые образцы оборудования могут появиться в продаже уже в середине 2012 года. Ожидается, что стандарт обеспечит скорость передачи данных до 1,1 Гбит/с (теоретически до 1,3 Гбит/с). Стандарт предусматривает передачу данных для мобильных устройств по одному радиоканалу со скоростью до 350 Мбит/с. Максимальная заявленная скорость реализуется для стационарных и подвижных устройств путем синхронной передачи данных по трем радиоканалам. Такие скорости достигаются вследствие использования широкой полосы радиочастот 80 МГц или 160 МГц в диапазоне 5 ГГц, более свободном от помех по сравнению с 2,4 ГГц и увеличению созвездия модуляции QAM до 256 . Ключевой особенностью нового IEEE 802.11ac станет и поддержка многопользовательской технологии MU-MIMO (multiple user MIMO), предусматривающей возможность передачи информации в несколько параллельных потоков нескольким пользователям в пределах одного частотного канала. Разработчики стандарта намерены достичь спектральной эффективности 7,5 бит/с/Гц.

На выставке CES-2012 Али Садри, президент альянса WiGig Alliance, подтвердил информацию об активной работе над новым стандартом Wireless Gigabit (или WiGig), который будет соответствовать спецификации IEEE 802.11ad. Этот стандарт, используя диапазон частот 60 ГГц, должен обеспечить скорость передачи данных 2 Гбит/с (теоретически, до 7 Гбит/с) и предназначен заменить проводные интерфейсы обмена данными вычислительных и бытовых устройств на малых расстояниях, такие как USB и HDMI. Дальность действия используемого оборудования не превысит нескольких метров, т.е. устройства будут работать в пределах одного помещения. Объявленная разработчиком стандарта цель – обеспечить беспроводную передачу HD- видео в потоковом режиме.

Продолжаются работы по внедрению технологии Wi-Fi и в других диапазонах. Внедрению Wi-Fi в диапазонах «белых пятен» была посвящена значительная часть выставки – форума SuperWiFi Summit, проходившей 1 – 3 февраля 2012 года в Майами (шт. Флорида, США) под девизом «Белые пятна открыты для бизнеса». В ходе выставки обсуждались варианты использования радиочастот, высвободившихся при переходе на цифровое телерадиовещание. Разрабатывается стандарт IEEE 802.11af (White-Fi). предназначенный для работы в этих диапазонах. Системные требования спецификации 802.11af только формируются, но известно, что стандарт будет использовать принципы «когнитивного радио». Необходимо отметить, что для применения в этом диапазоне разрабатывается и стандарт IEEE 802.22. Сравнительную проверку этих стандартов можно ожидать в недалеком будущем.

Одновременно с завершением разработки стандартов IEEE 802.11af и 802.22 в рабочих группах IEEE, наблюдается появление все новых внесистемных стандартов Wi-Fi. Так, например, в городском парке Вилмингтона (шт. Северная Каролина, США) развернута первая коммерческая сеть Super Wi-Fi. Скорость передачи данных в сети Super Wi-Fi составляет до 22 Мбит/с на канал. Радиус действия такой сети может превышать 100 км. Сеть пока работает в режиме свободного доступа. В ней подключены видеокамеры для контроля службы безопасности за порядком в зоне отдыха. К некоторым камерам возможен свободный доступ через Интернет для наблюдения за парком. В последующем такие же сети муниципалитет города планирует использовать для управления городским освещением, контроля датчиков протечки воды и появления пожаров.

В 2010 году консорциум Wi-Fi Alliance объявил о разработке спецификации Wi-Fi Direct и начале сертификации оборудования на соответствие этой спецификации. Фактически речь идет о программе (протоколе), позволяющей реализовать прямую одноуровневую сеть между Wi-Fi – устройствами, без организации точек доступа (аналогично технологии «Bluetooth»). Для повышения безопасности в сети применяется протокол шифрования WPA2 и специальный алгоритм работы с ключами WPS (Wi-Fi Protection Setup). На сайте альянса Wi-Fi Alliance опубликован список устройств, позволяющих после обновления программного обеспечения работать в таком режиме.

По мнению специалистов альянса Wireless Broadband Alliance (WBA)., количество общественных точек доступа Wi-Fi будет расти довольно высокими темпами и к 2015 году увеличится в 3,5 раза, составив 5,8 млн. по всему миру. В настоящее время число таких точек составляет 1,3 миллиона. Однако есть несколько барьеров на пути внедрения общественных Wi-Fi точек доступа: обременительные процедуры аутентификации, неудобная и разнотипная система оплаты доступа, а также проблемы ограниченной безопасности передачи данных через Wi-Fi.

Решение этих проблем будет найдено в результате разработки точек доступа Wi-Fi нового поколения (Next Generation Hotspot или Hotspot 2.0, NGH). В основе создания NGH лежит разрабатываемый стандарт IEEE 802.11u. Кроме того, предусматривается применение более устойчивых алгоритмов авторизации, аутентификации и защиты пользователя с использованием SIM-карт 802.1X/EAP-SIM, -AKA, -TLS и -TTLS, а также обеспечение бесшовного хэндовера оборудования пользователя между точками доступа NGH, в том числе и в движении.

Таким образом, с развитием технологий мобильного широкополосного доступа, типа WiMAX и LTE, технология Wi-Fi остается актуальной и продолжает свое развитие.

Потенциал для дальнейшего развития технологии Wi-Fi составляют 20-летняя история ее развития и применения и широкомасштабное производство микросхем, реализующих эту технологию.

Высвобождение частот «цифрового дивиденда» может придать новый импульс развитию технологии Wi-Fi, сделав возможным развертывание крупных сетей.

Использованные источники: www.ieee802.org/11/, www.wispa.org, www.wballiance.com, www.dailywireless.org, www.telecoms.com, www.totaltele.com, www.cellular-news.com, www.wi-fiplanet.com, www.connected-intelligence.com, www.radio-electronics.com.