Популярность систем беспроводного доступа растет день ото дня.

Идея их создания далеко не нова, но поиски в данном направлении продолжаются. Недавно Nortel анонсировала решение Wireless Mesh Network (WMN), в котором впервые получил законченное воплощение принцип передачи данных по радиоканалам на всех уровнях сети.

Связь в большом городе

Традиционные БЛС базируются на семействе протоколов 802.11 и предназначены для обслуживания абонентов в пределах небольших зон. По этой причине у многих пользователей они ассоциируются с БЛС общего пользования (hot spot), с офисными системами или уличными беспроводными сетями, обеспечивающими связь на ограниченных территориях.

Современные беспроводные сети в основном имеют топологию «хаб», или «звезда»: каждая точка доступа подключается к Ethernet-коммутатору посредством кабеля. Информационный обмен по радиоканалу осуществляется только на участке «клиентское устройство — точка доступа», а опорная часть сети требует высокопроизводительной кабельной инфраструктуры. Это создает определенные неудобства при развертывании и модернизации БЛС, особенно в условиях большого города.

Данные по цепочке

Появление WMN стало первым шагом к полному отказу от кабельной инфраструктуры. Как полагают создатели решения, при современных темпах развития беспроводных технологий для локальных сетей уже через пару десятилетий вся связь будет осуществляться без использования базовых станций — транзитом через мобильные устройства потребителей. WMN позволяет организовывать по радиоканалам соединения между соседними точками доступа, а также между точками доступа и сетью распределения трафика. Это означает, что при создании БЛС можно полностью отказаться от прокладки кабельной системы внутри помещений и на открытых территориях. Технические требования к такой сети минимальны: для ее функционирования достаточно одной точки доступа и беспроводного шлюза.

Новое решение Nortel состоит из трех базовых элементов — беспроводных точек доступа, шлюза безопасности для их соединения с опорной сетью и системы централизованного управления (см. рисунок).

Полносвязная БЛС, основанная на технологии Mesh от Nortel

Беспроводные точки доступа поддерживают два основных типа радиоканалов. На абонентском участке связь осуществляется в диапазоне 2,4 ГГц в соответствии с протоколами 802.11b/g. Это позволяет достичь полной совместимости со стандартными оконечными устройствами, оснащенными адаптерами Wi-Fi. Радиус зоны покрытия одной точки доступа составляет 50-160 м. На транзитном участке для формирования соединений между соседними точками используется частотный диапазон 5 ГГц (протокол 802.11а). Каждая точка доступа может поддерживать связь сразу с несколькими соседними. Радиус зоны покрытия при транзитном соединении составляет 70-240 м. Плотность точек доступа достигает 16-24 устройств на 1 кв. км (на открытом пространстве).

Для полного покрытия зоны обслуживания беспроводные точки доступа объединяются в кластеры (Community Area Network, CAN). Совокупность точек доступа и транзитных радиоканалов между ними образует полносвязную сетевую топологию (mesh). Благодаря этому информационный обмен между абонентом и корпоративной или операторской сетью может осуществляться по цепочке: данные последовательно проходят через несколько транзитных точек доступа. Если расстояние между участками САN превышает радиус действия транзитного соединения, для высокоскоростного подключения удаленного кластера CAN к опорной сети используется специальный радиомост, поддерживающий скорость передачи до 17,5 Мбит/с.

Точки доступа сопрягаются с опорной сетью при помощи шлюза Wireless Gateway. Он выполнен на базе решения Nortel VPN Router 1700 и, помимо основной функции сопряжения сетей, поддерживает шифрование данных в транзитных каналах связи и их защиту на пути к точкам доступа. Такая защита достигается посредством организации туннелей IPSec от каждой точки доступа к шлюзу. В сети предусмотрены несколько уровней безопасности, обеспечивающих защиту данных на всем маршруте их передачи.

Важной особенностью Wireless Mesh Network является поддержка мобильных абонентов, за которую также отвечает беспроводной шлюз. Взаимодействуя с точками доступа, он обеспечивает роуминг при перемещении пользователя из зоны обслуживания одного транзитного узла в соседнюю зону. Возможность передачи данных от каждой точки доступа по нескольким направлениям позволяет реализовать алгоритмы адаптивной маршрутизации с автоматическим определением наиболее рациональных маршрутов. Выход из строя какой-либо точки доступа или нарушение работы канала не приводит к приостановке информационного обмена: механизм автоматического реконфигурирования сети позволяет быстро направить данные в обход неисправного участка.

Наконец, система сетевого управления NOSS, основанная на компонентах платформы Enterprise Network Management System фирмы Nortel, решает задачи управления конфигурацией, присвоения точкам доступа и мобильным узлам IP-адресов, их аутентификации. Кроме того, NOSS отвечает за хранение конфигурационных файлов точек доступа AP и управляет их программным обеспечением.

Московский почин

Решение Wireless Mesh Network подходит для построения как корпоративных, так и операторских сетей передачи данных. Институт IEEE разрабатывает стандарты, регламентирующие архитектуру и функционирование сетей Wireless MESH (802.11s), поддерживающие качество сервиса (802.11e) и быстрый роуминг для движущихся объектов (802.11p). В масштабах города с помощью WMN могут быть организованы покрытие обширных территорий (деловые районы, аэропорты, спортивные сооружения, парки, туристические объекты и т.д.), видеонаблюдение, охрана и мониторинг окружающей среды. Для промышленных предприятий интерес представляет создание протяженных зон беспроводного доступа в заводских цехах, на складах и погрузочных площадках. В обоих случаях затраты на развертывание и эксплуатацию кабельной сети сводятся к минимуму.

Среди крупнейших сетей, построенных с применением WMN, можно назвать M-City в Тайпее (Тайвань). К концу 2005 года там введены в эксплуатацию около 10 тыс. беспроводных точек доступа. Общая зона покрытия сети составляет 272 кв. км; в ней проживают 90% жителей многомиллионного города. Не так давно зона тестирования оборудования WMN была развернута в Москве. После завершения испытаний начнется создание полномасштабной сети, в строительстве которой примут участие Nortel и один из крупнейших российских альтернативных операторов.

От первых решений к массовым технологиям

Основное преимущество WMN состоит в возможности отказаться от прокладки и эксплуатации кабельной сетевой инфраструктуры. Это позволяет предположить, что вскоре в сегменте соответствующих решений разгорится жесткая конкурентная борьба. Аналоги WMN уже появились у Cisco, Marconi, Philips, Nokia и Motorola (альянс SEEMesh).

Одна из ключевых проблем, по которой создатели технологий построения полносвязных беспроводных сетей еще не достигли консенсуса, связана с защитой данных. Шифрование трафика в транзитных соединениях обеспечивают далеко не все компании. Кроме того, разработчикам предстоит решить проблему повышения скорости передачи при ретрансляции пакетов, адресованных другим абонентам. А следующим этапом станет обеспечение должного качества услуг передачи данных, прежде всего — мультимедийных потоков, без которых уже в ближайшее время трудно будет себе представить настоящую мобильность.

Денис Бондаренко (debond@nortel.com) — инженер отделения корпоративных сетей российского представительства Nortel