Информационные технологии в юридической деятельности

Характеристики беспроводной глобальной сети относительно невысокие, типичная скорость передачи данных составляет 56 кбит/с, иногда до 170 кбит/с. Это аналогично уровню, обеспечиваемому при связи  по коммутируемым телефонным линиям посредством модемов. Однако уже  созданы специальные Web-порталы, эффективно работающие с потоковой информацией  при посредстве компактных устройств  и сетей с низкими характеристиками.

Скорость передачи данных в пересчете на одного пользователя беспроводных глобальных сетей относительно невысока, но в общем приемлема для небольших устройств (сотовых телефонов, PDA), которые имеют пользователи, нуждающиеся в связи через такую сеть. Меньшие размеры экрана и ограниченные вычислительные возможности сотовых телефонов не требуют высоких характеристик от сети.

Передача видеоизображения на небольшой экран сотового телефона или PDA может состояться и при  меньшей скорости передачи данных.

Приложения, характерные  для беспроводных глобальных сетей  — это обеспечивающие доступ пользователей  к Internet, передачу и прием сообщений электронной почты и доступ к корпоративным приложениям при нахождении пользователя вне дома или офиса. Абоненты могут, например, устанавливать соединения во время поездок в такси или прогулок по городу. Беспроводная глобальная сеть может осуществляться из мест, откуда нет доступа к сетям других типов, благодаря чему пользователь не регламентирован территориально.

Существует несколько  конкурирующих, постепенно развивающихся  стандартов по беспроводным глобальным сетям. Один из наиболее старых — это  стандарт на сотовую систему передачи пакетов цифровых данных (Cellular Digital Packet Data, CDPD). Эта технология обеспечивает передачу данных через аналоговую систему сотовой телефонной связи со скоростью 19,2 кбит/с. Некоторые компании США все еще предлагают услуги CDPD, но эта система уже выходит из употребления, поскольку телекоммуникационные операторы переходят на системы телекоммуникаций третьего поколения (third generation, 3G), способные передавать данные со скоростями, измеряемыми уже в Мбит/с.

Одна из проблем, связанных  с внедрением технологии беспроводных глобальных сетей, состоит в том, что сама по себе она не способна обеспечить связь для пользователей, находящихся в каких-либо помещениях. Поскольку элементы инфраструктуры этих сетей находятся вне помещений, радиосигналы в зданиях значительно  ослабляются. В результате пользователи беспроводных глобальных сетей, находящиеся  внутри зданий, могут вообще потерять возможность установления соединения или, в лучшем случае, характеристики связи значительно ухудшатся. Некоторые  телекоммуникационные компании устанавливают  системы беспроводных глобальных сетей  внутри зданий, но обходится это  дорого и технически не всегда оправданно.

1.2 Беспроводная  линия связи

Беспроводные линии связи  используют для передачи данных радиоволны либо инфракрасное излучение. Каналы связи  строятся с помощью передатчика и приемника соответствующих радиоволн, а отличаются используемым частотным диапазоном и дальностью, на которую возможна передача.

Беспроводная линия связи  строится в соответствии с достаточно простой схемой.

Рисунок 1. Беспроводная линия  связи.

Каждый узел оснащается антенной, которая одновременно является передатчиком и приемником электромагнитных волн. Электромагнитные волны распространяются в атмосфере или вакууме со скоростью 3 х 108 м/с во всех направлениях или же в пределах определенного сектора.

Направленность или ненаправленность распространения зависит от типа антенны. На рисунке 1 показана параболическая антенна, которая является направленной. Другой тип антенн — изотропные антенны, представляющие собой вертикальный проводник длиной в четверть волны излучения, являются ненаправленными. Они широко используются в автомобилях и портативных устройствах. Распространение излучения во всех направлениях можно также обеспечить несколькими направленными антеннами.

Так как при ненаправленном распространении электромагнитные волны заполняют все пространство (в пределах определенного радиуса, определяемого затуханием мощности сигнала), то это пространство может  служить разделяемой средой. Разделение среды передачи порождает те же проблемы, что и в локальных сетях, однако здесь они усугубляются тем, что пространство в отличие от кабеля является общедоступным, а не принадлежит одной организации.

Кроме того, проводная среда  строго определяет направление распространения  сигнала в пространстве, а беспроводная среда является ненаправленной.

Для передачи дискретной информации с помощью беспроводной линии  связи необходимо модулировать электромагнитные колебания передатчика в соответствии с потоком передаваемых битов. Эту  функцию осуществляет DCE-устройство, располагаемое между антенной и DTE-устройством, которым может быть компьютер, коммутатор или маршрутизатор компьютерной сети.

Преимущества беспроводных коммуникаций

Возможность передавать информацию без проводов, привязывающих (в буквальном смысле этого слова) абонентов к  определенной точке пространства, всегда была очень привлекательной. И как  только технические возможности  становились достаточными для того, чтобы новый вид беспроводных услуг приобрел две необходимые  составляющие успеха — удобство использования  и низкую стоимость, — успех ему  был гарантирован.

Последнее тому доказательство — мобильная телефония. Первый мобильный телефон был изобретен еще в 1910 году Ларсом Магнусом Эрикссоном (Lars Magnus Ericsson). Этот телефон предназначался для автомобиля и был беспроводным только во время движения. Однако в движении им нельзя было пользоваться, для разговора нужно было остановиться, выйти из автомобиля и с помощью длинных жердей присоединить телефон к придорожным телефонным проводам. Пример первого мобильного телефона показан на рисунке В.1 в Приложении В. Понятно, что определенные неудобства и ограниченная мобильность воспрепятствовали коммерческому успеху этого вида телефонии.

Прошло много лет, прежде чем технологии радиодоступа достигли определенной степени зрелости и  в конце 70-х обеспечили производство сравнительно компактных и недорогих  радиотелефонов. С этого времени  начался бум мобильной телефонии, который продолжается в настоящее  время.

Беспроводная связь не обязательно означает мобильность. Существует так называемая фиксированная  беспроводная связь, когда взаимодействующие узлы постоянно располагаются в пределах небольшой территории, например определенного здания. Фиксированная беспроводная связь применяется вместо проводной, когда по какой-то причине невозможно или невыгодно использовать кабельные линии связи. Причины могут быть разными. Например, малонаселенная или труднодоступная местность — болотистые районы и джунгли Бразилии, пустыни, крайний Север или Антарктида еще не скоро дождутся своих кабельных систем. Другой пример — здания, имеющие историческую ценность, стены которых непозволительно подвергать испытанию прокладкой кабеля. Еще один часто встречающийся случай использования фиксированной беспроводной связи — получение доступа к абонентам, дома которых уже подключены к точкам присутствия существующих уполномоченных операторов связи. Наконец, организация временной связи, например, при проведении конференции в здании, в котором отсутствует проводной канал, имеющий скорость, достаточную для качественного обслуживания многочисленных участников конференции.

Беспроводная связь уже  достаточно давно используется для  передачи данных. До недавнего времени  большая часть применений беспроводной связи в компьютерных сетях была связана с ее фиксированным вариантом. Не всегда архитекторы и пользователи компьютерной сети знают о том, что  на каком-то участке пути данные передаются не по проводам, а распространяются в виде электромагнитных колебаний  через атмосферу или космическое  пространство. Это может происходить  в том случае, когда компьютерная сеть арендует линию связи у оператора  первичной сети, и отдельный канал  такой линии является спутниковым  или наземным СВЧ-каналом.

Начиная с середины 90-х  годов достигла необходимой зрелости и технология мобильных компьютерных сетей. С появлением стандарта IEEE 802.11 в 1997 году появилась возможность строить мобильные сети Ethernet, обеспечивающие взаимодействие пользователей независимо от того, в какой стране они находятся и оборудованием какого производителя они пользуются. Пока такие сети еще играют достаточно скромную роль по сравнению с мобильными телефонными сетями, но аналитики предсказывают их быстрый рост в ближайшие годы.

Беспроводные сети часто  связывают с радиосигналами, однако это не всегда верно. Беспроводная связь использует широкий диапазон электромагнитного спектра, от радиоволн низкой частоты в несколько килогерц до видимого света, частота которого составляет примерно 8 х 1014 Гц.

1.3 Диапазоны электромагнитного  спектра

Характеристики беспроводной линии связи — расстояние между  узлами, территория охвата, скорость передачи информации и т. п. — во многом зависят  от частоты используемого электромагнитного  спектра (частота f и длина волны X связаны соотношением с = f х X).

Диапазоны электромагнитного  спектра приведены на рисунке  В.2 в приложении В. Можно сказать, что они и соответствующие им беспроводные системы передачи информации делятся на четыре группы.

□ Диапазон до 300 ГГц имеет  общее стандартное название — радиодиапазон. Союз ITU разделил его на несколько поддиапазонов (они показаны на рисунке), начиная от сверхнизких частот (Extremely Low Frequency, ELF) и заканчивая сверхвысокими (Extra High Frequency, EHF). Привычные для нас радиостанции работают в диапазоне от 20 кГц до 300 МГц, и для этих диапазонов существует хотя и не определенное в стандартах, однако чаете) используемое название широковещательное радио. Сюда попадают низкоскоростные системы AM- и FM-диапазонов, предназначенные для передачи данных со скоростями от нескольких десятков до сотен килобит в секунду. Примером могут служить радиомодемы, которые соединяют два сегмента локальной сети на скоростях 2400, 9600 или 19200 Кбит/с.

□ Несколько диапазонов от 300 МГц до 3000 ГГц имеют также  нестандартное название связь в  микроволновом диапазоне. Связь  в микроволновом диапазоне использует высокие частоты и применяется  как на коротких расстояниях, так  и в глобальных масштабах. Микроволновые  системы представляют наиболее широкий класс систем, объединяющий радиорелейные линии связи, спутниковые каналы, беспроводные локальные сети и системы фиксированного беспроводного доступа,, называемые также системами беспроводных абонентских окончаний (Wireless Local Loop, WLL).

□ Выше микроволновых диапазонов располагается инфракрасный диапазон. Микроволновые и инфракрасный диапазоны также широко используются для беспроводной передачи информации. Так как инфракрасное излучение не может проникать через стены, то системы инфракрасных волн используются для образования небольших сегментов локальных сетей в пределах одного помещения.

□ В последние годы видимый  свет тоже стал применяться для передачи информации (с помощью лазеров). Системы  видимого света используются как высокоскоростная альтернатива микроволновым двухточечным каналам для организации доступа на небольших расстояниях.

1.4 Распространение  электромагнитных волн

Перечислим некоторые  общие закономерности распространения  электромагнитных волн, связанные с  частотой излучения.

• Чем выше несущая частота, тем выше возможная скорость передачи информации.
• Чем выше частота, тем хуже проникает сигнал через препятствия. Низкочастотные радиоволны АМ-диапазонов легко проникают в дома, позволяя обходиться комнатной антенной. Более высокочастотный сигнал телевидения требует, как правило, внешней антенны. И наконец, инфракрасный и видимый свет не проходят через стены, ограничивая передачу прямой видимостью (Line Of Sight, LOS).
• Чем выше частота, тем быстрее убывает энергия сигнала с расстоянием от источника. При распространении электромагнитных волн в свободном пространстве (без отражений) затухание мощности сигнала пропорционально произведению квадрата расстояния от источника сигнала на квадрат частоты сигнала.
• Низкие частоты (до 2 МГц) распространяются вдоль поверхности земли. Именно поэтому сигналы АМ-радио могут передаваться на расстоянии в сотни километров.
• Сигналы частот от 2-30 МГц отражаются ионосферой земли, поэтому они могут распространяться даже на более значительные расстояния, в несколько тысяч километров (при достаточной мощности передатчика).
• Сигналы в диапазоне свыше 30 МГц распространяются только по прямой, то есть являются сигналами прямой видимости. При частоте свыше 4 ГГц их подстерегает опасность – они начинают поглощаться водой, а это означает, что не только дождь, но и туман может стать причиной резкого ухудшения качества передачи микроволновых систем. Недаром испытания лазерных систем передачи данных частот проводят в Сиэтле, городе, который известен своими туманами.

Потребность в скоростной передаче информации является превалирующей, поэтому все современные системы  беспроводной передачи информации работают в высокочастотных диапазонах, начиная  с 800 МГц, несмотря на преимущества, которые  сулят низкочастотные диапазоны  благодаря распространению сигнала  вдоль поверхности земли или  отражения от ионосферы.

Для успешного использования  микроволнового диапазона необходимо также учитывать дополнительные проблемы, связанные с поведением сигналов, распространяющихся в режиме прямой видимости и встречающих на своем пути препятствия.