Классификация чего бы то ни было — задача неблагодарная, поскольку и критериев классификации можно разработать достаточно много, и реальные объекты могут не укладываться в четкие границы определенного класса, да и по мере развития устоявшиеся системы классификации могут устаревать. Все это справедливо и для беспроводных сетей передачи информации (БСПИ). Поэтому остановимся на наиболее популярных способах ранжирования различных беспроводных систем.
Обычно БСПИ подразделяют:
• по способу обработки первичной информации — на цифровые и аналоговые;
• по ширине полосы передачи — на узкополосные, широкополосные и сверхширокополосные;
• по локализации абонентов — на подвижные и фиксированные;
• по географической протяженности — на персональные, локальные, региональные (городские) и глобальные;
• по виду передаваемой информации — на системы передачи речи, видеоинформации и данных.
Вполне справедливы и системы градации на основе используемой технологии (спутниковые сети, атмосферные оптические линии и т.п.), по назначению и др.
Поскольку в центре нашего внимания находятся цифровые беспроводные широкополосные системы, приведем их отличительные признаки, охарактеризовав и «сопредельные» системы. Термин «беспроводность» определяется легко — отсутствует соединительный провод (оптоволоконный или медный кабель). Также относительно просто определить, цифровая система или нет. К цифровым относят системы, у которых входная аналоговая информация (например, голос, аналоговый телевизионный сигнал и т. п.) первоначально преобразуется в цифровую (дискретную) форму. Однако уже здесь возникает некоторая нечеткость. В самом деле, любой сигнал при передаче через физический канал имеет чисто аналоговый вид, он в принципе не должен быть дискретным (чем дальше форма сигнала от бесконечной синусоиды, тем больше паразитных гармоник и связанных с ними неприятностей), чего добиваются специальными методами. Поэтому термин «цифровая система» говорит только о том, что в ней входящие аналоговые данные оцифрованы и обрабатываются (фильтрация, скремблирование, коммутация) преимущественно цифровыми методами.
Еще сложнее с шириной полосы. Строгого определения тут нет. Обычно полагают, что если ширина спектральной полосы F, в которой работает система, много меньше центральной частоты этой полосы /с, то система узкополосная (т.е. F/fc значительно меньше 1). В противном случае система широкополосная. Критерий весьма расплывчат. В области цифровых систем передачи приводят и другие определения широкополосности [93]: например, система широкополосная, если передаточная функция канала в этой полосе существенно изменяется в зависимости от частоты (т.е. передаточная функция в рабочей полосе узкополосной системы практически не зависит от частоты). Очевидно, что определения эти достаточно расплывчаты. В нашем случае под термином «широкополосная система» мы будем понимать такие системы, где проявляются специфические эффекты и свойства, связанные с широкой рабочей полосой. Поэтому точный критерий не существенен да и не возможен.
Подразделение на мобильные и подвижные системы, казалось бы, столь простое, на самом деле также не является тривиальным. Следует различать собственно возможность мобильности абонентов, предоставляемую технологией, и подразделение на мобильную и фиксированную службы связи, связанное с вопросами частотного распределения и лицензирования. Наиболее характерным примером такой двухсмысленности является история появления в России беспроводной телефонной связи стандарта IS-95 (CDMA). Оборудование этого стандарта изначально было разрешено к использованию в нашей стране только для предоставления услуг фиксированной связи. Однако, как известно, IS-95 является стандартом мобильной сотовой связи. Технологически его никак нельзя «зафиксировать». Аналогичная неопределенность сложилась сейчас и в спутниковой связи. Если же говорить с технической точки зрения, ограничивать мобильность может чувствительность технологии связи к скорости движения абонента, сложность перехода из одной зоны обслуживания в сопредельную без разрыва связи, восприимчивость к кратковременным пропаданиям связи и т. п.
Подразделение по размеру зоны обслуживания также достаточно условно, если рассматривать соседние градации. К персональным сетям (WPAN — wireless personal area network) относят системы с радиусом действия от сантиметров до нескольких метров (до 10-15 м). Основное назначение таких сетей состоит в замещении кабельной системы для связи оборудования (например, компьютера и периферийных устройств). При этом мощность излучения передатчиков, как правило, не превышает 10 мВт. Локальные сети (WLAN — wireless local area network) подразумевают взаимную удаленность устройств на расстоянии до сотен метров и мощности передатчиков до 100 мВт. Это сети, предназначенные для объединения устройств в пределах локальной зоны (здания, предприятия и т.п.). Отметим, что на основе стандартов локальных беспроводных сетей вполне успешно строят и сети городского масштаба. Например, применение в этом качестве используют такие технологии, как DECT и IEEE 802.11.
К сетям городского масштаба (региональным) можно отнести множество различных технологий. Это и наземное теле- и радиовещание, и сотовая связь, и транковые системы. Недавно появилось семейство стандартов на широкополосные беспроводные сети городского масштаба IEEE 802.16. Если же говорить о глобальных беспроводных системах передачи данных, то они представлены спутниковыми системами связи. Однако с учетом того, что, например, практически все сети сотовой телефонии так или иначе связаны друг с другом, все они разрабатываются с учетом возможности взаимодействия, можно (правда, с некоторой натяжкой) говорить и о глобальных сотовых сетях.
Особой градацией является подразделение в зависимости от типа передаваемой информации, например, на системы передачи речи (или видеоинформации) и несинхронных данных. С одной стороны, речь — это один из видов информации. После оцифровки поток речевых данных по виду не отличим от потока любой другой информации. Развитие цифровых технологий в различных областях телекоммуникаций (например, в проводной телефонии) давно продемонстрировало эффективность цифровых методов обработки, когда и речь, и данные обрабатываются едиными способами. С другой стороны, потребность в информации разного вида уже сделала реальной интеграцию различных информационных сетей (телефония, телевидение, сети передачи цифровых данных, телеметрия) на бытовом уровне. По единому каналу передаются данные самой различной природы. Поэтому можно достаточно уверенно предположить, что недалек тот день, когда вся речевая информация будет обрабатываться исключительно цифровыми методами. Здесь можно было бы остановиться, но возникает важный нюанс. Каждому виду информации свойственны характерные требования при передаче. Человек чувствует задержку передачи речи, когда она превышает 0,25 с. При задержках около 0,5 с восприятие речи для многих становится неприемлемым. Причем дело не только собственно в задержке, но и в неизбежном при дуплексной связи эхо-сигнале, который при таких задержках устранить нереально. С другой стороны, речевая информация малочувствительна к спорадическим помехам и потерям данных. Это означает, что при пакетной передаче речи важно, чтобы задержки распространения сигнала в канале были минимальными, а маршрутизация и восстановление потока данных из пакетов (даже если их последовательность нарушена) происходили в реальном времени. При этом допустима даже потеря отдельных пакетов. Аналогична ситуация и с передачей видеоинформации — задержка между приемом отдельных пакетов (например, MPEG-2) не должна превышать некоего заданного значения, но потеря пакета, как правило, допустима. Совершенно иные требования предъявляются к передаче телеметрической информации, текстовых данных и т. п. Здесь, как правило, не важен режим реального времени (в определенных пределах), но и недопустима потеря данных. Учет этих особенностей может приводить к созданию особых технологий, ориентированных на трансляцию определенных видов информации. Характерным примером является появление технологии Frame Relay — способа пакетной передачи, при котором не происходит проверок прохождения отдельных пакетов (в отличие от традиционных сетей пакетной коммутации Х.25 с подтверждением и повторной передачей каждого пакета).
Приведенные выше рассуждения показывают, что любое определение, так или иначе ранжирующее БСПИ, не стоит воспринимать буквально и уж тем более не стоит удивляться применению той или иной технологии «не по назначению».