Кіріспе
Жоғары жылдамдықты мультимедиалық радио (HSMM) – бұл 802.11 Wi-Fi қолжетімділік нүктелері сияқты коммерциялық (COTS) аппараттық құралдарды пайдалана отырып, әуесқой радио жиіліктеріне бөлінген арналар арқылы жоғары жылдамдықты сымсыз TCP/IP деректер желілерін құру. Мұндай мүмкіндік 802.11 лицензияланбаған жиілік жолақтарының көптеген елдерде әуесқой радио жолақтарымен және ISM жолақтарымен ішінара беттесуіне байланысты. 802.11 сигналының қуатын және таралу аймағын кеңейту үшін әуесқой радио жиіліктерінде күшейткіштер мен жоғары күшті антенналарды пайдалануға лицензиясы бар әуесқой радио операторларына ғана рұқсат етіледі.
Негізгі білім
Бұл іске асырудың мақсаты – лицензияланған әуесқойлық радио жиіліктерінде жұмыс істеу үшін коммерциялық 802.11 жабдықтарын өзгерту болып табылады. Бұл желілерде қолданылатын негізгі жиілік диапазондары: 900 МГц (33 см), 2,4 ГГц (13 см), 3,4 ГГц (9 см) және 5,8 ГГц (5 см). Лицензияланбаған 802.11 немесе Wi-Fi жиілік диапазондары әуесқойлық жиіліктермен қабаттасқандықтан, осы лицензиялы жиіліктерге қол жеткізу үшін арнайы бағдарламалық құрал ғана қажет. Мұндай желілерді төтенше жағдайларда апаттан зардап шеккендерге көмек көрсету операцияларында, сондай-ақ күнделікті әуесқойлық радиобайланыста (хобби/әлеуметтік) пайдалануға болады.
Қуаттары
HSMM қазіргі интернет трафигінің көп бөлігін қолдай алады, оның ішінде бейне байланыс, дауыс, жылдам хабар алмасу, электрондық пошта, веб (HTTP), файлдарды жіберу (FTP) және форумдар. Басты айырмашылық – HSMM-де мұндай қызметтер коммерциялық емес, қоғамдық тұрғысынан іске асырылады және көбінесе сымсыз болып табылады. HSMM тіпті интернетке қосылып, веб-серфинг үшін де қолданылуы мүмкін, бірақ FCC ережелеріне сәйкес рұқсат етілген мазмұнға байланысты, мұндай мүмкіндік тек радио байланысымен айналысқанда (97-бөлім бойынша) тікелей пайдалану арқылы ғана қол жетімді. Жоғары күшті бағытталған антенналар мен күшейткіштерді қолдану арқасында көп шақырымға дейінгі сенімді сымсыз байланыс желілерін құруға болады, бұл байланыс тек таралу жағдайларымен және радио көкжиегімен ғана шектеледі.
802.11а
802.11a әуесқойлық радио жолағы 5.650–5.925 ГГц (5 см) жиілік диапазонында 30 қабаттасқан арнадан тұрады. 802.11a стандарты деректерді беру үшін OFDM немесе "Ортогоналды жиілік бөлу мультиплекстеу" технологиясын пайдаланады, сондықтан ол кең спектрлі жүйе ретінде жіктелмейді. Осы себепті 802.11a аппараттық құралдары FCC 97-тарауының 97.311-параграфындағы қуат нормаларына бағынбайды және рұқсат етілген максималды шығыс қуаты 1500 Вт (Вт) PEP құрайды.
802.11b
802.11b әуесқойлық радио жолағы 2.390–2.450 ГГц (13 см) жиілік диапазонындағы 8 қабаттасқан арнадан тұрады. 802.11b спецификациясы деректерді тарату үшін тікелей тізбекті кең таралған спектр (DSSS) технологиясын пайдаланады және FCC 97-тараудың 97.311-тармағының ережелеріне сәйкес келеді. Осылайша, АҚШ-та рұқсат етілген максималды қуат 10 Вт PEP құрайды.
802.11г
802.11g әуесқойлық радио жолағы 2,4 ГГц (13 см) жолағындағы 8 қабаттасқан арнадан тұрады. 802.11g стандарты деректерді тарату үшін OFDM немесе "Ортогоналды жиілік бөлісімен мультиплекстеу" технологиясын пайдаланады, демек, ол кең спектрлі жүйе ретінде жіктелмейді. Осы себепті 802.11g жабдығы FCC 97-тарауының 97.311-параграфындағы қуат талаптарына бағынбайды және рұқсат етілген максималды шығыс қуаты 1500 Вт PEP құрайды.
802.11n
802.11n әуесқойлық радио жолағы 2,4 ГГц (13 см) жолағындағы 8 қабаттасқан арнадан тұрады. 802.11n стандарты деректерді тарату үшін OFDM немесе "Ортогоналды жиілік бөлісімен мультиплекстеу" технологиясын пайдаланады, демек, ол кең спектрлі жүйе ретінде жіктелмейді. Осы себепті 802.11n жабдығы FCC 97-тарауының 97.311-параграфындағы қуат талаптарына бағынбайды және рұқсат етілген максималды шығыс қуаты 1500 Вт PEP құрайды.
802.11y
802.11y әуесқойлық радио жолағы 3,4 ГГц (9 см) жиілік диапазонында 24 бір-бірімен толысатын арнадан тұрады. 802.11y стандарты деректерді тарату үшін OFDM немесе "Ортогоналды жиілік бөлу мультиплекстеу" технологиясын пайдаланады, демек, ол кең спектрлі жүйе ретінде қарастырылмайды. Осы себепті 802.11y жабдығы FCC 97-тарауының 97.311-тармағындағы қуат нормаларына бағынбайды және рұқсат етілген максималды шығыс қуаты 1500 Вт PEP құрайды.
802.11а
5 см жолағы ITU 1-аймағындағы бекітілген спутниктік байланыс қызметімен және радиоорналасу қызметімен бөліседі. ITU 2-аймағында (АҚШ) басты пайдаланушы – әскери радиоорналасу, атап айтқанда, теңіз радары. Әуесқой радио операторлары бүкіл жолақта Федералдық радиоорналасу қызметіне екіншілік құқықтарға ие және осы пайдаланушыларға кедергі келтіре алмайды. Әуесқой операторларына бұл жолақ ISM құрылғыларымен және ғарыш зерттеулерімен бірдей екіншілік негізде бөлінеді. Әуесқойлар, ғарыш зерттеулері және ISM операторларының әрқайсысының «жұмыс істеуге құқығы» бар. 15-тарауды пайдаланушылардың саны аз болғандықтан (2,4 ГГц-бен салыстырғанда), АҚШ-тың көп бөлігінде шу деңгейі төмендеу болады, бірақ қалалық орталықтарда және тауларда тығыз болуы мүмкін. TDWR метеорологиялық радар станцияларына кедергі келтірмеу үшін 5,6 – 5,65 ГГц (132-арна) жиіліктерінен аулақ болу керек.
802.11b/g/n
13 см жолақты 15-бөлімнің пайдаланушылары, сондай-ақ Федералдық радиолокациялық қызмет және ISM (өндірістік, ғылыми, медициналық) құрылғыларымен бөліседі. Әуесқой радио операторлары бүкіл жолақта Федералдық радиолокациялық қызметке екіншілік құқықтарға ие және осы пайдаланушыларға кедергі келтіре алмайды. Әуесқой радио операторлары 2.390–2.417 ГГц жиілік диапазонында ISM құрылғыларына басым құқықтарға және 2.417–2.450 ГГц жиілік диапазонында екіншілік құқықтарға ие. 15-бөлімнің көптеген пайдаланушыларының болуына байланысты, осы жолақтағы шу деңгейі жоғары болады.
802.11y
9 см жолағы тұрақты байланыс және ғарыштан Жерге хабар алмасу қызметтерімен ортақ пайдаланылады. Осы жолақты қолданатын радио әуесқойлары басқа лицензияланған пайдаланушыларға, оның ішінде мемлекеттік радар станцияларына кедергі тудырмауы керек. Пайдаланушылардың аз саны осы жолақты тыныш болуына себеп болады.
Сәйкестендіру
Кез келген әуесқойлық радио режиміндегідей, станциялар 10 минут сайын кем дегенде бір рет өзін тануы керек. Мұны істеудің бір жолы – ICMP эхо сұрауының (көбінесе пинг деп аталады) ішінде өз шақыру белгісін жіберу. Егер кіру нүктесі "басты" режімінде орнатылса, пайдаланушының шақыру белгісі "SSID" ретінде орнатылуы мүмкін, сондықтан ол белгілі бір интервалмен жіберіледі. Сонымен қатар, DDNS "итеру" сұранысын пайдаланып, әуесқойлық шақыру белгісін әр 10 минут сайын автоматты түрде қарапайым мәтінмен (ASCII) жіберуге болады. Бұл үшін компьютердің хост атын әуесқой оператордың шақыру белгісіне орнату және DHCP серверлерінің жалға алу мерзімін 10 минуттан кем немесе тең етіп орнату қажет. Бұл әдіс қолданылғанда компьютер DHCP жалға алу мерзімі жаңартылған сайын жергілікті компьютердің хост атын қамтитын DNS "итеру" сұрауын жібереді. Бұл әдіс Windows, Mac OS X, BSD және Linux сияқты барлық заманауи операциялық жүйелермен қолдалады. 802.11 жабдығы пайдаланушы дерек жібермесе де, қосылған кезде үнемі хабар тарату және қабылдау режимінде жұмыс істейді.
Қауіпсіздік
Әуесқойлық хабарламалардың мағынасы жасырылмағандықтан, қолданылатын қауіпсіздік шаралары жариялануы керек. Бұл міндетті түрде аутентификация немесе кіру схемаларын шектемейді, бірақ толық шифрланған байланысты шектейді. Бұл аутентификация аяқталғаннан кейін байланысты түрлі шабуылдарға осал қалдырады. Бұл рұқсатсыз пайдаланушылардың HSMM желілеріне қол жеткізуін қиындатады, бірақ кездейсоқ тыңдаушыларды тиімді түрде тоқтатуға болады. Қазіргі схемаларға MAC-адрестерін сүзгілеу, WEP және WPA/WPA2 пайдалану кіреді. MAC-адрестерін сүзгілеу және WEP интернеттен тегін қолжетімді бағдарламалық қамтамасыз етуді пайдаланып бұзуға болады, бұл оларды аз қауіпсіз нұсқаларға айналдырады. FCC ережелеріне сәйкес, WEP, WPA/WPA2 немесе кез келген басқа шифрлау қолданылса, шифрлау кілттерінің өзі қоғамға қолжетімді жерде жариялануы керек, осылайша олардың қауіпсіздігіне нұқсан келтіріледі. Дегенмен, мұндай шаралар кездейсоқ немесе жартылай сымсыз кірулерге қарсы тиімді. Кәсіби немесе өзгертілген жабдықты пайдалану арқылы FCC рұқсат еткен 15-бөлімнің жолақтарынан тыс, бірақ 5.8 ГГц (5 см) немесе 2.4 ГГц (13 см) әуесқойлық радио жолақтарында жұмыс істеуге болады. HSMM 802.11b/g/n операцияларын 2.4 ГГц (13 см) жолағынан 3.4 ГГц (9 см) әуесқойлық радио жолағына ауыстыру үшін трансвертерлерді немесе "жиілік түрлендіргіштерді" де қолдануға болады. Мұндай ауысу лицензияланбаған (15-бөлім) 802.11 құрылғыларына қолжетімді арналардан тыс жұмыс істеу арқылы қауіпсіздікті арттырады.
Өзіндік жиіліктер
Тек әуесқойларға арналған жиіліктерді пайдалану әуесқой радио операторлары үшін қауіпсіздік пен кедергілерге қарсы тұру қасиеттерін жақсартады. Бұрын, лицензиясы жоқ пайдаланушыларға арналған FCC бөліп берген жиіліктерден тыс, бірақ әуесқой радио жолағындағы 802.11 арналарын пайдалану үшін өзгертілген тұтынушылық деңгейдегі құрылғыларды қолдану оңай болған. Дегенмен, лицензияланған жиіліктерді рұқсатсыз пайдалануға байланысты реттеушік мәселелер бұл процесті қиындатуда. Жаңа Linux драйверлері Арнайы Регламенттік Деректер Базасын енгізеді, бұл қарапайым пайдаланушының елге тән жиіліктерден тыс жұмыс істеуіне кедерес келтіреді. Осы үшін Трансвертер (немесе жиілік түрлендіргіш) технологиясын қолданатын радио қабылдағыштарын пайдалану қажет.
420 МГц
Doodle Labs - Сингапурда орналасқан жеке меншік компания, ұзақ қашықтықтағы сымсыз деректерді қабылдау-тарату құрылғыларын жобалайды және өндіреді. DL 435 – Atheros сымсыз чипсетіне негізделген шағын PCI адаптері. XAGYL Communications – канадтық өте жоғары жылдамдықты, ұзақ қашықтықтағы сымсыз жабдықтардың дистрибьюторы. XAGYL Communications XC420M – Atheros сымсыз чипсетіне негізделген шағын PCI адаптері. Atheros чипсетінің 5 МГц тарату енін пайдалану мүмкіндігі 97-тараудың 420–430 МГц ATV жиілік диапазонында жұмыс істеуге мүмкіндік беруі мүмкін. (Ескерту: 420–430 МГц жиілікпен Канада-АҚШ шекарасына жақын жерде жұмыс істеуге рұқсат етілмейді. "А" ережесіне жүгініңіз.)
900 МГц
Трансвертерлер, сондай-ақ Aerocomm және FreeWave компаниялары жасаған түпнұсқа NRC WaveLan немесе FHSS модемдері сияқты ескі 802.11 жабдықтарын пайдалану осы жиілік диапазонында жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Ubiquiti M9 сериясы да осы жиілік диапазонында жұмыс істей алатын жабдықтарды ұсынады. Алайда, үлкен қалаларда осы жиілік диапазонындағы шу деңгейі көбінесе өте жоғары болады, бұл қабылдағыштың тиімділігін күрт төмендетеді.
2.4 ГГц бейімделген жиіліктер
Кәсіби деңгейдегі жабдықтарды немесе өзгертілген тұтынушылық деңгейдегі жабдықтарды пайдалану арқылы 802.11b/g жабдығын тиімді түрде: "−1" 2.402 ГГц және "−2" 2.397 ГГц жиіліктерінде пайдалануға болады. Бұл жиіліктерді пайдалану радио әуесқойларына лицензиясы жоқ 15-бөлім операторларынан қашықтауға мүмкіндік береді, бірақ 2.400 ГГц және 2.401 ГГц жиіліктеріндегі радио әуесқойлық спутниктік қабылдау сигналдарына кедергіс тудыруы мүмкін.
3.33.8 ГГц
Жиілікті түрлендіру – 802.11b/g құрылғысының жұмыс жиілігін 2,4 ГГц-тан басқа жолаққа толық түрлендіретін түрлендіргіштерді пайдалануды қамтиды. Түрлендіргіш – бұл техникалық термин, бірақ бұл өнімдер көбінесе жиілік түрлендіргіштері, жоғары-төмен түрлендіргіштері немесе жай ғана түрлендіргіштер деп аталады. Саудада қолжетімді түрлендіргіштер 2,4 ГГц 802.11b/g сигналын 3,4 ГГц (9 см) жолағына түрлендіре алады, бірақ бұл жолақ лицензиясы жоқ 15-бөлімнің пайдаланушыларына рұқсат етілмейді. Ubiquiti Networks компаниясының Atheros чипсеттеріне негіделген және осы жолаққа арналған түрлендіргіштері бар төрт радиосы бар. PowerBridge M3 және M365 моделі 3,5 ГГц және 3,65 ГГц жиіліктері үшін, эстетикалық жағынан төмен профильді PtP (Point to Point) қосылымдары үшін арналған. Nanostation M3 және M365 моделі 13,7 dBi екі полярлы антеннасы бар, ауа райына төзімді корпусқа орналасқан. Rocket M3, M365 және M365 GPS моделі берік корпусқа орналасқан, жоғары қуатты, өте сызықтық 2x2 MIMO радиосын және 2x RP SMA (су өткізбейтін) жалғағыштарды қолданады. Соңында, NanoBridge M3 және M365 ұзақ қашықтыққа арналған PtP қосылымдары үшін. Бұл құрылғылар жасырын түйін мәселесін шешу үшін Ubiquiti-дің airMax TDMA протоколымен бірге N режиміндегі Atheros чипсеттерін пайдаланады, бұл мәселе ашық ауада ptmp сымсыз байланыс кезінде жиі кездеседі. UBNT қазіргі уақытта АҚШ-тың әуесқойларына сатуға рұқсат бермейді және осы радиоларды тек FCC лицензиясы бойынша сатады. Бұл жағалаулар мен АҚШ Әскери-теңіз күштерінің орналасқан жерлеріне жақын аумақтармен байланысты болуы мүмкін. 3,5 ГГц жолағы қазіргі уақытта DoD немесе Әскери-теңіз күштерінің (кемедегі және құрлықтағы) радар операциялары үшін қолданылады және АҚШ халқының 60 пайызын қамтиды. Дегенмен, бұл жақында FCC NPRM & Order қабылдануына байланысты өзгеруі мүмкін.
5.8 ГГц бейімделген жиіліктер
Кәсіби класты жабдық немесе өзгертілген тұтынушы класты жабдықты пайдалану арқылы 802.11a арналарында 116–140 (5,57–5,71 ГГц) және 165-тен жоғары (> 5,835 ГГц) арналарда жұмыс істеу мүмкін. Бұл жиіліктер FCC бөліп берген 15-бөлімнің лицензияланбаған жолағынан тыс, бірақ 5,8 ГГц (5 см) әуесқой радио жолағының ішінде қалады. Тұтынушы жабдығын осы кеңейтілген арналарда жұмыс істеу үшін өзгерту көбінесе арнайы бағдарламалық жасақтаманы орнату және/немесе сымсыз картаның "ел коды" параметрін өзгертуді қамтиды. Кәсіби сапалы жабдықты сатып алғанда көптеген компаниялар осы кеңейтілген жиіліктерді пайдалануға қосымша төлем жасау шартымен рұқсат береді.
Өзіндік тұрақ-бағдарлама
Әуесқойларға арналған жиіліктерге қол жеткізудің бір танымал тәсілі – тікелей сатылымдағы қол жетімді нүктелерді арнайы бағдарламалық құралдармен өзгерту болып табылады. Мұндай арнайы бағдарламалық құралдар DD-WRT және OpenWrt сияқты жобалардан интернетте тегін қолжетімді. AREDN жобасы Ubiquiti және TP-Link құрылғыларында 97-бөлімдегі жиіліктерді қолдайтын стандартты бағдарламалық құралдарды қолдайды. Linksys WRT54GL – кеңінен қолжетімділігі мен үшінші тараптың бағдарламалық құралдарының болуына байланысты өңделіп баптауға жиі қолданылатын құрылғы, алайда Linksys драйверлерінің жабық табиғатынан туындаған жиіліктерді жылдам өзгерту мүмкіндігі шектеулі.