Из техничких разлога садржај читалишта можете пратити искључиво на латиници.

Razvoj bežičnih i mobilnih mreža

Bežične komunikacije zaživele su pred sam kraj 19. veka. Fizičar Guljelmo Markoni, koji se smatra izumiteljem radija, 1897. godine uspostavio je prvu radio vezu sa brodom udaljenim 29km. Danas bežična komunikacija ima značajnu ulogu kako u mobilnim tako i u računarskim mrežama. Širenjem računarskih mreža pojavila se potreba za mobilnošću uređaja unutar mreže što je dovelo do nastanka bežičnih računarskih mreža, tačnije da se, kao fizički medijum za komunikaciju, koristi vazduh. Dalji razvoj doveo je do toga da danas postoji nekoliko vrsta bežičnih mreža koje se razlikuju po svojoj nameni i površini koju obuhvataju.

Kao najmanja po svom obimu delovanja jeste NFC(Near Field Communication) gde pametni ili drugi uređaji uspostavljaju radio komuniciraju na razdaljini ne većoj od 10cm ili spojeni jedan sa drugim. Prvi patent se pojavio 1983. godine od strane Čarlsa Valtona, da bi tek prve decenije 21. veka bila definisana standardima ISO/IEC 14443 i GSMA NFC . Pored toga što uređaji mogu između sebe razmenjivati podatke (Peer-to-Peer) ovakva mrežna komunikacija omogućava i identifikaciju putem radio frekfencije(RFID – Radio Fequency Identification), čekiranje na arodromima, radnom mestu i u javnom prevozu, plaćanje umesto kreditne ili platne kartice i mnogo toga više jer su kartice i uređaji veoma pristupačni i jednostavni za programiranje, tako da krajnji korisnik može jednostavno da koristi ovu uslugu za bilo šta što mu je potrebna.

Sledeća po veličini jeste BAN(Body Area Network). Svoje prvo pojavljivanje je doživela 2006. godine, ali kao “Telesna Senzorska Mreža”(BSN – Body Sensor Network), u istoimenoj knjizi profesora Guang-Zong Janga, da bi tek godinu dana kasnije bila zvanično nazvana BAN i tačno definisana standardom IEEE802.15. Primenu je našla u medicinske svrhe, tj za praćenje procesa rehabilitacije pacijenata kao i za sportske i fitnes svrhe. Mreža se sastoji od više telesnih senzorskih jedinica(BSU), koje prikupljaju podatke, i jedne telesne centralne jedinice(BCU) koja obrađuje prikupljene podatke. Podaci mogu biti srčani pritisak, nivo šećera u krvi, temperatura, disanje pacijenta, kao i brzina i daljina kojom se sportista kretao, pozicija tela, ali i nagla promena visine koju beleži detektor pada, što se može koristiti kod starijih osoba. Senzori se mogu ugraditi u telo, ispod kože ili nositi oko vrata ili u džepu. Kako uređaj troši malo energije za napajanje, čovekovo telo je u stanju da samo napaja uređaj. Takođe, telo se koristi i kao kanal za komunikaciju što uklanja potrebu za antenom. Obim delovanja je 2-5m i preporučeno je do 100 uređaja po mreži.

Lična računarska mreža (PAN – Personal Area Network) je namenjena za komunikaciju kućnih računara, laptopova, PDA(Personal Digital Assistent) uređaja, pametnih telefona i drugih periferijskih računarskih uređaja koji se nalaze na nekih desetak ili više metara od korisnika, u idealnim uslovima. Ova mreža takođe pruža oslonac u radu BAN mreži, tako da je definisana istim IEEE 810.15 standardom.

Infrared(irDA – Infrared Data Association) koji je osnovan sredinom devedesetih godina i okupio je pedesetak komapnija kako bi definisali protokole za bežičnu komukaciju koja koristi infracrvene zrake. Glavna karakteristika ove tehnologije je to da uređaji moraju biti usmereni jedan ka drugom, bez ikakvih prepreka između i na najvećoj razdaljini od jednog metra. Maksimalna brzina prenosa u kućnoj upotrebi je 4Mb/s, dok je za poterbe spajanja dveju lokalnih mreža udaljenih 1.5km zabaleženo i do 16Mb/s. Najpoznatija primena infrareda je u tv daljinskim upravljačima, a kasnije se koristio i u laptopovima, mobilnim telefonima, kamerama, štampačima čak i u medicinkim uređajima. Iako radi na maloj udaljenosti i potrebna mu je linija vidljivosti, pruža malu bitsku grešku što ga čini veoma efikasnim.

Tehnologija koja se najviše koristi u mreži ovog obima jeste Blutut(Bluetooth) koju je izmislio Erikson(Ericsson) 1994. godine. Ona koristi za razmenu podatka ultravisoke frekvencije u opsegu od 2.4GHz do 2.485GHz sa brzinana prenosa od 1Mb/s do 24Mb/s u najnovijoj verziji. Uređaji se mogu povezati na dva nečina – preko Mrežne prijemne tačke(NAP – Network Access Point), gde unutar mreže postoji Blutut uređaj koji vrši ulogu sviča, ili Ad-hoc gde jedan od uređaja postaje “master” uređaj i on vrši preusmeravanje paketa. Ad hoc pristup dozvoljava samo osam korisnika unutar mreže, dok NAP i više od toga. Uređaji koji koriste Blutut su najčešće pametni telefoni, PDA uređaji, slušalice, mikrofoni, tastatura, miš, laptop računari pa čak i štampači i audio uređaji. Bitno je pomenuti i konkurenta ovoj tehnologiji a to je ZigBi(ZigBee). Nasto je upravo iz tog razloga, kao alternativa Blututu. Kao ideja pojavio se krajem devedesetih, a danas je definisan standardom IEEE802.15. razlika je u tome da ZigBee troši manje snage, ali je mana to što ima manju brzinu protoka. Iako konkurenti Blutut i ZigBi se ne podudaraju u primeni. ZigBi je našao primenu u industriji u svrhu kontrole i nadgledanja, senzorskim mrežama i “pametnim zgradama”.

Z-Vejv(Z-Wave) je tehnologija sliča ZigBiju, bar po nameni. Koristi se za automatizaciju domaćinstva - regulisanje svetla, protiv pozarnih senzora, kontrola pristupa, zalivanja bašte i još mnogo toga preko jednog uređaja. Iako koristi radio talase za komunikaciju, za razliku od Blututa i Zigbija prenosni opseg mu je znatno niži i iznosi 900MHz što povlači i manju potrebnu snagu. Brzina prenosa se kreće od 40kb/s do 100kb/s na maksimalnoj udaljenosti od 30m i to na otvorenom prostoru. Z-Vejv je osmislio danski startap(startup) tim 2008. godine.

Računarska mreža koja je najviše zastupljena jeste Lokalna mreža(LAN – Local Area Network). Namenjena je za povezivanje uređaja unutar ograničenog prostora kao što je kuća, fakultet ili poslovna zgrada. Nastala je šezdesetih godina dvadesetog veka iz potrebe da se računari unutar univerziteta i istraživačkih laboratorija bežično povežu koristeći brz protok podataka. Danas je ova mrežna komunikacija definisana standardom IEEE 802.11 i podstandardima A, B, G i N. Koriste je uređaji poput pametnih telefona, laptopova, PDA uređaja, štampača, čak se koristi i za pružanje internet usluge unutar vozova i gradskog saobraćaja. Komunikacija se vrši radio talasima na frekvenciji 2.4, 3.6, 5 ili 60Ghz sa brzinom prenosa od 1 do 150Mbit/s u zavisnosti od podstandarda. Gradske (MAN - Metropolitan Area Network) i Širokopojasne (WAN - Wide Area Network) mreže se zasnivaju na LAN mreži ali im je obim pokrivenosti znatno veći što im omogućavaju ćelijski sistemi.

Pored toga što se ćelijski sistemi koriste za MAN i WAN mreže najveću primenu imaju kod mobilnih operatera. 1960-ih godina Bel Labs (Bell Labs) je razvio ćelijski koncept čime su omogućili korišćenje mobilne telefonije. Ćelijski sistem se sastoji od jednog ili više klastera koji sadrži određen broj ćelija. Jedan klaster raspolaže frekvencijskim opsegom za komunikaciju i taj opseg se može ponavljati u drugim klasterima. Taj opseg se raspoređuje unutar ćelija po kanalima ali tako da se izbegnu smetnje u vidu istokanalne i susednokanalne interferencije. Bazna stanica koja se nalazi unutar svake ćelije raspolaže određenim brojem kanala i vrši glavnu i jedinu ulogu u regulisanju saobraćaja unutar jedne ćelije. Ćelije se najčešće grafički predstavljaju u vidu šestougla, ali u prirodi nemaju pravilan oblik zbog odbijanja signala od druge objekte i nepravilnog reljefa terena.

Prva generacija mobilne mreže bila je analogna i prvu komercijalnu upotrebu doživela je u Japanu 1979. godine. Već od druge generacije komunikacija se digitalizuje čime se povećava i sigurnost razmene podataka. GSM (Global System for Mobile Communications), kako se naziva druga generacija, pušten je u rad 1991. godine i pored telefoniranja omogućava i razmenu SMS(Short Message Service) poruka što se pokazalo kao veliki napredak. Prvo unapređenje ove generacije je bilo u vidu korišćenja inetrneta preko mobilne mreže GPRS(General Packet Radio Service) i nazvano je 2.5 generacija. Ovime je omogućena razmena MMS(Multimedia messaging Sevice) poruka sa brzinom prenosa od 40Kbit/s. 2003. godine dolazi do još jednog unapređenja koje se takođe odnosi na internet u okviru mobilne mreže. 2.75 generacija koristi EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution) tehnologiju za razmenu podataka brzinom od 64Kbit/s. Naredna generacija, 3G, pored toga što je donela još veću brzinu prenosa podataka, donela je i nov način multipleksiranja kanala, radi povećanja kapaciteta, koji se zasniva na kodu (CDMA – Code Division Multiple Access), za razliku od predhodne koja se zasnivala na vremenu (TDMA – Time Division Miltiple Access). Protokol koji omogućava razmenu podataka velikom brzinom, koja dostiže i 14Mbit/s, jetse HSPA(High Speed Packet Acces). Danas je počela da se koristi i četvrta generacija mobilne mreže poznatija pod imenom LTE(Long Term Evolution) koja pruža brzinu prenosa od 100Mbit/s. Tako velike brzine prenosa omogućile su korišćenje servisa kao što su IP telefonija, video konferencija, televizija velike rezolucije za mobilne uređaje i „računarstvo u oblaku“.

Autor: Ognjen Predić

{/xа}