Η επανάσταση στην ασύρματη επικοινωνία που μας έχει υποσχεθεί εδώ και πολλά χρόνια η παγκόσμια βιομηχανία ττληροφορικής και τηλεπικοινωνιών αρχίζει επιτέλους να πραγματοποιείται, μεταβάλλοντας δραστικά την καθημερινή ζωή μας σε προσωπικό, οικογενειακό και εργασιακό επίπεδο. Η έκρηξη των κινητών τηλεφώνων δεν ήταν παρά μόνο η αρχή, αφού ο τελικός στόχος είναι η εύκολη, φθηνή και μόνιμη ασύρματη πρόσβαση στο Internet καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας και σε οποιονδήποτε χώρο και αν βρισκόμαστε. Εκατοντάδες νέες συσκευές θα λειτουργούν μέσω αόρατων, ασύρματων δικτύων, απαλλάσσοντάς μας από την ανάγκη μεταφοράς και χρήσης καλωδίων ή από τη χρονοβόρα - αλλά απαραίτητη σήμερά - διαδικασία συγχρονισμού των περιεχομένων τους.
Η επέλαση της ασύρματης δικτύωσης αποτελεί ένα απολύτως απαραίτητο βήμα πριν από μία γενικότερη επανάσταση, όπου όλες οι ηλεκτρονικές συσκευές και κατ' επέκταση οι άνθρωποι θα επικοινωνούν μεταξύ τους σε μόνιμη βάση. Στην πραγματικότητα, βασικά συστατικά του νέου κόσμου που διαμορφώνεται έχουν ήδη κάνει την πρώτη, διστακτική εμφάνισή τους, προλειαίνοντας ένα όχι και τόσο μακρινό ή ουτοπικό μέλλον. Καθώς η τεχνολογία των ασύρματων δικτύων εισχωρεί βαθιά στην καθημερινότητά μας, οι ακριβείς συνέπειες για τη ζωή μας είναι πολλές φορές δύσκολο να εκτιμηθούν. Η τεχνολογία Instant Messaging, για παράδειγμα, έχει ήδη αποδειχθεί αρκούντως εθιστική, παρόλο που προς το παρόν βασίζεται εξ ολοκλήρου στους προσωπικούς υπολογιστές. Τι θα συμβεί όμως εάν ξαφνικά η συγκεκριμένη υπηρεσία αρχίσει να προσφέρεται συνεχώς, επιτρέποντας τη διαρκή επικοινωνία μεταξύ φίλων, γνωστών, οικογενειών και συνεργατών;
Τα καλά νέα είναι ότι καθώς ο νέος αυτός ασύρματος κόσμος παίρνει σταδιακά την τελική μορφή του, οι καταναλωτές είναι αυτοί που θα καθορίσουν τον ακριβή τρόπο με τον οποίο θα εισχωρήσει στη ζωή τους, αλλάζοντάς την για πάντα. Οι αλλαγές που κυοφορούνται σήμερα κινούνται ως επί το πλείστον προς τη σωστή κατεύθυνση, προσφέροντάς μας υψηλότερη ασφάλεια, περισσότερο εύχρηστη τεχνολογία και μεγαλύτερη βοήθεια στην οργάνωση της πολύπλοκης ζωής μας. Παράλληλα όμως, η επανάσταση που βρίσκεται προ των πυλών εγείρει νέα σημαντικά ερωτηματικά σχετικά με την προστασία της ιδιωτικής ζωής μας.
Πριν ο νέος κόσμος να πάρει σάρκα και οστά, υπάρχουν πολλά ακόμη που πρέπει να γίνουν.
Σήμερα, αναπτύσσονται παράλληλα πολλές ασύρματες τεχνολογίες, οι χρήστες των οποίων εντάσσονται και σε μία ιδιαίτερη "τεχνολογική φυλή". Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η τεχνολογία Bluetooth, που επιτρέπει την ασύρματη σύνδεση - σε μικρές αποστάσεις - ηλεκτρονικών συσκευών με μικρή συνήθως επεξεργαστική ισχύ. Ο πρωταγωνιστής όμως του αυριανού ασύρματου κόσμου δεν είναι άλλος από το πρωτόκολλο 802.11, που προσφέρει υψηλούς ρυθμούς διαμεταγωγής και κυρίως διαθέτει μεγάλη εμβέλεια. Σήμερα, την τεχνολογία Wi-Fi μπορεί να συναντήσει κανείς σε ξενοδοχεία, αεροδρόμια, γραφεία εταιρειών, ακόμη και σε δημόσιες τοποθεσίες, απολαμβάνοντας άμεση και απρόσκοπτη σύνδεση με το Internet.
Φανταστείτε έναν κόσμο όπου θα μπορούσατε να εργάζεστε χωρίς προβλήματα και περιορισμούς από το σπίτι ή να ελέγχετε την επαγγελματική και προσωπική ηλεκτρονική αλληλογραφία σας στο δρόμο, στο λεωφορείο και στο αυτοκίνητο. Έναν κόσμο όπου θα είχατε τη δυνατότητα να συνδέεστε άμεσα με τον υπολογιστή του γραφείου αναζητώντας αρχεία, αντιγράφοντας πολύτιμα έγγραφα ή αποστέλλοντας σημαντικά μηνύματα στους συνεργάτες σας. Φανταστείτε να μπορούσατε να επικοινωνείτε με τους φίλους και γνωστούς σας καθ' όλη τη διάρκεια του 24ώρου, να παίζετε μαζί τους δικτυακά παιχνίδια, να ανταλλάσσετε αρχεία, να συνεργάζεστε για την επίλυση κάποιας σύνθετης σχολικής εργασίας οπουδήποτε και αν βρίσκεστε, μέσω οποιασδήποτε φορητής ηλεκτρονικής συσκευής. Η τεχνολογία Wi-Fi πραγματοποιεί όλες τις προαναφερθείσες επιθυμίες που ενδόμυχα έχουν όλοι οι άνθρωποι σήμερα, προσθέτοντας την ευχρηστία μέσω της αυτόματης δημιουργίας όλων των απαραίτητων ασύρματων συνδέσεων χωρίς τη μεσολάβηση του χρήστη.
Τα αρχικά Wi-Fi προέρχονται από τις αγγλικές λέξεις Wireless Fidelity και χαρακτηρίζουν μία επαναστατική τεχνολογία που αναλαμβάνει τη δικτύωση των υπολογιστών, ώστε να μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους και με το Internet χωρίς καλώδια. Οι χρήστες θα μπορούν να μοιράζονται αρχεία, κοινές συσκευές, ακόμη και τη σύνδεση με το Internet, όπως ακριβώς συμβαίνει με τα συμβατικά ενσύρματα δίκτυα, μετακινώντας τον όρο του "mοbile computing" από τη σφαίρα της φαντασίας στην πραγματική, καθημερινή ζωή. Το κυριότερο χαρακτηριστικό της τεχνολογίας Wi-Fi είναι η απόλυτη ελευθερία που προσφέρει. Ελευθερία να μετακινούμαστε στο σπίτι ή στο γραφείο ενώ παραμένουμε συνεχώς συνδεδεμένοι, ελευθερία να μετακινούμε τον εξοπλισμό αναδιοργανώνοντας το χώρο μας χωρίς να ενδιαφερόμαστε για τα καλώδια, ελευθερία να παραμένουμε σε συνεχή επικοινωνία ακόμη και όταν ταξιδεύουμε.
Σε πρακτικό επίπεδο, τα πλεονεκτήματα των ασύρματων δικτύων έναντι των ενσύρματων είναι ορατά τόσο για τον απλό, οικιακό χρήστη όσο και για τις μικρές ή μεγάλες επιχειρήσεις. Η ασύρματη δικτύωση δύο ή περισσότερων υπολογιστών στον ιδιωτικό χώρο μας, μάς απαλλάσσει από την ανάγκη αγοράς και εγκατάστασης καλωδίων, τα οποία θα πρέπει κατόπιν να κρύψουμε κάτω από χαλιά ή πίσω από έπιπλα ώστε να μην προσβάλλουν την αισθητική μας. Για τις επιχειρήσεις, τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα επικεντρώνονται στη δυνατότητα άμεσης επέκτασης του υπάρχοντος δικτύου, καθώς και στην αναδιοργάνωσή του. Η αγορά ενός υπολογιστή και ο εξοπλισμός του με μία κάρτα ασύρματης δικτύωσης επιτρέπουν την άμεση σύνδεσή του στο υφιστάμενο εταιρικό δίκτυο, χωρίς να απαιτείται η συχνά προβληματική διαδικασία εγκατάστασης νέων καλωδίων ή ρύθμισης του εξοπλισμού. Η μετεγκατάσταση γραφείων και υπαλλήλων αποδεικνύεται εξίσου εύκολη και γρήγορη. Τα έπιπλα μετακινούνται, οι υπολογιστές συνδέονται με το ρεύμα και αυτόματα ανιχνεύουν το ασύρματο δίκτυο πραγματοποιώντας τις απαραίτητες ρυθμίσεις.
Τι γίνεται όμως με τις ραδιοφωνικές παρεμβολές από άλλες ασύρματες συσκευές; Παρόλο που ο εξοπλισμός Wi-Fi λειτουργεί στα 2,4GHz, όπως αρκετές ακόμη οικιακές συσκευές, το πρότυπο επικοινωνίας που ενσωματώνει επιτρέπει τη μείωση της ταχύτητας μετάδοσης όταν ανιχνεύονται παρεμβολές, χωρίς να διακόπτεται η επικοινωνiα. Παράλληλα, η επιλογή διαφορετικού καναλιού, από τα 11 συνολικά που προσφέρονται, συνήθως επιλύει το πρόβλημα, ενώ πολλές συσκευές ασύρματης δικτύωσης υιοθετούν ειδικά πρωτόκολλα που αντιμετωπίζουν με αρκετή επιτυχία το συγκεκριμένο πρόβλημα. Σήμερα, τα ασύρματο δίκτυα Wi-Fi χρησιμοποιούν τα ραδιοκύματα για την αποστολή και λήψη δεδομένων, ενώ ανάλογα με τις ανάγκες που καλούνται να καλύψουν έχει αναπτυχθεί μία σειρά πρωτοκόλλων που βασίζονται στο 802.11.
Τον Ιούνιο του 1997 ο οργανισμός ΙΕΕE (Ιnstitυte οf Electrical and Εlectronics Εngineers) ολοκλήρωσε την ανάπτυξη του αρχικού προτύπου επικοινωνίας 802.11 που χρησιμοποιείται για την υλοποίηση ασύρματων δικτύων (Wireless LΑΝ). Οι προδιαγραφές του έκαναν λόγο για ένα πρωτόκολλο που θα λειτουργούσε στη συχνότητα των 2,4GHz, προσφέροντας δύο διαφορετικούς ρυθμούς διαμεταγωγής (1 και 2Mbps). Η κατασκευή κάποιου ασύρματου δικτύου με τη χρήση του συγκεκριμένου πρωτοκόλλου επέτρεπε στους υπευθύνους να επιλέξουν μεταξύ δύο διαφορετικών τρόπων λειτουργίας, τους FHSS (Frequency Ηοpping Spread Spectrum) και DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). Έκτοτε, οι αρχικές αυτές προδιαγραφές αναθεωρήθηκαν πολλές φορές, έτσι ώστε να καλύψουν τις ποικίλες ανάγκες που αντιμετωπίζουν σήμερα τόσο οι απλοί, οικιακοί χρήστες όσο και οι μικρές ή μεγάλες επιχειρήσεις. Κάθε αλλαγή ή προσθήκη στις αρχικές προδιαγραφές οδήγησε στην ανάπτυξη παρεμφερών πρωτοκόλλων, που ξεχωρίζουν με την προσθήκη κάποιου μικρού αγγλικού γράμματος στον αρχικό τίτλο του προτύπου. Οι κυριότεροι εκπρόσωποι του 802.11 είναι οι εξής:
802.11a: Το πρωτόκολλο 802.11a λειτουργεί στη συχνότητα των 5GHz, γεγονός που ελαχιστοποιεί τον κίνδυνο ραδιοφωνικών πα
ρεμβολών από άλλες ασύρματες συσκευές. Οι
υψηλοί ρυθμοί διαμεταγωγής που επιτυγχάνει κυμαίνονται μεταξύ 6 και 54Mbps, ενώ τα πρώτα προϊόντα που το υποστηρίζουν εμφανίστηκαν στο τέλος του 2001. Λόγω της μειωμένης πιθανότητας παρεμβολών και της υψηλής ταχύτητάς του, το συγκεκριμένο πρωτόκολλο θεωρείται ιδανικό για την υποστήριξη multimedia εφαρμογών, καλύπτοντας στο ακέραιο τόσο τις σημερινές όσο και τις μελλοντικές απαιτήσεις διαμεταγωγής. Ορισμένα προϊόντα ασύρματης δικτύωσης με chipset από την εταιρεία Atherοs υποστηρίζουν ακόμη μεγαλύτερες ταχύτητες, που φθάνουν τα 72Mbps, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις ξεπερνούν ακόμη και τα 108Mbps. Στην πράξη, η αύξηση των επιδόσεων δεν είναι ιδιαίτερα εντυπωσιακή, ενώ πραγματοποιείται σε βάρος της εμβέλειας του ασύρματου δικτύου.
802.11b: Σε αντίθεση με ό,τι υποδηλώνει η ονομασία του, το πρωτόκολλο 802.11b αναπτύχθηκε πριν από το 802.11a και παρόλο που προσφέρει χαμηλότερους ρυθμούς διαμεταγωγής, αποτελεί το σημαντικότερο πρότυπο ασύρματης δικτύωσης σήμερα. Οι προδιαγραφές του, που ολοκληρώθηκαν στα τέλη του 1999, καθορίζουν τη συχνότητα λειτουργίας στα 2,45GHz (DSSS), ενώ στους ρυθμούς διαμεταγωγής του 802.11 προστέθηκαν δύο uψη λότεροι στα 5,5 και 11 Mbps. Οι περισσότερες εγκαταστάσεις ασύρματων δικτύων σήμερα ακολουθούν το συγκεκριμένο πρότυπο, ενώ ο οργανισμός WECΑ (Wireless Εthernet Certiticatiοn Alliance), μέλη του οποίου είναι όλοι οι μεγάλοι κατασκευαστές προϊόντων ασύρματης δικτύωσης, αναλαμβάνει την πιστοποίηση της σuμβατότητας όλων των συσκευών που κυκλοφορούν στην αγορά με το συγκεκριμένο πρωτόκολλο. Ορισμένα από τα προϊόντα που υποστηρίζουν το 802.11 b και ενσωματώνουν το chipset ΑCΧ1000 της Texas Instruments, καταφέρνουν να διπλασιάσουν το θεωρητικό ρυθμό διαμεταγωγής σε 22Mbps. Στην πράξη η αύξηση των επιδόσεων που παρατηρείται κυμαίνεται στο περίπου 50%, ποσοστό που μεταφράζεται σε 4 έως 6Mbps επιπλέον.
802.11g: Η αρχική απαίτηση που κλήθηκε να ικανοποιήσει το πρωτόκολλο 802.11g ήταν η αύξηση του ρυθμού διαμεταγωγής στα
54Μbps, διατηρώντας παράλληλα τη συμβατότητα με το παλαιότερο 802.11 b. Οι αρχικές προδιαγραφές του πρωτοκόλλου καθόριζαν τη συχνότητα λειτουργίας του στα 2,4GHz, επιτρέποντας έτσι τη δημιουργία ενός δικτύου από συσκευές που θα υποστηρίζουν οποιοδήποτε από τα δύο πρότυπα. Στις αρχές του 2002, ο τρόπος λειτουργίας του πρωτοκόλλου άλλαξε από DSSS σε OFDΜ για να επιτευχθεί η επιθυμητή αύξηση των επιδόσεων, γεγονός που προκάλεσε σημαντικά προβλήματα ασυμβατότητας.
Το αξιοποιήσιμο εύρος του ραδιοφωνικού φάσματος συχνοτήτων εκτείνεται από τα 6ΚΗz έως τα 300GHz, περιοχή πραγματικά τεράστια, όμως το μεγαλύτερο μέρος του έχει ήδη δεσμευτεί για συγκεκριμένες εφαρμογές, αφήνοντας ελάχιστο bandwidth ελεύθερο. Στην πραγματικότητα, το φάσμα που απομένει για την ανάπτυξη των ασύρματων δικτύων και άλλων ερασιτεχνικών εφαρμογών είναι αρκετά υποβαθμισμένο, αφού, για παράδειγμα, η περιοχή των 2,4GHz που χρησιμοποιείται από την τεχνολογία Wireless LΑΝ είναι επιρρεπής σε ραδιο-παρεμβολές από φούρνους μικροκυμάτων, ενώ τα σήματά της με δυσκολία διαπερνούν τα δέντρα, το χιόνι, καθώς και οτιδήποτε περιέχει νερό.
Όπως είναι φυσικό, οι χρήστες των ασύρματων δικτύων που δεν διαθέτουν άδεια εκπομπής σε κάποιες δεσμευμένες συχνότητες
είναι πολίτες β' κατηγορίας, ενώ σε περίπτωση παρεμβολών από εμπορικούς χρήστες δεν προστατεύονται νομικά, ακόμη και εάν ο εξοπλισμός που διαθέτουν κοστίζει πανάκριβα. Το πλαίσιο λειτουργίας των ασύρματων δικτύων σήμερα είναι αρκετά απλό, με μικρές διαφορές από χώρα σε χώρα, αφού αυτό που απαιτείται είναι η ισχύς του εκπεμπόμενου σήματος να μην ξεπερνά μία προκαθορισμένη τιμή, συνήθως το 1 Watt, ενώ το σήμα θα πρέπει να διαβιβάζεται μέσω της τεχνολογίας spread spectrum. Η συγκεκριμένη τεχνολογία αναπτύχθηκε για στρατιωτικούς σκοπούς, προσφέροντας μεγαλύτερη αξιοπιστία και ασφάλεια στην επικοινωνία, ενώ για την υλοποίησή της χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικές τεχνικές: η Frequency Ηοpping Spread Spectrum (FHSS) και Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS).
FHSS: Η τεχνική Frequency Ηοpping Spread Spectrum στηρίζει τη λειτουργία της στη μεταπήδηση μεταξύ των συχνοτήτων ανά τακτά χρονικά διαστήματα, με αποτέλεσμα οι μη εξουσιοδοτημένοι χρήστες που δεν γνωρίζουν σε ποιες συχνότητες θα πρέπει να συντονιστούν, να αποκόπτονται από την επικοινωνία. Μέσω της συγκεκριμένης μεθόδου το διατιθέμενο φάσμα διαχωρίζεται σε ξεχωριστά κανάλια, που στην περίπτωση των ασύρματων δικτύων που λειτουργούν στη συχνότητα των 2,4GHz ανέρχονται σε 79. Κατά την έναρξη της επικοινωνίας, ο πομπός και ο δέκτης "συμφωνούν" σε έναν συγκεκριμένο αλγόριθμο για τη μεταπήδηση των συχνοτήτων, με αποτέλεσμα να μπορούν να συντονίζονται ταυτόχρονα στη σωστή συχνότητα. Η τεχνική FHSS υλοποιήθηκε αρχικά από τον αμερικανικό στρατό, που αναζητούσε τρόπους προστασίας των ραδιοφωνικών εκπομπών του από υποκλοπές και ο αλγόριθμος στην αρχική μορφή του δεν ήταν τίποτε περισσότερο από διάτρητες καρτέλες που εισάγονταν στους πομπούς και στους
δέκτες.
DSSS: Αργότερα, καθώς η ψηφιακή τεχνολογία αντικαθιστούσε τα αναλογικά συστήματα, αναπτύχθηκε μία νέα τεχνική που ονομάστηκε Direct Sequence Spread Spectrum. Με τη μέθοδο αυτή το σήμα δεν μεταπηδά από τη μία συχνότητα στην άλλη, αλλά αντίθετα διαμοιράζεται σε όλο το φάσμα των διατιθέμενων συχνοτήτων ταυτόχρονα. Για την ακρίβεια, η τεχνική DSSS χωρίζει το φάσμα συχνοτήτων σε 14 επικαλυπτόμενα κανάλια των 22ΜΗz και χρησιμοποιεί ένα κανάλι κάθε φορά. Η συγκεκριμένη μέθοδος προσφέρει υψηλότερο ρυθμό διαμεταγωγής, χωρίς όμως να σημειώνει αξιόλογη αύξηση, επειδή ο πομπός και ο δέκτης δεν χρειάζεται να συντονίζονται συνεχώς.
Και οι δύο τεχνικές παρουσιάζουν ανθεκτικότητα στις παρεμβολές, αφού στην περίπτωση του FHSS το σήμα μεταπηδά μόνο σε ελεύθερες συχνότητες, ενώ στην περίπτωση του DSSS ο δέκτης μπορεί να λαμβάνει τη χρήσιμη πληροφορία διαχωρίζοντας τις παρεμβολές. Ο συνδυασμός και των δύο τεχνικών στον ίδιο περιβάλλοντα χώρο μπορεί να προκαλέσει προβλήματα στο δίκτυο που χρησιμοποιεί το πρότυπο FHSS, αφού δεν θα μπορεί να ανιχνεύσει καμία ελεύθερη συχνότητα. Αντίθετα, η παρουσία πολλαπλών δικτύων FHSS συνήθως δεν προξενεί προβλήματα, αφού είναι λίγες οι περιπτώσεις όπου διαφορετικά σήματα θα τύχει να πέσουν πάνω στην ίδια συχνότητα.