Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Безпровідникові канали зв’язку
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2011
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Інші
Група:
КН
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Лабораторна робота №9
на тему:
«Безпровідникові канали зв’язку»
Безпровідникові канали зв'язку
Крім кабельних каналів у комп'ютерних мережах іноді використаються також безкабельні канали. Їхня головна перевага полягає в тому, що не потрібно ніякої прокладки проводів (не треба робити отворів у стінах, закріплювати кабель у трубах і ринвах, прокладати його під фальшполами, над підвісними стелями або у вентиляційних шахтах, шукати й усувати ушкодження). До того ж комп'ютери мережі можна легко переміщати в межах кімнати або будинку, тому що вони ні до чого не прив'язані.
Радіоканал використає передачу інформації з радіохвиль, тому теоретично він може забезпечити зв'язок на багато десятків, сотні й навіть тисячу кілометрів. Швидкість передачі досягає десятків мегабіт у секунду (тут багато чого залежить від обраної довжини хвилі й способу кодування).
Особливість радіоканалу полягає в тому, що сигнал вільно випромінюється в ефір, він не замкнутий у кабель, тому виникають проблеми сумісності з іншими джерелами радіохвиль (радіо- і телемовними станціями, радарами, радіоаматорськими й професійними передавачами й т.д.). У радіоканалі використовується передача у вузькому діапазоні частот і модуляція інформаційним сигналом сигналу несучої частоти.
Головним недоліком радіоканалу є його поганий захист від прослуховування, тому що радіохвилі поширюються неконтрольовано. Інший великий недолік радіоканалу - слабка перешкодозахищеність.
Для локальних бездротових мереж (WLAN - Wireless LAN) у цей час застосовуються підключення по радіоканалі на невеликих відстанях (звичайно до 100 метрів) і в межах прямої видимості. Найчастіше використовуються два частотних діапазони - 2,4 Ггц й 5 Ггц. Швидкість передачі - до 54 Мбіт/с. Розповсюджено варіант зі швидкістю 11 Мбіт/с.
Мережі WLAN дозволяють установлювати бездротові мережні з'єднання на обмеженій території (зазвичай усередині офісного або університетського будинку або в таких громадських місцях, як аеропорти). Вони можуть використатися в тимчасових офісах або в інших місцях, де прокладка кабелів нездійсненна, а також як доповнення до наявної провідної локальної мережі, покликаного забезпечити користувачам можливість працювати переміщаючись по будинку.
Популярна технологія Wi-Fi (Wireless Fidelity) дозволяє організувати зв'язок між комп'ютерами кількістю від 2 до 15 за допомогою концентратора (названого точкою доступу, Access Point, АР), або декількох концентраторів, якщо комп'ютерів від 10 до 50. Крім того, ця технологія дає можливість зв'язати дві локальні мережі на відстані до 25 кілометрів за допомогою потужних бездротових мостів. Важливо, що багато мобільних комп'ютерів (ноутбуки) уже мають вбудований контролер Wi-Fi, що істотно спрощує їхнє підключення до бездротової мережі.
Радіоканал широко застосовується в глобальних мережах як для наземного, так і для супутникового зв'язку. У цьому застосуванні в радіоканалу немає конкурентів, тому що радіохвилі можуть дійти до будь-якої точки земної кулі.
Інфрачервоний канал також не вимагає сполучних проводів, тому що використовує для зв'язку інфрачервоне випромінювання (подібно пульту дистанційного керування домашнього телевізора). Головна його перевага в порівнянні з радіоканалом - нечутливість до електромагнітних перешкод, що дозволяє застосовувати його, наприклад, у виробничих умовах, де завжди багато перешкод від силового встаткування. Правда, у цьому випадку потрібна досить висока потужність передачі, щоб не впливали ніякі інші джерела теплового (інфрачервоного) випромінювання. Погано працює інфрачервоний зв'язок й в умовах сильної запиленості повітря.
Швидкості передачі інформації з інфрачервоного каналу звичайно не перевищують 5-10 Мбіт/с, але при використанні інфрачервоних лазерів може бути досягнута швидкість більше 100 Мбіт/с. Таємність переданої інформації, як й у випадку радіоканалу, не досягається, також потрібні порівняно дорогі приймачі й передавачі. Все це приводить до того, що застосовують інфрачервоні канали в локальних мережах досить рідко. В основному вони використаються для зв'язку комп'ютерів з периферією (інтерфейс IrDA).
Інфрачервоні канали діляться на дві групи:
• Канали прямої видимості, у яких зв'язок здійснюється на променях, що йдуть безпосередньо від передавача до приймача. При цьому зв'язок можливий тільки при відсутності перешкод між комп'ютерами мережі. Зате довжина каналу прямої видимості може досягати декількох кілометрів.
• Канали на неуважному випромінюванні, які працюють на сигналах, відбитих від стін, стелі, підлоги й інших перешкод. Перешкоди в цьому випадку не заважають, але зв'язок може здійснюватися тільки в межах одного приміщення.
Якщо говорити о можливих топологіях, то найбільш природно всі бездротові канали зв'язку підходять для топології типу шина, у якій інформація передається одночасно всім абонентам. Але при використанні вузьконаправленої передачі й/або частотного поділу по каналах можна реалізувати будь-які топології (кільце, зірка, комбіновані топології) як на радіоканалі, так і на інфрачервоному каналі.
Стандарти безпровідникових систем
З кінця 90-х років 20 століття спостерігається бум бездротових локальних мереж (WLAN -Wireless LAN). Це зв'язано в першу чергу з успіхами технології й з тими зручностями, які здатні надати бездротові мережі. За прогнозами 80% всіх мобільних комп'ютерів будуть оснащені у будованими засобами доступу до таких мереж.
В 1997 році був прийнятий стандарт для бездротових мереж IEEE 802.11. Зараз цей стандарт активно розвивається й містить у собі вже кілька розділів, у тому числі три локальні мережі (802.11а, 802.1lb й 802.1lg). Стандарт містить наступні специфікації:
• 802.11 - первісний стандарт WLAN. Підтримує передачу даних зі швидкостями від 1 до 2 Мбіт/с.
• 802.11а - високошвидкісний стандарт WLAN для частоти 5 Ггц. Підтримує швидкість передачі даних 54 Мбіт/с.
• 802. 11b - стандарт WLAN для частоти 2,4 Ггц. Підтримує швидкість передачі даних 11 Мбіт/с.
• 802.11е - установлює вимоги якості запиту, необхідні для всіх радіо інтерфейсів IEEE WLAN.
• 802.11f - описує порядок зв'язку між рівнозначними крапками доступу.
• 802.1lg - установлює додаткову техніку модуляції для частоти 2,4 Ггц. Призначений для забезпечення швидкостей передачі даних до 54 Мбіт/с.
• 802.1lh - описує керування спектром частоти 5 Ггц для використання в Європі й Азії.
• 802.11і - виправляє існуючі проблеми безпеки в областях аутентифікації й протоколів шифрування.
Розробкою й підтримкою стандарту IEEE 802.11 займається комітет Wi-Fi Alliance. Термін Wi-Fi (wireless fidelity) використовується як загальне ім'я для стандартів 802.11а й 802.11b, а також всіх наступних, що відносяться до бездротових локальних мереж (WLAN).
Устаткування бездротових мереж містить у собі точки бездротового доступу (Access Point) і бездротові адаптери для кожного абонента.
Точки доступу виконують роль концентраторів, що забезпечують зв'язок між абонентами й між собою, а також функцію мостів, що здійснюють зв'язок з кабельною локальною мережею й з Інтернет. Декілька близько розташованих точок доступу утворюють зону доступу Wi-Fi, у межах якої всі абоненти, обладнані бездротовими адаптерами, одержують доступ до мережі. Такі зони доступу (Hotspot) створюються в місцях масового скупчення людей: в аеропортах, студентських городках, бібліотеках, магазинах, бізнес-центрах і т.д.
Кожна точка доступу може обслуговувати декілька абонентів, але чим більше абонентів, тим менша ефективна швидкість передачі для кожного з них. Метод доступу до мережі - CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance). Мережа будується по стільниковому принципі. У мережі передбачений механізм роумінгу, тобто підтримується автоматичне підключення до точки доступу й перемикання між точками доступу при переміщенні абонентів, хоча строгих правил роумінгу стандарт не встановлює.
Оскільки радіоканал не забезпечує високого ступеню захисту від прослуховування, у мережі Wi-Fi використовується спеціальний убудований механізм захисту інформації. Він включає засоби й процедури аутентифікації для протидії несанкціонованому доступу до мережі й шифрування для запобігання перехоплення інформації.
Стандарт IEEE 802.1lb був прийнятий в 1999 р. і завдяки орієнтації на освоєний діапазон 2,4 Ггц завоював найбільшу популярність у виробників устаткування. У якості базової радіотехнології в ньому використовується метод DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), що відрізняється високою стійкістю даних. Оскільки встаткування 802.11b, що працює на максимальній швидкості 11 Мбіт/с, має менший радіус дії, чим на більш низьких швидкостях, то стандартом 802.1lb передбачене автоматичне зниження швидкості при погіршенні якості сигналу. Пропускна здатність (теоретична 11 Мбіт/с, реальна - від 1 до 6 Мбіт/с) відповідає вимогам більшості додатків. Відстань - до 300 метрів, але звичайно - до 160 метрів.
Стандарт IEEE 802.11а розрахований на роботу в частотному діапазоні 5 Ггц. Швидкість передачі даних до 54 Мбіт/с, тобто приблизно в п'ять разів швидше мереж 802.11b. Це найбільш широкополосний із сімейства стандартів 802.11. Визначено три обов'язкові швидкості - 6, 12 й 24 Мбіт/с і п'ять необов'язкових - 9, 18, 36, 48 й 54 Мбіт/с.
Стандарт IEEE 802.1lg є новим стандартом, що регламентує метод побудови WLAN, що функціонують у неліцензованому частотному діапазоні 2,4 Ггц. Завдяки застосуванню технології ортогонального частотного мультиплексування (OFDM) максимальна швидкість передачі даних у бездротових мережах IEEE 802.1lg становить 54 Мбіт/с. Устаткування, що підтримує стандарт IEEE 802.1lg, наприклад точки доступу бездротових мереж, забезпечує одночасне підключення до мережі бездротових пристроїв стандартів IEEE 802.1lg й IEEE 802.1lb. Стандарт 802.11g являє собою розвиток 802.11b. Теоретично 802.1lg має достоїнства двох своїх попередників. У числі переваг 802.1lg треба відзначити низьку споживану потужність, більші відстані (до 300 м) і високу проникаючу здатність сигналу.
Специфікація IEEE 802.11d. установлює універсальні вимоги до фізичного рівня (процедури формування каналів, псевдовипадкові послідовності частот і т.д.). Стандарт 802.l1d поки перебуває в стадії розробки.
Специфікація IEEE 802.11а дозволить створювати мультисервісні бездротові мережі для корпорацій й індивідуальних споживачів. При збереженні повної сумісності з діючими стандартами 802.11а й b вона розширить їхню функціональність за рахунок обслуговування потокових мультимедійних даних і гарантованої якості послуг. Поки затверджений попередній варіант специфікацій 802.l1e.
Специфікація IEEE 802.11f описує протокол обміну службовою інформацією між крапками доступу (Inter-Access Point Protocol, ІАРР), що необхідно для побудови розподілених бездротових мереж передачі даних. Перебуває в стадії розробки.
Специфікація IEEE 802.1lh передбачає можливість доповнення діючими алгоритмами ефективного вибору частот для офісних і вуличних бездротових мереж, а також засобами керування використанням спектра, контролю випромінюваної потужності й генерації відповідних звітів. Перебуває в стадії розробки.
Таким чином, бездротові мережі досить перспективні. Незважаючи на свої недоліки, головний з яких - незахищеність середовища передачі, вони забезпечують просте підключення абонентів, не потребуючих кабелів, мобільність, гнучкість і масштабованість мережі. До того ж, від користувачів не потрібно знання мережних технологій.
25.11.2012 22:11-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора