Лекция №4. IEEE 802.11 стандарттарының тобы

Внешнюю среду.

IEEE 802.11 стандарттарының тобы

IEEE 802.11 базалық стандарты. Сымсыз каналды есептеуіш тораптарды (ЛЕТ) жасау 1989 жылы басталды, IEEE 802.11 жұмысының нәтижесінде IEEE 802-нің 11-ші жұмыстық тобының комитеті 1997 жылдың шілдесінде құрылды. Сымсыз локальды тораптың тарату каналдарын бақылау және физикалық деңгейдегі спецификация (Wireless LAN Medium Access Contor and Physical Layer Specifications) стандарттары шығарылды. Ол стандарт бойынша тораптың архитектурасын анықтайды, құрылғылардың байланыс каналына қол жетудегі принциптерін, пакеттің форматы, мәліметтерді қорғау мен аутентификация тәсілдерін белгілейді. Бұл стандарт физикалық деңгейде 3диапазонда жұмыс істейді: екі радиожиілікті және бір оптикалық.. Инфрақызыл диапазонында импульсті-позициондық модуляция 2400-2483,5 Мгц-те секіртпе жиілік әдісімен спектрді кеңейту (FHSS) және тура реттік әдіс (DSSS) модуляциясының режимі қолданылады. Тарату- қабылдау жылдамдығы 1-2 Мбит/с шамасында болады. Бірақ бастапқы IEEE 802.11 спецификациясына сай құрылғылар жасалынып жатқанда сымдық торап Ethernet-тің өткізу мүмкіншілігі көп есе өсе түсті. Баяғы максимальды 2Мбит/с тарату жылдамдығы қолданушыларға қанағаттанарлықсыз болды. Сондықтан қосымша IEEE 802.11b, IEEE 802.11a және IEEE 802.11g шықты. Стандарт IEEE 802.11 базалық немесе негізгі болып келеді және сымсыз локальды тораптардың (WLAN) жұмысын ұйымдастыратын қажет протоколдарды белгілейді. Осы протоколдардың негізгілері: MAC(Medium Access Control), ортасына қол жетуді басқару протоколы және физикалық ортада сигналдарды тарату протоколы PHY. Физикалық орта ретінде радиотолқындар және инфрақызыл сәулелену қолданылады. Ethernet сымды локальды тораптарға қарағанда MAC деңгейлері сымсыз торапта әлде қайда жоғары функцияларды қолданады, ол айта кетсек: фрагментация және пакеттердің ретранеляция процедурасын жасайды. Ортаға қол жету әдістері 802.11 стандартында CSMA/CA (Cartier Sense Multiple Access with Collision Avoidance- тасымалдаушыны табу және коллизияны болдыртпау көптік қол жету) механизмі арқылы іске асырылады.

Сымсыз локальды тораптарда қолданылатын мобильді жұмыс станцияларының энергоресурстарын үнемдеу үшін қуатты аз пайдаланатын пассивті режимге өту қарастырылған.

802.11 стандартының негізіне ұяшық архитектурасы әсер етеді, торап бір немесе бірнеше ұяшықтан (сотадан) тұрады. Әрбір ұяшық өзінің қол жету нүктесі деп аталатын базалық станциясымен басқарылады. (AP-Access Point), ол өзінің радиусында қолданушылардың жұмыстық мобильді станцияларымен қатар базалық қызмет көрсету зонасын құрайды (BSS-Basic Service Set). Көп ұяшықты қол жету нүктелерінің бір-бірімен әрекеттесуі (DS-Distribution System) реттеу жүйесімен басқарылады,ол кабельдік локальді тораптардағы магистральдік сегменттің эквиваленті. Осы барлық инфрақұрылым, яғри қол жету нүктелері және реттеу жүйесі қосылып кеңейтілген қызмет көрсету зонасын құрайды (ESS – Extended Service Set). 802.11 стандарты бір ұяшықты вариантты қолдайды немесе оның кейбір функцияларын жұмыстық станцияларға жүктеуін қарастырады.

Мобильді жұмыстық станциялардың көп ұяшықты жүйеде бір нүктелік зонадан екіншісіне өткенде арнайы процедуралар - сканерлеу (активті және пассивті эфирді тыңдау) және қосылу (Association) орындалады, бірақ роумингті іске асыру 802.11 стандарт спецификациясында қатаң қарастырылмаған.

IEEE 802.11 стандартымен WLAN-ды қорғау үшін WEP (WEP – Wired Equivalent Privacy)деп аталатын ақпаратты таратудың кешенді қауіпсіздігі қарастырылған. Ол торапқа рұқсат етілмеген қолжетуді (аутентификация процедураларын механизмі) және ақпаратты тартып алуды (шифлеуді) болдырмау үшін қолданылады.

IEEE 802.11а стандарты. 802.11 стандарт тобындағы бұл стандарт өте кең жолақты, мәліметтерді тарату жылдамдығы 54 Мбит/с аспайды. IEEE 802.11а-да әрбір пакет 52 ортогоналды тасымалдаушы жиіліктерде таратылады, әрқайсы реттік жолақ кеңдігі 300 кГц (20МГц/64), бір каналдың кеңдігі 20 МГц. Тасымалдаушылар BPSK, QPSK, 16 және 64 позиционды квадраттық амплитудалық модуляциясынан өтеді. Әр түрлі кодтау (жасыру) жылдамдықтарында (1/2 және 3/4, 64-QAM-ға 2/3 және 3/4) сәйкесінше 6,9,12,18,24,36,48,54 Мбит/с болады.

Базалық стандарт 2,4 ГГц диапазонда істеуге арналған болса, 802.11а спецификациясы 5ГГц-ке негізделген. Мұнда сигналды модуляциялау әдісінің орнына ортоганальды жиіліктік мультиплексирлеу әдісі (OFDM) қолданылады. OFDM- нің FHSS/DSSS айырмашылығы - пайдалы сигналды паралельді бірнеше диапазон жиіліктерінде жіберуге және спектрді кеңейту технологиясында тізбектей пайдалы сигналдарды беруге болады. Соның әсерінен өткізу мүмкіндігі артып, сигналдың сапасы жақсарады.

5,1-5,9 ГГц диапазонында байланыс жүйесін кең жолақты етіп табу оңай болып келеді. АҚШ-та лицензиялы емес жұмыс диапазоны 5,15-5,35 және 5,725-5,825 ГГц жолақтары байланысқа берілген, 2,4 ГГц-диапазонындағы 83 МГц-пен салыстырғанда бар болғаны 300МцГ сәйкес келеді. 2,4Ггц диапазонындағы қиылыспайтын 3 канал орнына IEEE 802.11b стандартында тек төменгі деңгейлі 5,15-5,35 ГГц диапазонындағы қиылыспайтын 8 канал сәйкес келеді.Еуропа мен Ресей елдерінде(бірақ бізбің елде де лицензиялы емес диапазондар жоқ) барлық жиілік диапазондары лицензиялы, 2,4Ггц диапазоны алдыннан операторлар жағынан иеленіп алынған, 5-ГГцтен артық жиіліктерде бос орындар дерлік жоқ, олар енді жаңадан қолданысқа еніп келе жатыр.

802.11а стандартының кемшіліктері радиотаратқыштың энергияны басқаларынан қарағанда көп қолдануы, жұмыс істеу радиусының аздығы (2,4ГГц жиілікке 300м, 5ГГц жиілікке 100м).

802.11b стандарты. Тарату жылдамдығы 11Мбит/с-қа дейін жетіп қалады, кәдімгі сымдық локальды торап Ethernet-тен кем түспейді, 2,4 ГГц диапазонын жаулап алған, құрылғы өңдірушілер арасында да өте танымал.

802.11b стандартындағы мәліметтерді тарату жылдамдығы

Тарату стандарты	Мәліметтерді тарату жылдамдығы	Модуляция түрі
IEEE 802.11	1 Мбит/с	DBPSK
IEEE 802.11	2 Мбит/с	DQPSK
IEEE 802.11b	5,5 Мбит/с	CCK
IEEE 802.11b	11 Мбит/с	CCK

802.11b стандартының соңғы редакциясында 1999 жылы Wi-Fi (Wireless fidelity) аты берілген. Базалық радиотехнологиясы 8-разрядты Уолш тізбегінің DSSS әдісіне негізделген.

Максималды 11 Мбит/с жылдамдықта, оның жұмыс істеу радиусы кіші болады, аз жылдамдықта керісінше ұлғаяды. Сондықтан сигналдың сапасы жаман болғанда автоматты түрде тарату жылдамдығы төмендейді. 802.11b стандартының қол жеткізу нүктесінің орташа әсер ету радиусы 6 кестеде корсетілген.

Кесте 6

802.11b стандарты қол жеткізу нүктесіндегі орташа әсер ету радиусы

Қоршаған орта	Әсер ету радиусы
Ашық алаңдағы тікелей көру зонасы	шамамен 300 м
Ашық алаңдағы кедергілер	100 м дейін
Үлкен кеңсе	40 м дейін
Тұрғын үй	20 м дейін

Көрсетілген әсер ету радиустары 802.11b стандартының қол жеткізу нүктелерінің орташа мәнін көрсетеді. Жергілікті жердің шарттарына байланысты(қалың қабырғалар мен бетонның көп болуына қарай) әсер ету радиусы кішірейуімүмкін.

802.11базалық стандарты сияқты роумингтің нақты механизмдері 802.11bспецификациясымен анықталмаған.

Дата добавления: 2014-01-11