Занятие 5. Беспроводные сети

Резюме

Сравнение кабелей

Характеристика	Тонкий коаксиальный кабель (10Base2)	Толстый коаксиальный кабель (10Base5)	Витая пара (10BaseT)	Оптово-локон-ный кабель
Стоимость	Дороже витой пары	Дороже тонкого коаксиального кабеля	Самый дешевый	Самый дорогой
Эффективная длина кабеля*   Скорость передачи**   Гибкость   Простота установки   Подверженность помехам   Особые свойства     Рекомендуемое применение	185 м (около 607 футов)   10 Мбит/с     Довольно гибкий Прост в установке   Хорошая защита от помех Электронные компоненты дешевле, чем у витой пары   Средние или большие сети с высокими требованиями к защите данных	500 м (около 1640 футов)   10 Мбит/с     Менее гибкий   Прост в установке   Хорошая защита от помех   Электронные компоненты дешевле, чем у витой пары   Средние или большие сети с высокими требованиями к защите данных	100 м (около 328 футов)   4-100 Мбит/с     Самый гибкий Очень прост в установке; может быть установлен при строительстве   Подвержен помехам   Тот же телефонный провод; часто проложен во время строительства   UTP – самый дешевый вариант; STP – Token Ring любого размера	2 км (6562 фута)   100 Мбит/с и выше   Не гибкий   Труден в установке   Не подвержен помехам   Поддержива-ет речь, видео и данные     Сети любого размера с высокими требованиями к скорости передачи, уровню защиты и целостности данных

Эффективная длина кабеля может варьироваться в зависимости от каждой конкретной сети. С улучшением технологии она увеличивается.

** Диапазон скоростей передачи для некоторых типов кабелей расширяется. Технические достижения в производстве медных проводов привели к такой скорости передачи сигналов, которую ранее нельзя было и предположить.

Выбор сетевого кабеля зависит от ряда факторов, в число которых входят простота установки, экранирование, требования к уровню защиты, скорость передачи (в Мбит/с) и затухание сигнала. Существует три основные группы кабелей: коаксиальный кабель, витая пара и оптоволоконный кабель.

Коаксиальный кабель подразделяется на два типа – тонкий и толстый. Оба они имеют медную жилу, окруженную металлической оплеткой, которая поглощает внешние шумы и перекрестные помехи. Коаксиальный кабель удобен для передачи сигналов на большие расстояния.

Витая пара может быть экранированной и неэкранированной. Неэкранированная витая пара (UTP) делится на пять категорий, из которых пятая – наиболее популярная в сетях. Экранированная витая пара (STP) поддерживает передачу сигналов на более высоких скоростях и на большие расстояния, чем UTP.

По сравнению с медными проводами оптоволоконный кабель передает данные быстрее и обеспечивает их большую защиту, но он дороже и требует специальных навыков для установки.

Существует две технологии передачи данных: широкополосная и узкополосная. При широкополосной передаче с помощью аналоговых сигналов в одном кабеле одновременно организуется несколько каналов. При узкополосной передаче канал всего один, и по нему передаются цифровые сигналы.

IBM разработала собственную кабельную систему и классификацию кабелей. Например, кабель типа 1 – экранированная витая пара, предназначенная для передачи речи и данных, т.е. всем известная STP.

(Продолжительность занятия 25 минут)

Тема занятия

ü Обзор технологии беспроводных сетей. Различия между беспроводными средами передачи.

üОсновныекомпоненты, применяемые для беспроводногоприема и передачи данных

Цели занятия

ü Познакомиться с тремя типами беспроводных сетей и их применением.

üНаучиться описывать четыре способа передачи данных, используемых в локальных сетях.

üНаучиться описывать три типа передачи сигналов, характерных для мобильных сетей.

Беспроводная среда

Беспроводная среда постепенно входит в нашу жизнь. Как только технология окончательно сформируется, производители предложат широкий выбор продукции по приемлемым ценам, что приведет и к росту спроса на нее, и к увеличению объема продаж. В свою очередь, это вызовет дальнейшее совершенствование и развитие беспроводной среды.

Словосочетание «беспроводная среда» может ввести в заблуждение, поскольку означает полное отсутствие проводов в сети. В действительности же это не так. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой — как среда передачи — используется кабель. Такая сеть со смешанными компонентами называется гибридной.

Возможности

Идея беспроводной среды весьма привлекательна, так как ее компонент:

• обеспечивают временное подключение к существующей кабельной сети;

• помогают организовать резервное копирование в существующую кабельную сеть;

• гарантируют определенный уровень мобильности;

• позволяют снять ограничения на максимальную протяженность сети, накладываемые

медными или даже оптоволоконными кабелями.

Применение

Трудность установки кабеля — фактор, который дает беспроводной среде неоспоримое преимущество. Она может оказаться особенно полезной в следующих ситуациях:

• в помещениях, заполненных людьми (например, приемной);

• для людей, которые не работают на одном месте (например, для врачей или медсестер);

• в изолированных помещениях и зданиях;

• в помещениях, планировка которых часто меняется;

• в строениях (например, памятниках истории или архитектуры), где прокладывать кабель непозволительно.

Типы беспроводных сетей

В зависимости от технологии беспроводные сети можно разделить на три типа:

• локальные вычислительные сети;

• расширенные локальные вычислительные сети;

• мобильные сети (переносные компьютеры).

Основные различия между этими типами сетей — параметры передачи. Локаль­ные и расширенные локальные вычислительные сети используют передатчики и при­емники, принадлежащие той организации, в которой функционирует сеть. Для пере­носных компьютеров в качестве среды передачи сигналов выступают АТ&Т, МСI, Sprint, местные телефонные компании и их общедоступные службы.

Локальные вычислительные сети

Типичная беспроводная сеть выглядит и функционирует практически так же, как и обычная, за исключением среды передачи. Беспроводной сетевой адаптер с трансивером установлен в каждом компьютере, и пользователи работают так, будто их компь­ютеры соединены кабелем.

Точки доступа

Трансивер, называемый иногда точкой доступа (access роint), обеспечивает обмен сиг­налами между компьютерами с беспроводным подключением и остальной сетью.

В беспроводных ЛВС используются небольшие настенные трансиверы. Они устанавливают радиоконтакт между переносными устройствами. Такую сеть нельзя назвать полностью беспроводной именно из-за использования этих трансиверов.

Рис. 1. Беспроводной переносной компьютер подключается к точке доступа

Способы передачи

Беспроводные локальные сети используют четыре способа передачи данных:

• инфракрасное излучение;

• лазер;

• радиопередачу в узком спектре (одночастотная передача);

• радиопередачу в рассеянном спектре.

Инфракрасное излучение

Все инфракрасные беспроводные сети используют для передачи данных инфракрас­ные лучи. В подобных системах необходимо генерировать очень сильный сигнал, так как в противном случае значительное влияние будут оказывать другие источники, например окна.

Этот способ позволяет передавать сигналы с большой скоростью, поскольку ин­фракрасный свет имеет широкий диапазон частот. Инфракрасные сети, способны нор­мально функционировать на скорости 10 Мбит/с.

Существует четыре типа инфракрасных сетей.

• Сети прямой видимости.

Как говорит само название, в таких сетях передача возможна лишь и случае прямой видимости между передатчиком и приемником.

• Сети на рассеянном инфракрасном излучении.

При этой технологии сигналы, отражаясь от стен и потолка, в конце концов достигают приемника. Эффективная область ограничивается примерно 30 м (100 футами), и ско­рость передачи невелика (так как псе сигналы отраженные).

• Сети на сраженном инфракрасном излучении.

В этих сетях оптические трансиверы, расположенные рядом с компьютером, передают сигналы и определенное место, из которого они переадресуются соответствующему компьютеру.

• Широкополосные оптические сети.

Эти инфракрасные беспроводные сети представляют широкополосные услуги. Они соответствуют жестким требованиям мультимедийной среды и практически не уступа­ют кабельным сетям.

Рис. 2. Переносной компьютер для вывода на печать использует инфракрасный луч

Хотя скорость и удобство использования инфракрасных сетей очень привлекательны, возникают трудности при передаче сигналов на расстояние более 30 м. К тому же такие сети подвержены помехам со стороны сильных источников света, которые есть в большинстве организации.

Лазер

Лазерная технология похожа на инфракрасную тем, что требует прямой видимости между передатчиком и приемником. Если по каким-либо причинам луч будет прерван, это прервет и передачу.

Радиопередача в узком спектре (одночастотная передача)

Этот способ напоминает вещание обыкновенной радиостанции. Пользователи настра­ивают передатчики и приемники на определенную частоту. При этом прямая видимость необязательна, площадь вещания составляет около 46500 м² (500000 квадратных футов). Сигнал высокой частоты, который используется, не проникает через ме­таллические или железобетонные преграды.

Доступ к такому способу связи осуществляется через поставщика услуг, например Motorola^®. Поставщик услуг соответствует всем требованиям FСС (Federal Communications Commission). Связь относительно медленная (около 4,8 Мбит/с).

Радиопередача в рассеянном спектре

При этом способе сигналы передаются в некоторой в полосе частот, что позволяет избежать проблем связи, присущих одночастотной передаче.

Доступные частоты разделены на каналы, или интервалы. Адаптеры в течение предопределенного промежутка времени настроены на установленный интервал, пос­ле чего переключаются на другой интервал. Переключение всех компьютеров в сети происходит синхронно.

Чтобы защитить данные от несанкционированного доступа, применяют коди­рование.

Скорость передачи в 250 Кбит/с (килобит в секунду) относит данный способ к разряду самых медленных. Но есть сети, построенные на его основе, которые передают данные со скоростью до 2 Мбит/с на расстояние до 3,2 км — на открытом пространстве и до 120 м — внутри здания.

Эго тот случаи, когда технология позволяет получить по-настоящему беспровод­ную сеть. Например, два (или более) компьютера, оснащенные адаптерами Xircom CreditCard Netwave с операционными системами типа Microsoft Windows 95 или Microsoft Windows NT, могут без кабеля функционировать как одноранговая сеть. В то же время, если сеть на основе Windows NT Server уже работает, Вы можете связать эти сети, добавив к одному из компьютеров Windows NT-сети устройство Netwave Access Point.

Передача «точка-точка»

Данный способ передачи несколько выходит за рамки существующего определения сети. Технология передачи «точка-точка» предусматривает обмен данными только между компьютерами, в отличие от взаимодействия между несколькими компьютера­ми и периферийными устройствами. Однако, чтобы организовав сеть с беспроводной передачей, надо использовать дополнительные компоненты, такие, как одиночные и хост-трансиверы. Их можно устанавливать как на автономных компьютерах, так и на компьютерах, подключенных к сети.

Эта технология, основанная на последовательной передаче данных, обеспечивает:

• высокоскоростную и безошибочную передачу, применяя радиоканал «точка-точка»;

• проникание сигнала через стены и перекрытия;

• скорость передачи от 1,2 до 38,4 Кбит/с на расстояние до 60 м — внутри здания и на 530 м — в условиях прямой видимости.

Подобные системы позволяют передавать сигналы между компьютерами, меж­ду компьютерами и другими устройствами, например принтерами или сканерами штрих-кода.

Расширенные локальные сети

Некоторые типы беспроводных компонентов способны функционировать в расши­ренных локальных вычислительных сетях так же, как их аналоги — в кабельных сетях. Беспроводной мост, например, соединяет сети, находящиеся друг от друга на рассто­янии до трех миль.

Многоточечное беспроводное соединение

Компонент, называемый беспроводным мостом (wireless bride), помогает установить связь между зданиями без участия кабеля. Как обычный мост служит людям для пере­хода с одною берега реки на другой, так и беспроводной мост прокладывает для дан­ных путь, между двумя зданиями. MocI AIRLAN/Bride Plus, например, использует технологию радиопередачи в рассеянном спектре для создания магистрали, соединя­ющей ЛВС. Расстояние между ними, в зависимости от условий, может достигать 5 км. Стоимость эксплуатации такого устройства не покажется чрезмерной, поскольку отпа­дет необходимость арендовать линии связи.

Рис. 3. Беспроводной мост, соединяющий две локальные сети

Беспроводные мосты дальнего действия

Если расстояние, которое «покрывает» беспроводной мост, недостаточно, можно установить мост дальнего действия. Для работы с сетями Ethernet и Token Ring на расстояние до 40 км он также использует технологию радиопередачи в рассеянном спектре. Его стоимость (как и обыкновенного беспроводною моста) может оказать­ся вполне удовлетворительной, так как отпадут затраты на аренду микроволновых каналов или линий Т1. Линия Т1 — это стандартная цифровая линия, предназна­ченная для передачи данных со скоростью до 1,544 Мбит/с. По ней можно переда­вать и речь, и данные.

Мобильные сети

В беспроводных мобильных сетях в качестве среды передачи выступают телефонные системы и общественные службы. При этом используются:

• пакетное радиосоединение;

• сотовые сети;

• спутниковые станции.

Работники, которые постоянно находятся в разъездах, могут воспользоваться этой технологией: имея при себе переносные компьютеры илиPDA (Personal Digital Assistants), они будут обмениваться электронной почтой, файлами и другой информацией.

Такая форма связи удобна, но довольно медленна. Скорость передачи — от 8 Кбит/с до 28,8 Кбит/с. А если запущена система коррекции ошибок, скорость становится еще меньше.

Для подключения переносных компьютеров к основной сети применяют бес­проводные адаптеры, использующие технологию сотовой связи. Небольшие антен­ны, установленные на переносных компьютерах, связывают их с окружающими радиоретрансляторами.

Пакетное радиосоединение

При пакетном радиосоединении данные разбиваются на пакеты (подобные сетевым пакетам), в которых содержится следующая информация:

• адрес источника;

• адрес приемника;

• информация для коррекции ошибок.

Пакеты передаются на спутник, который транслирует их в широковещательное режиме. Затем устройства с соответствующим адресом принимают эти пакеты.

Сотовые сети

Сотовые цифровые пакеты данных (Cellular Packet Data) используют ту же технологию, что и сотовые телефоны. Они передают данные по существующим дляпередачи речи сетям в те моменты, когда эти сети не заняты. Это очень быстрая технология связи с задержкой в доли секунды, что делает ее вполне приемлемой для передачи в реальном масштабе времени.

В сотовых сетях, как и в других беспроводных сетях, необходимо найти способ, который позволит подключиться к существующей кабельной сети. Nortel out of Mississauga (Онтарио, Канада) — компания, которая производит интерфейсный блок Ethernet (Ethernet Interface Unit, EIU), предназначенный для этой цели.

Микроволновые системы

икроволновая технология помогает организовать взаимодействие между зданиями в небольших, компактных системах, например в университетских городках.

На сегодняшний день микроволновая технология — наиболее распространен­ный в Соединенных Штатах метод передачи данных на дальние расстояния. Он иде­ален при взаимодействии — в прямой видимости — двух точек, таких, как:

• спутник и наземная станция;

• два здания;

• любые объекты, которые разделяет большое открытое пространство (например, вод­ная

поверхность или пустыня).

Микроволновая система состоит из следующих компонентов.

• Двух радиотрансиверов.

• Один для генерации сигналов (передающая станция), а другой —для приема (приемная

станция).

• Двух направленных антенн.

Они нацелены друг на друга так, чтобы осуществить прием сигналов, передаваемых трансиверами. Эти антенны часто устанавливают на вышки, чтобы покрыть большие расстояния.

Дата добавления: 2014-01-13