Radio Ethernet спецификациями IEEE 802.11a и IEEE 802.11g,

увеличивающими скорость работы сети до 54 Мбит/с.

Другой технологией, применяемой для построения беспроводных сетей, являет­ся HomeRF, ранее являвшаяся стандартом для построения маленьких сетей со скоростью работы до 1,6 Мбит/с.. Технологии Wi-Hi и HomeRF несовместимы по способу организации связи, и хотя ныне появился стандарт HomeRF 2 с под­держкой скорости сети до 11 Мбит/с, что уравнивает возможности сетей IEEE 802b и HomeRF 2, поддержка стандарта HomeRF 2 большинством производите­лей сомнительна (см. [5]).

Для построения сети RadioEthernet используются так называемые узлы досту­па, выполняющие роль концентраторов, с которыми связываются устройства, называемые точками доступа, под которыми подразумеваются сетевые карты RadioEthernet, устанавливаемые в разъемы PCI или PCMCIA компьютеров. I На уровне операционной системы карты сети RadioEthernet распознаются как обычные сетевые карты, для установки которых изготовители предоставляют драйверы. Радиус действия сети RadioEthernet ограничен 30-40 метрами внутри здания и 150 метрами на открытой местности.

Существует множество производителей, выпускающих оборудование для се­тей RadioEthernet, среди которых имеются такие фирмы, как Intel (http://www.intel.com), 3Com (http://www3com.com), Dlink (http://www.dlinl.com). Отметим фирму Linksys (http://www.linksys.com), которая производит весьма ^: широкий спектр оборудования для беспроводных сетей. На Рис. 1.6 представле­на Сетевая карта PCI для сетей ШЕЕ 802.11b марки WMP-11 фирмы Linksys, обеспечивающая передачу данных со скоростью до 11 Мбит/с.

Обратите внимание на антенну, подсоединенную к карте, на Рис. 1.6. Как утверждает реклама фирмы Linksys, карта WMP-11 обеспечивает подсоедине­ние компьютера к сети почти из любой точки зда­ния, исключая, тем самым, необходимость про­кладки кабелей, пробивание дыр в стенах и так да­лее. Для обеспечения связей между компьютерами в удаленных местах используются узлы доступа.

Рис. 1.6. Сетевая карта для Radio Ethernet фирмы Linksvs.

Несмотря на множество типов оборудования для сетей RadioEthernet, имеющиеся марки в основ­ном различаются наборами микросхем, исполь­зуемых для их изготовления (т.е. чипсетами), ко­торые бывают двух типов:

Lucen/WaveLan и Intersil PRIZM. Эти чипсеты совместимы друг с другом, однако отличаются методами установки драйверов сетевых карт, а также средствами сис­темы сетевой защиты.

Последнее средство для беспроводных сетей имеет огромное значение, поскольку перехват сетевых сообщений является одним из наиболее распространённых методов хакинга, а связь по радиоканалу помимо всего прочего упрощает перехват сетевых сообщений. Для обеспечения безопасности сетевого взаимодействия стандарт Radio Ethernet поддерживает функцию шифрования передаваемых данных, которая называется WEP (Wired Equivalent Privacy - конфиденциальность эквивалентна кабельной). Для шифрования данных используются ключи длиной 64 и 128 разрядов (подробнее о том, что такое ключи шифрования, вы можете прочитать, например, в [2]). Например, изображенная на Рис. 1.6 сетевая карта WMP-11 фирмы Linksvs обеспечена средствами шифрования 128-ти разрядным ключом.

Сети Radio Ethernet весьма удобны, поскольку исключают прокладку кабелем, однако эти сети обладают и рядом серьезных недостатков. Во-первых, при уда­лении сетевых устройств друг от друга скорость работы сети быстро падает и при увеличении расстояния до 30 метров падает вдвое от предельной величины 11 Мбит/с. Во-вторых, оборудование для Radio Ethernet стоит в 2-3 раза дороже обычной сети Ethernet. Наконец, в-третьих, защита информации в сетях Radio Ethernet недостаточна и при отсутствии надежной системы безопасности сетевого взаимодействия (например, функции WEP) практически равна нулю. Таким образом, сети Radio Ethernet трудно рекомендовать для обычного поль­зователя, живущего на территории СНГ, в лучшем случае, связь по радиоканалу можно использовать только для отдельных компьютеров, к которым достаточно сложно проложить сетевой кабель.

Еще одним вариантом беспроводных сетей является технология CDMA (Code Division Multiplex Access - множественный доступ с кодо­вым разделением), применяемая для мобильной связи. С ее помощью в пределах некоей области, называемой «пикосотой», радиусом около 100 метров можно создать локальную сеть с 4000 абонентами и обеспеченную высокоскоростной линией связи с Интернетом. На технологию CDMA возлагаются большие надежды.

Сети на основе электропроводки.

При рассмотрении вопросов выбора типа сети нельзя обойти вниманием сети, построенные на основе электропроводки. Технология построения такой сети называется HomePLC (Home Power Line Cable - кабель на основе домашней электросети). В таких сетях используются сетевые карты, которые можно подключать к розеткам электропитания, пользуясь специальными разъемами. Для передачи сетевого сообщения компьютер посылает по электросети низкочастотный радиосигнал, не влияющий на электрический ток в линиях электропитания. Эти радиоволны путешествуют по всему дому, пока их не примет другой компьютер, также подключенный к сетевой розетке через адаптер HomePLC.

К недостаткам сети HomePLC относится незащищенность сетевых сообщений от перехвата с помощью постороннего компьютера, подключенного к той же линии электропитания (по одну сторону понижающего трансформатора). Эту проблему можно решить созданием системы защиты, блокирующей доступ к локальной сети несанкционированных пользователей с помощью брандмауэра. Другой недостаток заключается в наличии в электросети электрических помех, вызванныхдомашним оборудованием.

Оборудование для сетей HomePLC выпускают многие фирмы, например, фирма Phonex Broadband Corporation (http:/www.phonex.com) продает устройство под названием QX-202 NeverWire 14, представленное на Рис. 1.7, реализующее мост между электросетью и сетевой картой Ethernet компьютера.

Рис. 1.7. Устройство QX-202 NeverWire 14 сопряжения компьютера

с электросетью

По утверждению компании Phonex, устройство QX-202 NeverWire 14 позволяете в течение 2-х минут подключить к сети любой компьютер, стоящий около розетки электропитания, и обеспечить передачу данных со скоростью до 14 Мбит/сек..Все это выглядит достаточно заманчиво, однако цена комплекта таких устройств 1 (2 штуки) 199 долларов, а каждое отдельное устройство QX-202 NeverWire 14, стоит 109 долларов США.

Какую технологию выбрать?

При установке новой сети или существенной модернизации и расширении старой можно рекомендовать выбор Ethernet, а еще лучше - Fast Ethernet. В данное время происходит прямо-таки массовый переход от старых сетей 1O BaseT на Fast Ethernet, и тому имеется несколько причин.

Самая главная - это стоимость сетевого оборудования. В настоящее время сетевые карты Fast Ethernet с поддержкой пропускной способности 100/10 Мбит/сек. по стоимости сравнялись с картами 10BaseT на 10 Мбит/сек и составляют около $ 6-7. Стоимость концентраторов Fast Ethernet также весьма невелика, и на время написания этой книги концентратор Fast Ethernet на 8 портов стоил менее $30. Кабель UTP категории 5 на 4 витые пары обходится по 15-20 центов за погонный метр, разъемы RJ-45 стоят около 7-10 центов, а услуга по установки разъема на кабель стоит около 50 центов. Все решает цена, и если у вас, к примеру, имеется удаленный терминал, то для связи с ним имеет смысл подумать о радиоканале, чтобы не тащить кабель через территорию, где его запросто могут украсть. Однако, выбрав такой вариант построения сети не забывайте о безопасности, поскольку незащищенное от прослушивания сетевое соединение представляет потенциальную угрозу хакерских атак.

Повторяем, наилучшим вариантом построения локальной сети офиса ныне считается выбор технологии Fast Ethernet. Если даже в настоящее время у вас установлена сеть 10BaseT или 10Base2 и нет возможности приобрести целиком оборудование для 100BaseTX, вы можете сделать это постепенно, устанавливая новые компьютеры сетевые карты 100/10 Мбит/с и подсоединяя их к концентра торам 100BaseTX. В современных сетевых картах 100BaseTX/10BaseT предусмотрено автоопределение концентраторов со скоростью работы 100 и 10 Мбит/с Поэтому при замене концентратора 10BaseT концентратором 100BaseTX не придется переустанавливать остальное оборудование клиентских компьютеров.

Заключение.

В этой первой, вводной главе мы совершили экскурсию по «вершине айсберга» познакомившись с некоторыми аспектами функционирования сети. Наша прогулка по современному офису, вооруженному современными компьютерными средствами была слишком краткой, и мы смогли увидеть лишь самые заметные

бросающиеся в глаза, компоненты локальной сети офиса и упомянули лишь oб основных деталях функционирования компьютерной системы, развернутой сети. Однако и этого уже достаточно, чтобы понять две вещи: во-первых, локальная сеть - вещь серьезная и, во-вторых, стоит озаботиться ее созданием.

Придя к такому решению, вы можете, руководствуясь этой книгой, шаг за шагом построить настоящее виртуальное киберпространство, замкнутое локальной сетью офиса, в котором будут работать виртуальные двойники сотрудников офиса. Это виртуальное пространство можно снабдить контролируемым выходом и

большое виртуальное киберпространство Интернета, инструментами для эффективного взаимодействия сотрудников - в общем, всеми теми чудесами компьютерных технологий, с которыми можно встретиться в нынешних заморской выделки параноидальных вариациях на компьютерную тему.

Беспроводные каналы связи.

В беспроводных каналах передача информации осуществляется на основе распространения электромагнитных колебаний. В табл. 1.1 приведены сведения о диапазонах частот электромагнитных колебаний, используемых в беспроводных и оптических каналах связи.

Чем выше рабочая частота, тем больше емкость (число каналов) системы связи, но тем меньше предельные расстояния, на которых возможна прямая передача между двумя пунктами без ретрансляторов. Первая из причин и порождает тенденцию к освоению новых более высокочастотных диапазонов.

Радиоканалы входят необходимой составной частью в спутниковые и радиорелейные системы связи, применяемые в территориальных сетях, в сотовые системы мобильной связи, они используются в качестве альтернативы кабельным системам в локальных сетях и при объединении сетей отдельных офисов и предприятий в корпоративные сети. Во многих случаях применение радиоканалов оказывается более дешевым решением по сравнению с другими вариантами.

Таблица 1.1

	Длины волн, м	Частоты, ГГц	Применение
Дециметровый	1…0,1	0,3..3	Сотовые радио телефоны, ТВ, спутниковая связь, РК в ЛВС
Сантиметровый	0,1…0,01	3..30	Радиорелейные линии, РК в ЛВС, спутниковая связь
Миллиметровый	0,01…0,001	30…300	РК в ЛВС
Инфракрасный	0,001…7,5*10^-7	3*10^2…4*10^5	ВОЛС, WDM**
Видимый свет	(7,5…4,0)*10^-7	(4,0…7,5)*10^5

Втерриториальных сетях на региональном уровне часто используются радиорелейные.пиши связи (коммутация каналов, диапазон частот 15.23 ГГц, связь в пределах прямой видимости, что ограничивает дальность между соседними станциями - до 50 км (при условии размеще­ния антенн на строениях типа башен). Последовательность станций, являющихся ретрансля­торами, позволяет передавать информацию на значительные расстояния.

Радиосвязь используется в корпоративных и локальных сетях, если затруднена прокладка других каналов связи. Радиоканал либо выполняет роль моста между подсетями (двухточеч­ное соединение), либо является общей средой передачи данных в ЛВС, либо служит соедине­нием между центральным и терминальными узлами в сети с централизованным управлени­ем.

В первом случае (связь двух сетей) имеем двухточечное соединение с направленными антен­нами, дальность в пределах прямой видимости (обычно до 15-20 км с расположением антенн на крышах зданий). Мост имеет два адаптера: один для формирования сигналов для радиока­нала, другой - для кабельной подсети.

В случае использования радиоканала в качестве общей среды передачи данных в ЛВС сеть называют RadioEthernet (см. вопрос 2).

В варианте использования радиоканалов для связи центрального и периферийного узлов цен­тральный пункт имеет ненаправленную антенну, а терминальные пункты при этом использу­ют направленные антенны. Дальность связи составляет также десятки метров, а вне помеще­ний - сотни метров. Пример многоточечной системы: ненаправленная антенна по горизонта­ли, угол 30 градусов по вертикали, 5,8 ГГц - к терминалам, 2,4 ГГц - к центральному узлу, до 62 терминалов, дальность - 80 м без прямой видимости. В системе RoomAbout связь на час­тоте 920 МГц гарантируется на расстоянии в 120 метров, предусмотрена защита от перехвата информации.

В условиях высоких уровней электромагнитных помех иногда используют инфракрасные ка-iiwibi свял/. В последнее время их стали применять не только в цехах, но и в офисах, где лучи можно направлять над перегородками помещения.

Поставкой оборудования для организации корпоративных и локальных беспроводных сетей занимается ряд фирм, в том числе известные фирмы Lucent Technologies, Aironet, Multipoint Network.

Спутниковые каналы передачи данных. Спутники в системах связи могут находиться на геостационарных (высота 36 тысяч км) или низких орбитах. При геостационарных орбитах заметны задержки на прохождение сигналов (туда и обратно около 500 мс). Возможно по­крытие поверхности всего земного шара с помощью четырех спутников. В низкоорбиталь­ных системах обслуживание конкретного пользователя происходит попеременно разными спутниками.. Чем ниже орбита, тем меньше площадь покрытия и, следовательно, нужно уве­личивать число или наземных станций, или спутников (обычно требуется несколько десятков спутников).

Структура спутниковых каналов передачи данных может быть проиллюстрирована на примере широко известной системы VSAT (Very Small Aperture Terminal). Наземная часть системы представлена совокупностью комплексов, в состав каждого из них входят централь­ная станция (ЦС) и абонентские пункты (АП). Связь ЦС со спутником происходит по радио­каналу (пропускная способность 2 Мбит/с) через направленную антенну диаметром 1.3 м и приемопередающую аппаратуру. АП подключаются к ЦС по схеме "звезда" с помощью мно­гоканальной аппаратуры (обычно это аппаратура Т1 или Е1, хотя возможна и связь через те­лефонные линии) или по радиоканалу через спутник. Те АП, которые соединяются по радио­каналу (это подвижные или труднодоступные объекты), имеют свои антенны, и для каждого АП выделяется своя частота. ЦС передает свои сообщения широковещательно на одной фик­сированной частоте, а принимает на частотах АП.

Примерами российских систем спутниковой связи с геостационарными орбитами могут слу­жить системы Инмарсат и Runnet. Так, в Runnet применяются геостационарные спутники "Радуга". Один из них, с точкой стояния 85 градусов в.д., охватывает почти всю территорию России. В качестве приемопередающей аппаратуры (ППА) используются станции "Кедр-М" или "Калинка", работающие в сантиметровом диапазоне волн (6,18..6,22 ГГц и 3,855..3,895 ГГц соответственно). Диаметр антенн 4,8 м. Структура ЦС представлена на рис. 1.1.

В создаваемой фирмой LMI на 1998-2001 гг. системе глобальной спутниковой связи предусматривается 4 геостационарных спутника. В России для этой системы будет установ­лено 26-30 наземных станций (оператор Ростелеком).

Примеры сетей с низкоорбитальными спутниками - система глобальной спутниковой телефонной связи "Глобалстар". 52 низкоорбитальных (высота 1400 км) спутников охватыва­ют весь земной шар. Каждая станция (наземная) имеет одновременно связь с тремя спутни­ками. У спутника шесть сфокусированных лучей по 2800 дуплексных каналов каждый. Обес­печиваются телефонная связь для труднодоступных районов, навигационные услуги, опреде­ление местонахождения подвижных объектов. В российской системе Глоснасс - 24 спутника.

В 1997 г. 30% международного трафика проходило по спутниковым каналам, 70% - по на­земным линиям.

Рис. 1.1. Схема спутниковой связи

Системы мобильной связи. Системы мобильной связи осуществляют передачу информации между пунктами, один из них или оба являются подвижными. Характерным признаком систем мобильной связи является применение радиоканала. К технологиям мобильной связи относятся пейджинг, твейджинг, сотовая телефония, транкинг, для мобильной связи используются также спутниковые каналы.

Пейджинг - система односторонней связи, при которой передаваемое сообщение поступает на пейджер пользователя, извещая его о необходимости предпринять то или действие или просто информируя его о тех или иных текущих событиях.

Твейджинг - это двухстронний пейджинг. В отличие от пейджинга возможно подтверждение получения сообщения и даже проведение некоторого подобия диалога.

Сотовые технологии обеспечивают телефонную связь между подвижными абонентами (ячейками). Связь осуществляется через посредство базовых (стационарных) станций, выполняющих коммутирующие функции.

Одна из первых систем сотовой связи NMT-450 появилась в Скандинавии (NMT - Nordic Mobile Telephone). В России она развивается с 1991 г., на ее базе создана федеральная сеть сотовой связи СОТЕ Л.

NMT-450 - система аналоговая, работающая в частотном диапазоне 453-468 МГц. Сравнительно низкие частоты обусловливают повышенную дальность прямой связи (несколько десятков километров до подвижного объекта от базовой станции) и потому в России с ее большой территорией эта система получила широкое распространение в районах с невысокой плотностью населения. Однако на этих частотах слабее помехоустойчивость, труднее выполнить защиту от подслушивания и, как уже сказано выше, остро ощущается дефицит числа каналов.

Поэтому в городах в настоящее время более распространены цифровые системы сотовой связи.

Диапазон скоростей в цифровых системах сотовой связи довольно широк - от 19,2 кбит/с (в американском стандарте CDPD - Cellular Digital Packet Data) до 1,23 Мбит/с (в другом стандарте CDMA - Code Division Multiple Access). Типичный радиус действия 10... 12 км. Доступ к радиоканалу осуществляется одним из следующих способов.

Случайный доступ (метод Алоха, назван так в связи с первым применением метода для
связи между группой Гавайских островов). Применяется только при малых нагрузках. Его
развитием стал метод МДКН/ОК, используемый в локальных и корпоративных сетях.

Технология CDMA - выделение для каждого абонента своей кодовой комбинации, которой
кодируются символы 1 и 0 передаваемых сообщений. Фактически это метод DSSS,
рассмотренный выше. Это широкополосная технология с возможностью одновременной
передачи в отведенной полосе частот нескольких сообщений с различными кодами

символов.

3. Технология TDMA (Time Division Multiple Access) - временное мультиплексирование с
выделением слота по требованию. Требования отсылаются в короткие интервалы времени
(слоты запросов), при коллизиях запросы повторяются. Базовая станция выделяет свободные
информационные слоты, сообщая их источнику и получателю.

Дата добавления: 2015-07-08