Построение сетей с использованием радиоканалов

При отсутствии направленной антенны и отсутствии препятствий на пути радиоволны, распространение происходит равномерно во все стороны, и мощность сигнала падает пропорционально квадрату расстояния между приемником и источником. Типовые варианты построения показаны на рис. 2.45 – 2.46.

Традиционно используются следующие диапазоны:

ü 902-928 МГц – 10 км., 64 Кбит/с

ü 2,4/12 ГГц – 50 км., 8 Мбит/с

Рис. 2.45.

Рис. 2.46.

Различают FMD – частотное мультиплексирование и TMD – временной мультиплексирование при построении беспроводной сети.

Классы (типы) беспроводных сетей (рис. 2.47)

Рис. 2.47.

Ключевое отличие между WLAN и WPAN заключается в диапазоне частот и характеристиках системы (диапазоны – 2,4; 5 ГГц). При развертывании не требуется частотное планирование. Обычно беспроводные сетевые технологии группируются в три типа, различающиеся по масштабу действия их радиосистем, но все они с успехом применяются в бизнесе.

ü PAN (персональные сети) — короткодействующие, радиусом до 10 м сети, которые связывают ПК и другие устройства — КПК, мобильные телефоны, принтеры и т. п. С помощью таких сетей реализуется простая синхронизация данных, устраняются проблемы с обилием кабелей в офисах, реализуется простой обмен информацией в небольших рабочих группах. Наиболее перспективный стандарт для PAN — это Bluetooth.

ü WLAN (беспроводные локальные сети) — радиус действия до 100 м. С их помощью реализуется беспроводной доступ к групповым ресурсам в здании, университетском кампусе и т. п. Обычно такие сети используются для продолжения проводных корпоративных локальных сетей. В небольших компаниях WLAN могут полностью заменить проводные соединения. Основной стандарт для WLAN — 802.11.

ü WWAN (беспроводные сети широкого действия) — беспроводная связь, которая обеспечивает мобильным пользователям доступ к их корпоративным сетям и Интернету. Пока здесь нет доминирующего стандарта, но наиболее активно внедряется технология GPRS — быстрее всего в Европе и с некоторым отставанием в США.

Выбор стандарта: 802.11a, 802.11b, 802.11g или их комбинации.

Решения на базе самого широко распространенного стандарта, 802.11g, работают в том же 2,4-ГГц диапазоне, что и выпускавшиеся ранее продукты 802.11b, но их скорость передачи данных существенно выше — до 54 Мбит/с (11 Мбит/с у продуктов «b»). Устройства 802.11b и 802.11g взаимосовместимы, хотя на практике пропускная способность смешанной сети ниже, чем у «чистой» сети «g».

Третья технология, 802.11a, обеспечивает передачу данных со скоростью 54 Мбит/с, как и 802.11g. Дальность действия устройств 802.11g в целом больше, чем у 802.11a, но они располагают только тремя неперекрывающимися каналами в 2,4-ГГц диапазоне. Оборудование 802.11a работает в 5-ГГц диапазоне и обеспечивает выбор из 12 неперекрывающихся каналов, поэтому в малом пространстве с высокой концентрацией клиентов можно расположить больше узлов доступа 802.11a, не беспокоясь о наложении и конфликтах сигналов.

Произвольная структура сети показана на рис. 2.48.

Рис. 2.48.

Фиксированная структура сети приведена на рис. 2.49.

Рис. 2.49.

Беспроводная сеть при относительно малых расстояниях может использовать метод доступа, подобный CSMA (случайный метод доступа с контролем несущей). Но когда расстояние между приемником и источником сравнимо с радиусом надежной связи, метод CSMA приводит к проблеме засвеченной станции.

Существует несколько разновидностей методов доступа, которые базируются на MACA. Эта схема предусматривает то, что отправитель запрашивает у получателя посылку короткого кадра, который будучи принятым соседями предотвращает их передачу на время последующей работы (CSMA/CA).

Стандарт обеспечивает также использование одного из 2х типов радиоканалов, которые используют технологию расширения спектра и приводят к уменьшению среднего значения спектральной плотности мощности сигнала за счет распределения энергии в более широкой полосе частот.

Первый вариант радиоканала – FHSS: предусматривает двухуровневую частотную модуляцию, если частота сигнала изменяется при длительности сообщения в 1 мкс. По закону Гаусса от номинальной частоты до частоты + 170 кГц и возвращается обратно к номиналу.

Второй радиоканал – DSSS: используют фазовую манипуляцию каждым единичным битом, если единичный бит представляется 11-элементным кодом Баркера: 11100010010. Элементарные биты кода Баркера не переносят фактически информацию, а позволяет придать сигналу свойство шума, тем самым обеспечивая его помехоустойчивость. Радиус соты зависит от высоты точки доступа, может достигать 500 м.; одна точка доступа может обслуживать от 15 до 250 рабочих станций.

При запуске с сетевого клиента адаптер ищет подходящий узел доступа и выполняет привязку к этому узлу. Лучший узел доступа определяется по качеству сигнала, и в большинстве случаев использует собственный протокол компании-производителя. При перемещении клиента от точки доступа качество сигнала ухудшается. И тогда включается функция роуминга, который обеспечивает пользователю возможность прозрачного переключения между точки доступа на физическом уровне без потери соединения и без потери пакетов. Для быстроперемещающихся клиентов и для повышения надежности роуминга используются так называемые сигнальные пакеты, которые контролируют время прохождения пакета для стандарта 802.11. При перемещении из одной подсети в другую требуется изменение IP-адреса, и для реализации роуминга используются дополнительные программы обеспечения типа Harmony AP. В этом случае информационный трафик всех беспроводных клиентов, расположенных в различных подсетях, поступающих на централизованную систему, которая отслеживает физические и IP-адресы, и при перемещении клиента выполняет инкапсуляцию его IP-пакетов и передачу в другую IP-сеть.

Дата добавления: 2015-07-07