Типы беспроводных сетей

5

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ВЛАДИМИРА ДАЛЯ

Реферат на тему:

Типы беспроводных сетей

Идея беспроводной среды весьма привлекательна, так как ее компоненты обеспечивают временное подключение к существующей кабельной сети, помогают организовать резервное копирование в существующую кабельную сеть, гарантируют определенный уровень мобильности и 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, в прихожей или 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 AT&T, МCI, Sprint, местные телефонные компании и их общедоступные службы.

Локальные вычислительные сети

Типичная беспроводная сеть выглядит и функционирует практически так же, как 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 point), 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.

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 в 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 из-за большого уровня внешних помех.

Сети на отраженном инфракрасном излучении

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

Широкополосные оптические сети

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

беспроводной сеть мобильный

Хотя скорость и удобство использования инфракрасных сетей очень привлекательны, возникают трудности при передаче сигналов на расстояние более 30 м (100 футов). К тому же такие сети подвержены помехам со стороны сильных источников света, которые есть в большинстве организаций.

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 обмен данными.

Радиопередача в узком спектре (одночастотная передача)

Этот способ напоминает вешание обыкновенной радиостанции. Пользователи настраивают передатчики и приемники на определенную частоту. При этом прямая видимость необязательна, площадь вещания составляет около (500 000 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 FCC (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. Это тот самый понтовый случай для настоящих пацанов, когда технология позволяет получить по-настоящему беспроводную сеть.

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 организовать 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, предназначен для соединения сетей, находящихся друг от друга на расстоянии до нескольких километров.

Многоточечное беспроводное соединение

Компонент, называемый беспроводным мостом (wireless bridge), помогает установить связь между удаленными сетями без участия кабеля. Мост может использовать технологию радиопередачи в рассеянном спектре для создания магистрали, соединяющей несколько сетей. Расстояние между ними, в зависимости от условий, может достигать нескольких километров. Стоимость эксплуатации такого устройства зачастую оказывается ниже аренды линии связи.

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 расстояниях до 40 км он также использует технологию радиопередачи в рассеяном спектре. Его стоимость (как и обыкновенного беспроводного 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 или PDA (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 окружающим 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 широковещательном режиме. Затем устройства с соответствующим адресом принимают эти пакеты.

Сотовые сети

Сотовые цифровые пакеты данных (Cellular Digital Packet Data, CDPD) используют ту же технологию, что и сотовые телефоны. Они передают данные по существующим для передачи 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

Микроволновая технология помогает организовать взаимодействие между зданиями в небольших, компактных системах, например в университетских городках. В настоящее время 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.

Альтернативная сеть (или нет! Операторам)

Мобильные телефоны могут связываться друг с другом и без всяких вышек сотовой связи, если они находятся в радиусе действия своего передатчика. И в то же время нынешние телефоны достаточно вычислительно мощны, чтобы работать ещё и ретрансляторами.

Тогда предавая пакеты по цепочке телефонов, можно установить связь с любым абонентом.

Можно использовать для этого все имеющиеся радиодиапазоны GSM/3G/LTE/WiFi и даже Bluetooth. Каждый телефон может строить свою гибкую сеть с доступными узлами. Некоторые из этих узлов могут служить и шлюзами в интернет или в свою частную сеть. Тогда услуги операторов мобильной связи в таком виде станут не нужны. Им останется только служить провайдерами своих точек доступа для мобильных абонентов. Это может быть платный интернет шлюз, или путь в частную сеть со своими сервисами и контентом.

Ну впрочем моя идея так и осталась идеей. А вот нескольким австралийским скаутам, героям наступающей эпохи анархического интернета (чем не киберпанк?) удалось воплотить это в железе. Причём весьма элегантно.

Австралийцы освободили мобильники от сети. Cпециалистам проекта Serval удалось доказать, что модифицированные мобильные телефоны могут работать в удалённых районах, где нет сотовых вышек.

Serval -- это новый принцип беспроводной коммуникации в удалённых от цивилизации местах либо в районах, инфраструктура которых повреждена во время стихийного бедствия. Самое интересное, что для работы такой системы изначально не нужно ничего особенного: только обычные сотовые телефоны, правда, совместимые с каналом передачи данных Wi-Fi.

Такие устройства с программой, разработанной австралийцами, в отсутствие сигнала с традиционных вышек сами собой организуются в гибкую сеть, в которой любой участник работает не только конечным абонентским аппаратом, но и ретранслятором-маршрутизатором для всех прочих разговоров.

При этом телефоны-участники такой сети автоматически распознают друг друга и замещают пустующие узлы в сетке при отключении (выходе из строя) любого телефона в "сообществе" (принцип ячеистой топологии сети -- Mesh networking). Понятно, что возможности подобной сети ограничены дальностью улавливания сигналов Wi-Fi (это несколько сотен метров), которая в данном случае превращается в предельную дистанцию между парой телефонов.

Но вот несколько таких аппаратов могут покрывать значительную территорию, в конечном итоге дотягиваясь туда, где работает обычная сеть, а значит, через них можно разговаривать с "большой землёй" и, конечно, вызывать аварийные службы, скорую помощь и полицию.

Благодаря программе "Архитектура распределённой нумерации" (Distributed Numbering Architecture) в такой нестандартной телефонной сети продолжают действовать обычные телефонные номера мобильников, несмотря на выпадение из цепочки оператора связи.

Потому люди могут звонить друг другу по известным номерам, и Serval соединит их правильно. Вообще же всё это напоминает "пожарную" самодеятельность весёлых специалистов связи, которым дали поиграть с имеющейся аппаратурой, а в результате получилось нечто феноменальное.

Действительно, Serval предусматривает совсем небольшое вмешательство в обычные телефоны, да ещё (но это уже не обязательно) присутствие на местности специального оборудования -- вот бесперебойная связь и налажена.

Представьте себе, что теперь все обладатели более-менее мощных телефонов и смартфонов, могут сформировать абсолютно бесплатную сеть. Они могут позволить себе оставаться анонимными. Передавать любую информацию, любыми каналами. Для этого надо лишь установить новую прошивку и всё. SIM-карту можно выбрасывать.

Операторы мобильной связи будут в ярости. Полная анархия. Спец-службы только довольны -- перехват сообщений теперь ещё проще. Правообладатели с инфарктом. Их адвокаты мечут пену угроз новых исков ко всему свету сразу. У ребят могут возникнуть несколько патентных претензий. Но джин уже выпущен из бутылки. Технология расползается.

Размещено на Allbest.ru