Особливості роботи пристрію бездротового доступу - мережева карта Lucent ORiNOCO PC Card Silver

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Горлівський технікум Донецького національного університету

Реферат

З дісціплини: “Інформатика”

На тему:

«Особливості роботи пристрію бездротового доступу - мережева карта Lucent ORiNOCO PC Card Silver»

2011

Зміст

мережева карта бездротовий зв'язок

I. Історія розвитку бездротових мереж

1. Як все починалося

2. Стандарти бездротових мереж

3. Порівняння методів DSSS і FHSS

II. Lucent ORiNOCO PC Card Silver

1. Бездротові мережі Lucent ORiNOCO

2. Практичне тестування

III. Висновки

IV. Джерела інформації

I. Історія розвитку бездротових мереж

I.1 Як все починалося

Перші зразки бездротового обладнання були створені для діапазону 902-928 МГц.Типовий приклад подібного обладнання - серія Aironet 1000 з швидкістю передачі в каналі від 215 до 860 кбіт / с за технологією розширення спектра прямий послідовністю - DSSS.На максимальній швидкості ширина спектра сигналу становить близько 19 МГц, і в смузі частот 26 МГц вдається розмістити тільки один частотний канал.При мінімальній швидкості 215 кбіт / с ширина спектра сигналу близько 5 МГц, що дозволяє розмістити в смузі частот, виділеної для передачі, п'ять неперекривающіхся частотних каналів (реально 12 перекриваються).

Швидкості передачі в цьому діапазоні, здавалося б, достатні, щоб задовольнити багатьох користувачів. Проте слід мати на увазі, що мова йде про "технічної" швидкості передачі бітів у фізичному каналі. Окрім інформаційної, повідомлення повинно містити службову частину.До того ж потрібен час для встановлення зв'язку і синхронізації. Реальна швидкість передачі інформації, як правило, не перевищує 70% технічної.Слід також враховувати, що за технологією RadioEthernet загальна середу передачі в кожен момент часу виділяється в монопольне використання тільки одному абоненту,тобто пропускна здатність мережі для кожного абонента буде менше 70% "технічної" швидкості в n раз (де n - кількість абонентів).Так, при 10 одночасно працюючих абонентів на кожного доведеться не більше 60 кбіт / с реальної пропускної здатності.Ця обставина, а також використання діапазону іншими радиосредствами (зокрема, мережами стільникового зв'язку GSM-900), що створюють перешкоди мереж RadioEthernet, призвело до того, що бездротові мережі діапазону 902-928 МГц не набули широкого поширення.

Більш зручним виявився діапазон 2400-2483,5 МГц - і по більшої пропускної здатності, і в сенсі меншого рівня перешкод від інших радіозасобів. Слід, правда, домовитися дві обставини. По-перше, у ряді країн дозволено лише часткове використання цього діапазону.Друга обставина пов'язана з величиною, еквівалентної ізотропно випромінюваної потужності (ЕІВП) сигналу. Обмеження FCC, що діють в США, були перераховані вище.У Європі Інститут стандартизації в галузі телекомунікацій (ETSI) обмежив значення ЕІВП 100 мВт (20 дБм).Обладнання випускається виходячи з цих обмежень. Якщо ж ЕІВП більше допустимої - необхідний спеціальний дозвіл.Ситуація не відрізняється від що має місце в Росії, де діє узагальнене рішення ГКРЧ про дозвіл використання діапазону на вторинній основі, але потрібна реєстрація обладнання в Госсвязьнадзоре.Прийняття в Росії європейських обмежень істотно спростило б життя операторам бездротових мереж без будь-якої шкоди іншим системам цього діапазону.Нікому не приходить в голову вимагати реєстрації в Госсвязьнадзоре побутових СВЧ-печей, випромінювальних паразитний сигнал не меншої потужності, а бездротове обладнання з такою ж або навіть меншою ЕІВП підлягає обов'язковій реєстрації.

Аж до 1997 р.кожен виробник випускав обладнання цього діапазону, не стримуваний практично жодними обмеженнями, крім частотно-енергетичних. Бездротовим системам, однак, все ще бракувало найважливішого елементу - стандартів.Стандарти стабілізують продукцію, скорочують витрати на дослідження і розробки, що в кінцевому підсумку призводить до зниження ціни. Спільна робота виробів різних виробників теж неможлива без стандартів, що забезпечують сумісність продукції незалежних компаній і організацій.

Ще з 1990 року, робоча група IEEE 802.11 зосередила зусилля на розробці необхідних стандартів.

У запиті на дозвіл проекту (Project Authorization Request - PAR), представленому IEEE в травні 1991 року для організації робочої групи, говориться: "Мета запропонованого стандарту (на бездротові мережі) - розробка специфікації для бездротового з'єднання стаціонарних,портативних і мобільних станцій локальної мережі ".І далі: "Стандарт призначений для забезпечення бездротового з'єднання автоматичної апаратури і обладнання або станції для швидкого розгортання, які можуть бути і портативними, і переносними, і розташованими на мобільних об'єктах в межах локальної області".

Останній чорновий варіант стандарту був представлений в листопаді 1995. Подання до ISO відбулося в березні 1996. Перші комплексні випробування - в березні 1996, остаточні комплексні випробування - в липні 1996.

Як і в інших стандартів серії 802, головною функцією стандарту 802.11 є забезпечення роботи пристроїв обслуговування передачі даних для доступу до середовища передачі (MSDU) на рівні протоколу управління логічним каналом. Іншими словами, стандартизоване обладнання здійснить передачу пакетів даних між мережними платами без проводів.

I.2Стандарти бездротових мереж

Сучасний стан бездротового зв'язку визначається ситуацією зі стандартом IEEE 802.11.Розробкою і вдосконаленням стандарту займається робоча група по бездротових локальних мереж (Working Group for Wireless Local Area Networks) комітету по стандартизації Інституту Інженерів Електротехніки та Електроніки (Institute of Electrical and Electronic Engineers,IEEE) під головуванням Віка Хейс (Vic Hayes) з компанії Lucent Technologies.У групі близько ста членів з вирішальним і близько п'ятдесяти з дорадчим голосом; вони представляють практично всіх виробників обладнання, а також дослідницькі центри та університети.Чотири рази на рік група збирається на пленарні засідання і приймає рішення щодо вдосконалення стандарту.

Стандарт визначає один тип протоколу доступу до середовища MAC-рівня і три різних протоколу для фізичних (PHY) каналів.

На MAC-рівні визначаються базові складові архітектури мережі і перелік послуг, що надаються цим рівнем. Передбачено два варіанти типових архітектури бездротових мереж:

* Незалежна конфігурація "ad hoc-", коли станції можуть зв'язуватися безпосередньо один з одним.Площа такої мережі та функціональні можливості обмежені.

* Інфраструктурна конфігурація, при якій станції зв'язуються через точку доступу, або працює автономно, або підключену до кабельної мережі. Стандарт визначає інтерфейс радіоканалу між станціями і точкою доступу.Точки доступу можуть з'єднуватися між собою за допомогою радіоміст або сегментів кабельної мережі.

У стандарті зафіксований протокол використання єдиного середовища передачі, що отримав назву Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance (CSMA / CA).Ймовірність конфліктів для бездротових вузлів мінімізується шляхом попереднього відправки усіх вузлів короткого повідомлення (ready to send, RTS) про адресата і тривалості майбутньої передачі. Вузли затримують передачу на час, рівний оголошеної тривалості повідомлення.Приймальна станція відповідає на RTS посилкою (CTS), за якою передавальний вузол дізнається, чи вільна середовище та чи готовий вузол до прийому. Після прийому пакета даних вузол передає підтвердження (ACK) безпомилкового прийому. Якщо ACK не отримано, пакет даних буде переданий повторно.

Передбачена стандартом специфікація наказує розбиття даних на пакети, забезпечені контрольної і адресною інформацією. Після цієї інформації, що займає близько 30 байт, слід інформаційний блок довжиною до 2048 байт. Потім слід 4-байт CRC-код інформаційного блоку.Стандарт рекомендує використовувати пакети довжиною 400 байт для фізичного каналу типу FHSS і 1500 або 2048 для каналу DSSS.

У стандарті передбачено забезпечення безпеки даних, що включає аутентифікацію (для перевірки того, що вузол, що входить в мережу, авторизований в ній) і шифрування даних за алгоритмом RC4 з 40-розрядним ключем.Для портативних комп'ютерів стандарт передбачає режим енергозбереження: переклад пристрою в "дрімає" режим і виведення його з цього стану на нетривалий час, необхідний для прийому службового сигналу від вузлів мережі, початківців передачу.Передбачений також режим роумінгу, що дозволяє мобільному абоненту пересуватися між точками доступу без втрати зв'язку.

На фізичному рівні стандарт допускає використання одного з двох типів радіоканалів і одного типу каналу інфрачервоного діапазону.Обидва типи радіоканалів використовують технологію розширення спектра, що приводить до зменшення середнього значення спектральної щільності потужності сигналу завдяки розподілу енергії в смузі частот, ширшою, ніж необхідно для забезпечення заданої швидкості передачі.Ця технологія дозволяє зменшити рівень створюваних перешкод і забезпечує підвищену перешкодостійкість прийому.

Перший тип радіоканалу - Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) Radio PHY. Передбачена швидкість передачі 1 Мбіт / с (факультативно 2 Мбіт / с).Версія 1 Мбіт / с використовує дворівневу гауссову частотну модуляцію (2GFSK), а версія 2 Мбіт / с - чотирьохрівневий (4GFSK).При швидкості 1 Мбіт / с частота сигналу змінюється на тривалості символу повідомлення, що дорівнює 1 мкс, за гауссову законом від номінального значення до значення +170 кГц і повертається до номінального значення. Для передачі нуля частота сигналу змінюється на величину -170 кГц.Для швидкості 2 Мбіт / с передбачено чотири рівні відхилення частоти (+225, +75, -75, -225 кГц), тому кожна елементарна посилка (символ) переносить два біта повідомлення. Ширина спектра сигналу при такій модуляції дорівнює 1 МГц, незалежно від швидкості передачі.Це дає можливість використовувати для передачі 79 частотних позицій в діапазоні від 2402 до 2480 МГц з кроком 1 МГц. Для розширення спектру частота сигналу змінюється за псевдослучайному законом не рідше одного разу на 400 мс.

Другий тип радіоканалу - Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) Radio PHY.У цьому варіанті передбачається передача зі швидкостями 1 і 2 Мбіт / с. При швидкості передачі 1 Мбіт / с використовується двійкова фазова маніпуляція - Binary Phase Shift Keying (BPSK). Одиничний біт представляється 11-елементним кодом Баркера виду 11100010010, а нульовий біт - інверсний кодом Баркера.Елементарні символи коду Баркера не переносять інформації, біти передаються відразу всім кодом Баркера - прямим або інверсним. Це дозволяє надати сигналу властивості шуму, що забезпечують стійкість. Ширина спектра такого сигналу складає 22 МГц.Для швидкості 2 Мбіт / с стандарт передбачає квадратурної фазову маніпуляцію - QPSK. На тривалості символу повідомлення в цьому випадку передаються два біти. Для цього необхідно вже не два, а чотири різних сигналу.Тому разом з основним несучим коливанням використовується додаткове, зрушені щодо нього по фазі на 90 °. Фаза кожного з цих коливань управляється прямий або інверсної послідовністю Баркера, і обидва коливання складаються.Таким чином, на тривалості символу сигнал має чотири ступені свободи, що дозволяють передавати два біти. При цьому швидкість передачі збільшується вдвічі при збереженні тієї ж смуги частот, що і при двійковій передачі.Для передачі сигналу DSSS використовується одна з 14 перекриваються частотних смуг, визначених стандартом в загальній смузі частот 83,5 МГц.

Для інфрачервоного каналу (Infrared PHY) стандарт передбачає швидкість 1 Мбіт / с (факультативно 2 Мбіт / с) з імпульсно-позиційної модуляцією.Великого інтересу цей тип каналу не представляє, оскільки дальність передачі, передбачена стандартом, не перевищує 20 м.

I.3. Порівняння методів DSSS і FHSS

Метод частотних стрибків, так само як і описаний вище метод прямої послідовності, забезпечує конфіденційність і деяку перешкодозахищеність передач.Перешкодозахищеність забезпечується тим, що якщо на якому-небудь з 79 підканалів переданий пакет не зміг бути прийнятий, то приймач повідомляє про це, і передача цього пакету повторюється на одному з наступних (в послідовності стрибків) підканалів.

З іншого боку, оскільки при використанні методу частотних стрибків, на відміну від методу прямої послідовності, на кожному подканале передача ведеться на досить великої потужності (порівнянної з потужністю звичайних вузькосмугових передавачів), про цей метод не можна сказати,що він не заважає іншим видам передач.

Підсумовуючи, ми можемо виділити наступні властивості Spread Spectrum технології:

* Перешкодозахищеність. (Надмірність кодування перешкодостійкість)

* Не створюються перешкоди інших пристроїв. (Низька потужність сигналу - низький рівень перешкод)

* Конфіденційність передач.

* Економічність при масовому виробництві. (Низька потужність сигналу - дешеві високочастотні компоненти обладнання)

* шумоподібних сигнал - компактні антени

* шумоподібних сигнал - можливість роботи в діапазоні, вже зайнятому? Класичними? системами радіопередач без взаємних перешкод

* Висока швидкість передач в каналі - можливість економного його використання за принципом локальної мережі.

II. Lucent ORiNOCO PC Card Silver

II.1 Бездротові мережі Lucent ORiNOCO

Про популярність РІШЕНЬ Lucent говорять Багато фактів: університет Гонконгу на додаток до своєї провідної МЕРЕЖІ, Що включає близьким 6000 точок, встановів 140 WavePOINT-II Access Point.Обладнання Lucent WaveLAN в ЯКОСТІ МОБІЛЬНОГО Рішення для комп'ютерної МЕРЕЖІ використовуються безліч компаний, в їх чіслі Asiana Airlines, італійська транспортна компанія SAD Transporto Locale, Державний Університет Сінгапуру, японський університет Keio.Збройні сили США и деякі поліцейські УПРАВЛІННЯ кож обра технологію WaveLAN.

Для своєї Нової серії бездротовіх продуктів компанія Lucent вибрать назву "ORiNOCO".Продукти ORiNOCO можут працюваті спільно з будь-якімі прибудували, Що використовуються радіотехнологію DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) стандарту IEEE 802.11b. Крім цього, смороду назад сумісні з продуктами Lucent Technologies WaveLAN / IEEE. Серія продуктів Lucent ORiNOCO включає в себе: * ORiNOCO PC Card

* ORiNOCO ISA Adapter, PCI Adapter

* ORiNOCO Access Point AP-500 і AP-1000

* ORiNOCO Residential Gateway RG-1000

Базовим елементом бездротової МЕРЕЖІ є карта ORiNOCO PC Card. Існує два варіанті таких карт - "Silver" і "Gold".Смороду відрізняються Тільки підтрімуванімі алгоритмами шіфрування: "Silver" PC Card працює з WEP з 64 бітовім ключем, а "Gold" вікорістовує 128 бітній ключ в RC4 шіфрування.В іншому ці Пристрої являються собою бездротові мережні карти стандарту IEEE 802.11b,з підтрімкою WECA Wi-Fi (wireless fidelity).Перелогових від ЯКОСТІ сигналу, карти автоматично вібірають швідкість передачі в 11, 5.5, 2 або 1Mbit/sec.

Оскількі слот PC Card (раніше PCMCIA) зазвічай є Тільки в переносних ПК, для настільніх пропонується вікорістовуваті адаптери ISA / PCI - PC Card.Звичайна, Це Трохи страшно віглядає, протікають ЦІЛКОМ працездатно. Тут хочеться сделать Одне зауваження.Зазвічай бездротові МЕРЕЖІ асоціюються з мобільнімі ПК, тому виконання адаптера у вігляді PC Card ЦІЛКОМ природно.Однак, оскількі все-таки є безліч конфігурацій Зі звичайна настільнімі ПК, то виготовлення звичайна ISA / PCI карт Було б правильним кроком.Тім Більше, Що вартість таких карток би була ніжче, Ніж у PC Card.Можна кож пріпустіті и альтернативний ВАРІАНТ - Створення карт для шини USB, Яка є Вже у більшості Як настільніх, так и мобільніх ПК. Відзначімо, Що деякі виробника бездротового обладнання (а їх зараз Більше 10!) Вже представили Такі варіанті.

Для з'єднання бездротової МЕРЕЖІ з існуючою Провідний використовуються ORiNOCO Access Point. Ці Пристрої являються собою мости Між двома технологіямі. Крім цього смороду допускаються віддалене УПРАВЛІННЯ и моніторінг.Модель AP-500 вікорістовує інтерфейс 10BaseT и вбудовану радіокарті.У AP-1000 Мережна інтерфейс Вже 10/100BaseT и є два слоти для установки бездротовіх PC Card карт. Інші параметри включають в себе:

Програмне забезпечення з управління пристроями складається з ORiNOCO AP Manager і PRO Manager software. Також підтримуються SNMP MIB II, 802.3, 802.1D і 802.11 MIB (traps: power up, authentication, link up / down).

Для варіанту SOHO, коли вся мережа побудована на бездротових картах, і хочеться мати спільний вихід в інтернет, можна використовувати ORiNOCO Residential Gateway RG-1000.Цей пристрій інтегрується в бездротову мережу і, використовуючи вбудований 56K модем, дозволяє кожному користувачеві виходити в інтернет. Якщо хочеться використовувати більш високу швидкість для зв'язку з інтернет, то можна підключити зовнішній кабельний / ISDN / xDSL модем до 10BaseT Ethernet порту RG-1000.Для надання спільного доступу використовується технологія NAT. Крім цього, для спрощення конфігурування клієнтів пристрій підтримує стандарт DHCP.

Якщо настільний ПК встановлений під столом або антена радіокарти сильно перекривається сторонніми предметами, то можливе використання зовнішньої антени. Для цього на торці ORiNOCO PC Card є невеликий роз'єм, закритий заглушкою.Компанія Lucent пропонує свій варіант подібної антени - The WaveLAN Range Extender Antenna. Незважаючи на свій невеликий розмір, вона має непогані характеристики:

* робочі частоти 2400 - 2500 MHz

* посилення 2.5 dBi

* збільшення відстані (антена на одному пристрої):

o на відкритому просторі 50%

o в офісі 15%

* довжина дроту ~ 1.5m

Крім цього, в серії ORiNOCO є і більш спеціалізовані продукти:

ORiNOCO AS-1000 Access Server - більш потужна версія AP-1000, призначена для використання у великих корпоративних мережах, забезпечує високий рівень захисту (RADIUS, PAP, CHAP) і керованості (SNMP MIB I-II, TFTP).

ORiNOCO EC / EC-S Ethernet & Serial Converters - дозволяє підключити пристрій, розрахований на роботу в складі 10BaseT мережі до бездротової мережі ORiNOCO.

ORiNOCO Outdoor Router System - включає з себе COR-1100 Central Outdoor Router, ROR-1000 Remote Outdoor Router і Outdoor Router Client (ORC).Дозволяє створювати з'єднання типу point-to-multipoint і point-to-point на відстанях до 26 км.

II.2 Практичне тестування

Для тестування обладнання ми використовували пару ORiNOCO PC Card Silver і один адаптер ISA-PC Card. У комплект поставки радіокарти входять, крім плати, опис і компакт диск з драйверами, ПЗ та описами у форматі Adobe PDF.Адаптер ISA - PC Card поставлявся тільки з коротким описом процесу установки.

Технічні дані карти:

* Частотний діапазон: 2400-2483.5 MHz

* Кількість частотних каналів: 4/11/13/14 (залежно від країни)

* Модуляція: Direct Sequence Spread Spectrum (CCK, DQPSK, DBPSK)

* Протокол доступу до середовища: CSMA / CA (Collision Avoidance) з ACK

* Інтерфейс: PC card, з адаптерами - ISA, PCI

* Розміри: 117.8 mm X 53.95 mm X 8.7 mm (PC Card)

* Дальність роботи:

* Вихідна потужність: 15 dBm

* Споживання харчування (+5 V): PC Card Doze mode 9 mA, Receiver mode 185 mA, Transmit mode 285 mA, ISA адаптер - 25mA.

* Програмна сумісність: Novell Client 3.x & 4.x, Windows 95/98/NT/2000, Apple, Windows CE

* Підтримка стандарту IEEE 802.11b HR

Серія ORiNOCO має, мабуть, саму широку програмну підтримку з аналогічних продуктів. Поставляється на компакт диску ПО включає в себе драйвера для систем:

* Windows 95 NDIS 3

* Windows NT 4.0 NDIS 4

* Windows 98 and 2000 NDIS 5

* Windows CE

* MacOS Apple PowerBook

* Linux Driver Source / Library

* MS-DOS Card Access, ODI, Packet Driver

Також поставляються драйвера для PCI-PC Card адаптера для систем Windows 95 і NT 4.0. Крім драйверів є тестова і діагностична програма Client Manager.

Для тестування використовувався один ноутбук з PC Card слотом і настільний ПК. Для установки ORiNOCO Silver PC Card в нього застосували ISA PC Card адаптер (в арсеналі фірми є і PCI версія такого адаптера).Він являє собою просту 16 розрядні ISA плату з однієї мікросхемою контролера і слотом для установки PC Card Type II. Для операційних систем Windows 9x/NT/2000 він встановлюється як стандартний Intel 82365 PCIC сумісний PCMCIA контролер (насправді використовується чіп Vadem 469).Для MS DOS / Windows 3.x можна використовувати Card Access Driver. Для PCI адаптера застосовуються мікросхеми PCI to Cardbus bridge TI 1225 і Power interface TI TPS2206. Цей варіант підтримується під Windows 98/2000 вбудованими драйверами, а для Windows 95/NT є драйвера на компакт диск.Обидва адаптера дозволяють підключати Type II 16 біт 5 вольт PC Card пристрою. Крім цих адаптерів, швидше за все, можливе застосування і будь-яких інших, оскільки шина PC Card є стандартною і для неї існує безліч інших контролерів.

Установка бездротової карти ніяких труднощів не викликала, незважаючи на таке "подвійне" підключення через адаптер. Встановлення картки в ноутбук також не викликала проблем. Додатково з драйверам було встановлено програмне забезпечення Client Manager.

При установці драйверів картки (для системи вона виглядає як звичайна мережева карта), необхідно вибрати один з варіантів підключення:

* Peer-to-Peer Group - в мережі тільки адаптери ORiNOCO PC Card

* Access Point - мережа з базовою станцією ORiNOCO Access Point

* Residental Gateway - мережа зі станцією ORiNOCO Residental Gateway

Надалі можна створити до 4-х профілів підключення (наприклад, для мобільного ПК - вдома через RG-1000, в офісі через AP-500) і перемикати їх на льоту через панель управління або іконку в системному треї (після установки Client Manager):

Кожен профіль має власні настройки параметрів мережі. Для Peer-toPeer Group і Residental Gateway це ім'я мережі (Network Name) і ключ шифрування (Encryption key).Перший визначає групу адаптерів, які працюють спільно - контролери бачать тільки таких партнерів, у яких встановлено те ж ім'я мережі. Це дозволяє створювати в одному просторі кілька непересічних мереж. Використання ключа шифрування ще більше підвищує секретність.

III. Висновки

Адаптери ORiNOCO PC Card прекрасно показали себе в роботі. Найбільший з виробників мережевого радіообладнання, компанія Lucent Technologies, створила відмінну серію продуктів для побудови швидких бездротових мереж.

Переваги:

* висока швидкість роботи по стандарту IEEE 802.11

* відмінна підтримка драйверами

Недоліки:

* відсутність карт на шини ISA / PCI

* складність встановлення додаткових антен

IV. Джерела інформації

1. http://www.lucent.com/

2. http://www.wavelan.com/

3. http://www.ixbt.com/

4. http://www.dateline.ru/

Размещено на Allbest.ru