28. Технологии и оборудование беспроводных сетей. Стандарты ieee802.11x.

Работает на нижних двух уровнях OSI - физическом и канальном.

На физическом уровне определены два широкополосных радиочастотных метода передачи и 1 – в инфракрасном диапазоне. Радиочастотные методы работают в ISM ((Industrial, Scientific and Medical) диапазоне 2,4 ГГц и обычно используют полосу 83 МГц от 2,400 ГГц до 2,483 ГГц.

Канальный уровень 802.11 состоит из двух подуровней: управления логической связью (Logical Link Control, LLC) и управления доступом к носителю (Media Access Control, MAC).

«Технология Wi-Fi»

Radio Ethernet.

Wi-Fi позволяет работать не только в радиодиапазоне, но и в инфракрасном которой предпочтительнее.

Минус инфракрасного диапазона: плохо защищает от помех, необходимо высокая мощность сетевого адаптера.

Инфракрасный диапазон можно хорошо использовать в помещениях.

Эти диапазоны «загрязнены», особенно ISM диапазон.

Для успешной работы в этих диапазонах необходимы, технологии на базе расширенного спектра:

1) FHSS (появилась во время 2-ой мировой)

Frequency Hops Spread Spectrum

2) DSSS

Direct Sequence Spread Spectrum

IEEE 802.11 — набор стандартов связи, для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 2,4; 3,6 и 5 ГГц.

Пользователям более известен по названию Wi-Fi

Стандарты IEEE 802.11x:

802.11 — Изначальный 1 Мбит/с и 2 Мбит/c, 2,4 ГГц и ИК стандарт (1997)

802.11a — 54 Мбит/c, 5 ГГц стандарт (1999, выход продуктов в 2001)

802.11b — Улучшения к 802.11 для поддержки 5,5 и 11 Мбит/с (1999)

802.11c — Процедуры операций с мостами; включен в стандарт IEEE 802.1D (2001)

802.11d — Интернациональные роуминговые расширения (2001)

802.11e — Улучшения: QoS, включение packet bursting (2005)

802.11g — 54 Мбит/c, 2,4 ГГц стандарт (обратная совместимость с b) (2003)

802.11n — Увеличение скорости передачи данных (600 Мбит/c). 2,4-2,5 или 5 ГГц. Обратная совместимость с 802.11a/b/g . Особенно распространён на рынке в США в устройствах D-Link, Cisco и Apple. (сентябрь 2009)

802.11p — WAVE — Wireless Access for the Vehicular Environment (Беспроводной Доступ для Транспортной Среды, такой как машины скорой помощи или пассажирский транспорт)

802.11r — Быстрый роуминг

802.11v — Управление беспроводными сетями

802.11y — Дополнительный стандарт связи, работающий на частотах 3,65-3,70 ГГц. Обеспечивает скорость до 54 Мb/с на расстоянии до 5000 м на открытом пространстве.

802.11w — Protected Management Frames (Защищенные Управляющие Фреймы)

29. Спутниковые каналы обмена информацией. Геостационарные и низкоорбитальные спутники. Асимметричные и симметричные спутниковые каналы.

Спу́тниковая свя́зь — один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными.

Спутниковые каналы бывают двух видов: однонаправленные (симплексные, или асимметричные) и двунаправленные (дуплексные, или симметричные). В первом случае с помощью спутниковой антенны осуществляется только прием данных из Интернета, а чтобы передать данные, приходится пользоваться другим доступным способом. Скорость приема по симплексной связи достигает 4 Мбит/с. Минимальная стоимость комплекта оборудования составляет 160 долларов. Цена трафика очень низкая: 0,5-5 центов за 1 Мб. Потому что: 1)провайдеры пользуются высокоскоростными магистралями связи западных операторов, минуя посредников, и, 2)высокая конкуренция.

Дуплексный спутниковый Интернет совершенно не зависит от наземных каналов связи. Передача (на скоростях до 2 Мбит/с) и прием (на скоростях до 4 Мбит/с) информации осуществляются с помощью приемно-передающего устройства. Цена трафика не превышает 8-10 центов за 1 Мб, но высокая стоимость оборудования (от 2500 долларов), абонентская плата, составляющая не менее 200 долларов в месяц, и необходимость получать лицензию на использование СВЧ-радиопередатчика.

Спутниковый Интернет работает, по сути, в одну сторону. Чтобы найти нужный сайт, приходится посылать запрос, пользуясь другими видами доступа, например коммутируемым.

К несомненным достоинствам спутникового Интернета следует отнести его "мобильность" - при переезде на новое место оборудование легко монтируется - и возможность приема каналов спутникового телевидения.

Недостатком спутниковой связи являются большие лаги (300-400 мс).

Увеличения дальности радиосвязи благодаря размещению ретранслятора высоко над поверхностью Земли обеспечивает одновременную радиовидимость расположенным в разных точках обширной территории радиостанций. Плюсом систем спутниковой связи (СС) является большая пропускная способность, глобальность действия и высокое качество связи. Диапазоны рабочих частот систем СС лежат в пределах 2..40 ГГц. Конфигурация систем СС зависит от типа искусственного спутника Земли (ИСЗ), вида связи и параметров земных станций.

Для построения систем СС используются в основном три разновидности ИСЗ - на высокой эллиптической орбите (ВЭО), геостационарной орбите (ГСО) и низковысотной орбите (НВО).

Нас интересует геостационарные и низкоорбитальные спутники.

ГСО - круговая орбита с периодом обращения ИСЗ 24 часа, лежащая в плоскости экватора, с высотой 35875 км от поверхности Земли. Орбита синхронна с вращением Земли, поэтому спутник оказывается неподвижным относительно земной поверхности. Преимуществом является то, что зона обслуживания составляет около трети земной поверхности, трех спутников достаточно для глобальной связи, антенны земных станций практически не требуют систем слежения.

Недостаток: в северных широтах виден под малыми углами к горизонту и вовсе не виден в приполярных областях.

Различают два типа СС с НВО. В наиболее простых из них пакеты информации передаются ч/з ИСЗ-ретранслятор непосредственно или с задержкой на время пролета по трассе. Второй тип систем обеспечивает непрерывную связь. Зоны радиовидимости отдельных ИСЗ объединяются в единое информационное пространство

Для систем СС существуют некоторые особенности передачи сигналов: запаздывание сигналов - для геостационарной орбиты около 250 мс в одном направлении. Является одной из причин появления эхосигналов при телефонных переговорах; Эффект Доплера - изменение частоты сигнала, принимаемого с движущегося источника. Наиболее сильно эффект Доплера проявляется для ИСЗ, использующих негеостационарные орбиты.

В зависимости от назначения системы СС и типа земных станций регламентом МСЭ различаются следующие службы:

1) фиксированная спутниковая служба для связи м/у станциями, расположенными в определенных фиксированных пунктах, а также распределения телевизионных программ;

2) подвижная спутниковая служба для связи м/у подвижными станциями, размещаемыми на транспортных средствах (самолетах, морских судах, автомобилях и пр.);

3) радиовещательная спутниковая служба для непосредственной передачи радио и телевизионных программ на терминалы, находящиеся у абонентов.

Метод FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum). При использовании метода частотных скачков полоса 2,4 ГГц делится на 79 каналов по 1 МГц. Отправитель и получатель согласовывают схему переключения каналов и данные посылаются последовательно по различным каналам с использованием этой схемы. Т.к. под один канал выделяется ровно 1 МГц, это вынуждает FHSS системы использовать весь диапазон 2,4 ГГц. Это означает, что должно происходить частое переключение каналов.

Метод DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) делит диапазон 2,4 ГГц на 14 частично перекрывающихся каналов. Для того, чтобы несколько каналов могли использоваться одновременно в 1 и том же месте, необходимо, чтобы они не перекрывались, для исключения взаимных помех. Т.о., в одном месте может одновременно использоваться макс 3 канала. Данные пересылаются с использованием 1 из этих каналов без переключения на др. каналы.

Спутник системы могут легко поддержать асимметричные связи, кот предоставляют услуги, где скорости передачи данных различны в различных направлениях. Это используется для доступа в Интернет.