Беспроводные сети

Зачастую единственным и наиболее приемлемым способом решения задачи построения территориально-распределенных сетей передачи данных является применение цифровых радиосредств. Именно с использованием радиосредств создаются компьютерные сети крупных металлургических предприятий. При этом беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой в качестве среды передачи используется кабель. Такая сеть со смешанными компонентами называется гибридной. Типичная беспроводная сеть выглядит и функционирует практически так же, как и обычная, за исключением среды передачи.

Кратко касаясь существующих сегодня технологий беспроводной связи, можно выделить:

• передачу данных с помощью инфракрасных лучей. Она обеспечивает передачу данных со скоростью сетей, однако дальность связи при этом ограничена прямой видимостью;

• передачу данных с помощью лазера;

• радиопередачу в узком спектре (одночастотная передача);

• радиопередачу в рассеянном спектре.

Дополнительный метод – связь «точка-точка», при котором обмен данными осуществляется только между двумя компьютерами, а не между несколькими компьютерами.

Среди преимуществ в построении сетей передачи данных с применением радиосредств следует выделить:

• быстроту развертывания, что критично при высоких требованиях к скорости построения сети;

• отказ от дорогостоящих работ по прокладке кабеля;

• отказ от дорогостоящей аренды уже существующих каналов связи;

• возможность подключения мобильных объектов;

• гибкость архитектуры сети, т.е. мобильность оборудования, а вместе с тем и самого канала.

Радиоканал может поддерживать связь на десятки километров и удобен, прежде всего тем, что абоненты ничем не связаны друг с другом, т.е. они могут легко изменять свое местоположение.

К недостаткам следует отнести немалые вложения при организации каналов связи по сравнению с проводными, влияние таких факторов, как необходимые метео - и геоусловия, и, конечно, необходимость проведения работ по легализации сети в целом или даже отдельного канала связи.

3.2.3. Платы сетевого адаптера

Сетевые адаптеры (контроллеры, карты) - это одна из основных частей аппаратуры локальной сети. Минимальный набор аппаратуры, которой надо оснастить компьютеры для объединения их в сеть, должен включать в себя адаптеры (по одному на каждый компьютер) и соединительные кабели с соответствующими разъемами. Все остальное оборудование сети служит для улучшения ее характеристик, а также для повышения удобства ее использования.

Плата сетевого адаптера состоит из аппаратной части и встроенных программ, записанных в ПЗУ. Каждый тип кабеля имеет различные физические характеристики, которым должна соответствовать сетевая плата.

Основные сетевые функции адаптера.

1. Гальваническая развязка компьютера и локальной сети. Эта функция не является обязательной. При некоторых типах среды передачи (оптоволоконный кабель, радиоканал) развязка не нужна.

2. Преобразование уровней сигналов из логических (0,1) в сетевые (15 в) при передаче и из сетевых в логические при приеме.

3. Кодирование сигналов при передаче и декодирование при приеме.

4. Распознавание своего пакета при приеме.

5. Преобразование параллельного кода в последовательный при передаче и последовательного кода в параллельный при приеме.

6. Буферирование передаваемых и принимаемых данных в буферном оперативном запоминающем устройстве.

7. Контроль состояния сети, разрешение конфликтов (проведение арбитража).

Первые четыре функции всегда реализуются аппаратно, хотя третья и четвертая в принципе могут выполняться программно.

Перед тем как послать данные в сеть, плата сетевого адаптера должна перевести их из формы, понятой компьютеру, в форму, в которой они могут передаваться по сетевому кабелю. Внутри компьютера данные передаются по шинам. Это, как правило, несколько проводников, расположенных близко друг к другу. Так как линий несколько, то и биты данных могут передаваться по ним группами, а не последовательно. Современные компьютеры оснащены 32 разрядной шиной, т.е. 32 бита движутся параллельно друг друга (32 - полосная автострада, по которой рядом движутся 32 машины, каждая из которых перевозит бит). В сетевом же кабеле данные должны перемещаться в виде потоков битов. Иными словами, кабель – это дорога с одной полосой, по таким дрогам данные в каждый момент времени движутся в одном направлении. Следовательно, информация в локальных сетях передается в последовательном коде, бит за битом. Почему бы не использовать здесь параллельную передачу, ведь она горазда быстрее, к тому же не требует преобразования параллельного кода компьютера в последовательный и обратного преобразования? Прежде всего, это связано с тем, что при параллельной передаче увеличивается количество соединительных проводов в число раз, равное количеству разрядов параллельного кода (проложить один кабель гораздо проще, чем 32 или 63). Значительно дороже при параллельной передаче обойдется также поиск повреждений и ремонт кабеля. Передача при любом типе кабеля требует сложной передающей и приемной аппаратуры: надо формировать мощный сигнал на передающем конце и детектировать слабый сигнал на приемном конце. При последовательной передаче для этого требуется всего один передатчик и один приемник. При параллельной же передаче количество передатчиков и приемников возрастает пропорционально разрядности используемого параллельного кода.

Таким образом, плата сетевого адаптера принимает параллельные данные и организует их для последовательной побитовой передачи. Этот процесс завершается переводом цифровых данных компьютера в электрические и оптические сигналы, которые и передаются по сетевым кабелям.

Помимо преобразования данных, плата сетевого адаптера должна указать свое местонахождение, или адрес, чтобы ее могли отличить от остальных плат. Каждая плата имеет свой уникальный адрес, размер которого 6 байт, например, 00-А0-17-5Е-23-01. Сетевые адреса определены комитетом IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. - Организация, объединяющая специалистов в области инженерных разработок и электроники). Этот комитет закрепляет за каждым производителем плат сетевого адаптера некоторый интервал адресов. Первые три байта адреса называются префиксом, которые и закреплены за производителем. Производители зашивают эти адреса в микросхемы. Благодаря этому каждая плата и, следовательно, каждый компьютер имеет уникальный адрес в сети.

Перед тем, как послать данные по сети, плата сетевого адаптера проводит электронный диалог с принимающей платой, во время которого они «обговаривают»:

• максимальный размер блока передаваемых данных;

• объем данных, передаваемых без подтверждения о получении;

• интервалы между передачами блоков данных;

• интервал, в течение которого необходимо послать подтверждение;

• объем данных, который может принять каждая плата, не переполняясь;

• скорость передачи данных;

• каждая плата оповещает другую о своих параметрах, принимая чужие параметры и подстраиваясь к ним. После того как все детали определены, платы начинают обмен данными.