Проектирование беспроводной локальной сети (стр. 2 из 6)
Основные характеристики стандарта 802.16:
- пропускная способность: до 135 Мбит/с при полосе несущей 28 МГц;
- модуляция: OFDM – 64-QAM;
- доступ к среде: адаптивный, динамический;
- управление сетью: централизованное;
- название стандарта: IEEE 802.16;
- дата принятия: декабрь 2001 года;
- частотный диапазон: от 10 до 66 ГГц;
- быстродействие: от 32 до 135 Мбит/с для канала 28 МГц;
- ширина канала: 20; 25 и 28 МГц;
- радиус действия: от 2 до 5 км;
- условия работы: прямая видимость.
После появления 3G-интернета, многим доставившего удовольствие скоростного доступа в глобальную сеть, незаметно, но стремительно наступила пора новой технологии – WiMax. Это ещё более высокие скорости на базе уже знакомого некоторым пользователям стандарта IEEE 802.16. По сути, WiMax представляет собой беспроводной широкополосный доступ в Интернет через тот же сотовый аппарат или коммуникатор, к которому была применима и технология 3G.
Основные характеристики стандарта 802.16е:
- одобрен: июль 2005 года;
- частотный диапазон: от 2 до 6 ГГц;
- зона покрытия: непрямая (NLOS (Non Line Of Sight – в условиях отсутствия прямой видимости));
- модуляция: OFDM 256;
- скорость: до 15 Мбит/с;
- мобильность: с возможность регионального роуминга;
- ширина канала: более 5 МГц;
- радиус ячейки: от 1 до 5 км;
- терминальное оборудование: PC-карта.
Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) планирует в краткосрочной перспективе утвердить спецификации 802.16m в качестве первой «настоящей» международной 4G-технологии.
Развернутые в соответствии с требованиям стандарта 802.16m сети WiMAX, теоретически обеспечивают мобильный и фиксированный доступ на скоростях 100 Мбит/с и 1 Гбит/с соответственно.
Черновая версия стандарта получила смешанные отзывы со стороны операторов. Так, американская компания Clearwire заявила, что не будет торопиться с его внедрением, а российская Yota планирует скооперироваться с Samsung для строительства 802.16m-сетей. По данным WiMAX Forum, новую технологию намереваются поддержать 50 компаний [8].
К «настоящим» 4G-технологиям можно отнести только LTE (Long Term Evolution – долгосрочное развитие) Advanced и IEEE 802.16m WiMAX, разработка которых еще не завершена. Фактически, речь идет о дальнейшем улучшении существующих стандартов на LTE и мобильный WiMAX (IEEE 802.16e).
Краткие характеристики 802.16m:
- технология: WiMax;
- использование: WMAN, Mobile WMAN;
- пропускная способность: до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN);
- скорость передвижения абонента: от 60 до 250 км/ч;
1.1.4 Стандарт IEEE 802.20
Стандарт для мобильного доступа к данным - 802.20. В отличие от WiMax, рассчитанного на работу в городах при ограниченном числе базовых станций, стандарт 802.20 имеет больше сходства с обычными сотовыми системами и предназначен для быстродействующих мобильных подключений на скоростях свыше 1 Мбит/с.
Краткие характеристики 802.20:
- мобильность: до 250 км/ч;
- ширина полосы каналов: 2х1, 25/2х5/2х10 МГц;
- скорость для канала 1,25 МГц: до 1 Мбит/с на прием, до 300 кбит/с на передачу;
- радиус действия: до 15 км;
- построение универсальных сетей на базе IP-протокола.
Главный сторонник спецификации 802.20 фирма Flarion Technologies уже испытывала свою технологию FLASH-OFDM (Fast Low-Latency Access with Seamless Handoff OFDM – быстрый доступ с малой задержкой с использованием OFDM) вместе с компанией Nextel Communications. Однако рассмотрение стандарта находится еще на довольно ранней стадии и нет никакой гарантии, что технология Flarion, в конечном счете ляжет в основу 802.20.
Продвижению 802.16, равно как и 802.20, также может помешать инерция операторов. Для поддержки массовых подключений владельцев мобильной аппаратуры потребуются значительные вложения в инфраструктуру, и операторы могут решить, что трудоемкое развертывание новых технологий приведет лишь к дублированию уже предоставляемых услуг.
1.2 Назначение локальной сети
Локальные вычислительная сеть – это единая система компьютеров, расположенных в пределах небольшой ограниченной территории (комнате, здании, в соседних зданиях) не более 10 – 15 км или принадлежащих одной организации, связанных между собой, имеющих единую специализированную базу данных, высокую пропускную способность (10, 16, 100 Мбит/с и более до нескольких Гбит/с) и функционирующих на единых программных принципах.
Назначение локальной сети – осуществление совместного доступа к данным, программам и оборудованию. У коллектива людей, работающего над одним проектом появляется возможность работать с одними и теми же данными и программами не по очереди, а одновременно. Локальная сеть предоставляет возможность совместного использования оборудования. Оптимальный вариант – создание локальной сети с одним принтером на каждый отдел или несколько отделов. Файловый сервер сети позволяет обеспечить совместный доступ к программам и данным.
У локальной сети есть также и административная функция. Контролировать ход работ над проектами в сети проще, чем иметь дело с множеством автономных компьютеров.
ЛВС обеспечивает:
- высокоскоростную многоуровневую коммутацию;
- контроль и разграничение доступа к сетевым ресурсам;
- доступ к локальным сетевым устройствам (принтеры, базы данных);
- доступ к сети Интернет.
На данный момент развитие сетевых технологий позволяет реализовать информационные сети самых различных конфигураций и вычислительных мощностей. Это связано с различными способами передачи информационных потоков: по витой паре, по оптоволокну, по выделенному радиоканалу. Также это связано с большим разнообразием активного коммутационного оборудования, которое применяется для локальных и глобальных связей.
В данном разделе были рассмотрены стандарты беспроводного доступа к сети Интернет. Так же был рассмотрен вопрос о назначении локальной сети.
2. Конструкторская часть
2.1 Выбор и обоснование технологий построения ЛВС
Исходя из технического задания, для связи рабочих станций в отделах №1, №2, №3 будет использоваться технология Fast Ethernet, которая сможет обеспечить производительность сети 100 Мбит/с. В отделе №4 будет использована технология Gigabit Ethernet, которая сможет обеспечить производительность сети 1000 Мбит/с.
2.1.1 Технологии построения ЛВС
В данном курсовом проекте для построения сети будет использоваться технология Gigabit Ethernet, которая обеспечивает скорость передачи данных 1000 Мбит/с, а также Fast Ethernet, обеспечивающая скорость передачи данных 100 Мбит/с. Для обеих технологий будет применена топология «звезда» с использованием в технологии Fast Ethernet и Gigabit Ethernet неэкранированной витой пары категории 5. При передаче сигналов в сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet будет использоваться метод доступа (CSMA/CD).
2.1.2 Анализ среды передачи данных
Для передачи данных в Fast Ethernet будет применяться стандарт 100 Base-TX. Используется витая пара категории 5. В передаче данных участвуют все пары. Для передачи данных в Gigabit Ethernet будет применяться стандарт 1000 Base-T (используются 4 пары).
Параметры:
- скорость передачи данных: 1000 Мбит/с;
- тип используемого кабеля: неэкранированная витая пара категории 5;
- максимальная длина сегмента: 100 м.
Топология сети определяется размещением узлов в сети и связей между ними. Термин «топология сети» относится к пути, по которому данные перемещаются в сети. Для технологий Fast Ethernet и Gigabit Ethernet будет использоваться топология «звезда».
Достоинства:
- выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;
- простота периферийного оборудования;
- лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;
- высокая производительность сети.
Недостатки:
- выход из строя центрального устройства обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом.
В качестве центральных устройств были выбраны коммутаторы D-link DGS-1008D.
2.1.4 Метод доступа
В беспроводных сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet используется метод доступа CSMA/CD.
Метод CSMA/CD используется при топологии «звезда».
Основная концепция этого метода заключается в следующем:
- все станции прослушивают передачи по каналу, определяя состояние канала;
- проверка несущей;
- начало передачи возможно лишь после обнаружения свободного состояния канала;
- станция контролирует свою передачу, при обнаружении столкновения (коллизии) передача прекращается и станция генерирует сигнал столкновения;
- передача возобновляется через случайный промежуток времени, длительность которого определяется по специальному алгоритму, если канал в этот момент окажется свободным;
- несколько неудачных попыток передачи интерпретируются станцией как отказ сети.
Даже в случае CSMA/CD может возникнуть ситуация коллизии, когда две или больше станций одновременно определяют свободный канал и начинают попытку передачи данных [4].
2.2 Выбор и обоснование аппаратного обеспечения сети
Схема сети представлена на рисунке 2.
РС – рабочая станция;
СР – сервер.
Рисунок 2 – Схема построения сети
2.2.1 Коммуникационные устройства
Для технологии Fast Ethernet будут использованы 16 сетевых адаптеров D-link DFE-528TX (рисунок 2.1) [1].
Общие характеристики D-link DFE-528TX:
- топология – «звезда»;
- протокол – CSMA/CD;
- интерфейс – 32-битная шина PCI;
- скорость передачи данных 10/100 Мбит/с.
Для технологии Gigabit Ethernet будут использованы 5 сетевых адаптеров D-link DGE-528T (рисунок 2.2) [1].
Характеристики сетевого адаптера D-link DGE-528T: