Норенков И.П. - Основы автоматизированного проектирования (1060628), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Радиоканалы являются необходимой составной частью также в спутниковых и радиорелейных системах связи, применяемых в территориальных сетях, в сотовых системах мобильной связи.Радиосвязь используют в корпоративных и локальных сетях, если затруднена прокладка других каналов связи. Во многих случаях построения корпоративных сетей применение радиоканалов оказывается более дешевым решением по сравнению с другими вариантами.Радиоканал либо выполняет роль моста между подсетями (двухточечноесоединение), либо является общей средой передачи данных в ЛВС по методуМДКН/ОК, либо служит соединением между центральным и терминальнымиузлами в сети с централизованным управлением, либо соединяет спутник с наземными станциями в спутниковом канале связи.Радиомосты используют для объединения между собой кабельных сегментов и отдельных ЛВС в пределах прямой видимости и организации магистральных каналов в опорных сетях. Они выполняют ретрансляцию и фильтрацию пакетов.
При этом имеет место двухточечное соединение с использованиемнаправленных антенн, дальность в пределах прямой видимости (обычно до15...20 км с расположением антенн на крышах зданий). Мост имеет два адаптера: один для формирования сигналов в радиоканале, другой — в кабельнойподсети.В случае использования радиоканала в качестве общей среды передачиданных в ЛВС сеть называют RadioEthernet, обычно ее применяют внутри зданий.
В состав аппаратуры входят приемопередатчики и антенны. Связь осуществляется на частотах от одного до нескольких гигагерц. Расстояния междуузлами несколько десятков метров.В соответствии со стандартом ШЕЕ 802/11 возможны два способа передачидвоичной информации в ЛВС, их цель заключается в обеспечении защитыинформации от нежелательного доступа.Первый способ называют методом прямой последовательности (DSSS— Direct Sequence Spread Spectrum). В нем защита информации основана наизбыточности — каждый бит данных представлен последовательностью из 11элементов (чипов). Эта последовательность создается с помощью алгоритма,известного участникам связи, и поэтому ее можно дешифрировать при приеме.Сохранение высокой скорости обеспечивается расширением полосы пропускания (в DSSS по ШЕЕ 802/11в информационная скорость может доходить до11 Мбит/с, полоса пропускания составляет 22 МГц в диапазоне частот 2,4 ГГц).Отметим, что избыточность повышает помехоустойчивость.
Действительно,помехи обычно имеют более узкий спектр, чем 22 МГц, и могут исказить частьчипов, но высока вероятность того, что по остальным чипам значение битабудет восстановлено. При этом не нужно стремиться к большим значениямотношения сигнал — помеха, сигнал становится шумоподобным, что, во-пер-592. Техническое обеспечение САПРвых, обусловливает дополнительную защиту от перехвата и, во-вторых, не создает помех, мешающих работе другой радиоаппаратуры.Второй способ — метод частотных скачков (FHSS — Frequency HoppingSpread Spectrum). Согласно этому методу полоса пропускания по ШЕЕ 802/11делится на 79 поддиапазонов.
Передатчик периодически (с шагом 20... 400 мс)переключается на новый поддиапазон, причем алгоритм изменения частот известен только участникам связи и может изменяться, что и затрудняет несанкционированный доступ к данным.Вариант использования радиоканалов для связи центрального и периферийного узлов отличается тем, что центральный пункт имеет ненаправленнуюантенну, а в терминальных пунктах при этом применяются направленныеантенны. Дальность связи составляет также десятки метров, а вне помещений — сотни метров.Спутниковые каналы являются частью магистральных каналов передачиданных. В них спутники могут находиться на геостационарных (высота 36 тыс.км) или низких орбитах.
В случае геостационарных орбит заметны задержки(около 500 мс) на прохождение сигналов к спутнику и обратно. Возможно покрытие поверхности всего земного шара с помощью четырех спутников. В низкоорбитальных системах обслуживание конкретного пользователя происходитпопеременно разными спутниками. Чем ниже орбита, тем меньше площадьпокрытия, и, следовательно, требуется или большее число наземных станций,или межспутниковая связь, что, естественно, приводит к утяжелению спутника. Число спутников также значительно больше (обычно несколько десятков).Поставкой оборудован ;я для организации корпоративных и локальных беспроводных сетей занимается ряд фирм, в том числе известные фирмы Lucent Technologies,Aironet, Multipoint Network.В оборудование беспроводных каналов передачи данных входят сетевыеадаптеры и радиомодемы, поставляемые вместе с комнатными антеннами идрайверами.
Они различаются способами обработки сигналов, характеризуются частотой передачи, пропускной способностью, дальностью связи. Радиомодем подключают к цифровому ООД через стандартный интерфейс.В вычислительных сетях САПР в основном используются цифровые каналы передачи данных. Однако применяют и аналоговые каналы, поскольку таковыми являются телефонные сети, которые можно использовать вкачестве магистральных каналов или абонентских линий.Аналоговые каналыВ телефонных каналах общего пользования полоса пропускания составляет 0,3 ... 3,4 кГц (каналы с такой полосой пропускания называют каналами тональной частоты), что соответствует спектру человеческой речи.Для передачи дискретной информации по каналам тональной частоты необходимы устройства преобразования сигналов, согласующие характеристикидискретных сигналов и аналоговых линий. Такое преобразование называют мо-602 6 Каналы передачи данных в корпоративных сетяхдуляцией при передаче и демодуляцией при приеме, и оно осуществляется спомощью специальных устройств — модемов.Модуляция осуществляется с помощью воплощения сигнала, выражающегопередаваемое сообщение, в некотором процессе, называемом переносчиком иприспособленном к реализации в данной среде.
Переносчик в системах связипредставляет собой электромагнитные колебания £/ некоторой частоты, называемой несущей частотой:где Um — амплитуда; со — частота; v|/ — фаза колебаний несущей. Если сообщениепереносится на амплитуду Um, то модуляцию называют амплитудной (AM),если на частоту со — частотной (ЧМ) и если на фазу vy — фазовой (ФМ).Для повышения информационной скорости применяют квадратурно-амплитудную модуляцию (QAM — Quadrature Amplitude Modulation, ее такженазывают квадратурно-импульсной), которая основана на передаче однимэлементом модулированного сигнала п бит информации, где п = 4 ... 8 (т. е.используются 16 ...
256 дискретных значений амплитуды). Однако, чтобыправильно различать эти значения амплитуды, требуется малый уровень помех(отношение сигнал —помеха не менее 12 дБ при п — 4). При меньших отношенияхсигнал — помеха лучше применять фазовую модуляцию с четырьмя иливосемью дискретными значениями фазы для представления 2 или 3 битинформации соответственно.Современные высокоскоростные модемы построены в соответствии с протоколами V.32, V.34, V.90 или V.92.
Например, в протоколе V.34 скорости составляют от 2,4 до 28,8 кбит/с с шагом 2,4 кбит/с. Протокол предусматриваетадаптацию передачи под конкретную обстановку при изменении несущей впределах 1600 ... 2000 Гц, а также автоматическое предварительное согласование способов модуляции в вызывающем и вызывном модемах. В протоколеV34.bis скорости могут достигать 33,6 кбит/с. В последнее время стали выпускаться модемы на 56 кбит/с по технологиям, названным х2 и V.90-92.Цифровые каналыДля передачи аналоговых сигналов по цифровым каналам связи применяют импульсно-кодовую модуляцию (ИКМ), или PCM (Pulse Code Modulation).Этот вид модуляции сводится к измерению амплитуды аналогового сигнала вмоменты времени, отстоящие друг от друга на dt, и к кодированию этих амплитуд цифровым кодом.
Согласно теореме Котельникова, величину dt определяют следующим образом: для неискаженной передачи должно быть не менеедвух отсчетов на период колебаний, соответствующий высшей составляющейв частотном спектре сигнала. Требуемую пропускную способность определяют, исходя из условия обеспечения передачи голоса с частотным диапазономдо 4 кГц при кодировании восемью (или семью) битами. Отсюда получаем,что частота отсчетов (передачи байтов) равна 8 кГц, т.
е. биты передаются счастотой 64 кГц (или 56 кГц при семибитовой кодировке).612. Техническое обеспечение САПР1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1о И£оп.гщпопп.пгВремяРис. 2.7. Манчестерское кодированиеВ цифровых каналах для представления двоичной информации преимущественно используют самосинхронизирующийся манчестерский код.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
