Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл - Компьютерные сети (1114668), страница 103
Текст из файла (страница 103)
Столько же получает и главный узел. При 80 битах полезных данных,передающихся в одном кадре, емкость канала подчиненного узла равна 64 000 бит/с.Этому же значению равна и емкость канала главного узла. Этого как раз хватаетдля организации полнодуплексного PCM-канала голосовой связи (именно поэтому1600 скачков в секунду было выбрано в качестве скорости перестройки частот). Всеэти цифры говорят о том, что полнодуплексный канал со скоростью 64 000 бит/св каждую сторону при самом надежном способе передачи информации вполне устраивает пикосеть, невзирая на то, что суммарная скорость передачи данных на физическомуровне равна 1 Мбит/с.Эффективность 13% — результат расходов 41% емкости на время стабилизации,20% на заголовки, и 26% на повторном кодировании.
Этот недостаток выделяет значение увеличенных скоростей и кадров более чем из одного слота.О Bluetooth можно сказать намного больше, но нет места, чтобы говорить об этомздесь. Интересующиеся могут прочитать все подробности в спецификации Bluetooth 4.0.4.7. RFIDМы уже рассмотрели схемы MAC от локальных до городских и персональных вычислительных сетей. В качестве последнего примера мы изучим категорию беспроводныхустройств «низшего класса», которые, возможно, не признаются формирующимикомпьютерные сети: это RFID (Radio Frequency Identification — радиочастотнаяидентификация) метки и считыватели, которые мы описали в разделе 1.5.4.Технология RFID существует во многих формах, используемых в смарткартах,имплантантах для домашних животных, паспортах, библиотечных книгах и пр.
Форма, которую мы рассмотрим, была развита при разработках EPC (Electronic ProductCode — электронный код товара), которые начинались в Auto-ID Центре в Массачусетском технологическом институте в 1999 году. EPC — это замена штрихкода, котораяможет нести большее количество информации и считываться с помощью электроникина расстоянии до 10 м, даже не в прямой видимости. Эта технология отличается, например, от RFID-используемой в паспортах, которые должны быть помещены достаточно близко к считывателю для получения информации.
Способность общаться нарасстоянии делает EPC более значимым для нашего изучения.Организация EPCglobal была создана в 2003 году, чтобы коммерциализировать развитую Auto-ID Центром технологию RFID. Их усилия получили развитие в 2005 году,когда компания Walmart потребовала от 100 своих крупнейших поставщиков маркировать все поставки метками RFID. Широкому распространению технологии препятствовала трудность конкуренции с дешевыми печатаемыми штрихкодами, но появилисьновые сферы использования, например водительские права. Мы опишем второе поколение этой технологии, которую неофициально называют EPC Gen 2 (EPCglobal, 2008).4.7.
RFID 3574.7.1. Архитектура EPC Gen 2Архитектура EPC Gen 2 сети RFID показана на рис. 4.34. Она имеет два ключевыхкомпонента: метки (теги) и считыватели. Метки RFID — маленькие, недорогие устройства, имеющие уникальный 96-битовый идентификатор EPC и небольшое количествопамяти, запись и чтение которой может производиться RFID-считывателем.
Памятьможет использоваться для записи истории местоположения элемента, например, когдаон движется по системе поставок.Часто метки похожи на этикетки, которые могут быть помещены, например, наджинсы на полках в магазине. Большая часть этикетки занята антенной, которая наней напечатана. Крошечная точка в середине — интегральная схема RFID. Другойвариант — метка RFID может быть внедрена в объект, например в водительские права.В обоих случаях метки не содержат никакой батареи и должны получать энергию дляработы из радиопередачи ближайшего RFID-считывателя.
Этот вид меток называютметки «Class 1», чтобы отличить их от меток с бо´льшими возможностями, у которыхесть батареи.Рис. 4.34. Архитектура RFIDСчитыватель — это информационный центр системы, аналогичной базовым станциям и точкам доступа в сотовых сетях и WiFi. Считыватели намного более энергоемкие,чем метки. Они имеют собственные источники энергии, часто имеют разнообразныеантенны и отвечают за то, когда метки посылают и получают сообщения.
Так как в диапазоне чтения обычно бывает несколько разных меток, считыватели должны решитьзадачу множественного доступа. Возможно и присутствие нескольких считывателейв одном пространстве, которые могут конфликтовать друг с другом.Основное дело считывателя — инвентаризировать ближайшие метки, то есть обнаруживать их идентификаторы. Инвентаризация производится протоколом физического уровня и протоколом идентификации метки, которые в общих чертах описаныв следующих разделах.4.7.2. Физический уровень EPC Gen 2Физический уровень определяет, как биты пересылаются между метками и RFIDсчитывателем. В основном используются методы отправки беспроводных сигналов, которые мы видели ранее. В США обмен происходит в нелицензированном диапазоне ISM358 Глава 4.
Подуровень управления доступом к средеполосы 902–928 МГц. Эта полоса относится к диапазону UHF���������������������������������������������������(УВЧ), поэтому соответствующие метки называют UHF�������������������������������������������������������������������������������������������������������-метками RFID.
Считыватель выполняет скачки частоты по крайней мере каждые 400 мс, чтобы распространить сигнал по каналу, ограничитьпомехи и выполнить нормативные требования. Чтобы закодировать биты, считывательи метки используют формы амплитудной модуляции ASK, которую мы описали в разделе 2.5.2. Они посылают биты по очереди, таким образом, канал — полудуплексный.Имеется два основных отличия от других физических уровней, которые мы изучили. Прежде всего, сигнал всегда передает считыватель, независимо от того, осуществляет ли коммуникацию он или метка. Естественно, считыватель передает сигнал,чтобы послать биты в метки. А для того чтобы метки послали биты считывателю, онпередает сигнал фиксированной несущей, который не переносит битов.
Метки собирают этот сигнал для получения энергии, которая необходима для их работы; такимобразом, метка не могла бы передавать первой. Чтобы послать данные, метка меняетсвое поведение — отражает ли она сигнал от считывателя, как радарный сигнал, возвращающийся от цели, или поглощает его.Этот метод называют обратным рассеянием (backscatter). Он отличается от всехдругих беспроводных ситуаций, которые мы видели до сих пор, когда отправительи получатель никогда не передают оба в одно и то же время. Обратное рассеяние —низкоэнергетический способ создания меткой собственного слабого сигнала, которыйобнаруживается считывателем.
Для того чтобы считыватель расшифровал поступающий сигнал, он должен отфильтровать исходящий сигнал, который он передает.Поскольку сигнал метки слаб, метки могут посылать биты только с низкой скоростьюи не могут получать или даже обнаруживать передачи от других меток.Второе отличие в том, что применяются очень простые формы модуляции, такчтобы они могли быть осуществлены меткой, которая работает на очень небольшоймощность и очень дешево стоит.
Чтобы послать данные в метки, считыватель использует два уровня амплитуды. Биты 0 или 1 определяются в зависимости от того, скольковремени считыватель ждет перед периодом низкой мощности. Метка измеряет времямежду периодами низкой мощности и сравнивает это время с измеренной во времяпреамбулы. Как показано на рис. 4.35, 1 более длинный, чем 0.Ответы метки состоят из изменения состояния его обратного рассеяния черезфиксированные интервалы, что создает серию импульсов в сигнале.
Чтобы закодировать каждый 0 или 1, может использоваться от одного до восьми периодов импульса,в зависимости от потребности в надежности. 1 имеют меньше переходов, чем 0, какпоказано на рис. 4.35 в примере кодирования с периодом в два импульса.Рис. 4.35. Сигналы считывателя и сигналы обратного рассеяния от метки4.7. RFID 3594.7.3. Уровень идентификации метки EPC Gen 2Чтобы инвентаризировать ближайшие метки, считыватель должен получить от каждой из них сообщение, содержащее идентификатор метки.
Эта ситуация — задачамножественного доступа, для которой в общем случае количество меток неизвестно.Считыватель мог бы передать широковещательный запрос, чтобы попросить все меткиприслать свои идентификаторы. Однако немедленный ответ меток привел бы к коллизии, почти такой же, как у станций в классическом Ethernet.В этой главе мы видели уже много способов, относящихся к задаче множественногодоступа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
