Р.Л. Смелянский - Компьютерные сети. Том 1. Системы передачи данных (1130069), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Пусть бинарную единицу представляет набор чипов вида 00110011011, а бинарный 0 — набор чипов вида 11001100! 00. Обратим внимание, что если эти последовательности рассматривать как векторы и взять их скалярное произведение, то получим О, т, е. можно сказать, что эти последовательности ортогональны друг другу. Далее все чипы одного набора передают в эфир параллельно. Пусть вследствие искажений получена последовательность вида 0111!011011.
Сравнив ее с эталонными последовательностями, видим следующее: отличие от эталона бинарной единицы составляет 2 бит, а отличие от эталона бинарного нуля — 9 бит. Значит, перед нами единица. Это так называемый код с исправлением ошибок. (Подробно построение таких кодов рассматривается в подразд. 4.1). Метод кодирования сигнала при передаче отдельного чипа в полосе может быль разным. Например, ВРВК (В!вагу Р!тазе Япй Кеу!п8)— кодирование бинарным фазовым сдвигом.
Сдвиг фаз здесь может иметь два значения — 0 и к. Скорость передачи данных таким способом составляет в разрешенных диапазонах (шириной в 22 МГц) 1 Мбит/с. Для получения скорости передачи 2 Мбит(с используется метод С)РВК !С)падгаГпге Р!тазе Япй Кеушй) — кодирование квадратурнофазовым сдвигом. Сдвиг фаз здесь может иметь четыре значения О, я(2, к, Зк(2. Соответственно скорость этого метода в два раза выше, чем при использовании метода ВРВК. Для обеспечения скоростей передачи 5,5 и !1 Мбит!с используется метод ССК (Сошр!ппепгагу Соде Кеу!п8) — кодирование комплиментарными кодами, смысл которого поясним на примере комплексных чисел.
Пусть разрешено использовать только те комплексные числа, модуль которых принадлежит множеству (1, — 1, г, — !). Таких чисел восемь, т.е. можно сформировать восемь одинаковых по молулю, но не одинаковых по фазе комплексных чисел. При этом комплексная последовательность чипов может принимать следующие значения: 1, — 1, 1, — ~', 1 + г', 1 — г, — ! — 1, — 1-гг', а каждый элемент 8-чиповой последовательности может иметь восемь значений фазы.
Тогда число вариантов составит 8 в степени 8. Конечно, не все значения в этом случае будут комплиментарны, но истинно комплиментарных значений хватит для того, что бы передавать сразу до восьми бит. Если продолжать бездумно двигаться по этому пути, можно еше больше увеличить скорость передачи, но здесь начинает сказываться 108 °::.'.":,:"!' " эффект интерференции множества сигналов с разными амплитудами и разным временем прибытия к преемнику. Этот эффект, который может вызывать даже отражение части сигнала от потолков, стен и прочих поверхностей, получил название Мп11!Раг!з гз1згоп!оп — искажения, вызванные множественностью путей прохождения сигнала Для борьбы с этим эффектом, а также для обеспечения возможности увеличения скорости передачи данных был разработан метол ОГРМ (ОгФо8опа! Ггег!пепсу 1)ппйа)оп Мп!йр1егап8) — мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов.
Его идея заключается в том, что сигнал поляризуют в ортогональной по отношению к соседним полосам плоскости. Кроме того, между передаваемыми символами вставляется охранный интервал длительностью '0,8 мкс. Для ликвидации взаимного влияния соседей по частотному :,~1,.::;. диапазону по его краям имеются также защитные подканалы Кодирование сигнала осуществляется с помошью описанных ранее методов, а также с помощью технологии ОАМ !Опас1га!пге Атпрйгпое Мооп!а!!оп) — квадратурно-амплитудной модуляции. Этот метод под, разумевает кодирование сигнала не только за счет изменения фазы, но и за счет изменения амплитуды сигнала, что позволяет использовать , 16 или даже 64 состояния этого сигнала.
При этом скорости передачи !',"'.!":,';:";., увеличиваются следующим образом: 24, 36, 48 и 54 Мбит/с Разброс скоростей при передаче данных по беспроводным сетям :-'! '"'::::,%1-Р1 довольно велик: от 1 до 54 Мбит/с. При этом возникает впол.не закономерный вопрос, зачем вообще нужны чмедленные» скорости и почему нельзя использовать только самую «быструю» скорость 54 Мбит/су Представим себе преподавателя, который старается сообзцить студентам, сидяшим в аудитории, как можно больше информации Для этого он старается говорить как можно быстрее. На первых рядах аудитории его речь вполне разборчива, однако на задних рядах слышна лишь какая-то скороговорка, которую понять невозможно, и студенты вынуждены засыпать.
Чтобы речь успешно распространялась как можно дальше, необходимо говорить медленно разборчиво Таблица 3.7 Варианты стандарта 1ЕЕЕ 802.11 109 Рис. 3.17. Конфликт частотных диапазонов ход п ь|а и громко. (Попробуйте говорить быстро и громко.) В нашем случае передача данных беспроводного соединения возможна со скоростью 2 Мбитгс на расстояние 40 км. Со скоростью 54 Мбит/с такая передача без ретрансляторов невозможна. 'В табл.
3.7 перечислены в порядке появления на рынке стандарты, используемые в настоящее время. Оборудование, работающее по разным стандартам, но на одинаковых частотах, как правило, обратно совместимо друг с другом. Так, например, имея сетевую карту стандарта 802.11Ь, можно подключиться к точке доступа стандарта 802.118. Указанные в табл. 3.7 частоты несколько условны. Дело в том, что частотная сетка во многих странах разбивается с шагом 5 МГц, т.е. 2,412 ГГц (1-й канал), 2,417 ГГц (2-й канал) и т.д.
Для подобных сетей правительства некоторых стран выделяют часть радиодиапазона, указывая номера каналов. Например, в США доступны каналы с 1-го по 11-й, а в Европе — с 1-го по 13-й, что„однако, не означает, что при установке 11 или 13 беспроводных устройств они не будут мешать друг другу. Из ранее сказанного известно, что ширина канала в стандартах 802.11Ь и 802.1!8 составляет 22 МГп, откуда следует, что выбрав в качестве стартовой частоты 2,412 ГГц (1-й канал), мы также захватим и каналы со 2-го по 5-й. Таким образом, доступных частот остается всего три — это 1, 6 и 11-й каналы. Однако это не является трагедией, ведь беспроводные устройства можно разместить в шахматном порядке, но помнить об этом необходимо (рис. 3.17).
В стандарте 802.11а ширина канала составляет 20 МГц и имеется 12 неперекрывающихся частот, что существенно упрощает его внедрение. Следует также помнить, что частотная политика может отличаться в разных странах. Например, есть государства (Аргентина, Бразилия и др,), где, стандарт 802,!1а полностью запрещен. Глава 4 КАНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ :- 4.1. Основы передачи данных на канальном уровне 4. г.
1. Сервис, предостввлвемьгй сетевому уровню Теперь, когда мы знаем, как биты могут трансформироваться в ,эдектромагнитные сигналы, передаваться через разные физические ,", '; "среды, а затем снова трансформироваться в биты, рассмотрим, как . ' 'эти биты надо обрабатывать, чтобы передача данных между двумя - 'соседними машинами была надежной и эффективной Под словами «соседние машины» будем понимать две машины, "соединенные физической линией, например проводом. Будем пред- :;:;;,', 'полагать, что для этой линии справедливо, что биты поступают по- , . Лучателю точно в той последовательности, в какой их послал отпра'внтель. Эта простая, на первый взгляд, задача при детальном рас- -::, сиотрении оказывается весьма сложной, если учесть, что при :;",„'~,.гпередаче по каналу могут возникать ошибки, задержки, вызывающие .з:,'!::-:.!::„'дублирование данных, и т.
д На уровне канала данных решается ряд проблем, присущих толь' ко этому уровню: реализация сервиса для сетевого уровня; объеди- ::: -'.::нение битов, поступающих с физического уровня, в кадры; форми- :-::,:.," -рование кадра и передача его на физический уровень; обнаружение ,- и:исправление ошибок передачи, управление потоком кадров и др Основная задача канального уровня — обеспечить сервис сетево- .:,',: му уровню по передаче и приему данных. Назначением сервиса яв- ,;-:.; -Ляется передача данных от процесса на сетевом уровне одной маши- '",'::.'; 'ны процессу на сетевом уровне другой машины.
Как это происходит ° 'показано на рис. 4.1, а. Фактический процесс передачи данных слож- .Г;: нее, чем показано на рис. 4.1, б. Однако для простоты изложения :;!. будем придерживаться этой схемы Существуют разные виды сервиса на канальном уровне ° без уведомления и без соединения, ° с уведомлением и без соединения, Э ~ с уведомлением и с соединением Сервис без уведомления и без соединения не предполагает установки соединения до начала передачи, которое после передачи не- ;,."" 'обходимо разорвать, а также полтверждения специальным сообщеНнем факта приема переланного кадра. Если в результате помех на 111 Г Ч~с Хост 1 Хост 2 4 4 3 3 2 2 1 ! Внр1усльна псрсдачд данных Рнс.
42н Схемы виртуальной (и) н фактической (б) передач данных физическом уровне кадр будет потерян, то на канальном уровне никаких попыток его восстановить не будет. Этот вид сервиса используется там, где физический уровень обеспечивает настолько высокую надежность при передаче, что потеря кадров происходит редко и восстановление при потере кадров можно переложить на верхние уровни. Также этот вид сервиса применяется при передаче данных в реальном времени там, где лучше потерять часть данных, чем увеличить задержку при их доставке.
Например, передача речи, видеоизображения, управление техническими объектами. В большинстве ЛВС используется этот вид сервиса на канальном уровне. Сервис с уведомлением без соединения предполагает подтверждение получения каждого посланного кадра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
