Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 87
Текст из файла (страница 87)
IP имеет довольно плохую совместимость с сетями ATM, ориентированными на установкусоединения. Этот факт крайне негативно сказывается на популярности ATM.Беспроводные локальные сети341Разработчикам Ethernet удалось добиться хороших показателей по самымглавным направлениям. Скорости выросли на несколько порядков, в системубыли внедрены коммутаторы и хабы, но эти изменения никак не коснулись программного обеспечения. Если продавец скажет: «Вот отличная новая сетеваясистема! Она работает просто фантастически быстро и надежно! Вам необходимо только выкинуть весь ваш старый железный хлам и стереть все старые программы», — у него возникнут проблемы с объемами продаж. FDDI, волоконнооптический канал и ATM были, конечно, быстры, ничего не скажешь, особеннопо сравнению с тогдашним Ethernet, но именно из-за того, что они не были совместимы с Ethernet и были гораздо сложнее и тяжелее в обслуживании, проних вскоре все забыли.
А потом оказалось, что Ethernet догнал и перегнал их поскорости работы, сумев не растерять при этом все свои старые достоинства. Всесоперники Ethernet давно почили в бозе, кроме ATM, — этакой телефонной крысы, живущей в самом ядре телефонии.Беспроводные локальные сетиНесмотря на то, что Ethernet чрезвычайно популярен, ему все же есть с кем соперничать. Беспроводные локальные вычислительные сети становятся все болеепопулярными, все больше и больше офисных зданий, аэровокзалов и других общественных мест оборудуются соответствующей аппаратурой. БеспроводныеЛВС могут существовать в двух конфигурациях: с базовой станцией и без нее.Стандарт 802.11 принимает это во внимание и поддерживает оба варианта.
Далеемы вкратце рассмотрим данный стандарт.Собственно говоря, мы уже касались вопроса беспроводных ЛВС в главе 1,разделе «Ethernet». Теперь более пристальный взгляд обратим на технологическуюсторону стандарта 802.11. В последующих разделах речь пойдет о стеке протоколов, методах радиопередачи (на физическом уровне), протоколе подуровняMAC, структуре кадра и сервисах. Дополнительную информацию о стандарте802.11 можно найти в следующих изданиях (Crow и др., 1997; Geier, 2002; Heegarи др., 2001; Карр, 2002; О'Нага и Petrick, 1999; Serevance, 1999). Чтобы получитьинформацию из первых рук, обратитесь к официальному техническому описанию стандарта.Стандарт 802.11: стек протоколовВсе протоколы, используемые семейством стандартов 802.x, схожи по структуре.Часть стека протоколов изображена на рис. 4.22.
Физический уровень практически соответствует физическому уровню в модели OSI, а вот уровень передачиданных во всех протоколах 802.x разбит на два или более подуровня. Что касается 802.11, то подуровень MAC (подуровень управления доступом к среде) отвечает за распределение канала, то есть за то, какая станция будет передавать следующей. Над MAC в иерархии находится подуровень LLC (управления логическимсоединением), задача которого состоит в том, чтобы сделать различия стандартов342Глава 4.
Подуровень управления доступом к средеБеспроводные локальные сети802.x невидимыми для сетевого уровня. Мы уже рассматривали LLC ранее, когдаречь шла об Ethernet, поэтому сейчас мы не будем возвращаться к этому материалу.ВерхниеуровниУправление логическим соединением802.11ИК802.11FHSS802.11DSSS802.11аOFDM802.11bHR-DSSSУровеньпередачиданных802.11gOFDMI Физический| уровеньРис. 4.22. Часть стека протоколов 802.11Стандарт 802.11 1997 года определяет три метода передачи, реализуемые нафизическом уровне.
Метод инфракрасной передачи сильно напоминает метод,используемый в системах дистанционного управления бытовой техникой. В двухдругих методах применяется радиосвязь небольшого радиуса действия (при этомработают методы FHSS и DSSS). Они оба используют не подлежащую лицензированию часть спектра (диапазон ISM 2,4 ГГц). В этой же части спектра осуществляют передачу сигнала радиобрелоки открывания ворот гаражей, так что неудивляйтесь, если ваш ноутбук не сможет в какой-то момент поделить эфир с вашим же гаражом.
Кроме того, в этом же диапазоне работают домашние радиотелефоны и СВЧ-печи. Вне зависимости от метода скорость работы составляет1-2 Мбит/с, и сигнал используется относительно маломощный, что позволяетуменьшить количество конфликтов между передатчиками. С целью увеличенияпропускной способности в 1999 году были разработаны два дополнительных метода: OFDM и HR-DSSS.
Они работают со скоростями 54 Мбит/с и 11 Мбит/ссоответственно. В 2001 году была представлена новая модификация OFDM, работающая в другом частотном диапазоне. Сейчас мы изучим вкратце все эти методы. Они относятся к физическому уровню, которому была посвящена, вообщеговоря, вся глава 2. Но из-за того, что они так тесно связаны с ЛВС вообще и сподуровнем MAC стандарта 802.11 в частности, мы обращаемся к ним здесь.Стандарт 802.11: физический уровеньВсе пять рассматриваемых далее методов передачи данных позволяют передатькадр подуровня MAC с одной станции на другую.
Различаются они используемыми технологиями и достижимыми скоростями. Детальное рассмотрение этих343методов выходит за рамки данной книги, мы лишь дадим краткое описание, которое, возможно, заинтересует читателей и снабдит их необходимыми терминамидля поиска более подробной информации в Интернете или где-то еще.При передаче в инфракрасном диапазоне (вне диапазона видимого света) используются длины волн 0,85 или 0,95 мкм. Возможны две скорости передачи: 1 и2 Мбит/с. При 1 Мбит/с используется схема кодирования с группировкой четырех бит в 16-битное кодовое слово, содержащее 15 нулей и 1 единицу. Это такназываемый код Грея.
Одно из его свойств заключается в том, что небольшаяошибка в синхронизации может привести в худшем случае к ошибке в одном бите выходной последовательности. При скорости передачи 2 Мбит/с уже 2 битакодируются в 4-битное кодовое слово, также имеющее всего одну единицу: 0001,0010, 0100 или 1000. Сигналы инфракрасного диапазона не проникают сквозьстены, поэтому соты, расположенные в разных комнатах, очень хорошо изолированы друг от друга. Однако из-за довольно низкой пропускной способности(а также потому, что солнечный свет может искажать инфракрасные сигналы)этот метод не слишком популярен.В методе FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum — передача широкополосных сигналов по методу частотных скачков) используются 79 каналов шириной1 МГц каждый. Диапазон, в котором работает этот метод, начинается с 2,4 ГГц(это нелицензируемый [ISM] диапазон).
Для определения последовательностейскачков частот используется генератор псевдослучайных чисел. Поскольку приэтом для всех станций используется один и тот же генератор, они синхронизированы во времени и одновременно осуществляют одинаковые частотные скачки.Период времени, в течение которого станция работает на определенной частоте,называется временем пребывания. Это настраиваемая величина, но она должнабыть не более 400 мс.
Рандомизация, осуществляемая в методе FHSS, являетсяпростым способом распределения неуправляемого ISM-диапазона. Кроме того,постоянная смена частот — это неплохой (хотя, конечно, недостаточный) способзащиты информации от несанкционированного прослушивания, поскольку незваный слушатель, не зная последовательности частотных переходов и временипребывания, не сможет подслушать передаваемые данные. При связи на болеедлинных дистанциях может возникать проблема многолучевого затухания, и FHSSможет оказаться хорошим подспорьем в борьбе с ней. Этот метод также относительно слабо чувствителен к интерференции с радиосигналом, что делает его популярным при связи между зданиями.
Главный недостаток FHSS — это низкаяпропускная способность.Третий метод модуляции называется DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum — передача широкополосного сигнала по методу прямой последовательности). Скорости передачи ограничены 1 или 2 Мбит/с. DSSS немного напоминаетуже обсуждавшуюся в разделе «Второе поколение мобильных телефонов: цифровая передача голоса» систему CDMA, однако имеет и некоторые отличия. Каждый бит передается в виде 11 элементарных сигналов, которые называются последовательностью Баркера. Для этого используется модуляция с фазовымЗДвигом со скоростью 1 Мбод (1 бит на бод при работе на 1 Мбит/с и 2 бита на©од при работе на 2 Мбит/с).
В течение нескольких лет комиссия FCC требова-344Глава 4. Подуровень управления доступом к средела, чтобы все беспроводное оборудование в США работало в нелицензируемыхдиапазонах, однако в мае 2002 года это требование было снято, поскольку появились новые технологии.Первая высокоскоростная беспроводная ЛВС, 802.11а, использовала методOFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing — ортогональное частотноеуплотнение) для передачи сигнала со скоростью до 54 Мбит/с в расширенномнелицензируемом диапазоне 5 ГГц. Как и полагается при частотном уплотнении,здесь используются разные частоты. Всего их 52, из них 48 частот предназначены для данных, 4 — для синхронизации (почти как в ADSL). Одновременная передача сигналов на разных частотах позволяет говорить о расширенном спектре,хотя этот метод существенно отличается от CDMA и FHSS.
Разделение сигналана много узких диапазонов имеет преимущества перед передачей в одном широком диапазоне — в частности, более низкую чувствительность к узкополоснойинтерференции и возможность использования независимых диапазонов. Системакодирования довольно сложна. Она основана на модуляции с фазовым сдвигом дляскоростей до 18 Мбит/с и на QAM при более высоких скоростях. При 54 Мбит/с216 бит данных кодируются 288-битными кодовыми словами. Одним из преимуществ OFDM является совместимость с европейской системой HiperLAN/2(Doufexi и др., 2002). Метод имеет хорошую спектральную эффективность в терминах соотношения бит/герц и хороший иммунитет против многолучевого затухания.Наконец, мы подошли к методу HR-DSSS (High Rate Direct Sequence SpreadSpectrum — высокоскоростная передача широкополосного сигнала по методупрямой последовательности).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
