63749 (589033), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Рис.2.2 Режим работы Infrastructure Mode
В расширенном режиме ESS рис.2.3 существует инфраструктура нескольких сетей BSS, причём сами точки доступа взаимодействуют друг с другом, что позволяет передавать трафик от одной BSS к другой. Сами точки доступа соединяются между собой с помощью либо сегментов кабельной сети, либо радиомостов.
Рис.2.3 Расширенном режиме ESS
Для доступа к среде передачи данных в беспроводных сетях применяется метод коллективного доступа с обнаружением несущей и избежанием коллизий (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance, CSMA/CA). Собственно, этот метод даже по своему названию напоминает технологию коллективного доступа, реализованную в сетях Ethernet, где используется метод коллективного доступа с опознанием несущей и обнаружением коллизий (Сarrier-Sense-Multiply-Access With Collision Detection, CSMA/CD). Единственное различие состоит во второй части метода - вместо обнаружения коллизий используется технология избежания коллизии. Перед тем как послать данные в "эфир", станция сначала отправляет специальное сообщение, называемое RTS (Ready To Send), которое трактуется как готовность данного узла к отправке данных. Такое RTS-сообщение содержит информацию о продолжительности предстоящей передачи и об адресате и доступно всем узлам в сети. Это позволяет другим узлам задержать передачу на время, равное объявленной длительности сообщения. Приёмная станция, получив сигнал RTS, отвечает посылкой сигнала CTS (Clear To Send), свидетельствующего о готовности станции к приёму информации. После этого передающая станция посылает пакет данных, а приёмная станция должна передать кадр ACK, подтверждающий безошибочный прием. Если АСК не получен, попытка передачи пакета данных будет повторена. Таким образом, с использованием подобного четырёхэтапного протокола передачи данных реализуется регламентирование коллективного доступа с минимизацией вероятности возникновения коллизий. При развертывании беспроводных сетей и систем СВЧ диапазона необходим расчет радиолиний. Подобный расчет является традиционной радиорелейной задачей, для решения которой требуется знание большого количества исходных данных и профессиональные знания и навыки. В то же время задачи, связанные с предварительной оценкой реализуемости радиолинии, оценкой состава оборудования и возможностей подключения новых абонентов к существующей базовой станции, не требуют полного расчета. Используемая упрощенная методика позволяет решить эти задачи.
Определение дальности связи беспроводных устройств:
1) если усиление избыточно для требуемой дальности, его можно уменьшить до требуемого значения, выбрав более дешевые антенны с меньшим усилением;
2) если усиления тракта недостаточно для обеспечения требуемой дальности, необходимо увеличить его, выбирая антенны с большим усилением, уменьшая длину и, соответственно, затухание коаксиальных кабелей. Если этого оказывается недостаточно, необходимо использование дополнительных усилителей. Для эффективной связи с помощью высокочастотных волн нужно обеспечить беспрепятственную линию прямой видимости между передатчиком и приемником. Возникает вопрос: сколько же пространства вокруг прямого тракта между передатчиком и приемником должно быть свободно от преград? При ответе на него удобно использовать такое понятие, как зоны Френеля. Понятие зон Френеля основано на принципе Гюйгенса, согласно которому каждая точка среды, до которой доходит возмущение, сама становится источником вторичных волн, и поле излучения может рассматриваться как суперпозиция всех вторичных волн. На основе этого принципа можно показать, что объекты лежащие внутри концентрических окружностей, проведенных вокруг линии прямой видимости двух трансиверов, могут влиять на качество как положительно, так и отрицательно. Все препятствия, попадающие внутрь первой окружности, первой зоны Френеля, оказывают наиболее негативное влияние. Рассмотрим точку, находящуюся на прямом тракте рис.2.4. между передатчиком и приемником, причем расстояние от точки до передатчика равно S, а расстояние от точки до приемника равно D, т.е. расстояние между передатчиком и приемником равно S + D.
Рис.2.4. Зона Френеля
Расстояние между двумя трансиверами равно 10 км, а частота несущей - 2,4 ГГц. Тогда радиус первой зоны Френеля в точке, расположенной посередине между трансиверам, равен 17,66 м. Если внутри окружности, радиус которой составляет примерно 0,6 радиуса первой зоны Френеля, проведенной вокруг любой точки между двумя трансиверами, нет никаких преград, то затуханием сигнала, обусловленным наличием преград, можно пренебречь. Одной из таких преград является земля. Следовательно, высота двух антенн должна быть такой, чтобы вдоль тракта не было ни одной точки, расстояние от которой до земли было бы меньше, чем 0,6 первой зоны Френеля.
2.3 Выбор оборудования и экономические затраты
Общеизвестным является тот факт, что при построении проводных сетей затраты на развертывание систем в большинстве случаев составляют немногим менее половины стоимости оборудования, а то и больше. В случае построения системы беспроводного широкополосного радиодоступа как финансовые так и временные затраты на развертывание существенно снижаются за счет быстроты развертывания самой системы, установка компонентов которой занимает в среднем несколько часов, а кроме того существует возможность «переезда» терминалов на другое место. Можно объективно утверждать, что при равном предоставляемом сервисе конкретная технология эффективна тогда, когда рентабельность развертывания сети на её основе оказывается выше рентабельности конкурирующей технологии. По этому критерию технология ВОЛС (которая, как известно, дороже радиотехнологии) хороша там, где существует высокоскоростной коммерческий трафик с раз и навсегда известными точками привязки. Таким свойством, как известно, обладают коммерческие магистральные сети. Средняя стоимость прокладки ВОЛС в РФ ~ $3500 на км. По Москве этот показатель достигает $10000 на км. Практически во всех случаях дистанций средней длинны (т. е. от 3 до 15 км) более эффективной оказывается радиотехнология, если только ей не противостоят особые технические требования Заказчика. Ориентировочные стоимости работ и оборудования, а также время, необходимое для развертывания различных сетей приведены в таблице с 2.1. по 2.4.:
Таблица 2.1
Характеристики кабелей
Тип канала | Ориентировочная стоимость | Время на подготовку и проведение монтажа |
Медный кабель | 300-500$ по существующей канализации, иначе 2-8 тыс. долл. за 1 км | Подготовка работ и прокладка: до 1 месяца (без канализации); установка HDSL-модемов: несколько часов |
Волоконно-оптический кабель | 500-1000$ по существующей канализации, иначе 5-10 тыс. долл. за 1 км | Подготовка работ и прокладка: 2-4 месяца (без канализации) |
Оптический канал | 2-4 тыс. долл. за комплект | Подготовка монтажа: 2-3 дня; установка: 2-3 часа |
Лазерный канал | 12-22 тыс. долл. за комплект | Подготовка работ: 1-2 недели; установка: несколько часов |
Разрешение необходимо получить только на базовое оборудование. Терминалы в зоне покрытия базовой станции, могут устанавливаются без получения дополнительных разрешений. Как правило, системные интеграторы, проводящие работы по развертыванию системы оказывают заказчику консультационную помощь, которая помогает получить частотные назначения в кратчайшие сроки.
Рассмотрим решение организации беспроводных сетей на основе оборудования компаний :D-Link, 3Com.
Таблица 2.2
Стоимость оборудования
Производитель | Название изделия | Сертификат Минсвязи | Общие характеристики систем | Интерфейсы с сетью и оборудованием пользователя | Характеристики радиоинтерфейс | Цена |
D-Link | DWL-7100AP | Приложение 1 к решению ГКРЧ от 29.10.2001 №13/2 | Скорость соединения до 108 Мбит/с, метод доступа CSMA/CA, однавременная поддержка 128 пользователей, поддержка стандартов 802.11 а/b/g | 10/100 BaseT Ethernet, RJ-45 | Диапазон частот: 802.11b/g 2,4ГГц до2,4835 ГГц, типы модуляции BPSK, QPSK, 16QAM, DSSS, CKK | 2480 |
3Com | 3Com Office Connect Wireless | 802.11g-54 Mбит/с 802.11 b- 11Мбит/с CSMA/CA дольность действия 100 м однавременная поддержка 128 пользователей | 10/100BaseT, | 802.11b/g 2,4ГГц до2,4835 ГГц, типы модуляции BPSK, QPSK, 16QAM, DSSS, CKK | 3870 |
Таблица 2.3
Характеристики антенн
Производитель | Название изделия | Сертификат Минсвязи | Общие характеристики систем | Интерфейсы с сетью и оборудованием пользователя | Характеристики радиоинтерфейса | Цена |
D-Link | ANT24-1801 | Приложение 1 к решению ГКРЧ от 29.10.2001 №13/2 | усиление 24Дби поляризация линейная, вертикальная дальность действия до 12 км при скорости 2 Мбит/с | SMA разъем | Диапазон частот 2,4-2,5 | 2450 |
3Com Office Connect Wireless | 3Com | усиление 18Дби поляризация линейная, вертикальная, дальность действия до 3 км при скорости 6 Мбит/с | SMA разъем | 2,4ГГц до2,4835 ГГц, | 3570 |
Таблица 2.4
Характеристики беспроводных карт
Производитель | Название изделия | Сертификат Минсвязи | Общие характеристики систем | Характеристики радиоинтерфейса | Цена | Дополнительные характеристики |
D-Link | DWL 546 PCI | Приложение 1 к решению ГКРЧ от 29.10.2001 №13/2 | CSMA/CA, поддержка стандартов 802.11 а/b/g | Диапазон частот: 802.11b/g 2,4ГГц до2,4835 ГГц, типы модуляции BPSK, QPSK, 16QAM, DSSS, CKK 802.11b/g 2,4ГГц до2,4835 ГГц, типы модуляции BPSK, QPSK, 16QAM, DSSS, CKK | 670 | |
3Com Office Connect Wireless | 3Com Wireless 11a/b/g PCI Adapter | Поддержка всех трех существующих стандартов, передача данных 54 | 1350 |
В настоящий момент лидером в производстве беспроводного оборудования является линия продуктов компании D-Link, компания выпускает новое семейство беспроводных устройств, работающих в новом стандарте IEEE 802.11g и развивающих за счет ряда нововведений (согласно спецификации) не только скорость 54 Мбит/с, но и рекордную 100 Мбит/с (напомним, что речь идет о канальной скорости, или теоретической пропускной способности, - реальная сетевая скорость в несколько раз ниже). Новая линейка устройств включает PCI- и PCMCIA-адаптеры, многофункциональную точку доступа, а также совмещенную в одном устройстве беспроводную точку доступа и маршрутизатор.
Устройство выполнено в виде стандартного PCI-адаптера. Антенна используется стандартная, как и для предыдущего семейства беспроводных устройств. Следует отметить, что возможность замены антенны является несомненным плюсом, так как при значительном удалении от беспроводной точки доступа или слабом сигнале есть возможность использовать антенны с повышенным коэффициентом усиления сигнала или направленные антенны.
Спецификация беспроводной сетевой карты DWL-546 PCI представлена в таблице 2.5.