Характеристика беспроводных компьютерных сетей

Основные данные о работе

Содержание

Введение……………………………………………………………………………….…..3

1 Классификация и технологии беспроводных сетей……………………….………… 5

1.1 Методы доступа к среде в беспроводных сетях…………………………………… 7

1.1.1 Уплотнение с пространственным разделением ……………………….…………7

1.1.2 Уплотнение с временным разделением……………………………….………… 8

1.2 Технология и архитектура беспроводных сетей…………………………………… 9

1.2.1 Стандарты Bluetooth ……………………………………………………………….9

1.2.2 Локальные сети под управлением IEEE 802.11…………………………….…. 12

2 Характеристика беспроводных компьютерных сетей ……………………………………..14

2.1 Точки доступа ……………………………………………………………………….14

2.2 Качество сигнала…………………………….…….....................................……...14

2.3 Обеспечение информационной безопасности……………………………….…… 15

Заключение…….…………………………………………………………………...……19

Глоссарий………………………………………..……….….……………..……..….…..21

Список используемых источников…….……..………………………….....……….…23

Приложение ……………………………………………………………………….…….24

Введение

В последние годы беспроводные сети передачи информации становятся одним из основных направлений развития телекоммуникационной индустрии. Однако отметим, что беспроводная передача информации существует столько же, сколь­ко существует человеческая цивилизация. Гонцы, стрелы, сигнальные костры, телеграф, искровые передатчики, спутниковые системы связи — все это звенья одной цепи. Изменялись технологии, но суть сетей передачи оставалась неиз­менной — организовать взаимодействие нескольких различных элементов так, чтобы информация в заданное время поступала из одной точки в другую. Исто­рически цифровая (дискретная) передача на шаг опережала аналоговую (письмо написать проще, чем сохранить на каком-либо носителе речь). В конце XIX века окончательно оформились две ветви единого телекоммуникационного древа — передача голоса (телефония) и данных (телеграф). Примерно в то же время началось разделение на проводные и беспроводные технологии передачи. Про­водная связь в ту эпоху оказалась проще, надежнее, защищеннее. Начался век проводных телекоммуникаций. Тысячи километров кабелей опутали Землю, как паутина. Человечество потребляло все больше информации и все больше увязало в путах медной проволоки и кварцевого оптического волокна.

К концу XX века в технологии связи возникла новая волна — цифровая об­работка. Вскоре практически любую информацию стали преобразовывать в поток нулей и еди­ниц. Настала эпоха цифровой связи. Благодаря цифровой обработке начали все теснее переплетаться развивавшиеся параллельно технологии телефонии и пере­дачи данных, чтобы с появлением пакетных сетей слиться практически воедино. Появился даже термин «мультимедиа», означающий объединение самых различ­ных информационных технологий (голос, аудио/видео, данные) в единой тех­нологической среде обработки и передачи. Взрывоподобное развитие Интернета лишь подтвердило тот факт, что цифровые сети передачи для современной ци­вилизации стали столь же необходимы, как автострады, трубопроводы и линии электропередачи.

Отметим, что современные телекоммуникационные технологии базируются на совокупности научных, технических и технологических достижений во многих областях, от микроэлектроники и схемотехники до теории связи, вычислитель­ной техники и современных методов организации производства. Теория Максвел­ла оставалась мало кому понятной абстракцией до ее подтверждения опытами Герца. Кодовое разделение каналов и связь посредством шумоподобных сигна­лов не вышли бы из стен лабораторий и сложнейших военных систем, если бы не массовое появление дешевых процессоров цифровой обработки сигнала. Интер­нет остался бы ARPAnet'oM, если бы не лавиноподобное распространение персо­нальных компьютеров и модемов. Сотовые телефоны и пейджеры, Wi-Fi-карты и цифровое телевидение никогда не увидели бы свет без интеграции успехов в самых разных областях — технических, законодательных, организационных, научных и т.д. Поэтому, описывая современные тех­нологии беспроводных систем передачи информации (БСПИ), мы затронем не только вопросы теории передачи информации, принципов действия, архитекту­ры и методов анализа и проектирования беспроводных сетей, но и практическую реализацию аппаратуры беспроводных сетей.

Наконец, в конце XX - начале XXI века человечество начало вырываться из плена проводов. Уровень развития микроэлектроники позволил выпускать мас­совые дешевые средства беспроводной связи. Бум сотовой связи, сравнимый раз­ве что с ростом производства персональных компьютеров, не замедляется вот уже четверть века. Мобильных телефонов во всем мире уже больше, чем обыч­ных проводных телефонных аппаратов, и это только начало. Фантастическими темпами развиваются технологии беспроводных локальных сетей, их догоняют персональные беспроводные сети и сети регионального масштаба. Видимо, все возвращается на круги своя — человечество тысячелетиями жило без проводов, хочет без них жить и впредь.

Основная часть

1 глава основной части

1 Классификация и технологии беспроводных сетей

Классификация чего бы то ни было — задача неблагодарная, поскольку и кри­териев классификации можно разработать достаточно много, и реальные объ­екты могут не укладываться в четкие границы определенного класса, да и по мере развития устоявшиеся системы классификации могут устаревать. Все это справедливо и для беспроводных сетей передачи информации (БСПИ). Поэтому остановимся на наиболее популярных способах ранжирования различных беспро­водных систем. Обычно БСПИ подразделяют:

•     по способу обработки первичной информации — на цифровые и аналоговые;

•     по ширине полосы передачи — на узкополосные, широкополосные и сверх­широкополосные;

•     по локализации абонентов — на подвижные и фиксированные;

•     по географической протяженности — на персональные, локальные, регио­нальные (городские) и глобальные;

•     по виду передаваемой информации — на системы передачи речи, видеоин­формации и данных.

Поскольку в центре нашего внимания находятся цифровые системы, приведем их отличительные признаки, охарактеризовав и «сопредельные» системы. Термин «беспроводность» определяется легко — от­сутствует соединительный провод (оптоволоконный или медный кабель). Также относительно просто определить, цифровая система или нет. К цифровым от­носят системы, у которых входная аналоговая информация (например, голос, аналоговый телевизионный сигнал и т. п.) первоначально преобразуется в циф­ровую (дискретную) форму. Однако уже здесь возникает некоторая нечеткость. В самом деле, любой сигнал при передаче через физический канал имеет чисто аналоговый вид, он в принципе не должен быть дискретным (чем дальше форма сигнала от бесконечной синусоиды, тем больше паразитных гармоник и связан­ных с ними неприятностей), чего добиваются специальными методами. Поэтому термин «цифровая система» говорит только о том, что в ней входящие анало­говые данные оцифрованы и обрабатываются (фильтрация, скремблирование, коммутация) преимущественно цифровыми методами.

Еще сложнее с шириной полосы. Строгого определения тут нет. Обычно по­лагают, что если ширина спектральной полосы F, в которой работает система, много меньше центральной частоты этой полосы /с, то система узкополосная (т.е. F/fc 1). В противном случае система широкополосная. Критерий весьма расплывчат. В области цифровых систем передачи приводят и другие опреде­ления широкополосности: например, система широкополосная, если переда­точная функция канала в этой полосе существенно изменяется в зависимости от частоты (т.е. передаточная функция в рабочей полосе узкополосной систе­мы практически не зависит от частоты). Очевидно, что определения эти доста­точно расплывчаты. В нашем случае под термином «широкополосная система» мы будем понимать такие системы, где проявляются специфические эффекты и свойства, связанные с широкой рабочей полосой. Поэтому точный критерий не существенен да и не возможен.

Подразделение на мобильные и подвижные системы, казалось бы, столь про­стое, на самом деле также не является тривиальным. Следует различать соб­ственно, возможность мобильности абонентов, предоставляемую технологией, и подразделение на мобильную и фиксированную службы связи, связанное с во­просами частотного распределения и лицензирования. Наиболее характерным примером такой двухсмысленности является история появления в России бес­проводной телефонной связи стандарта IS-95 (CDMA). Оборудование этого стан­дарта изначально было разрешено к использованию в нашей стране только для предоставления услуг фиксированной связи. Однако, как известно, IS-95 являет­ся стандартом мобильной сотовой связи.

1.1 Методы доступа к среде в беспроводных сетях

Одна из основных проблем построения беспроводных систем — это решение зада­чи доступа многих пользователей к ограниченному ресурсу среды передачи. Су­ществует несколько базовых методов доступа (их еще называют методами уплот­нения или мультиплексирования), основанных на разделении между станциями таких параметров, как пространство, время, частота и код. Задача уплотнения — выделить каждому каналу связи пространство, время, частоту и/или код с ми­нимумом взаимных помех и максимальным использованием характеристик пере­дающей среды.

1.1.1 Уплотнение с пространственным разделением

Основано на разделении сигналов в пространстве, когда передатчик посылает сигнал, используя код с, время t и частоту / в области Si. То есть каждое беспроводное устройство может вести передачу данных только в границах одной определенной территории, на которой любому другому устройству запрещено передавать свои сообщения.

К примеру, если радиостанция вещает на строго определенной частоте на за­крепленной за ней территории, а какая-либо другая станция в этой же местности также начнет вещать на той же частоте, то слушатели радиопередач не смогут получить «чистый» сигнал ни от одной из этих станций. Другое дело, если ра­диостанции работают на одной частоте в разных городах. Искажений сигналов каждой радиостанции не будет в связи с ограниченной дальностью распростра­нения сигналов этих станций, что исключает их наложение друг на друга.

Еще недавно данный метод считался малоэффективным — до тех пор, пока не получили промышленное развитие системы, обеспечивающие достаточно точ­ную локализацию зон действия отдельных передатчиков. С появлением аппара­туры (и соответствующих стандартов), обеспечивающей адаптивную перестрой­ку мощности передатчиков абонентских и базовых станций, а также систем на основе секторных антенн (или антенн с перестраиваемой диаграммой направлен­ности) данный метод получил широкое распространение. Характерный пример — системы сотовой телефонной связи