Беспроводные средства связи реферат

Обновлено: 07.07.2024

В качестве средств коммуникации наиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель оптоволоконные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие показатели:

стоимость монтажа и обслуживания,

скорость передачи информации,

ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров)),

безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспечении этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость.

стоимость монтажа и обслуживания,

скорость передачи информации,

безопасность передачи данных.

Витая пара.

Коаксиальный кабель.

Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащитен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации.

Широкополосный коаксиальный кабель.

Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с. При передачи информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер (повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией шина или дерево коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).

Еthernet-кабель.

Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet (thick) или желтый кабель (yellow cable). Он использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet - около 3000 м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.

Сheapernеt-кабель.

Более дешевым, чем Ethernet-кабель является соединение Cheapernet-кабель или, как его часто называют, тонкий (thin) Ethernet. Это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в десять миллионов бит / с.

При соединении сегментов Сhеарегnеt-кабеля также требуются повторители. Вычислительные сети с Cheapernet-кабелем имеют небольшую стоимость и минимальные затраты при наращивании. Соединения сетевых плат производится с помощью широко используемых малогабаритных байонетных разъемов (СР-50). Дополнительное экранирование не требуется. Кабель присоединяется к ПК с помощью тройниковых соединителей (T-connectors).

Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 300 м, а общее расстояние для сети на Cheapernet-кабеля - около 1000 м. Приемопередатчик Cheapernet расположен на сетевой плате и как для гальванической развязки между адаптерами, так и для усиления внешнего сигнала

Давайте дадим понятие беспроводным сетям. Беспроводная сеть- это тип компьютерной сети, которая использует беспроводные соединения для передачи данных.
В наше время многие пользуются беспроводными сетями, но не многие знают, когда появилась первая беспроводная сеть. Итак, первая беспроводная сеть появилась в 1971 году в Гавайском университете под названием ALOHAnet для экспериментов

Файлы: 1 файл

Реферат.doc

Министерство образования и науки России

Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального

Кафедра дифференциальных уравнений и теории управления

Специальность: прикладная математика и информатика

Дисциплина: АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА

РЕФЕРАТ на тему:

студент 3 курса, группа 12301.50

ФИО: Хохлова Валерия Борисовна

История беспроводных сетей

Давайте дадим понятие беспроводным сетям. Беспроводная сеть- это тип компьютерной сети, которая использует беспроводные соединения для передачи данных.

Термин Wi-Fi,используется с 1999 года и придумала его компания Interbrand Corporation. Wi-Fi Alliance попросила Interbrand Corporation о броском и интересном названии на замену IEEE 802.11b Direct Sequence. Название Wi-Fi изобрели с помощью игры слов Hi-Fi (англ. High Fidelity — высокая точность).

Так и появился знакомый нам всем Wi-Fi с эго особенностями, недостатками и преимуществами, о которых вы узнаете на следующих страницах.

Типы беспроводных сетей и их особенностей

Беспроводные сети подразделяются на различные типы, вот некоторые из них:

WLAN ( англ. Wireless Local Area Network). Связывает два или более устройств, в пределах определенных территорий, что позволяет находиться в интернете, перемещайся по зоне покрытия. Используется в домах, университетах, кафе и т.п. Наиболее распространенная.
WWAN (англ. Wireless Wide Area Network). Глобальная компьютерная сеть, связывающая компьютеры на большом расстоянии. Чаше всего используется для передачи различной информации между частными компаниями.
WMAN (англ. Wireless Metropolitan Area Networks). Беспроводная сеть, которая имеет диапазон в пределах одного города. Может соединять несколько офисов компании или несколько корпусов в университета. Эта сеть территориально значительно меньше, чем WWAN и намного больше, чем WLAN.
WPAN (англ. Wireless personal area network). Персональная сеть, которая связывает различные устройства в 10 метрах от рабочего места человека. Пример такой сети всем известный Bluetooth.

Давайте рассмотрим особенности различных беспроводных сетей в таблице № 1

Пределы одного здания

IEEE 802.11, Wi-Fi, и HiperLAN

Мобильное расширение проводных сетей

Мобильные сети типа 2G, 3G и 4

Мобильный доступ из любых открытых площадей

Сoбственность, IЕEE 802.16, и WIМAX

стационарный интернет между домами и предприятиями

Пределы дoсягаемости человека

Все что находится в досягаемости

Bluetooth, IEEE 802.15

3амена кaбеля переферийныx устрoйств

Как можно заметить мы в той или иной степени используем различные типы беспроводных сетей. Так же беспроводные сети используют аварийные службы, для поддержки контакта друг с другом. Беспроводные технологии вводятся в больницы с большим потоком пациентов, создаются так называемые электронные медицинские карты и врач может завести такую карту прямо в палате с данными анамнеза, диагнозом и непосредственно курсом лечения. Частные компании с помощью беспроводной сети передают друг другу важную информацию.

Архитектура беспроводных сетей, как работают беспроводные сети.

В беспроводной сети существуют определенные компоненты, а именно обеспечивающие связь ИК (инфракрасное излучение) или радиоволны, которые распространяются в воздушной среде. Инфракрасные сети передают данные со скорость до 10Мбит/с. на расстояние до 30 метров, такой способ передачи данных используется в пределах видимости. Радиоволны распространяются и вне поля видимости, но скорость заметно уменьшается. Более скоростные каналы передачи данных это ультракороткие и сверхкороткие валны. Давайте рассмотрим схему построения беспроводных сетей:

Пользователь для работы с беспроводными сетями использует чаше всего компьютер, но для своей мобильности он [пользователь] он также использует различные устройства, например мобильный телефон, с доступом в интернет, ноутбук, планшет и т.д. и т.п.

Для подключения к беспроводной сети требуется сетевой адаптер (анг. Network Interface Card) который принимает данные, которые принято называть точками доступа беспроводной сети. У каждого адаптера есть свои параметры:

Номер линии на запрос аппаратное прерывания
Базовый адрес ввода-вывода
Поддержка стандартов скорости
Поддержка тегированных пакетов
MTU канального уровня

Чаше всего адаптеры имеют два или более сетевых разъема, в зависимости непосредственно от адаптера. Есть несколько поколений сетевых адаптеров:

Первое поколение сетевых адаптеров. Архитектура таких адаптеров была создана по типу AUI-интeрфейсу, который является пятнадцати контактным разъeмом между портом и адаптером, так же иногда его называют DIX (анг. Digital Equipment
Corporation, Intel и Xerox). Прерывание и адрес памяти вводились вручную
Второе поколение сетевых адаптеров. Используется AUI-интeрфейс, также авторизированно установления системных параметров и применяется динамическая буферизация данных.
Третье поколение сетевых адаптеров – архитектура построена по интерфейсу MII (физический – PCI), процессор построен по новой архитектуре с поддержкой динамической буферизации.
Четвертое поколение сетевых адаптеров – помимо PCI используется интерфейс PCI-Express, поддержка RMON , поддержка технологии VLAN и QoS.

Безопасность беспроводных сетей.

Беспроводные сети не зачищены, такие передачи данных нельзя сделать абсолютно личными. Современные беспроводные сети используют стандарт 802.11. Такие сети передают данные по радиочастотам приемнику, который имеет ту же радиочастоту. В этом и есть беззащитность и недостаток беспроводных сетей, любой устройство, использующее тот же диапазон радиочастот, может перехватить данные. Для обеспечения минимальной зашиты, требуется:

Есть еще множество различных способов зашиты беспроводных сетей, но они не так важны как те что были представлены ранее.

Будущее беспроводных сетей.

Трудно говорить какой будет технология беспроводных сетей в будущем, но всегда можно рассказать о развивающихся технологиях, которые могут изменить облик беспроводных сетей.

Стив Перлман, который стоит у истоков таких кампаний как WebTV и OnLive, познакомил мир с новой идеей, которая внесет нечто новое в индустрию, он попытался решить проблему нехватки частот в спектре, давая возможность мобильным устройствам работать во всем спектре. Речь пойдет о PCell (персональная сота) которая основывается на технологии, которая называется DIDO (англ. Distributed-Input-Distributed- Output), идея этого проекта заключается в том, что бы с помощью размещения множества небольших приемопередатчиков(pWaves), создать сплошное покрытие. Это может позволить увеличить до 1000 раз пропускную способность, то есть даст возможность устройству работать со всей полосой частот предоставленных базовой станцией не зависимо от степени ее загруженности.

Как показано на диаграмме, которая была составлена FCC ( анг.Federal Communications Commission) жажда передачи информации будет расти, но частота расширятся не будет.

В обычной модели беспроводной сети у вас есть устройство, некая точка доступа и какой либо удаленный сервер, на который вам надо зайти. При загрузки сайта происходит отправка пакета данных с вашего устройства, на маршрутизатор, а лишь потом на удаленный сервер, обратно данный проделывают такой путь, удаленный сервер, маршрутизатор, ваше устройство. В сети PCell или DIDО есть дополнительный сервер, данные проводят через pWaves, а потом попадают на сервер. У каждогo устрoйства в систeме дoлжeн быть DIDО-ресивeр. DIDО-сервeр забираeт данные с веб-сайта и генeрирует радиoсигнал, который пoзволяет DIDО-ресивeру вашего устрoйства принять eго. После этого сигнал попадает на pWаve, который уже oбычным способом передает его вашему устройству. Что приведет к тому, что сеть перестанет перегружаться, а, следовательно, не надо ждать очереди. Как говорит Перлман процесс достаточно сложный.

И нам остается только ждать, будет ли работать PCell на практике, это потребует много времени и сил создателей, но думаю, это перевернет мир.

2 СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение Основная часть История развития беспроводной сети Интернет Беспроводные сетевые технологии Технология Wi-Fi Будущее беспроводной сети Интернет Заключение Список литературы

5 Хоть технология Wi-Fi и была изобретена в 1991 году, первый полноценный технологический стандарт IEEE широкой публике был представлен только в 1997 году. Однако данная версия Wi-Fi оказалась не востребована, так как она отличалась низкой пропускной способностью (до 2 Мбит/с, что было крайне недостаточно для локальной сети), плохой связью, малой дальностью действия. К тому же стоимость оборудования достигала несколько тысяч долларов, поэтому ее использование было просто экономически невыгодным. Осень 1999 года считается переломным этапом в развитии технологий беспроводной сети Интернет. В этот период на рынок поступили две новые спецификации a и b. Максимальная пропускная способность версии a составляла 54 Мбит/с, а b - 11 Мбит/с. Первоначально в широком доступе появилось Wi-Fi оборудование, которое было совместимо с b. Оно быстро завоевало мировой рынок и смогло составить значительную конкуренцию классическим методам построения локальной сети, в частности, Ethernet. При этом стоимость оборудования резко снизилась по сравнению с предыдущим поколением. В нем были полностью преодолены проблемы, характерные для ранних моделей. Первые устройства, поддерживающие стандарт a, поступили в продажу только в 2001 году. В связи с тем, что рынок был уже заполнен оборудованием b, новый стандарт в первое время оказался невостребованным. Летом 2003 года были закончены работы по созданию следующего стандарта g, который объединил в себе преимущества двух предыдущих версий. Максимальная скорость передачи данных составила 54 Мбит/с. 11 сентября 2009 года был утвержден новый стандарт IEEE n. При условии использования данного стандарта с другими устройствами n скорость передачи данных может составлять 216 Мбит/с. Согласно заявлениям разработчиков, теоретически n позволяет организовать передачу данных на скорости до 600 Мбит/с. 5

6 В период с 2011 по 2013 года осуществлялись разработки стандарта IEEE ac, официальное принятие которого запланировано на начало 2014 года. Ожидается, что внедрение нового стандарта позволит достичь скорости передачи данных в несколько Гбит/с. Уже сейчас крупнейшие мировые производители оборудования активно рекламируют устройства, который поддерживают стандарт IEEE ac. Успешное внедрение IEEE ac позволит существенно расширить возможности пользователей Интернета и сделает возможным передачу данных значительного объема в считанные минуты. В настоящее время широко используется преимущественно три стандарта группы IEEE (представлены в таблице 1) Стандарт g a n Частотный диапазон, ГГц 2,4-2,483 5,15-5,25 2,4 или 5,0 Метод передачи DSSS,OFDM DSSS,OFDM MIMO Скорость, Мбит/с Совместимость b/n n a/b/g Метод модуляции BPSK, QPSK BPSK, QPSK OFDM BPSK, 64- QAM OFDM Дальность связи в помещении, м Дальность связи вне помещения, м Таблица 1. - Основные характеристики стандартов группы IEEE

8 Кратким, но ёмким способом классификации может служить одновременное отображение двух наиболее существенных характеристик беспроводных технологий на двух осях: максимальная скорость передачи информации и максимальное расстояние (Рисунок 1). Рисунок 1. - Классификация по дальности действия WPAN Беспроводная персональная технология, которая обеспечивает связь между устройствами на расстоянии до 100 метров. Для подключения устройства должны находиться в зоне прямой видимости. Представитель такой технологии Bluetooth. Он применяется для обмена данными между ПК, мобильными телефонами, фотоаппаратами, джойстиками и т. д. Преимущества: - отсутствие помех; Рисунок 2. - WPAN 8

9 - небольшая цена; - возможность интеграции во многие устройствах; - создание профиля с подключением до восьми аппаратов. Недостатки: - сравнительно небольшая дальность передачи данных. WLAN Под этим термином подразумевается беспроводная локальная сеть, которую мы знаем под названием Wi-Fi. Система создана в 1991 году в Голландии. Первоначально назначение технологии обслуживание кассовых систем и обеспечения скорости до 2 Мбит/с. Как правило, беспроводные сети Wi Fi содержат более одной точки доступа и несколько подключенных устройств. Точка доступа отправляет SSID-идентификатор раз в 100 мс. Плюсы: - возможность подключения без кабеля; - легкость настройки; - высокая степень защиты (для IEEE i); - достойная скорость (до 300 Мбит/с); - доступная цена. Минусы: - частоты и ограничения в разных странах отличаются; - высокое потребление энергии; - низкая степень защиты (для WEP и WPA); - ограниченный радиус действия (до 90 метров на улице); - риск наложения сигналов и появления помех; - возможные проблемы с совместимостью. Несмотря на ряд недостатков беспроводной сети, она пользуется наибольшим спросом при подключении к сети Интернет. WMAN 9

10 Такая беспроводная сеть это телекоммуникационная технология, которая работает в пределах определенного населенного пункта или площади. Представитель WiMAX. Система появилась в 2011 году и применяется для объединения нескольких точек Wi-Fi, обеспечения беспроводного соединения, а также создания точек доступа без привязки к географической позиции. Некоторые системы способны работать на расстоянии до км. WiMAX обеспечивает высокоскоростное подключение к Интернету. Рисунок 3. - WMAN Преимущества: - повышенная дальность действия; - высокая скорость связи; - возможность обеспечения разных видов доступа. Недостатки: - высокая цена; - сложность установки. WWAN Рассматривая виды беспроводных сетей, необходимо выделить и WWAN. Технология объединяет разные города и государства с помощью антенны и спутниковой связи. Они бывают разных типов GPRS, CSD, LTE, HSPA, 2G и 3G. Услуги предоставляются на платной основе. Благодаря такому 10

11 виду связи, человек может с телефона или ноутбука подключиться к Интернету, находясь в стационарном состоянии и в движении. Преимущества: - доступность; - отсутствие привязки к местности (главное условие наличие покрытия); - независимость от скорости и погоды; - универсальность оборудования. Недостатки: - ограничение по скорости передачи данных (в зависимости от вида беспроводной сети); - высокая абонентская плата; - низкий уровень защиты от взлома. Сегодня активно продвигаются новые поколения Интернета 3G, 4G и даже 5G. Они могут похвастаться высокой скоростью Интернета и отсутствием лимитов по скачиванию (в зависимости от тарифа). 11

13 Любой беспроводной Wi-Fi адаптер должен соответствовать нескольким требованиям: - необходима совместимость со стандартами; - работа в диапазоне частот 2,4 ГГц - 2,435 ГГц (или 5 ГГц); - поддерживать протоколы WEP и желательно WPA; - поддерживать два типа соединения "точка-точка", и "компьютер сервер"; - поддерживать функцию роуминга. Существует три основных разновидности Wi-Fi адаптеров, различаемых по типу подключения: - Подключаемые к USB порту компьютера. Такие адаптеры компактны, их легко настраивать, а USB интерфейс обеспечивает функцию "горячего подключения"; - Подключаемые через PCMCIA слот (CardBus) компьютера. Такие устройства располагаются внутри компьютера (ноутбука) и поддерживают любые стандарты, позволяющие передавать информацию со скоростью до 108 Мбит/с; - Устройства, интегрированные непосредственно в материнскую плату компьютера. Самый перспективный вариант. Такие адаптеры устанавливаются на ноутбуки серии Intel Centrino. И, в настоящее время используются на подавляющем большинстве мобильных компьютеров. 13

14 БУДУЩЕЕ БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ ИНТЕРНЕТ Рано или поздно наступит время, когда высокоскоростной выход в Интернет из любой точки планеты станет таким же банальностью, как сегодня сотовая связь в городах-мегаполисах. Прежде чем это произойдёт, должна значительно измениться не только технологическая база, но и восприятие Сети потребителем. Из экзотики и даже просто сложной вещи Сеть должна стать чем-то обыденным, что используют также просто, как водопровод, электричество и телефон. И хотя предоставление сети Интернет было, есть и останется бизнесом, способов извлечения прибыли можно придумать значительно больше, нежели банальное взимание абонентской платы. Всё это позволяет нам надеяться на то, что скоро даже вопрос "есть ли здесь интернет" перестанет быть актуальным. Как известно, более трети территории Израиля занимает пустыня Негев, во многих областях которой нет ни дорог, ни другой инфраструктуры. Тем не менее учащиеся школы в деревне Рахат уже могут пользоваться сетью Интернет, и конечно, использовать её для обучения. Понятно, что посреди пустыни сеть Интернет можно реализовать только одним способом - беспроводным. "Проанализировав все факторы, мы пришли к выводу, что физически реализовать коммуникационную инфраструктуру в этом регионе практически невозможно, поэтому беспроводное решение оказалось самым естественным выходом из этой ситуации", - говорит Ави Патир, представитель компании Bezeq Israel Telecommunications Corp. Всего лишь за несколько дней специалисты установили систему WiMAX компании Alvarion, обеспечивающую доступ в сеть Интернет на дальних расстояниях. Ави Патир утверждает, что жители пустыни Негев теперь имеют в своем распоряжении столь же быстрый и высококачественный доступ в Интернет, как жители крупных городов, например, Тель-Авива. В ближайшем будущем эта модель будет реализована в остальных населенных пунктах, расположенных в пустыне Негев. 14

15 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате проделанной работы я познакомился с историей развития беспроводной сети Интернет и изучил виды беспроводных сетевых технологий. Используя различные источники информации, я выяснил особенности функционирования беспроводных устройств в сети Интернет. Изучение беспроводных технологий является актуальной задачей в настоящее время. В современном мире уже практически нереально представить себе компьютер без встроенного приемопередатчика Wi-Fi, ведь данная технология позволяет быстро развернуть компьютерную сеть в любых условиях. Wi-Fi стал неотъемлемым атрибутом бизнес-центров, вокзалов, гостиниц, ресторанов, где каждый желающий может свободно получить доступ в глобальную сеть. Очевидно, что данная технология будет и дальше активно развиваться, при этом, качество связи, дальность и скорость передачи данных будет неуклонно возрастать. 15

16 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Заика А.А. Локальные сети и интернет. М. : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), c. 2. Михайлов М.Т. Технологии беспроводной связи. - М.: Дрофа, с. 3. Пролетарский А.В. Беспроводные сети Wi-Fi. М. : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), c. 4. Росс Джон Wi-Fi. Беспроводная сеть. М. : NT Press, с. 16