Для данного дипломного проекта будет использоваться стандарт связи Ethernet, т.к. только этот стандарт связи может реализовать выбранную топологию «Дерево».
Топология «Дерево» - это топология сетей, в которой каждый узел более высокого уровня связан с узлами более низкого уровня звездообразной связью, образуя комбинацию звезд. Также дерево называют иерархической звездой. Первый узел дерева принято называть корнем, следующие узлы высокого уровня – родительскими, а узлы более низкого уровня – дочерними. Таким образом каждый дочерний узел, который имеет связь с более низкими узлами, является для этих узлов родительским
Преимущества сетей топологий дерево:
- Легко подключить новый узел;
- Имеется возможность централизованного управления;
Недостатки сетей топологии дерево:
- Отказ родительского узла выводит из строя дочерние узлы;
- Ограничение пропускной способности сети.
Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.11 и 802.3ab.
Использовался тип кабеля Витая пара, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой, покрытых пластиковой оболочкой.
Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях.
В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости монтажа, является самым распространённым решением для построения
(цена качества и исправная работа с заданной задачей)
Волоконно-оптический кабель (также оптоволоконный или оптико-волоконный кабель) – кабель на основе волоконных световодов, предназначенный для передачи оптических сигналов в линиях связи, в виде фотонов, со скоростью меньшей скорости света из-за непрямолинейности движения.
Оптико-волоконные кабели различают:
- по материалу волокна:
- GOF-кабель;
- POF-кабель;
- по месту монтажа:
- для наружного монтажа (в грунт, на воздухе, под водой);
- для внутреннего монтажа (внутри дата-центров);
- по условиям прокладки:
- для подвеса (кабель с кевларом или тросиком);
- для подвеса на опорах ЛЭП (кабель с защитой от молний);
- для укладки в грунт (кабель с бронёй из железных проволочек);
- для прокладки в кабельной канализации (кабель с бронёй из гофрированного металла);
- для прокладки под водой (многослойный кабель).
Для данного дипломного проекта будет оптимальным решением использование стандарта Gigabit Ethernet 1000BASE-T в паре со стандартом проводной связи – кабель «Витая пара», категории 5е. Именно данные стандарты позволяют реализовать высокую пропускную способность каналов связи, не прибегая к значительному повышению себестоимости и реализации сети.
Многофункциональность DAP-2695 позволяет сетевым администраторам создать управляемую и надежную беспроводную сеть, работающую одновременно в двух диапазонах частот. Все шесть антенн точки доступа являются съемными и обеспечивают оптимальную зону покрытия в диапазоне частот 2,4 ГГц (802.11b, 802.11g и 802.11n) или 5 ГГц (802.11a, 802.11n и 802.11ac). Оснащенная металлическим корпусом класса Plenum точка доступа DAP-2695 поддерживает стандарт 802.at Power over Ethernet, что позволяет установить это устройство в местах, где недоступны розетки питания. Вид DAP-2695 представлен на рисунке 7.
Рисунок 7 – Беспроводная точка доступа DAP-2695(роутер)
Беспроводные технологии — подкласс информационных технологий, служат для передачи информации между двумя и более точками на расстоянии, не требуя проводной связи. Для передачи информации могут использоваться радиоволны, а также инфракрасное, оптическое или лазерное излучение.
В настоящее время используются следующие беспроводные технологии: WPAN (Bluetooth), WLAN (Wi-Fi), WMAN (WiMAX), WWAN (GPRS, HSPA, LTE и др.). Классификация по радиусу действия представлена на рисунке 5.
 |
Рисунок 5 – Классификация технологий по радиусу действия
Bluetooth – производственная спецификация беспроводных персональных сетей. Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами, как персональные компьютеры, мобильные телефоны, интернет-планшеты, принтеры, цифровые фотоаппараты и др. на надёжной, бесплатной и повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи. Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе до 10 м друг от друга.
Среди различных технологий организации локальной сети наиболее перспективной и удобной в этом случае является беспроводная сеть Wi-Fi. Создание такой сети, в целях оптимизации работы специалистов, с возможностью быстрого доступа в интернет, и для развития коммуникационных связей особенно актуально.
В процессе разработки данной темы был проведён:
-анализ беспроводной сети Wi-Fi, структура, принцип работы системы;
-выбор оборудования для организации сети;
-расчет дальности связи с учетом потерь сигнала при распространении в здании административного комплекса;
WLAN – это технология создания беспроводных локальных сетей, в которой используется алгоритм ортогонального мультиплексирования с разделением частот (OFDM) (за исключением версии 11b). В зависимости от конкретной спецификации максимальная дальность передачи лежит в диапазоне от нескольких до 100 метров. Сети WLAN работают в полосах частот (2,4 ГГц и 5 ГГц). Технология WLAN прекрасно приспособлена для использования сетевых протоколов IP и Ethernet. Поэтому она идеально подходит для организации беспроводного доступа в Интернет. Изображена на рисунке 6.
Рисунок6. Схема использования WLAN применительно к домашнему или малому офису
Технологии WLAN базируются на семействе стандартов 802.11. Многие организации и домашние пользователи используют Wi-Fi (Технологии WLAN, базирующиеся на семействе стандартов 802.11, часто обозначают термином Wi-Fi. Изначально данный термин был введен организацией Wi-Fi Alliance, для обозначения продуктов серии стандарта 802.11b, однако сегодня этот термин применятся для продуктов, соответствующих любому стандарту из семейства 802.11) как альтернативу проводным локальным сетям.
WI-FI — это возможность передачи данных между устройствами на короткие дистанции без помощи проводов. Устройства, подключенные по беспроводной технологии, образуют сеть. Технология WiFi одна из самых перспективных на сегодняшний день в области компьютерной связи.
WiFi (Wireless Fidelity) — в переводе с английского — «беспроводная преданность». Технологией Wi-Fi называют один из форматов передачи цифровых данных по радиоканалам.
Схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт WiFi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения.
Таблица 2 – Основные характеристики стандартов группы 802.11.
| Стандарт | 802.11g | 802.11a | 802.11n |
| 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 | 1-54 | 6-54 | 6-300 |
| Совместимость | 802.11 b/n | 802.11 n | 802.11 a/b/g |
| Метод модуляции | BPSK, QPSK OFDM | BPSK, QPSK OFDM | BPSK, 64-QAM |
| Дальность связи в помещении, м | 20-50 | 10-20 | 50-100 |
| Дальность связи вне помещения, м |
Стандарт IEEE 802.11 - Набор стандартов связи, для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 2,4; 3,6 и 5 ГГц.
Пользователям более известен по названию Wi-Fi, фактически являющемуся брендом, предложенным и продвигаемым организацией Wi-Fi Alliance. Получил широкое распространение благодаря развитию мобильных электронно-вычислительных устройств: КПК и ноутбуков.
Изначально стандарт IEEE 802.11 предполагал возможность передачи данных по радиоканалу на скорости не более 1 Мбит/с и, опционально, на скорости 2 Мбит/с.
Стандарт IEEE 802.11g - Стандарт IEEE 802.11g, принятый в 2003 году, является логическим развитием стандарта 802.11b и предполагает передачу данных в том же частотном диапазоне, но с более высокими скоростями. Кроме того, стандарт 802.11g полностью совместим с 802.11b, то есть любое устройство 802.11g должно поддерживать работу с устройствами 802.11b. Максимальная скорость передачи данных в стандарте 802.11g составляет 54 Мбит/с.
Стандарт IEEE 802.11a - принятый в 1999 году, предполагает использование уже более высокочастотного диапазона (от 5,15 до 5,350 ГГц и от 5,725 до 5,825 ГГц). В США данный диапазон называют диапазоном нелицензионной национальной информационной инфраструктуры (Unlicensed National Information Infrastructure, UNII).
В соответствии с правилами FCC частотный диапазон UNII разбит на три 100-мегагерцевых поддиапазона, различающихся ограничениями по максимальной мощности излучения. Низший диапазон (от 5,15 до 5,25 ГГц) предусматривает мощность всего 50 мВт, средний (от 5,25 до 5,35 ГГц) - 250 мВт, а верхний (от 5,725 до 5,825 ГГц) - 1 Вт.
Использование трех частотных поддиапазонов с общей шириной 300 МГц делает стандарт IEEE 802.11а самым широкополосным из семейства стандартов 802.11 и позволяет разбить весь частотный диапазон на 12 каналов, каждый из которых имеет ширину 20 МГц, причем восемь из них лежат в 200-мегагерцевом диапазоне от 5,15 до 5,35 ГГц, а остальные четыре канала - в 100-мегагерцевом диапазоне от 5,725 до 5,825 ГГц.
При этом четыре верхних частотных канала, предусматривающие наибольшую мощность передачи, используются преимущественно для передачи сигналов вне помещений.
Стандарт IEEE 802.11n официально начал разрабатываться 11 сентября 2002 года, то есть еще за год до окончательного принятия стандарта IEEE 802.11g. В России этот стандарт официально сертифицирован. Оборудование стандарта 802.11n разрешено к применению на территории России в диапазонах 2400-2483.5, 5150-5350 и 5650-5725 МГц приказом Министерства связи и массовых коммуникаций России от 14 сентября 2010 г. № 124 «Об утверждении Правил применения оборудования радиодоступа.
Правила применения оборудования радиодоступа для беспроводной передачи данных в диапазоне от 30 МГц до 66 ГГц». Подготовкой норм применения стандарта занимался ФГУП Научно-исследовательский институт радио (НИИР).
Стандарт IEEE 802.11n основан на технологии OFDM-MIMO. Очень многие реализованные в нем технические детали позаимствованы из стандарта 802.11a, однако в стандарте IEEE 802.11n предусматривается использование как частотного диапазона, принятого для стандарта IEEE 802.11a, так и частотного диапазона, принятого для стандартов IEEE 802.11b/g.
То есть устройства, поддерживающие стандарт IEEE 802.11n, могут работать в частотном диапазоне либо 5, либо 2,4 ГГц, причем конкретная реализация зависит от страны. Для России устройства стандарта IEEE 802.11n будут поддерживать частотный диапазон 2,4 ГГц.
Сети стандарта 802.11 могут строиться по любой из следующих топологий:
1.Независимые базовые зоны обслуживания (In dependent Basic Service Sets, IBSSs);
2.Базовые зоны обслуживания (Basic Service Sets, BSSs);
3.Расширенные зоны обслуживания (Extended Service Sets, ESSs).