Беспроводная среда передачи

1. Беспроводная среда передачи

2. Беспроводная линия связи

Каждый узел оснащается антенной, которая
одновременно является передатчиком и
приемником
электромагнитных
волн.
Электромагнитные
волны
распространяются в атмосфере или
вакууме со скоростью 3*108 м/с во всех
направлениях или же в пределах
определенного сектора.
Типы антенн:
1.параболическая
антенна
является
направленной (см. рисунок);
2.изотропная антенна, представляющая
собой вертикальный проводник длиной в
четверть волны излучения. Изотропные
антенны являются ненаправленными, они
широко используются в автомобилях и
портативных устройствах

3.

Так как при ненаправленном распространении
электромагнитные волны заполняют все пространство
(в пределах определенного радиуса, определяемого
затуханием мощности сигнала), то это пространство
может служить разделяемой средой. Разделение среды
передачи порождает те же проблемы, что и в локальных
сетях, однако здесь они усугубляются тем, что
пространство в отличие от кабеля является
общедоступным, а не принадлежит одной организации.
Кроме того, проводная среда строго определяет
направление распространения сигнала в пространстве, а
беспроводная среда является ненаправленной.

4. Распространение электромагнитной волны

1. отражение;
2. рассеивание;
3. дифракция

5. Передача «точка-точка»

1. радиорелейная линия связи –образуют несколько башен, на которых установлены
параболические направленные антенны. Направленная антенна концентрирует энергию
в узком пучке, что позволяет передавать информацию на значительные расстояние,
обычно до 50 км. Высокие башни обеспечивают прямую видимость антенн. Пропускная
способность линии может быть достаточно высокой, обычно она находится в пределах
от нескольких до сотен мегабит в секунду. Операторы связи часто используют подобные
линии, когда прокладка оптического волокна либо невозможна (из-за природных
условий), либо экономически невыгодна.
Радиорелейная линия связи может использоваться в городе для соединения двух зданий.

6.

2. двухточечная линия связи может служить для соединения двух
компьютеров. Такая линия образует простейший сегмент локальной сети,
поэтому расстояния и мощности сигнала здесь принципиально иные. Для
расстояний в пределах одного помещения может использоваться диапазон
инфракрасных волн (рис. а) или микроволновый диапазон (рис. б).
Микроволновый вариант работает в пределах нескольких десятков или сотен
метров — предельное расстояние предсказать невозможно, так как при
распространении
микроволнового
сигнала
в
помещении
происходят
многочисленные отражения, дифракции и рассеивания, к которым добавляются
эффекты проникновения волн через стены и межэтажные перекрытия.

7. Связь одного источника и нескольких приемников

Схема беспроводного канала с одним источником и несколькими
приемниками характерна для такой организации доступа, при которой
многочисленные пользовательские терминалы соединяются с базовой
станцией (Base Station, BS). Беспроводные линии связи в схеме с одним
источником и несколькими приемниками служат как для фиксированного
доступа, так и для мобильного.
1. На рисунке представлен вариант фиксированного доступа с помощью
микроволновых линий связи. Оператор связи использует высокую башню
(возможно, телевизионную), чтобы обеспечить прямую видимость с
антеннами, установленными на крышах зданий своих клиентов.

8.

Пользователи линий доступа могут обмениваться информацией только с базовой
станцией, а она, в свою очередь, транзитом обеспечивает взаимодействие между
отдельными пользователями.
Базовая станция обычно соединяется проводной связью с проводной частью
сети, обеспечивая взаимодействие с пользователями других базовых станций или
пользователями проводных сетей. Поэтому базовая станция также называется
точкой доступа (Access Point, АР).
2. B большинстве схем мобильного доступа используется принцип сот, которые
представляют собой небольшие по площади территории, обслуживаемые одной
базовой станцией. Принцип разбиения всей области охвата сети на небольшие
соты дополняется идеей многократного использования частоты. Ha рисунке
показан вариант организации сот при наличии всего трех частот, при этом ни
одна из соседних пар сот не задействует одну и ту же частоту.
Многократное использование частот позволяет
оператору экономно расходовать выделенный
ему частотный диапазон.

9. Беспроводные локальные сети (стандарт IEEE 802.11)

1.
Специализированная
беспроводная
сеть.
При
отсутствии базовой станции
некоторые пары узлов не
смогут взаимодействовать из-за
того, что расположены за
пределами
зоны
покрытия
передатчиков партнера. Узлы A
и C вне зон досягаемости друг
друга, но существует узел B,
который принимает сигналы
как от A, так и от C. В
радиосети используется метод
предотвращения коллизий.

10.

2. Беспроводная сеть с базовой
станцией. Базовая станция обычно
обладает большей мощностью, а ее
антенна устанавливается так, чтобы
более равномерно и беспрепятственно
покрывать нужную территорию. В
результате все узлы беспроводной
локальной сети получают возможность
обмениваться данными с базовой
станцией, которая транзитом передает
данные между узлами.
Беспроводные
локальные
сети
считаются перспективными для таких
применений, в которых сложно или
невозможно использовать проводные
сети.

11. Области применения беспроводных локальных сетей

1. «кочевой» доступ в аэропортах, железнодорожных вокзалах;
2. организация локальных сетей в зданиях, где нет возможности
установить современную кабельную систему, например, в
исторических зданиях с оригинальным интерьером;
3. организация временных локальных сетей, например, при
проведении конференций;
4. расширения локальных сетей. Иногда одно здание предприятия,
например испытательная лаборатория, может быть расположено
изолированно от других. Небольшое число рабочих мест в таком
здании делает крайне невыгодным прокладку к нему отдельного
кабеля;
5. мобильные локальные сети. Если пользователь хочет пользоваться
услугами сети, перемещаясь из помещения в помещение, из здания в
здание. Например, врач, совершающий обход и пользующийся своим
ноутбуком для связи с базой данных больницы.

12. Персональные сети и технология Bluetooth

Персональные сети (PAN) – предназначены для взаимодействия устройств,
принадлежащих одному владельцу, на небольшом расстоянии, обычно в
радиусе 10 м. Такими устройствами могут быть ноутбук, мобильный телефон
и т.д.
Персональные сети должны обеспечивать как фиксированный доступ (в
пределах дома), так и мобильный, когда владелец устройств перемещается
вместе с ними между помещениями или городами.
Особенности персональных сетей:
1. Область покрытия PAN меньше области покрытия LAN, для
взаимодействия узлов PAN достаточно нескольких метров;
2. Многие из устройств, которые могут входить в персональную сеть, гораздо
проще, чем ПК;
3. Высокие требования к безопасности. Персональные устройства попадают
в различное окружение, что может привести к утечке конфиденциальной
информации;
4. При соединении малогабаритных устройств между собой желательно
использовать связь без проводов, поэтому PAN тяготеют к беспроводным
решениям, чем локальные.
5. PAN-устройства должны излучать сигналы небольшой мощности (не более
100 мВт), чтобы не причинять вред здоровью человека.

13. Спутниковые каналы связи

В спутниковых системах используются антенны СВЧ-диапазона частот для
приема радиосигналов от наземных станций и ретрансляции этих сигналов
обратно на наземные станции. В спутниковых сетях используются три
основных типа спутников, которые находятся на геостационарных орбитах,
средних или низких орбитах. Спутники запускаются, как правило, группами.
Разнесенные друг от друга они могут обеспечить охват почти всей
поверхности Земли. Работа спутникового канала передачи данных
представлена на рисунке. Целесообразнее использовать спутниковую связь
для организации канала связи между станциями, расположенными на очень
больших расстояниях, и возможности обслуживания абонентов в самых
труднодоступных точках. Пропускная способность высокая – несколько
десятков Мбит/c.