Сымсыз желілерді қорғаудың негізгі технологиялары
4
5
6
7
АҢДАТПА
Аталған дипломдық жобада - Қарасай ауданында Қаскелең қаласында
Алатау сауда үйінде WI - FI технологиясын жобалау.
Осы дипломдық жобада WI - FI технологиясының жетістітері және
стандарттары жайлы айтылған. Сонымен бірге есептік бөлімде Wi - Fi
желісіндегі қабылдау
-
тарату кезеңіндегі шуылды, дабылының
таралуындағы әлсіреуін есептелінген.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде қауіпті және зиянды факторларға
талдау жасалған. Жарықтандыруға байланысты есептеулер жүргізілді.
Жобаның экономикалық бөлімінде қаржы шығындары және қайтарылу
мерзімі есептелген.
АННОТАЦИЯ
В данном дипломном проекте - рассматривается создание технологии
WI - FI в Карасайсском районе города Каскелен торговом доме Алатау.
В дипломной работе рассматриваются достижения и стандарты
технологии WI - FI. А также в технической части произведены расчеты шума
во время приема - передачи в сети WI - FI, влияние на передачу сигнала и
т.д.
В разделе безопасности жизнедеятельности проанализировали опасные
и вредные факторы. Были произведены расчеты освещение. В экономической
части рассмотрены финансовые затраты и произведен расчет времени
окупаемости.
ABSTRACT
In this thesis project - how to create a WI - FI technology in the area of the
city Karasay Kaskelen trading house Alatau.
In the research paper reviews the achievements and technology standards
WI - FI. And also in the technical part of the calculations of noise during reception
- network transmission WI - FI, influence on signaling, etc.
In the life safety estimate dangerous and harmful factors. Were calculated
lighting. In the economic part deals with the financial costs and calculated the
payback time..
8
Мазмұны
КІРІСПЕ
1 Сымсыз желі туралы түсінік және Wi - Fi стандарттары
1.1 Wi - Fi технологиясы
1.2 IEEE 802.11 стандартының жұмыс істеу принципі
1.3 802.11 стандартының жұмыс режимдері
1.4 Wi - Fi технологиясының артықшылықтары мен кемшіліктері
1.5 Wi - Fi түрлері
1.6 Wi - Fi технологиясының стандарттары
1.7 Wi - Fi желісінің ISOOSI жоба деңгейлерінің сәйкестігі.
1.8 ІЕЕЕ 802.11 стандартындағы мәлімет жіберудегі модуляция маңызы
1.9 Wi - Fi желісіндегі деректерді қорғау технологиясы
1.10 Сымсыз желілерді қорғаудың негізгі технологиялары
1.11 Wi - Fi сымсыз технологиясын орнату
1.12 Құрылғыларға таңдау жасау
2 ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ
2.1 Желіні ұйымдастырудың жүзеге асыру орны
2.2. Wi - Fi желісіндегі қабылдау - тарату кезеңіндегі шуылды есептеу
2.3. Wi - Fi дабылының таралуындағы әлсіреуін есептеу
2.4. Френель зонасын есептеу
2.5 Дабыл таралуындағы жоғалтуларды есептеу
3 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМІ
3.1 Жоба маңызы
3.2 Жоба сипаттамасы
3.3 Маркетинг
3.4 Өндірістік жоспар
3.5 Қаржылық жоспар
3.6 Компания кірісі
3.7 Инвестицияның қайтарылу мерзімі
4 Өмір тіршілік қауіпсіздігі
4.1 Қауіпті және зиянды факторларды талдау
4.2 Жарықтандыруды есептеу
ҚОРЫТЫНДЫ
ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
А ҚОСЫМШАСЫ
Ә ҚОСЫМШАСЫ
9
6
7
7
8
11
13
14
14
19
22
24
24
27
28
31
31
33
35
44
46
50
50
50
51
51
52
56
58
61
61
67
71
72
73
74
75
КІРІСПЕ
Бітіру жұмысы барысында, қазіргі таңдағы заманға сай Wi - Fi желісін
құрастыру принциптері
мен
оның
ғимаратта жүзеге асырылуы
қарастырылған. Сонымен қатар қарастырылып отырған жобаның мақсаты Wi
- Fi желісі негізіндегі ақпараттық қауіпсіздікті ұйымдастыру принциптерін
зерттеу болып табылады. Бітіру жобасын жаза отырып біздің мақсатымыз
әрбір сымсыз байланысты пайдаланып отырған қолданушыларға тиімді
жолын қарастырдық.
Ақпаратты сымсыз таратудың заманауи технологиялары көптеген
компанияларда , кәсіби тұрғыда кеңінен қолданылады, сонымен қатар
тұрғылықты тұрмыста қолдану кезінде компьютерлік желілерді құруға
мүмкіндік береді. Ақпаратты сымсыз тарату аймағындағы жаңа аппараттық
шешімдер бір мекеменің көлемінде сымсыз компьютерлік желілерді құруға
мүмкіндік береді және бүкіл қала масштабында желіні таратады. Ноутбугі
немесе қалталы компьютерлік құрылғысы бар сымсыз желінің
пайдаланушысы бүгінгі таңда жергілікті сымды есептеу желісіне тиісті емес,
керісінше ол желіге қосулы күйінде басқа бөлмеге немесе басқа ғимаратқа да
орын ауыстырғанда да жұмысын үзбейді. Роумингпен қамтамасыз ету
пайдаланушыларға сымсыз желі аймағында желіде тұрақты қосулы болуын
қамтамасыз етеді. Жұмыс бабымен жан жаққа көп баратын жұмысшылар
үшін, сымсыз байланыс түрі ең ыңғайлы болып табылады
Сымсыз компьютерлік желілерді желі кабельдерін орнату кезіндегі
кедергі тудырылып жатқан мекемелерде уақытша орнатуға болады. Сымсыз
желілерді орналастыру мен оның конфигурациясын іске асыру оңай болып
табылады. Сымсыз байланыс желісі базалық станция негізінде құралады
(Access Point - қолжетімділік нүктесі). Бір қолжетімділік нүктесінің қамту
аймағының радиусы 100 метр шамасына тең. Сонымен қатар бір
қолжетімділік нүктесі бір уақыт мезетінде
көптеген тұтынушыларды
қамтамасыздандыра алады және ақпаратты тарату жоғары жылдамдыққа ие.
Қолжетімділік нүктесі арқылы сымсыз жұмыс істейтін станциялар, ноутбук,
сымсыз байланыс модулімен қамтылған қалталы құрылғылар сымсыз
компьютерлік желіде қосылады, оның өнімділігі бір уақытта бірдей жұмыс
істеп отырған құрылғылар санына байланысты болады. Сымсыз желілердің
өнімділігін жоғарлату үшін қосымша қолжетімділік нүктелері орнатылады.
10
1 СЫМСЫЗ ЖЕЛІ ТУРАЛЫ ТҮСІНІК ЖӘНЕ WI - FI
СТАНДАРТТАРЫ
1.1 Wi - Fi технологиясы
Wi - Fi технологиясы - Ethernet стандартының сымсыз желі аналогы,
оның негізінде бүгінгі таңда көптеген кеңселердегі компьютерлік желілер
байланыстырылған. Ол 1999 жылы тіркеліп, қызмет ету аясы тікелей
ноутбуктер мен компьютерлер, мобильдік құрылғыларға байланысты
менеджерлер, сауда агенттері, кеңсе қызметкерлері және тағы басқалары
үшін үлкен жаңалық болды.
Wi - Fi - ағылшынның Wireless Fidelity сөзінен шыққан, ол сымсыз
желі (радио) байланысының стандартын білдіреді, бірнеше хаттамаларды
біріктірген IEEE 802.11 ресми атауына ие (Institute of Electrical and Electronic
Engineers
-
электрондық технологиялар саласындағы стандарттарды
өңдеумен айналысатын халықаралық ұйымы берген стандарт). Қазіргі таңда
кеңінен таралған және баршаға танымал - IEEE 802.11b хаттамасы болып
табылады (көбінесе Wi - Fi деген қысқартылған атаумен осы хаттама
аталады). IEEE 802.11b хаттамасында ақпараттарды жіберу 2.4 - 2.4835 ГГц -
ке дейінгі жиілік диапазонының аралығында, 11 Мбитсек максималды
жылдамдығымен қамтамасыз етілген сымсыз желінің қызметі анықталады.
Сигналдарды жіберудің ең үлкен қашықтығы 100 метр аралығында, бірақ
ашық жерлерде оның мәні 300 - ден 400 метрге дейін жетуі мүмкін.
802.11b
хаттамасымен қатар 802.11a, 802.11g сымсыз желі
стандарттары бар. 802.11a - 5 ГГц жиілігін қолданады және 54 Мбитс
максималды жылдамдығын қамтамасыз етеді. 802.11g - 2,4 ГГц жиілігінде
жұмыс істеп, 54 Мбитс жылдамдығын қамтиды. Таралу қашықтығының
қысқалығына, алгоритмдерді есептеудің ауыртпалығына жоғарғы мөлшерде
қуат жұмсалымына байланысты бұл технологиялар әлі кеңінен таралған жоқ.
Стандарттарды жетілдіру мақсатында 320 Мбитc жылдамдығын қамтамасыз
ететін 802.11n хаттамасы өңделуде.
Дәстүрлі желіге шығу сыммен жүзеге асырылатын технологиялар
сияқты Wi - Fi деректер базасы немесе бағдарламалық қосымшалар
сақталатын серверлерге және интернетке кіруді,
құжаттарды
басып
шығаруды және тағы басқаларын іске асыруды қамтамасыз етеді. Сонымен
қатар ақпарат алынып жатқан компьютерді сымға қосу қажет емес. Wi - Fi
құрылғысын тек қосылу нүктесінен (access point) 300 метр радиус шегінде
қою жеткілікті, ол кәдімгі кеңсе АТС - не ұқсас қызмет атқарады. Бұл
жағдайда ақпарат 2.4 - 2.483 ГГц диапазон жиілігінде радио толқындар
арқылы таралады.
Айта келгенде Wi - Fi технологиясы 3 маңызды міндетті орындауға
мүмкіндік береді:
- компьютермен байланыс орнатуды жеңілдету немесе оңтайландыру.
11
- Кеңсеге өз ноутбуктерімен келген іскерлік әріптестермен жұмыс
жасаудың қолайлы жағдайын қамтамасыз ету.
- кабельді орнату мүмкін емес немесе шамадан тыс қымбат болғанда
кеңседе немесе бөлмеде жергілікті желіні орнату.
Wi - Fi жүйесін қолдану кәсіпорынның беделі мен корпоративтік бет -
келбеті үшін де маңызды. Сымсыз желі технологиясы кәсіпорынның IT, яғни
ақпараттық технологиялар жүйесінің негізі немесе қолданыстағы кабельдік
жүйеге қосымша бола алады. Мысалы кәсіпорын қызметкерлерінің барлығы
дерлік Wi - Fi жүйесімен жұмыс істеу мүмкіншіліктері болмаса, кәдімгі
стационарлы компьютерлерде және Wi - Fi құрылғысы орнатылған
компьютерлерде жұмыс істейтін қызметкерлердің бір ақпарат алаңында
жұмыс жасап қана қоймай, ақпарат алмасуларына да болады.
Wi - Fi желісінің ядросы - қосылу нүктесі (access point), ол жер
астындағы желі инфрақұрылымына қосылып (мысалы кеңселік Ethernet
желісі) радиотолқындардың берілуін қамтамасыз етеді. Әдетте қосылу
нүктесі қабылдағыштан,
хабарлағыштан,
сым желісіне қосылу
интерфейсінен, деректерді өңдеудің бағдарламасымен қамтылудан тұрады.
Кіруден кейін қосылу нүктесінің 50 - 100 метр радиусы маңында сымсыз
желіні пайдалануға болатын аумақ немесе шекара қалыптасады, оны хотспот
немесе Wi - Fi аймағы деп атайды. Қосылу нүктесіне кіру үшін Wi - Fi
адаптері орнатылған ноутбукті тағы басқа құрылғыларды хотспот немесе
қызмет ету аймағына қою керек. Құрылғыны табу мен желіні қалыпқа
келтіру көпшілік операциондық жүйелермен автоматты түрде жүргізіледі.
Егер пайдаланушы бір уақытта бірнеше Wi - Fi аймағына орналасса, қосылу
нүктесі қуатты сигналдардың болуын қамтамасыз етеді. Егер де жаңа қосылу
нүктесі табылса, құрылғы қай жерден күштірек сигнал берілсе, сол нүктеден
қосылады.
Әрбір Wi - Fi желісінің өзіндік артықшылығы оның барлық
пайдаланушыларының қосылу нүктесінің интернет каналына тікелей немесе
интернетке қосылған кез келген сервер арқылы қосылуы нәтижесінде
интернетке кіру мүмкіндігіне ие болуы. Екі жағдайда да пайдаланушы
браузерді қосып, интернет сайтты теруі ғана қажет. Сонымен қатар Wi - Fi
орнатылған бірнеше жүйе бір - бірімен жергілікті желі сияқты тікелей
байланысып, құжаттар алмаса алады, бірақ бұндай жағдайда көрініп тұратын
станциялар шектеледі.
Wi - Fi құрылғысы қоса орнатылмаған (мысалы кәдімгі үйдегі немесе
кеңседегі компьютерлер) бұл стандартты ұстану үшін арнайы картаны сатып
алу қажет. Ол карта компьютерге стандартты интерфейстер (PCI, USB,
PCMCIA және тағы басқа) арқылы қосылады.
1.2
IEEE 802.11 стандартының жұмыс істеу принципі
Сымсыз Wi - Fi желісі бір немесе бірнеше қатынау нүктесі және бір
тұтынушыдан тұрады. Қатынау нүктесі сигналдық пакеттер көмегімен өзінің
12
жеке желілік номерін таратады (SSID). Ол сигналдық пакеттер әрбір 100мс
уақытта 0,1 Мбитс жылдамдықта таралады. Сәйкесінше Wi - Fi сымсыз
желісінің минималды жылдамдығы 0,1 Мбитс. Сымсыз байланысқа қосылу
үшін тұтынушы өзіне қажетті желінің SSID номерін білу қажет. Бірдей SSID
номерлі екі қатынау нүктелері қабылдағыш аумағына келген кезде
қабылдағыш сигнал деңгейіне негіздеп қатынау нүктесін таңдап алады.
Wi - Fi технологиясының ерекшеліктерінің бірі болып тұтынушыға желіге
қосылу жолдары мен роумингті таңдау еркіндігі беріледі.
Сымсыз желі үш түрге бөліндеі (1.1-Сурет):
- WLAN (Wireless Local Area Network) - негізінен жергілікті жерлерде
орнатылатын Wi-Fi желісі;
- WPAN (Wireless Personal Area Network) - арнайы сымсыз желілерде
қолданылады;
- WWAN (Wireless Wide Area Network) - қалалық көлемдегі сымсыз
желілер;
1.1 Сурет - Арнайы, жергілікті, қалалық сымсыз желілердің жұмыс істеу
радиусы
WLAN мен WPAN сымсыз желілерінің негізгі айырмашылығы WMAN
технологиясына қарағанда жиіліктер аралығы жұмыс жиілігі деп аталады (1.2
сурет). Жергілікті (WLAN) және арнайы (WPAN) желілері жиіліктік
жоспарлауды және басқа радиожелілермен кординатталуын талап етпейді.
Себебі бұл желілер 2,4 және 5 ГГц лицензиялық емес жиілік диапазонында
жұмыс істейді. BWA (Broadband Wireless Access) желілерді лицензиялы деп
те, лицензиялық емес жиілік аралықтары секілді қолданыла береді (2 - 66
ГГц).
13
1.2 Сурет - Сымсыз желі технологиясының түрлері
802.11 стандарты канал арқылы өтетін кадрлардың үш класын
қолданады: ақпараттық, қызмет және басқарушы. Ақпараттық кадр форматы
1.3 суретте көрсетілген.
1.3 Сурет - 802.11стандартта ақпараттық кадр форматы
14
1.3 802.11 стандартының жұмыс режимдері
1.3.1 Ad hoc режимі
Ad hoc режимінде (1.4 суретте көрсетілген) клиенттер бір - бірімен
байланыс орнатады. Нүкте - нүкте типті бір рангті қатынас орнатылады
және компьютерлер қатынас нүктесінсіз жұмыс істей алады. Соның өзінде
сымды желіге қосылу үшін интерфейсі жоқ, тек бір қызмет ету алаңы
құрылады.
Тағайындау және пайдалану облысы. Берілген режімнің негізгі
жетістігі - құрылымының қарапайымдылығы: ол қосымша құрылғыны қажет
етпейді (қатынас нүктесі). Режим ақпараттарды жіберу үшін уақытша
желілерді құруда пайдаланылады.
Бірақ мына жағдайды ескерген жөн, ad hoc режимі 11 мбитсек - тан
жоғары болмайтындай қолданылатын құрылғыға тәуелсіз жалғауларды
орналастыруға мүмкіндік береді. Ақпаратты алмастыру жылдамдығы төмен
болады және 11N мбитсек - тен аспайды, мұнда N - желідегі құрылғылар
саны. Байланыс қашықтығы жүз метрден көп болмайды, ал ақпарат тарату
жылдамдығы қашықтықтың көбеюімен азаяды.
Ұзақ уақытқа сымсыз желіні құру үшін инфрақұрылымдық режимді
пайдаланған жөн.
.
1.4 Сурет - Ad - Hoc жұмыс режимі
1.3.2 Инфрақұрылымдық режим
Бұл режимде қатынас нүктесі тұтынушылардың компьютерлерінің
байланысын қамтамасыз етеді. Қатынас нүктесін сымсыз концентратор
ретінде қарастыруға болады. Тұтынушы станциялар бір - бірімен тікелей
15
байланыста болмайды, ал қатынас нүктесімен байланысты және ол
пакеттерді мекенжаймен бағыттайды (1.5 - суретте көрсетілген).
1.5 - Сурет. Инфрақұрылымдық жұмыс режимі
Қатынас нүктесі шығыс арнасының портына ие бола алады (uplink
port), ол арқылы базалық қызмет көрсету алаңы сымды немесе аралас желіге
- желілік инфрақұрылымға қосылады.
1.3.3 Қайталауыш режимі
Қатынас нүктесін сымды инфрақұрылымға жалғау мүмкін емес немесе
ыңғайсыз жағдайы туындауы мүмкін және қандай да бір бөгеу қатынас
нүктесінің тұтынушылардың сымсыз станцияларының орналасқан жерімен
тікелей байланысын іске асуын қиындатуы мүмкін (1.6 - суретте
көрсетілген).
1.6 Сурет - Қайталауыш режимі
16
Сымды қайталағыш сияқты, сымсыз қайталағыш өзінің сымсыз
интерфейсіне келіп түсетін тек пакеттерді кері жібереді. Бұл кері жіберілгіш
қабылданған арнаның өзі арқылы іске асады.
Қатынас нүкте - қайталағышты пайдаланар алдында мынаны ескерген
жөн, кеңтарату домендерін қате жазу өткізу қабілетін екі есе қысқарта алады,
себебі қатынас нүктесінің бастапқысы кері жіберілген сигналды естиді.
Қайталағыш режімі 802.11 стандартына қосылмаған, сондықтан оны
іске асыру үшін біртипті құрылғыны және тек бір шығарушыдан (қайта тігуге
дейін) қолданған дұрыс. WDS пайда болғаннан бастап бұл режім өз
маңыздылығын жоғалтты, себебі WDS функционалы оның орнын
ауыстырады. Бірақ оны қайта тігудің ескі түрінде және ескі құрылғылардан
көруге болады.
Сымды архитектурадан сымсызға көшкен кезде кейде желілік
құрылғылар Ethernet сымды желіні қолдайтынын байқауға болады, бірақ
сымсыз желілік адаптердің интерфейстік кеңістігі болмайды. Мұндай
құрылғыны сымсыз желіге
қосу үшін тұтынушы
-
қатынас
нүктесін қолдануға болады. Тұтынушы - қатынас нүктесінің көмегімен
сымсыз желіге тек бір құрылғы қосылады.Бұл режім 802.11 стандартына
қосылмаған және барлық шығарылушылармен қабылданбайды
1.4 Wi - Fi технологиясының артықшылықтары мен кемшіліктері
1.4.1 Артықшылығы
Wi - Fi сымсыз технологиясының артықшылығына желіні дамыту
кезінде кабельдерді қолданбай желіге қосылуын жатқызамыз. Бұл өте
ыңғайлы, мысалыға, ескі ғимараттарда кабельді орнату сияқты
қиыншылықтар пайда болмайды. Сымсыз технологиялар желісін дамыту
кезінде ғана емес, сонымен бірге ширату кезінде де ыңғайлы. Сымдардың
болмауы жұмыс орындарының тұтастығын қажет болған кезде береді. Бұл
қызметін өндірістерде, кеңселерде, ғимараттарда қолдану тиімді болып
келеді.
1.4.2 Кемшілігі
Сымсыз желінің сымды желіге қарағанда ең басты кемшілігі ақпаратты
ұрлаудан қорғанысы нашар. Шифрлау әдісінің үнемі жақсаруына қарамастан
қорғаныс жөніндегі мәселелер толығымен шешілмеген.
Дамыту кезінде бөлменің өлшемдерін есепке алу керек. Темір бетонды
қабырғалар, тіректер Wi - Fi үшін шынайы қиыншылықтарды тудырады. Көп
жағдайда бөгеуліктер мәселесін өте қуатты антенасы бар қатынау нүктесін
орнату арқылы шешеді. Радиобөгеуілдер жұмыс жасау арақашықтығы мен
Wi - Fi желісінің таралу жылдамдығына әсер етеді.
17
1.5 Wi - Fi түрлері
IEEE 802.11 стандарты IEEE 802.11a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, n, s.
түрлеріне бөлінеді. Осы түрлердің ішінен жиі қолданылатын IEEE 802.11b
IEEE 802.11g және IEEE 802.11n - осындай желілер Wi - Fi - ды айтқанда
осы желілер жайында сөз болады. 802.11b және 802.11g желілері 2.4ГГц
диапазонында жұмыс істейді. Олар деректерді тасымалдау жылдамдығымен
және қызмет радиусымен ерекшеленеді. 802.11b желілерінің жоғарғы
жылдамдығы 11Мбитсек құрайды, ал қызмет радиусы ашық кеңістікте 150
метрге, ал мекеменің ішінде 20 - 30 метрге дейін жетеді. 802.11g желісі өте
үлкен жылдамдықты қамтамасыз етеді - 54Мбитсек дейін, және ашық
кеңістікте қызмет жылдамдығы 300 метрге дейін жетеді. Барлық заманауи
қатынас құру нүктелері (қатынас құру нүктесі
- сымсыз желінің
пайдаланушылары арасында байланыс орнатуға мүмкіндік беретін құрылғы)
802.11b және 802.11g жұмыс істей алады. 802.11n стандартының заманауи
қолдауы бар. Осындай желілердің қызмет радиусы 450 метрге дейін жетеді.
1.6 Wi - Fi технологиясының стандарттары
IEEE 802.11 стандарты - бұл 2,4 - 5ГГц жиілік аралығындағы
жергілікті сымсыз аумағында байланыс стандарттарының жиынтығы Қазіргі
таңда көбінесе IEEE 802.11 стандартының үш түрі қолданылады:
- IEEE 802.11а;
- IEEE 802.11g;
- IEEE 802.11n.
1 . 1 К е с т е - Стандарттардың түрлері
18 Стандарт
802.11
802.11а
802.11b
802.11g
802.11n
Стандарттың
сертификатталған
жылы
1997
1999
1999
2003
2009
Өткізудің
қолжетімділік
жолағы
83,5
МГц
300
МГц
83,5 МГц
83,5 МГц
300 МГц
Операция жиілігі
2,4-
2,4835
ГГц
5,15-
5,35
ГГц
2,4-2,4835
ГГц
2,4-2,4835
ГГц
2,4-
2,4835
ГГц
Модуляция типтері
DSSS,
FHSS
OFDM
DSSS
DSSS,
OFDM
DSSS,
OFDM
Арналы арқылы
мәліметтерді жіберу
жылдамдығы
1-2
Мбитс
6-54
Мбитс
1-11
Мбитс
1-54
Мбитс
100-300
Мбитс
802.11n стандартынан бастап Wi - Fi сымсыз желісі квадраттық
модуляцияға өтуде. Бұл сымсыз желінің жұмыс радиусы мен мәліметтер
тарату жылдамдығына бірден әсер етеді. Егер каналдық деңгейде барлық
сымсыз желінің 802.11 стандарттарының архитектуралары бірдей
болғандықтан, онда әр түрлі стандарттағы желі үшін физикалық деңгей басқа
болады. Физикалық деңгей ғана қосылу жылдамдығы және мәліметтерді
тарату кезінде модуляция әдісі мен физикалық кодтау жолымен анықталады.
1.6.1 IEEE 802.11a стандарты
IEEE 802.11a стандарты - бұл ең соңғы сымсыз стандарты LAN, 2002
жылы анықталып, сол жылы коммерциялық қолдануға шықты. IEEE 802.11a
стандарты OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing
-
мультиплекстей отырып арналарды ортогоналдық жиіліктік бөліп - ажырату)
әдісін қолданады. Бұл әдіс арналарды тиянақты бөліп - тарату кезінде
толқынның оңтайлы пішінін автоматты түрде таңдау тетігі болып табылады.
Оның көмегімен көптеген жолдар арқылы сигналдың таралуын, сигналдың
өшуін, импульстық шуды және интерференцияны болдырмауға болады
802.11 стандарт айқындамасында, LAN OFDM сымсыз желі үшін,
модуляциясы үшін қолданады және сұлбаны қамтамасыз етеді, кең жолақты
сигналды сондай айналада, қабылдағышты шағылысқан сигнал саптан
шығаратын, жіберген деректерді кері кодалауды болдырмай, қабылдаған
деректерде болады. 802.11стандарты 5 ГГц жиілік жолағында 20 МГц
арақашықтықта, көршілес арна арасында жұмыс істейді. 802.11a
айқындамасы деректерді 6 - дан 54 Мбс дейін жылдамдықпен тасымалдауды
қамтамасыз етеді. Бұдан жоғары тасымалдау жылдамдығында қабылдау
аумағы азаяды.
802.11a шешімдерін қолдайтын құрылғыларды өндірушілерден 6 Мбс,
12 Мбс және 24 Мбс жылдамдықтармен жұмыс істеу мүмкіндіктері талап
етіледі. Кейбір өндірушілер 9 Мбс, 18 Мбс, 36 Мбс, 48 Мбс және 54 Мбс
тасымалдау жылдамдығын қамтамасыз етеді.
OFDM берілген сигналды 48 бөлек таситын жиілікке бөледі де, 6, 9, 12,
18, 24, 36, 48, 54 Мбитсек деңгейдегі тасымалдауды қамтамасыз етеді. 6, 12
және 24 Мбитсек деңгейлері кез келген өнімдерге қажет. Әрбір тасуыш
жиілікте OFDM фазалық немесе квадратуралық модуляцияны қолданады.
Қолдаңба төрт бақылау жиіліктері, жіберілетін сигналдың фазалық жылжуы
және жиіліктердің минимизациялары үшін бақылауды қамтамасыз етеді.
Осындай тасымалдау әдісі OFDM-ға өте жоғары тиімділікке жетуге
мүмкіндік береді. Бұл жоғары деңгейлі тасымалдауға және көп бұрмалаудың
минимализациялық әсеріне жетелейді. Бұл жағдайда биттар кодаланып,
тығыз қапталған көптеген тасылатын жиіліктер арқылы таратылады.
Ортогоналдық тасушы жиіліктердің көптеген бұрмалану жағдайында
олардың бір - бірімен интерференцияланбайтындығынан көрінеді [2].
Жұмыс жиіліктері келесі диапазондар арқылы анықталады: 5.15 - 5.25
Ггц, 5.25 - 5.35 Ггц, және 5.725 - 5.825 Ггц. Бұл спектрдың ішінде 20 Мгц -
19
тан тұратын 12 арна бар, әр қайсысы әр түрлі тасымалдағыштың қуаттылық
сипаттамаларына ие. Сонымен қатар OFDM 802.11g стандарты үшін базалық
технология ретінде таңдалған, сонымен бірге HiperLAN европалық
стандарты үшін де.
1.5.2 IEEE 802.11g стандарты
IEEE 802.11g стандарты әр түрлі қосылу жылдамдығын қарастырады:
1; 2; 5,5; 6; 9; 11; 12; 18; 22; 24; 33; 36; 48 және 54 Мбитс. Олардың біреулері
стандарт үшін міндетті жылдамдық болып табылады. ал қалғандары --
опциялы. Оған қоса,
әр түрлі қосылу жылдамдықтары сигналды
модуляциялаудың түрлі әдісі қолданылады.
802.11g стандартын өндіру кезінде екі бәсекелес компаниялар
қарастырылады: 802.11a стандартынан алынған және Intersil компаниясы
қарастыратын ортогоналды жиіліктік бөліну әдісі OFDM, және 802.11b
стандартында опциялы жүзеге асқан және Texas Instruments компаниясының
ұсынған пакеттік ширатудың екілік кодтау әдісі PBCC. Нәтижесінде 802.11g
стандарты келісімдік шешімнен тұрады: базалық ретінде OFDM және CCK
технологиясы қолданылады, ал опциялы түрде PBCC технологиясын қолдану
болады.
802.11g стандартында қолданылатын модуляция әдісін қарастырмас
бұрын жиілік диапазонын қарастырып өту керек. Бұл стандарт 802.11bb+
стандарт секілді 2,4 - 2,4835 ГГц жиілік аралықтары қолдану қарастырған.
Бұл жиілік аралығы өндірісте, ғылымда және медицина лицензиясыз қолдану
үшін арналған (Industry, Science and Medicine, ISM). Дегенмен, осы жиілік
диапазон аралығын лицензиясыз қолдану мүмкіндіктеріне қарамастан
қабылдағыштың максималды қуатын қатты шектеу болады. Сондықтан
сигналды модуляциялау мен кодтау әдісін таңдау кезінде екі негізгі мәселені
шешу керек.
Бір жағынан, сымсыз желідегі тарату жылдамдығының мәні сымды
желілерімен бәсекелесу мен тұтынушылардың жаңа талаптарына сәйкес
айтарлықтай үлкен болуы керек. Тарататын жылдамдығының артуы қажет
емес спектр енінің артуына әкеледі, себебі таратудың жиілік аралығы
шектелген.
Басқаша айтқанда, пайдалы сигналдың деңгейі төмен болу жеткілікті,
себебі ISM - жиілік аралығында басқа құрылғыларға бөгет жасамау керек.
Осылайша, жіберілетін сигнал шум деңгейінде шамалы ажыратылатын
болуы керек, бірақ бұл жағдайда шуыл деңгейінде сигналды қатесіз таңдап
алу алгоритмін құрастыру керек. Жіберілетін сигналдың қуатын төмендету
спектрді кеңейу және барлық спектрде сигналдың зақымдану
технологиясын қолдану есебінен жетеді.
Тағы да бір мәселесі - бұл протоколдың бөгеуілге тұрақтылық қажетті
деңгейін қамтамасыз етеді.
Өкінішке орай, жоғарыда атап өткен жағдайларды бірден орындау
мүмкін емес. Себебі олар бір - біріне қарама - қайшы келеді. Осылайша,
20
сигналды кодтаудың және модуляциялаудың нақты әдісіні таңдау - бұл
жоғары жылдамдық, бөгеуілдерге төзімділігі мен тарату қуатының
шектеулілігіне байланысты нақ ортасын таңдап алу керек.
1.6.2 802.11n стандарты
Сымсыз
желі санамызға қалыптаспай-ақ жатып, оның өткізу
қабілетінің жеткіліксіздігі сезіле басталды. Шынымен де, желілік
мультимедиялық орталықтарының (мысалы, iCube Play@ TV NMP - 4000:
желілік мультимедиялық тыңдауыш) пайда болуымен келесі мақсат пайда
болады: DVD ағынының сымсыз желісі бойынша тасымалдау. Сондықтанда
электроника және электротехника инженерлерінің институты 802.11n жұмыс
тобын құруға мүмкіндік берді. 100 Мбитс деректерді тасымалдау нақты
жылдамдыққа жететін, қатынас деңгейінің тасымалдау ортасына (МАС) және
жаңа физикалық (РНҮ) деңгейді шығару топтың мақсаты болып келеді. Яғни
оны қазіргілермен салыстыра отырып, оның жылдамдығын 4 есе арттыру (ол
дегеніміз нақты өткізу қабілеттілігі). Осының бәрі бар стандарттардың кері
байланысы сымсыз желісіндегі жұмысты ыңғайлатып қана қоймай,
болашаққа жеткілікті жылдамдықты қамтамасыз етеді [18].
Стандартты реализациялау үшін, негізін шығаратын мүшелерін
басқарған және стандартының дамуымен оны шығаруға Intel ұйымы басты
рөл атқарды. Сонымен бірге МАС және РНҮ деңгейлерін жасауда кіреді.
Әрине, Intel қазіргі кезде бұл салада көшбасшы болып келеді, алайда
стандарттын нақты өзгешеліктерін шығару үшін көптеген ұйымдардың үлесі
қажет.
802.11n стандартын шығару кезінде Intel ұйымы, сенімді және
тексерілген технологияны қолданып, деректерді тарату кезіндегі жоғарғы
жылдамдықты жеткізу үшін, кейбір жаңа ерекшеліктерді қосты. Мысалы,
802.11n стандарты OFDM (ортогоналді жиілікті мультиплекстеу) және QAM
(квадраттық амплитудалық модуляция) сияқты технологияларды қолдануды
ұсынады. Осындай үйлесу тек кері байланысты қамтамасыз етіп қана қоймай,
өндірудің құнын азайтады. Инженерлердің алдында оңай емес міндет бар,
өйткені жаңа стандарт ескі 11ag құрылғылардың жұмысына кедергі
келтірмей, сонымен қатар жұмыстың жоғарғы жылдамдығын ұстану керек.
802.11g желісінің жылдамдығы бір уақытта 11b құрылғысын қолданғанда
жылдамдығы төмендейді.
N стандарты A, B және G стандартарының алдында бірнеше
артықшылықтары бар: ол өте төзімді, үлкен қызмет радиусына ие және кең
спектрді қолданады.
IEEE ұжымы 2009 жылдың 11 қыркүйегінде 802.11n стандартының
бекітілгені туралы хабарлады.
802.11n стандарты сымсыз деректер
тасымалдау технологияларының заманауи болып келеді.
Бұл стандартты жетілдіру 2002 жылы басталған болатын. Оның ұзаққа
созылу себебі Atheros және Broadcom кілттік ұйымдарының арасындағы
келіспеушілік. Көп уақыт аралығында екі ұйым стандарт бойынша ортақ
21
шешімге келе алмады. Бірақ 2007 жылдың наурыз айында бір келісімге келіп
және мүшелері Draft 2.0 802.11 айқындамасын мысал түріне шығарды. Сол
кезде жұмыс тобы, бұл мысал түрін стандартта соңғы айқындамасында қатты
өзгертулер болмайды, соңғы нақты үлгісіне дейін оны бағдарламалық тігу
жаңартуымен оңай енгізуге болады. Қазіргі таңда мысал үлгісі айқындамасы
көптеген орынды жүйелер және кейбір ұялы құрылғылар ұстанады.
Жаңа стандарт деректерді тасымалдау жылдамдығын 10 есе арттырады.
Сымсыз желіде 802.11n стандартының физикалық деңгейінде деректерді
тасымалдау жылдамдығының максималды жылдамдығы 300
Мбитс
құрайды. Тәжірибеде бұл 150 - 200 Мбитс деген мағына. Алдыңғы (802.11g)
түрлерінде максималды техникалық жылдамдығы 54 Мбитс тең болған, ал
нақты 20 Мбитс тең.
Жаңа стандарт 3 кілттік жаңа енгізулерге негізделеді. Әзірлеушілердің
басты мақсаттарының бірі аумақтық арналардың көптігі. Олар сымсыз
жолақтардың қолдаңбалары сияқты, трафиктін аумағын көбейтіп және
деректердің тез жіберілуіне кепілдік береді. Арналарды байланыстыру
технологиясы (Channel bonding) байласудың сапасын жоғарылату үшін екі
толқынды құрмалауға мүмкіндік береді. Сонымен, үшінші енгізу дестелердің
ерекше тетіктері болып келеді. Олар қызмет деректер көлемінің
қысқаруының арқасында арналар байласуының жүктемесін төмендетуге
көмектеседі.
802.11n стандарты жоғарғы нақтылығы бар бейне деректерді арналық
тасымалдауларға жарамды, Wi - Fi желісінде жіберетін тұрақты және
қолдаңбалар мен сервистардың жұмыс өнімділігін қамтамасыз етеді және
қуатты үнемдеу қабілеттілігіне байланысты, ноутбуктардың жұмыс істеу
уақытын ұзартады.
IEEE жұмыс істеу тобы жаңа 802.11n құрылғысының 802.11abg
құрылғыларымен кері байланысын, бір жиілік ауқым мен арнаны қолдану
шартында кепілдік береді. Басқаша айтқанда 20 - мегагерцтік арналарының
кері байланысты ұстануы үшін қажет.
Қазіргі 802.11abg құрылғыларының үйлесімдігі МАС деңгеймен
қамтамасыз етіледі. Яғни 802.11abg стандартының бар құрылғылары
802.11n қатынас құру нүктесіне қосыла алады. Мас деңгейіне сай келетін
жиілік ауқымдарына модуляция үлгілерінің үйлесімділігін қамтамасыз етеді.
Әрине, әр түрлі стандартты құрылғылардың байланысу кезінде болатын
кедергілерді шешу керек.
22
1.7 Wi - Fi желісінің ISOOSI жоба деңгейлерінің сәйкестігі
IEEE 802.11 стандарты ISOOSI үлгісінің төменгі екі деңгейінде жұмыс
істейді: физикалық және арналық. Басқа сөзбен айтқанда, Wi - Fi
құрылғысын Ethernet сияқты қолдану оңай: TCPIP хаттамасы, арна
байланысымен ақпаратты тасымалдауды сипаттайтын хаттаманың үстіне
орналастырылады. IEEE 802.11b кеңейтілуі арналық деңгейге тиіспейді және
IEEE 802.11 тек физикалық деңгейіне өзгертулер енгізеді. Жергілікті сымсыз
желісінде екі құрылғы түрі бар: тұтынушы (әдетте ол сымсыз желімен
толықтырылған компьютер, кейде басқа құрылғыларда болуы мүмкін) және
қатынас құру нүктесі, сымсыз және сымды желілер арасында көпірдің
қызметін орындайды. Қатынас құру нүктесі қабылдап таратқыш, сымды
желінің интерфейсі, сонымен қатар енгізіліп қойған микрокомпьютер және
деректерді өңдейтін бағдарламалық қамтаманы құрайды. ISOOSI жобасы
деңгейлерінің 802.11 стандартына сәйкестігі 1.7 - суретте көрсетілген.
1.7 сурет - ISOOSI жобасының деңгейлері және 802.11 стандартына
сәйкестігі
1.7.1 IEEE 802.11 физикалық деңгейі
IEEE 802.11 стандарты сигналды тасымалдаудың екі әдісін
қарастырады - тікелей тізбектілі түрде спектрді кеңейту (Direct Sequence
Spread Spectrum, DSSS) және жиілікті секірмелі түрде ауыстыру (Frequency
Hopping Spread Spectrum, FHSS). FHSS әдісі ақпаратты тасымалдау кезінде
таситын жиілік сигналдарының өзгеруін қарастырады. Кедергі
табандылығын арттыру үшін жіберілетін сигналдың спектрін өзгерту керек,
23
ол үшін кездейсоқ заң бойынша таситын жиілік өзгереді және әр деректер
дестесі өз тасығыш жолы арқылы жіберіледі. FHSS қолданған кездегі
(құрылма) қабылдағыш - таратқыш құрылымы жай болып келеді, бірақ
өткізу қабілеттілігі 2Мбитс аспайтын кезде ғана бұл әдіс қолданылады,
сондықтанда IEEE 802.11b толықтыруында жалғыз DSSS қалады. Осыдан,
IEEE 802.11b құрылғылары IEEE 802.11 стандартының құрылғылармен бірге
қолданылады, DSSS ұстанатын, сонымен бірге тасымалдау жылдамдығы
"тар жер" (2Мбитс) жылдамдығынан аспайды. Бұндай құрылғыға
кеңейтілуді қолданбайтын ескі стандарт жатады. DSSS әдісінің негізінде
фазалық қимылының қағидалары жатады (яғни, бастапқы сигнал фазасының
секіріс түрде өзгеруімен ақпаратты тасымалдау).
Жіберілетін сигналдың спектрін өзгерту үшін жіберілетін ақпаратты
кездейсоқ тізбектілік болып табылатын Баркер кодасына түрлендіру
қолданылады. Әр жіберілетін битке Баркер тізбектілігінің 11 биті сай келеді.
Баркердің инверстік және тура тізбектілігін айырады. Бірлік биттер тік
Баркер кодымен, ал нөлдік биттер - инверстелген күйде жіберіледі. 2,4 ГГц
диапазонындағы сымсыз компьютерлік желілерінде, 14 арнаға бөлінген, 83
МГц ені бар тар жол берілген (США - да олардың тек 11 - ін қолдануға
болады). Арналар арасындағы кедергі байланысын болдырмау үшін,
олардың жолақтары бір - бірінен 25 МГц тұру керек. Қиын емес есептеу
бойынша бір аймақта, бір уақытта тек 3 арна қолданыла алады. Осындай
жағдайларда бөгеуілдерден бапталу мәселесін жиілікті автоматты түрде
өзгерту арқылы шешу мүмкін емес, міне сондықтанда жергілікті сымсыз
желілерінде жоғарғы артықшылығы бар кодалауды қолданылады. Ал егер
бұл мүмкіндік тасымалдауға керекті сенімділікті қамтамасыз ете алмаса,
максималды 11 Мбитс мағына жылдамдылығының тізбектілігі 5,5; 2; 1
Мбитс мағынасына дейін төмендейді. Жылдамдықтың төмендеуі тек
кедергілердің жоғарғы деңгейінде болуынан ғана емес, сымсыз желілер
элементтерінің арақашықтығының жеткілікті үлкен болуына да тәуелді.
1.7.2 EEE 802.11 арналық (Data Link) деңгейі
Ethernet желісіне ұқсас, Wi - Fi сымсыз компьютерлік желілерінде
арналық деңгей логикалық байланысуды (Logical Link Control, LLC) және
тасымалдау ортасына қатынас құруды басқару (Media Access Control, MAC)
деңгейшелерінен тұрады. Ethernet пен IEEE 802.11 бірдей LLC, ол сымды
және сымсыз желіні салыстыру үшін, кейбір ерекшеліктері бар. Ethernet - те
тасымалдаудың ортақ ортасына қатынас құрудың көптеген мүмкіндіктерін
қамтамасыз ету үшін (қазіргі жағдайда кәбіл) CSMACD хаттамасы
қолданылады да бұл хаттама қақтығысты табу мен өңдеуді қамтамасыз етеді
(компьютерлік желіде осындай жағдайлар бірнеше құрылғылардың, бір
уақытта бірдей деректер тасымалдауды айтады).
IEEE 802.11 желісінде жартылый дуплекстік тасымалдау режимі
қолданылады, яғни әр уақытта станция ақпаратты қабылдай және жібере
алады, сондықтанда тасымалдаудың жұмыс барысында қақтығысты байқау
24
мүмкін емес. IEEE 802.11 өзгертіп - жаңартылған CSMACD хаттамасы
шығарылды және ол CSMACА (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoi dance) деген атқа ие болды. Ол келесі түрде жұмыс істейді: ақпаратты
жіберетін станция, алдымен эфирды тыңдайды. Егер жұмыс жиілігінде
белсенділік болмаса, станция алдымен кездейсоқ уақыт аралығында
белсенділікті күтеді. Ал сосын қайтадан эфирды тыңдайды және деректерді
тасымалдау ортасы бос болса, тасымалдауды іске асырады. Кездейсоқ кідіріс
желінің тоқтап қалмауы, егер бірнеше станция бір уақытта жиілікке қатынас
құру үшін керек. Егер ақпараттық десте бұрмалаусыз келсе, қабылдайтын
станция қайтадан растауды жібереді. Дестенің тұтастылығын бақылау
қосындысы әдісімен тексеріледі. Растауды алғаннан кейін, жіберетін станция
ақпараттық дестенің тасымалдау жұмысы бітті деп есептейді. Ал егер
растауды алмаған жағдайда, станция қақтығысы болды деп, десте қайтадан
бірнеше уақыттан кейін жіберіледі.
Тағы бір сымсыз желілердің өзгеше проблемасы - екі тұтынушы
станция арасындағы байланыс нашар, бірақ әр қайсысының қатынас құру
нүктесі бар байланыс сапасы жақсы. Осы жағдайда жіберетін тұтынушы
станция қатынас құру нүктесіне эфирді тазалауға сұратуды жібереді. Сол
кезде қатынас құру нүктесінің бұйрығымен басқа клиенттік станциялар
тасымалдауды "сөйлесу" уақытына, екі нүктенің нашар байланысынан
тоқтатылады. Эфирді тазалау режимі (Request to SendClear to send -
RTSCTS хаттамасы) барлық IEEE 802.11 үлгілерінде жетілдірілмеген, ал
егер ол болса, тек ерекше жағдайларда ғана қосылады.
Ethernet - те ағындық деректерді тасымалдау кезінде, барлық
станциялар арасында реттелген, арналық байланысты қатынас басқаруы
қолданылады. Керісінше, IEEE 802.11
-
де осындай жағдайларда
орталықтандырылған қатынас құру нүктесімен басқару қолданылады.
Тұтынушылық станциялар тізбектілік түрде ағындық деректерді
тасымалдауға сұранады. Егерде станциялардың біреуі ағындық деректерді
жіберемін деп хабарлайды да, барлық желі станцияларда тек сол ғана
жіберетін уақыт аралығын қатынас құру нүктесіне бөледі.
Мәжбүрлі түрде эфирді тазалау қолдаңба қызметтік ақпаратты
тасымалдаумен және байланыстардың қысқаша үзілістерімен байланыс
болғандықтан, сымсыз желілердің жұмыс істеу төзімділігі азаяды. Осыдан
бөлек, Ethernet сымсыз желілердің керектігінде тек жартылай дуплексті ғана
емес, сонымен қатар дуплексті тасымалдау нұсқасын қолдануға болады егер
тасымалдау кезінде қақтығыс табылса (бұл желінің өткізу жылдамдығын
жоғарылатады). Сондықтанда бірдей шарттарда IEEE 802.11b сымсыз
желісінің Ethernet - ке қарағанда өткізу қабілеттілігі төмен болады.
Осылайша, егер Ethernet желісіне 10 Мбитс және IEEE 802.11b (ақпаратты
тасымалдау максималды жылдамдығы 11 Мбитс) бірдей саны бар
пайдаланушыларға бірдей жүктеме берсе және оны біраздан кейін үлкейтсе,
бірнеше кезеңнен кейін IEEE 802.11b тоқтай бастайды, ал Ethernet
функционалдай береді.
25
Тұтынушылық станциялар автономды қоректенетін ұялы құрылғылар
болып келетін IEEE 802.11 стандартында қоректендіруді басқаруға үлкен
көңіл бөлінген. Тұтынушылық станция анықталған уақыттан кейін, қатынас
құру нүктесі жіберетін қосылған сигналды қабылдау үшін құрылады. Егер
сигнал қабылданса, тұтынушылық құрылғы қосылады, ал кері жағдайда ол
келесі ақпаратты қабылдау айналымына дейін ұйқы режімінде болады.
1.8 ІЕЕЕ 802.11 стандартындағы мәлімет жіберудегі модуляция маңызы
Модуляция техникасы жағынан 802.11а хаттамасы 802.11g
хаттамасынан айтарлықтай ерекшелінбейді. Мәліметтерді жіберу кезінде
төмен жылдамдықты жиілік модуляцияларында екілік және квадраттық
фазалы модуляциялар BPSK және QPSK қолданылады. BPSK
-
модуляциясын қолданған кезде бір символда тек қана бір бағдарламалық бит
кодталады. Ал QPSK - модуляциясын қолданғанда, сигнал фазасы төрт әр
түрлі мәнге ие болғанда, бір символда екі бағдарламалық бит кодталады.
Модуляциясы мәліметтерді 6 немесе 9 Мбитс жылдамдықпен жіберген
кезде қолданса, QPSK модуляциясын 12 немесе 18 Мбитс жылдамдықтарда
қолданады.
ІЕЕЕ 802.11 стандартының оданда жоғары жылдамдықтарында
мәліметтерді жіберу үшін квадраттық амплитудалық модуляция
қолданылады. Олар 16 - QAM және 64 - QAM. Бірінші жағдайда 16 түрлі
сигнал бар, олардың әр қайсысы 4 биттан кодталады, ал екінші жағдайда 64
түрлі сигнал, бұл жерде бір символда 6 биттан кодтауға болады. 16 - QAM
модуляциясын 24 және 36
Мбитс жылдамдықта, ал
64
-
QAM модуляциясын 48 және 54 Мбитс жылдамдықта қолданады.
OFDM символының бағдарламалық мөлшері оның модуляция типіне
және сигнал жүретін каналдар санына байланысты болады. Мәліметтерді
жіберу үшін 48 сигнал жүретін канал қолданылса, онда OFDM символының
бағдарламалық мөлшері 48 х Nb болады, мұндағы Nb - модуляция
позициясы санының екілік лагорифмі, немесе, бір кішкене арналардағы бір
символда кодталатын битттер саны. Соған қарағанда OFDM символының
бағдарламалық мөлшері 48 - 288 битті құрайды.
ІЕЕЕ 802.11 стандартының кіріс мәліметтерін өңдеуінің реттілігі
келесі түрдегідей көрсетіледі. Бастапқыда мәліметтердің кіріс ағыны
скрэмблирония стандарттық операцияға ұшырайды. Содан кейін кіріс ағыны
оратылған кодерге келеді. Оратылған кодтаудың жылдамдығы 12, 23
немесе 34 болып табылады. Кодтаудың жылдамдығы әр түрлі
болғандықтан, мәліметтерді жіберу кезіндегі модуляция типтерінің
жылдамдықтары да әр түрлі болады. Мысал ретінде BPSK модуляциясын
қарастырайық, оның мәліметтерді жіберу жылдамдығы 6 немесе 9 Мбитс
құрайды. Бір символдың сақтандыратын интервалмен бірге ұзақтылығы 4
мксқа тең, ал импульс жиілігі 250 кГцке тең. әр кішкене арналар бір биттен
кодталатынын ескерсек, ал ол барлығы 48 кішкене арнадан тұрады, оның
26
мәліметтерді жіберу жылдамдығының жалпы жылдамдығы 250 кГц х 48
кішкене арна = 12 МГцке тең болып табылады. Егер де кодтау жылдамдығы
(12) болса (әр бағдарламалық битке бір қосымша жалғанады), бағдарламалық
жылдамдық толық жылдамдықтан екі есе кем болады, 6 Мбитс. Кодтау
жылдамдығы (34) болса (әр үш бағдарламалық битке бір қосымша),
бағдарламалық жылдамдық толық жылдамдықтың (34) бөлігін ... жалғасы
5
6
7
АҢДАТПА
Аталған дипломдық жобада - Қарасай ауданында Қаскелең қаласында
Алатау сауда үйінде WI - FI технологиясын жобалау.
Осы дипломдық жобада WI - FI технологиясының жетістітері және
стандарттары жайлы айтылған. Сонымен бірге есептік бөлімде Wi - Fi
желісіндегі қабылдау
-
тарату кезеңіндегі шуылды, дабылының
таралуындағы әлсіреуін есептелінген.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде қауіпті және зиянды факторларға
талдау жасалған. Жарықтандыруға байланысты есептеулер жүргізілді.
Жобаның экономикалық бөлімінде қаржы шығындары және қайтарылу
мерзімі есептелген.
АННОТАЦИЯ
В данном дипломном проекте - рассматривается создание технологии
WI - FI в Карасайсском районе города Каскелен торговом доме Алатау.
В дипломной работе рассматриваются достижения и стандарты
технологии WI - FI. А также в технической части произведены расчеты шума
во время приема - передачи в сети WI - FI, влияние на передачу сигнала и
т.д.
В разделе безопасности жизнедеятельности проанализировали опасные
и вредные факторы. Были произведены расчеты освещение. В экономической
части рассмотрены финансовые затраты и произведен расчет времени
окупаемости.
ABSTRACT
In this thesis project - how to create a WI - FI technology in the area of the
city Karasay Kaskelen trading house Alatau.
In the research paper reviews the achievements and technology standards
WI - FI. And also in the technical part of the calculations of noise during reception
- network transmission WI - FI, influence on signaling, etc.
In the life safety estimate dangerous and harmful factors. Were calculated
lighting. In the economic part deals with the financial costs and calculated the
payback time..
8
Мазмұны
КІРІСПЕ
1 Сымсыз желі туралы түсінік және Wi - Fi стандарттары
1.1 Wi - Fi технологиясы
1.2 IEEE 802.11 стандартының жұмыс істеу принципі
1.3 802.11 стандартының жұмыс режимдері
1.4 Wi - Fi технологиясының артықшылықтары мен кемшіліктері
1.5 Wi - Fi түрлері
1.6 Wi - Fi технологиясының стандарттары
1.7 Wi - Fi желісінің ISOOSI жоба деңгейлерінің сәйкестігі.
1.8 ІЕЕЕ 802.11 стандартындағы мәлімет жіберудегі модуляция маңызы
1.9 Wi - Fi желісіндегі деректерді қорғау технологиясы
1.10 Сымсыз желілерді қорғаудың негізгі технологиялары
1.11 Wi - Fi сымсыз технологиясын орнату
1.12 Құрылғыларға таңдау жасау
2 ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ
2.1 Желіні ұйымдастырудың жүзеге асыру орны
2.2. Wi - Fi желісіндегі қабылдау - тарату кезеңіндегі шуылды есептеу
2.3. Wi - Fi дабылының таралуындағы әлсіреуін есептеу
2.4. Френель зонасын есептеу
2.5 Дабыл таралуындағы жоғалтуларды есептеу
3 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМІ
3.1 Жоба маңызы
3.2 Жоба сипаттамасы
3.3 Маркетинг
3.4 Өндірістік жоспар
3.5 Қаржылық жоспар
3.6 Компания кірісі
3.7 Инвестицияның қайтарылу мерзімі
4 Өмір тіршілік қауіпсіздігі
4.1 Қауіпті және зиянды факторларды талдау
4.2 Жарықтандыруды есептеу
ҚОРЫТЫНДЫ
ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
А ҚОСЫМШАСЫ
Ә ҚОСЫМШАСЫ
9
6
7
7
8
11
13
14
14
19
22
24
24
27
28
31
31
33
35
44
46
50
50
50
51
51
52
56
58
61
61
67
71
72
73
74
75
КІРІСПЕ
Бітіру жұмысы барысында, қазіргі таңдағы заманға сай Wi - Fi желісін
құрастыру принциптері
мен
оның
ғимаратта жүзеге асырылуы
қарастырылған. Сонымен қатар қарастырылып отырған жобаның мақсаты Wi
- Fi желісі негізіндегі ақпараттық қауіпсіздікті ұйымдастыру принциптерін
зерттеу болып табылады. Бітіру жобасын жаза отырып біздің мақсатымыз
әрбір сымсыз байланысты пайдаланып отырған қолданушыларға тиімді
жолын қарастырдық.
Ақпаратты сымсыз таратудың заманауи технологиялары көптеген
компанияларда , кәсіби тұрғыда кеңінен қолданылады, сонымен қатар
тұрғылықты тұрмыста қолдану кезінде компьютерлік желілерді құруға
мүмкіндік береді. Ақпаратты сымсыз тарату аймағындағы жаңа аппараттық
шешімдер бір мекеменің көлемінде сымсыз компьютерлік желілерді құруға
мүмкіндік береді және бүкіл қала масштабында желіні таратады. Ноутбугі
немесе қалталы компьютерлік құрылғысы бар сымсыз желінің
пайдаланушысы бүгінгі таңда жергілікті сымды есептеу желісіне тиісті емес,
керісінше ол желіге қосулы күйінде басқа бөлмеге немесе басқа ғимаратқа да
орын ауыстырғанда да жұмысын үзбейді. Роумингпен қамтамасыз ету
пайдаланушыларға сымсыз желі аймағында желіде тұрақты қосулы болуын
қамтамасыз етеді. Жұмыс бабымен жан жаққа көп баратын жұмысшылар
үшін, сымсыз байланыс түрі ең ыңғайлы болып табылады
Сымсыз компьютерлік желілерді желі кабельдерін орнату кезіндегі
кедергі тудырылып жатқан мекемелерде уақытша орнатуға болады. Сымсыз
желілерді орналастыру мен оның конфигурациясын іске асыру оңай болып
табылады. Сымсыз байланыс желісі базалық станция негізінде құралады
(Access Point - қолжетімділік нүктесі). Бір қолжетімділік нүктесінің қамту
аймағының радиусы 100 метр шамасына тең. Сонымен қатар бір
қолжетімділік нүктесі бір уақыт мезетінде
көптеген тұтынушыларды
қамтамасыздандыра алады және ақпаратты тарату жоғары жылдамдыққа ие.
Қолжетімділік нүктесі арқылы сымсыз жұмыс істейтін станциялар, ноутбук,
сымсыз байланыс модулімен қамтылған қалталы құрылғылар сымсыз
компьютерлік желіде қосылады, оның өнімділігі бір уақытта бірдей жұмыс
істеп отырған құрылғылар санына байланысты болады. Сымсыз желілердің
өнімділігін жоғарлату үшін қосымша қолжетімділік нүктелері орнатылады.
10
1 СЫМСЫЗ ЖЕЛІ ТУРАЛЫ ТҮСІНІК ЖӘНЕ WI - FI
СТАНДАРТТАРЫ
1.1 Wi - Fi технологиясы
Wi - Fi технологиясы - Ethernet стандартының сымсыз желі аналогы,
оның негізінде бүгінгі таңда көптеген кеңселердегі компьютерлік желілер
байланыстырылған. Ол 1999 жылы тіркеліп, қызмет ету аясы тікелей
ноутбуктер мен компьютерлер, мобильдік құрылғыларға байланысты
менеджерлер, сауда агенттері, кеңсе қызметкерлері және тағы басқалары
үшін үлкен жаңалық болды.
Wi - Fi - ағылшынның Wireless Fidelity сөзінен шыққан, ол сымсыз
желі (радио) байланысының стандартын білдіреді, бірнеше хаттамаларды
біріктірген IEEE 802.11 ресми атауына ие (Institute of Electrical and Electronic
Engineers
-
электрондық технологиялар саласындағы стандарттарды
өңдеумен айналысатын халықаралық ұйымы берген стандарт). Қазіргі таңда
кеңінен таралған және баршаға танымал - IEEE 802.11b хаттамасы болып
табылады (көбінесе Wi - Fi деген қысқартылған атаумен осы хаттама
аталады). IEEE 802.11b хаттамасында ақпараттарды жіберу 2.4 - 2.4835 ГГц -
ке дейінгі жиілік диапазонының аралығында, 11 Мбитсек максималды
жылдамдығымен қамтамасыз етілген сымсыз желінің қызметі анықталады.
Сигналдарды жіберудің ең үлкен қашықтығы 100 метр аралығында, бірақ
ашық жерлерде оның мәні 300 - ден 400 метрге дейін жетуі мүмкін.
802.11b
хаттамасымен қатар 802.11a, 802.11g сымсыз желі
стандарттары бар. 802.11a - 5 ГГц жиілігін қолданады және 54 Мбитс
максималды жылдамдығын қамтамасыз етеді. 802.11g - 2,4 ГГц жиілігінде
жұмыс істеп, 54 Мбитс жылдамдығын қамтиды. Таралу қашықтығының
қысқалығына, алгоритмдерді есептеудің ауыртпалығына жоғарғы мөлшерде
қуат жұмсалымына байланысты бұл технологиялар әлі кеңінен таралған жоқ.
Стандарттарды жетілдіру мақсатында 320 Мбитc жылдамдығын қамтамасыз
ететін 802.11n хаттамасы өңделуде.
Дәстүрлі желіге шығу сыммен жүзеге асырылатын технологиялар
сияқты Wi - Fi деректер базасы немесе бағдарламалық қосымшалар
сақталатын серверлерге және интернетке кіруді,
құжаттарды
басып
шығаруды және тағы басқаларын іске асыруды қамтамасыз етеді. Сонымен
қатар ақпарат алынып жатқан компьютерді сымға қосу қажет емес. Wi - Fi
құрылғысын тек қосылу нүктесінен (access point) 300 метр радиус шегінде
қою жеткілікті, ол кәдімгі кеңсе АТС - не ұқсас қызмет атқарады. Бұл
жағдайда ақпарат 2.4 - 2.483 ГГц диапазон жиілігінде радио толқындар
арқылы таралады.
Айта келгенде Wi - Fi технологиясы 3 маңызды міндетті орындауға
мүмкіндік береді:
- компьютермен байланыс орнатуды жеңілдету немесе оңтайландыру.
11
- Кеңсеге өз ноутбуктерімен келген іскерлік әріптестермен жұмыс
жасаудың қолайлы жағдайын қамтамасыз ету.
- кабельді орнату мүмкін емес немесе шамадан тыс қымбат болғанда
кеңседе немесе бөлмеде жергілікті желіні орнату.
Wi - Fi жүйесін қолдану кәсіпорынның беделі мен корпоративтік бет -
келбеті үшін де маңызды. Сымсыз желі технологиясы кәсіпорынның IT, яғни
ақпараттық технологиялар жүйесінің негізі немесе қолданыстағы кабельдік
жүйеге қосымша бола алады. Мысалы кәсіпорын қызметкерлерінің барлығы
дерлік Wi - Fi жүйесімен жұмыс істеу мүмкіншіліктері болмаса, кәдімгі
стационарлы компьютерлерде және Wi - Fi құрылғысы орнатылған
компьютерлерде жұмыс істейтін қызметкерлердің бір ақпарат алаңында
жұмыс жасап қана қоймай, ақпарат алмасуларына да болады.
Wi - Fi желісінің ядросы - қосылу нүктесі (access point), ол жер
астындағы желі инфрақұрылымына қосылып (мысалы кеңселік Ethernet
желісі) радиотолқындардың берілуін қамтамасыз етеді. Әдетте қосылу
нүктесі қабылдағыштан,
хабарлағыштан,
сым желісіне қосылу
интерфейсінен, деректерді өңдеудің бағдарламасымен қамтылудан тұрады.
Кіруден кейін қосылу нүктесінің 50 - 100 метр радиусы маңында сымсыз
желіні пайдалануға болатын аумақ немесе шекара қалыптасады, оны хотспот
немесе Wi - Fi аймағы деп атайды. Қосылу нүктесіне кіру үшін Wi - Fi
адаптері орнатылған ноутбукті тағы басқа құрылғыларды хотспот немесе
қызмет ету аймағына қою керек. Құрылғыны табу мен желіні қалыпқа
келтіру көпшілік операциондық жүйелермен автоматты түрде жүргізіледі.
Егер пайдаланушы бір уақытта бірнеше Wi - Fi аймағына орналасса, қосылу
нүктесі қуатты сигналдардың болуын қамтамасыз етеді. Егер де жаңа қосылу
нүктесі табылса, құрылғы қай жерден күштірек сигнал берілсе, сол нүктеден
қосылады.
Әрбір Wi - Fi желісінің өзіндік артықшылығы оның барлық
пайдаланушыларының қосылу нүктесінің интернет каналына тікелей немесе
интернетке қосылған кез келген сервер арқылы қосылуы нәтижесінде
интернетке кіру мүмкіндігіне ие болуы. Екі жағдайда да пайдаланушы
браузерді қосып, интернет сайтты теруі ғана қажет. Сонымен қатар Wi - Fi
орнатылған бірнеше жүйе бір - бірімен жергілікті желі сияқты тікелей
байланысып, құжаттар алмаса алады, бірақ бұндай жағдайда көрініп тұратын
станциялар шектеледі.
Wi - Fi құрылғысы қоса орнатылмаған (мысалы кәдімгі үйдегі немесе
кеңседегі компьютерлер) бұл стандартты ұстану үшін арнайы картаны сатып
алу қажет. Ол карта компьютерге стандартты интерфейстер (PCI, USB,
PCMCIA және тағы басқа) арқылы қосылады.
1.2
IEEE 802.11 стандартының жұмыс істеу принципі
Сымсыз Wi - Fi желісі бір немесе бірнеше қатынау нүктесі және бір
тұтынушыдан тұрады. Қатынау нүктесі сигналдық пакеттер көмегімен өзінің
12
жеке желілік номерін таратады (SSID). Ол сигналдық пакеттер әрбір 100мс
уақытта 0,1 Мбитс жылдамдықта таралады. Сәйкесінше Wi - Fi сымсыз
желісінің минималды жылдамдығы 0,1 Мбитс. Сымсыз байланысқа қосылу
үшін тұтынушы өзіне қажетті желінің SSID номерін білу қажет. Бірдей SSID
номерлі екі қатынау нүктелері қабылдағыш аумағына келген кезде
қабылдағыш сигнал деңгейіне негіздеп қатынау нүктесін таңдап алады.
Wi - Fi технологиясының ерекшеліктерінің бірі болып тұтынушыға желіге
қосылу жолдары мен роумингті таңдау еркіндігі беріледі.
Сымсыз желі үш түрге бөліндеі (1.1-Сурет):
- WLAN (Wireless Local Area Network) - негізінен жергілікті жерлерде
орнатылатын Wi-Fi желісі;
- WPAN (Wireless Personal Area Network) - арнайы сымсыз желілерде
қолданылады;
- WWAN (Wireless Wide Area Network) - қалалық көлемдегі сымсыз
желілер;
1.1 Сурет - Арнайы, жергілікті, қалалық сымсыз желілердің жұмыс істеу
радиусы
WLAN мен WPAN сымсыз желілерінің негізгі айырмашылығы WMAN
технологиясына қарағанда жиіліктер аралығы жұмыс жиілігі деп аталады (1.2
сурет). Жергілікті (WLAN) және арнайы (WPAN) желілері жиіліктік
жоспарлауды және басқа радиожелілермен кординатталуын талап етпейді.
Себебі бұл желілер 2,4 және 5 ГГц лицензиялық емес жиілік диапазонында
жұмыс істейді. BWA (Broadband Wireless Access) желілерді лицензиялы деп
те, лицензиялық емес жиілік аралықтары секілді қолданыла береді (2 - 66
ГГц).
13
1.2 Сурет - Сымсыз желі технологиясының түрлері
802.11 стандарты канал арқылы өтетін кадрлардың үш класын
қолданады: ақпараттық, қызмет және басқарушы. Ақпараттық кадр форматы
1.3 суретте көрсетілген.
1.3 Сурет - 802.11стандартта ақпараттық кадр форматы
14
1.3 802.11 стандартының жұмыс режимдері
1.3.1 Ad hoc режимі
Ad hoc режимінде (1.4 суретте көрсетілген) клиенттер бір - бірімен
байланыс орнатады. Нүкте - нүкте типті бір рангті қатынас орнатылады
және компьютерлер қатынас нүктесінсіз жұмыс істей алады. Соның өзінде
сымды желіге қосылу үшін интерфейсі жоқ, тек бір қызмет ету алаңы
құрылады.
Тағайындау және пайдалану облысы. Берілген режімнің негізгі
жетістігі - құрылымының қарапайымдылығы: ол қосымша құрылғыны қажет
етпейді (қатынас нүктесі). Режим ақпараттарды жіберу үшін уақытша
желілерді құруда пайдаланылады.
Бірақ мына жағдайды ескерген жөн, ad hoc режимі 11 мбитсек - тан
жоғары болмайтындай қолданылатын құрылғыға тәуелсіз жалғауларды
орналастыруға мүмкіндік береді. Ақпаратты алмастыру жылдамдығы төмен
болады және 11N мбитсек - тен аспайды, мұнда N - желідегі құрылғылар
саны. Байланыс қашықтығы жүз метрден көп болмайды, ал ақпарат тарату
жылдамдығы қашықтықтың көбеюімен азаяды.
Ұзақ уақытқа сымсыз желіні құру үшін инфрақұрылымдық режимді
пайдаланған жөн.
.
1.4 Сурет - Ad - Hoc жұмыс режимі
1.3.2 Инфрақұрылымдық режим
Бұл режимде қатынас нүктесі тұтынушылардың компьютерлерінің
байланысын қамтамасыз етеді. Қатынас нүктесін сымсыз концентратор
ретінде қарастыруға болады. Тұтынушы станциялар бір - бірімен тікелей
15
байланыста болмайды, ал қатынас нүктесімен байланысты және ол
пакеттерді мекенжаймен бағыттайды (1.5 - суретте көрсетілген).
1.5 - Сурет. Инфрақұрылымдық жұмыс режимі
Қатынас нүктесі шығыс арнасының портына ие бола алады (uplink
port), ол арқылы базалық қызмет көрсету алаңы сымды немесе аралас желіге
- желілік инфрақұрылымға қосылады.
1.3.3 Қайталауыш режимі
Қатынас нүктесін сымды инфрақұрылымға жалғау мүмкін емес немесе
ыңғайсыз жағдайы туындауы мүмкін және қандай да бір бөгеу қатынас
нүктесінің тұтынушылардың сымсыз станцияларының орналасқан жерімен
тікелей байланысын іске асуын қиындатуы мүмкін (1.6 - суретте
көрсетілген).
1.6 Сурет - Қайталауыш режимі
16
Сымды қайталағыш сияқты, сымсыз қайталағыш өзінің сымсыз
интерфейсіне келіп түсетін тек пакеттерді кері жібереді. Бұл кері жіберілгіш
қабылданған арнаның өзі арқылы іске асады.
Қатынас нүкте - қайталағышты пайдаланар алдында мынаны ескерген
жөн, кеңтарату домендерін қате жазу өткізу қабілетін екі есе қысқарта алады,
себебі қатынас нүктесінің бастапқысы кері жіберілген сигналды естиді.
Қайталағыш режімі 802.11 стандартына қосылмаған, сондықтан оны
іске асыру үшін біртипті құрылғыны және тек бір шығарушыдан (қайта тігуге
дейін) қолданған дұрыс. WDS пайда болғаннан бастап бұл режім өз
маңыздылығын жоғалтты, себебі WDS функционалы оның орнын
ауыстырады. Бірақ оны қайта тігудің ескі түрінде және ескі құрылғылардан
көруге болады.
Сымды архитектурадан сымсызға көшкен кезде кейде желілік
құрылғылар Ethernet сымды желіні қолдайтынын байқауға болады, бірақ
сымсыз желілік адаптердің интерфейстік кеңістігі болмайды. Мұндай
құрылғыны сымсыз желіге
қосу үшін тұтынушы
-
қатынас
нүктесін қолдануға болады. Тұтынушы - қатынас нүктесінің көмегімен
сымсыз желіге тек бір құрылғы қосылады.Бұл режім 802.11 стандартына
қосылмаған және барлық шығарылушылармен қабылданбайды
1.4 Wi - Fi технологиясының артықшылықтары мен кемшіліктері
1.4.1 Артықшылығы
Wi - Fi сымсыз технологиясының артықшылығына желіні дамыту
кезінде кабельдерді қолданбай желіге қосылуын жатқызамыз. Бұл өте
ыңғайлы, мысалыға, ескі ғимараттарда кабельді орнату сияқты
қиыншылықтар пайда болмайды. Сымсыз технологиялар желісін дамыту
кезінде ғана емес, сонымен бірге ширату кезінде де ыңғайлы. Сымдардың
болмауы жұмыс орындарының тұтастығын қажет болған кезде береді. Бұл
қызметін өндірістерде, кеңселерде, ғимараттарда қолдану тиімді болып
келеді.
1.4.2 Кемшілігі
Сымсыз желінің сымды желіге қарағанда ең басты кемшілігі ақпаратты
ұрлаудан қорғанысы нашар. Шифрлау әдісінің үнемі жақсаруына қарамастан
қорғаныс жөніндегі мәселелер толығымен шешілмеген.
Дамыту кезінде бөлменің өлшемдерін есепке алу керек. Темір бетонды
қабырғалар, тіректер Wi - Fi үшін шынайы қиыншылықтарды тудырады. Көп
жағдайда бөгеуліктер мәселесін өте қуатты антенасы бар қатынау нүктесін
орнату арқылы шешеді. Радиобөгеуілдер жұмыс жасау арақашықтығы мен
Wi - Fi желісінің таралу жылдамдығына әсер етеді.
17
1.5 Wi - Fi түрлері
IEEE 802.11 стандарты IEEE 802.11a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, n, s.
түрлеріне бөлінеді. Осы түрлердің ішінен жиі қолданылатын IEEE 802.11b
IEEE 802.11g және IEEE 802.11n - осындай желілер Wi - Fi - ды айтқанда
осы желілер жайында сөз болады. 802.11b және 802.11g желілері 2.4ГГц
диапазонында жұмыс істейді. Олар деректерді тасымалдау жылдамдығымен
және қызмет радиусымен ерекшеленеді. 802.11b желілерінің жоғарғы
жылдамдығы 11Мбитсек құрайды, ал қызмет радиусы ашық кеңістікте 150
метрге, ал мекеменің ішінде 20 - 30 метрге дейін жетеді. 802.11g желісі өте
үлкен жылдамдықты қамтамасыз етеді - 54Мбитсек дейін, және ашық
кеңістікте қызмет жылдамдығы 300 метрге дейін жетеді. Барлық заманауи
қатынас құру нүктелері (қатынас құру нүктесі
- сымсыз желінің
пайдаланушылары арасында байланыс орнатуға мүмкіндік беретін құрылғы)
802.11b және 802.11g жұмыс істей алады. 802.11n стандартының заманауи
қолдауы бар. Осындай желілердің қызмет радиусы 450 метрге дейін жетеді.
1.6 Wi - Fi технологиясының стандарттары
IEEE 802.11 стандарты - бұл 2,4 - 5ГГц жиілік аралығындағы
жергілікті сымсыз аумағында байланыс стандарттарының жиынтығы Қазіргі
таңда көбінесе IEEE 802.11 стандартының үш түрі қолданылады:
- IEEE 802.11а;
- IEEE 802.11g;
- IEEE 802.11n.
1 . 1 К е с т е - Стандарттардың түрлері
18 Стандарт
802.11
802.11а
802.11b
802.11g
802.11n
Стандарттың
сертификатталған
жылы
1997
1999
1999
2003
2009
Өткізудің
қолжетімділік
жолағы
83,5
МГц
300
МГц
83,5 МГц
83,5 МГц
300 МГц
Операция жиілігі
2,4-
2,4835
ГГц
5,15-
5,35
ГГц
2,4-2,4835
ГГц
2,4-2,4835
ГГц
2,4-
2,4835
ГГц
Модуляция типтері
DSSS,
FHSS
OFDM
DSSS
DSSS,
OFDM
DSSS,
OFDM
Арналы арқылы
мәліметтерді жіберу
жылдамдығы
1-2
Мбитс
6-54
Мбитс
1-11
Мбитс
1-54
Мбитс
100-300
Мбитс
802.11n стандартынан бастап Wi - Fi сымсыз желісі квадраттық
модуляцияға өтуде. Бұл сымсыз желінің жұмыс радиусы мен мәліметтер
тарату жылдамдығына бірден әсер етеді. Егер каналдық деңгейде барлық
сымсыз желінің 802.11 стандарттарының архитектуралары бірдей
болғандықтан, онда әр түрлі стандарттағы желі үшін физикалық деңгей басқа
болады. Физикалық деңгей ғана қосылу жылдамдығы және мәліметтерді
тарату кезінде модуляция әдісі мен физикалық кодтау жолымен анықталады.
1.6.1 IEEE 802.11a стандарты
IEEE 802.11a стандарты - бұл ең соңғы сымсыз стандарты LAN, 2002
жылы анықталып, сол жылы коммерциялық қолдануға шықты. IEEE 802.11a
стандарты OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing
-
мультиплекстей отырып арналарды ортогоналдық жиіліктік бөліп - ажырату)
әдісін қолданады. Бұл әдіс арналарды тиянақты бөліп - тарату кезінде
толқынның оңтайлы пішінін автоматты түрде таңдау тетігі болып табылады.
Оның көмегімен көптеген жолдар арқылы сигналдың таралуын, сигналдың
өшуін, импульстық шуды және интерференцияны болдырмауға болады
802.11 стандарт айқындамасында, LAN OFDM сымсыз желі үшін,
модуляциясы үшін қолданады және сұлбаны қамтамасыз етеді, кең жолақты
сигналды сондай айналада, қабылдағышты шағылысқан сигнал саптан
шығаратын, жіберген деректерді кері кодалауды болдырмай, қабылдаған
деректерде болады. 802.11стандарты 5 ГГц жиілік жолағында 20 МГц
арақашықтықта, көршілес арна арасында жұмыс істейді. 802.11a
айқындамасы деректерді 6 - дан 54 Мбс дейін жылдамдықпен тасымалдауды
қамтамасыз етеді. Бұдан жоғары тасымалдау жылдамдығында қабылдау
аумағы азаяды.
802.11a шешімдерін қолдайтын құрылғыларды өндірушілерден 6 Мбс,
12 Мбс және 24 Мбс жылдамдықтармен жұмыс істеу мүмкіндіктері талап
етіледі. Кейбір өндірушілер 9 Мбс, 18 Мбс, 36 Мбс, 48 Мбс және 54 Мбс
тасымалдау жылдамдығын қамтамасыз етеді.
OFDM берілген сигналды 48 бөлек таситын жиілікке бөледі де, 6, 9, 12,
18, 24, 36, 48, 54 Мбитсек деңгейдегі тасымалдауды қамтамасыз етеді. 6, 12
және 24 Мбитсек деңгейлері кез келген өнімдерге қажет. Әрбір тасуыш
жиілікте OFDM фазалық немесе квадратуралық модуляцияны қолданады.
Қолдаңба төрт бақылау жиіліктері, жіберілетін сигналдың фазалық жылжуы
және жиіліктердің минимизациялары үшін бақылауды қамтамасыз етеді.
Осындай тасымалдау әдісі OFDM-ға өте жоғары тиімділікке жетуге
мүмкіндік береді. Бұл жоғары деңгейлі тасымалдауға және көп бұрмалаудың
минимализациялық әсеріне жетелейді. Бұл жағдайда биттар кодаланып,
тығыз қапталған көптеген тасылатын жиіліктер арқылы таратылады.
Ортогоналдық тасушы жиіліктердің көптеген бұрмалану жағдайында
олардың бір - бірімен интерференцияланбайтындығынан көрінеді [2].
Жұмыс жиіліктері келесі диапазондар арқылы анықталады: 5.15 - 5.25
Ггц, 5.25 - 5.35 Ггц, және 5.725 - 5.825 Ггц. Бұл спектрдың ішінде 20 Мгц -
19
тан тұратын 12 арна бар, әр қайсысы әр түрлі тасымалдағыштың қуаттылық
сипаттамаларына ие. Сонымен қатар OFDM 802.11g стандарты үшін базалық
технология ретінде таңдалған, сонымен бірге HiperLAN европалық
стандарты үшін де.
1.5.2 IEEE 802.11g стандарты
IEEE 802.11g стандарты әр түрлі қосылу жылдамдығын қарастырады:
1; 2; 5,5; 6; 9; 11; 12; 18; 22; 24; 33; 36; 48 және 54 Мбитс. Олардың біреулері
стандарт үшін міндетті жылдамдық болып табылады. ал қалғандары --
опциялы. Оған қоса,
әр түрлі қосылу жылдамдықтары сигналды
модуляциялаудың түрлі әдісі қолданылады.
802.11g стандартын өндіру кезінде екі бәсекелес компаниялар
қарастырылады: 802.11a стандартынан алынған және Intersil компаниясы
қарастыратын ортогоналды жиіліктік бөліну әдісі OFDM, және 802.11b
стандартында опциялы жүзеге асқан және Texas Instruments компаниясының
ұсынған пакеттік ширатудың екілік кодтау әдісі PBCC. Нәтижесінде 802.11g
стандарты келісімдік шешімнен тұрады: базалық ретінде OFDM және CCK
технологиясы қолданылады, ал опциялы түрде PBCC технологиясын қолдану
болады.
802.11g стандартында қолданылатын модуляция әдісін қарастырмас
бұрын жиілік диапазонын қарастырып өту керек. Бұл стандарт 802.11bb+
стандарт секілді 2,4 - 2,4835 ГГц жиілік аралықтары қолдану қарастырған.
Бұл жиілік аралығы өндірісте, ғылымда және медицина лицензиясыз қолдану
үшін арналған (Industry, Science and Medicine, ISM). Дегенмен, осы жиілік
диапазон аралығын лицензиясыз қолдану мүмкіндіктеріне қарамастан
қабылдағыштың максималды қуатын қатты шектеу болады. Сондықтан
сигналды модуляциялау мен кодтау әдісін таңдау кезінде екі негізгі мәселені
шешу керек.
Бір жағынан, сымсыз желідегі тарату жылдамдығының мәні сымды
желілерімен бәсекелесу мен тұтынушылардың жаңа талаптарына сәйкес
айтарлықтай үлкен болуы керек. Тарататын жылдамдығының артуы қажет
емес спектр енінің артуына әкеледі, себебі таратудың жиілік аралығы
шектелген.
Басқаша айтқанда, пайдалы сигналдың деңгейі төмен болу жеткілікті,
себебі ISM - жиілік аралығында басқа құрылғыларға бөгет жасамау керек.
Осылайша, жіберілетін сигнал шум деңгейінде шамалы ажыратылатын
болуы керек, бірақ бұл жағдайда шуыл деңгейінде сигналды қатесіз таңдап
алу алгоритмін құрастыру керек. Жіберілетін сигналдың қуатын төмендету
спектрді кеңейу және барлық спектрде сигналдың зақымдану
технологиясын қолдану есебінен жетеді.
Тағы да бір мәселесі - бұл протоколдың бөгеуілге тұрақтылық қажетті
деңгейін қамтамасыз етеді.
Өкінішке орай, жоғарыда атап өткен жағдайларды бірден орындау
мүмкін емес. Себебі олар бір - біріне қарама - қайшы келеді. Осылайша,
20
сигналды кодтаудың және модуляциялаудың нақты әдісіні таңдау - бұл
жоғары жылдамдық, бөгеуілдерге төзімділігі мен тарату қуатының
шектеулілігіне байланысты нақ ортасын таңдап алу керек.
1.6.2 802.11n стандарты
Сымсыз
желі санамызға қалыптаспай-ақ жатып, оның өткізу
қабілетінің жеткіліксіздігі сезіле басталды. Шынымен де, желілік
мультимедиялық орталықтарының (мысалы, iCube Play@ TV NMP - 4000:
желілік мультимедиялық тыңдауыш) пайда болуымен келесі мақсат пайда
болады: DVD ағынының сымсыз желісі бойынша тасымалдау. Сондықтанда
электроника және электротехника инженерлерінің институты 802.11n жұмыс
тобын құруға мүмкіндік берді. 100 Мбитс деректерді тасымалдау нақты
жылдамдыққа жететін, қатынас деңгейінің тасымалдау ортасына (МАС) және
жаңа физикалық (РНҮ) деңгейді шығару топтың мақсаты болып келеді. Яғни
оны қазіргілермен салыстыра отырып, оның жылдамдығын 4 есе арттыру (ол
дегеніміз нақты өткізу қабілеттілігі). Осының бәрі бар стандарттардың кері
байланысы сымсыз желісіндегі жұмысты ыңғайлатып қана қоймай,
болашаққа жеткілікті жылдамдықты қамтамасыз етеді [18].
Стандартты реализациялау үшін, негізін шығаратын мүшелерін
басқарған және стандартының дамуымен оны шығаруға Intel ұйымы басты
рөл атқарды. Сонымен бірге МАС және РНҮ деңгейлерін жасауда кіреді.
Әрине, Intel қазіргі кезде бұл салада көшбасшы болып келеді, алайда
стандарттын нақты өзгешеліктерін шығару үшін көптеген ұйымдардың үлесі
қажет.
802.11n стандартын шығару кезінде Intel ұйымы, сенімді және
тексерілген технологияны қолданып, деректерді тарату кезіндегі жоғарғы
жылдамдықты жеткізу үшін, кейбір жаңа ерекшеліктерді қосты. Мысалы,
802.11n стандарты OFDM (ортогоналді жиілікті мультиплекстеу) және QAM
(квадраттық амплитудалық модуляция) сияқты технологияларды қолдануды
ұсынады. Осындай үйлесу тек кері байланысты қамтамасыз етіп қана қоймай,
өндірудің құнын азайтады. Инженерлердің алдында оңай емес міндет бар,
өйткені жаңа стандарт ескі 11ag құрылғылардың жұмысына кедергі
келтірмей, сонымен қатар жұмыстың жоғарғы жылдамдығын ұстану керек.
802.11g желісінің жылдамдығы бір уақытта 11b құрылғысын қолданғанда
жылдамдығы төмендейді.
N стандарты A, B және G стандартарының алдында бірнеше
артықшылықтары бар: ол өте төзімді, үлкен қызмет радиусына ие және кең
спектрді қолданады.
IEEE ұжымы 2009 жылдың 11 қыркүйегінде 802.11n стандартының
бекітілгені туралы хабарлады.
802.11n стандарты сымсыз деректер
тасымалдау технологияларының заманауи болып келеді.
Бұл стандартты жетілдіру 2002 жылы басталған болатын. Оның ұзаққа
созылу себебі Atheros және Broadcom кілттік ұйымдарының арасындағы
келіспеушілік. Көп уақыт аралығында екі ұйым стандарт бойынша ортақ
21
шешімге келе алмады. Бірақ 2007 жылдың наурыз айында бір келісімге келіп
және мүшелері Draft 2.0 802.11 айқындамасын мысал түріне шығарды. Сол
кезде жұмыс тобы, бұл мысал түрін стандартта соңғы айқындамасында қатты
өзгертулер болмайды, соңғы нақты үлгісіне дейін оны бағдарламалық тігу
жаңартуымен оңай енгізуге болады. Қазіргі таңда мысал үлгісі айқындамасы
көптеген орынды жүйелер және кейбір ұялы құрылғылар ұстанады.
Жаңа стандарт деректерді тасымалдау жылдамдығын 10 есе арттырады.
Сымсыз желіде 802.11n стандартының физикалық деңгейінде деректерді
тасымалдау жылдамдығының максималды жылдамдығы 300
Мбитс
құрайды. Тәжірибеде бұл 150 - 200 Мбитс деген мағына. Алдыңғы (802.11g)
түрлерінде максималды техникалық жылдамдығы 54 Мбитс тең болған, ал
нақты 20 Мбитс тең.
Жаңа стандарт 3 кілттік жаңа енгізулерге негізделеді. Әзірлеушілердің
басты мақсаттарының бірі аумақтық арналардың көптігі. Олар сымсыз
жолақтардың қолдаңбалары сияқты, трафиктін аумағын көбейтіп және
деректердің тез жіберілуіне кепілдік береді. Арналарды байланыстыру
технологиясы (Channel bonding) байласудың сапасын жоғарылату үшін екі
толқынды құрмалауға мүмкіндік береді. Сонымен, үшінші енгізу дестелердің
ерекше тетіктері болып келеді. Олар қызмет деректер көлемінің
қысқаруының арқасында арналар байласуының жүктемесін төмендетуге
көмектеседі.
802.11n стандарты жоғарғы нақтылығы бар бейне деректерді арналық
тасымалдауларға жарамды, Wi - Fi желісінде жіберетін тұрақты және
қолдаңбалар мен сервистардың жұмыс өнімділігін қамтамасыз етеді және
қуатты үнемдеу қабілеттілігіне байланысты, ноутбуктардың жұмыс істеу
уақытын ұзартады.
IEEE жұмыс істеу тобы жаңа 802.11n құрылғысының 802.11abg
құрылғыларымен кері байланысын, бір жиілік ауқым мен арнаны қолдану
шартында кепілдік береді. Басқаша айтқанда 20 - мегагерцтік арналарының
кері байланысты ұстануы үшін қажет.
Қазіргі 802.11abg құрылғыларының үйлесімдігі МАС деңгеймен
қамтамасыз етіледі. Яғни 802.11abg стандартының бар құрылғылары
802.11n қатынас құру нүктесіне қосыла алады. Мас деңгейіне сай келетін
жиілік ауқымдарына модуляция үлгілерінің үйлесімділігін қамтамасыз етеді.
Әрине, әр түрлі стандартты құрылғылардың байланысу кезінде болатын
кедергілерді шешу керек.
22
1.7 Wi - Fi желісінің ISOOSI жоба деңгейлерінің сәйкестігі
IEEE 802.11 стандарты ISOOSI үлгісінің төменгі екі деңгейінде жұмыс
істейді: физикалық және арналық. Басқа сөзбен айтқанда, Wi - Fi
құрылғысын Ethernet сияқты қолдану оңай: TCPIP хаттамасы, арна
байланысымен ақпаратты тасымалдауды сипаттайтын хаттаманың үстіне
орналастырылады. IEEE 802.11b кеңейтілуі арналық деңгейге тиіспейді және
IEEE 802.11 тек физикалық деңгейіне өзгертулер енгізеді. Жергілікті сымсыз
желісінде екі құрылғы түрі бар: тұтынушы (әдетте ол сымсыз желімен
толықтырылған компьютер, кейде басқа құрылғыларда болуы мүмкін) және
қатынас құру нүктесі, сымсыз және сымды желілер арасында көпірдің
қызметін орындайды. Қатынас құру нүктесі қабылдап таратқыш, сымды
желінің интерфейсі, сонымен қатар енгізіліп қойған микрокомпьютер және
деректерді өңдейтін бағдарламалық қамтаманы құрайды. ISOOSI жобасы
деңгейлерінің 802.11 стандартына сәйкестігі 1.7 - суретте көрсетілген.
1.7 сурет - ISOOSI жобасының деңгейлері және 802.11 стандартына
сәйкестігі
1.7.1 IEEE 802.11 физикалық деңгейі
IEEE 802.11 стандарты сигналды тасымалдаудың екі әдісін
қарастырады - тікелей тізбектілі түрде спектрді кеңейту (Direct Sequence
Spread Spectrum, DSSS) және жиілікті секірмелі түрде ауыстыру (Frequency
Hopping Spread Spectrum, FHSS). FHSS әдісі ақпаратты тасымалдау кезінде
таситын жиілік сигналдарының өзгеруін қарастырады. Кедергі
табандылығын арттыру үшін жіберілетін сигналдың спектрін өзгерту керек,
23
ол үшін кездейсоқ заң бойынша таситын жиілік өзгереді және әр деректер
дестесі өз тасығыш жолы арқылы жіберіледі. FHSS қолданған кездегі
(құрылма) қабылдағыш - таратқыш құрылымы жай болып келеді, бірақ
өткізу қабілеттілігі 2Мбитс аспайтын кезде ғана бұл әдіс қолданылады,
сондықтанда IEEE 802.11b толықтыруында жалғыз DSSS қалады. Осыдан,
IEEE 802.11b құрылғылары IEEE 802.11 стандартының құрылғылармен бірге
қолданылады, DSSS ұстанатын, сонымен бірге тасымалдау жылдамдығы
"тар жер" (2Мбитс) жылдамдығынан аспайды. Бұндай құрылғыға
кеңейтілуді қолданбайтын ескі стандарт жатады. DSSS әдісінің негізінде
фазалық қимылының қағидалары жатады (яғни, бастапқы сигнал фазасының
секіріс түрде өзгеруімен ақпаратты тасымалдау).
Жіберілетін сигналдың спектрін өзгерту үшін жіберілетін ақпаратты
кездейсоқ тізбектілік болып табылатын Баркер кодасына түрлендіру
қолданылады. Әр жіберілетін битке Баркер тізбектілігінің 11 биті сай келеді.
Баркердің инверстік және тура тізбектілігін айырады. Бірлік биттер тік
Баркер кодымен, ал нөлдік биттер - инверстелген күйде жіберіледі. 2,4 ГГц
диапазонындағы сымсыз компьютерлік желілерінде, 14 арнаға бөлінген, 83
МГц ені бар тар жол берілген (США - да олардың тек 11 - ін қолдануға
болады). Арналар арасындағы кедергі байланысын болдырмау үшін,
олардың жолақтары бір - бірінен 25 МГц тұру керек. Қиын емес есептеу
бойынша бір аймақта, бір уақытта тек 3 арна қолданыла алады. Осындай
жағдайларда бөгеуілдерден бапталу мәселесін жиілікті автоматты түрде
өзгерту арқылы шешу мүмкін емес, міне сондықтанда жергілікті сымсыз
желілерінде жоғарғы артықшылығы бар кодалауды қолданылады. Ал егер
бұл мүмкіндік тасымалдауға керекті сенімділікті қамтамасыз ете алмаса,
максималды 11 Мбитс мағына жылдамдылығының тізбектілігі 5,5; 2; 1
Мбитс мағынасына дейін төмендейді. Жылдамдықтың төмендеуі тек
кедергілердің жоғарғы деңгейінде болуынан ғана емес, сымсыз желілер
элементтерінің арақашықтығының жеткілікті үлкен болуына да тәуелді.
1.7.2 EEE 802.11 арналық (Data Link) деңгейі
Ethernet желісіне ұқсас, Wi - Fi сымсыз компьютерлік желілерінде
арналық деңгей логикалық байланысуды (Logical Link Control, LLC) және
тасымалдау ортасына қатынас құруды басқару (Media Access Control, MAC)
деңгейшелерінен тұрады. Ethernet пен IEEE 802.11 бірдей LLC, ол сымды
және сымсыз желіні салыстыру үшін, кейбір ерекшеліктері бар. Ethernet - те
тасымалдаудың ортақ ортасына қатынас құрудың көптеген мүмкіндіктерін
қамтамасыз ету үшін (қазіргі жағдайда кәбіл) CSMACD хаттамасы
қолданылады да бұл хаттама қақтығысты табу мен өңдеуді қамтамасыз етеді
(компьютерлік желіде осындай жағдайлар бірнеше құрылғылардың, бір
уақытта бірдей деректер тасымалдауды айтады).
IEEE 802.11 желісінде жартылый дуплекстік тасымалдау режимі
қолданылады, яғни әр уақытта станция ақпаратты қабылдай және жібере
алады, сондықтанда тасымалдаудың жұмыс барысында қақтығысты байқау
24
мүмкін емес. IEEE 802.11 өзгертіп - жаңартылған CSMACD хаттамасы
шығарылды және ол CSMACА (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoi dance) деген атқа ие болды. Ол келесі түрде жұмыс істейді: ақпаратты
жіберетін станция, алдымен эфирды тыңдайды. Егер жұмыс жиілігінде
белсенділік болмаса, станция алдымен кездейсоқ уақыт аралығында
белсенділікті күтеді. Ал сосын қайтадан эфирды тыңдайды және деректерді
тасымалдау ортасы бос болса, тасымалдауды іске асырады. Кездейсоқ кідіріс
желінің тоқтап қалмауы, егер бірнеше станция бір уақытта жиілікке қатынас
құру үшін керек. Егер ақпараттық десте бұрмалаусыз келсе, қабылдайтын
станция қайтадан растауды жібереді. Дестенің тұтастылығын бақылау
қосындысы әдісімен тексеріледі. Растауды алғаннан кейін, жіберетін станция
ақпараттық дестенің тасымалдау жұмысы бітті деп есептейді. Ал егер
растауды алмаған жағдайда, станция қақтығысы болды деп, десте қайтадан
бірнеше уақыттан кейін жіберіледі.
Тағы бір сымсыз желілердің өзгеше проблемасы - екі тұтынушы
станция арасындағы байланыс нашар, бірақ әр қайсысының қатынас құру
нүктесі бар байланыс сапасы жақсы. Осы жағдайда жіберетін тұтынушы
станция қатынас құру нүктесіне эфирді тазалауға сұратуды жібереді. Сол
кезде қатынас құру нүктесінің бұйрығымен басқа клиенттік станциялар
тасымалдауды "сөйлесу" уақытына, екі нүктенің нашар байланысынан
тоқтатылады. Эфирді тазалау режимі (Request to SendClear to send -
RTSCTS хаттамасы) барлық IEEE 802.11 үлгілерінде жетілдірілмеген, ал
егер ол болса, тек ерекше жағдайларда ғана қосылады.
Ethernet - те ағындық деректерді тасымалдау кезінде, барлық
станциялар арасында реттелген, арналық байланысты қатынас басқаруы
қолданылады. Керісінше, IEEE 802.11
-
де осындай жағдайларда
орталықтандырылған қатынас құру нүктесімен басқару қолданылады.
Тұтынушылық станциялар тізбектілік түрде ағындық деректерді
тасымалдауға сұранады. Егерде станциялардың біреуі ағындық деректерді
жіберемін деп хабарлайды да, барлық желі станцияларда тек сол ғана
жіберетін уақыт аралығын қатынас құру нүктесіне бөледі.
Мәжбүрлі түрде эфирді тазалау қолдаңба қызметтік ақпаратты
тасымалдаумен және байланыстардың қысқаша үзілістерімен байланыс
болғандықтан, сымсыз желілердің жұмыс істеу төзімділігі азаяды. Осыдан
бөлек, Ethernet сымсыз желілердің керектігінде тек жартылай дуплексті ғана
емес, сонымен қатар дуплексті тасымалдау нұсқасын қолдануға болады егер
тасымалдау кезінде қақтығыс табылса (бұл желінің өткізу жылдамдығын
жоғарылатады). Сондықтанда бірдей шарттарда IEEE 802.11b сымсыз
желісінің Ethernet - ке қарағанда өткізу қабілеттілігі төмен болады.
Осылайша, егер Ethernet желісіне 10 Мбитс және IEEE 802.11b (ақпаратты
тасымалдау максималды жылдамдығы 11 Мбитс) бірдей саны бар
пайдаланушыларға бірдей жүктеме берсе және оны біраздан кейін үлкейтсе,
бірнеше кезеңнен кейін IEEE 802.11b тоқтай бастайды, ал Ethernet
функционалдай береді.
25
Тұтынушылық станциялар автономды қоректенетін ұялы құрылғылар
болып келетін IEEE 802.11 стандартында қоректендіруді басқаруға үлкен
көңіл бөлінген. Тұтынушылық станция анықталған уақыттан кейін, қатынас
құру нүктесі жіберетін қосылған сигналды қабылдау үшін құрылады. Егер
сигнал қабылданса, тұтынушылық құрылғы қосылады, ал кері жағдайда ол
келесі ақпаратты қабылдау айналымына дейін ұйқы режімінде болады.
1.8 ІЕЕЕ 802.11 стандартындағы мәлімет жіберудегі модуляция маңызы
Модуляция техникасы жағынан 802.11а хаттамасы 802.11g
хаттамасынан айтарлықтай ерекшелінбейді. Мәліметтерді жіберу кезінде
төмен жылдамдықты жиілік модуляцияларында екілік және квадраттық
фазалы модуляциялар BPSK және QPSK қолданылады. BPSK
-
модуляциясын қолданған кезде бір символда тек қана бір бағдарламалық бит
кодталады. Ал QPSK - модуляциясын қолданғанда, сигнал фазасы төрт әр
түрлі мәнге ие болғанда, бір символда екі бағдарламалық бит кодталады.
Модуляциясы мәліметтерді 6 немесе 9 Мбитс жылдамдықпен жіберген
кезде қолданса, QPSK модуляциясын 12 немесе 18 Мбитс жылдамдықтарда
қолданады.
ІЕЕЕ 802.11 стандартының оданда жоғары жылдамдықтарында
мәліметтерді жіберу үшін квадраттық амплитудалық модуляция
қолданылады. Олар 16 - QAM және 64 - QAM. Бірінші жағдайда 16 түрлі
сигнал бар, олардың әр қайсысы 4 биттан кодталады, ал екінші жағдайда 64
түрлі сигнал, бұл жерде бір символда 6 биттан кодтауға болады. 16 - QAM
модуляциясын 24 және 36
Мбитс жылдамдықта, ал
64
-
QAM модуляциясын 48 және 54 Мбитс жылдамдықта қолданады.
OFDM символының бағдарламалық мөлшері оның модуляция типіне
және сигнал жүретін каналдар санына байланысты болады. Мәліметтерді
жіберу үшін 48 сигнал жүретін канал қолданылса, онда OFDM символының
бағдарламалық мөлшері 48 х Nb болады, мұндағы Nb - модуляция
позициясы санының екілік лагорифмі, немесе, бір кішкене арналардағы бір
символда кодталатын битттер саны. Соған қарағанда OFDM символының
бағдарламалық мөлшері 48 - 288 битті құрайды.
ІЕЕЕ 802.11 стандартының кіріс мәліметтерін өңдеуінің реттілігі
келесі түрдегідей көрсетіледі. Бастапқыда мәліметтердің кіріс ағыны
скрэмблирония стандарттық операцияға ұшырайды. Содан кейін кіріс ағыны
оратылған кодерге келеді. Оратылған кодтаудың жылдамдығы 12, 23
немесе 34 болып табылады. Кодтаудың жылдамдығы әр түрлі
болғандықтан, мәліметтерді жіберу кезіндегі модуляция типтерінің
жылдамдықтары да әр түрлі болады. Мысал ретінде BPSK модуляциясын
қарастырайық, оның мәліметтерді жіберу жылдамдығы 6 немесе 9 Мбитс
құрайды. Бір символдың сақтандыратын интервалмен бірге ұзақтылығы 4
мксқа тең, ал импульс жиілігі 250 кГцке тең. әр кішкене арналар бір биттен
кодталатынын ескерсек, ал ол барлығы 48 кішкене арнадан тұрады, оның
26
мәліметтерді жіберу жылдамдығының жалпы жылдамдығы 250 кГц х 48
кішкене арна = 12 МГцке тең болып табылады. Егер де кодтау жылдамдығы
(12) болса (әр бағдарламалық битке бір қосымша жалғанады), бағдарламалық
жылдамдық толық жылдамдықтан екі есе кем болады, 6 Мбитс. Кодтау
жылдамдығы (34) болса (әр үш бағдарламалық битке бір қосымша),
бағдарламалық жылдамдық толық жылдамдықтың (34) бөлігін ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz