Исследование программ автоматизированного проектирования, моделирования и анализа компьютерных сетей, разработка локальной сети, описывающей применение беспроводных стандартов построения сетей, разработка проекта сети на примере стандарта DECT

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 64 страниц
В избранное:

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ6

1 ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ НА ПРИМЕРЕ СТАНДАРТА DECT10

1. 1 Аналитический обзор по теме10

1. 1. 1 Беспроводные системы связи10

1. 1. 2 Отличия беспроводных технологий передачи данных от проводных12

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СЕТЕЙ СВЯЗИ14

2. 1 Классификация беспроводных сетей14

2. 2 Преимущества между WiMAX и Wi-Fi18

2. 3 Технологии беспроводных сетей GPRS, ZigBee и LTE19

3 ИННОВАЦИОННЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО МОДЕРНИЗАЦИИ СЕТИ СВЯЗИ23

3. 1 Применение беспроводных систем связи на примере стандарта DECT23

3. 2 Стандарт DECT24

3. 3 Проектирование сети в программе NetCracker30

Типы сетей Ethernet:31

3. 4 Построение беспроводной сети в программе NetCracker35

4 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ И ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СЕТИ40

4. 1 Определение пропускной способности WLAN53

5 ОХРАНА ТРУДА И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ РАБОТЕ НА СЕТЯХ СВЯЗИ55

5. 1 Производственная санитария и гигиена труда55

5. 2 Техника безопасности при работе с электронной техникой59

5. 3 Разработка защитных мероприятий на рабочем месте61

6 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА СЕТИ СВЯЗИ65

6. 1 Описание65

6. 2 Капитальные расходы65

6. 3 Амортизация66

6. 4 Материальные затраты66

6. 5 Годовые расходы67

6. 6 Налоги и налогообложения67

6. 7 Чистая прибыль67

6. 8 Рентабельность продажи68

6. 9 Срок окупаемости68

ЗАКЛЮЧЕНИЕ69

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ70

Приложение71

ВВЕДЕНИЕ

История беспроводных технологий передачи информации началась в конце XIX века с передачей первого радиосигнала и появлением в 20-х годах ХХ века первых радиоприемников с амплитудной модуляцией. В 30-е годы появилось радио с частотной модуляцией и телевидение. В 70-е годы созданы первые беспроводные телефонные системы как естественный итог удовлетворения потребности в мобильной передаче голоса. Сначала это были аналоговые сети, а начале 80-х был разработан стандарт GSM, ознаменовавший начало перехода на цифровые стандарты, как обеспечивающие лучшее распределение спектра, лучшее качество сигнала, лучшую безопасность. С 90-x годов ХХ века происходит укрепление позиций беспроводных сетей. Беспроводные технологии прочно входят в нашу жизнь. Развиваясь с огромной скоростью, они создают новые устройства и услуги. Обилие новых беспроводных технологий таких, как CDMA (Code Division Multiple Access, технология с кодовым разделением каналов), GSM (Global for Mobile Communications, глобальная система для мобильных коммуникаций), TDMA (Time Division Multiple Access, множественный доступ с разделением во времени), 802. 11, WAP (Wireless Application Protocol, протокол беспроводных технологий), 3G (третье поколение), GPRS (General Packet Radio Service, услуга пакетной передачи данных), Bluetooth (голубой зуб, по имени Харальда Голубого Зуба - предводителя викингов, жившего в Х веке), EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution, увеличенная скорость передачи даны для GSM), i-mode и т. д. говорит о том, что начинается революция в этой области. Весьма перспективно и развитие беспроводных локальных сетей (WLAN), Bluetooth (сети средних и коротких расстояний) . Беспроводные сети развертываются в аэропортах, университетах, отелях, ресторанах, предприятиях. История разработки стандартов беспроводных сетей началась в 1990 году, когда был образован комитет 802. 11 всемирной организацией IEEE (Институт инженеров по электричеству и электронике) . Значительный импульс развитию беспроводных технологий дала Всемирная паутина и идея работы в Сети при помощи беспроводных устройств. В конце 90-х годов пользователям была предложена WAP-услуга, сначала не вызвавшая у населения большого интереса. Это были основные информационные услуги - новости, погода, всевозможные расписания и т. п. Также весьма низким спросом пользовались вначале и Bluetooth, и WLAN в основном изза высокой стоимости этих средств связи. Однако по мере снижения цен рос и интерес населения. К середине первого десятилетия XXI века счет пользователей беспроводного Интернет - сервиса пошел на десятки миллионов. С появлением беспроводной Интернет - связи на первый план вышли вопросы обеспечения безопасности. Основные проблемы при использовании беспроводных сетей это перехват сообщений спецслужб, коммерческих предприятий и частных лиц, перехват номеров кредитных карточек, кража оплаченного времени соединения, вмешательство в работу коммуникационных центров. Эти проблемы решаются усовершенствованием стандартов связи. Существенным для развития беспроводных технологий является и возможность их использования домашними пользователями. С ростом числа устройств в домашней сети все более актуальной становится проблема множества проводов, соединяющих эти устройства между собой. А это - уже повод для перехода на беспроводные технологии. Повышение степени комфортности современного дома, объединение в единое целое всех его структур и объектов (компьютеров, телевизоров, цифровых фотокамер, домашнего развлекательного центра, систем охраны, климатических систем, кухонных устройств и т. д. ) - основа идеи создания интеллектуального цифрового дома - также реализуется с помощью беспроводных устройств. Хотя насчитывается огромное число единичных пользователей наиболее быстрорастущим сегментом потребителей беспроводных технологий является 5 корпоративный. Беспроводная передача данных является важным стратегическим средством и обеспечивает рост производительности (сотрудники получают постоянный и быстрый доступ к корпоративной информации, они быстрее узнают новости), повышает качество обслуживания клиентов (можно мгновенно принимать жалобы и пожелания и мгновенно реагировать на них), создает конкурентные преимущества (повышение скорости обмена информацией и, следовательно, скорости принятия решения) . Ну а в будущем нас ждет беспроводной мир. В нашей книге мы постарались рассмотреть теоретические и практические вопросы

Во всем мире стремительно растет потребность в беспроводных соединениях, особенно в сфере бизнеса и ИT технологий. Пользователи с беспроводным доступом к информации всегда и везде могут работать более производительно и эффективно, чем их коллеги, привязанные к проводным телефонным и компьютерным сетям, так как существует привязанность к определенной инфраструктуре коммуникаций.

Данная тема является актуальной, так как беспроводные сети обладают, по сравнению с традиционными проводными сетями, немалыми преимуществами, главным из которых, конечно же, является:

Простота развёртывания;

Гибкость архитектуры сети, когда обеспечивается возможность динамического изменения топологии сети при подключении, передвижении и отключении мобильных пользователей без значительных потерь времени;

Быстрота проектирования и реализации, что критично при жестких требованиях к времени построения сети;

Так же, беспроводная сеть не нуждается в прокладке кабелей (часто требующей дробления стен) .

В то же время беспроводные сети на современном этапе их развития не лишены серьёзных недостатков. Прежде всего, это зависимость скорости соединения и радиуса действия от наличия преград и от расстояния между приёмником и передатчиком. Один из способов увеличения радиуса действия беспроводной сети заключается в создании распределённой сети на основе нескольких точек беспроводного доступа. При создании таких сетей появляется возможность превратить здание в единую беспроводную зону и увеличить скорость соединения вне зависимости от количества стен (преград) . Аналогично решается и проблема масштабируемости сети, а использование внешних направленных антенн позволяет эффективно решать проблему препятствий, ограничивающих сигнал.

Целью данной дипломной работы является исследование программ автоматизированного проектирования, моделирования и анализа компьютерных сетей, разработка локальной сети, описывающей применение беспроводных стандартов построения сетей, разработка проекта сети на примере стандарта DECT.

Для решения поставленных целей нужно решить следующие задачи:

рассмотреть литературных данных по теме диплома, провести исследования по данной тематике (разработать схемы, спроектировать сеть, проанализировать рабочие характеристики устройства), привести инженерные расчеты данного разрабатываемой сети.

Для реализации поставленных целей нужно решить следующие задачи:

рассмотреть литературных данных по теме диплома, провести исследования по данной тематике, построить локальную вычислительную сеть. Проанализировать основные технические характеристики сетевого оборудования и исследовать обеспечение безопасности при групповой обработке информации.

Охрана труда

Предметом исследования является разработка локальной беспроводной сети на примере стандарта DECT. Объектом исследования является изучение беспроводных систем связи.

Использованы следующие методы сбора материала:

1) анализ литературы;

2) интерпретация данных;

3) отбор необходимого материала;

4) разработка схемы;

5) проектирование устройства.

1 ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ НА ПРИМЕРЕ СТАНДАРТА DECT Аналитический обзор по теме 1. 1. 1 Беспроводные системы связи

В качестве среды передачи данных используются как беспроводные (GSM/GPRS, ZigBee, WiFi, WiMax, LTE), так и проводные (ISDN, xDSL) сети.

Беспроводная связь - это передача информации на расстояние без использования электрических проводников или «проводов». Это расстояние может быть как малой (несколько метров, как в телевизионном дистанционном управлении), так и очень большим (тысячи или даже миллионы километров для телекоммуникаций) . Беспроводная связь обычно рассматривается как отрасль телекоммуникаций.

Популярность беспроводной связи растет взрывообразными темпами, открывая для операторов новые рынки - от сетевых игр на экранах сотовых телефонов до служб экстренной помощи.

Это связано с распространением блокнотных компьютеров, систем поискового вызова (так называемых пейджеров) и появлением систем класса «персональный секретарь», расширением функциональных возможностей сотовых телефонов. Такие системы должны обеспечить деловое планирование, расчет времени, хранение документов и поддержание связи с удаленными станциями. Девизом этих систем стало anytime, anywhere, т. е. предоставление услуг связи вне зависимости от места и времени. Кроме того, беспроводные каналы актуальны там, где невозможна дорога прокладки кабельных линий и значительные расстояния. До недавнего времени большинство беспроводных компьютерных сетей передавали данные со скоростью от 1. 2 до 14. 0 Кбит / с, зачастую только короткие сообщения (передача файлов больших размеров или длинные сеансы интерактивной работы с базой данных были недоступны) . Новые технологии беспроводной передачи оперируют со скоростями в несколько десятков мегабит в секунду.

Беспроводные технологии быстро становятся общепринятым стандартом, который оказывает всестороннее влияние на нашу жизнь. На рынке действуют два важных фактора, стимулирующих переход к повсеместной беспроводной связи (pervasivewireless) . Первый фактор - это "демократизация" беспроводной технологии, которая стала заметна на мобильном рынке с появлением стандарта 802. 11 или Wi-Fi. Мы видим быстрый рост количества мобильных устройств и мобильных сетей в домах, квартирах, на предприятиях и в городах. Сегодня мы можем легко и просто построить беспроводную сеть и обеспечить широкополосную мобильность в интересах крупных корпораций и индивидуальных пользователей.

К настоящему времени люди уже привыкли к технологии Wi-Fi. Эта технология стала частью повседневной жизни, и теперь настало время для повсеместного распространения широкополосной беспроводной связи. Сегодня многие студенты и даже школьники имеют мобильные компьютеры и сотовые телефоны. Для них это главные средства связи. Таким образом, растет новое поколение, воспринимающее широкополосные беспроводные технологии как нечто само собой разумеющееся. Они ожидают, что мобильный Интернет, игры и коммуникации будут доступны везде и повсюду.

Еще одна интересная область применения мобильных технологий - городские mesh-сети, которые делают технологию Wi-Fi действительно повсеместной. Предоставление доступа всем жителям города на всей его территории - замечательный пример демократизации беспроводных технологий. Наша сетевая архитектура и технология унифицированных коммуникаций не только объединяет проводную и беспроводную связь, но и сводит воедино сетевые услуги, предоставляемые в помещениях и на открытой местности. В результате вы остаетесь подключенными к сети, где бы ни находились, в здании или за его пределами, что очень важно для городской связи».

Беспроводные сети позволяют предоставить подключение пользователей там, где затруднено кабельное подключение или необходима полная мобильность. При этом беспроводные сети взаимодействуют с проводными сетями. В настоящее время необходимо принимать во внимание беспроводные решения при проектировании любых сетей - от малого офиса до предприятия. Это, возможно, сэкономит и средства и трудозатраты и время.

Существует много случаев и причин, по которым беспроводные сети являются единственным или же самым удобным вариантом организации доступа к сети связи или интернету:

Если требуется организовать возможность кочевого доступа к сети и Интернету случайным пользователям в кафе, аэропортах, вокзалах, магазинах и других общественных местах.

Если необходимо организовать локальную сеть в зданиях, не имеющих возможностей прокладывания кабельной проводки (например, в исторических зданиях) или в зданиях, в которых прокладывания кабеля является весьма сложной, трудоёмкой и затруднительной задачей

При организации временной локальной сети, в том числе и локальной сети для общего доступа, например, для проведения каких-либо событий, конференций и тому подобного.

При расширении локальной вычислительной сети в том случае, если необходимо подключить какой-либо удалённый изолированный сегмент, содержащий небольшое количество рабочих станций.

Если необходим мобильный доступ к сетевым ресурсам, например, при перемещении по квартире или организации с ноутбуком, при посещении различных больных врачом в больнице для связи с центральной базой данных или же для связи и координации механиков в больших зданиях, насыщенных современными средствами обеспечения их жизнедеятельности.

Для организации дополнительных каналов связи, которые могут предоставлять альтернативные операторы связи, создающие беспроводные локальные сети в различных районах.

На рисунке 1 представлена классификация традиционных видов беспроводной связи, которая включает в себя:

- наземную радиосвязь в диапазоне частот от 30 МГц до нескольких десятков ГГц;

- радиорелейную связь (PPC) в диапазоне частот от 1 до 300 ГГц;

- спутниковую связь в диапазоне частот от 1 до 100 ГГц;

- лазерную связь (на ИК- лучах) в диапазоне частот от 300 до 400 ГГц.

Рисунок 1 - Виды беспроводной связи

1. 1. 2 Отличия беспроводных технологий передачи данных от проводных

Беспроводные сети выглядят предпочтительнее сетей проводных, ввиду наличия следующих преимуществ:

- мобильность пользователей. Технология позволяет пользователям перемещаться внутри зоны охвата беспроводной сети без перерыва в пользовании ресурсами сети;

- скорость и простота развертывания. В отличие от проводных систем передачи информации, беспроводные сети не требуют прокладки кабелей, занимающей, обычно, основное время при внедрении проводных сетей;

- гибкость. Быстрая реструктуризация, изменение размеров и конфигурации сети, подключение новых пользователей;

- сохранение инвестиций. Беспроводные сети удобно использовать, если необходимо развернуть сеть на небольшой отрезок времени или есть вероятность переезда;

- возможность развертывания там, где нельзя воспользоваться кабельными сетями.

Но, как и у любой другой сложной технологии, у беспроводных компьютерных сетей есть не только положительные, но и отрицательные стороны. Одна из самых главных проблем - возможное наличие на пути радиоволн препятствий, что приходится учитывать при размещении точки доступа и клиентских станций. Металлические конструкции могут создавать отражения сигнала, создавая так называемый эффект многолучевого приема, когда на антенну, расположенную на приемной стороне, приходит несколько вариантов переданного сигнала, сдвинутых по фазе один относительно другого. Многолучевой прием значительно увеличивает коэффициент ошибок. Еще одна проблема - «свободный статус» диапазона 2, 4 ГГц.

В нем могут работать, например, генераторы микроволновых печей или медицинские приборы. Информацию, передаваемую по беспроводной сети, относительно легко перехватить. Да, сейчас используются алгоритмы, которые можно «вскрыть» прямым перебором, разве что используя суперкомпьютер. Но и производительность вычислительной техники растет с большой скоростью. Не исключено, что через несколько лет системы защиты информации, используемые в беспроводных компьютерных сетях, можно будет взломать, используя персональный компьютер. А вот на то, что за это время алгоритмы шифрования, разрешенные для массового применения, будут адекватно улучшены, надеяться не приходится, поскольку в США поставили перед миром вопрос об ограничении совершенствования массовых средств криптозащиты информации.

Таблица 1 - Характеристика

Характеристика: Характеристика

Проводные: Проводные

Беспроводные: Беспроводные

Характеристика: Среда передачи

Проводные: Кабель (медный, оптический)

Беспроводные: Кабель не требуется, передача при помощи электромагнитных волн

Характеристика: Пропускная способность

Проводные: Высокая

Беспроводные: Ограниченная

Характеристика: Расстояния между точками

Проводные: Большие

Беспроводные: Как правило, ограничены

Характеристика: Мобильность абонентов

Проводные: Не обеспечивается

Беспроводные: Может быть обеспечена

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СЕТЕЙ СВЯЗИ 2. 1 Классификация беспроводных сетей

В зависимости от технологий и передающих сред, которые используют, можно определить следующие классы беспроводных сетей:

сети на радиомодемах;
сети на сотовых модемах;
инфракрасные системы;
системы VSAT;
системы с использованием низкоорбитальных спутников;
системы с технологией SST;
радиорелейные системы;
системы лазерной связи.

Федеральная комиссия по электросвязи США (FCC) определила следующие категории PCS (Persona Communication Services) и соответствующие полосы частот:

узкополосные PCS (диапазон 900-901, 930-931, 940-941 МГц ) для скоростных пейджерных сетей, двунаправленного передачи сообщений, передача сообщений вещания;
широкополосные PCS (120, 1850-2200 МГц) ;
сотовую связь;
цифровое передачи речи и данных;
нелицензированные PCS (40 МГц, от 1890 до 1930 МГц) ;
беспроводные ЛМ и АТС организаций в ближайшем радиусе действия;
в пределах одного здания или группы зданий.

Спутниковые технологии:

1. Технология VSAT () использует для передачи данных геостационарные спутники, размещенные над экватором Земли на высоте 40 тыс. км. Наземные станции для связи со спутником применяют эллиптические антенны диаметром 3 м.

Канал VSAT:

обеспечивает скорость передачи данных до 2 Мбит / с;
позволяет реализовать сочетание на большие расстояния с переходом государственных границ.

2. Технология SST() -в ней использовано распределение сигнала по спектру частот. Это позволяет значительно повысить пропускные способности канала благодаря большей помехоустойчивости. Технологию SST уже длительный период применяли в военных целях. Есть две разновидности сетей SST:

FH-SS - приемник и передатчик синхронно перескакивают с частоты на частоту;

3. DH-SS - в каждый момент времени сигнал «размазано» по широкому диапазону частот. Технология SST позволяет не только увеличить пропускные способности сети, но и лучше реализовать защиту информации от прослушивания. Внешний наблюдатель такую информацию воспринимает как «белый шум».

Сети на сотовых модемах:

Сети на сотовых модемах используют существующую инфраструктуру сотовой телефонии. Они работают в особо тяжелых условиях больших помех, периодического пропадания сигнала.

Среди методов доступа выделяют аналоговые, использующие для передачи аналоговый сигнал. FDMA (Frequency Division Multiple Access), TACS (Total Access Communication System) .

Главный ресурс сотовой сети - это предназначенный для нее диапазон частот. Аналоговые методы доступа выделяют для каждого передачи отдельный канал - полосу частот в предназначенном для сети диапазоне. В этом случае соседние сотовые ячейки не могут работать в одном и том же диапазоне частот (иначе передачи в соседних ячейках мешали бы друг другу) . Частотный диапазон делят на семь частей.

Среди методов доступа, которые используют цифровые передачи, популярны различные модификации TDMA () . Они применяют известный принцип распределения времени передачи на отдельные временные слоты. К этой группе методов относятся AMPS () (частотные каналы шириной 30 кГц делятся на три временные слоты), NAMPS (Narrowband AMPS), PDC (каналы по 25 кГц, три слота), GSM (диапазон 200 кГц, восемь слотов) .

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.