Курсовая работа: Основные принципы работы технологии беспроводной связи
Через ИК-порт, с помощью протокола высокого уровня — IrOBEX можно, например, передать цифровую визитную карточку, мелодию, картинку или файл на другой мобильник или компьютер, на котором также имеется ИК-порт. Этот же протокол позволяет организовывать синхронизацию данных.
Протокол IrCOMM позволяет использовать мобильный телефон как беспроводной модем.
Протокол IrLAN позволяет подключить и связать устройства в локальную сеть, наподобие Ethernet.
Ввиду того, что пульты дистанционного управления используют этот же протокол, КПК, со встроенным ИК-портом, можно использовать как пульт для управления. Для этого, как правило, необходимо установить соответствующее ПО.
беспроводная сеть телекоммуникационный
Способы передачи данных
Принцип действия основан на использовании радиоволн. Радиосвязь Bluetooth осуществляется в ISM-диапазоне (англ. Industry, Science and Medicine), который используется в различных бытовых приборах и беспроводных сетях (свободный от лицензирования диапазон 2,4-2,4835 ГГц). В Bluetooth применяется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты[10] (англ. Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS). Метод FHSS прост в реализации, обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам, а оборудование стоит недорого.
Согласно алгоритму FHSS, в Bluetooth несущая частота сигнала скачкообразно меняется 1600 раз в секунду (всего выделяется 79 рабочих частот шириной в 1 МГц, а в Японии, Франции и Испании полоса у́же — 23 частотных канала). Последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приёмнику, которые каждые 625 мкс (один временной слот) синхронно перестраиваются с одной несущей частоты на другую. Таким образом, если рядом работают несколько пар приёмник-передатчик, то они не мешают друг другу. Этот алгоритм является также составной частью системы защиты конфиденциальности передаваемой информации: переход происходит по псевдослучайному алгоритму и определяется отдельно для каждого соединения. При передаче цифровых данных и аудиосигнала (64 кбит/с в обоих направлениях) используются различные схемы кодирования: аудиосигнал не повторяется (как правило), а цифровые данные в случае утери пакета информации будут переданы повторно.
Протокол Bluetooth поддерживает не только соединение «point-to-point», но и соединение «point-to-multipoint».
Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка (Ad-hoc), когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения. Более подробно принцип работы описан в официальном тексте стандарта.
Однако стандарт не описывает все аспекты построения беспроводных локальных сетей Wi-Fi. Поэтому каждый производитель оборудования решает эту задачу по-своему, применяя те подходы, которые он считает наилучшими с той или иной точки зрения. Поэтому возникает необходимость классификации способов построения беспроводных локальных сетей.
По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:
· Автономные точки доступа (называются также самостоятельные, децентрализованные, умные)
· Точки доступа, работающие под управлением контроллера (называются также «легковесные», централизованные)
· Бесконтроллерные, но не автономные (управляемые без контроллера)
По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:
· Со статическими настройками радиоканалов
· С динамическими (адаптивными) настройками радиоканалов
· Со «слоистой» или многослойной структурой радиоканалов
В общем виде WiMAX сети состоят из следующих основных частей: базовых и абонентских станций, а также оборудования, связывающего базовые станции между собой, с поставщиком сервисов и с Интернетом.
Для соединения базовой станции с абонентской используется высокочастотный диапазон радиоволн от 1,5 до 11 ГГц. В идеальных условиях скорость обмена данными может достигать 70 Мбит/с, при этом не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приёмником.
Как уже говорилось выше, WiMAX применяется как для решения проблемы «последней мили», так и для предоставления доступа в сеть офисным и районным сетям.
Между базовыми станциями устанавливаются соединения (прямой видимости), использующие диапазон частот от 10 до 66 ГГЦ, скорость обмена данными может достигать 140 Мбит/c. При этом, по крайней мере одна базовая станция подключается к сети провайдера с использованием классических проводных соединений. Однако, чем большее число БС подключено к сетям провайдера, тем выше скорость передачи данных и надёжность сети в целом.
Структура сетей семейства стандартов IEEE 802.16 схожа с традиционными GSM сетями (базовые станции действуют на расстояниях до десятков километров, для их установки не обязательно строить вышки — допускается установка на крышах домов при соблюдении условия прямой видимости между станциями).
Порт IrDA позволяет устанавливать связь на небольшом расстоянии в режиме точка-точка. Интерфейс IrDA использует узкий ИК-диапазон (850_900 nm) с малой мощностью потребления, что позволяет создать недорогую аппаратуру и не требует сертификации FCC (Федеральной Комиссии по Связи). Порт IrDA основан на архитектуре коммуникационного СОМ-порта ПК, который использует универсальный асинхронный приёмо-передатчик UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) и работает со скоростью передачи данных 2400-115200 bps, обеспечивая устойчивую связь.
Подключение и настройка
Инициализацией, касательно Bluetooth, принято называть процесс установки связи. Её можно разделить на три этапа:
· Генерация ключа Kinit
· Генерация ключа связи (он носит название link key и обозначается, как Kab)
· Аутентификация
Первые два пункта входят в так называемую процедуру паринга.
Паринг (PAIRING) — или сопряжение. Процесс связи двух (или более) устройств с целью создания единой секретной величины Kinit, которую они будут в дальнейшем использовать при общении. В некоторых переводах официальных документов по Bluetooth можно также встретить термин «подгонка пары».
Перед началом процедуры сопряжения на обеих сторонах необходимо ввести PIN-код. Обычная ситуация: два человека хотят связать свои телефоны и заранее договариваются о PIN-коде.
Способ подключения через общий компьютер может похвастаться двумя большими достоинствами: простым подключением и простой настройкой, а также отсутствием необходимости оснащать домашний ПК дополнительным беспроводным адаптером. Единственный недостаток этого способа не так критичен: интернет будет работать только при включенном основном домашнем компьютере.
Дано: домашний ПК, подключенный неважно каким образом к интернету (выделенная линия, СТРИМ и т.д.).
Надо: развернуть Wi-Fi сеть.
Потребуется: точка доступа и дополнительная сетевая карта Ethernet для домашнего ПК (7 у.е.).
Приступаем. Устанавливаем вторую сетевую карту в ПК. Достаем беспроводную АР и сетевым LAN кабелем, идущим в комплекте, подключаем ее к дополнительной сетевой карте. После этого подсоединяем к АР шнур адаптера питания, включаем его в розетку и щелкаем кнопкой «ON» на задней стенке точки доступа. На передней панели загораются лампочки: «PWR» - питание подано, «Air» - беспроводная сеть активна и индикатор «Link» - проводное подключение по Ethernet сети активно.
Чтобы перейти к настройкам точки доступа, необходимо сначала перенастроить вашу сетевую карту. Для этого кликаем правой кнопкой мышки по иконке «Сетевое окружение» - «Свойства». Перед нами появляется список доступных сетевых подключений. Нажимаем правой кнопкой мыши на второй сетевой карте и выбираем «Свойства». Перед нами появляется панель с сетевыми настройками.
Выбираем – «Протокол Интернета (TCP/IP)» и нажимаем кнопку – «Свойства». Появляется еще одно окошко с настройками. Единственное, что нам предстоит сделать, - это установить галочку в окошко «Использовать следующий IP-адрес» и указать сетевой карте IP адрес из той же подсети, что указан у беспроводной точки по умолчанию. Точный IP точки доступа указан в инструкции, на сетевой карте следует ввести аналогичный адрес, отличающийся только последней цифрой.
Например адрес по умолчанию установлен - 192.168.1.1. Поэтому IP сетевой карты может принимать любые значения от 192.168.1.2 до 192.168.1.254. Вводим, например, 192.168.1.2, маску подсети обязательно указываем – 255.255.255.0. Настройка завершена, нажимаем «ОК».
Затем возвращаемся в окошко «Сетевые подключения», жмем правой кнопкой на иконке, соответствующей нашей сетевой карте и выбираем пункт меню - «Подключить». Через несколько мгновений в правом нижнем углу экрана (системном трее) у нас появляется сообщение – «Сетевое подключение установлено». Теперь самое время переходить к настройкам АР.
В девяти случаях из десяти настройки точки Wi-Fi производятся через WEB интерфейс. Запускаем интернет-браузер, причем, желательно Internet Explorer, поскольку альтернативные программы не всегда корректно работают, и в поле адреса вводим IP точки доступа - 192.168.1.1. Тут же перед нами выскакивает окошко ввода «имени» и «пароля». Эти два параметра необходимы для допуска к настройкам АР и по умолчанию установлены так: имя - «admin», пароль - «admin». Их мы и вводим.
Далее попадаем на станицу настройки. В первом же окне нам предлагают произвести быструю настройку точки доступа – Quick Setup. Выберите этот пункт и проделайте минимум операций, необходимых для организации беспроводной сетки: введите имя сети (SSID), включите шифрование WEP и введите ключ.
Завершите настройки АР следующими образом: через пункты меню, находящиеся в левой части окна браузера (IP config), установите на точке доступа «статический IP» (Static IP), например, 192.168.1.254, маску подсети - 255.255.255.0, шлюз же оставьте пустым. В настройках Wireless запретите автоматическую раздачу IP адресов беспроводным устройствам, то есть выключите DHCP сервер: «DHCP - disable». При таких настройках АР будет выступать только как физическая среда для доступа беспроводных устройств к ПК.
Итак, настройки завершены. Последнее, что требуется сделать, это открыть на ПК доступ в интернет для ваших беспроводных устройств. Эта настройка производится очень легко, стандартными средствами операционной системы Windows XP. Зайдите в свойства "Сетевого окружения". На сетевом адаптере, подключенном к интернету, нажмите правой кнопкой мыши, затем выберите «Свойства» – «Дополнительно».
В разделе «Общий доступ к подключению к Интернету» устанавливаем галочки - «Разрешить другим пользователям сети использовать подключение к интернету данного компьютера» и «Разрешить управление общим доступом к подключению к Интернету» (если это необходимо). После этого нажимаем кнопку «Параметры» и выбираем службы, которые работают в нашей сети (если сеть будет использоваться только для выхода в интернет и обмена файлами, то выбирать ничего не нужно).
Оборудование для использования сетей WiMAX поставляется несколькими производителями и может быть установлено как в помещении (устройства размером с обычный DSL-модем), так и вне него. Следует заметить что оборудование, рассчитанное на размещение внутри помещений и не требующее профессиональных навыков при установке, конечно, более удобно, однако способно работать на значительно меньших расстояниях от базовой станции, чем профессионально установленные внешние устройства. Поэтому оборудование, установленное внутри помещений требует намного больших инвестиций в развитие инфраструктуры сети, так как подразумевает использование намного большего числа точек доступа.
В общем виде WiMAX сети состоят из следующих основных частей: базовых и абонентских станций, а также оборудования, связывающего базовые станции между собой, с поставщиком сервисов и с Интернетом.
Для соединения базовой станции с абонентской используется высокочастотный диапазон радиоволн от 1,5 до 11 ГГц. В идеальных условиях скорость обмена данными может достигать 70 Мбит/с, при этом не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приёмником.
Если вы никогда раньше не пользовались инфракрасной связью, то знайте, что обычно для того чтобы связать устройства по IrDA достаточно активировать их инфракрасные порты и сблизить устройства так, чтобы порты «смотрели» друг на друга. Как правило, после этого вам могут задать вопросы наподобие: «Вы действительно хотите принять файл?», ответив на которые вы совершите задуманное (например – передадите файл с устройства на устройство). Учтите, что инфракрасной передаче данных может помешать яркий свет – солнечный, например.
Скорость передачи данных
Изначально технология задумывалась для довольно узкого применения в коммуникационном оборудовании и предполагала возможность связи на расстоянии до 10 метров. Сегодня некоторые фирмы уже предлагают микросхемы Bluetooth, способные поддерживать связь на расстоянии до 100 метров. Так как радиотехнология Bluetooth "не боится" препятствий, поэтому соединяемые устройства могут находиться вне зоны прямой видимости. Соединение происходит автоматически, как только Bluetooth-устройства оказываются в пределах досягаемости, причем не только с одним устройством, но и сразу с несколькими (если они находятся в зоне досягаемости).
| Класс | Максимальная мощность, мВт | Максимальная мощность, дБм | Радиус действия, м |
| 1 | 100 | 20 | 100 |
| 2 | 2,5 | 4 | 10 |
| 3 | 1 | 0 | 1 |
Примечание: Компания AIRcable выпустила Bluetooth-адаптер Host XR с радиусом действия около 30 км.
