Реферат: Корпоративная сеть

Почти все предлагаемое на рынке оборудование поддерживает мобильных пользователей (принцип роуминга). Как правило, эта функция реализуется программными средствами и сводится к исключению возможных кольцевых пересылок пакетов. Некоторые производители предусматривают более сложный аппаратный алгоритм, включающий в себя измерение уровня принимаемого сигнала и поиск оптимальной соты.

Информация, передаваемая по радиоканалу, легко доступна, поэтому проблема защиты данных становится особенно важной для коммерческих приложений. Считается, что первичная защита осуществляется за счет образующего кода, используемого при формировании широкополосной несущей. Поскольку для систем DSSS этот код единственный, а в системах FHSS алгоритм перебора частот задается идентификационным номером, то первичное кодирование не представляет сложности, а соответственно, несложно и преодолеть такую защиту. Однако системы FHSS считаются несколько более устойчивыми к несанкционированному доступу. Аппаратное скремблирование, самый эффективный способ контроля за доступом к передаваемой информации, редко применяется в сетевом радиооборудовании, так как это значительно удорожает аппаратуру.

Конструктивное исполнение радиомоста может сильно меняться в зависимости от предполагаемой конфигурации сети. Так, мосты, предназначенные для внутриофисной связи, чаще всего размещаются в одном корпусе с плоской антенной и питаются от компьютера. Оборудование для линий связи, прокладываемых на большие расстояния, выполняется в отдельном корпусе с собственным источником питания и предполагает применение направленных антенн, размещаемых на наружных радиомачтах. Большая часть сетевого радиооборудования конструктивно рассчитана на использование в закрытом помещении с искусственным климатом.

В настоящее время на рынке предлагается весьма широкий спектр сетевого радиооборудования. Пользователь может подобрать эффективное решение практически для любой задачи, ориентируясь на цену аппаратуры, пропускную способность сети, диапазон частот, дальность связи, возможность связи с подвижными станциями, наличие скремблирования и другие параметры.

Таблица 6.

Основные характеристики беспроводных мостов, доступных на российском рынке

Показатель	ARLAN 640-900	ARLAN 640-2400	ARLAN BR 2040-EE	Wave POINT 0101		Wave POINT 0111..0138	RadioLAN 10А
	Фирма Aironet, Канада			Фирма Lucent Technologies, США			Фирма Radio LAN, США
Конструктивные характеристики
Стандартная антенна	Диполь 23 см			Плоская, 10 x 10 x 1,5 см, кабель 2,5 м			Плоская, в корпусе
Габариты, см	20 x 15 x 5			40 x 20 x 5			18 x 7 x 4
Вес, г	750			2 500			280
Питание	Внешний адаптер, 15-25 В (1 А)			Встроенный адаптер			От компьютера, 5 В
Светодиодные индикаторы режимов	9			3			4
Эксплуатационные характеристики
Стоимость (в Москве), дол.	2500		3500	2200			2000
Диапазон частот, МГц	915	2400	2400	915		2400	5800
Пропускная способность, Мбит/с	0,86	1-2	4	2			10
Дальность связи в помещении, м	80-180	40-90	120	50-60		30-60	40
Максимальная дальность связи, м	300	240	350	120-180			Н/д
Потребляемая мощность, Вт	20		40	40 (макс.)			3,5
Температурный режим, оС	-20..+50			0..+40			0..+60
Характеристики радиоканала
Диапазон частот, МГц	2400-2485			2400-2485			5725-5875
Число чатотных каналов	5			5			5
Мощность передатчика, мВт	100			32			50
Вид сигнала и модуляция	DSSS			DSSS			Амплиту-днофазо-вая
База сигнала	11			11			1
Сетевые параметры
Кабельная сеть	Ethernet (или Token Ring)			Ethernet (или Token Ring)			Ethernet
Кабельный разъем	BNC, DB-15, RJ-45			BNC, DB-15, RJ-45			RJ-45
Протокол управления	SNMP			SNMP			Запатен-тованный
Роуминг	да			да			да
Средства безопасности	Пароль			Скремблер (дополнительно 390 дол.)			-

Топология соединения. по радиоканалу.

 На основании вышеизложенного, самым оптимальным радиомостом является ARLAN BR-2040-EE. Т.к. прямая видимость по всем направлениям отсутствует, то на крыше нового общежития, мост используется как ретранслятор. Все другие точки имеют прямую видимость на новое общежитие. Передатчик в УК2 устанавливается в торце УК2, правого крыла. Информация к мосту поступает по витой паре от Advancestack Switch 2000. На новом общежитии устанавливается мачта с двумя антеннами. Одна антенна направлена в сторону УК2, другая в сторону ВМУ. Обе антенны, через антенный разветвитель подключаются к радиомосту общежития. В сторону ВМУ достаточно одной антенны, т.к. диаграмма направленности такой антенны в вертикальной плоскости 30 градусов, в горизонтальной 40 градусов. Радиомосты расположенные в ВМУ, устанавливаются на южной стороне здания, возле окна, за счет чего обеспечивается прямая видимость на передающую антенну.

Соединение по радиомодему.

Рис. 7.

Для обеспечения связи по сети TECHNET установка ретрансляторного радиомоста на крыше нового общежития нецелесообразна, поэтому при прямой видимости, радиомосты оснащенные такими модемами имеют возможность связаться на расстоянии до 40 км. По карте выбирается направление, с наименьшим количеством препятствий на пути. Это прямая между торцом правого крыла УК1 и самая правая точка 8 корпуса.

На этом направлении радиолучу не придется преодолевать новое общежитие в котором предполагается наличие двух лифтов, являющихся источником сильных радиопомех. Диаграмма направленности выбираемых для этого соединения антенн близка к игольчатой, следовательно и мощность передачи больше. Обе антенны смотрят друг на друга сквозь 7 общежитие. Такое расположение радиомостов исключает взаимные помехи между радиоканалами (рис.7).

 В дальнейшем, при изменении вида соединения с 8 корпусом, данные радиомосты можно использовать для организации связи с отдаленными подразделениями Академии, прокладка физических линий к которым будет происходить позже.

Соединение по оптоволокну.

Оптические системы связи.

Волоконно-оптические линии связи - это вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием "оптическое волокно".

Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Основания так считать вытекают из ряда особенностей, присущих оптическим волноводам.

Физические особенности.

1. Широкополосность оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой частотой несущей (Fo=10**14 Гц). Это означает, что по оптической линии связи можно передавать информацию со скоростью порядка 10**12 бит/с или Терабит/с. Скорость передачи данных может быть увеличена за счет передачи информации сразу в двух направлениях, так как световые волны могут распространяться в одном волокне независимо друг от друга. Кроме того, в оптическом волокне могут распространяться световые сигналы двух разных поляризаций, что позволяет удвоить пропускную способность оптического канала связи. На сегодняшний день предел по плотности передаваемой информации по оптическому волокну не достигнут.

2. Очень малое (по сравнению с другими средами) затухание светового сигнала в волокне. Лучшие образцы волокна имеют затухание 0.22 дБ/км на длине волны 1.55 мкм, что позволяет строить линии связи длиной до 100 км без регенерации сигналов.

Технические особенности.

1.Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди.

2. Оптические волокна имеют диаметр около 100 мкм., то есть очень компактны и легки, что делает их перспективными для использования в авиации, приборостроении, в кабельной технике.

3. Стеклянные волокна - не металл, при строительстве систем связи автоматически достигается гальваническая развязка сегментов. Применяя особо прочный пластик, на кабельных заводах изготавливают самонесущие подвесные кабели, не содержащие металла и тем самым безопасные в электрическом отношении. Такие кабели можно монтировать на мачтах существующих линий электропередач, как отдельно, так и встроенные в фазовый провод, экономя значительные средства на прокладку кабеля через реки и другие преграды.

4. Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным помехам, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа. Волоконно-оптические линии связи нельзя подслушать неразрушающим способом. Всякие воздействия на волокно могут быть зарегистрированы методом мониторинга (непрерывного контроля) целостности линии. Теоретически существуют способы обойти защиту путем мониторинга, но затраты на реализацию этих способов будут столь велики, что превзойдут стоимость перехваченной информации.

5.Важное свойство оптического волокна - долговечность. Время жизни волокна, то есть сохранение им своих свойств в определенных пределах, превышает 25 лет, что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем замены приемников и передатчиков на более быстродействующие.

Есть в волоконной технологии и свои недостатки:

1. При создании линии связи требуются высоконадежные активные элементы, преобразующие электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы. Необходимы также оптические коннекторы (соединители) с малыми оптическими потерями и большим ресурсом на подключение-отключение. Точность изготовления таких элементов линии связи должна соответствовать длине волны излучения, то есть погрешности должны быть порядка доли микрона. Поэтому производство таких компонентов оптических линий связи очень дорогостоящее.

2. Другой недостаток заключается в том, что для монтажа оптических волокон требуется прецизионное, а потому дорогое, технологическое оборудование.

3. Как следствие, при аварии (обрыве) оптического кабеля затраты на восстановление выше, чем при работе с медными кабелями.

Преимущества от применения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) настолько значительны, что несмотря на перечисленные недостатки оптического волокна, эти линии связи все шире используются для передачи информации.

2. Оптическое волокно

Важнейший из компонентов ВОЛС - оптическое волокно. Для передачи сигналов применяются два вида волокна: одномодовое и многомодовое. Свое название волокна получили от способа распространения излучения в них. Волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления n1 и n2.

Рис. 8

В одномодовом волокне диаметр световодной жилы порядка 8-10 мкм, то есть сравним с длиной световой волны. При такой геометрии в волокне может распространяться только один луч (одна мода).

В многомодовом волокне размер световодной жилы порядка 50-60 мкм, что делает возможным распространение большого числа лучей (много мод).

Рис. 9

Одномодовые волокна обладают лучшими характеристиками по затуханию и по полосе пропускания, так как в них распространяется только один луч. Однако, одномодовые источники излучения в несколько раз дороже многомодовых. В одномодовое волокно труднее ввести излучение из-за малых размеров световодной жилы, по этой же причине одномодовые волокна сложно сращивать с малыми потерями. Оконцевание одномодовых кабелей оптическими разъемами также обходится дороже.

Многомодовые волокна более удобны при монтаже, так как в них размер световодной жилы в несколько раз больше, чем в одномодовых волокнах. Многомодовый кабель проще оконцевать оптическими разъемами с малыми потерями (до 0.3 dB) в стыке. На многомодовое волокно расчитаны излучатели на длину волны 0.85 мкм - самые доступные и дешевые излучатели, выпускаемые в очень широком ассортименте. Но затухание на этой длине волны у многомодовых волокон находится в пределах 3-4 dB/км и не может быть существенно улучшено. Полоса пропускания у многомодовых волокон достигает 800 МГц*км, что приемлемо для локальных сетей связи, но не достаточно для магистральных линий.

3. Волоконно-оптический кабель

Вторым важнейшим компонентом, определяющим надежность и долговечность ВОЛС, является волоконно-оптический кабель (ВОК). На сегодня в мире несколько десятков фирм, производящих оптические кабели различного назначения. Наиболее известные из них: AT&T, General Cable Company (США); Siecor (ФРГ); BICC Cable (Великобритания); Les cables de Lion (Франция); Nokia (Финляндия); NTT, Sumitomo (Япония), Pirelli(Италия).

Определяющими параметрами при производстве ВОК являются условия эксплуатации и пропускная способность линии связи.

По условиям эксплуатации кабели подразделяют на:

•монтажные •станционные •зоновые •магистральные

Первые два типа кабелей предназначены для прокладки внутри зданий и сооружений. Они компактны, легки и, как правило, имеют небольшую строительную длину.

Кабели последних двух типов предназначены для прокладки в колодцах кабельных коммуникаций, в грунте, на опорах вдоль ЛЭП, под водой. Эти кабели имеют защиту от внешних воздействий и строительную длину более двух километров.

•конструкции со свободным перемещением элементов •конструкции с жесткой связью между элементами

По видам конструкций различают кабели повивной скрутки, пучковой скрутки, кабели с профильным сердечником, а также ленточные кабели. Существуют многочисленные комбинации конструкций ВОК, которые в сочетании большим ассортиментом применяемых материалов позволяют выбрать исполнение кабеля, наилучшим образом удовлетворяющее всем условиям проекта, в том числе - стоимостным.

4. Оптические соединители

 Рис. 9.

После того, как оптический кабель проложен, необходимо соединить его с приемо-передающей аппаратурой. Сделать это можно с помощью оптических коннекторов (соединителей). В системах связи используются коннекторы многих видов. Сегодня мы рассмотрим лишь основные виды, получившие наибольшее распространение в мире. Внешний вид разъемов показан на рис. 9.

5. Электронные компоненты систем оптической связи

Рис. 10.

Теперь коснемся проблемы передачи и приема оптических сигналов. Первое поколение передатчиков сигналов по оптическому волокну было внедрено в 1975 году. Основу передатчика составлял светоизлучающий диод, работающий на длине волны 0.85 мкм в многомодовом режиме.

В течение последующих трех лет появилось второе поколение - одномодовые передатчики, работающие на длине волны 1.3 мкм.

В 1982 году родилось третье поколение передатчиков - диодные лазеры, работающие на длине волны 1.55 мкм.

Исследования продолжались и вот появилось четвертое поколение оптических передатчиков, давшее начало когерентным системам связи - то есть системам,в которых информация передается модуляцией частоты или фазы излучения. Такие системы связи обеспечивают гораздо большую дальность распространения сигналов по оптическому волокну. Специалисты фирмы NTT построили безрегенераторную когерентную ВОЛС STM-16 на скорость передачи 2.48832 Гбит/с протяженностью в 300 км, а в лабораториях NTT в начале 1990 года ученые впервые создали систему связи с применением оптических усилителей на скорость 2.5 Гбит/с на расстояние 2223 км.

Появление оптических усилителей на основе световодов, легированных эрбием, способных усиливать проходящие по световоду сигналы на 30 dB, дало начало пятому поколению систем оптической связи. В настоящее время быстрыми темпами развиваются системы дальней оптической связи на расстояния в тысячи километров. Успешно эксплуатируются трансатлантические линии связи США-Европа ТАТ-8 и ТАТ-9, Тихоокеанская линия США-Гавайские острова-Япония ТРС-3. Ведутся работы по завершению строительства глобального оптического кольца связи Япония-Сингапур-Индия-Саудовская Аравия-Египет-Италия.

6. Применение ВОЛС в вычислительных сетях.

Наряду со строительством глобальных сетей связи оптическое волокно широко используется при создании локальных вычислительных сетей (ЛВС).

ВОЛС между зданиями строится с прокладкой ВОК либо по колодцам кабельных коммуникаций, либо путем подвеса ВОК между опорами. В этом случае необходимо обеспечить сопряжение толстого многоволоконного кабеля с оптическими трансиверами. Для этого используют кабельные муфты, в которых производится разделка концов ВОК, идентификация волокон и оконцевание волокон коннекторами, соответствующими выбранным трансиверам. Эту работу можно выполнить несколькими способами.

1. Можно заказать ВОК в специальном исполнении Break-Out. Это более дорогой вариант, зато кабель можно сразу оконцевать оптическими коннекторами, вывести из муфты оконцованные модули (шнуры, подобные монтажным проводам) и подключить их к приемо-передающей аппаратуре.

2. Можно приварить к разделанным в кабельной муфте волокнам оптические шнуры с коннекторами на одном конце (pig tail). Длина pig tail выбирается из соображений удобства для пользователя (например, 3 м).

3. Можно оконцевать волокна коннекторами и воткнуть коннекторы изнутри в оптические розетки (coupling), вмонтированные в стенку кабельной муфты. Снаружи в coupling втыкается коннектор оптического шнура, ведущего к приемо-передающей аппаратуре.

Возможны и другие способы стыковки ВОК с оптическими трансиверами. У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. В практике получил распространение третий способ, так как он экономичен, надежен, обеспечивает малые вносимые оптические потери за счет применения розеток и коннекторов с керамическими элементами, а также удобен для пользователей.

Особо следует сказать о необходимости оптического кросс-коннекта.

Для быстрого соединения волокон сейчас используются специально разработанные фирмой 3М механические "сплайсы" (splice). Это пластиковые устройства размерами 40x7x4 мм, состоящие из двух частей: корпуса и крышки. Внутри корпуса находится специальный желоб, в который с разных сторон вставляются соединяемые волокна. Затем надевается крышка, являющаяся одновременно замком. Особая конструкция "сплайса" надежно центрирует волокна. Получается герметичное и качественное соединение волокон с потерями на стыке ~ 0.1 dB. Такие "сплайсы" особенно удобны при быстром восстановлении повреждений ВОЛС. Время на соединение двух волокон не превышает 30 секунд после того как волокна подготовлены (снято защитное покрытие, сделан строго перпендикулярный скол). Монтаж ведется без применения клея и специального оборудования, что очень удобно при работе в труднодоступном месте (например, в кабельном колодце).

Фирма SIECOR предлагает другую технологию сращивания волокон, при которой волокна вводятся в прецизионную втулку. В месте стыка волокон внутри втулки помещен гель на основе силикона высокой прозрачности с показателем преломления, близким к показателю преломления оптического волокна. Этот гель обеспечивает оптический контакт между торцами сращиваемых волокон и одновременно герметизирует место стыка.

Описание соединения.

 

Для объединения сети корпуса радиоспециальности с сетью УК1, УК2 используется многомодовый волоконно-оптический кабель уличногоисполнения содержащий четыре жилы. Такое количество жил обусловленотем, что для создания одного канала необходимо две жилы (RX-прием,TX-передача). На две требуется два физических канала, следовательно четыре жилы. Прокладка кабеля под землей нереальна по стоимости, поэтому предлагается использовать так называемую "воздушку". Оптоволокно натягивается вдоль тросса идущего через крыши всех включенных в проект зданий. На крышах нового общежития и 7-го экипажа жилы предназначены для сети FESMA разрываются, и подключаются к HUB-у поддерживающему стандарт 100VG и поддерживающие оптоволоконные трансиверы(рис. 12).

 Рис. 12.

Каждый HUB должен иметь два трансивера для оптоволокна . Жилы идущие со стороны УК входят в HUB-7M и продолжение сети через другой трансивер которые работает на передачу в сторону восьмого экипажа. Соединение представляет так называемое последовательное соединение (рис. 13) . Корпус радиоспециальности является конечной точкой, и там разводка оптического кабеля не имеет особенностей. В УК2 для подключения оптического кабеля необходимо в Advancestack Switch 2000 докупить модуль 100VG-ANY-LAN, т.к. на данный момент там имеется только один свободный трансиверный слот. В модуль 100VG необходимо дополнительно два оптоволоконных трансивера. Если будет использоваться вариант соединения по оптоволокну, то вероятно в восьмом экипаже оконечным устройством будет Advancestack Switch 16. Он также как и Advancestack Switch 2000 поддерживает модули 100VG-ANY-LAN в который подсоединяется два трансивера для оптоволокна.

В качестве аппаратных (оконечных) устройств в 7 экипаже и новом общежитии есть смысл использовать более дешевое устройство Advancestack Switch HUB-7 (рис.12). Это устройство имеет 7 слотов расширения, к которым подсоединяются трансиверы 100Мбит/сек, такие как оптоволоконный, витая пара пятой категории и экранированная витая пара.

 Использование устройств серии Advancestack Switch обусловлено несколькими факторами. Во-первых - компания Hewlett Packard совместно с T&T являлась основоположником стандарта IEEE 802.12 100VG, и самой первой приступила к выпуску устройств этого стандарта. Во-вторых - использование устройств этой серии обеспечивает полную совместимость с концентратором в УК2 Advancestack Switch 2000.

Рис. 13.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современную жизнь уверенно шагнули компьютерные сети. 1996 год был назван годом Интернета. Сегодня, любая, даже небольшая организация, имеющая несколько компьютеров не мыслит своего нормального функционирования без компьютерных сетей. В Академии процесс внедрения сетевых технологий тоже не стоит на месте.

В ДВГМА организована сеть с клиент-серверной архитектурой с организацией трех виртуальных подсетей по стандартам Ethernet 10Base-T и 100VG. Сеть подключена к интернету посредством двух телефонных линий через прокси-сервер Sealine. В корпусе радиоспециальности ДВГМА в настоящее время сеть отсутствует. Поэтому полностью отсутствует возможность передавать данные между УК и 8 корпусом, а также обмен информацией в самом корпусе, кроме, как перенос на дискетах. В настоящее время возник вопрос о создании сети в корпусе радиоспециальности. Эту сеть для удобства администрирования предполагается проектировать по аналогии с сетью ДВГМА (рис. 2). Организация каналов связи реализована посредством коммутаторов Advancedstack Switch 2000 компании Hewlett Packard. Линии связи внутри здания выполнены неэкранированной витой парой. Корпуса объединены оптоволоконным кабелем.

В корпусе радиоспециальности предлагается проект компьютерной сети в двух вариантах. Первый вариант предполагает подключение в локальную сеть компьютеров, которые уже есть в этом здании. Второй вариант подразумевает кроме подключения уже имеющихся компьютеров, предусмотреть возможность расширения сети в любое время, после прокладки линий. Для подключения нового компьютера к сети, спроектированной по второму способу, необходимо только наличие сетевой платы в компьютере и несколько метров витой пары, и через полчаса компьютер уже может работать в сети.

Но в предложенных вариантах сети, не предусмотрена связь с другими подразделениями ДВГМА. Эта проблема решена в пятой главе. В ней предлагается подключение ЛВС 8 корпуса к уже существующей сети Академии. В данном проекте рассматривается три варианта.

Первый вариант - подключение с помощью модема.

При прокладке выделенной линии между УК и 8 корпусом максимальная скорость достигаемая модемом на сегодняшний день 53,6 КБит/сек. В соответствии с экономическим расчетом коэффициент цена/производительность Кц/п = 8.122. Кроме довольно низкого коэффициента, метод имеет ряд существенных недостатков. Возможные зависания модемов приводят к срыву связи, плохая защищенность данных от несанкционированного доступа. Простаивание минимум двух компьютеров, используемых в качестве серверов связи.

Второй вариант - подключение с помощью радиомодема.

При использовании соединения с 8 корпусом при помощи радиомодемов возможно достижение скорости 4МБит/сек. При таком подключении Кц/п=261.44. Это на много больше чем при связи по модему. Еще одно из преимуществ связи по радиомодему в том, что нет необходимости прокладывать физические линии. Но данный способ тоже имеет свои недостатки такие, как: существенное снижение скорости при воздействии СВЧ помех; воздействие на антенные устройства погодных факторов уменьшается дальнодействие модема и может привести к полному срыву связи. Кроме этого необходимо разрешение местного комитета радиосвязи на использование частоты.

Третий вариант - подключение с помощью оптоволокна.

Оптоволокно позволяет передавать данные со скоростью 1´1012Бит/сек .Но аппаратные средства на сегодняшний день позволяют достигать скорости 100МБит/сек. Соотношение цена / производительность. Кц/п = 9871.7.Это на порядок выше, чем при связи по радиомодему. Кроме этого у оптоволокна есть ряд других преимуществ: такой канал не восприимчив к воздействию внешних помех, сам не излучает помех, максимальный уровень конфиденциальности при передаче информации. Срок службы кабеля 25 лет - гарантированно. Но при этом способе связи тоже есть свои недостатки: при обрыве кабеля работа по восстановлению очень трудоемка. Монтаж оптоволокна требует очень дорогое прецизионное оборудование. Однако т. к. преимущества очевидны, то наиболее рациональным предлагается использование канала на оптоволоконном кабеле.

Используя данный диплом можно, выбрав один из видов ЛВС в 8 корпусе, и один из способов соединения с сетью Академии, создать корпоративную сеть отвечающую всем требованиям предъявляемым к ней.