Реферат: Радиосетевые карты Wavelan Lucent Orinoco

--PAGE_BREAK-- 
I.2. Стандарты беспроводных сетей.
Современное состояние беспроводной связи определяется ситуацией со стандартом IEEE 802.11. Разработкой и совершенствованием стандарта занимается рабочая группа по беспроводным локальным сетям (Working Group for Wireless Local Area Networks) комитета по стандартизации Института Инженеров Электротехники и Электроники (Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE) под председательством Вика Хэйса (Vic Hayes) из компании Lucent Technologies. В группе около ста членов с решающим и около пятидесяти с совещательным голосом; они представляют практически всех изготовителей оборудования, а также исследовательские центры и университеты. Четыре раза в год группа собирается на пленарные заседания и принимает решения по совершенствованию стандарта.

Стандарт определяет один тип протокола доступа к среде MAC-уровня и три различных протокола для физических (PHY) каналов.

На MAC-уровне определяются базовые составляющие архитектуры сети и перечень услуг, предоставляемых этим уровнем. Предусмотрено два типовых варианта архитектуры беспроводных сетей:
Независимая конфигурация “ad-hoc”, когда станции могут связываться непосредственно друг с другом. Площадь такой сети и функциональные возможности ограничены. Инфраструктурная конфигурация, при которой станции связываются через точку доступа, либо работающую автономно, либо подключенную к кабельной сети. Стандарт определяет интерфейс радиоканала между станциями и точкой доступа. Точки доступа могут соединяться между собой с помощью радиомостов или сегментов кабельной сети.
В стандарте зафиксирован протокол использования единой среды передачи, получивший название Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance (CSMA/CA). Вероятность конфликтов для беспроводных узлов минимизируется путем предварительной отправки всем узлам короткого сообщения (ready to send, RTS) об адресате и продолжительности предстоящей передачи. Узлы задерживают передачу на время, равное объявленной длительности сообщения. Приемная станция отвечает на RTS посылкой (CTS), по которой передающий узел узнает, свободна ли среда и готов ли узел к приему. После приема пакета данных узел передает подтверждение (ACK) безошибочного приема. Если ACK не получено, пакет данных будет передан повторно.

Предусмотренная стандартом спецификация предписывает разбиение данных на пакеты, снабженные контрольной и адресной информацией. После этой информации, занимающей около 30 байт, следует информационный блок длиной до 2048 байт. Затем следует 4-байт CRC-код информационного блока. Стандарт рекомендует использовать пакеты длиной 400 байт для физического канала типа FHSS и 1500 или 2048 для канала DSSS.

В стандарте предусмотрено обеспечение безопасности данных, включающее аутентификацию (для проверки того, что узел, входящий в сеть, авторизован в ней) и шифрование данных по алгоритму RC4 с 40-разрядным ключом. Для портативных компьютеров стандарт предусматривает режим энергосбережения: перевод устройства в “дремлющий” режим и вывод его из этого состояния на непродолжительное время, необходимое для приема служебного сигнала от узлов сети, начинающих передачу. Предусмотрен также режим роуминга, позволяющий мобильному абоненту передвигаться между точками доступа без потери связи.

На физическом уровне стандарт допускает использование одного из двух типов радиоканалов и одного типа канала инфракрасного диапазона. Оба типа радиоканалов используют технологию расширения спектра, приводящую к уменьшению среднего значения спектральной плотности мощности сигнала благодаря распределению энергии в полосе частот, более широкой, чем необходимо для обеспечения заданной скорости передачи. Эта технология позволяет уменьшить уровень создаваемых помех и обеспечивает повышенную помехоустойчивость приема.

Первыйтипрадиоканала— Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) Radio PHY. Предусмотрена скорость передачи 1 Мбит/с (факультативно 2 Мбит/с). Версия 1 Мбит/с использует двухуровневую гауссову частотную модуляцию (2GFSK), а версия 2 Мбит/с — четырехуровневую (4GFSK). При скорости 1 Мбит/с частота сигнала изменяется на длительности символа сообщения, равной 1 мкс, по гауссову закону от номинального значения до значения +170 кГц и возвращается к номинальному значению. Для передачи нуля частота сигнала изменяется на величину –170 кГц. Для скорости 2 Мбит/с предусмотрено четыре уровня отклонения частоты (+225, +75, –75, –225 кГц), поэтому каждая элементарная посылка (символ) переносит два бита сообщения. Ширина спектра сигнала при такой модуляции равна 1 МГц, независимо от скорости передачи. Это дает возможность использовать для передачи 79 частотных позиций в диапазоне от 2402 до 2480 МГц с шагом 1 МГц. Для расширения спектра частота сигнала изменяется по псевдослучайному закону не реже одного раза в 400 мс.

Второйтипрадиоканала— Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) Radio PHY. В этом варианте предусматривается передача со скоростями 1 и 2 Мбит/с. При скорости передачи 1 Мбит/с используется двоичная фазовая манипуляция — Binary Phase Shift Keying (BPSK). Единичный бит представляется 11-элементным кодом Баркера вида 11100010010, а нулевой бит — инверсным кодом Баркера. Элементарные символы кода Баркера не переносят информации, биты передаются сразу всем кодом Баркера — прямым или инверсным. Это позволяет придать сигналу свойства шума, обеспечивающие помехоустойчивость. Ширина спектра такого сигнала составляет 22 МГц. Для скорости 2 Мбит/с стандарт предусматривает квадратурную фазовую манипуляцию — QPSK. На длительности символа сообщения в этом случае передаются два бита. Для этого необходимо уже не два, а четыре различных сигнала. Поэтому вместе с основным несущим колебанием используется дополнительное, сдвинутое относительно него по фазе на 90°. Фаза каждого из этих колебаний управляется прямой или инверсной последовательностью Баркера, и оба колебания складываются. Таким образом, на длительности символа сигнал имеет четыре степени свободы, позволяющие передавать два бита. При этом скорость передачи увеличивается вдвое при сохранении той же полосы частот, что и при двоичной передаче. Для передачи сигнала DSSS используется одна из 14 перекрывающихся частотных полос, определенных стандартом в общей полосе частот 83,5 МГц.

Для инфракрасного канала (Infrared PHY) стандарт предусматривает скорость 1 Мбит/с (факультативно 2 Мбит/с) с импульсно-позиционной модуляцией. Большого интереса этот тип канала не представляет, поскольку дальность передачи, предусмотренная стандартом, не превышает 20 м.

 

    продолжение
--PAGE_BREAK--I.3. Сравнение методов DSSS и FHSS.
Метод частотных скачков, так же как и описанный выше метод прямой последовательности, обеспечивает конфиденциальность и некоторую помехозащищенность передач. Помехозащищенность обеспечивается тем, что если на каком-нибудь из 79 подканалов передаваемый пакет не смог быть принят, то приемник сообщает об этом, и передача этого пакета повторяется на одном из следующих (в последовательности скачков) подканалов.

С другой стороны, поскольку при использовании метода частотных скачков, в отличие от метода прямой последовательности, на каждом подканале передача ведется на достаточно большой мощности (сравнимой с мощностью обычных узкополосных передатчиков), про этот метод нельзя сказать, что он не мешает другим видам передач.

·         Суммируя, мы можем выделить следующие свойства Spread Spectrum  технологии:
Помехозащищенность. (Избыточность кодирования  помехоустойчивость) Не создаются помехи другим устройствам. (Низкая мощность сигнала — низкий уровень помех) Конфиденциальность передач. Экономичность при массовом производстве. (Низкая мощность сигнала — дешевые высокочастотные компоненты оборудования) Шумоподобный сигнал — компактные антенны Шумоподобный сигнал — возможность работы в диапазоне, уже занятом? классическими? системами радиопередач без взаимных помех Высокая скорость передач в канале — возможность экономного его использования по принципу локальной сети.


II. Lucent ORiNOCO PC Card Silver. II.1. Беспроводные сети LucentORiNOCO.
Продукты серии WaveLAN, предназначенные для построения беспроводных компьютерных сетей, производятся компанией Lucent Technologies (www.lucent.com/) уже более четырех лет. Первые версии обеспечивали скорость 2Мбит/сек и работали на частоте 900МГц, а сегодня на частоте 2.4ГГц они обеспечивают скорость до 11Мбит/сек.

О популярности решений Lucent говорят многие факты: университет Гонконга в дополнение к своей проводной сети, включающей около 6000 точек, установил 140 WavePOINT-II Access Point. Оборудование Lucent WaveLAN в качестве мобильного решения для компьютерной сети используют множество компаний, в их числе Asiana Airlines, итальянская транспортная компания SAD Transporto Locale, Государственный Университет Сингапура, японский университет Keio. Вооруженные силы США и некоторые полицейские управления также выбрали технологию WaveLAN.

Для своей новой серии беспроводных продуктов компания Lucent выбрала название «ORiNOCO». Продукты ORiNOCO могут работать совместно с любыми устройствами, использующими радиотехнологию DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) стандарта IEEE 802.11b. Кроме этого, они обратно совместимы с продуктами Lucent Technologies WaveLAN/IEEE.

Серия продуктов Lucent ORiNOCO  (http://www.wavelan.com/) включает в себя:

·                    ORiNOCO PC Card

·                    ORiNOCO ISA Adapter, PCI Adapter

·                    ORiNOCO Access Point AP-500 иAP-1000

·                    ORiNOCO Residential Gateway RG-1000

<img width=«179» height=«138» src=«ref-1_405111959-4187.coolpic» hspace=«10» alt=«ORiNOCO PC Card Silver» v:shapes="_x0000_s1026">Базовым элементом беспроводной сети является карта ORiNOCO PC Card. Существует два варианта таких карт — «Silver» и «Gold». Они отличаются только поддерживаемыми алгоритмами шифрования: «Silver» PC Card работает с WEP с 64 битным ключом, а «Gold» использует 128 битный ключ в RC4 шифровании. В остальном эти устройства представляют собой беспроводные сетевые карты стандарта IEEE 802.11b, с поддержкой WECA Wi-Fi (wireless fidelity). В зависимости от качества сигнала, карты автоматически выбирают скорость передачи в 11, 5.5, 2 или 1Mbit/sec.

<img width=«165» height=«133» src=«ref-1_405116146-3907.coolpic» hspace=«10» alt=«ORiNOCO ISA Adapter PC Card» v:shapes="_x0000_s1027">Поскольку слоты PC Card (ранее PCMCIA) обычно есть только в переносных ПК, для настольных предлагается использовать адаптеры ISA/PCI — PC Card. Конечно, это немного страшно выглядит, однако вполне работоспособно. Здесь хочется сделать одно замечание. Обычно беспроводные сети ассоциируются с мобильными ПК, поэтому исполнение адаптера в виде PC Card вполне естественно. Однако, поскольку все-таки есть множество конфигураций с обычными настольными ПК, то изготовление обычных ISA/PCI карт было бы правильным шагом. Тем более, что стоимость таких карт была бы ниже, чем у PC Card. Можно также предположить и альтернативный вариант — создание карт для шины USB, которая есть уже у большинства как настольных, так и мобильных ПК. Отметим, что некоторые производители беспроводного оборудования (а их сейчас более 10!) уже представили такие варианты.

<img width=«169» height=«125» src=«ref-1_405120053-2832.coolpic» hspace=«10» alt=«ORiNOCO AP-500» v:shapes="_x0000_s1028">Для соединения беспроводной сети с существующей проводной используются ORiNOCO Access Point. Эти устройства представляют собой мосты между двумя технологиями. Кроме этого они допускают удаленное управление и мониторинг. Модель AP-500 использует интерфейс 10BaseT и встроенную радиокарту. У AP-1000 сетевой интерфейс уже 10/100BaseT и есть два слота для установки беспроводных PC Card карт. Остальные параметры включают в себя:

Программное обеспечение по управлению устройствами состоит из ORiNOCO AP Manager и PRO Manager software. ТакжеподдерживаютсяSNMP MIB II, 802.3, 802.1D и802.11 MIB (traps: power up, authentication, link up/down).

<img width=«69» height=«113» src=«ref-1_405122885-1524.coolpic» hspace=«10» alt=«ORiNOCO RG-1000» v:shapes="_x0000_s1029">Для варианта SOHO, когда вся сеть построена на беспроводных картах, и хочется иметь общий выход в интернет, можно использовать ORiNOCO Residential Gateway RG-1000. Это устройство интегрируется в беспроводную сеть и, используя встроенный 56K модем, позволяет каждому пользователю выходить в интернет. Если хочется использовать более высокую скорость для связи с интернет, то можно подключить внешний кабельный/ISDN/xDSL модем к 10BaseT Ethernet порту RG-1000. Для предоставления общего доступа используется технология NAT. Кроме этого, для упрощения конфигурирования клиентов устройство поддерживает стандарт DHCP.

<img width=«89» height=«117» src=«ref-1_405124409-1958.coolpic» hspace=«10» alt=«ORiNOCO REA» v:shapes="_x0000_s1030">Если настольный ПК установлен под столом или антенна радиокарты сильно перекрывается посторонними предметами, то возможно использование внешней антенны. Для этого на торце ORiNOCO PC Card есть небольшой разъем, закрытый заглушкой. Компания Lucent предлагает свой вариант подобной антенны — The WaveLAN Range Extender Antenna. Несмотря на свой небольшой размер, она обладает неплохими характеристиками:

·                    рабочие частоты 2400 — 2500 MHz

·                    усиление 2.5 dBi

·                    увеличение расстояния (антенна на одном устройстве):

o        на открытом пространстве 50%

o        в офисе 15%

·                    длина провода ~ 1.5m

Кроме этого, в серии ORiNOCO есть и более специализированные продукты:

ORiNOCO AS-1000 Access Server — более мощная версия AP-1000, предназначена для использования в больших корпоративных сетях, обеспечивает высокий уровень защиты (RADIUS, PAP, CHAP) и управляемости (SNMP MIB I-II, TFTP).

ORiNOCO EC/EC-S Ethernet & Serial Converters — позволяет подключить устройство, рассчитанное на работу в составе 10BaseT сети к беспроводной сети ORiNOCO.

ORiNOCO Outdoor Router System — включаетссебяCOR-1100 Central Outdoor Router, ROR-1000 Remote Outdoor Router иOutdoor Router Client (ORC). Позволяет создавать соединения типа point-to-multipoint и point-to-point на расстояниях до 26 км.

    продолжение
--PAGE_BREAK--