Описания 6 лр по СиСМС / Лаб раб №20 Сеть WiFi_скорректированная_окончательная Не печатается_
.pdf
Рис. П2.4. Неплановая (ad-hoc) сеть (IBSS)
Базовые зоны обслуживания. BSS — это группа работающих по стандарту 802.11
станций, связывающихся одна с другой. Технология BSS предполагает наличие особой стан-
ции, которая называется точкой доступа (access point). Точка доступа — это центральный пункт связи для всех станций BSS. Клиентские станции не связываются непосредственно од-
на с другой. Вместо этого они связываются с точкой доступа, а уже она направляет фреймы станции-адресату.
Рис. П2.5. Инфраструктура беспроводной локальной сети BSS
Расширенные зоны обслуживания. Несколько инфраструктур BSS могут быть соеди-
нены через их интерфейсы восходящего канала. Там, где действует стандарт 802.11, интер-
фейс восходящего канала соединяет BBS с распределительной системой (distribution system, DS). Несколько BBS, соединенных между собой через распределительную систему, образу-
ют расширенную зону обслуживания (ESS). Спецификация стандарта 802.11 оставляет воз-
можность реализации этого канала в виде беспроводного. Но чаще восходящие каналы к распределительной системе представляют собой каналы проводной Ethernet.
21
Рис. П2.6. Расширенная зона обслуживания ESS
беспроводной локальной сети
Режим Ad Hoc (каждый с каждым). В режиме Ad Hoc (рис. П2.7) клиенты устанав-
ливают связь непосредственно друг с другом. Устанавливается одноранговое взаимодей-
ствие по типу "точка-точка", и компьютеры взаимодействуют напрямую без применения то-
чек доступа. При этом создается только одна зона обслуживания, не имеющая интерфейса для подключения к проводной локальной сети.
Рис. П2.7. Режим работы Ad Hoc
Основное достоинство данного режима - простота организации: он не требует допол-
нительного оборудования (точки доступа). Режим может применяться для создания времен-
ных сетей для передачи данных.
Однако необходимо иметь в виду, что режим Ad Hoc позволяет устанавливать соеди-
нение на скорости не более 11 Мбит/с, независимо от используемого оборудования. Реальная скорость обмена данными будет ниже и составит не более 11/N Мбит/с, где N - число устройств в сети. Дальность связи составляет не более ста метров, а скорость передачи дан-
ных быстро падает с увеличением расстояния.
22
Режим Infrastructure Mode (связь между абонентскими станциями через точку доступа).
В этом режиме точки доступа обеспечивают связь клиентских компьютеров (рис. П2.8). Точ-
ку доступа можно рассматривать как беспроводный коммутатор. Клиентские станции не свя-
зываются непосредственно одна с другой, а связываются с точкой доступа, и она уже
направляет пакеты адресатам.
Точка доступа имеет порт Ethernet, через который базовая зона обслуживания под-
ключается к проводной или смешанной сети - к сетевой инфраструктуре.
Рис. П2.8. Режим работы Infrastructure Mode
Приложение №3
Основные аббревиатуры и термины
АР (Access point)/точка доступа (ТД);
BPSK (Binary Phase Shift Keying)/двухпозиционная фазовая модуляция (2-ФМ);
BSS (Basic Service Set)/основная зона обслуживания (соответствует понятию “со-
та”);
Tx Rate – текущая скорость передачи данных; Rx Rate – текущая скорость приема данных; Data Encryption – шифрование данных;
DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)/метод прямого расширения спектра последовательностью (цифровой);
ESS (Extended Service Set)/расширенная зона обслуживания (соответствует сотовой сети, состоящей из 2-х и более сот);
IBSS (Independent Basic Service Set)/независимые базовые зоны обслуживания;
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)/институт инженеров по электро-
технике и электронике (в США);
LAN (Local Area Network)/локальная сеть;
MAC (Media Access Control)/протокол управления доступом к среде;
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/мультиплексированием с разделе-
нием ортогональных частот(ных компонент);
23
OSI (Open System Interworking)/взаимодействие открытых систем (7-ми уровневая мо-
дель информационного обмена в сети и между сетями);
QAM (Quadrature Amplitude Modulation)/квадратурная амплитудная модуляция (КАМ);
QPSK (Quaternary Phase Shift Keying)/квадратурная (четырехпозиционная) фазовая модуляция (4-ФМ);
M-QAM – М-позиционная КАМ (М-КАМ);
M-PSK - Quaternary Phase Shift Keying/М-позиционная фазовая модуляция (М-ФМ); QoS (Quality of Service)/качество обслуживания (абонентов сети);
Status: associated/статус: связанный (программное сообщение);
SSID (Service Set Identifier)/идентификатор зоны обслуживания (имя сети);
“To Access Point Mode”/ ”К режиму Точка доступа” (название программной кнопки переключения работы WiFi-станции в режим ТД);
“To Station Mode”/ ”К режиму Станция” (название программной кнопки переключения работы WiFi-станции в режим АС);
WiFi (Wireless Fidelity)/беспроводная точность (неофициальное наименование стан-
дарта 802.11);
WAN (Wide Area Network)/сеть связи широкого охвата территории (территориальная сеть);
WLAN (Wireless Local Area Network)/беспроводная локальная сеть;
WEP (Wired Equivalent Privacy)/безопасность эквивалентная проводной - протокол защищенного беспроводного доступа;
TKIP (Temporal Key Integrity Protocol )/протокол временной целостности ключа (про-
токол защищенного беспроводного доступа);
AES (Advanced Encryption Standard)/усовершенствованный стандарт шифрования
(протокол шифрования данных);
WPA (WiFi Protected Access)/защищенный доступ в WiFi-сеть (протокол защищенного беспроводного доступа);
WPA2/усовершенствованный WAP (протокол защищенного доступа в WiFi-сеть);
PSK (Pre-Shared Key)/предварительно распространенный ключ (протокол аутентифи-
кации);
EAP (Extensible Authentication Protocol)/протокол расширенной аутентификации;
WPA-PSK - протокол защищенного доступа в WiFi-сеть с режимом аутентификации
PSK;
WPA-EAP - протокол защищенного доступа в WiFi-сеть с режимом аутентификации
EAP;
WPA2-PSK – усовершенствованный протокол защищенного доступа в WiFi-сеть с режимом аутентификации PSK;
WPA2-EAP - усовершенствованный протокол защищенного доступа в WiFi-сеть с режимом аутентификации EAP;
Network Authentication – сетевая аутентификация; Network Type – тип сети;
Network Name – имя сети.
24
Приложение №4
Расчетные соотношения
П4.1. Реальная скорость передачи Rтф
Рассчитывается, зная размер передаваемого тестового файла Vтф и измеренное время его передачи tпер, по формуле
Rтф=8∙Vтф/tпер , Мбит/с, |
(П4.1) |
где Vтф – размер тестового файла, Мбайт; tпер – измеренное время передачи (копирования) тестового файла, с.
П4.2. Потери в свободном пространстве асв |
|
асв=20∙lg(4πd/λ), дБ , |
(П4.2) |
где d – расстояние связи, м; в данной лабораторной работе составляет 8,6 м; |
|
λ – длина волны, м. |
|
Длина волны (м) рассчитывается по рабочей формуле |
|
λ=(30/f)∙10-2, м, |
(П4.3) |
в которую значение рабочей частоты канала f подставляется в ГГц. |
|
П4.3. Уровень сигнала на входе приемника для i-го варианта экранирования
антенн pc i |
|
pc i=10lg(Pп)-асв+2(ga-aкаб)–аэ∑ i , дБм, |
(П4.4) |
где Pп – мощность передатчика, мВт; ga - коэффициент усиления антенны WiFi-станции, дБ; aкаб – потери в соединительном кабеле антенны, дБ; аэ∑ i - суммарное ослабление, вносимое установленными экранами на обеих WiFi-станциях, дБ.
Потери в соединительном кабеле акаб рассчитываются по формуле
акаб=lкаб∙γкаб, дБ , |
(П4.5) |
где lкаб – длина соединительного кабеля антенны, м; γкаб - погонные потери в кабеле, дБ/м.
Для расчета принять: lкаб=1 м; γкаб=0,2 дБ/м. |
|
П4.4. Уровень шума на входе приемника pш |
|
pш=10lg(kб∙∆f∙T0∙Nш)-30, дБм , |
(П4.6) |
где kб =1,38∙10-23 Вт/(К∙Гц) – константа Больцмана;
∆f – ширина полосы канала связи, МГц; для подстандарта 802.11g ∆f=20 МГц;
Т0 =300 К - температура окружающей среды, К;
25
Nш – коэффициент шума приемника WiFi-станции; принять Nш=5. |
|
П4.5. ОСШ для i-го варианта экранирования антенн qш i |
|
qш i = pc i - pш , дБ . |
(П4.7) |
П4.6. Пропускная способности канала связи С
Максимально возможная при определенных условиях скорость, при которой инфор-
мация может передаваться по конкретному тракту связи или каналу, называется пропускной способностью канала С. Для расчета пропускной способности канала связи используется формула Шеннона:
|
|
|
|
|
С=∆f∙log2(1+Qш) , Мбит/с , |
|
(П4.8) |
||||||||
где Qш – отношение сигнал/шум, раз. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
П4.7. Сводная таблица результатов расчета и измерений |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Табл. П4.1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант экранирования 1) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0-0 |
|
1-0 |
|
1-1 |
|
2-1 |
|
2-2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аэ∑=0 дБ |
аэ∑=20 дБ |
аэ∑=40 дБ |
аэ∑=50 дБ |
аэ∑=60 дБ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время 3-х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
раз передачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тест-файла, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее вре- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мя передачи, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Относит. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уровень сиг- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нала, опред. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
программой, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дел. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скор. пере- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дачи про- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
граммная, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мбит/c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уровень сиг- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нала, дБм 2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реальная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скорость пе- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
редачи, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мбит/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОСШ, дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С, Мбит/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26
Примечания к табл. П4.1:
1)Вариант экранирования обозначен: 0-0 – без экранирования;
1-0 – верхний экран на антенне одной из станций; 1-1 - верхний экран на антеннах обеих станций;
2-1 – верхний и нижний экран на антенне одной из станций; 2-2 - верхний и нижний экран на антеннах обеих станций.
2) Уровень сигнала рассчитывается с учетом ослабления, вносимого экранами: - аэ1=20 дБ (верхний экран), аэ2=10 дБ (нижний экран).
ЛИТЕРАТУРА
1.Приложение к работе.
2.В. Вишневский и др. Энциклопедия WiMAX. Путь к 4G. – М., 2009 г.
3.В.А. Григорьев и др. Сети и системы радиодоступа. – М., 2005 г.
4.П. Рошан, Д. Лиэри. Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта
802.11. – М., 2004 г.
5.Д. Росс. Wi-Fi сеть. – М., 2007 г.
27