Безпроводові локальні мережі Ethernet

Безпроводові локальні мережі зв'язку (Wireless Local Area Networks, WLAN) – це радіомережі з малою зоною покриття, які забезпечують такі ж можливості зв'язку, що й кабельні мережі, а також вільне переміщення користувачів, які використовують ноутбуки.

Базовий стандарт IEEE 802.11, названий у комерційних пропозиціях Wi-Fi, пропонує швидкість передавання 1 Мбіт/с з використанням діапазону частот 2,4 ГГц. Зазначений діапазон не потребує ліцензування й призначено для промислового, наукового та медичного обладнання, під’єднаного до локальної мережі. Основним обладнанням є спеціальні безпроводові мережеві інтерфейсні плати (безпроводові мережеві адаптери) й точки доступу (базові станції), з'єднані з проводовою локальною мережею або шлюзом доступу в Інтернет.

Стандарт IEEE 802.11 та всі наступні його версії використовують на МАС-рівні множинний доступ з контролюванням частоти-носія та запобіганням колізій (Carrier Sense Maltiple Access with Collision Avoilance, CSMA/CA), який за багатьма показниками є схожим на специфікацію проводового Ethernet, тільки замість з’ясування колізій забезпечує їх запобігання. У даному випадку прослуховують як фізичний, так і віртуальний канал. Це відбувається тоді, коли одна станція перебуває в зоні дії двох інших станцій.

Проаналізуймо особливості найбільш частозгадуваних версій стандарту IEEE 802.11.

Стандарт IEEE 802.11а описує мережу з розширеною смугою частот та швидкістю передавання 54 Мбіт/с.

Більшість сучасного обладнання, призначеного для WLAN, створюється на базі стандарту IEEE 802.11b. Цей стандарт забезпечує безпроводовий зв'язок у діапазоні базового стандарту частот (2.4 ГГц), однак інша технологія модуляції дає змогу досягти в мережі швидкості передавання 11 Мбіт/с.

У фізичному середовищі IEEE 802.11b інформація поширюється за допомогою малопотужного шумоподібного сигналу. У діапазоні 2.4 ГГц формується близько десяти частотних каналів шириною 22 МГц. Дальність зв'язку при цьому досягає 110 км, якщо є пряма видимість між кінцевими точками. В умовах різновисотної забудови, сніжно-дощового клімату дальність зв'язку варіюється в межах 5 км.

Безпроводова мережа стандарту IEEE 802.11b гарантує необхідну безпеку, передбачену стандартом WPA (Wi-Fi Protected Access). Спосіб шифрування даних ґрунтується на алгоритмі спільного ключа.

Завдяки підтримці роумінгу між точками доступу з ресурсами мережі можуть працювати мобільні користувачі.

Для цього необхідно налаштувати точки доступу, під’єднані до стаціонарної мережі, в кількості, яка забезпечує радіопокриття необхідної площі.

Стандарт IEEE 802.11g використовує метод модуляції 802.11a і смугу частот 802.11b. Пристрої, які базуються на цьому стандарті, забезпечують швидкості передавання даних до 54 Мбіт/с.

Існує ще один стандарт цієї серії – це стандарт IEEE 802.16. На відміну від стандарту IEEE 802.11, він вирішує зовсім інші проблеми. Це стандарт широкосмугової безпроводової мережі стаціонарного типу. Мережі 802.16, розраховані на роботу в високочастотному діапазоні (10 – 66 ГГц і нижче), можуть охоплювати цілі райони міст з відстані на кілька кілометрів та застосовуються як безпроводовий аналог кабельного телебачення.

11. Концепція інтелектуальної мережі (IN). Модель обслуговування IN-виклику. Концептуальна модель інтелектуальної мережі.

Поява комутаційних систем з програмним керуванням започаткувала наступний етап розвитку телекомунікацій, зокрема телефонії. Наявність програмного керування в комутаційних системах дала змогу реалізувати нову, в порівнянні з попередніми мережевими концепціям, функціональну модель мережі. Якщо в раніше розглянутих концепціях основні функції мережі було зосереджено в комутаційному вузлі, монолітному функціональному модулі, то тепер з'явилася можливість відокремити функції керування з'єднаннями від функцій пов'язаних з логікою формування послуг і, таким чином, відобразити функціональну модель мережі дворівневою архітектурою (див. рис. 8.6). Це, у свою чергу, дозволило реалізувати зазначені функції в окремому обладнанні та забезпечити до нього віддалений доступ з метою спільного використання всіма комутаційними вузлами мережі зв'язку.

Програмну реалізацію принципу формування послуг, серед яких, наприклад, переадресація виклику, обмеження потоку викликів, телефонні картки та ін., можна розглядати як наділення мережі «інтелектуальністю».

ITU-T у Рекомендаціях Q. 1201 і Q. 1290 дає таке визначення терміна «інтелектуальна мережа».

Інтелектуальна мережа (Intelligent Network, IN) є архітектурною концепцією, яку застосовують для мереж електрозв'язку, передбачає чітко визначений набір гнучковикористовуваних засобів, які сприяють створенню та долученню в мережі зв'язку нових послуг, зокрема послуг, керованих користувачем.

Концепція IN, таким чином, встановлює набір правил, відмінною рисою яких є те, що вони не залежать від створюваної послуги й від структури мережі, яка надає цю послугу. Більшу частину логіки, що є частиною програмного забезпечення АТС, для реалізації інтелектуальної мережі перенесено на невелику кількість спеціалізованих комп'ютерів.

Послуги IN підтримуються шляхом інформаційного обміну між комутаційними станціями, зазначеними комп'ютерами та деякими іншими спеціалізованими пристроями (призначення яких розглядатимемо далі). Концепцію IN у принципі можна реалізувати також у аналоговій мережі, але її реалізація на базі цифрової інтегрованої мережі є значно ефективнішою.

Елементи мережі:

На рисунку 8.7 зображено структурну модель інтелектуальної мережі, яку складають компоненти IN і зв'язки між ними.

SSP (Service Switching Point) – вузол комутації послуг, який є звичайною комутаційною станцією, в якій збережено всі функції керування процесом надання основних послуг зв'язку та додаткові програмні засобами, котрі надають змогу підтримувати діалог з абонентом (запрошення абонента до набору додаткових цифр, розпізнавання мови і т.д.). SSP з’ясовує, чи вимагає прийнятий ним від абонента виклик звернення до послуг IN, а у разі потреби спрямовує відповідний запит у вузол керування послугами SCP. Таким чином, SSP забезпечує доступ абонентів мережі зв'язку до послуг IN та підтримує протоколи взаємодії з іншими елементами IN. Запити на послуги передають мережею СС-7, використовуючи спеціальний протокол прикладного рівня INAP (Intellegent Network Application Protocol), який визначає синтаксис та семантику операцій, призначення та порядок їх обробляння. Цей протокол прикладного рівня, який підтримує система СС-7, забезпечує взаємодію між прикладними процесами у вузлах IN.

SCP (Service Control Point) – вузол керування послугами, який містить програми, що централізовано реалізують логіку послуг, системне програмне забезпечення, а також базу даних реального часу. SCP приймає запит від SSP та направляє йому інструкції для подальшої обробки дзвінка відповідно до необхідної послуги.

SMP (Service Management Point) – система експлуатаційного керування та SCEP (Service Creation Environment Point) – середовище створення послуг надають змогу оператору мережі контролювати та керувати параметрами й конфігурацією послуг IN. Середовище створення послуг містить засоби конструювання, модифікації та тестування послуг до початку комерційної експлуатації та засоби завантаження відповідних програм у SMP. SMP забезпечує експлуатаційне керування наявними послугами, підготовкою нових послуг і їх долученням. У якості протоколів взаємодії між SMP, SCEP і SCP використовують Х.25 і стек TCP/IP.

Концептуальна модель IN:

Концепцію інтелектуальної мережі описано в Рекомендації ITU-T серії Q.12хх. Зокрема, концептуальну модель IN подано архітектурою, яка відображає концепцію IN у різних площинах, котрі розкривають різний ступінь деталізації (див. рис. 8.9)

Модель містить чотири розташованих одна над іншою площини, кожна з яких є абстрактним поданням (зі своїм ступенем деталізації) тих можливостей, якими володіє інтелектуальна мережа.

Зміни, пов'язані з тією або іншою послугою функції, відображено на кожній площині відповідними об'єктами, причому функціональні об'єкти сусідніх площин заданим способом співвідносяться один з одним.

За допомогою поданої концептуальної моделі можна проектувати послуги та моделювати їх подання для мереж IN, які мають різну структуру та різні принципи організації.

Розглянемо більш детально, чим відрізняються площини моделі та яким є їх призначення.

Площина послуг. Верхня площина моделі репрезентує послуги так, як їх сприймає кінцевий користувач. Таке подання не містить інформації про способи та деталі реалізації послуги в мережі. Окрім того, на цій площині видно, що послуга компонується з однієї або декількох різних стандартизованих складових. Кожну з цих складових користувач сприймає як один із атрибутів послуги.

Стандартом визначено як сукупність таких складових, так і правила їх використання.

Глобальна функціональна площина відображає мережу IN у вигляді єдиного функціонального об'єкта. На цій площині подано незалежні від послуг функціональні блоки, узагальнено названі «конструктивними блоками» (Service Indepebded building Block, SIB). Одним із таких блоків (SIB) є блок, який реалізує базовий процес обслуговування виклику (Basic Call Process, BCP). Він виконує традиційні для звичайної комутаційної станції функції, а саме: налаштування з'єднання, роз'єднання, зберігання оперативних даних, а також здатен, виявляючи запити послуги IN, звертатися до інших блоків. Звернення BCP до інших SIB відбувається за допомогою логічного інтерфейсу, так званої точки ініціалізування (Point of Initistion, POI). Після завершення процесу надання послуги IN (у іншому блоці), відбувається повернення в BCP, який продовжує роботу, використовуючи дані, отримані після повернення. Повернення здійснюється через інший логічний інтерфейс, який називають точкою повернення (Point of Return, POR).

Необхідність специфікації точок POI та POR зумовлена тим, що одна й та ж сукупність SIB може надавати абсолютно різні послуги залежно від того, з яких точок BCP здійснено запит.

Розподільча функціональна площина відображає те, як реалізацію послуги IN шляхом розподілення здійснюють програмні засоби. Кожен об'єкт (Functional Entity, FE) на цій площині може виконувати декілька призначених ньому дій.

Блоки SIB подано на розподільчій функціональної площині у вигляді послідовності дій, які виконують об'єкти FE. Деякі з таких дії пов'язані з обміном інформацією між FE, що відображено на цій площині у вигляді інформаційних потоків.

Фізичну площину відображають фізичні елементи мережі (Physical Entity, PE), в якій реалізується концепція IN.

Такими PE можуть бути комутаційні станції, спеціалізовані комп'ютери або бази даних. На фізичній площині показано також, у яких PE розміщено ті чи інші FE.

Підсумовуючи вищевикладене, можна сказати, що концептуальна модель IN є засобом для розмежування етапів проектування послуг та послідовності дій на кожному з них.

Моделюючи процедури керування зв'язками користувачів на розподільчій функціональній та фізичній площинах цієї моделі, можна проаналізувати та порівняти можливі варіанти архітектури IN з урахуванням їх економічної доцільності та ефективності функціонування.

Декларований у стандартах для IN принцип незалежності її архітектури від типу мережі зв'язку є чинним, оскільки міжнародними стандартами однозначно визначено функціональні модулі платформи IN та взаємозв'язку між компонентами IN. Однак відповідь на питання про те, якій частині абонентів мережі загального користування є доступними послуги IN, залежить від принципу організації доступу до платформи IN, а також від кількості на мережі цифрових комутаційних станцій, способів маршрутизації, систем сигналізації та ін.

Упровадження IN, як довів світовий досвід, стримує висока вартість програмно-апаратних засобів для побудови платформи IN і невизначеність попиту на послуги IN.

Передбачено, що спільне використання B-ISDN і IN, надасть змогу вирішити цю проблему.

Модель IN-виклику детально описано в Рекомендації МСЕ Q.1214. Вона складається з двох частин: модель вихідної сторони (А) та модель вхідної сторони (В). На рисунку 8.8 показано модель IN-виклику для вихідної сторони (А). Модель вхідної сторони (В) є подібною.

Модель містить послідовність точок, які відображають фази станів базового процесу, виконуваного комутаційною станцією під час налаштування з'єднання, через які проходить процес обслуговування виклику з моменту, коли абонент зняв слухавку, до закінчення сеансу зв'язку. Між точками базового процесу можуть бути точки звернень до послуг IN або подій, які становлять інтерес з точки зору логіки послуги IN. Ці точки називають «тригерними точками». Якщо в процесі обслуговування виклику виявлено активну тригерну точку, то процес призупиняється до того часу, поки SSP і SCP не завершать обмін інформацією, в результаті якого визначаться параметри наступного стану базового процесу.

Модель IN-виклику є надзвичайно важливим елементом інтелектуальної мережі та принципово відрізняється від раніше впроваджених моделей, у яких обробляння виклику комутаційна станція здійснювала від початкового до кінцевого стану без зупинки. Зауважимо, що для впровадження концепції ISDN необхідними є дорогі ISDN-апарати, які здатні безпосередньо замовляти додаткові послуги. У концепції IN логіку послуги розміщено в загальномережевому вузлі керування послугами (SCP), а абонент повинен мати тільки телефонний апарат з тональним набором для „спілкування” з механічним голосом за командою SCP.

12. Концепції керування мережами. Основні положення концепції TMN. Основні положення концепції TINA. Архітектура TINA.

Функції керування мережею займають особливе місце в межах узагальненої функціональної моделі мережі, оскільки робота будь-якої мережі є неможливою без обслуговування, а отже, керування на різних рівнях. Функції керування є певною надбудовою над усіма іншими функціями мережі, а тому породжують відносно самостійні концепції їх реалізації. На даний момент запропоновано та апробуються дві концепції реалізації функцій керування: концепція мережі керування телекомунікаціями (TMN) та архітектура мережевого інформаційного забезпечення телекомунікацій (TINA).

Керування мережею ґрунтується на зборі статистики про проходження сигналів та неординарні або аварійні ситуації, які виникають, тестуванні стану елементів на різних ділянках мережі. Ці функції неможливо здійснити без сигналізації про стани систем (вихід з ладу елементів систем передавання або систем комутації).