Урок 2 (згідно робочої навчальної програми) Огляд історії розвитку комп'ютерних мереж Питання для вивчення
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
Питання для контролю вивченого матеріалу: 1. Назвіть та охарактеризуйте основні технології побудови пасивних оптичних мереж. 2. Яка з технологій будується на підтримці протоколу ІР? 3. Який тип шифрування використовується? 4. Яку з технологій Ви б обрали для побудови власної мережі? Література: Технологии оптических сетей доступа [Eлектронний ресурс]. Pежим доступу: http://des.ua/ru/knowegable-base-ru/articles/item/setej-pon.html Урок № 35 (згідно робочої навчальної програми) Огляд системи маркування ВОК Питання для вивчення: 1. Огляд маркування волоконно-оптичного кабелю ВАТ «Одескабель» 2. Огляд маркування волоконно-оптичного кабелю марки FinMark 3. Кольорове маркування волоконно-оптичних кабелів Огляд маркування волоконно-оптичного кабелю ВАТ «Одескабель». Виробник "Одескабель" використовує декілька систем маркування: – ТУ У 31.3-05758730-032-2003 (Волоконно-оптичні кабелі з центральною трубкою); – ТУ У 31.3-05758730-016-2004 (Волоконно-оптичні кабелі, які застосовуються в середині об'єктів); – ТУ У 31.3-05758730-047-2007 (Волоконно-оптичні кабелі модульної конструкції); – ТУ У 31.3.05758730-068-2010 (Волоконно-оптичні кабелі EcoLight ) Маркування кабелів даного виробника складається з дев'яти позицій. В якості прикладу буде розглянуто кабель з маркуванням EcoLigth МБ- М(1,5)П-8Е Нижче приведено розшифрування кожної з позицій, що використовується для маркування кабелю. Таблиця 3 — Розшифрування маркування ВОК ТМ “Одескабель” Номер позиції Значення Розшифровка значення 1 Вид кабеля ОК — оптичний кабель; EcoLigth — оптичний кабель EcoLigth 2 Тип серцевини М — центрально розташована трубка; С — модульна конструкція 3 Тип броні Б — броня зі сталевої ламінованої стрічки; відсутність символу — броні немає 4 Профіль 8 - Підвісний у формі «8»; відсутність символу - круглий профіль 4 Тип елемента, що блокує воду В - водоблокуюча стрічка і (або) нитки; відсутність символу - гідрофобний заповнювач 5 Тип силового елемента М - Периферійний металевий зі сталевого дроту; Мк - Виносний із сталевого каната (6) Максимальне зусилля розтягнення Позначається цифрою у дужках 7 Матеріал захисного покриття П - Оболонка (захисний шланг) з поліетилену 8 Структура розташування волокон в кабелі N кількість оптичних модулів та М кількість оптичних волокон в них 9 Тип волокна Е - Одномодове ОВ G.652 Е3 - Одномодове ОВ G.653 Е4 - Одномодове ОВ G.654 Е5 - Одномодове ОВ G.655 Е6 - Одномодове ОВ G.656 Е7 - Одномодове ОВ G.657 М — Багатомодове ОВ G.651 М2 - Багатомодове ОВ IEC 60793-2 (62,5 / 125) Огляд маркування волоконно-оптичного кабелю марки FinMark. Маркоутворення даного виробника приведено в таблиці. Таблиця 4 — Розшифровка маркоутворення ВОК виробника FinMark Номер позиції Значення Розшифровка значення 1 Вид кабелю UT – кабель з одним оптичним модулем; LT – кабель з де-кількома оптичними модулями та центральним силовим елементом; MT – кабель для внутрішніх інсталяцій з волокном в плотному буфері; MB – кабель якому кожне волокно в індивідуальній захисній оболонці; PS – кабель для патчкордів та перемичок; PA – кабель для патчкордів та перемичок армований; FTTH - кабель для побудови мережі з глибоким проникненням волокна в будівлю; 2 Кількість волокон в кабелі (три цифри) від 002 до 288 для кабелів з окремими волокнами та до 720 для кабелів зі стрічковими волокнами 3 Тип волокна SM – одномодове стандартне волокно, відповідно до ITU.T-652.D; MM – багатомодове волокно 50/125 мкм; SS – одномодове волокно зі зміщеною дисперсією, відповідно до ITU.T-655 4 Конструктивні особливості Utxxxxx: 01 - модуль - 2хСт пров 0.6мм - ПЕ 02 - модуль - БрСтПр - Ст гофр — ПЕ 03 - модуль - Ст гофр - 2хСт пров 1.2мм - ПЕ 04 - модуль - Ст гофр - 2хСт пров 1мм - ПЕ 05 - модуль - БрСтПр - Al гофр - ПЕ 06 - модуль – Ст. гофр - ПЕ 08 - модуль – Ст. гофр - ПЕ - силовий трос 3мм 11- модуль - скловолоконна стрічка — LSZH 18 - модуль - ПЕ - силова проволока 1.6мм 28 - модуль- арамідні волокна - ПЕ - несуча проволока 1.6мм 38 - модуль- арамідні волокна - ПЕ – несуча проволока 1.8мм 48 - модуль - ПЕ - несучий трос 3мм 58 - модуль- ПЕ - несучий трос Ltxxxxx: 02 - Ст пров - модулі - Ст гофр - ПЕ 03 - Ст пров - модулі - ПЕ - Ст гофр - ПЕ 04 - Ст пров - модулі - Ст гофр – ПЕ 05 - Ст пров - модулі - Al лента - ПЕ 08 - Ст пров- модулі - Ст гофр - ПЕ — несучий трос 11 - FRP - модулі - ВБЛ - ПЕ 12- FRP - модулі - Ст гофр — ПЕ 13 - FRP - модулі - ПЕ - Ст гофр - ПЕ 18 - Ст пров- модулі - ВБЛ - ПЕ - несучий трос Скорочення: Ст пров - стальна проволока FRP – склопластиковий пруток Ст гофр – сталева гофрована стрічка БрСтПр - броня зі сталевих проволок Al гофр – алюмінієва гофрована стрічка Al лента - алюмінієва стрічка ВБЛ – стрічка, що блокує воду ПЕ - поліетилен 5 Додатковий індекс (необов’язковий) Повідомляє додаткові дані про матеріали: ADSS – повністтю діелектричний самонесучий кабель; LSZH – малодимна безгалогенна, оболонка, яка не повсюджує горіння; T – стрічка, що блокує воду; CW – мідна проволока; PVC – полівінілхлоридна оболонка Кольорове маркування волоконно-оптичних кабелів. Колір забарвлення оптичних шнурів (патчкордів), а так само пігтейлів залежить від типу оптоволокна, яке знаходиться в ньому. Найбільш поширені жовтий (одномодове волокно) і помаранчевий (багатомодове оптоволокно) колір оболонки. Проте і раніше і в даний час використовувалася й інший тип забарвлення. Наприклад, багатомодовий шнур міг бути пофарбований в чорний колір. Для полегшення ідентифікації волокон в оптичному кабелі і зручності при монтажі застосовується наступна колірна ідентифікація волокон. Таблиця 5 — Відповідність кольору умовному номеру волокна Волокно Колір волокна 1 Синій 2 Помаранчевий 3 Зелений 4 Коричневий 5 Сірий 6 Білий 7 Червоний 8 Чорний 9 Жовтий 10 Фіолетовий 11 Рожевий 12 Бірюзовий Якщо в оптичному модулі розташовано більше 12 волокон, то вводиться додаткове маркування чорними мітками, нанесеними через 50 мм. Тобто, наступні 12 волокон будуть мати забарвлення, відповідне першим дванадцяти, але з чорними мітками. У кабелях модульної конструкції (Loose Tube), що містять до 12 модулів (тобто до 144 волокон), модульні трубки мають колірну ідентифікацію - 12 кольорів, аналогічних кольорам волокон. При більшому числі волокон модулі розташовуються звиті вдовоє. При цьому для першого звиву залишається колірна ідентифікація, а для другого - вводиться колірний ключ — це пара оптичних модулів зеленого і червоного кольору від яких можна робити відлік інших нефарбованих модулів. Відлік оптичних модулів здійснюється від червоного модуля в напрямку зеленого. Питання для контролю вивченого матеріалу: 1. Назвіть особливості маркування ВОК. 2. Проведіть аналіз у способах маркування представлених виробників. 3. На який параметр перш за все потрібно звернути увагу під час вибору ВОК? 4. Для чого використовується кольорове маркування ВОК? Література: Технологии оптических сетей доступа [Eлектронний ресурс]. Pежим доступу: http://des.ua/ru/knowegable-base-ru/articles/item/setej-pon.html Урок № 41 (згідно робочої навчальної програми) Порівняльна характеристика технологій для побудови бездротових мереж Wi-Fi та WiMAX Питання для вивчення: 1. Порівняльний аналіз технологій Wi-Fi та WiMAX Порівняльний аналіз технологій Wi-Fi та WiMAX. Зіставлення WiMAX і Wi-Fi далеко не рідкість, можливо, тому, що співзвучне звучання термінів, схожі назви стандартів, на яких ґрунтуються ці технології (стандарти IEEE, обидва починаються з «802.»), а також обидві технології використовують бездротове з'єднання та використовуються для підключення до інтернету (каналу обміну даними). Але незважаючи на це, ці технології спрямовані на вирішення абсолютно різних завдань. WiMAX — це система далекої дії, що покриває кілометри простору, яка, зазвичай, використовує ліцензовані спектри частот (хоча можливо і використання неліцензованих частот) для надання з'єднання з інтернетом типу точка-точка провайдером кінцевому користувачеві. Різні стандарти сімейства 802.16 забезпечують різні види доступу, від мобільного (схожий з передачею даних із мобільних телефонів) до фіксованого (альтернатива провідниковому доступу, при якому бездротове обладнання користувача прив'язане до розташування). Wi-Fi — це система більш короткої дії, що зазвичай покриває сотні метрів, яка використовує неліцензовані діапазони частот для забезпечення доступу до мережі. Зазвичай, Wi-Fi використовується користувачами для доступу до їх власної локальної мережі, яка може бути не підключена до Інтернету. Якщо WiMAX можна порівняти з мобільним зв'язком, то Wi-Fi швидше схожий на стаціонарний бездротовий телефон. WiMAX використовує механізм, заснований на встановленні з'єднання між базовою станцією та пристроєм користувача. Кожне з'єднання базується на спеціальному алгоритмі планування, який може гарантувати параметр QoS (QoS (англ. Quality of service) — якість обслуговування. Під цим терміном в області комп'ютерних мереж називають імовірність, що мережа зв'язку відповідає заданій угоді про трафік або ж, у ряді випадків, неформальне позначення ймовірності того, що пакет (ІТ) пройде між двома точками мережі) для кожного з'єднання. Wi-Fi, в свою чергу, використовує механізм QoS подібний тому, що використовується в Ethernet, при якому пакети отримують різний пріоритет. Такий підхід не гарантує однаковий QoS для кожного з'єднання. Через дешевизну і простоту установки, Wi-Fi часто використовується для надання клієнтам швидкого доступу в Інтернет різними організаціями. Наприклад, у більшості кафе, готелів, вокзалів та аеропортів можна виявити безкоштовну точку доступу Wi-Fi. У Wi-Fi мережах всі користувацькі станції, які хочуть передати інформацію через точку доступу (АР), змагаються за «увагу» останньої. Такий підхід може викликати ситуацію, при якій зв'язок для більш віддалених станцій буде постійно обриватися на користь більш близьких станцій. Цей недолік робить поганим використання таких сервісів, як Voice over IP (VoIP), які дуже сильно залежать від безперервного з'єднання. Що ж стосується мереж 802.16, в них MAC використовує алгоритм планування. Будь-якій користувальницькій станції варто лише підключитися до точки доступу і для неї буде виділений слот на точці доступу, недоступний іншим користувачам. Але, незважаючи на всі відмінності між Wi-Fi та WiMAX на даний момент використовується технологія побудови бездротових мереж, яка має на увазі те, що локальні мережі Wi-Fi є доповненням мереж WiMAX, тобто для кінцевого користувача доступний лише Wi-Fi. Таблиця 6 - Порівняльна характеристика бездротових технологій Wi-Fi та WiMAX Технологія Wi-Fi WiMAX Набір стандартів для комунікацій в бездротовій ЛОМ ІЕЕЕ 802.11 Набір стандартів для комунікацій в бездротовій ЛОМ в масштабах міста ІЕЕЕ 802.16 Частотний діапазон 2,4 Ггц — 5 ГГц Частотний діапазон до 66 ГГц Швидкість передачі даних 11 Мбіт/с до 54 Мбіт/с Швидкість передачі даних від 30 Мбіт/с до 70 Мбіт/с Радіус дії до 5 км Радіус дії до 25 км Використання для захисту алгоритмів WEP, WPA , WPA2 Використання для захисту більш нових алгоритмів шифрування Використання інтегрованого обладнання Висока вартість обладнання Питання для контролю вивченого матеріалу: 1. Чи можлива сумісність роботи між обладнанням для Wi-Fi та WiMAX? 2. Якими стандартами означені технології Wi-Fi та WiMAX? 3. В чому полягає головна відмінність між технологіями Wi-Fi та WiMAX? 4. Яку Ви б використали технологію для побудови своєї мережі? На що, перш за все, звернли б увагу? Література: А.Шахнович – Беспроводные сети, електронний ресурс, стор.77-85 Урок № 42 (згідно робочої навчальної програми) Методи та технології обробки сигналу Питання для вивчення: 1. Розширення спектру методом прямої послідовності — DSSS 2. Псевдовипадкова зміна робочої частоти — FHSS 3. Ортогональне частотне мультиплексування — OFDM 4. Двійкове пакетне згортальне кодування — PBCC 5. Кодування з використанням комплементарних кодів — ССК 6. CCK-OFDM 7. Множинний прийом/передача — MIMO. Незалежно від того, яке середовище передачі даних використовує у своїй роботі локальна мережа, існує цілий набір технологій і методів обробки сигналу, які застосовуються спільно з протоколами передачі даних, щоб передані дані не просто досягли адресата, але дійшли швидко, без помилок і бажано без необхідності їх повторної передачі. Розширення спектру методом прямої послідовності — DSSS. DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum, розширення спектру методом прямої послідовності) - один з основних методів модуляції сигналу, що використовується в бездротових локальних мережах. Даний метод застосовується для перетворення вихідного сигналу і передачі його одночасно по декількох каналах зв'язку певної ширини. Принцип його роботи досить простий і виглядає наступним чином: діапазон частот, виділений для бездротової мережі (2400-2483,5 МГц), розбивається на 11 каналів шириною 22 МГц. Далі, за допомогою методу послідовностей Баркера (послідовність Баркера — це числова послідовність в якій кожен елемент дорівнює або +1 або -1), кожен біт даних перетворюється в 11 біт, у результаті чого виходить 11-кратна надмірність. Після цього дані передаються паралельно відразу по всіх 11 каналах. Такий підхід дозволяє гарантовано передати і прийняти весь обсяг даних навіть при слабкому рівні сигналу і високому рівні шумів у каналах. Це не тільки дозволяє економити енергію, яка використовується для передачі даних, але і не заважає роботі сусідніх вузькосмугових пристроїв, оскільки широкосмугова передача даних невеликої потужності сприймається як звичайний шум. Псевдовипадкова зміна робочої частоти — FHSS. FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum, псевдовипадкова зміна робочої частоти) - ще один метод обробки сигналу з метою розширення його спектру, що використовується в бездротових локальних мережах. Метод FHSS також розбиває діапазон частот 2400-2483,5 МГц на смуги, але, ці канали мають ширину 1 МГц і їх кількість складає 79. Згідно з методом FHSS, дані передаються тільки по одному каналу, але сам канал з частотою не більше 20 мс змінюється псевдовипадковим чином. Причому, схема зміни каналу визначається і узгоджується між передавачем і приймачем заздалегідь, на етапі з'єднання. Подібний підхід дозволяє значно зменшити ймовірність того, що передачі даних щось може перешкодити. Навіть якщо в один з моментів передачі даних якесь інше бездротове обладнання займе потрібний канал, сигнал про це надійде відправнику, і необхідний фрагмент даних буде відправлений повторно. У порівнянні з DSSS метод FHSS є більш перешкодозахищеним. Причиною є ширина каналу, який використовується для передачі даних. Так, можливість виникнення перешкоди для передачі, яка ведеться за допомогою 79 каналів шириною в 1 Мгц, набагато нижче, ніж ймовірність появи перешкоди для передачі, яка використовує канал шириною в 22 МГц. З цієї причини на практиці системи FHSS виявляються більш стійкими до широкосмугових перешкод і можуть продовжувати працювати в умовах, коли системи DSSS вже не здатні нормально сприймати корисний сигнал. Ортогональне частотне мультиплексування — OFDM. OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, ортогональноє частотне мультиплексування) — один з методів цифрової модуляції сигналу, що дозволяють збільшити швидкість передачі даних за рахунок розумного використання каналів зв'язку і методу передачі даних. Головною причиною появи і застосування цього методу обробки сигналу є пошук способів боротьби з широкосмуговими перешкодами — основною причиною поганого зв'язку в умовах великої кількості великогабаритних перешкод у вигляді багатоповерхових житлових будинків та інших будівель. Принцип роботи даного методу заснований на розбитті потоку даних за допомогою інверсного дискретного перетворення Фур'є на більш дрібні складові, які передаються паралельно, кожен на своїй частоті. Це дозволяє не тільки домогтися високої швидкості передачі даних, але і звести до мінімуму різного роду перешкоди, особливо у вигляді відображеного сигналу. За рахунок частково перекриття каналів код, який передається є надлишковим, що може використовуватися для відновлення втрачених частин. Дані, що надійшли одержувачу, проходять процедуру відновлення цілісності, для чого використовується швидке дискретне перетворення Фур'є, тільки цього разу пряме. Двійкове пакетне згортальне кодування — PBCC. PBCC (Packet Binary Convolutional Coding, двійкове пакетне згортальне кодування) — один з методів кодування даних, що дозволяє збільшити швидкість передачі даних за рахунок стискування коду. Принцип роботи методу згортального кодування полягає в наступному. При проходженні, так званого, згортального кодера послідовність вхідних біт змінюється: кожному біту даних ставиться у відповідність додатковий біт або біти інформації. За рахунок цього виходить потрібна надмірність коду, яка робить дані більш стійкими до перешкод і дозволяє розшифрувати їх, навіть якщо частина повідомлення буде загублена. Що стосується надмірності коду, то цей параметр регулюється в залежності від потреб. Згортальний кодер використовує певну систему запам'ятовуючих осередків, які зберігають стан попереднього сигналу. Цей факт і дозволяє відновлювати дані, навіть, якщо більша частина з них буде пошкоджена або загублена. Після того як на виході опиняється надлишковий код, він піддається фазовій модуляції за допомогою одного з методів, наприклад BPSK (двійкова модуляція), QPSK (квадратична модуляція), 8-PSK (восьмипозиційна фазова модуляція) і т. д. При попаданні сигналу в приймач дані проходять зворотний процес перетворення, для чого, як правило, використовується декодер Вітербо. Кодування з використанням комплементарних кодів — ССК. ССК (Complementary Code Keying, кодування з використанням комплементарних кодів) — одна з технологій, при використанні якої дані проходять етап кодування з метою отримання надмірності коду та застосування цієї надмірності для відновлення (якщо з'явиться така необхідність). Технологія ССК досить складна з математичної точки зору, але загальний принцип її роботи зводиться до наступного: кожен біт переданих даних кодується за допомогою восьмибітової послідовності (слова), що призводить до додавання додаткових біт інформації. Ця технологія застосовується в парі з одним з методів модуляції сигналу, який займається безпосередньо передачею даних. Для декодування даних з боку приймача використовується та ж схема кодування, яка застосовувалася для кодування інформації. CCK-OFDM. CCK-OFDM - гібридна технологія кодування, що представляє собою симбіоз технології ССК та методу модуляції сигналу OFDM. Такий підхід дозволяє збільшити швидкість передачі даних за рахунок того, що заголовок кадру, тобто службова частина даних, кодується за допомогою технології ССК, а самі дані передаються з використанням кодування ODFM. Множинний прийом/передача — MIMO. MIMO (Multiple Input, Multiple Output, множинний прийом/передача) — технологія, за допомогою якої прийом та передача даних ведеться за допомогою роздільних антен, кількість яких може бути будь — якою. Причиною появи даної технології стала необхідність збільшення радіусу мережі і швидкості передачі даних. Звичайно, підвищення дальності і якості зв'язку можна досягти і за рахунок використання більш потужних передавачів і антен зі збільшеним коефіцієнтом посилення. Проте, існуючі стандарти суворо обмежують потужність передавача, особливо для систем офісного або домашнього застосування, тому такий підхід не є ефективним. Ддля прийому і передачі даних використовуються різні антени, при цьому, існують алгоритми і методи обробки сигналу, що дозволяють звести до мінімуму взаємні наведення в передавальному і приймальному тракті пристрою. Підвищення швидкості передачі даних стало можливим також за рахунок збільшення ширини каналу зі стандартних 22 до 40 МГц та застосування більш досконалих методів кодування. |