Тема Компютърна система ibm pc/xt i8086 Процесорите 8086

Безжична преносна среда

       отпада необходимостта от окабеляване;

       компютрите не се обвързват с конкретно работно място;

       лесно се включва нов компютър към мрежата.

Внимание

При изграждане на безжична компютърна мрежа важен момент, на който трябва да се обърне особено внимание е сигурността на данните.

При безжичните комуникации има три основни метода за предаване на информация:

       с инфрачервени лъчи;

       с помощта на радиовълни.

Лазер (Laser)

Технологията се основава на усилване на светлината чрез стимулирана емисия на лъчение. Лазерният генератор излъчва поле от електромагнитна енергия, в която всички вълни са с еднаква честота и са подредени във фаза. Различните типове лазери произвеждат лъчи с различна дължина на вълната.

Сигналът при лазерните мрежи представлява импулси от лазерна светлина. Самата технология изисква пряка видимост между две устройства за осъществяване на комуникация. Това е и основният недостатък на лазерните безжични комуникации.

FSO (Fiber Space Optics) е безжична оптическа технология, която използва лазерна светлина за предаване на данни между две точки. Тези технологии са създадени за военни и космически приложения и едва в последните години имат по-голямо приложение. Обикновено се използва инфрачервен или червен лазер. Повечето системи работят на първо или второ ниво от OSI модела – това означава, че те създават прозрачно продължение на LAN без необходимост от специфичен софтуер.

Скоростта на пренасяната информация зависи от качеството на преносната среда. Във вакуум пренасянето на информация с насочен лазер не се различава съществено от пренасянето на информация чрез оптически кабел и скоростите на трансфер, които могат да се постигнат са приблизително същите – до няколко гигабита. В атмосферата е възможно предаване на информация със скорост до 10Mbps. (Пример: http://ronja.twibright.com/ 10Mbps на 1.4km) Нарушените атмосферни условия – дъжд, сняг, мъгла, светкавици и др. – пречат на трансфера. Начин за намаляване на грешките е чрез дублиране на информацията – увеличаване на броя на излъчвателите и приемниците.

Най-сериозните проблеми пред технологията FSO са:

1.      Пряко слънчево лъчение – за възпрепятстване на слънчевите лъчи се използват козирки, филтри.

2.      Стабилност на насочването. Дори промяна в насочването с част от градуса е фатално. Крепежните елементи, самите сгради имат температурно разширение, което води до грешки в насочването. Избягва се с автоматична насочваща система или разширяване на лъча.

3.      Наличие на вибрации с честота под 10Hz – това е проблем при изграждане на високи кули. Дори при високите сгради – над 10 етажа има вибрации, причинени от самата сграда, от ходене, строителни работи и други.

Инфрачервени лъчи (Infrared – IrDA)

За изграждане на компютърна мрежа се използват устройства по спецификациите IrDA (Infrared Data Association). Разстоянията между излъчвателя и приемника са от 5cm до 60cm. IrDA е FSO технологията с най-малък обсег. Използват се няколко основни категории устройства, определящи различните нива на скорост на обмена:

SIR (Serial Infrared) предлага скорости, нормално поддържани от серийния порт RS-232 (9600bps, 19200bps, 38400bps, 57600bps и 115200bps);

MIR (Medium Infrared) не е официална категория. Устройствата предлагат скорости 0.576 Мbps и 1.152 Mbps;

FIR (Fast Infrared). Скорост до 4Mbps.

VFIR (Very Fast Infrared). Скорост до 16Mbps.

UFIR (Ultra Fast Infrared). Това е последната категория, която в момента се разработва. Тя обещава скорости до 100Mbps.

Радиовълни

PAN – технология за изграждане на безжична персонална мрежа

WLAN – технология за изграждане на безжична локална мрежа

WWAN – технология за изграждане на безжична глобална мрежа.

 

WPAN - Bluetooth устройства

Безжичната технология Bluetooth е предназначена за връзка между компютри, телефони и мобилни аксесоари на къси разстояния, създавайки персонална локална мрежа (PAN – Personal Area Network). Тя е проектирана да замести кабелните връзки между устройствата, предлагайки висока степен на защита на информацията. Основните й характеристики са: ниско ниво на енергопотребление, ниска цена. Също както и безжичните мрежи 802.11b, 802.11g тя работи в свободния от лицензиране радиочестотен диапазон 2400-2483.5 MHz., но използва различна модулационна техника. Радио-честотите са разделени на 79 RF канала, номерирани от 0 до 78, всеки канал е изместен с 1MHz, започвайки от 2402MHz. Използват се два метода на модулиране. При базовия Bluetooth се използва GFSK (Gaussian Frequency-Shift Keying) – модулиране с изместване на честотата. Различните двоични стойности се модулират с различна честота, като отклонението е не по-малко от 115kHz. За намаляване на ефекта от радио-интерференция и за осигуряване на защита от подслушване се използва модулацията FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum). Това е прост, лесно реализируем метод – информацията се разделя на времеви слотове, всеки с продължителност 625ms. Честотата на всеки слот се променя псевдослучайно, като схемата е известна само на предавателя и приемника.

В зависимост от мощността си Bluetooth устройствата са разделени на три класа:

Скоростта на трансфер зависи от версията: при версия 1.2 трансферът е 1Mbps, при версия 2.0+EDR – до 3Mbps.

Фиг. 1-8. Bluetooth адаптер

За изграждане на WLAN се използват широко разпространените Wi-Fi технологии. Те се основават на групата стандарти IEEE 802.11. В момента се използват шест техники на модулация на радио-сигналите, като трите най-популярни са дефинирани в стандартите 802.11a, 802.11b и 802.11g. Технологиите 802.11b и 802.11g използват свободна от лицензиране честотна лента около 2.4GHz, като може да се получи интерференция с безжични телефони, Bluetooth устройства и микровълнови печки. В много страни честотната лента 2.4GHz е претоварена или заета. Затова 802.11a използва диапазона над 5GHz. Недостатък за тези устройства е необходимост от пряка видимост между устройствата, висока степен на поглъщане от сгради и предмети. Това налага повишаване на предавателната мощност – което не се вписва в идеята за използване на технологията в мобилни компютри с ниско ниво на енергопотребление.

Безжичните глобални мрежи използват 2G и 3G технологиите, изграждащи на мрежи от клетъчни телефони (wide area cellular telephone networks). Такива са GSM (9600bps), GPRS (2G) – 56 и 114 kbps, UTMS (3G) downlink до 384 kbps и uplink до 64 kbps, CDMA2000 (3G) – до 1.8 Mbps, HSDPA (3.5G) – 1.8, 3.6, 7.2 и 14.4 Mbps.

Една нова технология обещава да завладее пазара на безжичните клетъчни мрежи – WiMax. Изградена е на базата на IEEE стандартите 802.16. Основният стандарт използва диапазона от радиочестоти 10-66 GHz. От версия 802.16d през 2004 г. радиодиапазонът е променен – 2-11GHz. Този стандарт се нарича „фиксиран WiMax”, понеже не осигурява мобилност на устройствата. Усъвършенстваният през 2005 г. 802.16e  вече е „мобилен WiMax”. Използването на технологията OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing) понижава интерференцията, улеснява филтрацията на шум, подобрява енергийната ефективност. Реално WiMax технологията се използва за разстояния от 5 до 8 km при скорости от 512 Кbps до 2 Mbps.

За изграждане на безжични връзки на големи разстояния се използват и мостове (wireless bridges) работещи в стандарта 802.11 с насочени антени. С устройства от най-висок клас (съответно цена) могат да се достигнат ефективно разстояния до 15 km при 2.4 GHz и до 30 km при 5GHz устройства.