Системы связи на основе бшпд
Беспроводной широкополосный доступ – эффективная технология передачи информации абонентам, которые находятся на удалении от опорной сети доступа к инфраструктуре системы связи, когда средства приема являются движущимися, а также в тех случаях, если прокладка кабеля в данной местности невозможна, либо не рентабельна. Широкополосные сети обеспечивают предоставление услуг связи гарантированного качества в заданном интервале частот.
Технология БШПД основана на теории широкополосных сигналов, которая была разработана для обеспечения повышенной помехоустойчивости при передаче данных с применением источника сигнала малой мощности. Для вещания берется значительно больший диапазон частот, чем при обычной (узкополосной) передаче, а сигнал преобразуется оптимальным образом в тракте приема.
Избыточность полосы пропускания и специальная обработка обеспечивают повышенный показатель соотношения сигнал-шум при невысокой мощности источника передачи. Поэтому оборудование систем БШПД отличается малой мощностью, а значит обладает небольшими габаритами и относительно низкой стоимостью.
В одной полосе пропускания может одновременно идти вещание несколько типов. Для этого каждой передающей сигнал системе выделяется часть диапазона, а все устройства заранее настраиваются для работы только с выделенным интервалом частот. Чтобы посылать данные в обоих направлениях – и на прием, и на передачу – обеспечивают два пути прохождения сигнала – в полосе пропускания выделяют два канала, работающих с разыми частотами.
Актуальными на сегодняшний день технологиями БШПД принято считать:
Продолжают применяться стандарты предыдущего поколения, такие как UMTS, CDMA, DECT.
Беспроводная передача данных
Беспроводные технологии служат для передачи информации на расстояние между двумя и более точками, не требуя связи их проводами. Для передачи информации может использоваться инфракрасное излучение, радиоволны, оптическое или лазерное излучение.
В настоящее время существует множество беспроводных технологий, наиболее часто известных пользователям по их маркетинговым названиям, таким как Wi-Fi, WiMAX, Bluetooth. Каждая технология обладает определёнными характеристиками, которые определяют её область применения.
Существуют различные подходы к классификации беспроводных технологий.
Классификация по дальности действия:
- Беспроводные персональные сети WPAN (Wireless Personal Area Networks). К этим сетям относятся Bluetooth.
- Беспроводные локальные сети WLAN (Wireless Local Area Networks). К этим сетям относятся сети стандарта Wi-Fi.
- Беспроводные сети масштаба города WMAN (Wireless Metropolitan Area Networks). Примеры технологий — WiMAX.
Классификация по применению:
- Корпоративные (ведомственные) беспроводные сети — создаваемые компаниями для собственных нужд.
- Операторские беспроводные сети — создаваемые операторами связи для возмездного оказания услуг.
Кратким, но ёмким способом классификации может служить одновременное отображение двух наиболее существенных характеристик беспроводных технологий на двух осях: максимальная скорость передачи информации и максимальное расстояние.
Краткий обзор самых популярных технологий беспроводной передачи данных
Wi-Fi
Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance». Название технологии — Wireless-Fidelity («беспроводная точность») по аналогии с Hi-Fi.
В начале использования установка Wireless LAN рекомендовалась там, где развертывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно. В настоящий момент во многих организациях используется Wi-Fi, так как при определенных условиях скорость работы сети уже превышает 100 Мбит/сек. Пользователи могут перемещаться между точками доступа по территории покрытия сети Wi-Fi.
Мобильные устройства (КПК, смартфоны, PSP и ноутбуки), оснащенные клиентскими Wi-Fi приёмо-передающими устройствами, могут подключаться к локальной сети и получать доступ в Интернет через точки доступа или хот-споты.
История
Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Создатель Wi-Fi — Вик Хейз (Vic Hayes) работал в команде, участвовавшей в разработке стандартов IEEE 802.11b, IEEE_802.11a и IEEE_802.11g. Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 МБит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с.
Bluetooth
Bluetooth — производственная спецификация беспроводных персональных сетей (англ. Wireless personal area network, WPAN).
Спецификация Bluetooth была разработана группой Bluetooth Special Interest Group, которая была основана в 1998 году. В неё вошли компании Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia. Впоследствии Bluetooth SIG и IEEE достигли соглашения, на основе которого спецификация Bluetooth стала частью стандарта IEEE 802.15.1 (дата опубликования — 14 июня 2002 года). Работы по созданию Bluetooth компания Ericsson Mobile Communication начала в 1994 году. Первоначально эта технология была приспособлена под потребности системы FLYWAY в функциональном интерфейсе между путешественниками и системой.
Радиус действия Bluetooth может достигать 100 метров.
WiMAX
WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Технология разработана на основе стандарта IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN.
Область использования
WiMAX разработан для решения следующих задач:
· Соединение точек доступа Wi-Fi друг с другом и другими сегментами Интернета.
· Обеспечение беспроводного широкополосного доступа как альтернативы выделенным линиям и DSL.
· Предоставление высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг.
- Создание точек доступа, не привязанных к географическому положению.
WiMAX позволяет осуществлять доступ в Интернет на высоких скоростях, с гораздо большим покрытием, чем у Wi-Fi сетей. Это позволяет использовать технологию в качестве «магистральных каналов», продолжением которых выступают традиционные DSL- и выделенные линии, а также локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети в рамках целых городов.
Спецификации стандартов WiMAX
IEEE 802.16-2004(известен также как 802.16d или фиксированный WiMAX). Спецификация утверждена в 2004 году. Поддерживает фиксированный доступ в зонах с наличием либо отсутствием прямой видимости. Пользовательские устройства: стационарные модемы для установки вне и внутри помещений, а также PCMCIA-карты для ноутбуков. В большинстве стран под эту технологию отведены диапазоны 3,5 и 5 ГГц. По сведениям WiMAX Forum, насчитывается уже порядка 175 внедрений фиксированной версии. Многие аналитики видят в ней конкурирующую или взаимодополняющую технологию проводного широкополосного доступа DSL.
IEEE 802.16-2005 (известен также как 802.16e и мобильный WiMAX). Спецификация утверждена в 2005 году и оптимизирована для поддержки мобильных пользователей и поддерживает ряд специфических функций, таких как хэндовер(англ.), idle mode и роуминг. Планируемые частотные диапазоны для сетей Mobile WiMAX таковы: 2,3-2,5; 2,5-2,7; 3,4-3,8 ГГц. В мире реализованы несколько пилотных проектов, в том числе первым в России свою сеть развернул «Скартел». Конкурентами 802.16e являются все мобильные технологии третьего поколения (например, EV-DO, HSDPA).
Основное различие двух технологий состоит в том, что фиксированный WiMAX позволяет обслуживать только «статичных» абонентов, а мобильный ориентирован на работу с пользователями, передвигающимися со скоростью до 120 км/ч. Мобильность означает наличие функций роуминга и «бесшовного» переключения между базовыми станциями при передвижении абонента (как происходит в сетях сотовой связи). В частном случае мобильный WiMAX может применяться и для обслуживания фиксированных пользователей.
Защита информации на промышленных предприятиях
Широкое использование информационных сетей и хранение в цифровом виде данных, составляющих корпоративную тайну, не только повышает эффективность работы организации, но и создает риски нового типа: возможность кражи конфиденциальных сведений, нарушения коммуникации и постороннего вмешательства в бизнес процессы.
Наиболее эффективной мерой повышения устойчивости к взлому является применение специализированных устройств дополнительно защищенных от несанкционированного доступа. Такое оборудование оснащается системами аутентификации, дающими доступ только с заранее прописанных адресов и устройств.
Прописывание автоматической реакции оборудования на обнаружении несанкционированного вмешательства в работу позволяет повысить защищенность системы. В качестве основных мер противодействия взлому чаще всего применяются блокировка учетной записи, либо блокировка порта.
Оборудование бшпд
Чтобы организовать беспроводную сеть необходимо использовать ряд специальных устройств, имеющих различное назначение и отличающийся функционал:
Репитеры используются для усиления сигнала и позволяют увеличивать расстояние его передачи. Адаптеры необходимы в качестве переходников для подключения устройства абонента к беспроводному роутеру. Маршрутизаторы служат для распределения потоков данных, позволяют преобразовывать сигнал в случае перехода от одного стандарта связи к другому. Коммутаторы выполняют функции управления, мониторинга сети, распределения нагрузки и ряд иных опций.
Применяются секторные, панельные или параболические антенны, они являются неотъемлемой частью точек доступа и служат для увеличения дальности передачи. Расстояние, на которое отправляется сигнал, может составлять до 20 км. Роутеры, поддерживающие технологии ADSL либо 4G, используются в сетях, которые функционируют согласно соответствующему стандарту и необходимы, если подключение другим методом не рентабельно или вовсе невозможно.
Оборудование бшпд в промышленности
Телекоммуникационные устройства применяемые на объектах промышленности должны отличаться повышенными характеристиками, такими как:
Оборудование функционирует в сложных условиях, а от его надежности зависит не только правильность проведения технологических и организационных процессов, но и безопасность работы людей. Поэтому устройства, предназначенные для производственных и добывающих предприятий, проходят дополнительную подготовку.
Так, например, паяные соединения покрываются лаком, чтобы повысить их защищенность от коррозии, а платы обладают повышенной устойчивостью к химическим и механическим воздействиям. Оборудование проходит тестирование, при отбраковке, с помощью дополнительных проверок, выявляют скрытые дефекты.
Использование резервных систем – это альтернативный способ повышения надежности, не требующий применения дорогого, высококачественного оборудования. Дублирование позволяет значительно повысить отказоустойчивость системы применяя дополнительные контуры связи.
Преимущества бшпд
Современные беспроводные широкополосные сети способны достигать скорости 450 Мбит/с, а сети пятого поколения 7 Гбит/с. Они обеспечивают обмен данными в рамках сети и служат для передачи мультимедийной информации: потокового видео, телевизионных трансляций, пакетной передачи речи, обеспечения видеоконференций, IP-телефонии.
Преимущества сетей БШПД делают их наиболее эффективным средством для применения в качестве «последней мили», то есть финального отрезка сети, на котором осуществляется связь непосредственно с абонентом. Реализация системы в этом случае выглядит так, что до определенного этапа оператор прокладывает кабельные магистрали, а на последнем участке монтирует ретрансляционное оборудование и связь с устройствами конечных пользователей осуществляется с помощью беспроводных технологий.
Применение бшпд. как беспроводные сети упрощают работу на промышленных, удаленных и труднодоступных объектах?
Беспроводные сети на промышленных предприятиях дают возможность повышать качество производственных процессов, уменьшать расходы, использовать упрощенную инфраструктуру ЛВС, осуществлять контроль за работой. Применяя сети БШПД удается добиться следующих эффектов:
Персональные средства связи с функцией подключения к беспроводной сети обеспечивают мобильность абонентов. Что необходимо, если человек вынужден перемещаться по большой территории и при этом требуется, чтобы он в любой момент был доступен и сам имел доступ к системе связи.
Беспроводные сети дают возможность создать системы удаленного видеонаблюдения, которые необходимы для фиксации и мониторинга событий, происходящих на производственных площадках. Актуально для всех типов организаций. При этом, с помощью Интернета, доступ к трансляции можно получить из любой точки планеты.
Осуществление мониторинга положения персонала – полезная опция как для производственных, так и для добывающих организаций. Можно быстро найти и вызвать нужного сотрудника, следить за эффективностью работы, а также своевременно обнаружить человека в случае возникновения аварийной ситуации.
Беспроводные сети позволяют автоматизировать процессы производства. Использование датчиков и управляющих устройств делает возможным дистанционный контроль и управление. Востребовано на удаленных месторождениях, а также для оборудования расположенного в труднодоступных местах. С помощью беспроводных устройств мониторинг можно осуществлять непрерывно, а не время от времени.
Создание систем беспроводной связи на удаленных объектах позволяет не только осуществлять непрерывный контроль работы персонала, управление оборудованием, но и оперативно реагировать на любые изменения, своевременно принимать решения, а значит предотвращать аварийные ситуации и, при необходимости, быстро оказывать требуемую помощь сотрудникам, находящимся на труднодоступных производственных или добывающих площадках.
Использование беспроводных систем на производственных, а также добывающих предприятиях позволяет повысить мобильность персонала, увеличить скорость обмена информацией, улучшить коммуникацию с удаленными площадками. Отсутствие кабелей повышает надежность системы, а современные технологии беспроводной связи дают возможность обеспечить высокую скорость передачи данных.
Становятся доступны технологии потокового видео, пакетной передачи речи, конференц-связь, видеонаблюдение, телеметрия и многие другие. С помощью систем БШПД осуществляют автоматизацию, снижают непосредственное участие человека, внедряют инновации увеличивающие выработку.
