Нефть и песок О стали Компрессор - подбор и ошибки Из истории стандартизации резьб Соперник ксерокса - гектограф Новые технологии производства стали Экспорт проволоки из России Прогрессивная технологическая оснастка Цитадель сварки с полувековой историей Упрочнение пружин Способы обогрева Назначение, структура, характеристики анализаторов Промышленные пылесосы Штампованные гайки из пружинной стали Консервация САУ Стандарты и качество Технология производства Водород Выбор материала для крепежных деталей Токарный резец в миниатюре Производство проволоки Адгезия резины к металлокорду Электролитическое фосфатирование проволоки Восстановление корпусных деталей двигателей Новая бескислотная технология производства проката Синие кристаллы Автоклав Нормирование шумов связи Газосварочный аппарат для тугоплавких припоев
Главная страница / Архитектура отрасли

Беспроводные сети (LAN)

Сегодня повсеместно внедряется первое поколение беспроводных LAN, заменяя проводные решения и избавляя всех, наконец, от надоевших клубков проводов за каждым домашним музыкальным центром или сервером в любом офисе. Однако преимущества беспроводных коммуникаций не ограничиваются заменой проводов. Освободившись от вековой «привязи», мы увидим десятки и сотни новых типов соединений, которые станут возможны между различными устройствами.

Совсем скоро ПК в кабинете хозяина дома сможет запросто связываться с DVD-проигрывателем в гостиной, с холодильником в кухне или с карманным компьютером приятеля, находящегося на другом конце города. Все устройства со встроенным радио смогут взаимодействовать друг с другом и обмениваться данными. Любое из них будет участвовать в работе беспроводной сети различными способами: как клиентское устройство, как маршрутизатор либо как конечная точка для другого пользователя. Устройства способны самостоятельно организовывать временную ad hoc сеть, которая создается и уничтожается в зависимости от нужд клиентов.

Как нужно создавать беспроводную сеть, чтобы получить выгоду от этих преимуществ? Исследователи и разработчики корпорации Intel анализируют различные возможности, в том числе перспективную архитектуру для взаимосвязи беспроводных устройств, которая называется ячеистой сетью.

Ячеистая сеть против сети с одним центром (single-hop)

Ячеистая сеть (multi-hop – сеть со многими скачками или центрами) – это гибкая архитектура для эффективного перемещения данных между устройствами. Сравним ее с альтернативной возможностью – сетью с одним центром.

В обычной беспроводной LAN многие пользователи получают доступ к сети через прямую связь с точкой доступа (ТД) – это сеть с одним центром. В сети со многими центрами любое устройство с радиосвязью может служить маршрутизатором или ТД. Если ближайшая ТД перегружена, данные перенаправляются к другому узлу с более низкой загрузкой. Данные продолжают «перескакивать» от одного узла к другому, до тех пор пока не достигнут точки своего окончательного назначения.

Интернет – это хорошо известный каждому пример проводной сети со многими центрами. Когда посылается электронная почта, она не сразу направляется к месту назначения, а передается от одного сервера к другому по самому эффективному пути, зависящему от трафика в сети. Прежде чем добраться до места своего назначения в Амстердаме, электронная почта может «скакнуть» из Москвы в Санкт-Петербург, а потом в Киев. В такой ситуации прямая линия отнюдь не всегда является кратчайшим расстоянием между двумя точками. Более долгое путешествие оказывается более эффективным и быстрым по времени.

Ячеистые сети имеют и другие существенные преимущества перед сетями с единым центром.

УСТОЙЧИВОСТЬ

Ячеистая сеть более устойчива, чем сеть с единственным центром, поскольку не зависит от функционирования каждого узла. В сети с одним центрестает функционировать и вся сеть. В архитектуре ячеистой сети, даже если ТД отказывает или возникает высокий уровень интерференции, сеть продолжает работать – данные будут просто перенаправляться по другому маршруту.

Еще один путь достижения устойчивости сети – использование многочисленных маршрутов для доставки данных. Хороший пример – электронная почта, разделяемая на пакеты данных, которые пересылаются через Интернет по многим маршрутам, а затем собираются в первоначальное письмо, приходящее к адресату. Использование многочисленных маршрутов для доставки данных увеличивает эффективную полосу пропускания.

БОЛЬШАЯ ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ

Физика беспроводных коммуникаций говорит о том, что полоса пропускания увеличивается при уменьшении радиуса действия, поскольку эффект от интерференции и других факторов, вносящих вклад в потерю данных, возрастает с ростом расстояния. Один из способов получить большую полосу пропускания в сети – разбить длинный путь на множество коротких участков и передавать данные через них. Именно так и поступает ячеистая сеть.

Кроме того, для передачи данных на короткие расстояния требуется меньшая мощность, поэтому ячеистые сети способны работать в более широкой полосе, несмотря на ограничения американской Федеральной комиссии по коммуникациям (FCC) на максимум передаваемой мощности.

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВА

Возможность эффективного использования пространства – еще одно преимущество ячеистой сети перед сетью с одним центром. Как уже отмечалось, в сети с одним центром нередки ситуации, когда много устройств обращаются к одной и той же ТД. Если несколько устройств стремятся получить доступ в сеть в одно и то же время, возникает перегрузка сети и передача трафика замедляется. В ячеистой сети, наоборот, многие устройства работают в сети в одно и то же время через разные узлы, не влияя существенно на работу всей сети.

Более короткий диапазон действия в ячеистой сети ограничивает интерференцию и позволяет одновременно реализовывать пространственно разделенные сеансы передачи данных.

Использование ячеистых сетей

Ячеистые сети предоставляют значительные выгоды по сравнению с сетями с одним центром в самых разных условиях – дома, в офисе, в общественных местах, в телекоммуникационных сетях поставщиков услуг и на промышленных предприятиях.

Соединение в домах. Один из наиболее перспективных примеров использования ячеистой архитектуры. Главная выгода здесь – возможность поддержки приложений с большой полосой пропускания, таких как видео с высоким разрешением. Беспроводная ячеистая сеть в доме может соединить настольный компьютер, ноутбук и карманный компьютер, телевизор с высоким разрешением (HDTV), DVD-плееры, игровые консоли, видеомагнитофоны и другие устройства бытовой электроники без необходимости протягивать десятки кабелей и устанавливать специальные соединителья структура дает возможность пользователям сети делить между собой полосу пропускания и сбалансировать нагрузку в сети для

оптимизации ее работы. Именно она является более простой, гибкой и дешевой альтернативой проводным точкам доступа.

Добавление беспроводных ТД расширяет область покрытия и сферу действия сети, не требуя дополнительных средств на прокладку соединительных кабелей. Ячеистая структура устраняет «узкие места», возникающие в сети из-за большого трафика.

Соединение «в пути». Ячеистая сеть может быть очень легко развернута в аэропорту или во время конференции – всего на 2–3 дня, это дешево и несложно.

Соединение с поставщиком интернет-услуг через широкополосное соединение. Ячеистую сеть можно использовать для расширения широкополосной беспроводной связи, поскольку она не требует прямой видимости между отправителем и получателем сигнала. Сигнал будет «перескакивать» от одного узла к другому, пока не достигнет места назначения, даже если оно полностью закрыто от места исхода послания.

Промышленные приложения. Технология ячеистых сетей открывает широкие возможности и для коммерческого использования. Корпорация Intel уже сегодня широко применяет их в своих производственных процессах, в частности, для предупредительного контроля за оборудованием на фабриках по производству полупроводников.

Тысячи сенсоров располагаются в самых разных местах оборудования и контролируют уровень вибрации, чтобы заранее почувствовать момент ее опасного нарастания и предотвратить выход того или иного устройства из строя. До недавнего времени практически вся информация, записываемая сенсорами, собиралась вручную – процесс длительный и дорогостоящий. Поэтому процедуру проводили достаточно редко – на основе теоретических ожиданий о времени безаварийной работы устройств.

Ячеистая сеть сенсоров дает возможность собирать информацию автоматически без особых затрат, практически полностью устраняя вероятность ее неожиданного выхода из строя. Создание проводных сетей на фабриках для этой цели было бы дорогим и непрактичным делом, а гетерогенные ячеистые сети из большого числа беспроводных сенсоров и достаточно небольшого количества проводных ТД – экономически эффективное и практичное решение.

Проблемы впереди

Хотя ячеистые сети и открывают большие перспективы, существует немало проблем на пути их распространения, в частности установка, взаимосовместимость, сосуществование, качество услуг и безопасность.

Исследователи корпорации Intel активно работают над решением этих вопросов, чтобы полностью реализовать колоссальный потенциал ячеистых сетей.

Проблема установки особенно актуальна для домашних пользователей. Даже современные WLAN совсем не просто развернуть, а установить ячеистые сети с большим количеством узлов – процесс крайне сложный.

Следующая проблема – взаимосовместимость

устройств в сети. Сеть должна взаимодействовать со многими устройствами,ий, над которым сейчас работают специалисты корпорации Intel, – создание перестраиваемого радио, способного функционировать в различных беспроводных сетях. Такой подход требует гораздо меньше затрат, чем включение нескольких радио в каждое устройство.

Кроме того, специального изучения требует проблема трафика, в частности его классифицикация и приоритеты его перемещения в сети с целью максимального использования полосы пропускания и удовлетворения всех запросов пользователей.

Если в здании или каком-то месте общественного пользования сосуществуют несколько сетей, они не должны мешать друг другу. Здесь необходимо решение проблем обеспечения безопасности информации, правильной маршрутизации и сохранения качества предоставляемых услуг, причем с минимальным вмешательством человека.

***

Ячеистые сети предлагают наиболее гибкое и оптимальное по соотношению цена–качество решение. Даже на самой ранней стадии своего развития технология демонстрирует колоссальный потенциал в плане создания эффективных беспроводных вычислительных решений для промышленного, домашнего, индустриального, бизнес использования и широкополосных услуг. Многие ведущие компании телеком-рынка сегодня интенсивно работают над решением самых разных проблем, связанных с широким распространением ячеистых сетей.

Главная страница / Архитектура отрасли