Заочний факультет
Спеціальність: Телекомунікаційні системи та мережі
Актуальність
Український ринок телекомунікаційних нестримно розвивається. Але цьому розвитку перешкоджають дві проблеми. З одного боку це низька платоспроможність споживача, а з іншої - висока вартість послуги оператора. Послуга тим дешевше, чим більше користувачів на неї. А збільшити число абонентів можна лише серйозним зниженням вартості. Найважливішу роль в цьому процесі грає вибір середовища поширення сигналу саме для організації "останньої милі". При побудові мережі вибір тієї або іншої технології абонентського доступу грає вирішальну роль при встановленні тарифів, оскільки витрати на організацію "останньої милі" пропорційні числу користувачів і найбільшою мірою впливають на вартість послуг.
Наукова значимість роботи В ході роботи будуть розроблені рекомендації і алгоритм, які стосуватимуться вибору оптимальної технології абонентського доступу для різних типів абонентів.
Практична цінністьрезультатів роботи полягає у застусуванні алгоритму для швидшого і ефективнішого вибору оптимальної технології абонентського доступу при проектуванні нових або модернізації існуючих мереж провайдерів.
Зараз в багатьох квартирах все частіше зустрічається два, а то і три комп'ютери, які так само необхідно об'єднати в домашню мережу. З цієї причини виберемо три найбільш відповідні технології абонентського доступу: Ethernet, HOMEPNA, Wi-fi. Проведемо аналіз і порівняння параметрів і характеристик цих технологій.
Ethernet — це асинхронний, заснований на використанні кадрів протокол, розроблений для забезпечення зв'язку між більш ніж двома пристроями через середовище передачі, що розділяється. Широке поширення мереж Ethernet при організації LAN, в першу чергу, пов'язане з низькою вартістю, легкістю управління і простотою використовуваного устаткування. Що розроблялася в кінці 70-х рр. минулого століття виключно для передачі даних технологія Ethernet забезпечує зараз підтримку широкого набору послуг, включаючи передачу мови і відео з необхідною якістю обслуговування QOS (IEEE 802.1p), а також організацію VLAN (IEEE 802.1q). Різні версії цього стандарту підтримують безліч можливих швидкостей і типів середовищ передачі.
Мережа по телефонній проводці базується на стандарті HOMEPNA 2.0, розробленому Home Phoneline Networking Alliance, і забезпечує пропускну спроможність приблизно 10 Мбіт/с по мідній проводці, що вже є у вас удома. Технічно, HOMEPNA 2.0 працює на змінній сигнальній швидкості 2 Мбод або 4 Мбод і використовує варіативну амплітудну модуляцію 4-256 QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Простіше кажучи, мережа може працювати на будь-якій швидкості від 4 Мбіт/с до 32 Мбіт/с.За звичайних умов мережа HOMEPNA 2.0 працює на швидкості приблизно 16 Мбіт/с. Одна з найцікавіших особливостей "шинної" топології HOMEPNA 2.0 полягає в дуже простий організації мережі за допомогою прямого з'єднання декількох телефонних сегментів один з одним (те ж саме відбувається при підключенні декількох телефонних апаратів до лінії). Таким чином, вам не потрібний концентратор. Ви також можете організовувати каскадне з'єднання комп'ютерів паралельно до однієї телефонної розетки.
Розглянемо стандарт IEEE 802.11b, який часто називають Wifi. Він був розроблений IEEE, забезпечує максимальну теоретичну швидкість передачі 11 Мбіт/с, що порівнянно з 10 BASET Ethernet, але на відміну від кабельних стандартів, мережі IEEE 802.11b портативні, непомітні і мобільні. IEEE 802.11b використовує широкосмугову передачу із стрибкоподібною перебудовою частоти (Frequency hopping DSS Spectrum). При цьому багато виробників обіцяють роботу мережі на відстань більше 100 м.Слід зазначити, що такі обіцянки працюють, як правило, лише за умови прямої видимості, що, погодитеся, рідко виконується в домашній мережі. Перешкоди типа стенів, підлоги, металевих панелей, труб і так далі сильно знижують відстань. При низькій силі сигналу адаптер 802.11b автоматично знижуватиме швидкість зв'язку для забезпечення надійності з'єднання. Альтернативні швидкості включають 5 Мбіт/с, 2 Мбіт/с і 1 Мбіт/с.Для збільшення дальності можливе вживання підсилюючих антен. При точній орієнтації антени можлива робота IEEE 802.11b на відстані більше 10 км.
Тести проводилися за допомогою NETIQ Qcheck. Ця програма дозволяє отримати статистику на з'єднанні крапка-крапка, включаючи пропускну спроможність і затримки при використанні протоколів TCP і UDP. Порівняємо як теоретичну, так і реальну пропускну спроможність. Теоретична пропускна спроможність різних стандартів відрізняється один від одного, при цьому слід враховувати і передачу службових даних (у цифрах, приведених на початку статті службові дані не враховуються).Як і в будь-якій мережі Ethernet, реальна пропускна спроможність знаходиться десь в проміжку 50-80% від заявленої. Очевидно, що безпровідні і PNA мережі стійкіші до перешкод і повинні працювати в менш дружніх умовах, чим стандартний Ethernet по ізольованій і сертифікованій витій парі категорії 5. При безпровідному зв'язку виникають проблеми загасання сигналу на великій відстані, що не так актуально для дротяних мереж.Тестування проводилося як для звичайних, так і для ідеальних умов.Звернемо увагу на отримані результати для звичайних умов, оскільки ідеальні умови практично не зустрічаються в житті. Для безпровідного тесту ми використовували широко відому карту Lucent Orinoco на PCMCIA, спільно з точкою доступу 2wire. Для тестування HOMEPNA 2.0 застосовувалася PCMCIA карта Linksys в комбінації з Linksys PCI адаптером. Результати тестування отримані при зв'язку через мережу HOMEPNA 2.0, при цьому адаптери були розташовані в різних кімнатах.Всього в квартирі знаходилися 4 телефони і 640 кбіт/с DSL з'єднання, яке було активним на момент виконання тестів. Поважно відмітити, що DSL і HOMEPNA не заважають один одному, оскільки вони працюють на різних частотах, отже, на одній телефонній лінії може співіснувати як DSL, так і HOMEPNA. Користувачам DSL поважно знати, що фільтри, що захищають голосовий зв'язок від DSL перешкод, блокуватимуть мережевий трафік HOMEPNA.Тому слід прибрати всі фільтри з HOMEPNA мережі і встановити їх на вихідному контакті HOMEPNA пристрою. Що стосується Wi-fi, тести проводилися з ретельно виміряним 20 дБ відношенням сигнал/шум на видаленій станції, у відповідність з програмою Lucent Link Diagnostic. Таке відношення вважається мінімальним, проте його все ще вистачає для передачі даних із швидкістю 11 Мбіт/с.
Для дослідження поведінки мережі при великому навантаженні попередній тест повторювали, кожного разу додаючи ще один комп'ютер. Для виміру масштабованості мережі передавали дані з декількох джерел на різних одержувачів в одній і тій же мережі. Під час тестування кожен додатковий комп'ютер передавав дані на інший інтерфейс в тій же мережі, що збільшувало вимоги до пропускної спроможності приблизно в два рази.Зверніть увагу: по осі абсцис показана кількість вузлів, які були додані до двох початковим. Важливо відзначити, що масштабованість залежить від топології. HOMEPNA 2.0 базується на шині, коли всі комп'ютери спілкуються один з одним, подібно до старого коаксіальному Ethernet 10Base2. 802.11b – грунтується на топології "зірка", в центрі якої знаходиться точка доступу, оброблювальна всі дані, що посилаються по мережі. Точка доступу працює як міст між безпровідним сегментом і сегментів Ethernet.З цієї причини мережа 802.11b працює трохи інакше, чим мережа на основі топології шина. По графіку очевидно, що HOMEPNA 2.0 масштабується прямо пропорціонально кількість вузлів в мережі. З двома вузлами швидкість досягає 10 Мбіт/с, при додаванні третього – швидкість падає до 5 Мбіт/с. З додаванням четвертого – падає до 3,3 Мбіт/с. Тобто ми спостерігаємо сповна нормальну масштабованість, яка дозволяє підключити порядне число вузлів без значного падіння продуктивності.Мережу 802.11b складніше аналізувати, тому що міст (точка доступу) явно віддає перевагу даним, що поступають з сегменту Ethernet на безпровідний сегмент. Швидкість передачі даних від одного безпровідного комп'ютера до іншого значно знижується при одночасній роботі.
Як бачимо, результат тестування дротяних технологій краще чим безпровідних, оскільки на роботу останніх впливають багато параметрів, включаючи відстань від передавача, електронні перешкоди і фізичні перешкоди. Навіть пересування по кімнаті людини може змінювати силу сигналу. За результатами тестування явний переможець – HOMEPNA 2.0. Вона забезпечує велику швидкість, стабільне масштабування і невелике погіршення при збільшенні відстані, так що якщо ви шукаєте заміну Ethernet, то мережа HOMEPNA 2.0 – кращий вибір.
Але в безпровідного зв'язку існують очевидні переваги. По-перше, вона дозволяє діставати доступ до мережі з будь-якої крапки усередині і зовні удома, незалежно від наявності телефонного гнізда.Також можливо вільно пересуватися по будинку з ноутбуком, не піклуючись про дроти. З недавнім введенням безпровідних адаптерів Compact Flash 802.11b навіть PDA можна підключати до такої мережі.