Локально вычислительные сети

 

 

♦ _{«Радио Ethernet» - Ethernet без проводов.}

_{Радио Ethernet новое слово в технологии локальных сетей. Из сетевого оборудования необходимы только специальные сетевые карты Ethernet и прилагаемые к ним комнатные антенны. Все взаимодействия между компьютерами будут проходить через радио эфир. Радио Ethernet хоть и стоит дороже (от 100$ за карту), но избавляет от проблем, связанных с кабельным хозяйством. Данную сеть наиболее целесообразно применять при необходимости подключения хотя и удаленного, но находящегося в прямой видимости объекта. При этом обеспечивается высокая скорость работы. Основные недостатки - изменение пропускной способности при неблагоприятных погодных условиях, ограниченное количество пользователей, при больших мощностях передающих частей необходима регистрация в органах надзора за используемыми радиочастотами, необходимость иметь все сетевое оборудование от одного производителя и только совместимых типов.}

_{Сеть, развернутая в  соответствии с этим стандартом, представляет собой полный аналог обычной кабельной  сети Ethernet с коллизионным методом доступа к среде передачи данных.}

_{Стандартная технология радио-Ethernet предполагает обмен данными по радиоканалу на скорости 2 Мбит/ с. Однако, вскоре после утверждения стандарта 802.11 разные поставщики начали выпускать на рынок высокоскоростные устройства, поддерживающие скорость передачи данных на уровне 10 и 11 Мбит/с. Повышение производительности устройств достигалось за счет модификаций стандарта; это означает несовместимость устройств нового поколения с предыдущими, Точнее говоря, в новом поколении радиооборудования, которое создается, естественно, также на основе стандарта 802.11, обеспечивается совместимость устройств лишь для стандартной скорости 2 Мбит/с.}

_{В соответствии со стандартом 802.11 широкополосные технологии можно  использовать в двух частотных диапазонах: 913 МГц и 2,4 ГГц. Первый в Европе и в  России сильно загружен другими средствами связи, а второй относится за рубежом к тем частотным диапазонам, на которые не надо получать лицензии. Что касается нашей страны, то у нас имеется так называемое сообщенное решение ГКРЧ (Государственного комитета по радиочастотам) № 7/6 от 29 июня 1998 года, а соответствии с которым для конкретных пользователей систем с шумоподобным радиосигналом, работающих в диапазоне 2,4 ГГц, специального разрешения не требуется.}

_{Основная  сфера применения подобных устройств  локальные семи в  пределах здания и  поддержка мобильных абонентов. В России оборудование Radio Ethernet из-за высокой стоимости применяется в основном операторами связи для организации магистральных каналов и участков "последней мили" . Основными производителями Radio Ethernet являются компании Cisco (Aironet), Lucent Technologies, BreezeCom, 3Com. В нынешнем году этот ряд пополнился компанией Intel. Предлагаемое ею семейство состоит из узла доступа Intel PRO/ Wireless 2011 LAN и точки доступа Intel PRO/Wireless 2011 LAN PC Card. Поддержка стандарта 802.11b обеспечивает скорость до 11 Мбит/с на расстоянии 120 метров снаружи и 30 метров внутри здания, а также совместимость с оборудованием других производителей. К узлу доступа дополнительно прилагаются две широконаправленные антенны, блок питания и комплект настенных креплении. Из приятных особенностей хочется отметить 40- и 128 битное шифрование, механизм QoS (Quality of Service), поддержку 802.1Н. Точка доступа выполнена в виде PC Card PCMCIA Type II со встроенной антенной. Доступны драйверы для Microsoft Windows, Linux и Palm OS.}

 

_{Электросеть в качестве соединительных проводов.}

_{Концерн HomePlug Powerline Alliance, куда входят более 90 компаний, в том числе Cisco Systems, Intel, RadioShack, Motorola и HewlettPackard, объявил о завершении разработки нового стандарта. Он предусматривает использование для этих целей обыкновенной силовой электропроводки и основан на технологии, разработанной компанией Intellon. На выставке PC Expo, проходившей в Нью-Йорке, компания Phonex Broadband ! уже представила новые адаптеры, в которых она реализована. Согласно спецификации, скорость передачи данных в сетях HomePlug будет достигать 14 Мбит/с. Впрочем, учитывая качество отечественной электросети (нестабильность напряжения, наличие импульсных помех и преобладание алюминиевой проводки), возможность успешного использования нового оборудования в России еще нуждается в серьезной проверке.}

 

_{Телефонная  проводка а качестве соединительных проводов.}

_{Высокоскоростное  оборудование, использующее в качестве среды  передачи данных телефонные линии, появилось сравнительно недавно. В июне 1998 года крупнейшие производители сетевого оборудования, такие как 3Com, AMD, AT&T, Lucent Technologies, Intel и др.. создали некоммерческую ассоциацию производителей оборудования для домашних телефонных сетей, получившую название HomePNA (Home Phoneline Networking Alliance). Целью альянса является координация усилий по разработке единого стандарта для домашних телефонных сетей, а также создание сетевых решений на его основе. В его задачи также входят тестирование и сертификация производимой аппаратуры с целью обеспечения совместимости продукции различных производителей.}

_{Первая  спецификация стандарта  была утверждена в  конце 1998 года и получила название HomePNA 1.0. Она обеспечивала пропускную способность 1 Мби1/с. В июне 2000 года появилась вторая версия стандарта HomePNA 2.0, совместимая с предыдущей версией «сверху вниз» и обеспечивающая пропускную способность до 32 Мбит/сек. В следующей версии ожидается наращивание скорости до 100Мбит/с — на ближайшие несколько лет такого резерва должно хватить.}

 

 

 

 

Носитель  соединения	Телефонные  провода HomePNA 2.0	Радио Wireless	Электросеть Power wire	Специальные Провода Ethernet
Использование уже существующей инфраструктуры	Да	Да	Да	Нет
Наличие стандарта	Совместим с IEEE 802.3	Слишком много различных  стандартов (Blue tooth, HomeRF, IEEE 802.11b)	Intellon	Де-факто
Механизм  QoS	Есть	Зависит от стандарта	Неизвестно	Некоторые концентраторы требуют замены на коммутаторы
Надежность	Высокая	Средняя	Неизвестно	Высокая
Пропускная  способность	Более 10 Мбит/с, в будущем  до 100 Мбит/с	От 1 до 11 Мбит/с, в будущем  до 50 Мбит/с	Неизвестно (зависит от среды  передачи данных)	10,100,1000Мбит/с
Защищенность  среды передачи данных	Высокая	Низкая	Низкая	Высокая
Стоимость	Низкая (первичная  установка менее 100$ за место, подключение менее 50$ за место)	Средняя (зависит  от стандарта)	Низкая (сравнима с HomePNA 2.0)	Средняя (низкая стоимость оборудования компенсируется высокой  стоимостью новых  подключений)

_{Выпускаемое на сегодняшний день оборудование, удовлетворяющее  стандарту  HomePNA 2.0, имеет реальную пропускную способность 10 Мбит/с. Это на два порядка выше, чем у модема, поддерживающего стандарт V.90, и в 1,5 раза превышает пропускную способность аппаратуры семейства xDSL. Однако помимо выигрыша в скорости стандарт HomePNA имеет и другие преимущества, а именно:}

_{• одновременное использование  телефонной линии  несколькими устройствами;}

_{• отсутствие четко  выраженной топологии  кабельных соединений (обычные  модемы обеспечивают соединение «точка-точка», а семейство xDSL-Для обеспечения топологии «звезда» требует дорогостоящих DSL-концентраторов);}

_{• отсутствие существенных ограничении на тип  используемых кабелей  и их характеристики (к  сожалению, большинство  зарубежных телефонных сетей превосходят по характеристикам российские -  поэтому о реальной пропускной способности в наших условиях можно только догадываться);}

_{• соответствие стандарту  IEEE 802.3 означает широкую совместимость с огромным количеством оборудования для сетей Ethernet. С эти точки зрения HomePNA представляет собой Ethernet по телефонным проводам;}

_{• поддержка механизма  QoS (более эффективное использование телефонной сети в случае одновременной передачи различных данных, таких, например, как цифровое видео, цифровой звук и IP телефония);}

_{•  низкая цена - менее 100$ за устройство (нижний порог цен на модемы xDSL составляет порядка 20$). Для большей наглядности результаты сравнений существующих технологий, используемых для организации домашних сетей, сведены в таблицу.}

_{Использование телефонной линии  одновременно с другими  устройствами было достигнуто за счет задействования более высокого диапазона  частот. Аналоговые модемы стандарта V.90 используют весь спектр слышимых человеческим ухом частот, вплоть до 25 кГц. Оборудование xDSL использует частоты от 35 кГц до 1,1 МГц. Для HomePNA применяются частоты в диапазоне 4-10 МГц. С одной стороны, это позволяет избежать взаимных помех с семейством xDSL. С другой стороны, использование частот свыше 10 МГц увеличивает уровень взаимных помех и уровень искажений передаваемого сигнала. Кроме того, в этом диапазоне волн сегодня работают лишь одиночные любительские радиостанции, что существенно упрощает фильтрацию внешних помех.}

_{СЕТЕВЫЕ АДАПТЕРЫ}

 

Название	Спецификация HomePNA	Порты	Максимальная  длина сегмента	Тип шины	Драйверы
3Com HomeConnect 3C410	2.0	2RJ-11	-	PCI	Windows 95, 98
Compex HP 10	2.0	2RJ-11	300м	PCI	Семейство Microsoft Windows
D-Link DNH-120	2.0	2RJ-11	-	USB	Windows 95, 98
Intel AnyPoint	2.0	2RJ-11	-	PCI/USB	Microsoft Windows 95, 98,         98SE или Me
LinkSys HPN 200	2.0	2RJ-11	-	PCI/USB	Семейство Microsoft Windows
LinkSys HPN 100 SK	1.0	2RJ-11, 1RJ-45	RJ-11-150м, RJ-45-100м	PCI	Семейство Microsoft Windows
NetGear PA 301	2.0	2RJ-11	-	PCI	Windows 95, 98

 

Название	Спецификации	Порты	Максимальная  длина сегмента
Compex TH 102	HomePNA 2.0 IEEE 802.3	2RJ-11 1 10Base-T	Phoneline - 300м, Ethernet- 100м
LinkSys HPES03	HomePNA 1.0 IEEE 802.3	2RJ-11 2 10Base-T + 1 Uplink	Ethernet- 100м

                                         _МОСТЫ

 

 

 

_{В отличие от Ethernet, где на характеристики кабеля наложены достаточно жесткие ограничения (малый разброс сопротивлений, заданный отклик канала, низкие переходные помехи), аналогичные параметры телефонной сети существенно хуже. Для увеличения надежности передачи данных приходится либо снижать скорость передачи данных, либо уменьшать максимально возможное расстояние. В случае HomePNA был выбран первый путь. Каждая пара «передатчик-приемник» подстраивает свои параметры для достижения максимально возможной скорости без ущерба для надежности.}

_{Нередки случаи, когда одну и ту же кабельную  инфраструктуру могут  одновременно использовать несколько домашних телефонных сетей. Поэтому для достижения определенного уровня секретности каждое устройство использует алгоритмы кодирования на уровне соединения.}

_{Как и Ethernet, HomePNA для доступа к среде использует протокол CSMA/CD. Из-за различного происхождения данных была реализована восьмиуровневая схема приоритетов и новый алгоритм распознавания коллизий, называющийся DFPO (distributed fair priority qeuaing). Все это позволило уменьшить вероятность возникновения коллизии и обеспечив требуемую полосу пропускания для приложении, критичных к задержкам, таких как потоковое видео и звук.}

_{Помимо  разброса в характеристиках  кабеля, в телефонной сети всегда присутствуют импульсные шумы, порождаемые  сигналами вызова абонента, поднятиями трубки и электрическими наводками, К счастью, свойства их таковы, что при их возникновении теряются лишь одиночные пакеты. Поэтому применение алгоритма, способного восстановить исходное число пакетов, позволяет быстро произвести повторную передачу пакета с минимальными задержками. Такой механизм передачи называется LARQ (limited automatic repeat request). Стандарт также предусматривает реализацию механизма целостности соединения. Он предназначен для удобства конечного пользователи и позволяет быстро определить наличие или отсутствие соединения.}

_{Уже сейчас появилось достаточно большое количество устройств от различных производителей, поддерживающих HomePNA 2.O. Все они могут быть условно разнесены по трем категориям: сетевые адаптеры, мосты Phoneline - Ethernet и альтернативные устройства (например, принт-серверы). Все рассмотренные устройства имеют сдвоенный разъем RJ-11 для параллельного подключения стандартных телефонных устройств. К сожалению, большинство производителей не приводят данные, касающиеся максимальной длины сегмента. Стоимость приведенных в табл. сетевых адаптеров не превышает 100$.}

_{И последнее... Прежде чем принимать  решение о покупке  того или иного  оборудования, имеет  смысл узнать, установлены  ли на вашем телефонном узле различные фильтры. Так, на очень многих АТС установлены  полосовые фильтры, препятствующие нормальной работе устройств xDSL и HomePNA. Однако, как показывает практика, чаще всего сети на основе HomePNA строятся в рамках одной квартиры, реже - нескольких квартир или подъезда.}

_{Технология - HPNA 2.0 - уже прошла и не типичную проверку, причем более чем успешно. Инженеры компании D-Link и ее партнера - фирмы «Связь-Комплект» - подошли к этой процедуре неформально, они стали проверять, на что способно оборудование D-Link стандарта HPNA 2,0 в нестандартных условиях. Результаты оказались очень интересными.}

_{Стандарт  HPNA был разработан одноименным альянсом (Hone Phoneline Networking Alliance), образованным в 1996г. Согласно спецификации, технология HPNA 2.0 позволяет достичь скорости 10 Мбит/с на расстояниях до 350 м при передаче сигналов по телефонной проводке. Однако связь возможна и на больших расстояниях — при этом, как и при ухудшении качества передающей среды, просто снижается скорость. В каждом случае она определяется многими факторами: типом кабеля, его качеством, уровнем помех и т.д. Попробовав использовать вместо телефонной «лапши» витую пару и коаксиальный кабель, «испытателям» удалось увеличить дальность до 1500 м при скорости 3,6 Мбит/с в первом случае и до 2850 м при скорости 1,6 Мбит/с во втором. Не ограничиваясь простой констатацией фактов, инженеры решили использовать полученные результаты на практике, в итоге появилось оригинальное решение для «удлинения» сетей Ethernet. Установив в компьютеры на разных «берегах» два адаптера HPNA 2.0 или подключив в объединяемые сегменты ЛВС два моста HPNA-Ethernet, можно использовать для связи практически любую имеющуюся проводку. Обойдется такое решение в несколько раз дешевле, чем, например, прокладка оптоволоконной линии. Конечно, скорость будет не так велика - порядка нескольких мегабит в секунду, но зачастую этого бывает вполне достаточно.}