Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Октября 2011 в 16:17, контрольная работа
Технология BlueTooth (стандарт IEEE 802.15) стала первой технологией, позволяющей организовать беспроводную персональную сеть передачи данных (WPAN — Wireless Personal Network). Она позволяет осуществлять передачу данных и голоса по радиоканалу на небольшие расстояния (10–100 м) в нелицензируемом диапазоне частот 2,4 ГГц и соединять ПК, мобильные телефоны и другие устройства при отсутствии прямой видимости.
Рисунок
7. Концепция исполнения аппаратной части
технологии беспроводной передачи данных
ZigBee.
Для
построения беспроводной сети (например,
сеть с топологией «звезда») на основе
технологии ZigBee разработчику необходимо
приобрести по крайней мере один сетевой
координатор и необходимое количество
оконечных устройств. При планировании
сети следует учитывать, что максимальное
количество активных оконечных устройств,
подсоединенных к сетевому координатору,
не должно превышать 240. Кроме того, необходимо
приобрести у производителя ZigBee-чипов
программные средства для разработки,
конфигурирования сети и создания пользовательских
приложений и профилей. Практически все
производители ZigBee-чипов предлагают на
рынке целую линейку продукции, отличающейся,
как правило, только объемом памяти ROM
и RAM. Например, чип со 128 Кбайт ROM и 8 Кбайт
RAM может быть запрограммирован на работу
в качестве координатора, маршрутизатора
и оконечного устройства.
Высокая
стоимость отладочного
Перечислим приложения, в которые может быть интегрирована технология ZigBee:
Radio
Ethernet (Радио Ethernet)
Radio Ethernet (Радио Ethernet) — беспроводная (бескабельная)
сеть передачи данных в масштабе города,
используется для обеспечения радиосвязи
между абонентами, расположенными в разных
зданиях или в одном здании на значительном
удалении друг от друга, в режиме единой
локальной сети. В 1997 году IEEE принят стандарт
Ethernet 802.11 (также IEEE 802.11), определяющий способы
организации беспроводных коммуникаций
на ограниченной территории, основные
технологические принципы функционирования,
конфигурацию каналов связи и средств
программно-аппаратного обеспечения.
Радио Ethernet считается эффективным средством
создания распределенных сетей разного
назначения, включая системы мобильной
компьютерной связи.
В
стандарте Ethernet IEEE 802.11 (также IEEE 802.11a,
IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11h, IEEE 802.11k) применяется
технология расширения спектра или шумоподобного
сигнала — ШПС (Spread Spectrum, SS). В основе этой
технологии лежит использование помехоустойчивой
кодированной передачи данных широкополосными
сигналами малой мощности. Технология
ШПС может быть использована двумя способами,
описанными в стандарте: методом прямой
последовательности и методом частотных
скачков. Для систем с широкополосной
модуляцией стандартом IEEE 802.11 предусмотрены
интервалы частот в диапазонах 900 МГц (шириной
в 26 МГц); 2,4 ГГц (83,5 МГц); 5 ГГц (125 МГц).
Стандарт IEEE 802.11 включает в себя два основных протокола: протокол управления доступом к среде MAC (Medium Access Control) и протокол передачи данных в физической среде PHY (PHYsical layer protocol). В системах беспроводной связи помимо стандарта IEEE 802.11 используются также стандарты IEEE 802.15, IEEE 802.16, Bluetooth, HomeRF. Стандарт IEEE 802.11 предусматривает возможность и средства включения беспроводной ЛВС в состав крупной проводной вычислительной сети.
Методы модуляции
сигнала в Radio Ethernet:
DSSS
(Direct Sequence Spread Spectrum) — метод прямой последовательности
или метод модуляции с прямым расширением
спектра. Вся используемая полоса частот
делится на определенное количество подканалов
(в соответствии со стандартом 802.11 их 11).
Каждый передаваемый бит информации по
заранее определенному алгоритму преобразуется
в последовательность из 11 чипов, которые
передаются одновременно по всем 11 подканалам.
При этом интенсивность сигнала одного
чипа близка к фоновой. На принимающей
стороне последовательность чипов декодируется.
Этим на фоне шума удается выделить полезный
сигнал. Читать данные может только «свой»
DSSS-приемник, который «знает» алгоритм
кодирования данных, примененный передающей
стороной. Благодаря низкому уровню мощности
сигнала DSSS-устройства практически не
создают помех обычным радиоустройствам
(узкополосным большой мощности), которые
принимают широкополосный сигнал за шум
в пределах допустимого. В свою очередь,
обычные устройства также существенно
не мешают широкополосным, так как «шумят»
только в своем узком канале и не способны
заглушить весь широкополосный сигнал
целиком.
FHSS
(Frequency Hopping Spread Spectrum) — метод частотных
скачков или метод модуляции с перескоком
частоты предполагает, что вся полоса
частот разделяется на большое число подканалов
(по стандарту их 79). В каждый момент времени
каждый передатчик использует только
один из подканалов, перескакивая с одного
подканала на другой в определенной псевдослучайной
последовательности. Эти скачки происходят
синхронно на передатчике и приемнике.
Не зная конкретной последовательности
переключений между подканалами, принять
данные невозможно. Одновременно в одном
частотном диапазоне может работать несколько
пар передатчик-приемник, использующих
разные, независимые друг от друга последовательности
переключений подканалов. Метод частотных
скачков обеспечивает повышенную помехоустойчивость
процесса передачи данных: если на каком-либо
из подканалов передаваемый пакет не принят,
то приемник выдает соответствующее сообщение
и передача пакета повторяется. В отличие
от метода прямой последовательности
трансляция сигнала на каждом подканале
ведется на достаточно большой мощности,
сравнимой c той, которая присуща обычным
узкополосным устройствам. В силу этого
FHSS-устройства могут оказывать влияние
на другие радиоустройства.
Согласно
стандарту IEEE 802.11 широкополосные технологии
можно использовать в двух частотных
диапазонах: 915 МГц и 2,4 ГГц. Первый диапазон
в Европе и России загружен средствами
связи и требует получения
лицензии. Что касается диапазона 2,4
ГГц, то в России в соответствии с
решением Государственного комитета по
радиочастотам (ГКРЧ) № 7/6 от 29 июня 1998
года для пользователей систем, работающих
с шумоподобным радиосигналом в диапазоне
2.4 ГГц, специального разрешения не требуется.
Методы
фазовой модуляции (PSK, Phase Shift Keying) —
собственно фазовая модуляция и квадратурная
фазовая модуляция (QPSK, Quadrature Phase Shift Keying)
заключаются в том, что передача логических
нулей и единиц сигнала производятся на
одной частоте и амплитуде сигнала, однако
они смещены друг от друга по фазе. При
PSK это смещение имеет два значения (0 и
90 О), а при QPSK — четыре (0, 90, 180, 270 О). Применение
QPSK позволяет снизить требования к характеристикам
передатчика и повысить качество принимаемого
сигнала. В соответствии со стандартом
IEEE 802.11 при передаче данных на скорости
1 Мбит/с используется двоичная относительная
фазовая модуляция (DBPSK). В 1999 году для сетей
Radio Ethernet была принята версия стандарта
IEEE 802.11b, дополнившая область скоростей
передачи, определенных стандартом IEEE
802.11 (1 и 2 Мбит/с), скоростями 5,5 и 11 Мбит/с.
Это потребовало введения для расширения
спектра передачи сигнала нескольких
способов кодирования с использованием
комплементарных кодов — CCK (Complementary Code
Keying).
MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System) — многоканальная беспроводная сеть, обеспечивающая широкополосный и высокоскоростной доступ в Интернет по радиоканалам связи (в частности, в частотном диапазоне 2150-2165 МГц). Можно выделить два типа топологии бескабельных (беспроводных) сетей:
точка-точка (point-to-point) реализует связь двух удаленных объектов, например локальных сетей двух офисов. Если видимость между объектами прямая, то обязательное условие для работы оборудования отсутствует, между этими точками устанавливаются дополнительные ретрансляторы. К этому же классу относятся сети, предназначенные для передачи не только данных, но и синхронного трафика, например телефонии;
точка-множество
точек (point-to-multipoint) представляет собой
одну или совокупность нескольких базовых
станций, каждая из которых обслуживает
территориально разнесенных абонентов.
При этом абонентские станции не видят
друг друга, а общаются посредством базовой
станции.
Стандартная
технология Radio Ethernet предполагает обмен
данными по радиоканалу на скорости 1-2
Мбит/с. Однако после утверждения стандарта
802.11 появились высокоскоростные устройства,
поддерживающие скорость передачи данных
на уровне 10 и 11 Мбит/с, а в дальнейшем и
23 Мбит/с. Повышение производительности
устройств, достигнутое за счет модификаций
стандарта, определило несовместимость
устройств нового поколения с предыдущими.
Сертификат
Class A/B Certification Федеральной комиссии по
связи США (FCC, Federal Communication Commission) является
стандартом на электронную и электромагнитную
передачу данных, а также определяет диапазоны
полос для каналов связи. Данный вид сертификации
связан с ограничениями, накладываемыми
на мощность излучения цифровых устройств.
Класс А предназначен для использования
в организациях, класс В — для использования
в жилых помещениях. Класс B предъявляет
более строгие требования, ориентированные
на предотвращение взаимных помех, которые
могут возникнуть при работе телевизоров
и других принимающих устройств. Все устройства
серии OfficeConnect сертифицированы и по классу
«А» и по классу «В».
GSM
GSM (от названия группы Groupe Spécial Mobile, позже переименован в Global System for Mobile Communications) (русск. СПС-900) — глобальный цифровой стандарт для мобильной сотовой связи, с разделением частотного канала по принципу TDMA и средней степенью безопасности. Разработан под эгидой Европейского института стандартизации электросвязи (ETSI) в конце 80-х годов.
GSM
относится к сетям второго
поколения (2 Generation) (1G — аналоговая
сотовая связь, 2G — цифровая сотовая связь,
3G — широкополосная цифровая сотовая
связь, коммутируемая многоцелевыми компьютерными
сетями, в том числе Интернет).
Сотовые
телефоны выпускаются для 4 диапазонов
частот: 850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц.
В зависимости от количества диапазонов, телефоны подразделяются на классы и вариацию частот в зависимости от региона использования.
В
стандарте GSM применяется GMSK модуляция
с величиной нормированной
GSM
на сегодняшний день является
наиболее распространённым
GSM
обеспечивает поддержку
Услуги передачи данных (синхронный и асинхронный обмен данными, в том числе пакетная передача данных — GPRS). Данные услуги не гарантируют совместимость терминальных устройств и обеспечивают только передачу информации к ним и от них.