Широкополосные беспроводные сети передачи информации (63398)

Посмотреть архив целиком

Реферат


с. 86, рис. 34, табл. 10

широкополосные цифровые сети, сети передачи данных, mesh-сети, телеметрическая информация, специальные объекты.

Произведен обзор современного состояния цифровых широкополосных сетей передачи данных. Описано их применение для передачи телеметрической информации от специальных объектов. Описаны принципы построения и расчета сетей с использованием технологий Wi-Fi и WiMax.

Описано построение базовой станции, подбор и построение антенно-фидерных трактов для абонентских устройств.



Содержание


Введение 4

Раздел 1. Обзор современного состояния сетей передачи телеметрической информации 6

1.1 Термины и определения 6

1.2 Сети передачи телеметрической информации 6

1.3 Цели и задачи работы 11

Раздел 2. Расчетно-теоретический раздел 12

2.1 Организация цифровых широкополосных сетей 12

2.3 Цифровые широкополосные сети стандарта WiMax 16

2.3.1 Принципы работы 17

2.3.2 Fixed WiMAX 19

2.3.3 Nomadic WiMAX 19

2.3.4 Portable WiMAX 19

2.3.5 Mobile WiMAX 20

2.4 Расчет зоны действия сигнала 21

2.4.1 Расчет дальности работы беспроводного канала связи 21

2.4.2 Расчет зоны Френеля 23

Раздел 3. Практическая реализация построения сети 25

3.1 Построение беспроводных сетей доступа 25

3.1.1 Пример проекта беспроводной сети доступа на оборудовании стандарта 802.11b 25

3.1.2 Пример построения беспроводной сети операторского класса 28

3.2 Построение антенно-фидерных трактов и радиосистем с внешними антеннами 29

3.2.1 Антенно-фидерный тракт с усилителем 30

3.2.2 Простой антенно-фидерный тракт 35

3.2.3 Точка доступа, подключенная напрямую к антенне 35

3.3 Обеспечение конфиденциальности в беспроводных сетях 36

3.3.1 Ограничения физического доступа на объект 37

3.3.2 Криптозащита в беспроводных сетях 40

3.3.3 Угрозы безопасности информации в беспроводных сетях 42

Заключение 47

Список литературы 48

Приложение А 50



Введение


В случае возникновения любого стихийного бедствия или беспорядков общественные беспроводные сети подвергаются перегрузке. Дозвониться по сотовому телефону или пробиться через хаотичный радиоэфир, чтобы отдать приказ или выслушать донесение, – задача непростая [1].

Можно, конечно, использовать кабельные сети, но тогда подразделения по обеспечению законности и команды спасателей оказываются "стреноженными", а ведь события развиваются стремительно и необходимо грамотно маневрировать резервами. Еще одна напасть – это частые повреждения проводных сетей в результате аварий на электросетях или в случае ураганов, наводнений, цунами. До недавнего времени государственные органы власти во всем мире, отлично зная о подобных проблемах, пытались решить их "в лоб": вводили специальные приоритеты для спецпотребителей сотовой связи, создавали сети конфиденциальной связи поверх общественных сетей, стимулировали провайдеров связи резервировать мощности на случай чрезвычайных ситуаций (ЧС). Однако это не решало всех проблем – все подобные системы нельзя было оперативно развернуть на местности, подключить к ним видеопотоки от камер, датчики телеметрической информации, обеспечить прием данных с клиентских устройств и быстрый пропуск голосового трафика "по воздуху". Для подобного класса задач необходимы специальные сети, которые могли бы работать полностью автономно, без всяких проводов (кроме, разумеется, электропитания), передавали бы данные с гарантированным качеством и могли адаптироваться к выходу из строя отдельных фрагментов системы при ЧС [2].

Данная работа посвящена вопросам оперативного получения телеметрической информации от удаленных объектов, в том числе подвижных.

Телеметрия – совокупность технологий, позволяющая производить удалённые измерения и сбор информации для предоставления оператору или пользователю. Для сбора данных обычно используют либо датчики телеметрии (с возможностью работы в телеметрических системах, то есть специальным встроенным модулем связи), либо устройства связи с объектом, к которым подключаются обычные датчики [3].

Телеметрия, обычно, применяется в следующих областях:

сельское хозяйство;

водоснабжение и водоотведение;

медицина;

оборона и космос;

авто- и мотоспорт;

системы глобального позиционирования, в т.ч. GPS мониторинг транспорта;

IP-мониторинг;

энергетика;

системы безопасности (сигнализация, видеонаблюдение).



Раздел 1. Обзор современного состояния сетей передачи телеметрической информации


1.1 Термины и определения


Сеть передачи данных – совокупность оконечных устройств (терминалов) связи, объединённых каналами передачи данных и коммутирующими устройствами (узлами сети), обеспечивающими обмен сообщениями между всеми оконечными устройствами.

Существуют следующие виды сетей передачи данных:

Телефонные, телеграфные сети – сети, в которых оконечными устройствами являются простые преобразователи сигнала между между электрическим и видимым/слышимым.

Компьютерные сети – сети, оконечными устройствами которых являются компьютеры.

Специальные объекты – пункты управления государством и Вооруженными Силами Российской Федерации, а также другие объекты, обеспечивающие функционирование федеральных органов государственной власти и органов государственной власти субъектов Российской Федерации в военное время [4].

В рамках данной работы под специальными объектами подразумеваются также спецтехника (автомобильная, авиационная и т.д.), используемая данными органами, а также лица, наблюдение за которыми установлено согласно законодательству.


1.2 Сети передачи телеметрической информации


Телеметрия - область техники, предметом которой является разработка технических средств приёма информации для контроля за состоянием объектов на расстоянии. Однако интеграторы и разработчики телеметрии и телемеханики оперируют термином "Телеметрия", имея ввиду, системы, передающую данные в обе стороны, т.е. не только получающие информацию с объекта наблюдения, но и передающие команды управления на объект.

В качестве среды передачи данных используются как беспроводные (радио, GSM/GPRS, WLAN), так и проводные (телефонные, ISDN, xDSL, компьютерные) сети (электрические или оптические). Для передачи данных в системах телеметрии могут использоваться протоколы RS-232, RS-485, TCP/IP, Ethernet.

Системы беспроводной передачи данных широко применяются в телеметрических устройствах [5]. Это обусловлено простотой инсталляции и высокой надежностью радиочастотных систем передачи данных. Во многих практических случаях подвести проводные линии связи к объекту наблюдения либо чрезвычайно затруднено, либо невозможно физически [6].

В промышленных телеметрических системах находят применения практически все стандарты беспроводной передачи данных (табл. А.1). Ключевые факторы, определяющие выбор того или иного беспроводного решения:

Расстояние передачи данных и характеристики пространства

Скорость передачи информации

Требование совместимости с существующими стандартами

Количество работающих устройств в сети

Телеметрические GSM/GPS-модемы позволяют не только отслеживать перемещение каких-либо ценных объектов по всему миру, но и получать в реальном времени данные о текущем состоянии тех или параметров мобильного объекта. При этом они могут следить за такими параметрами, как температура, уровень заряда аккумуляторов, уровень влажности, текущее состояние и т. п. Эта функциональность сослужит хорошую службу заказчикам из любой отрасли, которым необходимо следить за технологическими процессами и оптимизировать их, совершенствовать управление материальными ресурсами и сокращать потери.

Пример: Благодаря современным системам GPRS телеметрии установленным на велосипеды некоторых гонщиков, фанаты Тур де Франс смогли воочию через ТВ и Интернет отслеживать физическое состояние кумиров: актуальный сердечный ритм и расход энергии.

Современные GSM-модемы имеют расширенный набор интерфейсов, что позволяет стыковать их с большим количеством промышленного оборудования. GSM-модемы используются для получения информации о работе заправочных станций, газораспределительных установок, состоянии систем питания базовых станции сотовых операторов и множества другого оборудования.

Технология Bluetooth широко используется в индустриальных применениях в качестве заменителя кабельного соединения RS-232. Простота внедрения, высокая помехозащищенность канала связи и большая скорость передачи данных, делают Bluetooth-решения крайне привлекательными для получения телеметрической информации от промышленного оборудования.

Технология ZigBee прекрасно подходит для сбора информации с большого числа беспроводных датчиков, в том числе и с батарейным питанием. С помощью маломощных ZigBee-модулей становится возможным создание сети сбора информации с сотен датчиков, объединенных в единую сеть и обладающих способностью передавать информацию по цепочке. ZigBee трансиверы Texas Instruments используются отечественными производителями для построения систем промышленной автоматики.

Пример: На базе ZigBee-модулей XBee компании MaxStream в США реализована система контроля уровня воды в высокогорных озерах.

В тех случаях, когда необходимо передавать телеметрическую информацию между двумя точками на расстояние 10-100 метров идеально подходят микросхемы трансиверов, работающие в безлицензионных диапазонах 433, 868 и 2400 МГц. Использование этих продуктов позволяет построить систему телеметрии с минимальной стоимостью.


Случайные файлы

Файл
WAR_RGR.DOC
64677.rtf
8855.rtf
100675.rtf
103416.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.