Проводная сеть

Факторы, служащие основой для распространения радиосетей.

Гибкость конфигурации. Все беспроводные сети поддерживают как режим инфраструктуры (подключение через точку доступа) так и режим равный с равным. Можно добавлять новых пользователей и устанавливать новые узлы сети в любом месте. Беспроводные сети могут быть установлены для временного использования в помещениях, где нет инсталлированной кабельной сети или если прокладка сетевых кабелей затруднена.

Простота расширения сети. Беспроводные рабочие станции могут добавляться без ухудшения производительности сети. Перегрузки сети трафиком можно легко избежать добавлением точки доступа для сокращения времени отклика сети.

Беспроводной доступ в Интернет. К точке доступа можно подключить маршрутизатор. Данная схема привлекательна тем, что беспроводные пользователи могут разделять общий доступ в Интернет.

Поддержка роуминга. Благодаря поддержке роуминга между точками доступа пользователи могут продолжать работать с ресурсами сети даже во время перемещения.

Передающая среда. В среде IEEE 802.11b распространяется с помощью маломощного шумоподобного сигнала, имея более десятка частотных каналов шириной 22 MГц в области 2,4 ГГц.

Щадящие режимы эксплуатации позволяют использовать частотный ресурс весьма интенсивно. Характер сигнала позволяет устанавливать связь на дальности до 110 км при наличии не только прямой оптической видимости между конечными точками. В условиях разновысотной застройки, снежно-дождливого климата, об официальной регистрации связи на дальность более 5 км говорить можно, но нужно очень серьезно отнестись к выбору оборудования. На таких расстояниях в городах применяется каналообразующее оборудование. Cтандарт 802.11, являются своеобразным прорывом в области беспроводных сетей.

Можно выделить три принципиальных преимущества этих технологий над кабельными сетями:

1) невозможность подсоединения  подвижных (иначе, мобильных) абонентов  является принципиально непреодолимым  ограничением чисто кабельных  сетей (т.е. сетей, использующих кабели  и на сетевых магистралях, и  для подсоединения абонентов). Это  ограничение относится к любому  виду коммуникаций - как к обычной  телефонной и факсимильной связи, так и к передачам данных. Фактор  мобильности радиосетей приобретает  первостепенное значение, когда  пользователь не имеет возможности  подключения к обычной проводной  сети и должен перемещаться  в пределах определенного района;

2) Другое преимущество беспроводных  сетей имеет не технологический а экономический характер - фактор удаленности. Оно касается подсоединения удаленных абонентов к сети. Это могут быть абоненты, разбросанные по обширной, малонаселенной или труднодоступной территории, либо сгруппированные в удаленном пункте. В таких случаях протягивать кабель не всегда экономически целесообразно;

3) Наконец, третий фактор специфичен  для стран с бурно развивающейся  экономической деятельностью и  отстающими в развитии телефонными  сетями общего пользования. К  этой категории можно отнести  и нашу республику. Фактор срочности  выражается в том, что надежные  коммуникации нужны сейчас, немедленно, а для прокладки кабельной  сети требуются колоссальные  инвестиции и длительное время.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Режимы работы беспроводных сетей

 

В режиме Ad Hoc рис.2 станции непосредственно взаимодействуют друг с другом. Для этого режима требуется минимум оборудования: каждая станция должна быть оснащена беспроводным адаптером.

Рис.2 Режим работы Ad Hoc

При такой конфигурации не требуется создания сетевой инфраструктуры. Основным недостатком режима Ad Hoc является ограниченный диапазон действия возможной сети и невозможность подключения к внешней сети (например, к Интернету).

В заключение обзора физического уровня стандартов 802.11a, 802.11b и 802.11g, рассмотрим базовые архитектуры беспроводных сетей. В режиме Infrastructure Mode рис.2.1 станции взаимодействуют друг с другом не напрямую, а через точку доступа (Access Point), которая выполняет в беспроводной сети роль своеобразного концентратора (аналогично тому, как это происходит в традиционных кабельных сетях). Рассматривают два режима взаимодействия с точками доступа - BSS (Basic Service Set) и ESS (Extended Service Set). В режиме BSS все станции связываются между собой только через точку доступа, которая может выполнять также роль моста к внешней сети.

Рис.2. Режим работы Infrastructure Mode

В расширенном режиме ESS рис.2.2 существует инфраструктура нескольких сетей BSS, причём сами точки доступа взаимодействуют друг с другом, что позволяет передавать трафик от одной BSS к другой. Сами точки доступа соединяются между собой с помощью либо сегментов кабельной сети, либо радиомостов.

Рис.2.2 Расширенном режиме ESS

Для доступа к среде передачи данных в беспроводных сетях применяется метод коллективного доступа с обнаружением несущей и избежанием коллизий (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance, CSMA/CA). Собственно, этот метод даже по своему названию напоминает технологию коллективного доступа, реализованную в сетях Ethernet, где используется метод коллективного доступа с опознанием несущей и обнаружением коллизий (Сarrier-Sense-Multiply-Access With Collision Detection, CSMA/CD). Различие состоит во второй части метода - вместо обнаружения коллизий используется технология избежания коллизии. Перед тем как послать данные в «эфир», станция сначала отправляет специальное сообщение, называемое RTS (Ready To Send), которое трактуется как готовность данного узла к отправке данных. Такое RTS-сообщение содержит информацию о продолжительности предстоящей передачи и об адресате и доступно всем узлам в сети. Это позволяет другим узлам задержать передачу на время, равное объявленной длительности сообщения. Приёмная станция, получив сигнал RTS, отвечает посылкой сигнала CTS (Clear To Send), свидетельствующего о готовности станции к приёму информации. После этого передающая станция посылает пакет данных, а приёмная станция должна передать кадр ACK, подтверждающий безошибочный прием. Если АСК не получен, попытка передачи пакета данных будет повторена. Поэтому с использованием подобного четырёхэтапного протокола передачи данных реализуется регламентирование коллективного доступа с минимизацией вероятности возникновения коллизий. При развертывании беспроводных сетей и систем СВЧ диапазона необходим расчет радиолиний. Подобный расчет является традиционной радиорелейной задачей, для решения которой требуется знание большого количества исходных данных и профессиональные знания и навыки. В то же время задачи, связанные с предварительной оценкой реализуемости радиолинии, оценкой состава оборудования и возможностей подключения новых абонентов к существующей базовой станции, не требуют полного расчета. Используемая упрощенная методика позволяет решить эти задачи.

Определение дальности связи беспроводных устройств:

1) если усиление избыточно для  требуемой дальности, его можно  уменьшить до требуемого значения, выбрав более дешевые антенны  с меньшим усилением;

2) если усиления тракта недостаточно  для обеспечения требуемой дальности, необходимо увеличить его, выбирая  антенны с большим усилением, уменьшая длину и, соответственно, затухание коаксиальных кабелей. Если этого оказывается недостаточно, необходимо использование дополнительных усилителей. Для эффективной связи с помощью высокочастотных волн нужно обеспечить беспрепятственную линию прямой видимости между передатчиком и приемником. Возникает вопрос: сколько же пространства вокруг прямого тракта между передатчиком и приемником должно быть свободно от преград? При ответе на него удобно использовать такое понятие, как зоны Френеля. Понятие зон Френеля основано на принципе Гюйгенса, согласно которому каждая точка среды, до которой доходит возмущение, сама становится источником вторичных волн, и поле излучения может рассматриваться как суперпозиция всех вторичных волн. На основе этого принципа можно показать, что объекты, лежащие внутри концентрических окружностей, проведенных вокруг линии прямой видимости двух трансиверов, могут влиять на качество как положительно, так и отрицательно. Все препятствия, попадающие внутрь первой окружности, первой зоны Френеля, оказывают наиболее негативное влияние. Рассмотрим точку, находящуюся на прямом тракте между передатчиком и приемником, причем расстояние от точки до передатчика равно S, а расстояние от точки до приемника равно D, т.е. расстояние между передатчиком и приемником равно S + D.

Расстояние между двумя трансиверами равно 10 км, а частота несущей - 2,4 ГГц. Тогда радиус первой зоны Френеля в точке, расположенной посередине между трансиверам, равен 17,66 м. Если внутри окружности, радиус которой составляет примерно 0,6 радиуса первой зоны Френеля, проведенной вокруг любой точки между двумя трансиверами, нет никаких преград, то затуханием сигнала, обусловленным наличием преград, можно пренебречь. Одной из таких преград является земля. Отсюда следует, высота двух антенн должна быть такой, чтобы вдоль тракта не было ни одной точки, расстояние от которой до земли было бы меньше, чем 0,6 первой зоны Френеля.

 

Глава 3. Разработка беспроводной локальной сети с 3-мя точками доступа на Бетонном заводе «Элкон»

 

3.1Обзор предприятия и его деятельности

Компания ELKON, основанная в 1975 году является одним из ведущих  в мире и крупнейшим в Турции производителем строительного оборудования: бетонных заводов, заводов сухих смесей, складов цемента.

Главный офис компании ELKON находится в г. Стамбул и занимает помещение 1200 кв.м. В штате насчитывается около 250 рабочих и техников и 60 специалистов инженерно-технического состава.

Эксклюзивным дистрибьютором в России является компания ООО Элкон (г. Самара).

Так как предприятие очень большое, для него необходимо постоянное информационное взаимодействие  складов с главным офисом в г. Стамбул, в котором в свою очередь, располагаются 14 различных отделов, взаимодействие которых так же необходимо.

Исходя из полученных сведений, о деятельности предприятия можно сделать вывод о том, что для здания главного офиса, складов временного хранения и терминальных площадок требуется создание единого информационного пространства. Поэтому я  провел рассмотрение планов зданий и сооружений, а так же особенности их территориального расположения.

Толщина несущих стен не менее 600 мм

Толщина меж этажных перекрытий не менее 300 мм

Толщина внутренних стен здания не менее 300 мм

В здании уже имеется локальная вычислительная сеть, организованная с возможностью использовать технологии Ethernet на скоростях 100Мб/с и 1000Мб/с.

Все стационарные компьютерные устройства и сетевые принтеры имеют подключение к существующей ЛВС (рис.3)

Максимальная длина здания равна 6000 мм

Максимальная ширина здания равна 2000 мм

Отделы предприятия разделены по этажам следующим образом, первый этаж размещает в себе:

Администрация

Коммерческий отдел

Бухгалтерия

Отдел администрирования, обработки информации и связи

Отдел телекоммуникаций и связи

Автотранспортный отдел

Общее количество рабочих мест равно 45 шт.

Второй этаж разместил в себе следующие отделы:

Отдел логистики и экспедирования

Юридический отдел

Отдел обработки информации

Отдел погрузочно-разгрузочных работ на терминале

Хозяйственный отдел

Отдел режима безопасности

Общее количество рабочих мест 28 шт.

Рис.3 Схема расположения компьютеров  в офисе.

При рассмотрении плана склада временного хранения можно выявить одну важную деталь с точки зрения построения вычислительной сети: на складе уже имеется одно автоматизированное рабочее место, которое выполняет определенные функции.

Территория цеха имеет протяженность в 400 метров и ширину около 90, на которой располагаются (рис.4):

Место для временного размещения контейнеров;

 Место перегрузки груза;

Стоянка грузового автотранспорта;

Стоянка легковых автомобилей;

Рис.4 Схема территории завода

Организационная структура предприятия

Предприятие ООО «Элкон» в общей сложности состоит из 12 отделов и имеет штат в 147 сотрудников. Обобщенно организационную структуру предприятия можно представить следующим образом: на предприятии существует директор, у которого есть заместители. Каждый отдел имеет начальника, у которого в свою очередь есть заместитель. Последнее звено в этой структуре занимают менеджеры отделов и рядовые сотрудники

Очевидно, что наиболее загруженными отделами на предприятии являются: коммерческий отдел, отдел логистики и экспедирования, автотранспортный отдел и отдел погрузо-разгрузочных работ на терминале, для которых будет производиться моделирование потоков данных.

Весь контроль производством осуществляется в кабине оператора. Кабина изготавливается из специальной металлоконструкции и обшивается полиуретановыми панелями, которые обеспечивают дополнительную теплоизоляцию даже при температуре -30°С, оснащается необходимой мебелью, кондиционером и обогревателем, а самое главное – обеспечивает идеальное наблюдение за автосмесителями и производственным процессом. Управление бетонными заводами ELKON возможно в трех режимах:

1. автоматическое управление посредством компьютерной системы с программным обеспечением;

2. полуавтоматический режим посредством сенсорной панели SIEMENS TOUCH (Германия);

3. ручной режим посредством пульта управления.

Работа компьютерной системы и сенсорной панели находится под управлением программного логического контроллера (ПЛК) SIEMENS PLC, который обеспечивает высокоскоростное и бесперебойное выполнение задач, требующих высокой точности, надежности и многофункциональности. Сигналы от тензодатчиков, т.е. вес набираемого в дозаторы материала, потребляемый ток электродвигателя смесителя отображаются в трех местах: на экране компьютера, на сенсорной панели и на самом пульте управления. Благодаря этому, на экране компьютера и на сенсорной панели можно отслеживать набранный и заданный по рецепту вес материала. В случае выхода из строя контроллера SIEMENS PLC, оператор имеет возможность управлять производством в ручном режиме посредством пульта управления. На панели пульта для контроля за показаниями веса материала есть весовые индикаторы, а также амперметр, который показывает потребляемый электродвигателем смесителя ток. Светодиоидные кнопки дают возможность контролировать и управлять процессом производства.

 

Технические возможности программного обеспечения:

-возможность создания и сохранения неограниченного количества рецептов;

-доступ к таким параметрам производства, как время перемешивания, время выгрузки бетона, время открытия шибера бункера-накопителя инертных материалов (для стационарных заводов), а также время ожидания разгрузки материала в смеситель (цемент, хим. добавки, вода) позволяют легко регулировать процесс производства;

-возможность ведения архива записей по: