Моя дипломная работа

Реферат

В данной дипломной работе разрабатывается тема: «Сравнительный анализ стандартов IEEE 802.11n и 802.11ac».

Дипломная работа содержит 83 страниц, 28 рисунков, 15 таблиц. При написании использована информация из 15 источников.

Данная дипломная работа посвящена изучению беспроводных локальных сетей Wi-Fi.

Целью дипломной работы является сравнительный анализ стандартов

IEEE 802.11n и 802.11ac.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:

1.Изучение общих принципов базового стандарта IEEE 802.11;

2.Изучение стандарта IEEE 802.11n;

3.Выделение ключевых особенностей стандарта IEEE 802.11ac и

сопоставление характеристик стандартов IEEE 802.11n и 802.11ac.

Для решения данных задач дипломная работа структурно разделена на

три главы. Первая глава посвящена предыстории и общей характеристике стандарта IEEE 802.11. Во второй главе подробно рассматривается стандарт

IEEE 802.11n. В третьей главе выделяются ключевые особенности стандарта

IEEE 802.11ac и производится их сравнение со стандартом IEEE 802.11n.

В дипломной работе рассмотрены стандарты IEEE 802.11n и 802.11ac,

определены их основные характеристики и выявлены ключевые отличительные особенности. Показано, что новый стандарт IEEE802.11ac

при прочих равных условиях многократно превосходит предшественника по производительности.

Ключевые слова: беспроводные локальные сети Wi-Fi,

производительность, пропускная способность, стандарт IEEE802.11, стандарт

IEEE802.11ac, стандарт IEEE802.11n, MAC-уровень, PHY-уровень.

1

2

Принятие единого стандарта дало мощный толчок для широкого внедрения беспроводных технологий во всем мире. Оборудование Radio Ethernet стало значительно доступнее по цене за счет массового производства недорогих решений. Это оборудование, более дешевое, чем ранее, и притом стандартизированное, получило название Wi-Fi.

Подобные модули сейчас встраиваются в ноутбуки, карманные компьютеры и сотовые телефоны. В аэропортах, гостиницах, ресторанах и других местах устанавливаются коммерческие точки доступа в Интернет.

Здесь любой человек, имеющий компьютер со встроенным Wi-Fi-адаптером,

имеет возможность подключиться к сети Интернет и свободно перемещаться в пределах зоны действия точки доступа.

Все более важное место в сети Интернет занимает мультимедиа.

Графика, видео и звук в изобилии встречаются на веб-страницах. Та же тенденция наблюдается и в коммерческой связи.

Современные массовые локальные сети стандарта IEEE 802.11n с

пропускной способностью свыше 150 Мбит/c предоставляют обширные возможности использования мультимедийных технологий: например,

возможность передачи высокоскоростных видеопотоков, в том числе и в формате телевидения высокой четкости (HDTV). Причем в пределах всей квартиры/дома, а не одной комнаты, и что немаловажно, с высокой надежностью и качеством.

Ожидается, что основными факторами привлечения новых пользователей услуг широкополосного доступа станут "видео по запросу",

интерактивные игры, и IP-телефония, так что и беспроводные локальные сети должны будут в полной мере удовлетворять всем вышеперечисленным потребностям.

Целью данной работы является сравнительный анализ стандартов IEEE

802.11n и IEEE 802.11ac. Необходимо выявить отличительные особенности нового стандарта и показать, каким образом он обеспечивает большую по сравнению со своим предшественником производительность.

4

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:

1.Изучение общих принципов базового стандарта IEEE 802.11

2.Изучение стандарта IEEE 802.11n

3.Выделение ключевых отличительных особенностей стандарта IEEE 802.11ac и сопоставление характеристик стандартов IEEE 802.11n и IEEE

802.11ac.

Для решения данных задач дипломная работа была структурно разделена на три главы. Первая глава посвящена общей характеристике стандарта IEEE 802.11. Во второй главе подробно рассматривается стандарт

IEEE 802.11n. В третьей главе выделяются особенности стандарта IEEE 802.11ac и производится его сравнение с IEEE 802.11n.

5

Глава 1. Предыстория Wi-Fi (IEEE802.11)

Повсеместное распространение беспроводных сетей в последние годы побуждает разработчиков задумываться о новых стандартах связи,

предусматривающих всё более высокие скорости соединения. Так, если первоначально беспроводные устройства поддерживали скорость соединения только 1 и 2 Мбит/с, чего было явно недостаточно, то сейчас максимальная скорость соединения составляет уже более 1 Гбит/с, и это уже может составить конкуренцию традиционным кабельным сетям. Существуют различные типы беспроводных сетей, отличающиеся друг от друга и радиусом действия, и поддерживаемыми скоростями соединения, и

технологией кодирования данных. Наибольшее распространение получили беспроводные сети стандарта IEEE 802.11a/b/g, на очереди IEEE 802.11n и IEEE 802.11ac.

1.1 Развитие технологии беспроводных сетей

Комитет по стандартам IEEE 802 сформировал рабочую группу по стандартам для беспроводных локальных сетей 802.11 в 1990 году. Эта группа занялась разработкой всеобщего стандарта для радиооборудования и сетей, работающих на частоте 2,4 ГГц, со скоростями доступа 1 и 2 Mbps (Megabits-per-second). Работы по созданию стандарта были завершены через

7 лет, и в июне 1997 года была ратифицирована первая спецификация 802.11.

Стандарт IEEE 802.11 являлся первым стандартом для продуктов WLAN от независимой международной организации, разрабатывающей большинство стандартов для проводных сетей. Однако к тому времени заложенная первоначально скорость передачи данных в беспроводной сети уже не удовлетворяла потребностям пользователей. Для того чтобы сделать технологию Wireless LAN популярной, дешёвой, а главное,

удовлетворяющей современным жёстким требованиям бизнесприложений,

разработчики были вынуждены создать новый стандарт.

В сентябре 1999 года IEEE ратифицировал расширение предыдущего

6

стандарта. Названное IEEE 802.11b (также известное, как 802.11 High rate),

оно определяет стандарт для продуктов беспроводных сетей, которые работают на скорости 11 Mbps (подобно Ethernet), что позволяет успешно применять эти устройства в крупных организациях. Совместимость продуктов различных производителей гарантируется независимой организацией, которая называется Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). Эта организация была создана лидерами индустрии беспроводной связи в 1999 году. В настоящее время членами WECA являются более 80

компаний, в том числе такие известные производители, как

Cisco,Lucent,3Com,IBM,Intel, Apple, Compaq, Dell, Fujitsu, Siemens, Sony,

AMD и пр.

Потребность в беспроводном доступе к локальным сетям растёт по мере увеличения числа мобильных устройств, таких как ноутбуки и PDA, а

также с ростом желания пользователей быть подключенными к сети без необходимости "втыкать" сетевой провод в свой компьютер.

1.1.1 Классификация беспроводных сетей передачи информации

В настоящее время особенно бурно развивается такая отрасль телекоммуникационной индустрии оборудования и услуг как беспроводные сети передачи информации (БСПИ). При этом, на рынке предлагается довольно широкий спектр оборудования беспроводного доступа, в

номенклатуре и назначении которого непосвященному пользователю разобраться не так уж и легко, от простейшего оборудования для организации локального беспроводного интерфейса (Bluetooth, Home RF, UWB) до оборудования для доступа в глобальные сети и построения беспроводных компьютерных сетей (Wi-Fi, WiMAX, DECT, GSM). В целом существуют три основных направления применения беспроводных сетей — работа в замкнутом объеме (офис, выставочный зал и т. п.), соединение удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети) и

построение территориально распределенных беспроводных сетей передачи

7

информации (рис. 1.1). Для соединения удаленных локальных сетей (или сильно распределенных в пространстве сегментов локальной сети) может использоваться оборудование с направленными антеннами, специальные усилители и большая высота размещения антенн.

Публичная или частная сеть (оптическая)

WiFi

Ethernet

Базовая станция (WiMax)

Оборудование точки доступа

Базовая станция (WiMax)

Дом, Офис, Точка коллективного доступа

(HotSpot)

Рис. 1.1. Применение беспроводных сетей

Существуют четыре типа БСПИ (рис. 1.2):

1. Беспроводные персональные сети (WPAN — wireless personal area network) – сети с радиусом действия от сантиметров до нескольких метров

(до 10-15 м).

8

2. Беспроводные локальные сети(WLAN — wireless local area network)

подразумевают взаимную удаленность устройств на расстоянии до сотен метров и мощности передатчиков до 100 мВт.

3.Беспроводные городские сети (WMAN — Wireless Metropolitan Area Network) — беспроводные сети для организации связи в масштабах города.

4.Беспроводные глобальные сети WWAN. Глобальные беспроводные сети передачи информации представлены в основном спутниковыми системами связи.

Для характеристики всех перечисленных выше беспроводных сетей

передачи информаций (БСПИ), приведена ниже таблица, в которой

9

описываются их основные характеристики такие как, скорость передачи данных в каждой технологии и дальность связи - таблица 1.1.

В зависимости от расстояния, отличаются скорости передачи данных,

чем дольше расстояния от источника, тем меньше скорость передачи данных и тем хуже ловится сигнал. Отношение сигнал/шум туже будет хуже.

Табл.1.1. Характеристики технологий беспроводных систем передачи информации

WPAN

1.2 Беспроводная локальная сеть (WLAN)

Сеть WLAN - вид локальной вычислительной сети (LAN),

использующий для связи и передачи данных между узлами высокочастотные

10