2Физический уровень протокола 802.11g, 2.1 Ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием - Локально-вычислительная сеть малого офиса
Стандарт IEEE 802.11g является логическим развитием стандарта 802.11b/b+ и предполагает передачу данных в том же частотном диапазоне, но с более высокими скоростями. Кроме того, стандарт 802.11g полностью совместим с 802.11b, то есть любое устройство 802.11g должно поддерживать работу с устройствами 802.11b. Максимальная скорость передачи в стандарте 802.11g составляет 54 Мбит/с.
При разработке стандарта 802.11g рассматривались несколько конкурирующих технологий: метод ортогонального частотного разделения OFDM, предложенный к рассмотрению компанией Intersil, и метод двоичного пакетного сверточного кодирования PBCC, опционально реализованный в стандарте 802.11b и предложенный компанией Texas Instruments. В результате стандарт 802.11g основан на компромиссном решении: в качестве базовых применяются технологии OFDM и CCK, а опционально предусмотрено использование технологии PBCC.
2.1 Ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием
Распространение сигналов в открытой среде, коей является радиоэфир, сопровождается возникновением всякого рода помех, источником которых служат сами распространяемые сигналы. Классический пример такого рода помех -- эффект многолучевой интерференции сигналов, заключающийся в том, что в результате многократных отражений сигала от естественных преград один и тот же сигнал может попадать в приемник различными путями. Но подобные пути распространения имеют и разные длины, а потому для различных путей распространения ослабление сигнала будет неодинаковым. Следовательно, в точке приема результирующий сигнал представляет собой суперпозицию (интерференцию) многих сигналов, имеющих различные амплитуды и смещенных друг относительно друга по времени, что эквивалентно сложению сигналов с разными фазами.
Следствием многолучевой интерференции является искажение принимаемого сигнала. Многолучевая интерференция присуща любому типу сигналов, но особенно негативно она сказывается на широкополосных сигналах. Дело в том, что при использовании широкополосного сигнала в результате интерференции определенные частоты складываются синфазно, что приводит к увеличению сигнала, а некоторые, наоборот, -- противофазно, вызывая ослабление сигнала на данной частоте.
Говоря о многолучевой интерференции, возникающей при передаче сигналов, различают два крайних случая. В первом случае максимальная задержка между различными сигналами не превосходит времени длительности одного символа и интерференция возникает в пределах одного передаваемого символа. Во втором случае максимальная задержка между различными сигналами больше длительности одного символа, а в результате интерференции складываются сигналы, представляющие разные символы, и возникает так называемая межсимвольная интерференция (Inter Symbol Interference, ISI).
Наиболее отрицательно на искажение сигнала влияет межсимвольная интерференция. Поскольку символ -- это дискретное состояние сигнала, характеризующееся значениями частоты несущей, амплитуды и фазы, то для различных символов меняются амплитуда и фаза сигнала, поэтому восстановить исходный сигнал крайне сложно.
Чтобы избежать, а точнее, частично компенсировать эффект многолучевого распространения, используются частотные эквалайзеры, однако по мере роста скорости передачи данных либо за счет увеличения символьной скорости, либо из-за усложнения схемы кодирования, эффективность использования эквалайзеров падает.
В стандарте 802.11b с максимальной скоростью передачи 11 Мбит/с при использовании CCK-кодов схемы компенсации межсимвольной интерференции вполне успешно справляются с возложенной на них задачей, но при более высоких скоростях такой подход становится неприемлемым.
Поэтому при более высоких скоростях передачи применяется принципиально иной метод кодирования данных - ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM). Идея данного метода заключается в том, что поток передаваемых данных распределяется по множеству частотных подканалов и передача ведется параллельно на всех этих подканалах. При этом высокая скорость передачи достигается именно за счет одновременной передачи данных по всем каналам, а скорость передачи в отдельном подканале может быть и невысокой.
Поскольку в каждом из частотных подканалов скорость передачи данных можно сделать не слишком высокой, это создает предпосылки для эффективного подавления межсимвольной интерференции.
При частотном разделении каналов необходимо, чтобы ширина отдельного канала была, с одной стороны, достаточно узкой для минимизации искажения сигнала в пределах отдельного канала, а с другой -- достаточно широкой для обеспечения требуемой скорости передачи. Кроме того, для экономного использования всей полосы канала, разделяемого на подканалы, желательно как можно более плотно расположить частотные подканалы, но при этом избежать межканальной интерференции, чтобы обеспечить полную независимость каналов друг от друга. Частотные каналы, удовлетворяющие перечисленным требованиям, называются ортогональными. Несущие сигналы всех частотных подканалов (а точнее, функции, описывающие эти сигналы) ортогональны друг другу.
Важно, что хотя сами частотные подканалы могут частично перекрывать друг друга, ортогональность несущих сигналов гарантирует частотную независимость каналов друг от друга, а, следовательно, и отсутствие межканальной интерференции (рис. 2.11).
Рис. 2.11 Пример перекрывающихся частотных каналов с ортогональными несущими.
Рассмотренный способ деления широкополосного канала на ортогональные частотные подканалы называется ортогональным частотным разделением с мультиплексированием (OFDM). Одним из ключевых преимуществ метода OFDM является сочетание высокой скорости передачи с эффективным противостоянием многолучевому распространению. Если говорить точнее, то сама по себе технология OFDM не устраняет многолучевого распространения, но создает предпосылки для устранения эффекта межсимвольной интерференции. Дело в том, что неотъемлемой частью технологии OFDM является охранный интервал (Guard Interval, GI) -- циклическое повторение окончания символа, пристраиваемое в начале символа (рис. 2.12).
Рис. 2.12 Охранный интервал GI.
Охранный интервал является избыточной информацией и в этом смысле снижает полезную (информационную) скорость передачи, но именно он служит защитой от возникновения межсимвольной интерференции. Эта избыточная информация добавляется к передаваемому символу в передатчике и отбрасывается при приеме символа в приемнике.
Наличие охранного интервала создает временные паузы между отдельными символами, и если длительность охранного интервала превышает максимальное время задержки сигнала в результате многолучевого распространения, то межсимвольной интерференции не возникает (рис. 2.13).
Рис. 2.13 Избежание межсимвольной интерференции за счет использования охранных интервалов.
При использовании технологии OFDM длительность охранного интервала составляет одну четвертую длительности самого символа. При этом сам символ имеет длительность 3,2 мкс, а охранный интервал -- 0,8 мкс. Таким образом, длительность символа вместе с охранным интервалом составляет 4 мкс.
Похожие статьи
-
В протоколе 802.11g предусмотрена передача на скоростях 1, 2, 5,5, 6, 9, 11, 12, 18, 22, 24, 33, 36, 48 и 54 Мбит/с. Некоторые из данных скоростей...
-
1.2 Стандарты протокола 802.11 - Локально-вычислительная сеть малого офиса
802.11a. Данная версия является как бы "боковой ветвью" основного стандарта 802.11. Для увеличения пропускной способности канала здесь используется...
-
Поскольку Fast Ethernet может использовать различный тип кабеля, то для каждой среды требуется уникальное предварительное преобразование сигнала....
-
3.1 Классификация беспроводного сетевого оборудования - Локально-вычислительная сеть малого офиса
Беспроводное сетевое оборудование предназначено для передачи по радиоканалам информации (данных, телефонии, видео и др) между компьютерами, сетевыми и...
-
Как было показано, максимальная скорость, определяемая протоколом 802.11b, составляет 11 Мбит/с, а для протокола 802.11g -- 54 Мбит/с. Однако следует...
-
Кабель UTP категории 5(e) - Локально-вычислительная сеть малого офиса
В интерфейсе среды UTP 100Base-TX применяются две пары проводов. Для минимизации перекрестных наводок и возможного искажения сигнала оставшиеся четыре...
-
Протокол МАС - Беспроводный доступ к Интернет
Длительность базовой части кадра для передачи информации в радиоинтерфейсе фиксирована и равна 2 мс. Кадр также содержит поля управления: безадресной...
-
Выбор оборудования - Локально-вычислительная сеть малого офиса
При выборе сетевого оборудования надо учитывать множество факторов, в частности: - уровень стандартизации оборудования и его совместимость с наиболее...
-
Телекоммуникационная фаза проектирования - Локально-вычислительная сеть малого офиса
На момент проведения проектных работ основным стандартом построения ЛВС является Fast Ethernet. Использование для реализации горизонтальной подсистемы...
-
Выбор с учетом стоимости - Локально-вычислительная сеть малого офиса
Выше при формулировании критериев выбора сетевых аппаратных и программных средств в качестве одного из главных критериев называлась их стоимость....
-
Наименование Проектирование и разработка соединения LAN и WLAN для работы пользователей по WI-FI (802.11g), терминального доступа на основе ПО Citix...
-
Ограничения длины кабеля - Локально-вычислительная сеть малого офиса
В сетях 100Base-TX уровень сигнала не так важен по сравнению со временем распространения сигналов. Механизм CSMA/CD в сети Fast Ethernet работает так же,...
-
CSMA/ CD - Локально-вычислительная сеть малого офиса
Контроллер MAC Fast Ethernet, прежде чем приступить к передаче, прослушивает несущую. Несущая существует лишь тогда, когда другой узел ведет передачу....
-
Оптимизация и поиск неисправностей в работающей сети - Локально-вычислительная сеть малого офиса
Во вновь организованной локальной сети могут наблюдаться проблемы со стабильностью и скоростью работы, которая оказывается ниже потенциально возможной...
-
РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ - Локально-вычислительная сеть малого офиса
5 .1 Основные компоненты системы Для настройки беспроводной сети требуется задать следующие параметры: - Тип беспроводной сети. Если точка доступа...
-
Расчет экономической эффективности - Локально-вычислительная сеть малого офиса
При внедрении беспроводной локальной сети, произойдет экономия по Материалы. Ниже приведен расчет экономической эффективности использования разработки....
-
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАБОТЫ - Локально-вычислительная сеть малого офиса
Смена поколений оборудования беспроводных сетей происходит раз в 2-3 года. Очень важно, построив беспроводную сеть, через некоторое время не оказаться в...
-
Исходные данные - Локально-вычислительная сеть малого офиса
Структурированная кабельная система устанавливается на 3х этажах в 8-этажном здании офисного назначения, отдельные этажи которого имеют идентичную...
-
Для проведения измерений при разных значениях числа потоков были произведены эксперименты на 10-ти вариантах сетевой топологии, содержащих от 2 до 20...
-
Система, поддерживающая ARTCP, может быть также совместима с TCP. Для этого, инициатор соединения, поддерживающий ARTCP, помещает в заголовке...
-
Итак, словарь транспортных протоколов состоит из сообщений - так называемых TPDU, которые инкапсулируют передаваемые данные. Сам TPDU в свою очередь...
-
В данном курсовом проекте необходимо рассмотреть вопросы планирования и взаимодействия сетей сотовой связи. Это будет проиллюстрировано на примерах:...
-
Поскольку задачи передача голоса и данных предъявляют принципиально разные требования к построению радиоинтерфейса, при разработке стандартов серии...
-
В результате анализа различных вариантов построения цифровых сотовых систем подвижной связи (ССПС) в стандарте GSM принят многостанционный доступ с...
-
Настройка шифрования и аутентификации пользователей - Локально-вычислительная сеть малого офиса
Любая точка доступа и тем более беспроводной маршрутизатор предоставляют в распоряжение пользователей возможность настраивать шифрование сетевого трафика...
-
Влияние сети на показатели качества IP-телефонии - IP-телефония и традиционные телефонные сети
Задержка создает неудобство при ведении диалога, приводит к перекрытию разговоров и возникновению эхо. Эхо возникает в случае, когда отраженный речевой...
-
Общие характеристики стандарта GSM В соответствии с рекомендацией СЕРТ 1980 г., касающейся использования спектра частот подвижной связи в диапазоне...
-
Принимающей системе необходимо определить, какой из протоколов Сетевого уровня должен получить входящие данные. В пакетах 802.3 в рамках PDU LLC...
-
Профили приложений DECT - Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа
В профилях приложений содержатся дополнительные спецификации, определяющие как эфирный интерфейс DECT должен быть использован в конкретных приложениях....
-
Проблемы физической передачи данных по линиям связи - Основные проблемы построения сетей
Даже при рассмотрении простейшей сети, состоящей всего из двух машин, можно увидеть многие проблемы, присущие любой вычислительной сети, в том числе...
-
Предмет исследования Одним из важнейших направлений научно-технического прогресса в настоящее время являются коммуникационные системы, представляющие...
-
Данный механизм разработан в докторской диссертации В. К. Тумей [22] и в него входит не только спецификация транспортного протокола, но и целая система...
-
Общие принципы Управление потоками в коммуникационных сетях обозначает регулировку скорости отправки данных в сеть с целью достижения максимального...
-
Задача Превосходство ARTCP над TCP должно наиболее ярко проявляться при работе по каналам, с ненулевой вероятностью битовых ошибок, поскольку в отличие...
-
Одним из средств обеспечения качества IP-телефонии и особенно Интернет-телефонии является использование протокола резервирования ресурсов (Resource...
-
При расчетах каналов и оборудования телеграфных станций сети ПС необходимо учитывать не только нагрузку по передаче и приему телеграмм, но и нагрузку в...
-
Общие принципы построения сети Интернет и протокола IP - IP-телефония и традиционные телефонные сети
О технологии и сети Интернет и используемом в ней протоколе IP имеется огромное количество информации, как в самом Интернете, так и в печатных изданиях,...
-
Класс, моделирующий канал, получает значения пропускной способности и задержки передачи при инициализации. Структура данных класса реализуется...
-
Принципы разработки и исследования любой сложной системы предполагают расчленение ее на части меньшего объема и сложности, которые можно исследовать по...
-
Протокол GPRS - Максимальная скорость мобильного интернета в сетях GPRS, Wi-Fi, CDMA
GPRS(General Packet Radio Service) -- это система, которая реализует и поддерживает протокол пакетной передачи информации в рамках сети сотовой связи...
2Физический уровень протокола 802.11g, 2.1 Ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием - Локально-вычислительная сеть малого офиса