6. Naqilsiz hesablama şəbəkələrinin quruluşunun ümumi müddəaları



Yüklə 245.79 Kb.
tarix21.10.2017
ölçüsü245.79 Kb.

6. Naqilsiz hesablama şəbəkələri
6.1. Naqilsiz hesablama şəbəkələrinin quruluşunun ümumi müddəaları
Naqilsiz hesablama şəbəkələri və ya RadioEthernet texnologiyaları məhdud ərazidə bir neçə abonentə ümumi radiokanala bərabərhüquqlu giriş təklif olunan şəbəkələrin təşkil olunmasını nəzərdə tutur. Kanal, siqnalın infraqırmızı spektrdə və ya, enlizolaqlı siqnalın (EZS) formalaşdırılması ilə radiospektrdə təşkil oluna bilər. EZS formalaşdırmaq üçün tezliyin sıçrayışvari dəyişdirilməsi vasitəsi ilə spektrin genişləndirilməsi (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) və spektrin birbaşa ardıcıl genişlən­dirilməsi (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS) metodlarından istifadə olunur. Bu metodlara fəsil 3-də geniş baxılacaq.

RadioEthernet texnologiyaları müxtəlif kriterilərə görə siniflərə bölmək olar. Praktika baxımından bu sistemləri təsir məsafəsinə nəzərən siniflərə bölmək daha məqsədəuyğundur. Beləliklə üç qrup elektron hesablama şəbəkəsi ayırmaq olar (şək. 6.1.1.):

1. Naqilsiz personal şəbəkələr (WPAN - Wireless Personal Area Net­works). Belə şəbəkələrə təsiretmə radiusu bir neçə santimetrdən bir neçə metrə (adətən, 10÷30 m) qədər olan sistemlər aid edilir. Belə şəbəkələrin əsas məqsədi kiçik ərazilərdə ofis avadanlıqları (məsələn, kompüterlər və periferiya avadanlıqları) arasında naqilli rabitəni əvəz etməkdir. Bu zaman vericinin şüalandırdığı güc 10 mVt - dan çox olmur. Belə sistemlərə misal olaraq IrDa, Bluetooth, ZigBee göstərmək olar;

2. Naqilsiz lokal şəbəkələr (WLAN - Wireless Local Area Networks). Belə şəbəkələrdə təsiretmə radiusu yüzlərlə metr, vericinin şüalanma gücü isə 100 mVt - dan çox olmur. Bu növ şəbəkələr avadanlığın lokal zona (binalar, müəssisələr və s.) daxilində əlaqələndirilməsi üçün nəzərdə tutul­muşdur. Belə sistemlərə misal olaraq Wi-Fi texnologiyasını misal göstər­mək olar. Bir neçə Wi-Fi modem vasitəsi ilə bir ofisi və ya binanı rabitə ilə tam təmin etmək mümkündür;

3. Şəhər miqyaslı naqilsiz rabitə şəbəkələri (WMAN - Wireless Met­ropolitan Area Networks). Adından göründüyü kimi bu növ şəbəkələr böyük ərazilərdə (80 km qədər) abonentlərə xidmət göstərmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Vericinin gücü yüzlərlə mVt təşkil edir. Belə sistemlərə misal olaraq WiMAX texnologiyasını misal göstərmək olar.


6.2. Naqilsiz hesablama şəbəkələri texnologiyaları və arxitekturaları
6.2.1. Bluetooth texnologiyası
Bluetooth - demək olar ki istənilən ofis avadanlığı (mobil telefonlar, noutbuklar, netbuklar, printerlər, skanerlər, rəqəmli fotoaparatlar və s.) arasında radiorabitə yaratmağa imkan verən müasir naqilsiz rabitə texnolo­giyasıdır. Bu texnologiya 1994-cü ildə Ericsson Mobile Communication kompaniyası tərəfindən yaradılmışdır. Bluetooth spesifikasiyası isə 1998- ci ildə yaradılmış Bluetooth SIG (Bluetooth Special Interest Group- Bluetooth texnologiyası üzrə konsorsium) qrupu tərəfindən işlənib hazırlanmışdır. Bu qrupun tərkibinə Ericsson, IBM, Intel, Toshiba və Nokia kimi iri kompa­ni­ya­lar daxil idi. Texnologiya Danimarkanı Cənubi İsveç və Cənubi Norveçlə birləşdirmiş və vahid Dat şahlığı yaratmış Harold I Blatandın (sonrakı transkripsiyada – Bluetooth - Göydiş) şərəfinə Bluetooth adlandırılmışdır. Artıq 2000-ci ildə Bluetooth SIG qrupunun tərkibinə 1883 müxtəlif kompa­niyalar daxil idi. Onların arasında proqram təminatı, portativ kompüterlər, mobil telefonlar və s. istehsalçıları var. Hal hazırda Bluetooth bütün dünya tərəfindən tanınmış bir texnologiyadır. Bluetooth SIG və IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers- elektrotexnika və elektronika mühən­disləri institutu) arasında bağlanmış razılığa görə Bluetooth spesifikasiyası IEEE 802.15 standartının tərkibinə daxil oldu. Bu standart 14 iyun 2002-ci ildə nəşr olundu. Aşağıda Bluetooth texnologiyasının mövcud variantları göstərilmişdir:

1. Bluetooth 1.0. Bu variant 1998-ci ildə layihələndirilib. Müxtəlif istehsalçıların buraxdığı 1.0 və 1.0b spesifikasiyalı avadanlıqları bir biri ilə çox pis uyğunlaşırdı. Hər iki spesifikasiyadan olan avadanlıqlarda rabitənin yaradılması zamanı adresin şifrə olunmamış şəkildə ötürülməsi zəruri idi. Bu da rabitənin anonimliyini mümkünsüz edirdi. Bu Bluetooth 1.0 variantının əsas çatışmazlığı idi;

2. Bluetooth 1.1. Əvvəlki variantda olan bir sıra səhvlər düzəldilmiş və qəbul olunan siqnalın gücünün indikasiyası funksiyası əlavə olunmuşdu. Verilənlərin ötürülmə sürəti 55kbit/san təşkil edirdi;

3. Bluetooth 1.2. Bu variantda işçi tezliyin adaptiv dəyişməsi texnolo­gi­yasından istifadə olundu. Nəticədə sistemin EM küylərə davamlılığı artdı. Bluetooth 1.2. variantında verilənlərin ötürülmə sürəti 721 kbit/san təşkil edir;

4. Bluetooth 2.0+EDR. Bluetooth 2.0 versiyalı avadanlıqların istehsa­lına 10 noyabr 2004 - cü ildən başlanmışdır. Əvvəlkilərlə tam uyğun­laşan bu versiyada əsas yenilik EDR (Enhanced Data Rate - verilənlərin yüksəldilmiş ötürülmə sürəti) texnologiyasının əlavə olunmasıdır. EDR-in nominal ötürmə surəti 3 Mbit/san olduğu halda, real şəraitdə bu rəqəm 2,1 Mbit/san təşkil edir;

5. Bluetooth 2.1. 2007-ci ildə işlənib hazırlanıb. Bu varianta avadan­lıqların xarakteristikalarının genişləndirilmiş sorğusu, Sniff Subrating adlı, işləmə periodunu 3 dəfəyə qədər artıran enerji qoruma texnologiyası kimi yeniliklər əlavə olunub. Bundan əlavə bu spesifikasiya iki avadanlıq arasında rabitənin yaradılması prosesini daha da asanlaşdırır və tezləşdirir, rabitəni qırmadan şifrləmə açarının yenilənməsinə imkan verir, qurulmuş rabitənin yüksək təhlükəsizliyini təmin edir;

6. Bluetooth 2.1+EDR. Bu variant 2008-ci ildə istehsala buraxılıb. Əlavə olunmuş yeniliklər: enerji sərfiyyatının 5 dəfə azaldılması, verilənlərin qorunma səviyyəsinin yüksəldilməsi, cihazlar arasında rabitə yaradılması prosesinin, bu əməliyyata sərf olunan addımların sayının azaldılması nəticəsində tezləşdirilməsi;

7. Bluetooth 3.0. 21 aprel 2009-cu ildə yaradılmışdır. Verilənlərin ötürülmə sürəti 24 Mbit/san təşkil edir. Bu spesifikasiyanın avadanlıqları özündə 2 növ radiosistemi birləşdirir: 1- verilənlərin ötürülmə sürəti 3 Mbit/san təşkil edir, az enerji sərfiyyatına malikdir; 2- IEEE 802.11 (Wi-Fi) standartı ilə uyğunlaşa bilər, verilənlərin ötürülmə sürəti 24 Mbit/san təşkil edir. Bu və ya digər radiosistemin seçilməsi göndərilən verilənlər faylının ölçüsündən asılıdır. Kiçik həcmli fayllar aşağı tezlikli kanalla, böyük həcmli fayllar isə yüksək tezlikli kanalla göndərilir.

8. Bluetooth 4.0. 2009-cu ildə işlənib hazırlanıb. Bu texnologiyadan ilk növbədə kiçikölçülü elektron datçiklərdə (məsələn, meteo sensorlar, yanğın sensorları, pasientlərin bədənində yerləşdirilən sensorlar və s.) istifadə olunur. Bluetooth 4.0 spesifikasiyasına əsasən verici yalnız verilənləri ötürən müddətdə qoşulur. Belə alqoritm cihazın iş fəaliyyətini bir CR2032 akkumulyator vasitəsi ilə bir neçə il ərzində saxlamağa imkan verir. Verilənlərin ötürülmə sürəti 1 Mbit/san, həcmi isə 8-27 bayt təşkil edir. Standarta əsasən iki Bluetooth cihaz 5 ms - dən az müddət ərzində rabitə yarada və 100 m məsafədə stabil işləyə bilər.

Bluetooth cihaz kiçik ölçülü çip şəklində hazırlanan ISM (Industry, Science and Medicine - sənaye, elm və tibb) diapazonda işləyən yüksək tezlikli (2400- 2483,5 MHs) ötürücü/qəbuledicidir. Bu diapazondan istifadə etmək lisenziya tələb etmir. Bluetooth vericinin gücü adətən 10 mVt- dan artıq olmur. Texnologiyanın ilk versiyalarında rabitə məsafəsi 10 m təşkil edirdi. Hal-hazırda bəzi firmalar 100 m məsafədə stabil rabitə yarada bilən Bluetooth mikrosxemlər təklif edirlər.

Rabitə avtomatik olaraq bir Bluetooth cihazın digərinin təsir dairəsinə düşdükdə yaradılır. Rabitə “nöqtə-nöqtə” və “nöqtə-çoxnöqtə” rejimlərində qurula bilər. Bluetooth rabitəni reallaşdırmaq üçün xüsusi proqram təminatı tələb olunur.

Bluetooth cihazın naməlum ərazidə yerinə yetirdiyi ilk prosedur “Device discovery” adlanır. Bu zaman ərazidə olan başqa Bluetooth cihazlar axtarılır. Bunun üçün cari Bluetooth cihaz başqa cihazlar tərəfindən qəbul olunan sorğu siqnalı göndərir. Bu sorğuya cavab ərazidə (əhatə dairəsində) olan cihazların işlədiyi rejimdən asılıdır. Bu etapda sorğu göndərilən cihaz 3 rejimdə ola bilər:

1. Discoverable mode. Bu rejimdə olan cihazlar onlara göndərilən sorğuların hamısına cavab verir;

2. Limited discoverable mode. Bu rejimdə olan cihazlar sorğulara yalnız məhdud zaman intervalında və ya müəyyən şərtlər ödənildikdə cavab verə bilər;

3. Non-discoverable mode. Bu rejimdə olan cihazlar qəbul olunmuş sorğulara cavab vermir.

Bluetooth cihazı tapmaq, yəni ilkin sorğuya cavab almaq mümkün olsa da, bu cihaz ya “Connectable mode” ya da “Non-connectable mode” rejimində ola bilər. “Non-connectable mode” rejimində olan cihazın rabitə üçün vacib olan bəzi parametrlərini kökləmək mümkün olmur. Yəni, belə cihazı ərazidə aşkar etmək olsa belə onunla rabitə yaratmaq mümkün olmur. Əgər cihaz “Connectable mode” rejimində olarsa, bu mərhələdə cihazlar öz arasında rabitənin fiziki parametrləri: verilənlərin ötürülmə sürəti, paket­lərin həcmi və s razılaşdırılır.

Yeni (əraziyə yeni gəlmiş) Bluetooth cihaz “Device discovery” prosedurasını yerinə yetirdikdən və ərazidə olan cihazları aşkar etdikdən sonra sonuncuların adresləri alınır. Daha sonra “Device name discovery” prosedurası yerinə yetirilir. Bu zaman alınmış cihazların adreslərinə görə onların adları təyin olunur. Hər bir Bluetooth cihaz unikal adresə (şəbəkə platalarının MAC-adresi kimi) malik olur. Lakin istifadəçi tərəfindən bu adres deyil, cihazın adı istifadə olunur. Cihaza istifadəçi tərəfindən istənilən ad seçilə bilər və adresdən fərqli olaraq qlobal unikal olmaya da bilər. Bluetooth cihazın adının maksimal həcmi 248 bayt ola bilər. Baza standartına əsasən bir cihaz digərinin adının yalnız ilk 40 simvolunu qəbul etməklə də fəaliyyət göstərə bilər. Əgər Bluetooth cihaz çox kiçik displeyə və aşağı hesablama gücünə malikdirsə bu rəqəm 20-yə qədər azaldıla bilər.

Aşkaretmə, identifikasiya və ilkin kökləmə proseduralarından sonra Bluetooth cihazlar istifadəçi verilənlərinin mübadiləsinə başlaya bilər. Bluetooth standartına əsasən verilənlər zamana görə sıxılma ilə paketlər şəklində göndərilir. Radiotraktda FHSS metodundan istifadə olunur. Bu metoda əsasən bütün tezlik diapazonu eni 1 MHs olan altdiapazonlara bölünür. Altdiapazonların sayı (və ya tezlik sıçrayışlarının sayı) 79, 23 və ya 22 ola bilər (cədvəl 6.2.1).

Hər bir kanal davametmə müddəti 625 mks olan seqmentə bölünür. Hər bir seqmentə isə müəyyən daşıyıcı tezlik (altdiapazon) uyğun gəlir. Verici bir tezlikdən digərinə qəbuledici ilə sinxron olaraq köklənir. Saniyə ərzində 1600 tezlik sıçrayışı ola bilər. Tezliyin belə dəyişməsinə - hopping, kanala isə - hopping channel deyilir. Bu metod rabitənin konfidensiallığını təmin edir və küyə davamlılığını artırır. Sonuncu onunla əlaqədardır ki, əgər ötürülmüş paket qəbul olunmazsa qəbuledici bu haqda məlumat gön­də­rir və həmin paket başqa bir altdipazonda, başqa tezlikdə yenidən göndərilir.

İki və daha artıq Bluetooth cihazın rabitəsi zamanı, bir neçə qoşulma­ya xidmət edən cihaza- master (və ya əsas), ona qoşulan cihazlar isə- slave (və ya asılı) adlanır. Bir master-ə 7 ədəd aktiv slave qoşula bilər. Aktiv slave-lərdən başqa (yəni, master-lə aktiv olaraq informasiya mübadiləsi aparan cihazlar) çoxlu sayda master-lə verilənlər mübadiləsi apara bilməyən (boş kanalların yoxluğu nəticəsində), lakin onunla sinxronlaşmış olan qeyri-aktiv slave-lər də mövcud ola bilər. Bu cür şəbəkə quruluşu piconet adlanır. Müxtəlif piconet-lərin bir-biri ilə zamana və tezliyə görə sinxronlaşması olmur. Onların hər biri öz tezlik sıçrayışları ardıcıllığından istifadə edirlər. Bir piconet daxilində isə bütün cihazlar bir-biri ilə həm zamana, həm də tezliyə görə sinxronlaşırlar. Hər bir piconet üçün master tərəfindən psevdo-təsadüfi tezlik sıçrayışları ardıcıllığı təyin olunur və şəbəkəyə daxil olan bütün slave-lər bu alqoritmə əsasən işləyirlər.

Mövcud piconet daxilində yalnız bir master ola bilər. Lakin hər bir slave eyni zamanda başqa şəbəkənin cihazları üçün master rolunda ola bilər və öz piconet şəbəkəsini formalaşdıra bilər. Bir neçə piconet-in bir birinə bu şəkildə birləşməsi scatternet (artırılmış, böyüdülmüş şəbəkə) adlanır. Bir scatternet daxilində müxtəlif cihazlar ayrı-ayrı piconet-lər üçün master və ya slave deyil, həmçinin sadəcə olaraq ayrı-ayrı piconet-lər üçün yalnız slave ola bilər. Belə strukturla daha əyani olaraq şək 6.2.1- da tanış olmaq olar.

Bundan başqa, piconet-də olan istənilən slave lazım gəldikdə üstünlüyü öz üzərinə götürərək master kimi çıxış edə bilər. Beləliklə, scatternet-də istənilən qədər Bluetooth cihaz rabitə yarada bilər. Bu zaman rabitə kanalları lazım olan şəkildə dəyişə bilər.

Bluetooth standartına əsasən verilənlər dupleks rejimində kanalların zaman görə bölünməsi (Time Division Multiple Access, TDMA) metoduna əsasən ötürülür. Paketlər master tərəfindən tək zaman anlarında, slave tərəfindən isə cüt zaman anlarında ötürülür (şək.6.2.2). Paketlər davametmə müddətindən asılı olaraq 5 zaman seqmentini tuta bilər. Bu zaman kanalın tezliyi paketin ötürülməsi bitənə qədər dəyişmir (şək. 6.2.3).

Bluetooth protokolu həm asinxron, həm də sinxron kanalların təşkil olunmasına imkan yaradır. Sinxron rabitə yalnız “nöqtə-nöqtə” rejimində ola bilər. Bu növ rabitə gecikmələrə həssas olan informasiyanın, məsələn real zaman miqyasında nitqin ötürülməsi üçün istifadə olunur. Asinxron rabitə isə piconet daxilində bir master və bir neçə aktiv slave arasında qurula bilər (“nöqtə-çoxnöqtə” rejimi). Eyni zaman anında yalnız bir cüt master-slave arasında rabitə qurula bilər. Piconet-ə daxil olan konkret slave cihaz yalnız onun adresinə masterdən əvvəlki zaman intervalında verilənlər paketi gəldikdə paket göndərir. Əgər göndərilən paketin adres sahəsində çatdırılma adresi göstərilməzsə, onda belə paket bütün cihazlar tərəfindən qəbul olunur. Asinxron qoşulma təhriflə qəbul olunmuş paketlərin yenidən ötürülməsini təmin edir.




Standart Bluetooth paketi 72 bit həcmli giriş kodundan, 54 bit həcmli başlıqdan və maksimum 2745 bit həcmli istifadəçi informasiyasından ibarət olur (şək. 6.2.4). Lakin paketlər müxtəlif növlü ola bilər - yalnız giriş kodun­dan ibarət olan paketlər (həcmi 68 bit) və ya giriş kodu və başlıqdan ibarət olan paketlər.

Giriş kodu eyni piconet-ə mənsub olan paketlərin identifikasiyasını və cihazların sinxronlaşmasını təmin edir. Preambuladan (4 bit), sinxronlaşma sözündən (64 bit) və yoxlama cəmi treylerindən (4 bit) ibarət olur (şək.6.2.5).

Bluetooth SIG tərəfindən ötürülən istifadəçi verilənlərinin məxfili­yinin təmin olunmasına xüsusi yer ayrılmışdır. Texnologiyanın üç müdafiə səviyyəsi var:

1. minimal - verilənlər ümumi açarla kodlaşdırılırlar və istənilən cihaz tərəfindən qəbul oluna bilərlər;

2. cihaz səviyyəsində müdafiə - çipə yazılan açara əsasən cihaz baş­qa­larından müəyyən verilənləri qəbul edə bilər;

3. rabitə seansı səviyyəsində müdafiə - informasiya ötürücü və qəbuledici tərəflərin çiplərində saxlanılan 128 bitlik təsadüfi ardıcıllıqla rabitə ərzində kodlaşdırılır.

Bluetooth çip bütün müasir tendensiyalar nəzərə alınaraq reallaşdı­rılıb. Çipin ölçüsü- 1 sm2 –dan da kiçikdir. İstifadə olunan tezlik diapazonu sərf olunan gücü 1mVt - a qədər azaltmağa imkan verir. Belə konstruksiya Bluetooth çipləri mobil telefonlar, cib kompüterləri kimi cihazlara inteqrasiya etməyə imkan verir. Bluetooth çipin ümumiləşdirilmiş struktur sxemi şək. 6.2.6- də təsvir olunub.

Radiomodul - transiver qəbul olunan siqnalın ilkin gücləndirilməsi, seleksiyası, demodulyasiyası və həmçinin ötürülən siqnalın gücləndirilməsi və modulyasiyası əməliyyatlarını yerinə yetirir. Rabitə kontrolleri (və ya baseband - prosessoru) verilənlərin ötürülməsinin fiziki səviyyədə idarə edilməsini, yəni istifadə olunan tezlik diapazonunun, paketlərin həcminin, ötürülmə/qəbul olunma sürətlərinin və s. təyin olunmasını həyata keçirir. İdarəedici qurğu cihazın işinin proqram səviyyəsində idarə olunmasını təmin edir və terminal qurğusu ilə interfeys rolunu oynayır. Transiver və kontroller xüsusi mikrosxem şəklində hazırlanır, idarəedici qurğunu isə standart mikrokontroller şəklində hazırlamaq olar. Bundan başqa bəzən idarəedici qurğunun funksiyalarını noutbukların, personal kompüterlərin mərkəzi prosessorları da təmin edir.


6.2.2. Wi-Fi texnologiyası

Wi-Fi (Wireless Fidelity- “naqilsiz dəqiqlik”)- kompüterlərin lokal şəbəkədə naqilsiz birləşdirilməsi və İnternetə qoşulması texnologiyasıdır. Ha hazırda Wi-Fi abreviaturası altında rəqəmli verilənlərin radiokanal vasitəsi ilə ötürülməsinin bütöv bir standartlar ailəsi inkişaf etdirilir. Mobil istifadəçilərin sayının artması ilə, onlar arasında operativ kommunikasi­ya­nın yaradılmasına, verilənlər mübadiləsinə, informasiyanın yüksək sürətlə alınmasına tələbat artır. Bu səbəbdən Wi-Fi texnologiyaları intensiv olaraq inkişaf edir.

Wi-Fi 1991-ci ildə Niveyhendə (Niderland) NCR Corporation/AT&T kompaniyası tərəfindən yaradılmışdır. İlk dövrlərdə WaveLAN kimi tanınan bu texnologiya kassa aparatlarına xidmət göstərilməsi üçün nəzərdə tutulmuşdu və 1- 2 Mbit/san sürət təmin edirdi. Verilənlərin aşağı sürətlə ötürülməsi, kiçik təsir dairəsi və Wi-Fi cihazın yüksək dəyəri ilk dövrlərdə bu texnologiyanın populyarlıq qazanmamağının səbəbləri oldu. Lakin 1999-cu ildə dərc olunmuş IEEE 802.11a və IEEE 802.11b sadalanmış çatışmazlıqları aradan qaldırdı. IEEE 802.11a spesifikasiyasına əsasən verilənlər 5 GHs tezlikdə, IEEE 802.11b əsasən isə 2,4 GHs tezlikdə ötürülür. Wi-Fi texnologiyasının inkişafının ikinci mərhələsi isə 2003-cü ildə standartın yeni versiyası olan IEEE 802.11g dərc olunması ilə başlandı. Bu standart özündən əvvəlki versiyaların üstünlüklərini birləşdirirdi. 2009-cu il sentyabrın 11- də IEEE 802.11n adlı yeni spesifikasiya təqdim olundu. Bu spesifikasiya verilənlərin ötürülmə sürətini və sistemin küyədavamlığını artırdı. Hal-hazırda IEEE 802.22 (Super Wi-Fi) adlı yeni bir standart layihələndirilməkdədir. Bu standart verilənləri 22 Mbit/san sürətlə 100 km uzaqlığa ötürməyə imkan verəcək.

Wi-Fi- IEEE 802.11 baza spesifikasiyası verilənləri üç üsulla ötürülməsini təmin edir:



  1. FHSS metodundan istifadə etməklə radiotezlikdə;

  2. DSSS metodundan istifadə etməklə radiotezlikdə;

  3. İQ diapazondan istifadə etməklə.

Sadalanan üsullardan ilk ikisi daha geniş yayılmışdır, çünki üçüncü üsul çox kiçik təsir uzaqlığına malikdir. Wi-Fi texnologiyada istifadə edilən tezlik diapazonu bir-birini qismən örtən 14 altdiapazona bölünmüşdür (IEEE 802.11a istisna olmaqla) (cədvəl 6.2.2).

Cədvəl 6.2.2




Kanal

Tezlik (MHs) və istifadə olunduğu ölkələr

1

2412 (ABŞ, Avropa və Yaponiya)

2

2417 (ABŞ, Avropa və Yaponiya)

3

2422 (ABŞ, Avropa və Yaponiya)

4

2427 (ABŞ, Avropa və Yaponiya)

5

2432 (ABŞ, Avropa və Yaponiya)

6

2437 (ABŞ, Avropa və Yaponiya)

7

2442 (ABŞ, Avropa və Yaponiya)

8

2447 (ABŞ, Avropa və Yaponiya)

9

2452 (ABŞ, Avropa və Yaponiya)

10

2457 (ABŞ, Avropa, Fransa və Yaponiya)

11

2462 (ABŞ, Avropa, Fransa və Yaponiya)

12

2467 (Avropa, Fransa və Yaponiya)

13

2472 (Avropa, Fransa və Yaponiya)

14

2484 (yalnız Yaponiya)

Qeyd etmək lazımdır ki, göstərilən tezliklər eni 22 MHs olan altdiapazonların mərkəzi tezlikləridir. Ona görə də, hər bir kanal özündən aşağıda və yuxarıda yerləşən bir neçə kanalı da örtür. Wi-Fi- da istifadə olunan tezlik diapazonu yalnız 3 kəsişməyən kanaldan ibarətdir. Ona görə də, məsələn, bir şəbəkə 4-cü kanalda, digəri isə 5 və ya 6-cı kanalda işləyirsə onda bu şəbəkələr bir-birinin siqnallarını küy kimi detektə edəcək. Hər iki şəbəkə qeyri-optimal işləyəcək (verilənlərin ötürülmə sürəti aşağı olacaq). Bu növ küylərin minimallaşdırılması üçün qonşu şəbəkələrdə tezlikləri 25 MHs fərqlənən kanallardan istifadə olunmalıdır. Məsələn, üç qonşu şəbəkə qurulduqda, ən optimal variant 1,6 və 11 nömrəli kanallardan istifadə olunmasıdır.

IEEE 802.11 standartlı bütün Wi-Fi cihazlar üçün stabil rabitə məsafəsi açıq ərazilər üçün 300- 400 m, qapalı məkan üçün isə 90 m təşkil edir. Lakin bu məhdudiyyət istiqamətlənmiş antenalardan istifadə etməklə aradan qaldırıla bilər. Bu zaman rabitə uzaqlığı düzünə görünüş zonasında bir neçə km qədər artırıla bilər. Lakin nəzərə almaq lazımdır ki, uzaqlığın artması ilə kanalın buraxma qabiliyyəti buna mütənasib olaraq azalır.

Wi-Fi şəbəkələrin qapalı ərazilərdə (binalar, ofislər) qurulması zamanı 2,4 GHs tezlikli radiodalğaların arakəsmələrdə zəifləməsi rabitənin keyfiyyətini və əhatə zonasını azaldır. 5 GHs tezlikli radiodalğalardan istifadə etdikdə isə belə zəifləmələr daha da artır. Ona görə də, həmin ərazini əhatə etmək üçün ya daxilolma nöqtələrinin (Wi-Fi adapterlərin) sayını artırmaq, ya da onların optimal yerləşməsini təmin etmək və keyfiy­yətli antenalarla təchiz etmək lazımdır. Wi-Fi şəbəkənin işinə mane olan faktorlardan biri həmin tezlik diapazonunda işləyən avadanlıqlar ola bilər. Buna ən parlaq misal olaraq, təqribən 2,4 GHs tezlikdə EM dalğaları şüalandıran mikrodalğalı sobaları göstərmək olar.

Wi-Fi şəbəkələrin digər naqilsiz rabitə şəbəkələri kimi bir sıra üstünlükləri var:

1. Ofisdənkənar iş və ya prezentasiya zamanı şəbəkənin qısa zaman müddətində qurulması;

2. Wi-Fi şəbəkəyə qoşulmuş mobil cihaz istifadəçilərinin şəbəkənin əhatə zonasında sərbəst hərəkət etməsi;

3. Geniş spektr məsələlərin həll edilməsini təmin edən yüksək sürətin olması.

Buna baxmayaraq Wi-Fi texnologiyanın bir sıra çatışmamazlıqları da var:

1. İstifadə olunan tezlik diapazonu və istismar məhdudiyyətləri müx­təlif ölkələrdə müxtəlifdir. Cədvəl 6.2.2- dən göründüyü kimi yalnız 10 və 11-ci kanallar bütün ölkələrdə leqal sayılır. Bundan əlavə, bəzi ölkələrdə (məsələn İtaliya) açıq ərazilərdə fəaliyyət göstərən Wi-Fi şəbəkələrin və ya Wi-Fi operatorun qeydiyyata düşməsi tələb olunur;

2. Digər standartlarla müqayisədə böyük enerji sərfiyyatı. Bu da öz növbəsində cihazın akkumulyatordan işləmə müddətini azaldır və temperaturunun yüksəlməsinə səbəb olur;

3. Wi-Fi texnologiyasında istifadə olunan şifrləmə protokolu düzgün konfiqurasiya olunduqda belə nisbətən asanlıqla sındırıla bilər;

4. Eyni və ya qonşu kanallarda işləyən bağlı və ya şifrləmədən istifadə edən daxilolma nöqtəsi ilə açıq daxilolma nöqtəsinin siqnallarının toplanması nəticəsində ikinciyə giriş mümkün olmaya bilər. Bu problem daxilolma nöqtələrinin çox olduğu ərazilərdə, məsələn, böyük çoxmərtəbəli evlərdə müşahidə oluna bilər;

5. Müxtəlif istehsalçıların Wi-Fi cihazlarının bir-birinə tam uyğun gəlməməyi və ya bu cihazların standartlara tam cavab verməməyi nəticə­sində şəbəkənin imkanlarının məhdudlaşması və rabitənin sürətinin aşağı düşməsi baş verə bilər;

6. Yağışlar zamanı şəbəkənin məhsuldarlığı azala bilər;

7. Paketlərə əlavə olunan böyük həcmli xidməti informasiyaya görə cihazların yüklənməsi yer ala bilər;

8. Real zaman miqyasında ötürülən mediya informasiya istifadəçidən asılı olmayan bir sıra problemlər səbəbindən (atmosfer küyləri, landşaft və s.) itkilərə məruz qalır.

Wi-Fi şəbəkə seqmenti müstəqil şəbəkə kimi və ya həm naqilli, həm də naqilsiz texnologiyalar olan daha mürəkkəb bir şəbəkənin tərkibində fəaliyyət göstərə bilər. Wi-Fi şəbəkə aşağıdakı məqsədlər üçün istifadə oluna bilər:



  1. İstifadəçilərin şəbəkəyə naqilsiz qoşulması üçün;

  2. Altşəbəkələrin bir birinə qoşulması üçün;

  3. İnternet xidməti provayderlərinə qoşulmaq üçün (ayrılmış naqilli xətt və ya adi modem əvəzinə).

Wi-Fi şəbəkənin qurulma prinsipinə daha ətraflı baxaq. Şəbəkənin əsas elementləri Wi-Fi- adapetrlər və daxilolma nöqtələridir. Wi-Fi- adapter (şək. 6.2.7) PCI, PCMCI genişlənmə slotları vasitəsi ilə qoşulan platadır. Həmçinin USB 2.0 vasitəsi ilə qoşulan Wi-Fi- adapterlər də məlumdur.

Wi-Fi- adapter naqilli şəbəkədə şəbəkə platası funksiyalarını yerinə yetirir və istifadəçi kompüterinin naqilsiz şəbəkəyə qoşulmasını təmin edir. Müasir noutbukların hamısında müasir standartlarla uyğunlaşa bilən Wi-Fi- adapterlər mövcuddur. Adətən Wi-Fi - adapterlərlə cib kompüterləri də təmin olunur.

Şəbəkəyə daxil olmaq üçün adapter bir başa digər adapterlərlə rabitə yaratmalıdır. Belə şəbəkə Ad-Hoc şəbəkə adlanır. Ad-Hoc şəbəkə Wi-Fi- adapterlərdən ibarət avtonom qrup olub daha böyük şəbəkəyə və ya İnternetə qoşulma imkanına malik olmur. Belə şəbəkədə iki və daha artıq Wi-Fi- adapter olur və heç bir daxilolma nöqtəsi olmur. Ad-Hoc şəbəkə həmçinin bir ranqlı və ya müstəqil baza xidmətləri yığımı (Independent Basic Service Sets, IBSS) da adlanır. Şək. 6.2.8- də sadə Ad-Hoc şəbəkə təsvir olunmuşdur. Belə rejimin əsas üstünlüyü - sadə quruluşdur. Belə şəbəkə heç bir əlavə avadanlıq (daxilolma nöqtəsi) tələb etmir. Ad-Hoc rejimi müvəqqəti şəbəkələrin yaradılmasında da geniş istifadə olunur. Bu zaman nəzərə almaq lazımdır ki, verilənlərin maksimal ötürülmə sürəti istifadə olunan avadanlıqların növündən asılı olmayaraq 11/N Mbit/san təşkil edəcək (burada N- şəbəkədəki adapterlərin sayıdır). Rabitə məsafəsi isə 100 m- dən artıq olmur.

Adapter daxilolma nöqtəsi adlandırılan cihaz vasitəsi ilə də şəbəkəyə qoşula bilər. Belə rejim infrastruktur rejimi (Infrastructure mode), şəbəkə isə infrastrukturlu şəbəkə adlanır. Infrastructure mode rejimli şəbəkələrin tərkibində adətən naqilli şəbəkəyə qoşulmuş bir və ya daha çox daxilolma nöqtəsi mövcud olur. Şəbəkədə olan hər bir naqilsiz stansiya (adapter) daxilolma nöqtəsi ilə informasiya mübadiləsində olur. Sonuncu öz növbə­sində bu informasiyanı naqilli şəbəkəyə ötürür. Ümumiyyətlə, daxilolma nöqtəsi və naqillər vasitəsi ilə printerə, fayl-serverə, internet şlüzə qoşulma tələb olunan istənilən şəbəkə Infrastructure mode rejimində işləyir. Şək.6.2.9- də infrastruktur şəbəkə təsvir olunmuşdur. Yalnız bir daxilolma nöqtəsi olan infrastrukturlu şəbəkə baza xidmətləri yığımı (Basic Service Sets, BSS) da adlanır. Şəbəkədə iki və daha artıq daxilolma nöqtəsindən istifadə olunduqda isə, belə şəbəkə genişləndirilmiş xidmətlər yığımı (Extended Service Set, ESS) adlanır.


Bu və ya digər qoşulmadan istifadə etmək üçün istifadəçi adapteri lazımi rejimə (Ad-Hoc Mode və ya İnfrastructure Mode) köklənməlidir.

Daxilolma nöqtəsi (Access Point, AP) (şək. 6.2.10) tərkibində mikrokompüter və ötürücü/qəbuledici olan avtonom moduldur. Daxilolma nöqtəsi vasitəsi ilə naqilsiz adapterlər arasında və eləcə də adapterlərlə şəbəkənin naqilli seqmenti arasında informasiya mübadiləsi həyata keçirilir. Beləliklə, daxilolma nöqtəsi kommutator rolunu oynayır.

Daxilolma nöqtəsi öz şəbəkə interfeysi (uplink port) vasitəsi ilə adi naqilli şəbəkəyə qoşula bilər. Bu interfeys vasitəsi ilə həmçinin daxilolma nöqtəsinin köklənmə proseduraları da reallaşdırılır. Daxilolma nöqtəsindən həm ona klient adapterlərinin qoşulması üçün (əsas iş rejimi), həm də digər daxilolma nöqtələri ilə birləşərək bölüşdürülmüş şəbəkələrin yaradılmasın­da istifadə olunur.

Wi-Fi şəbəkədə hər bir daxilolma nöqtəsi klient adapterinə öz kodunu və ya şəbəkə adını - SSID (Service Set Identifier- xidmətlər yığımının identifikatoru) göndərir. Qəbuledici stansiya bu SSID-ni alınan siqnalların süzgəclənməsi və özünə lazım olanı ayırmaq üçün istifadə edir. SSID- nin göndərilməsi siqnal paketləri vasitəsi ilə 100 ms periodla 1 Mbit/san sürətlə həyata keçirilir. Bu da siqnal paketlərinin göndərilməsinin şəbəkənin para­metrlərinə təsir göstərməməyə imkan verir. Qəbul olunmuş identifikatora əsasən istifadəçi adapteri yaxınlıqda yerləşən daxilolma nöqtələrindən hansına qoşulmaq lazım olduğunu “başa düşür”. İstifadəçi adapteri iki eyni SSID - yə malik daxilolma nöqtəsinin təsir dairəsinə düşdükdə, qəbul olunan siqnalın gücünə əsasən onlardan birini seçə bilər.

İstifadəçi adapteri və daxilolma nöqtəsi arasındakı rabitə yaradıldıq­dan və kökləndikdən sonra verilənlərin “istifadəçi adapteri-daxilolma nöq­təsi” istiqamətində ötürülməsinə başlanır. Daxilolma nöqtəsində bu siqnal­lar emal olunaraq şəbəkə naqilləri vasitəsi ilə İnternet-ə göndərilir. Verilən­lərin “daxilolma nöqtəsi-istifadəçi adapteri” istiqamətində ötürülməsi də analoji yolla baş verir: daxilolma nöqtəsi verilənləri İnternet-dən alır, emal edir və radiotezlik diapazonunda istifadəçi adapterinə ötürür.

Tərkibində yalnız bir daxilolma nöqtəsi və çoxlu sayda istifadəçi adapteri olan şəbəkələrin qurulması kifayət qədər asan və etibarlı olur. Lakin daxilolma nöqtəsinin sıradan çıxması və ya eyni zamanda daxilolma nöqtəsinə həddindən çox sayda istifadəçi adapterinin qoşulma cəhdi zamanı rabitə kəsilə və ya küylər əmələ gələ bilər.

Wi-Fi qəbuledici/ötürücüləri öz quruluşlarına görə demək olar ki, adi portativ dupleks radiostansiyaları, mobil telefonlar və s. ilə eynidir. Bununla yanaşı Wi-Fi qəbuledici və ötürücülərinin digərlərindən fərqli cəhətləri də var. Belə fərqli cəhətlərdən ən əsası sözügedən avadanlığın 2,4 və 5 GHs tezlik diapazonunda işləməsidir. Bu tezliklər mobil telefon rabitəsində, portativ dupleks radiostansiyalarında və televiziyada istifadə olunan tezliklərdən çox yüksəkdir.

Ötürülən verilənlər paketinin maksimal həcmi 2340 bayt təşkil edir (şək.6.2.11). Bəzən küylərin təsiri altında böyük həcmli paketlər təhriflərə məruz qalır. Ona görə də belə paketlərin həcmi fraqmentasiya yolu ilə azal­dılır. Paketlərin fraqmentasiyası - verilənlərin naqilsiz rabitə sistemlərində ötürülməsinin etibarlılığının artırılması üçün nəzərdə tutulmuş bir proseduradır. Bunun nəticəsində bir böyük həcmli paket bir neçə kiçik həcmli paketlərə bölünür və ayrı-ayrı ötürülür. Hesab olunur ki, kiçik həcmli fraqmentin küylərin təsiri altında olan fəzadan təhrif olunmadan ötürülməsinin ehtimalı daha çoxdur. Hər bir paketin qəbuledici tərəfindən alınması ayrıca təsdiq olunur. Beləliklə, əgər hər-hansı bir fraqment düzgün qəbul olunmazsa, onda bütövlüklə bir paket deyil, yalnız bir fraqment yenidən göndərilir. Bu da öz növbəsində kanalın buraxma qabiliyyətini artırır. Şək. 6.2.12- də maksimal həcmli paketin bölündüyü üç fraqmentdən biri təsvir olunmuşdur.

Fraqmentin həcmi şəbəkə adminstratoru tərəfindən verilə bilər. Fraqmentasiya proseduru yalnız bir adresli paketlər üzərində yerinə yetirilə bilər. Geniş yayımlanan (широковещательный) və çoxadresli paketlər bütövlüklə, fraqmentasiya olunmadan ötürülür. Framentasiya prosedurunun paketlərin ötürülməsinin etibarlılığını artırmasına baxmayaraq, bu zaman ötürülən xidməti informasiyanın (başlıq, nəzarət cəmi və s.) ümumi həcmi artır. Bu da öz növbəsində naqilsiz stansiyanın real məhsuldarlığını aşağı salır.


6.2.3. WiMAX texnologiyası
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access- mikrodalğalı avadanlıqlar üçün ümumdünya standartı) - geniş spektr avadanlıqlar (portativ kompüterlər, mobil telefonlar və s.) üçün uzaq məsafələrdə universal naqilsiz rabitə yaratmaq üçün nəzərdə tutulmuş telekommunikasiya texnologiyasıdır. İnkişafının ilk dövrlərində Wireless MAN adlandırılan bu texnologiyanın işi IEEE 802.16 standartına əsaslanır. «WiMAX» adı WiMAX Forum- 2001- ci ildə əsası qoyulmuş və bu texnologiyanı inkişaf etdirən təşkilat tərəfindən təklif olunmuşdur. Hal- hazırda bu təşkilatın tərkibində bir neçə yüz üzv var. Onların sırasında Intel, Fujitsu, AT&T, BT, Motorola, Samsung, Siemens Mobile kimi üzvlər var.

WiMAX texnologiyası aşağıdakı məsələlərin həlli üçün istifadə oluna bilər:

1. Wi-Fi daxilolma nöqtələrinin bir- biri ilə və İnternet-in digər seqmentləri ilə birləşdirmək üçün;

2. Ayrılmış xətlərin alternativ variantı olaraq naqilsiz enlizolaqlı rabitənin təşkil olunması üçün;

3. Verilənlərin yüksəksürətli ötürülməsi üçün;

4. Coğrafi mövqeyə bağlı olmayan daxilolma nöqtəsi təşkil etmək üçün;

5. Uzaq məsafələrdə monitorinq sistemlərinin yaradılması üçün.

WiMAX Wi-Fi-şəbəkədən fərqli olaraq yüksək hərəkət sürətlərində, daha böyük ərazilərdə İnternet xidmətindən istifadə etməyə imkan yaradır. Beləliklə ayrı-ayrı lokal şəbəkələri birləşdirmək üçün WiMAX texnologiya­sından “magistral kanal” kimi istifadə etmək olur. Bunun nəticəsində şəhər daxilində böyük əraziləri əhatə edən şəbəkə yaradılması mümkün olur.

Hal-hazırda WiMAX texnologiyasının 4 standartı mövcuddur: 802.16a, 802.16d, 802.16e və 802.16f.

WiMAX şəbəkəsi iki əsas hissədən ibarətdir (şək. 6.2.13):

1. baza stansiyası - hündür obyektlərin üzərində (bina, qüllə və s.) yerləşdirilə bilər;

2. istifadəçi WiMAX transiveri - qəbuledici/verici və antena.

Baza stansiyası və istifadəçi transiveri arasında rabitə 2÷11 GHs tezlik diapazonunda qurulur. Belə rabitə ideal halda verilənlərin 20 Mbit/san sürətlə ötürülməsini təmin edir və nöqtələr arasında birbaşa görünüş tələb etmir. Baza stansiyaları arasında rabitə isə 10÷66 GHs tezlik diapazonunda təşkil olunur. Bu zaman verilənlərin ötürülmə sürəti (baza stansiyaları arasında) 120 Mbit/san qədər artırılır. Baza stansiyalarından heç olmazsa biri provayder şəbəkəsi ilə enlizolaqlı yüksəksürətli kanal vasitəsi ilə birləşmiş olur. Faktiki olaraq, provayder şəbəkəsinə nə qədər çox baza stansiyası qoşularsa, bir o qədər rabitənin sürəti və keyfiyyəti də yüksək olar. Lakin provayder şəbəkəsinə qoşulmuş baza stansiyalarının sayının çox az olduğu halda belə, şanvari topologiya sayəsində sistemdə yüklənmə bərabər paylanılır. Şanvari quruluş həmçinin optimal rabitə kanallarının təşkil olunmasına da zəmin yaradır. Belə ki, böyük obyektlərin (dağ massivlərinin, binaların və s.) rabitəyə mane olduğu hallarda, bir neçə ardıcıl baza stansiyası verilənləri estafet prinsipi üzrə ötürərək bu maneəni aradan qaldıra bilər.

WiMAX şəbəkələri öz strukturuna görə klassik mobil rabitəsi sistemlərinə bənzəyir. Hər iki halda təsir radiusu təqribən 50 km olan baza stansiyalarından istifadə olunur. Belə baza stansiyalarını quraşdıran zaman düzünə görünüşün olması əsas şərtlərdən biridir. Verilənlər baza stansiya­sından abonent terminalına ötürüldükdən sonra, adi Ethernet kabel vasitəsi ilə kompüterə və ya Wi-Fi standartlı daxilolma nöqtəsinə ötürülə bilər. Belə quruluş rayon və ya ofis lokal şəbəkələrinin infrastrukturunun naqilli rabitədən WiMAX rabitəyə keçdikdə pozulmamağını təmin edir.

WiMAX şəbəkənin təsir radiusu bir çox faktorlardan asılıdır:

1. Verilənlərin ötürülmə sürəti. Yəni, verilənlərin ötürülmə sürətinin artması ilə, təsir dairəsinin radiusu azalır;

2. Relyefin quruluşu. Məsələn, binaların radioşəffaflıq dərəcəsi;

3. Antenaların yerləşmə şəraiti.

Hal-hazırda WiMAX texnologiyası aşağıdakı iş rejimlərini təklif edir:

1. Fixed WiMAX – fiksə olunmuş rabitə;

2. Nomadic WiMAX – seans rabitəsi;

3. Portable WiMAX – hərəkət rejimində rabitə;

4. Mobile WiMAX – mobil rabitə.

Bu rejimlərlə daha ətraflı tanış olaq.

Fixed WiMAX. Fiksə olunmuş radiorabitə enlizolaqlı naqilli rabitə texnologiyalarının alternativi rolunu oynayır. Bu zaman şəbəkənin bütün hissələri sükunətdə qalır. Bu rejimdə 10÷66 GHs tezliklərdən istifadə olunur və verici ilə qəbuledici arasında düzünə görünüşün olmasını tələb edir. Fiksə olunmuş rejim radiorabitənin əsas problemlərindən biri olan- dalğaların çoxşüalı yayılmasını aradan qaldırmağa imkan verir. Kanalın eni kifayət qədər böyük - 25÷28 MHs təşkil edir.

Nomadic WiMAX. Seans ərzində rabitə rejiminin əsas yeniliyi ondan ibarətdir ki, bu zaman istifadəçi avadanlığının rabitə seansları arasın­da yerini dəyişməsi mümkün olur və rabitəni yenidən, başqa baza stansiyası vasitəsi ilə bərpa etmək olur. Bu rejim əsasən portativ cihazlar - noutbuklar, cib kompüterləri və s. üçün hazırlanıb. Seanslardan istifadə olunması həm­çinin istifadəçi avadanlıqlarının enerjiyə qənaətini də təmin edir.

Portable WiMAX. Bu rejimdə istifadəçi avadanlığı rabitəni qır­ma­dan avtomatik olaraq bir baza stansiyasından digərinə keçə bilir. Lakin bu zaman istifadəçinin hərəkət sürəti 40 km/saat- dan artıq olmalı deyil.

Mobile WiMAX. Bu rejim də əvvəlki kimi istifadəçi terminalının avtomatik olaraq baza stansiyasını dəyişməyə imkan yaradır. Lakin bu rabitə artıq 120 km/saat hərəkət sürətində də təşkil oluna bilər. Bundan başqa Mobile WiMAX rejiminin bir sıra əlavə üstünlükləri də var:

1. Siqnalın çoxşüalı yayılmasına və avadanlığın öz küylərinə davamlılıq;

2. Rabitə kanalının eninin dinamik olaraq dəyişməsi;

3. İstifadəçi avadanlığının hərəkət istiqamətinin kəskin dəyişməsi zamanı rabitənin stabil qalması;

4. Rabitə kanalının subkanallara bölünməsi. Bu zaman verilənlərin istifadəçi avadanlığı tərəfindən ötürülməsi optimallaşdırılır;

5. Enerjiyə qənaətin idarə olunması nəticəsində portativ istifadəçi avadanlığının gözləmə rejimində enerji sərfiyyatının optimallaşdırılması;

6. İstifadəçi avadanlığının bir kanaldan digərinə keçməsinin 50 ms- ə qədər azaldılması.
6.3. Naqilsiz hesablama texnologiyalarında standartlar
6.3.1. IEEE 802.11 fəsiləsinin standartları
IEEE 802.11- naqilsiz kommunikasiyanın məhdud ərazidə lokal şəbə­kə, yəni bir neçə abonentin ümumi ötürmə kanalına eynihüquqlu daxilolma rejimində təşkili üçün nəzərdə tutulmuş standartdır. IEEE 802.11 WLAN üçün nəzərdə tutulmuş ilk sənaye standartıdır. Baza standartı verilənlərin üç metod vasitəsi ilə ötürülməsini təyin edir:


  1. İQ - dalğalar diapazonunda ötürülmə;

  2. FHSS texnologiyası;

  3. DSSS texnologiyası.

Verilələrin İQ diapazonda ötürülməsi yarımkeçirici lazer diodu və ya işıq diodu vasitəsi ilə 850 nm dalğa uzunluğunda həyata kçirilir. İQ dalğala­rın divardan keçməməyi səbəbindən belə şəbəkənin əhatə dairəsi birbaşa görünüş zonası ilə məhdudlanır. Standart İQ dalğaların yayılmasının iki variantını təsvir edir: istiqamətlənməmiş və istiqamətlənmiş. Birinci halda dar şüa linzalar sistemi vasitəsi ilə səpələnir. Bu zaman şəbəkənin təşkil olunması İQ dalğaların divarlardan əks olunmasına əsaslanır. İstiqamətlən­miş şüalanma “nöqtə-nöqtə” rejimində rabitənin təşkili üçün nəzərdə tutulmuşdur.

FHSS metodundan istifadə etməklə qurulmuş şəbəkələr verilənlərin 1 və 2 Mbit/san sürətlə ötürlməsini təmin edir. Bu zaman rabitə üçün ayrılmış 2,400 - 2,483 GHs tezlik diapazonu 79 kəsişməyən kanala bölünür (bu hal Şimali Amerika və Avropanın bir çox ölkələri üçün doğrudur). Bu kanal­ların hər birinin eni 1 MHs təşkil edir. Ona görə də FHSS metodundan isti­fadə olunan lokal şəbəkələrdə simvolların ötürülmə sürəti böyük, bir kanal­dan digərinə keçmə sürəti isə nisbətən kiçikdir.

DSSS texnologiyasında isə istifadəçi verilənləri impulslar ardıcıllığı (çiplər) ilə əvəz edilir. Nəticədə, siqnalın spektri tezlik oxu üzrə genişlənir. Genişləndirmə ardıcıllığı kimi isə 11 elementli Barker ardıcıllığından istifadə olunur: . Hər bir məntiqi “1” ardıcıllığı ilə, məntiqi “0” isə ardıcıllığının əksi ilə əvəz olunur. Nəticədə hər bir ötü­rülən istifadəçi biti 11 elementdən ibarət ardıcıllıqla əvəz olunur. Geniş­lənmədən sonra ötürülən siqnalın spektri 22 MHs-ə bərabər olur (Wi-Fi texnologiyasında bir kanalın eni məhz 22 MHs təşkil edir).

IEEE 802.11 standartında naqilli Ethernet-də olduğu kimi daşıyıcı tezliyə nəzarət kolliziyaların qarşısının alınması ilə çoxsaylı daxilolma (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance, CSMA/CA) adlı vahid öturmə mühitindən istifadə metodundundan istifadə olunur. Daşıyıcı tezliyə nəzarət olunması onu bildirir ki, kanal avadanlıq tərəfindən “dinlənilir”. Kanalın “dinlənməsi” Ready To Send (RTS) - ötürməyə hazır olma adlı kiçik məlumat paketinin göndərilməsi ilə başlanır. Bu paket şəbəkənin digər avadanlıqlarını ötürülən məlumatın adresatı və ötürmə müddəti barədə xəbərdar edir. Məlumatın ötürülməsi üçün qəbuledici tərəf RTS sorğusuna Clear To Send (CTS) - qəbula hazır olma cavabı göndərməlidir. Belə ardıcıllıq ötürücü avadanlığa kanalın boş olub- olmamağı və qəbuledici avadanlığın işə hazır olub-olmamağı barədə məlumat almağa imkan verir. Kanalın boş olduğu haqda məlumat alındıqdan sonra kolliziyaların (konfliktlərin) qarşısının alınması üçün müəyyən zaman intervalı çərçivəsində təsadüfi gözləmə intervalı seçilir və verilənlərin ötürülməsi həyata keçirilir. Verilənlər paketi alındqdan sonra qəbuledici tərəf bu paketin təhrifsiz alındığı barədə məlumat göndərməlidir. Əgər belə məlumat alınmazsa, verilənlər paketi yenidən ötürülür. Belə alqoritm sistemin buraxma qabiliyyətini xeyli artırmağa imkan verir.

Standartda həmçinin verilənlərin təhlükəsizliyinin təmin olunması da nəzərə alınmışdır. Bura, avadanlığın şəbəkədə avtorizasiya olunduğunu yəqin etmək üçün birincinin audentifikasiyası və arzuolunmaz dinlənmədən qorunması üçün şifrləmə daxildir.

IEEE 802.11 standartının əsasına şanvari rabitə strukturu qoyul­muşdur. Şəbəkə bir və ya bir neçə şandan təşkil oluna bilər. Hər bir şan öz daxilolma nöqtəsi adlandırılan baza stansiyası tərəfindən idarə olunur. Daxilolma nöqtəsi və onun ətrafında yerləşən istifadəçi terminalları BSS yaradırlar. Tərkibində çoxlu sayda daxilolma nöqtəsi olan infrastruktur isə ESS yaradır (bax fəsil 1).



Hal-hazırda IEEE 802.11 standartının çoxlu sayda altstandartları- daristiqamətli spesifikasiyaları mövcuddur:

  1. 802.11 - baza standartı olub, verilənlərin radiokanal vasitəsi ilə (opsional olaraq) 1 və 2 Mbit/san sürətlə ötürülməsini təmin edir;

  2. 802.11a - yüksəksürətli WLAN standartı. Verilənlərin 5 GHs tezlik diapazonunda 54 Mbit/san sürətlə ötürülməsini təmin edir;

  3. 802.11b - ən geniş yayılmış spesifikasiyalardan biri olub, 2,4 GHs tezlik diapazonunda verilənlərin 11 Mbit/san sürətlə ötürülməsini təmin edir;

  4. 802.11c - naqilsiz körpülərin işini nizamlayan spesifikasiya olub, daxilolma nöqtələrinin istehsalında istifadə olunur;

  5. 802.11d - müxtəlif ölkələrin qanunverici orqanlarının normala­rı­na müvafiq olması üçün kanalların fiziki parametrlərinə (şüalanma gücü və tezlik diapazonu) və naqilsiz şəbəkə avadanlıqlarına qoyulan tələbləri təyin edən bir standartdır;

  6. 802.11e - bu standartın yaradılması multimedia vasitələrindən istifadə olunması ilə bağlıdır. Müxtəlif növ trafiklər - audio və video arasında prioritetin təyin olunmasını təsvir edir;

  7. 802.11f - bu standart audentifikasiya ilə bağlıdır. İstifadəçinin şəbəkənin seqmentləri arasında hərəkəti zamanı rabitə nöqtələrinin qarşılıqlı təsirini təyin edir. Standartın həmçinin Inter Access Point Protocol kimi də adlandırılır;

  8. 802.11g- 2,4 GHs tezlik diapazonu üçün əlavə modulyasiya texnikasını təyin edir (OFDM). Verilənlərin 54 Mbit/san sürətlə ötürülmə­sini təmin edir;

  9. 802.11h- bu standartın yaradılması 5 GHs tezlik diapazonundan istifadə olunan 802.11a standartının Avropa ölkələrində qarşılaşdığı çətin­liklərlə əlaqədardır. Belə ki, bu ölklərin bəzilərində göstərilmiş diapazonda radiolokasiya və peyk sistemləri fəaliyyət göstərir. 802.11h standartı şüalanma gücünün və daşıyıcı tezliyin “intellektual” idarə olunması mexanizminə malikdir. Başqa sozlə, bu standart Avropa və Asiyada 5 GHs tezlik diapazonunda spektrin idarə olunması qaydalarını müəyyən edir;

  10. 802.11i - standartın yaradılmasının məqsədi naqilsiz şəbəkələrin təhlükəsizlik səviyyəsinin yüksəldilməsidir. Burada informasiya mübadiləsi zamanı istifadə olunan bir sıra qoruyucu funksiyalar yığımı - AES (Advanced Encryption Standard - şifrləmənin təkmilləşdirilmiş standartı) texnologiyası reallaşdırılıb. AES texnologiyasına əsasən 128, 192 və 256 bitlik şifrələmə açarlarından istifadə olunur;

  11. 802.11j - Yaponiya üçün hazırlanmış standartdır. 802.11a standartında istifadə olunan tezlik diapazonu 4,9 GHs-ə qədər artırılmışdır;

  12. 802.11n - bu gün üçün layihələndirmə etapında olan perspektivli standartdır. Verilənlərin ötürülmə sürətinin 140 Mbit/san - yə qədər artırılması nəzərdə tutulur (nəzəri olaraq 600 Mbit/san);

  13. 802.11r - bu standart istifadəçinin bir şəbəkənin təsir dairəsindən digər şəbəkənin təsir dairəsinə keçə bilməsini təmin edən universal və uyğunlaşa bilən rouminq sisteminin yaradılması üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Sadalanan spesifikasiyalardan praktikada ən geniş istifadə olunanları 802.11a, 802.11b və 802.11g - dir. Üç spesifikasiyanın müqayisəli analizi cədvəl 6.3.1- də göstərilmişdir.

IEEE 802.11a standartı bu ailədən olan digər standartlarla müqayi­sədə daha geniş tezlik zolağına malikdir. Baza standartından fərqli olaraq burada verilənlər 5GHs tezlik diapazonunda ötürülür. IEEE 802.11a spesifikasiyasının çatışmazlıqları verilənlərin göstərilən tezlikdə ötürülməsi üçün daha çox güc sərf olunması və kiçik təsir radiusudur.

IEEE 802.11b standartı verilənlərin ötürülmə sürətinin kifayət qədər böyük olduğu və 2,4 GHs tezlik diapazonu üçün nəzərdə tutulduğu üçün naqilsiz şəbəkə avadanlığı istehsalçıları arasında böyük populyarlıq qazan­mışdı. Verilənlərin maksimal ötürülmə sürəti (11Mbit/san) rejimində işlə­yən avadanlığın təsiretmə radiusu nisbətən aşağı ötürmə sürətinə nəzərən az olduğu üçün, IEEE 802.11b standartı tərəfindən rabitənin keyfiyyətinin azalması ilə avtomatik olaraq ötürülmə sürətinin də azaldılması nəzərə alın­mışdır. Yuxarıda sadalanan üstünlüklərlə yanaşı bu standart həm də ucuz avadanlıqlar istehsal etməyə imkan verdiyi üçün bir müddət çox geniş istifadə olundu. Lakin hal-hazırda daha müasir standartlar tərəfindən sıxışdırılır.

IEEE 802.11g standartı IEEE 802.11b standartının məntiqi davamı olub verilənlərin həmin diapazonda ötürülməsinin təmin edir. Bundan başqa bu iki standart tam uyğunlaşa bilər, yəni IEEE 802.11g standartında işləyən avdanlıqlar IEEE 802.11b standartında da normal fəaliyyət göstərir. Veri­lənlərin maksimal ötürülmə sürəti 54 Mbit/san olduğu üçün bu standart hal-hazırda daha perspektivlidir.

Klient avadanlığı kimi avtonom qidalanmaya malik mobil cihazlardan istifadə oluna biləcəyini nəzərə alaraq, IEEE 802.11 standartlar ailəsində qidalanmanın idarə olunmasına geniş yer ayrılmışdır. Standart qənaətcil enerji sərfiyyatı rejimindən istifadə etməyə imkan verir. Bu rejimə əsasən istifadəçi adapteri hər müəyyən zaman intervalından bir “oyanır” və daxilolma nöqtəsi tərəfindən göndərilməsi ehtimal olunan qoşulma siqnalını qəbul etməyə çalışır. Əgər belə siqnal qəbul olunarsa istifadəçi avadanlığı tam qoşulur, əks təqdirdə avadanlıq növbəti qəbul siklinə qədər yenidən “yatma” rejiminə keçir.
6.3.2. IEEE 802.15 fəsiləsinin standartları
IEEE 802.15 standartı 2001- ci ildə WPAN şəbəkələr üçün layihələndirilmişdir. Sonrakı inkişaf dövründə bu standart özündə 802.15.1- 802.15.5 spesifikasiyalarını birləşdirdi. Bu spesifikasiyalrın əsas xüsusiyyətlərinə baxaq:

1. IEEE 802.15.1- WPAN şəbəkələr arasında naqilsiz rabitəyə qoyu­lan tələblər toplusudur. Bu standartın tipik nümayəndəsi Bluetooth- dur. Standarta əsasən işçi tezlik diapazonu 2400- 2483,5 MHs təşkil edir. Bu tezlik diapazonu isə eni 1 MHs olan 79 altdiapazona bölünmüşdür. Diapa­zonun yuxarı və aşağı hissələrində enləri 2,5 və 2 MHs olan qoruyucu inervallar mövcuddur. Standarta əsasən bütün ötürücü qurğular şüalandırma gücünə görə üç qruppa bölünürlər:

- I sinif- şüalanma gücü 100 mVt;

- II sinif- şüalanma gücü 2,5 mVt;

- III sinif- şüalanma gücü 1 mVt.

2. IEEE 802.15.2- 2003- cü ildə dərc olunmuşdur. WPAN şəbəkələrin lisenziya olunmamış tezlik diapazonunda işləyən digər naqilsiz avadanlıqlarla birgə işləməsini təyin edir;

3. IEEE 802.15.3- verilənlərin 100 m məsafədə 55 Mbit/san ötürmə sürətini təmin edir. Bu standart həmçinin verilənlərin 22, 33 və 44 Mbit/san sürətlə ötürülməsini də təmin edir. Belə şəbəkədə eyni zamanda 245 istifadəçi fəaliyyət göstərə bilər. Bu standarta əsasən digər məişət avadanlıqları və ya qonşu şəbəkələr tərəfindən rabitəyə küyşəkilli təsir göstərildikdə rabitə kanalı avtomatik olaraq dəyişdirilir;

4. IEEE 802.15.3a- əvvəlki variantdan fiziki səviyyədə yer alan bəzi dəyişikliklərlə fərqlənir. WPAN üçün radiotexnologiyalar təkmilləşdirilmişdir;

5. IEEE 802.15.4- verilənlərin qısa məsafələrə (təqribən 10m) aşağı sürətlə (250 kbit/san-ə qədər) ötürülməsini təmin edir. Verilənlər 2,4 GHs tezlik diapazonunda ötürülür. Lakin opsional olaraq 858 MHs (20 kbit/san) və 915 MHs (40 kbit/san) tezlik diapazonlarında da işləmək mümuündür. Şüalanma gücünün və ötürülmə sürətinin az olması rabitə yaradılan avadanlıqların enerji resurslarının az olması ilə əlaqədardır;

6. IEEE 802.15.4a- qısa məsafələrdə verilənlərin yüksək sürətlə (yüzlərlə Mbit/san) ötürülməsini təmin edir;

7. IEEE 802.15.5- mürəkkəb çoxşanlı WPAN şəbəkələrin yaradılması üçün nəzərdə tutulub.

Sadalanan standartlar arasında ən çox istifadə olunanları IEEE 802.15.1, IEEE 802.15.4 və IEEE 802.15.4a.

IEEE 802.15.1 standartı demək olar ki bütün Bluetooth avadanlıqların işini təyin edir. Bu texnologiyaya fəsil 1-də daha ətraflı baxılmışdı.

IEEE 802.15.4 standartı əsasən avtonom cihazların və avadanlıqların aşağı sürətli rabitəsi üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bu standart Bluetooth texnologiyasının əsas rəqibi olan ZigBee texnologiyasının işini təyin edir. Standart ZigBee Aliance təşkilatı tərəfindən aktiv olaraq inkişaf etdirilir. ZigBee texnologiyası verilənlərin qısa məsafələrə (təqribən 10 m) aşağı sürətlə (250 kbit/san) ötürülməsini təmin edir. Verilənlər 2,4 GHs tezlik diapazonunda ötürülür. Bu texnologiya böyük həcmli informasiyanın ötürülməsi üçün demək olar ki yararsızdır. Lakin, həcmi onlarla baytdan çox olmayan məlumatları, məsələn, sensorların göstərişlərini ötürmək üçün yüksək sürət gərək deyil. Bu halda belə avadanlığın az enerji sərfiyyatlı, ucuz və etibarlı olması vacibdir. Beləliklə, IEEE 802.15.4 istehsalçılara ucuz, aşağı enerji sərfiyyatlı və etibarlı naqilsiz rabitə avadanlıqları istehsal etməyə imkan yaradır.

IEEE 802.15.4a standartı ifrat enli zolaqlı (Ultra Wideband, UWB) rabitə texnologiyasının işini təyin edir. UWB texnologiyasına əsasən verilənlər geniş tezlik diapazonunda (3,1- 10,6 GHs) çoxlu sayda kiçik amplitudlu (0,05 mVt) və çox qısa davametmə müddətinə (1 nsan- dən az) malik kodlaşdırılmış impulslar şəklində ötürülür. Təsir dairəsinin 5 m olduğu hal üçün verilənlərin maksimal ötürülmə sürəti 500 Mbit/san təşkil edir. Ona görə də bu texnologiya videoaxınlarla (видеопоток) və digər bö­yükhəcmli verilənlərin ötürülməsini tələb edən proqramlarla işləməyə im­kan verir. UWB texnologiya vasitəsi ilə istənilən iki düyün arasında yüksəksürətli rabitə təşkil oluna bilən şəbəkələr yaratmaq olur. Bu texno­logiyada istifadə olunan qısamüddətli impulslar siqnalın çoxşüalı yayılma­sına nisbətən daha davamlıdır. Aşağısürətli UWB cihazladan istifadəçilərin və obyektlərin fəzada koordinatlarını təyin etmək üçün istifadə olunur. Bu texnologiyanın daha bir müsbət cəhəti, küyə bənzər siqnalardan istifadə olunduğundan daha az enerji sərfiyyatının yer almasıdır. Belə ki, bu zaman siqnal/küy nisbətini kifayət qədər kiçik qiymətində sistem stabil fəaliyyət göstərir. Ona görə da UWB çipləri digər bu tip çiplərlə, məsələn, Bluetooth-la müqaisədə çox böyük buraxma qabiliyyəti ilə yanaşı, enerji baxımından daha qənaətkardır.


6.3.3. IEEE 802.16 fəsiləsinin standartları
IEEE 802.16 - WMAN şəbəkələrin işini təyin edən, enlizolaqlı naqilsiz rabitə standartıdır. Standartın birinci versiyası 2001- ci ildə qəbul olunmuşdur. Tərkibində 10÷66 GHs və 2÷11 GHs tezlik diapazonları üçün spesifikasiyalar, eləcə də 5÷6 GHs tezlik diapazonunun istifadəsi üçün ayrıca reqlament mövcuddur. Verilənlərin maksimal ötürülmə sürəti 120 Mbit/san təşkil edir. Standart meqapolis miqyasında stasionar naqilsiz şəbə­kələrin yaradılması üçün nəzərdə tutulmuşdur. Standartın ilkin versiyaları təsir dairəsinin (yalnız düzünə görünüş zonasında) kiçik olduğu üçün geniş tətbiq olunmadı. Sonrakı versiyalarda bu nöqsan aradan qaldırıldı.

IEEE 802.16 standartına əsasən qurulmuş şəbəkələr strukturuna görə şanvari rabitə sistemlərinə bənzəyir. Baza stansiyası binada və ya hündür qüllədə quraşdırılır. Rabitə “nöqtə - çoxnöqtə” rejimində təşkil olunur. Bundan başqa torşəkilli rabitə də ümükündür. Bu zaman istifadəçi terminalları birbaşa bir-biri ilə rabitə yaradır. Baza stansiyası əsas şəbəkə və digər baza stansiyaları ilə rabitəni təmin edir. Klient avadanlıqları isə təkrarlayıcı kimi və ya lokal trafiki təşkil etmək üçün istifadə oluna bilər. Ötürülən məlumat lazımi istifadəçiyə çatmazdan əvvəl bir neçə belə təkrarlayıcı tərəfindən ötürülə/qəbul oluna bilər. Təkrarlayıcılardan adətən ötürücü və qəbuledici abonentlər arasında düzünə görünüş olmadıqda istifadə olunur.

Bu gün üçün IEEE 802.16 standartının dörd spesifikasiyası mövcuddur: 802.16a, 802.16d, 802.16e və 802.16f:

1. IEEE 802.16a- baza standartının təkmilləşdirilmiş variantıdır. 2003-cü ildə qəbul olunmuşdur. 2÷11 GHs tezlik diapazonunda IEEE 802.11b/g/a standartlı daxilolma nöqtələri vasitəsi ilə İnternet-ə qoşulmanı təsvir edir. Standartın texniki xarakteristikaları: təsir zonasının radiusu - 50 km, bir baza stansiyasının bir sektoru üçün verilənlərin maksimal ötürülmə sürəti - 70 Mbit/san, tipik baza stansiyasının sektorlarının sayı - 6, bir baza stansiyası tərəfindən xidmət göstərə biləcəyi lokal şəbəkələrin sayı - 60;

2. IEEE 802.16d - WiMax Forum konsorsiumunun Regulatory Working Group qrupu tərəfindən hazırlanıb, 2004-cü ildə qəbul olunub. Bu standart həmçinin IEEE 802.16-2004 və ya düzünə görünüş olmadıqda istiqamətlənmiş radiorabitə - NLOS (Non Line of Sight) kimi də tanınır. NLOS texnologiyası 2÷11 GHs tezlik diapazonunda radiodalğaların əks olunmasına əsasən düzünə görünüş olmadıqda belə rabitə yaratmağa imkan verir. Bu texnologiyanın əsas istifadə sahələrindən biri IEEE 802.11b/g/a standartlı daxilolma nöqtələri vasitəsi ilə İnternet-ə qoşulmanı təmin etməkdir. İstifadəçi adapterləri daxildə və xaicdə quraşdırılmış modemlər, həmçinin notbuklar üçün PCMCIA - kartlar şəklində olur. Bir çox ölkələrdə bu növ rabitə üçün 3,5 və 5 GHs tezlik diapazonları ayrılmışdır. Buna baxmayaraq bəzi ölkələrdə desimetrlik dalğa diapazonunda televiziya proqramlarının translyasiyası üçün ayrılmış 700 MHs tezlik diapazonu da istifadə olunur;

3. IEEE 802.16e- 2005-ci ildə qəbul olunmuşdur. IEEE 802.16-2005 kimi də tanınır. Rouminqin həyata keçirilməsini təmin edir. Xüsusi halda, abonentlərin IEEE 802.11 standartlı şəbəkələrdən IEEE 802.16 standartlı şəbəkələrə və əksinə keçməsini təsvir edir. IEEE 802.11 standartı istifadəçiləri naqilsiz rabitə xidmətlərindən yalnız Hot-Spot təsir zonasında istifadə edə bilər. Bu zonadan çıxdıqda isə rabitə qırılır. Standart həmçinin handover funksiyasını da dəstəkləyir. Radiorabitə düzünə görünüş olduqda və olmadıqda təşkil oluna bilər;



4. IEEE 802.16f - torşəkilli naqilsiz enlizolaqlı şəbəkənin işini təsvir edir. Bu topologiya verilənlərin bir nöqtədən digərinə təbii və süni əngəlləri əyərək ötürülməsini təmin edir. Bu da bir baza stansiyasının təsir zonasında rabitənin keyfiyyətini daha da artırır.





Dostları ilə paylaş:


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©muhaz.org 2017
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə