https://wiki.cusu.edu.ua/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=Stanislav+chigirev 2026-07-05T14:26:13Z Внесок користувача MediaWiki 1.23.2 https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WiMAX 2012-12-24T07:35:39Z

<p>Stanislav chigirev: /* Функціональні можливості та характеристики технології WIMAX */</p> <hr /> <div>[[Файл:wimax logo.gif|frame|Офіційний логотип WiMax]]<br /> <br /> '''WiMAX''' Стандарт [[IEEE 802.16]]&amp;nbsp;— стандарт [[бездротовий зв'язок|безпровідного зв'язку]], що забезпечує широкосмуговий зв'язок на значні відстані зі швидкістю, порівняною з кабельними з'єднаннями.<br /> <br /> Назву «WiMAX» було створено WiMAX Forum — організацією, яку засновано в червні 2001 року з метою просування і розвитку WiMAX. Форум описує WiMAX як «засновану на стандарті технологію, яка надає високошвидкісний бездротовий доступ до мережі, альтернативній виділеним лініям і DSL»;<br /> <br /> ==Введення== <br /> <br /> Під абревіатурою WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) розуміється технологія операторського класу, яка заснована на сімействі стандартів IEEE 802.16, розроблена міжнародним інститутом інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE). У стандартах IEEE 802.16 визначаються фізичний рівень і рівень управління доступом для систем фіксованого бездротового широкосмугового доступу масштабу міста. <br /> <br /> Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 представлені в табл. 1. <br /> <br /> [[ Файл:Основні_параметри_стандартів_IEEE_802.16_і_IEEE_802.16-2004_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Таблиця 1. Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 <br /> <br /> ==Опис стандарту== <br /> <br /> На фізичному рівні в стандарті IEEE 802.16-2004 визначені три методи передачі даних: метод модуляції однієї несучої (SC), метод ортогонального частотного мультиплексування (OFDM) і метод множинного доступу на основі такого мультиплексування (OFDMA). <br /> Специфікація фізичного рівня WirelessMAN-OFDM є найбільш цікавою з точки зору практичної реалізації. Вона базується на технології OFDM, що значно розширює можливості обладнання, зокрема, дозволяє працювати на відносно високих частотах в умовах відсутності прямої видимості. Крім того, в неї включена підтримка топології «кожен з кожним» (mesh), при якій абонентські пристрої можуть одночасно функціонувати і як базові станції, що сильно спрощує розгортання мережі та допомагає подолати проблеми прямої видимості. <br /> <br /> ==Модуляція OFDM== <br /> <br /> При формуванні OFDM-сигналу цифровий потік даних ділиться на кілька підпотоків, і кожна піднесуча зв'язується зі своїм під потоком даних. Амплітуда і фаза піднесучих обчислюються на основі зворотної схеми модуляції. Згідно стандарту, окремі піднесучі можуть модулюватися з використанням бінарної фазової маніпуляції (BPSK), квадратурної фазової маніпуляції (QPSK) або квадратурної амплітудної маніпуляції (QAM) порядку 16 або 64. Варіанти відображення біт на фазову площину для кожного виду маніпуляції представлені на рис. 1. У передавачі амплітуда як функція фази перетворюється на функцію від часу за допомогою зворотного швидкого перетворення Фур'є (ОБПФ). У приймачі за допомогою швидкого перетворення Фур'є (ШПФ) здійснюється перетворення амплітуди сигналів як функції від часу в функцію від частоти. <br /> <br /> [[ Файл:Варіанти_відображення_біт_на_фазову_площину_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 1. Варіанти відображення біт на фазову площину <br /> <br /> Застосування перетворення Фур'є дозволяє розділити частотний діапазон на піднесучі, спектри яких перекриваються, але залишаються ортогональними. Ортогональність піднесучих означає, що кожна з них містить ціле число коливань на період передачі символу. Як видно з рис. 2, спектральна крива будь-якої з піднесучих має нульове значення для «центральної» частоти суміжної кривої. Саме ця особливість спектру піднесучих і забезпечує відсутність між ними інтерференції. <br /> <br /> [[ Файл:Ортогональні_поднесучі_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 2. Ортогональні поднесучі <br /> Однією з головних переваг методу OFDM є його стійкість до ефекту багатопроменевого поширення. Ефект викликається тим, що випромінений сигнал, відбиваючись від перешкод, приходить до прийомної антени різними шляхами (рис. 3), викликаючи міжсимвольні спотворення. Цей вигляд перешкод характерний для міст з різноповерховою забудовою через багатократні віддзеркалення радіосигналу від будівель і інших споруд. Для того щоб уникнути міжсимвольних спотворень, перед кожним OFDM-символом вводиться захисний інтервал, званий циклічним префіксом. Циклічний префікс являє собою фрагмент корисного сигналу, що гарантує збереження ортогональності піднесучих (але тільки в тому випадку, якщо відбитий сигнал при багатопроменевому поширенні затриманий не більше, ніж на тривалість циклічного префікса). Крім того, циклічний префікс дозволяє вибрати вікно для перетворення Фур'є в будь-якому місці тимчасового інтервалу символу (рис. 4). <br /> <br /> [[ Файл:Ілюстрація_ефекту_багатопроменевого_поширення_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 3. Ілюстрація ефекту багатопроменевого поширення <br /> <br /> [[ Файл:Обробка_OFDM-символу_при_багатопроменевому_поширенні_.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 4. Обробка OFDM-символу при багатопроменевому поширенні <br /> <br /> Взагалі вся система WiMAX складається з двох основних частин: <br /> 1. Базова станція WiMAX, може розміщуватися на висотному об'єкті - будівлі або вишці. <br /> 2. Приймач WiMAX: антена з приймачем (рис. 5). <br /> З'єднання між базовою станцією і клієнтським приймачем проводиться в НВЧ діапазоні 2-11 ГГц. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 20 Мбіт / с і не вимагає, щоб станція знаходилася на відстані прямої видимості від користувача. Цей режим роботи базової станції WiMAX близький широко використовуваному стандарту 802.11 (Wi-Fi), що допускає сумісність вже випущених клієнтських пристроїв і WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Архітектура_WiMAX.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 5. Архітектура WiMAX <br /> Слід пам'ятати, що технологія WiMAX застосовується як на &quot;останній милі&quot; - кінцевій ділянці між провайдером і користувачем, - так і для надання доступу регіональним мережам: офісним, районним. <br /> Між сусідніми базовими станціями встановлюється постійне з'єднання з використанням надвисокої частоти 10-66 ГГц радіозв'язку прямої видимості. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 120 Мбіт / с. Обмеження по умові прямої видимості, зрозуміло, не є перевагою, проте воно накладається тільки на базові станції, що беруть участь в цілісному покритті району, що цілком можливо реалізувати при розміщенні обладнання. <br /> Як мінімум одна з базових станцій може бути постійно пов'язана з мережею провайдера через широкосмугове швидкісне з'єднання. Фактично, чим більше станцій мають доступ до мережі провайдера, тим вища швидкість і надійність передачі даних. Однак навіть при невеликій кількості точок система здатна коректно розподілити навантаження за рахунок стільникової топології. <br /> На базі стільникового принципу розробляються також шляхи побудови оптимальної мережі, що обгинає великі об'єкти (наприклад, гірські масиви), коли серія послідовних станцій передає дані по естафетному принципу (рис. 6.). <br /> <br /> [[ Файл:Покриття_WiMAX.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 6. Покриття WiMAX <br /> За структурою мережі стандарту IEEE 802.16 дуже схожі на традиційні мережі мобільного зв'язку: тут теж є базові станції, які діють в радіусі до 50 км, при цьому їх також необов'язково встановлювати на вишках. Для них цілком підходять дахи будинків, потрібно лише дотримання умови прямої видимості між станціями. Для з'єднання базової станції з користувачем необхідна наявність абонентського обладнання. Далі сигнал може надходити за стандартним Ethernet-кабелем, як безпосередньо на конкретний комп'ютер, так і на точку доступу стандарту 802.11 Wi-Fi або в локальну дротову мережу стандарту Ethernet.<br /> Це дозволяє зберегти існуючу інфраструктуру районних або офісних локальних мереж при переході з кабельного доступу на WiMAX. Крім того, це дає можливість максимально спростити розгортання мереж, використовуючи знайомі технології для підключення комп'ютерів. <br /> <br /> ==Режими роботи WiMAX== <br /> <br /> Стандарт 802.16e-2005 увібрав в себе всі раніше існуючі версії і на даний момент надає наступні режими:<br /> <br /> 1. Fixed WiMAX - фіксований доступ. <br /> <br /> 2. Nomadic WiMAX - сеансовий доступ. <br /> <br /> 3. Portable WiMAX - доступ в режимі переміщення. <br /> <br /> 4. Mobile WiMAX - мобільний доступ.<br /> <br /> ==Fixed WiMAX== <br /> <br /> Фіксований доступ являє собою альтернативу широкосмуговим дротяним технологіям (xDSL, T1 і т. п.). Стандарт використовує діапазон частот 10-66 ГГц. Цей частотний діапазон через сильне загасання коротких хвиль вимагає прямої видимості між передавачем і приймачем сигналу (рис. 7.). <br /> З іншого боку, даний частотний діапазон дозволяє уникнути однієї з головних проблем радіозв'язку - багатопроменевого поширення сигналу. При цьому ширина каналів зв'язку в цьому частотному діапазоні досить велика (типове значення - 25 або 28 МГц), що дозволяє досягати швидкостей передачі до 120 Мбіт / с. Фіксований режим включався в версію стандарту 802.16d-2004 і вже використовується в ряді країн. Однак більшість компаній, що пропонують послуги Fixed WiMAX, очікують швидкого переходу на портативний і надалі на мобільний WiMAX. <br /> <br /> ==Nomadic WiMAX== <br /> <br /> Сеансовий (мандрівний) доступ додав поняття сесій до вже існуючого Fixed WiMAX. Наявність сесій дозволяє вільно переміщати клієнтське обладнання між сесіями і відновлювати з'єднання вже за допомогою інших вишок WiMAX, ніж ті, що використовувалися під час попередньої сесії. Такий режим розроблений в основному для портативних пристроїв, таких як ноутбуки, КПК. Введення сесій дозволяє також зменшити витрату енергії клієнтського пристрою, що теж важливо для портативних пристроїв. <br /> <br /> [[ Файл:Пряма_видимість_між_передавачем_і_приймачем_сигналу.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 7. Пряма видимість між передавачем і приймачем сигналу <br /> <br /> ==Portable WiMAX== <br /> <br /> Для режиму Portable WiMAX додана можливість автоматичного перемикання клієнта від однієї базової станції WiMAX до іншої без втрати з'єднання. Однак для даного режиму все ще обмежена швидкість пересування клієнтського обладнання - 40 км / ч. Втім, вже в такому вигляді можна використовувати клієнтські пристрої в дорозі (в автомобілі при русі по житловим районам міста, де швидкість обмежена, на велосипеді, рухаючись пішки і т. д.). <br /> Введення даного режиму зробило доцільним використання технології WiMAX для смартфонів і КПК (рис. 8.). У 2006 році розпочато випуск пристроїв, що працюють в портативному режимі WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Використання_технології_WiMax_для_смартфонів_і_КПК.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 8. Використання технології WiMax для смартфонів і КПК <br /> <br /> ==Mobile WiMAX== <br /> <br /> Цей режим був розроблений у стандарті 802.16e-2005 і дозволив збільшити швидкість переміщення клієнтського обладнання до 120 км / ч. Основні досягнення цього режиму: <br /> 1. Стійкість до багатопроменевого розповсюдження сигналу і власним перешкодам. <br /> 2. Масштабована пропускна здатність каналу. <br /> 3. Технологія Time Division Duplex (TDD), яка дозволяє ефективно обробляти асиметричний трафік і спрощує управління складними системами антен за рахунок естафетної передачі сесії між каналами. <br /> 4. Технологія Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ), яка дозволяє зберігати стійке з'єднання при різкій зміні напряму руху клієнтського обладнання. <br /> 5. Розподіл виділених частот і використання субканалів при високому завантаженні дозволяє оптимізувати передачу даних з урахуванням сили сигналу клієнтського обладнання. <br /> 6. Управління енергозбереженням дозволяє оптимізувати витрати енергії на підтримку зв'язку портативних пристроїв в режимі очікування або простою. <br /> 7. Технологія Network-Optimized Hard Handoff (HHO), яка дозволяє до 50 мілісекунд і менше скоротити час на перемикання клієнта між каналами. <br /> 8. Технологія Multicast and Broadcast Service (MBS), яка об'єднує функції DVB-H, MediaFLO і 3GPP E-UTRA для: <br /> o досягнення високої швидкості передачі даних з використанням одночастотній мережі; <br /> o гнучкого розподілу радіочастот; <br /> o низького споживання енергії портативними пристроями; <br /> o швидкого перемикання між каналами. <br /> 9. Технологія Smart Antenna, підтримуюча субканали і естафетну передачу сесії між каналами, що дозволяє використовувати складні системи антен, включаючи формування діаграми спрямованості, просторово-часове маркування, просторове мультиплексування (ущільнення). <br /> 10. Технологія Fractional Frequency Reuse, яка дозволяє контролювати накладення / перетин каналів для повторного використання частот з мінімальними втратами. <br /> 11. Розмір фрейму в 5 мілісекунд забезпечує компроміс між надійністю передачі даних за рахунок використання малих пакетів і накладними витратами за рахунок збільшення числа пакетів (і, як наслідок, заголовків). <br /> <br /> ==Завадостійке кодування== <br /> <br /> Багатопроменевого поширення радіосигналу може призводити до ослаблення і навіть повного придушення деяких піднесучих внаслідок інтерференції прямого і затриманого сигналів. Для вирішення цієї проблеми використовується завадостійке кодування. У стандарті IEEE 802.16-2004 передбачені як традиційні технології завадостійкого кодування, так і відносно нові методи. До традиційних відноситься сверточное кодування з декодуванням за алгоритмом Витерби і коди Ріда-Соломона. До відносно новим - блокові і сверточних турбокоди. Для збільшення ефективності кодування без зниження швидкості коду застосовується перемеженіє даних. Перемеженіє збільшує ефективність кодування, оскільки пакети помилок дробляться на дрібні фрагменти, з якими справляється система кодування. <br /> <br /> ==Гнучкість== <br /> <br /> Важливою особливістю фізичного рівня є можливість вибору ширини для смуги пропускання каналу. Стандарт передбачає вибір ширини смуги з кроком від 1,25 МГц до 20 МГц з безліччю проміжних варіантів, що дозволяє більш ефективно використовувати радіочастотний спектр. Крім того, в стандарт закладена адаптивна сигнально-кодова конструкція, тобто система підлаштовується до характеристик каналу в кожний момент часу, «перекачуючи» швидкість в перешкодостійкість і навпаки. У відповідності зі стандартом, в залежності від відношення сигнал / шум (S / N) система вибирає метод модуляції, при якому може бути забезпечена стійка робота (рис. 9). <br /> <br /> [[ Файл:Переважний_метод_модуляції_в_залежності_від_відношення_сигнал.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 9. Переважний метод модуляції в залежності від відношення сигнал / шум <br /> Додатковими інструментами фізичного рівня для підвищення ефективності використання радіоспектру служать вимірювання якості каналу і автоматичне керування потужністю сигналу. <br /> <br /> ==Метод доступу== <br /> <br /> У стандарті IEEE 802.16-2004 використовується технологія множинного доступу з поділом за часом (TDMA), згідно з якою базова станція виділяє абонентським станціям тимчасові інтервали, щоб вони могли передавати дані в певній черговості, а не випадковим чином. <br /> Для реалізації дуплексного режиму обміну даними використовуються дві технології: дуплексний режим з розділенням за часом (TDD) низхідного і висхідного потоків і дуплексний режим з розділенням по частотах (FDD).<br /> <br /> ==Захист інформації== <br /> <br /> У відповідності зі стандартом, для запобігання несанкціонованого доступу та захисту даних користувача здійснюється шифрування всього переданого по мережі трафіку. Базова станція (БС) WiMAX являє собою модульний конструктив, в який при необхідності можна встановити кілька модулів зі своїми типами інтерфейсів, але при цьому має підтримуватися адміністративне програмне забезпечення для управління мережею. Дане програмне забезпечення забезпечує централізоване управління всією мережею. Логічне додавання в існуючу мережу абонентських комплектів здійснюється також через цю адміністративну функцію. <br /> Абонентська станція (АС) являє собою пристрій, що має унікальний серійний номер, МАС-адресу, а також цифровий підпис Х. 509, на підставі якої відбувається аутентифікація АС на БС. При цьому, згідно зі стандартом, термін дійсності цифрового підпису АС становить 10 років. Після установки АС у клієнта і подачі живлення АС авторизується на базовій станції, використовуючи певну частоту радіосигналу, після чого базова станція, грунтуючись на перерахованих вище ідентифікаційних даних, передає абоненту конфігураційний файл по TFTP-протоколу. У цьому конфігураційному файлі знаходиться інформація про піддіапазоні передачі (прийому) даних, типи трафіку і доступні смуги, розклад розсилки ключів для шифрування трафіку і інша необхідна для роботи АС інформація. Необхідний файл з конфігураційними даними створюється автоматично, після занесення адміністратором системи АС в базу абонентів, з призначенням останньому певних параметрів доступу. <br /> Після процедури конфігурування аутентифікація АС на базовій станції відбувається наступним чином: <br /> • Абонентська станція надсилає запит на авторизацію, в якому міститься сертифікат Х.509, опис підтримуваних методів шифрування і додаткова інформація. <br /> • Базова станція у відповідь на запит на авторизацію (у разі достовірності запиту) надсилає відповідь, в якому міститься ключ на аутентифікацію, зашифрований відкритим ключем абонента, 4-бітний ключ для визначення послідовності, необхідний для визначення наступного ключа на авторизацію, а також час життя ключа . <br /> • У процесі роботи АС через проміжок часу, який визначається адміністратором системи, відбувається повторна авторизація та аутентифікація, і в разі успішного проходження аутентифікації та авторизації потік даних не переривається. <br /> У стандарті використовується протокол PKM (Privacy Key Management), відповідно до якого визначено декілька видів ключів для шифрування переданої інформації: <br /> • Authorization Key (АК) - ключ, що використовується для авторизації АК на базовій станції; <br /> • Traffi c Encryption Key (ТЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту трафіку; <br /> • Key Encryption Key (КЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту переданих в ефірі ключів. <br /> • Згідно стандарту, в кожен момент часу використовуються два ключі одночасно, з перекриванням часу життя. Дана міра необхідна в середовищі з втратами пакетів (а в ефірі вони неминучі) і забезпечує безперебійність роботи мережі. Є велика кількість динамічно змінних ключів, достатньо довгих, при цьому встановлення безпечних з'єднань відбувається за допомогою цифрового підпису. Згідно стандарту, криптозахист виконується відповідно до алгоритму 3-DES, при цьому відключити шифрування можна. Опціонально передбачено шифрування за більш надійним алгоритмом AES.<br /> <br /> ==WiMAX в Україні==<br /> <br /> Перший WiMAX-оператор в Україні — Альтернет (Українські новітні технології). У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила компанія «ММДС-Україна», асоційована з СКМ Ріната Ахметова і Turkcell (торгова марка life:)).<br /> 9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX Freshtel - проект компанії «Українські новітні технології». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва. 17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві від оператора Intellecom. Після запуску мережі в Києві Intellecom планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.Оператори WiMAX в Україні станом на березень 2012 року: UNTC (Київ), Квант-II (Коломия), NouHauNet (Дніпропетровськ), Alternet (Київ), Intellecom (Київ), Інтернет провайдер - Ведекон (Одеса), DATALINE (Київ), DCTel (Запоріжжя), K-NET (Одеса), INFOCOM (Київ).<br /> <br /> ==Висновок== <br /> <br /> Стандарт WiMAX сьогодні перебуває на стадії тестування. Єдина конкурентоспроможна версія стандарту, для якої існує ліцензія на обладнання, - це Fixed WiMAX. Однак провайдери не поспішають замінювати дороге, але вже працююче обладнання новим, бо це вимагає істотних вкладень без можливості підняти продуктивність (і, відповідно, ціну на послуги) та повернути вкладені кошти швидко. <br /> При розгортанні WiMAX-мереж там, де доступу до Internet раніше не було, доводиться стикатися з проблемою наявності в малонаселених або віддалених регіонах достатнього числа потенційних користувачів, що володіють необхідним обладнанням або грошовими коштами на його придбання. Те ж стосується і переходу на Mobile WiMAX після його ліцензування, оскільки, крім витрат провайдерів на модернізацію операторського обладнання, слід враховувати витрати користувачів на модернізацію клієнтського обладнання: придбання WiMAX-карт і оновлення портативних пристроїв. <br /> Другим стримуючим фактором є позиція багатьох фахівців, які вважають неприпустимим використання надвисоких частот радіозв'язку прямої видимості, шкідливих для здоров'я людини. Наявність вишок на відстані десятків метрів від житлових об'єктів (а базові станції рекомендується встановлювати на дахах будинків) може згубно позначитися на здоров'ї жителів, особливо дітей. Однак результатів медичних експериментів, які підтверджують наявність або високу ймовірність шкоди, поки не опубліковано. <br /> Третім чинником є, як не дивно, швидкий розвиток стандарту. Поява нових, принципово різних версій стандарту WiMAX, призводить до питання про неминучу зміну обладнання через кілька років. Так, станції, зараз працюють в режимі Fixed WiMAX, не зможуть підтримувати Mobile WiMAX. При переході на наступний стандарт буде потрібно оновлення частини обладнання, що відлякує великих провайдерів. На даний момент впровадження та використання Fixed WiMAX на комерційній основі можуть дозволити собі тільки невеликі компанії, які не планують значного розширення (в тому числі територіального) і використовують нові технології для залучення клієнтів. <br /> І, нарешті, четвертим фактором є наявність конкурентного стандарту широкосмугового зв'язку, що використовує близькі діапазони радіочастот - WBro. Цей стандарт теж до кінця не ліцензований, проте він вже здобув певну популярність. А тому завжди існує ймовірність, що через кілька років кращим виявиться не WiMAX, а WBro. І компанії, які вклали кошти в розробку і впровадження WiMAX-систем, серйозно постраждають. Втім, через схожість стандартів існує також вірогідність злиття і надалі використання устаткування, що підтримує обидва стандарти одночасно. <br /> Таким чином, при видимих перевагах стандарту ще рано говорити про тотальне впровадження технології або навіть про можливість переходу на неї і відмови від існуючих мережевих рішень. Необхідно спочатку отримати результати польових випробувань, а потім можна очікувати затвердження стандартів версії 802.16f (Full Mobile WiMAX) і 802.16m. <br /> Перший з них включає в себе алгоритми обходу перешкод і оптимізацію стільникової топології покриття між базовими станціями. Другий стандарт повинен підняти швидкість передачі даних зі стаціонарним клієнтським обладнанням до 1 Гбіт / с і з мобільним клієнтським обладнанням - до 100 Мбіт / с. Далі можна очікувати ліцензування обладнання з підтримкою нових стандартів, конкуренції на ринку виробництва обладнання та послуг доступу через WiMAX. І тільки тоді можна буде говорити про дійсні переваги і недоліки цієї технології в порівнянні з нині існуючими.</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WiMAX 2012-12-24T07:35:20Z

<p>Stanislav chigirev: /* Головні характеристики і особливості функціонування технології WIMAX */</p> <hr /> <div>[[Файл:wimax logo.gif|frame|Офіційний логотип WiMax]]<br /> <br /> '''WiMAX''' Стандарт [[IEEE 802.16]]&amp;nbsp;— стандарт [[бездротовий зв'язок|безпровідного зв'язку]], що забезпечує широкосмуговий зв'язок на значні відстані зі швидкістю, порівняною з кабельними з'єднаннями.<br /> <br /> Назву «WiMAX» було створено WiMAX Forum — організацією, яку засновано в червні 2001 року з метою просування і розвитку WiMAX. Форум описує WiMAX як «засновану на стандарті технологію, яка надає високошвидкісний бездротовий доступ до мережі, альтернативній виділеним лініям і DSL»;<br /> <br /> ==Введення== <br /> <br /> Під абревіатурою WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) розуміється технологія операторського класу, яка заснована на сімействі стандартів IEEE 802.16, розроблена міжнародним інститутом інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE). У стандартах IEEE 802.16 визначаються фізичний рівень і рівень управління доступом для систем фіксованого бездротового широкосмугового доступу масштабу міста. <br /> <br /> Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 представлені в табл. 1. <br /> <br /> [[ Файл:Основні_параметри_стандартів_IEEE_802.16_і_IEEE_802.16-2004_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Таблиця 1. Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 <br /> <br /> ==Опис стандарту== <br /> <br /> На фізичному рівні в стандарті IEEE 802.16-2004 визначені три методи передачі даних: метод модуляції однієї несучої (SC), метод ортогонального частотного мультиплексування (OFDM) і метод множинного доступу на основі такого мультиплексування (OFDMA). <br /> Специфікація фізичного рівня WirelessMAN-OFDM є найбільш цікавою з точки зору практичної реалізації. Вона базується на технології OFDM, що значно розширює можливості обладнання, зокрема, дозволяє працювати на відносно високих частотах в умовах відсутності прямої видимості. Крім того, в неї включена підтримка топології «кожен з кожним» (mesh), при якій абонентські пристрої можуть одночасно функціонувати і як базові станції, що сильно спрощує розгортання мережі та допомагає подолати проблеми прямої видимості. <br /> <br /> ==Модуляція OFDM== <br /> <br /> При формуванні OFDM-сигналу цифровий потік даних ділиться на кілька підпотоків, і кожна піднесуча зв'язується зі своїм під потоком даних. Амплітуда і фаза піднесучих обчислюються на основі зворотної схеми модуляції. Згідно стандарту, окремі піднесучі можуть модулюватися з використанням бінарної фазової маніпуляції (BPSK), квадратурної фазової маніпуляції (QPSK) або квадратурної амплітудної маніпуляції (QAM) порядку 16 або 64. Варіанти відображення біт на фазову площину для кожного виду маніпуляції представлені на рис. 1. У передавачі амплітуда як функція фази перетворюється на функцію від часу за допомогою зворотного швидкого перетворення Фур'є (ОБПФ). У приймачі за допомогою швидкого перетворення Фур'є (ШПФ) здійснюється перетворення амплітуди сигналів як функції від часу в функцію від частоти. <br /> <br /> [[ Файл:Варіанти_відображення_біт_на_фазову_площину_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 1. Варіанти відображення біт на фазову площину <br /> <br /> Застосування перетворення Фур'є дозволяє розділити частотний діапазон на піднесучі, спектри яких перекриваються, але залишаються ортогональними. Ортогональність піднесучих означає, що кожна з них містить ціле число коливань на період передачі символу. Як видно з рис. 2, спектральна крива будь-якої з піднесучих має нульове значення для «центральної» частоти суміжної кривої. Саме ця особливість спектру піднесучих і забезпечує відсутність між ними інтерференції. <br /> <br /> [[ Файл:Ортогональні_поднесучі_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 2. Ортогональні поднесучі <br /> Однією з головних переваг методу OFDM є його стійкість до ефекту багатопроменевого поширення. Ефект викликається тим, що випромінений сигнал, відбиваючись від перешкод, приходить до прийомної антени різними шляхами (рис. 3), викликаючи міжсимвольні спотворення. Цей вигляд перешкод характерний для міст з різноповерховою забудовою через багатократні віддзеркалення радіосигналу від будівель і інших споруд. Для того щоб уникнути міжсимвольних спотворень, перед кожним OFDM-символом вводиться захисний інтервал, званий циклічним префіксом. Циклічний префікс являє собою фрагмент корисного сигналу, що гарантує збереження ортогональності піднесучих (але тільки в тому випадку, якщо відбитий сигнал при багатопроменевому поширенні затриманий не більше, ніж на тривалість циклічного префікса). Крім того, циклічний префікс дозволяє вибрати вікно для перетворення Фур'є в будь-якому місці тимчасового інтервалу символу (рис. 4). <br /> <br /> [[ Файл:Ілюстрація_ефекту_багатопроменевого_поширення_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 3. Ілюстрація ефекту багатопроменевого поширення <br /> <br /> [[ Файл:Обробка_OFDM-символу_при_багатопроменевому_поширенні_.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 4. Обробка OFDM-символу при багатопроменевому поширенні <br /> <br /> Взагалі вся система WiMAX складається з двох основних частин: <br /> 1. Базова станція WiMAX, може розміщуватися на висотному об'єкті - будівлі або вишці. <br /> 2. Приймач WiMAX: антена з приймачем (рис. 5). <br /> З'єднання між базовою станцією і клієнтським приймачем проводиться в НВЧ діапазоні 2-11 ГГц. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 20 Мбіт / с і не вимагає, щоб станція знаходилася на відстані прямої видимості від користувача. Цей режим роботи базової станції WiMAX близький широко використовуваному стандарту 802.11 (Wi-Fi), що допускає сумісність вже випущених клієнтських пристроїв і WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Архітектура_WiMAX.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 5. Архітектура WiMAX <br /> Слід пам'ятати, що технологія WiMAX застосовується як на &quot;останній милі&quot; - кінцевій ділянці між провайдером і користувачем, - так і для надання доступу регіональним мережам: офісним, районним. <br /> Між сусідніми базовими станціями встановлюється постійне з'єднання з використанням надвисокої частоти 10-66 ГГц радіозв'язку прямої видимості. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 120 Мбіт / с. Обмеження по умові прямої видимості, зрозуміло, не є перевагою, проте воно накладається тільки на базові станції, що беруть участь в цілісному покритті району, що цілком можливо реалізувати при розміщенні обладнання. <br /> Як мінімум одна з базових станцій може бути постійно пов'язана з мережею провайдера через широкосмугове швидкісне з'єднання. Фактично, чим більше станцій мають доступ до мережі провайдера, тим вища швидкість і надійність передачі даних. Однак навіть при невеликій кількості точок система здатна коректно розподілити навантаження за рахунок стільникової топології. <br /> На базі стільникового принципу розробляються також шляхи побудови оптимальної мережі, що обгинає великі об'єкти (наприклад, гірські масиви), коли серія послідовних станцій передає дані по естафетному принципу (рис. 6.). <br /> <br /> [[ Файл:Покриття_WiMAX.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 6. Покриття WiMAX <br /> За структурою мережі стандарту IEEE 802.16 дуже схожі на традиційні мережі мобільного зв'язку: тут теж є базові станції, які діють в радіусі до 50 км, при цьому їх також необов'язково встановлювати на вишках. Для них цілком підходять дахи будинків, потрібно лише дотримання умови прямої видимості між станціями. Для з'єднання базової станції з користувачем необхідна наявність абонентського обладнання. Далі сигнал може надходити за стандартним Ethernet-кабелем, як безпосередньо на конкретний комп'ютер, так і на точку доступу стандарту 802.11 Wi-Fi або в локальну дротову мережу стандарту Ethernet.<br /> Це дозволяє зберегти існуючу інфраструктуру районних або офісних локальних мереж при переході з кабельного доступу на WiMAX. Крім того, це дає можливість максимально спростити розгортання мереж, використовуючи знайомі технології для підключення комп'ютерів. <br /> <br /> ==Режими роботи WiMAX== <br /> <br /> Стандарт 802.16e-2005 увібрав в себе всі раніше існуючі версії і на даний момент надає наступні режими:<br /> <br /> 1. Fixed WiMAX - фіксований доступ. <br /> <br /> 2. Nomadic WiMAX - сеансовий доступ. <br /> <br /> 3. Portable WiMAX - доступ в режимі переміщення. <br /> <br /> 4. Mobile WiMAX - мобільний доступ.<br /> <br /> ==Fixed WiMAX== <br /> <br /> Фіксований доступ являє собою альтернативу широкосмуговим дротяним технологіям (xDSL, T1 і т. п.). Стандарт використовує діапазон частот 10-66 ГГц. Цей частотний діапазон через сильне загасання коротких хвиль вимагає прямої видимості між передавачем і приймачем сигналу (рис. 7.). <br /> З іншого боку, даний частотний діапазон дозволяє уникнути однієї з головних проблем радіозв'язку - багатопроменевого поширення сигналу. При цьому ширина каналів зв'язку в цьому частотному діапазоні досить велика (типове значення - 25 або 28 МГц), що дозволяє досягати швидкостей передачі до 120 Мбіт / с. Фіксований режим включався в версію стандарту 802.16d-2004 і вже використовується в ряді країн. Однак більшість компаній, що пропонують послуги Fixed WiMAX, очікують швидкого переходу на портативний і надалі на мобільний WiMAX. <br /> <br /> ==Nomadic WiMAX== <br /> <br /> Сеансовий (мандрівний) доступ додав поняття сесій до вже існуючого Fixed WiMAX. Наявність сесій дозволяє вільно переміщати клієнтське обладнання між сесіями і відновлювати з'єднання вже за допомогою інших вишок WiMAX, ніж ті, що використовувалися під час попередньої сесії. Такий режим розроблений в основному для портативних пристроїв, таких як ноутбуки, КПК. Введення сесій дозволяє також зменшити витрату енергії клієнтського пристрою, що теж важливо для портативних пристроїв. <br /> <br /> [[ Файл:Пряма_видимість_між_передавачем_і_приймачем_сигналу.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 7. Пряма видимість між передавачем і приймачем сигналу <br /> <br /> ==Portable WiMAX== <br /> <br /> Для режиму Portable WiMAX додана можливість автоматичного перемикання клієнта від однієї базової станції WiMAX до іншої без втрати з'єднання. Однак для даного режиму все ще обмежена швидкість пересування клієнтського обладнання - 40 км / ч. Втім, вже в такому вигляді можна використовувати клієнтські пристрої в дорозі (в автомобілі при русі по житловим районам міста, де швидкість обмежена, на велосипеді, рухаючись пішки і т. д.). <br /> Введення даного режиму зробило доцільним використання технології WiMAX для смартфонів і КПК (рис. 8.). У 2006 році розпочато випуск пристроїв, що працюють в портативному режимі WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Використання_технології_WiMax_для_смартфонів_і_КПК.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 8. Використання технології WiMax для смартфонів і КПК <br /> <br /> ==Mobile WiMAX== <br /> <br /> Цей режим був розроблений у стандарті 802.16e-2005 і дозволив збільшити швидкість переміщення клієнтського обладнання до 120 км / ч. Основні досягнення цього режиму: <br /> 1. Стійкість до багатопроменевого розповсюдження сигналу і власним перешкодам. <br /> 2. Масштабована пропускна здатність каналу. <br /> 3. Технологія Time Division Duplex (TDD), яка дозволяє ефективно обробляти асиметричний трафік і спрощує управління складними системами антен за рахунок естафетної передачі сесії між каналами. <br /> 4. Технологія Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ), яка дозволяє зберігати стійке з'єднання при різкій зміні напряму руху клієнтського обладнання. <br /> 5. Розподіл виділених частот і використання субканалів при високому завантаженні дозволяє оптимізувати передачу даних з урахуванням сили сигналу клієнтського обладнання. <br /> 6. Управління енергозбереженням дозволяє оптимізувати витрати енергії на підтримку зв'язку портативних пристроїв в режимі очікування або простою. <br /> 7. Технологія Network-Optimized Hard Handoff (HHO), яка дозволяє до 50 мілісекунд і менше скоротити час на перемикання клієнта між каналами. <br /> 8. Технологія Multicast and Broadcast Service (MBS), яка об'єднує функції DVB-H, MediaFLO і 3GPP E-UTRA для: <br /> o досягнення високої швидкості передачі даних з використанням одночастотній мережі; <br /> o гнучкого розподілу радіочастот; <br /> o низького споживання енергії портативними пристроями; <br /> o швидкого перемикання між каналами. <br /> 9. Технологія Smart Antenna, підтримуюча субканали і естафетну передачу сесії між каналами, що дозволяє використовувати складні системи антен, включаючи формування діаграми спрямованості, просторово-часове маркування, просторове мультиплексування (ущільнення). <br /> 10. Технологія Fractional Frequency Reuse, яка дозволяє контролювати накладення / перетин каналів для повторного використання частот з мінімальними втратами. <br /> 11. Розмір фрейму в 5 мілісекунд забезпечує компроміс між надійністю передачі даних за рахунок використання малих пакетів і накладними витратами за рахунок збільшення числа пакетів (і, як наслідок, заголовків). <br /> <br /> ==Завадостійке кодування== <br /> <br /> Багатопроменевого поширення радіосигналу може призводити до ослаблення і навіть повного придушення деяких піднесучих внаслідок інтерференції прямого і затриманого сигналів. Для вирішення цієї проблеми використовується завадостійке кодування. У стандарті IEEE 802.16-2004 передбачені як традиційні технології завадостійкого кодування, так і відносно нові методи. До традиційних відноситься сверточное кодування з декодуванням за алгоритмом Витерби і коди Ріда-Соломона. До відносно новим - блокові і сверточних турбокоди. Для збільшення ефективності кодування без зниження швидкості коду застосовується перемеженіє даних. Перемеженіє збільшує ефективність кодування, оскільки пакети помилок дробляться на дрібні фрагменти, з якими справляється система кодування. <br /> <br /> ==Гнучкість== <br /> <br /> Важливою особливістю фізичного рівня є можливість вибору ширини для смуги пропускання каналу. Стандарт передбачає вибір ширини смуги з кроком від 1,25 МГц до 20 МГц з безліччю проміжних варіантів, що дозволяє більш ефективно використовувати радіочастотний спектр. Крім того, в стандарт закладена адаптивна сигнально-кодова конструкція, тобто система підлаштовується до характеристик каналу в кожний момент часу, «перекачуючи» швидкість в перешкодостійкість і навпаки. У відповідності зі стандартом, в залежності від відношення сигнал / шум (S / N) система вибирає метод модуляції, при якому може бути забезпечена стійка робота (рис. 9). <br /> <br /> [[ Файл:Переважний_метод_модуляції_в_залежності_від_відношення_сигнал.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 9. Переважний метод модуляції в залежності від відношення сигнал / шум <br /> Додатковими інструментами фізичного рівня для підвищення ефективності використання радіоспектру служать вимірювання якості каналу і автоматичне керування потужністю сигналу. <br /> <br /> ==Метод доступу== <br /> <br /> У стандарті IEEE 802.16-2004 використовується технологія множинного доступу з поділом за часом (TDMA), згідно з якою базова станція виділяє абонентським станціям тимчасові інтервали, щоб вони могли передавати дані в певній черговості, а не випадковим чином. <br /> Для реалізації дуплексного режиму обміну даними використовуються дві технології: дуплексний режим з розділенням за часом (TDD) низхідного і висхідного потоків і дуплексний режим з розділенням по частотах (FDD).<br /> <br /> ==Захист інформації== <br /> <br /> У відповідності зі стандартом, для запобігання несанкціонованого доступу та захисту даних користувача здійснюється шифрування всього переданого по мережі трафіку. Базова станція (БС) WiMAX являє собою модульний конструктив, в який при необхідності можна встановити кілька модулів зі своїми типами інтерфейсів, але при цьому має підтримуватися адміністративне програмне забезпечення для управління мережею. Дане програмне забезпечення забезпечує централізоване управління всією мережею. Логічне додавання в існуючу мережу абонентських комплектів здійснюється також через цю адміністративну функцію. <br /> Абонентська станція (АС) являє собою пристрій, що має унікальний серійний номер, МАС-адресу, а також цифровий підпис Х. 509, на підставі якої відбувається аутентифікація АС на БС. При цьому, згідно зі стандартом, термін дійсності цифрового підпису АС становить 10 років. Після установки АС у клієнта і подачі живлення АС авторизується на базовій станції, використовуючи певну частоту радіосигналу, після чого базова станція, грунтуючись на перерахованих вище ідентифікаційних даних, передає абоненту конфігураційний файл по TFTP-протоколу. У цьому конфігураційному файлі знаходиться інформація про піддіапазоні передачі (прийому) даних, типи трафіку і доступні смуги, розклад розсилки ключів для шифрування трафіку і інша необхідна для роботи АС інформація. Необхідний файл з конфігураційними даними створюється автоматично, після занесення адміністратором системи АС в базу абонентів, з призначенням останньому певних параметрів доступу. <br /> Після процедури конфігурування аутентифікація АС на базовій станції відбувається наступним чином: <br /> • Абонентська станція надсилає запит на авторизацію, в якому міститься сертифікат Х.509, опис підтримуваних методів шифрування і додаткова інформація. <br /> • Базова станція у відповідь на запит на авторизацію (у разі достовірності запиту) надсилає відповідь, в якому міститься ключ на аутентифікацію, зашифрований відкритим ключем абонента, 4-бітний ключ для визначення послідовності, необхідний для визначення наступного ключа на авторизацію, а також час життя ключа . <br /> • У процесі роботи АС через проміжок часу, який визначається адміністратором системи, відбувається повторна авторизація та аутентифікація, і в разі успішного проходження аутентифікації та авторизації потік даних не переривається. <br /> У стандарті використовується протокол PKM (Privacy Key Management), відповідно до якого визначено декілька видів ключів для шифрування переданої інформації: <br /> • Authorization Key (АК) - ключ, що використовується для авторизації АК на базовій станції; <br /> • Traffi c Encryption Key (ТЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту трафіку; <br /> • Key Encryption Key (КЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту переданих в ефірі ключів. <br /> • Згідно стандарту, в кожен момент часу використовуються два ключі одночасно, з перекриванням часу життя. Дана міра необхідна в середовищі з втратами пакетів (а в ефірі вони неминучі) і забезпечує безперебійність роботи мережі. Є велика кількість динамічно змінних ключів, достатньо довгих, при цьому встановлення безпечних з'єднань відбувається за допомогою цифрового підпису. Згідно стандарту, криптозахист виконується відповідно до алгоритму 3-DES, при цьому відключити шифрування можна. Опціонально передбачено шифрування за більш надійним алгоритмом AES.<br /> <br /> ==WiMAX в Україні==<br /> <br /> Перший WiMAX-оператор в Україні — Альтернет (Українські новітні технології). У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила компанія «ММДС-Україна», асоційована з СКМ Ріната Ахметова і Turkcell (торгова марка life:)).<br /> 9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX Freshtel - проект компанії «Українські новітні технології». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва. 17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві від оператора Intellecom. Після запуску мережі в Києві Intellecom планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.Оператори WiMAX в Україні станом на березень 2012 року: UNTC (Київ), Квант-II (Коломия), NouHauNet (Дніпропетровськ), Alternet (Київ), Intellecom (Київ), Інтернет провайдер - Ведекон (Одеса), DATALINE (Київ), DCTel (Запоріжжя), K-NET (Одеса), INFOCOM (Київ).<br /> <br /> ==Висновок== <br /> <br /> Стандарт WiMAX сьогодні перебуває на стадії тестування. Єдина конкурентоспроможна версія стандарту, для якої існує ліцензія на обладнання, - це Fixed WiMAX. Однак провайдери не поспішають замінювати дороге, але вже працююче обладнання новим, бо це вимагає істотних вкладень без можливості підняти продуктивність (і, відповідно, ціну на послуги) та повернути вкладені кошти швидко. <br /> При розгортанні WiMAX-мереж там, де доступу до Internet раніше не було, доводиться стикатися з проблемою наявності в малонаселених або віддалених регіонах достатнього числа потенційних користувачів, що володіють необхідним обладнанням або грошовими коштами на його придбання. Те ж стосується і переходу на Mobile WiMAX після його ліцензування, оскільки, крім витрат провайдерів на модернізацію операторського обладнання, слід враховувати витрати користувачів на модернізацію клієнтського обладнання: придбання WiMAX-карт і оновлення портативних пристроїв. <br /> Другим стримуючим фактором є позиція багатьох фахівців, які вважають неприпустимим використання надвисоких частот радіозв'язку прямої видимості, шкідливих для здоров'я людини. Наявність вишок на відстані десятків метрів від житлових об'єктів (а базові станції рекомендується встановлювати на дахах будинків) може згубно позначитися на здоров'ї жителів, особливо дітей. Однак результатів медичних експериментів, які підтверджують наявність або високу ймовірність шкоди, поки не опубліковано. <br /> Третім чинником є, як не дивно, швидкий розвиток стандарту. Поява нових, принципово різних версій стандарту WiMAX, призводить до питання про неминучу зміну обладнання через кілька років. Так, станції, зараз працюють в режимі Fixed WiMAX, не зможуть підтримувати Mobile WiMAX. При переході на наступний стандарт буде потрібно оновлення частини обладнання, що відлякує великих провайдерів. На даний момент впровадження та використання Fixed WiMAX на комерційній основі можуть дозволити собі тільки невеликі компанії, які не планують значного розширення (в тому числі територіального) і використовують нові технології для залучення клієнтів. <br /> І, нарешті, четвертим фактором є наявність конкурентного стандарту широкосмугового зв'язку, що використовує близькі діапазони радіочастот - WBro. Цей стандарт теж до кінця не ліцензований, проте він вже здобув певну популярність. А тому завжди існує ймовірність, що через кілька років кращим виявиться не WiMAX, а WBro. І компанії, які вклали кошти в розробку і впровадження WiMAX-систем, серйозно постраждають. Втім, через схожість стандартів існує також вірогідність злиття і надалі використання устаткування, що підтримує обидва стандарти одночасно. <br /> Таким чином, при видимих перевагах стандарту ще рано говорити про тотальне впровадження технології або навіть про можливість переходу на неї і відмови від існуючих мережевих рішень. Необхідно спочатку отримати результати польових випробувань, а потім можна очікувати затвердження стандартів версії 802.16f (Full Mobile WiMAX) і 802.16m. <br /> Перший з них включає в себе алгоритми обходу перешкод і оптимізацію стільникової топології покриття між базовими станціями. Другий стандарт повинен підняти швидкість передачі даних зі стаціонарним клієнтським обладнанням до 1 Гбіт / с і з мобільним клієнтським обладнанням - до 100 Мбіт / с. Далі можна очікувати ліцензування обладнання з підтримкою нових стандартів, конкуренції на ринку виробництва обладнання та послуг доступу через WiMAX. І тільки тоді можна буде говорити про дійсні переваги і недоліки цієї технології в порівнянні з нині існуючими.<br /> <br /> ==[[Функціональні можливості та характеристики технології WIMAX]]==<br /> <br /> ------<br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WiMAX 2012-12-24T07:35:08Z

<p>Stanislav chigirev: /* Структура мережі на основі технологій WiMAX. */</p> <hr /> <div>[[Файл:wimax logo.gif|frame|Офіційний логотип WiMax]]<br /> <br /> '''WiMAX''' Стандарт [[IEEE 802.16]]&amp;nbsp;— стандарт [[бездротовий зв'язок|безпровідного зв'язку]], що забезпечує широкосмуговий зв'язок на значні відстані зі швидкістю, порівняною з кабельними з'єднаннями.<br /> <br /> Назву «WiMAX» було створено WiMAX Forum — організацією, яку засновано в червні 2001 року з метою просування і розвитку WiMAX. Форум описує WiMAX як «засновану на стандарті технологію, яка надає високошвидкісний бездротовий доступ до мережі, альтернативній виділеним лініям і DSL»;<br /> <br /> ==Введення== <br /> <br /> Під абревіатурою WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) розуміється технологія операторського класу, яка заснована на сімействі стандартів IEEE 802.16, розроблена міжнародним інститутом інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE). У стандартах IEEE 802.16 визначаються фізичний рівень і рівень управління доступом для систем фіксованого бездротового широкосмугового доступу масштабу міста. <br /> <br /> Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 представлені в табл. 1. <br /> <br /> [[ Файл:Основні_параметри_стандартів_IEEE_802.16_і_IEEE_802.16-2004_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Таблиця 1. Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 <br /> <br /> ==Опис стандарту== <br /> <br /> На фізичному рівні в стандарті IEEE 802.16-2004 визначені три методи передачі даних: метод модуляції однієї несучої (SC), метод ортогонального частотного мультиплексування (OFDM) і метод множинного доступу на основі такого мультиплексування (OFDMA). <br /> Специфікація фізичного рівня WirelessMAN-OFDM є найбільш цікавою з точки зору практичної реалізації. Вона базується на технології OFDM, що значно розширює можливості обладнання, зокрема, дозволяє працювати на відносно високих частотах в умовах відсутності прямої видимості. Крім того, в неї включена підтримка топології «кожен з кожним» (mesh), при якій абонентські пристрої можуть одночасно функціонувати і як базові станції, що сильно спрощує розгортання мережі та допомагає подолати проблеми прямої видимості. <br /> <br /> ==Модуляція OFDM== <br /> <br /> При формуванні OFDM-сигналу цифровий потік даних ділиться на кілька підпотоків, і кожна піднесуча зв'язується зі своїм під потоком даних. Амплітуда і фаза піднесучих обчислюються на основі зворотної схеми модуляції. Згідно стандарту, окремі піднесучі можуть модулюватися з використанням бінарної фазової маніпуляції (BPSK), квадратурної фазової маніпуляції (QPSK) або квадратурної амплітудної маніпуляції (QAM) порядку 16 або 64. Варіанти відображення біт на фазову площину для кожного виду маніпуляції представлені на рис. 1. У передавачі амплітуда як функція фази перетворюється на функцію від часу за допомогою зворотного швидкого перетворення Фур'є (ОБПФ). У приймачі за допомогою швидкого перетворення Фур'є (ШПФ) здійснюється перетворення амплітуди сигналів як функції від часу в функцію від частоти. <br /> <br /> [[ Файл:Варіанти_відображення_біт_на_фазову_площину_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 1. Варіанти відображення біт на фазову площину <br /> <br /> Застосування перетворення Фур'є дозволяє розділити частотний діапазон на піднесучі, спектри яких перекриваються, але залишаються ортогональними. Ортогональність піднесучих означає, що кожна з них містить ціле число коливань на період передачі символу. Як видно з рис. 2, спектральна крива будь-якої з піднесучих має нульове значення для «центральної» частоти суміжної кривої. Саме ця особливість спектру піднесучих і забезпечує відсутність між ними інтерференції. <br /> <br /> [[ Файл:Ортогональні_поднесучі_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 2. Ортогональні поднесучі <br /> Однією з головних переваг методу OFDM є його стійкість до ефекту багатопроменевого поширення. Ефект викликається тим, що випромінений сигнал, відбиваючись від перешкод, приходить до прийомної антени різними шляхами (рис. 3), викликаючи міжсимвольні спотворення. Цей вигляд перешкод характерний для міст з різноповерховою забудовою через багатократні віддзеркалення радіосигналу від будівель і інших споруд. Для того щоб уникнути міжсимвольних спотворень, перед кожним OFDM-символом вводиться захисний інтервал, званий циклічним префіксом. Циклічний префікс являє собою фрагмент корисного сигналу, що гарантує збереження ортогональності піднесучих (але тільки в тому випадку, якщо відбитий сигнал при багатопроменевому поширенні затриманий не більше, ніж на тривалість циклічного префікса). Крім того, циклічний префікс дозволяє вибрати вікно для перетворення Фур'є в будь-якому місці тимчасового інтервалу символу (рис. 4). <br /> <br /> [[ Файл:Ілюстрація_ефекту_багатопроменевого_поширення_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 3. Ілюстрація ефекту багатопроменевого поширення <br /> <br /> [[ Файл:Обробка_OFDM-символу_при_багатопроменевому_поширенні_.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 4. Обробка OFDM-символу при багатопроменевому поширенні <br /> <br /> Взагалі вся система WiMAX складається з двох основних частин: <br /> 1. Базова станція WiMAX, може розміщуватися на висотному об'єкті - будівлі або вишці. <br /> 2. Приймач WiMAX: антена з приймачем (рис. 5). <br /> З'єднання між базовою станцією і клієнтським приймачем проводиться в НВЧ діапазоні 2-11 ГГц. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 20 Мбіт / с і не вимагає, щоб станція знаходилася на відстані прямої видимості від користувача. Цей режим роботи базової станції WiMAX близький широко використовуваному стандарту 802.11 (Wi-Fi), що допускає сумісність вже випущених клієнтських пристроїв і WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Архітектура_WiMAX.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 5. Архітектура WiMAX <br /> Слід пам'ятати, що технологія WiMAX застосовується як на &quot;останній милі&quot; - кінцевій ділянці між провайдером і користувачем, - так і для надання доступу регіональним мережам: офісним, районним. <br /> Між сусідніми базовими станціями встановлюється постійне з'єднання з використанням надвисокої частоти 10-66 ГГц радіозв'язку прямої видимості. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 120 Мбіт / с. Обмеження по умові прямої видимості, зрозуміло, не є перевагою, проте воно накладається тільки на базові станції, що беруть участь в цілісному покритті району, що цілком можливо реалізувати при розміщенні обладнання. <br /> Як мінімум одна з базових станцій може бути постійно пов'язана з мережею провайдера через широкосмугове швидкісне з'єднання. Фактично, чим більше станцій мають доступ до мережі провайдера, тим вища швидкість і надійність передачі даних. Однак навіть при невеликій кількості точок система здатна коректно розподілити навантаження за рахунок стільникової топології. <br /> На базі стільникового принципу розробляються також шляхи побудови оптимальної мережі, що обгинає великі об'єкти (наприклад, гірські масиви), коли серія послідовних станцій передає дані по естафетному принципу (рис. 6.). <br /> <br /> [[ Файл:Покриття_WiMAX.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 6. Покриття WiMAX <br /> За структурою мережі стандарту IEEE 802.16 дуже схожі на традиційні мережі мобільного зв'язку: тут теж є базові станції, які діють в радіусі до 50 км, при цьому їх також необов'язково встановлювати на вишках. Для них цілком підходять дахи будинків, потрібно лише дотримання умови прямої видимості між станціями. Для з'єднання базової станції з користувачем необхідна наявність абонентського обладнання. Далі сигнал може надходити за стандартним Ethernet-кабелем, як безпосередньо на конкретний комп'ютер, так і на точку доступу стандарту 802.11 Wi-Fi або в локальну дротову мережу стандарту Ethernet.<br /> Це дозволяє зберегти існуючу інфраструктуру районних або офісних локальних мереж при переході з кабельного доступу на WiMAX. Крім того, це дає можливість максимально спростити розгортання мереж, використовуючи знайомі технології для підключення комп'ютерів. <br /> <br /> ==Режими роботи WiMAX== <br /> <br /> Стандарт 802.16e-2005 увібрав в себе всі раніше існуючі версії і на даний момент надає наступні режими:<br /> <br /> 1. Fixed WiMAX - фіксований доступ. <br /> <br /> 2. Nomadic WiMAX - сеансовий доступ. <br /> <br /> 3. Portable WiMAX - доступ в режимі переміщення. <br /> <br /> 4. Mobile WiMAX - мобільний доступ.<br /> <br /> ==Fixed WiMAX== <br /> <br /> Фіксований доступ являє собою альтернативу широкосмуговим дротяним технологіям (xDSL, T1 і т. п.). Стандарт використовує діапазон частот 10-66 ГГц. Цей частотний діапазон через сильне загасання коротких хвиль вимагає прямої видимості між передавачем і приймачем сигналу (рис. 7.). <br /> З іншого боку, даний частотний діапазон дозволяє уникнути однієї з головних проблем радіозв'язку - багатопроменевого поширення сигналу. При цьому ширина каналів зв'язку в цьому частотному діапазоні досить велика (типове значення - 25 або 28 МГц), що дозволяє досягати швидкостей передачі до 120 Мбіт / с. Фіксований режим включався в версію стандарту 802.16d-2004 і вже використовується в ряді країн. Однак більшість компаній, що пропонують послуги Fixed WiMAX, очікують швидкого переходу на портативний і надалі на мобільний WiMAX. <br /> <br /> ==Nomadic WiMAX== <br /> <br /> Сеансовий (мандрівний) доступ додав поняття сесій до вже існуючого Fixed WiMAX. Наявність сесій дозволяє вільно переміщати клієнтське обладнання між сесіями і відновлювати з'єднання вже за допомогою інших вишок WiMAX, ніж ті, що використовувалися під час попередньої сесії. Такий режим розроблений в основному для портативних пристроїв, таких як ноутбуки, КПК. Введення сесій дозволяє також зменшити витрату енергії клієнтського пристрою, що теж важливо для портативних пристроїв. <br /> <br /> [[ Файл:Пряма_видимість_між_передавачем_і_приймачем_сигналу.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 7. Пряма видимість між передавачем і приймачем сигналу <br /> <br /> ==Portable WiMAX== <br /> <br /> Для режиму Portable WiMAX додана можливість автоматичного перемикання клієнта від однієї базової станції WiMAX до іншої без втрати з'єднання. Однак для даного режиму все ще обмежена швидкість пересування клієнтського обладнання - 40 км / ч. Втім, вже в такому вигляді можна використовувати клієнтські пристрої в дорозі (в автомобілі при русі по житловим районам міста, де швидкість обмежена, на велосипеді, рухаючись пішки і т. д.). <br /> Введення даного режиму зробило доцільним використання технології WiMAX для смартфонів і КПК (рис. 8.). У 2006 році розпочато випуск пристроїв, що працюють в портативному режимі WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Використання_технології_WiMax_для_смартфонів_і_КПК.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 8. Використання технології WiMax для смартфонів і КПК <br /> <br /> ==Mobile WiMAX== <br /> <br /> Цей режим був розроблений у стандарті 802.16e-2005 і дозволив збільшити швидкість переміщення клієнтського обладнання до 120 км / ч. Основні досягнення цього режиму: <br /> 1. Стійкість до багатопроменевого розповсюдження сигналу і власним перешкодам. <br /> 2. Масштабована пропускна здатність каналу. <br /> 3. Технологія Time Division Duplex (TDD), яка дозволяє ефективно обробляти асиметричний трафік і спрощує управління складними системами антен за рахунок естафетної передачі сесії між каналами. <br /> 4. Технологія Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ), яка дозволяє зберігати стійке з'єднання при різкій зміні напряму руху клієнтського обладнання. <br /> 5. Розподіл виділених частот і використання субканалів при високому завантаженні дозволяє оптимізувати передачу даних з урахуванням сили сигналу клієнтського обладнання. <br /> 6. Управління енергозбереженням дозволяє оптимізувати витрати енергії на підтримку зв'язку портативних пристроїв в режимі очікування або простою. <br /> 7. Технологія Network-Optimized Hard Handoff (HHO), яка дозволяє до 50 мілісекунд і менше скоротити час на перемикання клієнта між каналами. <br /> 8. Технологія Multicast and Broadcast Service (MBS), яка об'єднує функції DVB-H, MediaFLO і 3GPP E-UTRA для: <br /> o досягнення високої швидкості передачі даних з використанням одночастотній мережі; <br /> o гнучкого розподілу радіочастот; <br /> o низького споживання енергії портативними пристроями; <br /> o швидкого перемикання між каналами. <br /> 9. Технологія Smart Antenna, підтримуюча субканали і естафетну передачу сесії між каналами, що дозволяє використовувати складні системи антен, включаючи формування діаграми спрямованості, просторово-часове маркування, просторове мультиплексування (ущільнення). <br /> 10. Технологія Fractional Frequency Reuse, яка дозволяє контролювати накладення / перетин каналів для повторного використання частот з мінімальними втратами. <br /> 11. Розмір фрейму в 5 мілісекунд забезпечує компроміс між надійністю передачі даних за рахунок використання малих пакетів і накладними витратами за рахунок збільшення числа пакетів (і, як наслідок, заголовків). <br /> <br /> ==Завадостійке кодування== <br /> <br /> Багатопроменевого поширення радіосигналу може призводити до ослаблення і навіть повного придушення деяких піднесучих внаслідок інтерференції прямого і затриманого сигналів. Для вирішення цієї проблеми використовується завадостійке кодування. У стандарті IEEE 802.16-2004 передбачені як традиційні технології завадостійкого кодування, так і відносно нові методи. До традиційних відноситься сверточное кодування з декодуванням за алгоритмом Витерби і коди Ріда-Соломона. До відносно новим - блокові і сверточних турбокоди. Для збільшення ефективності кодування без зниження швидкості коду застосовується перемеженіє даних. Перемеженіє збільшує ефективність кодування, оскільки пакети помилок дробляться на дрібні фрагменти, з якими справляється система кодування. <br /> <br /> ==Гнучкість== <br /> <br /> Важливою особливістю фізичного рівня є можливість вибору ширини для смуги пропускання каналу. Стандарт передбачає вибір ширини смуги з кроком від 1,25 МГц до 20 МГц з безліччю проміжних варіантів, що дозволяє більш ефективно використовувати радіочастотний спектр. Крім того, в стандарт закладена адаптивна сигнально-кодова конструкція, тобто система підлаштовується до характеристик каналу в кожний момент часу, «перекачуючи» швидкість в перешкодостійкість і навпаки. У відповідності зі стандартом, в залежності від відношення сигнал / шум (S / N) система вибирає метод модуляції, при якому може бути забезпечена стійка робота (рис. 9). <br /> <br /> [[ Файл:Переважний_метод_модуляції_в_залежності_від_відношення_сигнал.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 9. Переважний метод модуляції в залежності від відношення сигнал / шум <br /> Додатковими інструментами фізичного рівня для підвищення ефективності використання радіоспектру служать вимірювання якості каналу і автоматичне керування потужністю сигналу. <br /> <br /> ==Метод доступу== <br /> <br /> У стандарті IEEE 802.16-2004 використовується технологія множинного доступу з поділом за часом (TDMA), згідно з якою базова станція виділяє абонентським станціям тимчасові інтервали, щоб вони могли передавати дані в певній черговості, а не випадковим чином. <br /> Для реалізації дуплексного режиму обміну даними використовуються дві технології: дуплексний режим з розділенням за часом (TDD) низхідного і висхідного потоків і дуплексний режим з розділенням по частотах (FDD).<br /> <br /> ==Захист інформації== <br /> <br /> У відповідності зі стандартом, для запобігання несанкціонованого доступу та захисту даних користувача здійснюється шифрування всього переданого по мережі трафіку. Базова станція (БС) WiMAX являє собою модульний конструктив, в який при необхідності можна встановити кілька модулів зі своїми типами інтерфейсів, але при цьому має підтримуватися адміністративне програмне забезпечення для управління мережею. Дане програмне забезпечення забезпечує централізоване управління всією мережею. Логічне додавання в існуючу мережу абонентських комплектів здійснюється також через цю адміністративну функцію. <br /> Абонентська станція (АС) являє собою пристрій, що має унікальний серійний номер, МАС-адресу, а також цифровий підпис Х. 509, на підставі якої відбувається аутентифікація АС на БС. При цьому, згідно зі стандартом, термін дійсності цифрового підпису АС становить 10 років. Після установки АС у клієнта і подачі живлення АС авторизується на базовій станції, використовуючи певну частоту радіосигналу, після чого базова станція, грунтуючись на перерахованих вище ідентифікаційних даних, передає абоненту конфігураційний файл по TFTP-протоколу. У цьому конфігураційному файлі знаходиться інформація про піддіапазоні передачі (прийому) даних, типи трафіку і доступні смуги, розклад розсилки ключів для шифрування трафіку і інша необхідна для роботи АС інформація. Необхідний файл з конфігураційними даними створюється автоматично, після занесення адміністратором системи АС в базу абонентів, з призначенням останньому певних параметрів доступу. <br /> Після процедури конфігурування аутентифікація АС на базовій станції відбувається наступним чином: <br /> • Абонентська станція надсилає запит на авторизацію, в якому міститься сертифікат Х.509, опис підтримуваних методів шифрування і додаткова інформація. <br /> • Базова станція у відповідь на запит на авторизацію (у разі достовірності запиту) надсилає відповідь, в якому міститься ключ на аутентифікацію, зашифрований відкритим ключем абонента, 4-бітний ключ для визначення послідовності, необхідний для визначення наступного ключа на авторизацію, а також час життя ключа . <br /> • У процесі роботи АС через проміжок часу, який визначається адміністратором системи, відбувається повторна авторизація та аутентифікація, і в разі успішного проходження аутентифікації та авторизації потік даних не переривається. <br /> У стандарті використовується протокол PKM (Privacy Key Management), відповідно до якого визначено декілька видів ключів для шифрування переданої інформації: <br /> • Authorization Key (АК) - ключ, що використовується для авторизації АК на базовій станції; <br /> • Traffi c Encryption Key (ТЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту трафіку; <br /> • Key Encryption Key (КЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту переданих в ефірі ключів. <br /> • Згідно стандарту, в кожен момент часу використовуються два ключі одночасно, з перекриванням часу життя. Дана міра необхідна в середовищі з втратами пакетів (а в ефірі вони неминучі) і забезпечує безперебійність роботи мережі. Є велика кількість динамічно змінних ключів, достатньо довгих, при цьому встановлення безпечних з'єднань відбувається за допомогою цифрового підпису. Згідно стандарту, криптозахист виконується відповідно до алгоритму 3-DES, при цьому відключити шифрування можна. Опціонально передбачено шифрування за більш надійним алгоритмом AES.<br /> <br /> ==WiMAX в Україні==<br /> <br /> Перший WiMAX-оператор в Україні — Альтернет (Українські новітні технології). У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила компанія «ММДС-Україна», асоційована з СКМ Ріната Ахметова і Turkcell (торгова марка life:)).<br /> 9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX Freshtel - проект компанії «Українські новітні технології». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва. 17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві від оператора Intellecom. Після запуску мережі в Києві Intellecom планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.Оператори WiMAX в Україні станом на березень 2012 року: UNTC (Київ), Квант-II (Коломия), NouHauNet (Дніпропетровськ), Alternet (Київ), Intellecom (Київ), Інтернет провайдер - Ведекон (Одеса), DATALINE (Київ), DCTel (Запоріжжя), K-NET (Одеса), INFOCOM (Київ).<br /> <br /> ==Висновок== <br /> <br /> Стандарт WiMAX сьогодні перебуває на стадії тестування. Єдина конкурентоспроможна версія стандарту, для якої існує ліцензія на обладнання, - це Fixed WiMAX. Однак провайдери не поспішають замінювати дороге, але вже працююче обладнання новим, бо це вимагає істотних вкладень без можливості підняти продуктивність (і, відповідно, ціну на послуги) та повернути вкладені кошти швидко. <br /> При розгортанні WiMAX-мереж там, де доступу до Internet раніше не було, доводиться стикатися з проблемою наявності в малонаселених або віддалених регіонах достатнього числа потенційних користувачів, що володіють необхідним обладнанням або грошовими коштами на його придбання. Те ж стосується і переходу на Mobile WiMAX після його ліцензування, оскільки, крім витрат провайдерів на модернізацію операторського обладнання, слід враховувати витрати користувачів на модернізацію клієнтського обладнання: придбання WiMAX-карт і оновлення портативних пристроїв. <br /> Другим стримуючим фактором є позиція багатьох фахівців, які вважають неприпустимим використання надвисоких частот радіозв'язку прямої видимості, шкідливих для здоров'я людини. Наявність вишок на відстані десятків метрів від житлових об'єктів (а базові станції рекомендується встановлювати на дахах будинків) може згубно позначитися на здоров'ї жителів, особливо дітей. Однак результатів медичних експериментів, які підтверджують наявність або високу ймовірність шкоди, поки не опубліковано. <br /> Третім чинником є, як не дивно, швидкий розвиток стандарту. Поява нових, принципово різних версій стандарту WiMAX, призводить до питання про неминучу зміну обладнання через кілька років. Так, станції, зараз працюють в режимі Fixed WiMAX, не зможуть підтримувати Mobile WiMAX. При переході на наступний стандарт буде потрібно оновлення частини обладнання, що відлякує великих провайдерів. На даний момент впровадження та використання Fixed WiMAX на комерційній основі можуть дозволити собі тільки невеликі компанії, які не планують значного розширення (в тому числі територіального) і використовують нові технології для залучення клієнтів. <br /> І, нарешті, четвертим фактором є наявність конкурентного стандарту широкосмугового зв'язку, що використовує близькі діапазони радіочастот - WBro. Цей стандарт теж до кінця не ліцензований, проте він вже здобув певну популярність. А тому завжди існує ймовірність, що через кілька років кращим виявиться не WiMAX, а WBro. І компанії, які вклали кошти в розробку і впровадження WiMAX-систем, серйозно постраждають. Втім, через схожість стандартів існує також вірогідність злиття і надалі використання устаткування, що підтримує обидва стандарти одночасно. <br /> Таким чином, при видимих перевагах стандарту ще рано говорити про тотальне впровадження технології або навіть про можливість переходу на неї і відмови від існуючих мережевих рішень. Необхідно спочатку отримати результати польових випробувань, а потім можна очікувати затвердження стандартів версії 802.16f (Full Mobile WiMAX) і 802.16m. <br /> Перший з них включає в себе алгоритми обходу перешкод і оптимізацію стільникової топології покриття між базовими станціями. Другий стандарт повинен підняти швидкість передачі даних зі стаціонарним клієнтським обладнанням до 1 Гбіт / с і з мобільним клієнтським обладнанням - до 100 Мбіт / с. Далі можна очікувати ліцензування обладнання з підтримкою нових стандартів, конкуренції на ринку виробництва обладнання та послуг доступу через WiMAX. І тільки тоді можна буде говорити про дійсні переваги і недоліки цієї технології в порівнянні з нині існуючими.<br /> <br /> ==[[Головні характеристики і особливості функціонування технології WIMAX]]==<br /> <br /> ==[[Функціональні можливості та характеристики технології WIMAX]]==<br /> <br /> ------<br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WiMAX 2012-12-24T07:34:54Z

<p>Stanislav chigirev: /* WiMAX в Україні */</p> <hr /> <div>[[Файл:wimax logo.gif|frame|Офіційний логотип WiMax]]<br /> <br /> '''WiMAX''' Стандарт [[IEEE 802.16]]&amp;nbsp;— стандарт [[бездротовий зв'язок|безпровідного зв'язку]], що забезпечує широкосмуговий зв'язок на значні відстані зі швидкістю, порівняною з кабельними з'єднаннями.<br /> <br /> Назву «WiMAX» було створено WiMAX Forum — організацією, яку засновано в червні 2001 року з метою просування і розвитку WiMAX. Форум описує WiMAX як «засновану на стандарті технологію, яка надає високошвидкісний бездротовий доступ до мережі, альтернативній виділеним лініям і DSL»;<br /> <br /> ==Введення== <br /> <br /> Під абревіатурою WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) розуміється технологія операторського класу, яка заснована на сімействі стандартів IEEE 802.16, розроблена міжнародним інститутом інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE). У стандартах IEEE 802.16 визначаються фізичний рівень і рівень управління доступом для систем фіксованого бездротового широкосмугового доступу масштабу міста. <br /> <br /> Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 представлені в табл. 1. <br /> <br /> [[ Файл:Основні_параметри_стандартів_IEEE_802.16_і_IEEE_802.16-2004_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Таблиця 1. Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 <br /> <br /> ==Опис стандарту== <br /> <br /> На фізичному рівні в стандарті IEEE 802.16-2004 визначені три методи передачі даних: метод модуляції однієї несучої (SC), метод ортогонального частотного мультиплексування (OFDM) і метод множинного доступу на основі такого мультиплексування (OFDMA). <br /> Специфікація фізичного рівня WirelessMAN-OFDM є найбільш цікавою з точки зору практичної реалізації. Вона базується на технології OFDM, що значно розширює можливості обладнання, зокрема, дозволяє працювати на відносно високих частотах в умовах відсутності прямої видимості. Крім того, в неї включена підтримка топології «кожен з кожним» (mesh), при якій абонентські пристрої можуть одночасно функціонувати і як базові станції, що сильно спрощує розгортання мережі та допомагає подолати проблеми прямої видимості. <br /> <br /> ==Модуляція OFDM== <br /> <br /> При формуванні OFDM-сигналу цифровий потік даних ділиться на кілька підпотоків, і кожна піднесуча зв'язується зі своїм під потоком даних. Амплітуда і фаза піднесучих обчислюються на основі зворотної схеми модуляції. Згідно стандарту, окремі піднесучі можуть модулюватися з використанням бінарної фазової маніпуляції (BPSK), квадратурної фазової маніпуляції (QPSK) або квадратурної амплітудної маніпуляції (QAM) порядку 16 або 64. Варіанти відображення біт на фазову площину для кожного виду маніпуляції представлені на рис. 1. У передавачі амплітуда як функція фази перетворюється на функцію від часу за допомогою зворотного швидкого перетворення Фур'є (ОБПФ). У приймачі за допомогою швидкого перетворення Фур'є (ШПФ) здійснюється перетворення амплітуди сигналів як функції від часу в функцію від частоти. <br /> <br /> [[ Файл:Варіанти_відображення_біт_на_фазову_площину_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 1. Варіанти відображення біт на фазову площину <br /> <br /> Застосування перетворення Фур'є дозволяє розділити частотний діапазон на піднесучі, спектри яких перекриваються, але залишаються ортогональними. Ортогональність піднесучих означає, що кожна з них містить ціле число коливань на період передачі символу. Як видно з рис. 2, спектральна крива будь-якої з піднесучих має нульове значення для «центральної» частоти суміжної кривої. Саме ця особливість спектру піднесучих і забезпечує відсутність між ними інтерференції. <br /> <br /> [[ Файл:Ортогональні_поднесучі_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 2. Ортогональні поднесучі <br /> Однією з головних переваг методу OFDM є його стійкість до ефекту багатопроменевого поширення. Ефект викликається тим, що випромінений сигнал, відбиваючись від перешкод, приходить до прийомної антени різними шляхами (рис. 3), викликаючи міжсимвольні спотворення. Цей вигляд перешкод характерний для міст з різноповерховою забудовою через багатократні віддзеркалення радіосигналу від будівель і інших споруд. Для того щоб уникнути міжсимвольних спотворень, перед кожним OFDM-символом вводиться захисний інтервал, званий циклічним префіксом. Циклічний префікс являє собою фрагмент корисного сигналу, що гарантує збереження ортогональності піднесучих (але тільки в тому випадку, якщо відбитий сигнал при багатопроменевому поширенні затриманий не більше, ніж на тривалість циклічного префікса). Крім того, циклічний префікс дозволяє вибрати вікно для перетворення Фур'є в будь-якому місці тимчасового інтервалу символу (рис. 4). <br /> <br /> [[ Файл:Ілюстрація_ефекту_багатопроменевого_поширення_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 3. Ілюстрація ефекту багатопроменевого поширення <br /> <br /> [[ Файл:Обробка_OFDM-символу_при_багатопроменевому_поширенні_.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 4. Обробка OFDM-символу при багатопроменевому поширенні <br /> <br /> Взагалі вся система WiMAX складається з двох основних частин: <br /> 1. Базова станція WiMAX, може розміщуватися на висотному об'єкті - будівлі або вишці. <br /> 2. Приймач WiMAX: антена з приймачем (рис. 5). <br /> З'єднання між базовою станцією і клієнтським приймачем проводиться в НВЧ діапазоні 2-11 ГГц. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 20 Мбіт / с і не вимагає, щоб станція знаходилася на відстані прямої видимості від користувача. Цей режим роботи базової станції WiMAX близький широко використовуваному стандарту 802.11 (Wi-Fi), що допускає сумісність вже випущених клієнтських пристроїв і WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Архітектура_WiMAX.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 5. Архітектура WiMAX <br /> Слід пам'ятати, що технологія WiMAX застосовується як на &quot;останній милі&quot; - кінцевій ділянці між провайдером і користувачем, - так і для надання доступу регіональним мережам: офісним, районним. <br /> Між сусідніми базовими станціями встановлюється постійне з'єднання з використанням надвисокої частоти 10-66 ГГц радіозв'язку прямої видимості. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 120 Мбіт / с. Обмеження по умові прямої видимості, зрозуміло, не є перевагою, проте воно накладається тільки на базові станції, що беруть участь в цілісному покритті району, що цілком можливо реалізувати при розміщенні обладнання. <br /> Як мінімум одна з базових станцій може бути постійно пов'язана з мережею провайдера через широкосмугове швидкісне з'єднання. Фактично, чим більше станцій мають доступ до мережі провайдера, тим вища швидкість і надійність передачі даних. Однак навіть при невеликій кількості точок система здатна коректно розподілити навантаження за рахунок стільникової топології. <br /> На базі стільникового принципу розробляються також шляхи побудови оптимальної мережі, що обгинає великі об'єкти (наприклад, гірські масиви), коли серія послідовних станцій передає дані по естафетному принципу (рис. 6.). <br /> <br /> [[ Файл:Покриття_WiMAX.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 6. Покриття WiMAX <br /> За структурою мережі стандарту IEEE 802.16 дуже схожі на традиційні мережі мобільного зв'язку: тут теж є базові станції, які діють в радіусі до 50 км, при цьому їх також необов'язково встановлювати на вишках. Для них цілком підходять дахи будинків, потрібно лише дотримання умови прямої видимості між станціями. Для з'єднання базової станції з користувачем необхідна наявність абонентського обладнання. Далі сигнал може надходити за стандартним Ethernet-кабелем, як безпосередньо на конкретний комп'ютер, так і на точку доступу стандарту 802.11 Wi-Fi або в локальну дротову мережу стандарту Ethernet.<br /> Це дозволяє зберегти існуючу інфраструктуру районних або офісних локальних мереж при переході з кабельного доступу на WiMAX. Крім того, це дає можливість максимально спростити розгортання мереж, використовуючи знайомі технології для підключення комп'ютерів. <br /> <br /> ==Режими роботи WiMAX== <br /> <br /> Стандарт 802.16e-2005 увібрав в себе всі раніше існуючі версії і на даний момент надає наступні режими:<br /> <br /> 1. Fixed WiMAX - фіксований доступ. <br /> <br /> 2. Nomadic WiMAX - сеансовий доступ. <br /> <br /> 3. Portable WiMAX - доступ в режимі переміщення. <br /> <br /> 4. Mobile WiMAX - мобільний доступ.<br /> <br /> ==Fixed WiMAX== <br /> <br /> Фіксований доступ являє собою альтернативу широкосмуговим дротяним технологіям (xDSL, T1 і т. п.). Стандарт використовує діапазон частот 10-66 ГГц. Цей частотний діапазон через сильне загасання коротких хвиль вимагає прямої видимості між передавачем і приймачем сигналу (рис. 7.). <br /> З іншого боку, даний частотний діапазон дозволяє уникнути однієї з головних проблем радіозв'язку - багатопроменевого поширення сигналу. При цьому ширина каналів зв'язку в цьому частотному діапазоні досить велика (типове значення - 25 або 28 МГц), що дозволяє досягати швидкостей передачі до 120 Мбіт / с. Фіксований режим включався в версію стандарту 802.16d-2004 і вже використовується в ряді країн. Однак більшість компаній, що пропонують послуги Fixed WiMAX, очікують швидкого переходу на портативний і надалі на мобільний WiMAX. <br /> <br /> ==Nomadic WiMAX== <br /> <br /> Сеансовий (мандрівний) доступ додав поняття сесій до вже існуючого Fixed WiMAX. Наявність сесій дозволяє вільно переміщати клієнтське обладнання між сесіями і відновлювати з'єднання вже за допомогою інших вишок WiMAX, ніж ті, що використовувалися під час попередньої сесії. Такий режим розроблений в основному для портативних пристроїв, таких як ноутбуки, КПК. Введення сесій дозволяє також зменшити витрату енергії клієнтського пристрою, що теж важливо для портативних пристроїв. <br /> <br /> [[ Файл:Пряма_видимість_між_передавачем_і_приймачем_сигналу.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 7. Пряма видимість між передавачем і приймачем сигналу <br /> <br /> ==Portable WiMAX== <br /> <br /> Для режиму Portable WiMAX додана можливість автоматичного перемикання клієнта від однієї базової станції WiMAX до іншої без втрати з'єднання. Однак для даного режиму все ще обмежена швидкість пересування клієнтського обладнання - 40 км / ч. Втім, вже в такому вигляді можна використовувати клієнтські пристрої в дорозі (в автомобілі при русі по житловим районам міста, де швидкість обмежена, на велосипеді, рухаючись пішки і т. д.). <br /> Введення даного режиму зробило доцільним використання технології WiMAX для смартфонів і КПК (рис. 8.). У 2006 році розпочато випуск пристроїв, що працюють в портативному режимі WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Використання_технології_WiMax_для_смартфонів_і_КПК.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 8. Використання технології WiMax для смартфонів і КПК <br /> <br /> ==Mobile WiMAX== <br /> <br /> Цей режим був розроблений у стандарті 802.16e-2005 і дозволив збільшити швидкість переміщення клієнтського обладнання до 120 км / ч. Основні досягнення цього режиму: <br /> 1. Стійкість до багатопроменевого розповсюдження сигналу і власним перешкодам. <br /> 2. Масштабована пропускна здатність каналу. <br /> 3. Технологія Time Division Duplex (TDD), яка дозволяє ефективно обробляти асиметричний трафік і спрощує управління складними системами антен за рахунок естафетної передачі сесії між каналами. <br /> 4. Технологія Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ), яка дозволяє зберігати стійке з'єднання при різкій зміні напряму руху клієнтського обладнання. <br /> 5. Розподіл виділених частот і використання субканалів при високому завантаженні дозволяє оптимізувати передачу даних з урахуванням сили сигналу клієнтського обладнання. <br /> 6. Управління енергозбереженням дозволяє оптимізувати витрати енергії на підтримку зв'язку портативних пристроїв в режимі очікування або простою. <br /> 7. Технологія Network-Optimized Hard Handoff (HHO), яка дозволяє до 50 мілісекунд і менше скоротити час на перемикання клієнта між каналами. <br /> 8. Технологія Multicast and Broadcast Service (MBS), яка об'єднує функції DVB-H, MediaFLO і 3GPP E-UTRA для: <br /> o досягнення високої швидкості передачі даних з використанням одночастотній мережі; <br /> o гнучкого розподілу радіочастот; <br /> o низького споживання енергії портативними пристроями; <br /> o швидкого перемикання між каналами. <br /> 9. Технологія Smart Antenna, підтримуюча субканали і естафетну передачу сесії між каналами, що дозволяє використовувати складні системи антен, включаючи формування діаграми спрямованості, просторово-часове маркування, просторове мультиплексування (ущільнення). <br /> 10. Технологія Fractional Frequency Reuse, яка дозволяє контролювати накладення / перетин каналів для повторного використання частот з мінімальними втратами. <br /> 11. Розмір фрейму в 5 мілісекунд забезпечує компроміс між надійністю передачі даних за рахунок використання малих пакетів і накладними витратами за рахунок збільшення числа пакетів (і, як наслідок, заголовків). <br /> <br /> ==Завадостійке кодування== <br /> <br /> Багатопроменевого поширення радіосигналу може призводити до ослаблення і навіть повного придушення деяких піднесучих внаслідок інтерференції прямого і затриманого сигналів. Для вирішення цієї проблеми використовується завадостійке кодування. У стандарті IEEE 802.16-2004 передбачені як традиційні технології завадостійкого кодування, так і відносно нові методи. До традиційних відноситься сверточное кодування з декодуванням за алгоритмом Витерби і коди Ріда-Соломона. До відносно новим - блокові і сверточних турбокоди. Для збільшення ефективності кодування без зниження швидкості коду застосовується перемеженіє даних. Перемеженіє збільшує ефективність кодування, оскільки пакети помилок дробляться на дрібні фрагменти, з якими справляється система кодування. <br /> <br /> ==Гнучкість== <br /> <br /> Важливою особливістю фізичного рівня є можливість вибору ширини для смуги пропускання каналу. Стандарт передбачає вибір ширини смуги з кроком від 1,25 МГц до 20 МГц з безліччю проміжних варіантів, що дозволяє більш ефективно використовувати радіочастотний спектр. Крім того, в стандарт закладена адаптивна сигнально-кодова конструкція, тобто система підлаштовується до характеристик каналу в кожний момент часу, «перекачуючи» швидкість в перешкодостійкість і навпаки. У відповідності зі стандартом, в залежності від відношення сигнал / шум (S / N) система вибирає метод модуляції, при якому може бути забезпечена стійка робота (рис. 9). <br /> <br /> [[ Файл:Переважний_метод_модуляції_в_залежності_від_відношення_сигнал.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 9. Переважний метод модуляції в залежності від відношення сигнал / шум <br /> Додатковими інструментами фізичного рівня для підвищення ефективності використання радіоспектру служать вимірювання якості каналу і автоматичне керування потужністю сигналу. <br /> <br /> ==Метод доступу== <br /> <br /> У стандарті IEEE 802.16-2004 використовується технологія множинного доступу з поділом за часом (TDMA), згідно з якою базова станція виділяє абонентським станціям тимчасові інтервали, щоб вони могли передавати дані в певній черговості, а не випадковим чином. <br /> Для реалізації дуплексного режиму обміну даними використовуються дві технології: дуплексний режим з розділенням за часом (TDD) низхідного і висхідного потоків і дуплексний режим з розділенням по частотах (FDD).<br /> <br /> ==Захист інформації== <br /> <br /> У відповідності зі стандартом, для запобігання несанкціонованого доступу та захисту даних користувача здійснюється шифрування всього переданого по мережі трафіку. Базова станція (БС) WiMAX являє собою модульний конструктив, в який при необхідності можна встановити кілька модулів зі своїми типами інтерфейсів, але при цьому має підтримуватися адміністративне програмне забезпечення для управління мережею. Дане програмне забезпечення забезпечує централізоване управління всією мережею. Логічне додавання в існуючу мережу абонентських комплектів здійснюється також через цю адміністративну функцію. <br /> Абонентська станція (АС) являє собою пристрій, що має унікальний серійний номер, МАС-адресу, а також цифровий підпис Х. 509, на підставі якої відбувається аутентифікація АС на БС. При цьому, згідно зі стандартом, термін дійсності цифрового підпису АС становить 10 років. Після установки АС у клієнта і подачі живлення АС авторизується на базовій станції, використовуючи певну частоту радіосигналу, після чого базова станція, грунтуючись на перерахованих вище ідентифікаційних даних, передає абоненту конфігураційний файл по TFTP-протоколу. У цьому конфігураційному файлі знаходиться інформація про піддіапазоні передачі (прийому) даних, типи трафіку і доступні смуги, розклад розсилки ключів для шифрування трафіку і інша необхідна для роботи АС інформація. Необхідний файл з конфігураційними даними створюється автоматично, після занесення адміністратором системи АС в базу абонентів, з призначенням останньому певних параметрів доступу. <br /> Після процедури конфігурування аутентифікація АС на базовій станції відбувається наступним чином: <br /> • Абонентська станція надсилає запит на авторизацію, в якому міститься сертифікат Х.509, опис підтримуваних методів шифрування і додаткова інформація. <br /> • Базова станція у відповідь на запит на авторизацію (у разі достовірності запиту) надсилає відповідь, в якому міститься ключ на аутентифікацію, зашифрований відкритим ключем абонента, 4-бітний ключ для визначення послідовності, необхідний для визначення наступного ключа на авторизацію, а також час життя ключа . <br /> • У процесі роботи АС через проміжок часу, який визначається адміністратором системи, відбувається повторна авторизація та аутентифікація, і в разі успішного проходження аутентифікації та авторизації потік даних не переривається. <br /> У стандарті використовується протокол PKM (Privacy Key Management), відповідно до якого визначено декілька видів ключів для шифрування переданої інформації: <br /> • Authorization Key (АК) - ключ, що використовується для авторизації АК на базовій станції; <br /> • Traffi c Encryption Key (ТЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту трафіку; <br /> • Key Encryption Key (КЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту переданих в ефірі ключів. <br /> • Згідно стандарту, в кожен момент часу використовуються два ключі одночасно, з перекриванням часу життя. Дана міра необхідна в середовищі з втратами пакетів (а в ефірі вони неминучі) і забезпечує безперебійність роботи мережі. Є велика кількість динамічно змінних ключів, достатньо довгих, при цьому встановлення безпечних з'єднань відбувається за допомогою цифрового підпису. Згідно стандарту, криптозахист виконується відповідно до алгоритму 3-DES, при цьому відключити шифрування можна. Опціонально передбачено шифрування за більш надійним алгоритмом AES.<br /> <br /> ==WiMAX в Україні==<br /> <br /> Перший WiMAX-оператор в Україні — Альтернет (Українські новітні технології). У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила компанія «ММДС-Україна», асоційована з СКМ Ріната Ахметова і Turkcell (торгова марка life:)).<br /> 9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX Freshtel - проект компанії «Українські новітні технології». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва. 17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві від оператора Intellecom. Після запуску мережі в Києві Intellecom планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.Оператори WiMAX в Україні станом на березень 2012 року: UNTC (Київ), Квант-II (Коломия), NouHauNet (Дніпропетровськ), Alternet (Київ), Intellecom (Київ), Інтернет провайдер - Ведекон (Одеса), DATALINE (Київ), DCTel (Запоріжжя), K-NET (Одеса), INFOCOM (Київ).<br /> <br /> ==Висновок== <br /> <br /> Стандарт WiMAX сьогодні перебуває на стадії тестування. Єдина конкурентоспроможна версія стандарту, для якої існує ліцензія на обладнання, - це Fixed WiMAX. Однак провайдери не поспішають замінювати дороге, але вже працююче обладнання новим, бо це вимагає істотних вкладень без можливості підняти продуктивність (і, відповідно, ціну на послуги) та повернути вкладені кошти швидко. <br /> При розгортанні WiMAX-мереж там, де доступу до Internet раніше не було, доводиться стикатися з проблемою наявності в малонаселених або віддалених регіонах достатнього числа потенційних користувачів, що володіють необхідним обладнанням або грошовими коштами на його придбання. Те ж стосується і переходу на Mobile WiMAX після його ліцензування, оскільки, крім витрат провайдерів на модернізацію операторського обладнання, слід враховувати витрати користувачів на модернізацію клієнтського обладнання: придбання WiMAX-карт і оновлення портативних пристроїв. <br /> Другим стримуючим фактором є позиція багатьох фахівців, які вважають неприпустимим використання надвисоких частот радіозв'язку прямої видимості, шкідливих для здоров'я людини. Наявність вишок на відстані десятків метрів від житлових об'єктів (а базові станції рекомендується встановлювати на дахах будинків) може згубно позначитися на здоров'ї жителів, особливо дітей. Однак результатів медичних експериментів, які підтверджують наявність або високу ймовірність шкоди, поки не опубліковано. <br /> Третім чинником є, як не дивно, швидкий розвиток стандарту. Поява нових, принципово різних версій стандарту WiMAX, призводить до питання про неминучу зміну обладнання через кілька років. Так, станції, зараз працюють в режимі Fixed WiMAX, не зможуть підтримувати Mobile WiMAX. При переході на наступний стандарт буде потрібно оновлення частини обладнання, що відлякує великих провайдерів. На даний момент впровадження та використання Fixed WiMAX на комерційній основі можуть дозволити собі тільки невеликі компанії, які не планують значного розширення (в тому числі територіального) і використовують нові технології для залучення клієнтів. <br /> І, нарешті, четвертим фактором є наявність конкурентного стандарту широкосмугового зв'язку, що використовує близькі діапазони радіочастот - WBro. Цей стандарт теж до кінця не ліцензований, проте він вже здобув певну популярність. А тому завжди існує ймовірність, що через кілька років кращим виявиться не WiMAX, а WBro. І компанії, які вклали кошти в розробку і впровадження WiMAX-систем, серйозно постраждають. Втім, через схожість стандартів існує також вірогідність злиття і надалі використання устаткування, що підтримує обидва стандарти одночасно. <br /> Таким чином, при видимих перевагах стандарту ще рано говорити про тотальне впровадження технології або навіть про можливість переходу на неї і відмови від існуючих мережевих рішень. Необхідно спочатку отримати результати польових випробувань, а потім можна очікувати затвердження стандартів версії 802.16f (Full Mobile WiMAX) і 802.16m. <br /> Перший з них включає в себе алгоритми обходу перешкод і оптимізацію стільникової топології покриття між базовими станціями. Другий стандарт повинен підняти швидкість передачі даних зі стаціонарним клієнтським обладнанням до 1 Гбіт / с і з мобільним клієнтським обладнанням - до 100 Мбіт / с. Далі можна очікувати ліцензування обладнання з підтримкою нових стандартів, конкуренції на ринку виробництва обладнання та послуг доступу через WiMAX. І тільки тоді можна буде говорити про дійсні переваги і недоліки цієї технології в порівнянні з нині існуючими.<br /> <br /> ==[[Структура мережі на основі технологій WiMAX.]]==<br /> <br /> ==[[Головні характеристики і особливості функціонування технології WIMAX]]==<br /> <br /> ==[[Функціональні можливості та характеристики технології WIMAX]]==<br /> <br /> ------<br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WiMAX 2012-12-24T07:34:40Z

<p>Stanislav chigirev: /* Ринок */</p> <hr /> <div>[[Файл:wimax logo.gif|frame|Офіційний логотип WiMax]]<br /> <br /> '''WiMAX''' Стандарт [[IEEE 802.16]]&amp;nbsp;— стандарт [[бездротовий зв'язок|безпровідного зв'язку]], що забезпечує широкосмуговий зв'язок на значні відстані зі швидкістю, порівняною з кабельними з'єднаннями.<br /> <br /> Назву «WiMAX» було створено WiMAX Forum — організацією, яку засновано в червні 2001 року з метою просування і розвитку WiMAX. Форум описує WiMAX як «засновану на стандарті технологію, яка надає високошвидкісний бездротовий доступ до мережі, альтернативній виділеним лініям і DSL»;<br /> <br /> ==Введення== <br /> <br /> Під абревіатурою WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) розуміється технологія операторського класу, яка заснована на сімействі стандартів IEEE 802.16, розроблена міжнародним інститутом інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE). У стандартах IEEE 802.16 визначаються фізичний рівень і рівень управління доступом для систем фіксованого бездротового широкосмугового доступу масштабу міста. <br /> <br /> Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 представлені в табл. 1. <br /> <br /> [[ Файл:Основні_параметри_стандартів_IEEE_802.16_і_IEEE_802.16-2004_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Таблиця 1. Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 <br /> <br /> ==Опис стандарту== <br /> <br /> На фізичному рівні в стандарті IEEE 802.16-2004 визначені три методи передачі даних: метод модуляції однієї несучої (SC), метод ортогонального частотного мультиплексування (OFDM) і метод множинного доступу на основі такого мультиплексування (OFDMA). <br /> Специфікація фізичного рівня WirelessMAN-OFDM є найбільш цікавою з точки зору практичної реалізації. Вона базується на технології OFDM, що значно розширює можливості обладнання, зокрема, дозволяє працювати на відносно високих частотах в умовах відсутності прямої видимості. Крім того, в неї включена підтримка топології «кожен з кожним» (mesh), при якій абонентські пристрої можуть одночасно функціонувати і як базові станції, що сильно спрощує розгортання мережі та допомагає подолати проблеми прямої видимості. <br /> <br /> ==Модуляція OFDM== <br /> <br /> При формуванні OFDM-сигналу цифровий потік даних ділиться на кілька підпотоків, і кожна піднесуча зв'язується зі своїм під потоком даних. Амплітуда і фаза піднесучих обчислюються на основі зворотної схеми модуляції. Згідно стандарту, окремі піднесучі можуть модулюватися з використанням бінарної фазової маніпуляції (BPSK), квадратурної фазової маніпуляції (QPSK) або квадратурної амплітудної маніпуляції (QAM) порядку 16 або 64. Варіанти відображення біт на фазову площину для кожного виду маніпуляції представлені на рис. 1. У передавачі амплітуда як функція фази перетворюється на функцію від часу за допомогою зворотного швидкого перетворення Фур'є (ОБПФ). У приймачі за допомогою швидкого перетворення Фур'є (ШПФ) здійснюється перетворення амплітуди сигналів як функції від часу в функцію від частоти. <br /> <br /> [[ Файл:Варіанти_відображення_біт_на_фазову_площину_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 1. Варіанти відображення біт на фазову площину <br /> <br /> Застосування перетворення Фур'є дозволяє розділити частотний діапазон на піднесучі, спектри яких перекриваються, але залишаються ортогональними. Ортогональність піднесучих означає, що кожна з них містить ціле число коливань на період передачі символу. Як видно з рис. 2, спектральна крива будь-якої з піднесучих має нульове значення для «центральної» частоти суміжної кривої. Саме ця особливість спектру піднесучих і забезпечує відсутність між ними інтерференції. <br /> <br /> [[ Файл:Ортогональні_поднесучі_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 2. Ортогональні поднесучі <br /> Однією з головних переваг методу OFDM є його стійкість до ефекту багатопроменевого поширення. Ефект викликається тим, що випромінений сигнал, відбиваючись від перешкод, приходить до прийомної антени різними шляхами (рис. 3), викликаючи міжсимвольні спотворення. Цей вигляд перешкод характерний для міст з різноповерховою забудовою через багатократні віддзеркалення радіосигналу від будівель і інших споруд. Для того щоб уникнути міжсимвольних спотворень, перед кожним OFDM-символом вводиться захисний інтервал, званий циклічним префіксом. Циклічний префікс являє собою фрагмент корисного сигналу, що гарантує збереження ортогональності піднесучих (але тільки в тому випадку, якщо відбитий сигнал при багатопроменевому поширенні затриманий не більше, ніж на тривалість циклічного префікса). Крім того, циклічний префікс дозволяє вибрати вікно для перетворення Фур'є в будь-якому місці тимчасового інтервалу символу (рис. 4). <br /> <br /> [[ Файл:Ілюстрація_ефекту_багатопроменевого_поширення_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 3. Ілюстрація ефекту багатопроменевого поширення <br /> <br /> [[ Файл:Обробка_OFDM-символу_при_багатопроменевому_поширенні_.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 4. Обробка OFDM-символу при багатопроменевому поширенні <br /> <br /> Взагалі вся система WiMAX складається з двох основних частин: <br /> 1. Базова станція WiMAX, може розміщуватися на висотному об'єкті - будівлі або вишці. <br /> 2. Приймач WiMAX: антена з приймачем (рис. 5). <br /> З'єднання між базовою станцією і клієнтським приймачем проводиться в НВЧ діапазоні 2-11 ГГц. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 20 Мбіт / с і не вимагає, щоб станція знаходилася на відстані прямої видимості від користувача. Цей режим роботи базової станції WiMAX близький широко використовуваному стандарту 802.11 (Wi-Fi), що допускає сумісність вже випущених клієнтських пристроїв і WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Архітектура_WiMAX.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 5. Архітектура WiMAX <br /> Слід пам'ятати, що технологія WiMAX застосовується як на &quot;останній милі&quot; - кінцевій ділянці між провайдером і користувачем, - так і для надання доступу регіональним мережам: офісним, районним. <br /> Між сусідніми базовими станціями встановлюється постійне з'єднання з використанням надвисокої частоти 10-66 ГГц радіозв'язку прямої видимості. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 120 Мбіт / с. Обмеження по умові прямої видимості, зрозуміло, не є перевагою, проте воно накладається тільки на базові станції, що беруть участь в цілісному покритті району, що цілком можливо реалізувати при розміщенні обладнання. <br /> Як мінімум одна з базових станцій може бути постійно пов'язана з мережею провайдера через широкосмугове швидкісне з'єднання. Фактично, чим більше станцій мають доступ до мережі провайдера, тим вища швидкість і надійність передачі даних. Однак навіть при невеликій кількості точок система здатна коректно розподілити навантаження за рахунок стільникової топології. <br /> На базі стільникового принципу розробляються також шляхи побудови оптимальної мережі, що обгинає великі об'єкти (наприклад, гірські масиви), коли серія послідовних станцій передає дані по естафетному принципу (рис. 6.). <br /> <br /> [[ Файл:Покриття_WiMAX.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 6. Покриття WiMAX <br /> За структурою мережі стандарту IEEE 802.16 дуже схожі на традиційні мережі мобільного зв'язку: тут теж є базові станції, які діють в радіусі до 50 км, при цьому їх також необов'язково встановлювати на вишках. Для них цілком підходять дахи будинків, потрібно лише дотримання умови прямої видимості між станціями. Для з'єднання базової станції з користувачем необхідна наявність абонентського обладнання. Далі сигнал може надходити за стандартним Ethernet-кабелем, як безпосередньо на конкретний комп'ютер, так і на точку доступу стандарту 802.11 Wi-Fi або в локальну дротову мережу стандарту Ethernet.<br /> Це дозволяє зберегти існуючу інфраструктуру районних або офісних локальних мереж при переході з кабельного доступу на WiMAX. Крім того, це дає можливість максимально спростити розгортання мереж, використовуючи знайомі технології для підключення комп'ютерів. <br /> <br /> ==Режими роботи WiMAX== <br /> <br /> Стандарт 802.16e-2005 увібрав в себе всі раніше існуючі версії і на даний момент надає наступні режими:<br /> <br /> 1. Fixed WiMAX - фіксований доступ. <br /> <br /> 2. Nomadic WiMAX - сеансовий доступ. <br /> <br /> 3. Portable WiMAX - доступ в режимі переміщення. <br /> <br /> 4. Mobile WiMAX - мобільний доступ.<br /> <br /> ==Fixed WiMAX== <br /> <br /> Фіксований доступ являє собою альтернативу широкосмуговим дротяним технологіям (xDSL, T1 і т. п.). Стандарт використовує діапазон частот 10-66 ГГц. Цей частотний діапазон через сильне загасання коротких хвиль вимагає прямої видимості між передавачем і приймачем сигналу (рис. 7.). <br /> З іншого боку, даний частотний діапазон дозволяє уникнути однієї з головних проблем радіозв'язку - багатопроменевого поширення сигналу. При цьому ширина каналів зв'язку в цьому частотному діапазоні досить велика (типове значення - 25 або 28 МГц), що дозволяє досягати швидкостей передачі до 120 Мбіт / с. Фіксований режим включався в версію стандарту 802.16d-2004 і вже використовується в ряді країн. Однак більшість компаній, що пропонують послуги Fixed WiMAX, очікують швидкого переходу на портативний і надалі на мобільний WiMAX. <br /> <br /> ==Nomadic WiMAX== <br /> <br /> Сеансовий (мандрівний) доступ додав поняття сесій до вже існуючого Fixed WiMAX. Наявність сесій дозволяє вільно переміщати клієнтське обладнання між сесіями і відновлювати з'єднання вже за допомогою інших вишок WiMAX, ніж ті, що використовувалися під час попередньої сесії. Такий режим розроблений в основному для портативних пристроїв, таких як ноутбуки, КПК. Введення сесій дозволяє також зменшити витрату енергії клієнтського пристрою, що теж важливо для портативних пристроїв. <br /> <br /> [[ Файл:Пряма_видимість_між_передавачем_і_приймачем_сигналу.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 7. Пряма видимість між передавачем і приймачем сигналу <br /> <br /> ==Portable WiMAX== <br /> <br /> Для режиму Portable WiMAX додана можливість автоматичного перемикання клієнта від однієї базової станції WiMAX до іншої без втрати з'єднання. Однак для даного режиму все ще обмежена швидкість пересування клієнтського обладнання - 40 км / ч. Втім, вже в такому вигляді можна використовувати клієнтські пристрої в дорозі (в автомобілі при русі по житловим районам міста, де швидкість обмежена, на велосипеді, рухаючись пішки і т. д.). <br /> Введення даного режиму зробило доцільним використання технології WiMAX для смартфонів і КПК (рис. 8.). У 2006 році розпочато випуск пристроїв, що працюють в портативному режимі WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Використання_технології_WiMax_для_смартфонів_і_КПК.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 8. Використання технології WiMax для смартфонів і КПК <br /> <br /> ==Mobile WiMAX== <br /> <br /> Цей режим був розроблений у стандарті 802.16e-2005 і дозволив збільшити швидкість переміщення клієнтського обладнання до 120 км / ч. Основні досягнення цього режиму: <br /> 1. Стійкість до багатопроменевого розповсюдження сигналу і власним перешкодам. <br /> 2. Масштабована пропускна здатність каналу. <br /> 3. Технологія Time Division Duplex (TDD), яка дозволяє ефективно обробляти асиметричний трафік і спрощує управління складними системами антен за рахунок естафетної передачі сесії між каналами. <br /> 4. Технологія Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ), яка дозволяє зберігати стійке з'єднання при різкій зміні напряму руху клієнтського обладнання. <br /> 5. Розподіл виділених частот і використання субканалів при високому завантаженні дозволяє оптимізувати передачу даних з урахуванням сили сигналу клієнтського обладнання. <br /> 6. Управління енергозбереженням дозволяє оптимізувати витрати енергії на підтримку зв'язку портативних пристроїв в режимі очікування або простою. <br /> 7. Технологія Network-Optimized Hard Handoff (HHO), яка дозволяє до 50 мілісекунд і менше скоротити час на перемикання клієнта між каналами. <br /> 8. Технологія Multicast and Broadcast Service (MBS), яка об'єднує функції DVB-H, MediaFLO і 3GPP E-UTRA для: <br /> o досягнення високої швидкості передачі даних з використанням одночастотній мережі; <br /> o гнучкого розподілу радіочастот; <br /> o низького споживання енергії портативними пристроями; <br /> o швидкого перемикання між каналами. <br /> 9. Технологія Smart Antenna, підтримуюча субканали і естафетну передачу сесії між каналами, що дозволяє використовувати складні системи антен, включаючи формування діаграми спрямованості, просторово-часове маркування, просторове мультиплексування (ущільнення). <br /> 10. Технологія Fractional Frequency Reuse, яка дозволяє контролювати накладення / перетин каналів для повторного використання частот з мінімальними втратами. <br /> 11. Розмір фрейму в 5 мілісекунд забезпечує компроміс між надійністю передачі даних за рахунок використання малих пакетів і накладними витратами за рахунок збільшення числа пакетів (і, як наслідок, заголовків). <br /> <br /> ==Завадостійке кодування== <br /> <br /> Багатопроменевого поширення радіосигналу може призводити до ослаблення і навіть повного придушення деяких піднесучих внаслідок інтерференції прямого і затриманого сигналів. Для вирішення цієї проблеми використовується завадостійке кодування. У стандарті IEEE 802.16-2004 передбачені як традиційні технології завадостійкого кодування, так і відносно нові методи. До традиційних відноситься сверточное кодування з декодуванням за алгоритмом Витерби і коди Ріда-Соломона. До відносно новим - блокові і сверточних турбокоди. Для збільшення ефективності кодування без зниження швидкості коду застосовується перемеженіє даних. Перемеженіє збільшує ефективність кодування, оскільки пакети помилок дробляться на дрібні фрагменти, з якими справляється система кодування. <br /> <br /> ==Гнучкість== <br /> <br /> Важливою особливістю фізичного рівня є можливість вибору ширини для смуги пропускання каналу. Стандарт передбачає вибір ширини смуги з кроком від 1,25 МГц до 20 МГц з безліччю проміжних варіантів, що дозволяє більш ефективно використовувати радіочастотний спектр. Крім того, в стандарт закладена адаптивна сигнально-кодова конструкція, тобто система підлаштовується до характеристик каналу в кожний момент часу, «перекачуючи» швидкість в перешкодостійкість і навпаки. У відповідності зі стандартом, в залежності від відношення сигнал / шум (S / N) система вибирає метод модуляції, при якому може бути забезпечена стійка робота (рис. 9). <br /> <br /> [[ Файл:Переважний_метод_модуляції_в_залежності_від_відношення_сигнал.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 9. Переважний метод модуляції в залежності від відношення сигнал / шум <br /> Додатковими інструментами фізичного рівня для підвищення ефективності використання радіоспектру служать вимірювання якості каналу і автоматичне керування потужністю сигналу. <br /> <br /> ==Метод доступу== <br /> <br /> У стандарті IEEE 802.16-2004 використовується технологія множинного доступу з поділом за часом (TDMA), згідно з якою базова станція виділяє абонентським станціям тимчасові інтервали, щоб вони могли передавати дані в певній черговості, а не випадковим чином. <br /> Для реалізації дуплексного режиму обміну даними використовуються дві технології: дуплексний режим з розділенням за часом (TDD) низхідного і висхідного потоків і дуплексний режим з розділенням по частотах (FDD).<br /> <br /> ==Захист інформації== <br /> <br /> У відповідності зі стандартом, для запобігання несанкціонованого доступу та захисту даних користувача здійснюється шифрування всього переданого по мережі трафіку. Базова станція (БС) WiMAX являє собою модульний конструктив, в який при необхідності можна встановити кілька модулів зі своїми типами інтерфейсів, але при цьому має підтримуватися адміністративне програмне забезпечення для управління мережею. Дане програмне забезпечення забезпечує централізоване управління всією мережею. Логічне додавання в існуючу мережу абонентських комплектів здійснюється також через цю адміністративну функцію. <br /> Абонентська станція (АС) являє собою пристрій, що має унікальний серійний номер, МАС-адресу, а також цифровий підпис Х. 509, на підставі якої відбувається аутентифікація АС на БС. При цьому, згідно зі стандартом, термін дійсності цифрового підпису АС становить 10 років. Після установки АС у клієнта і подачі живлення АС авторизується на базовій станції, використовуючи певну частоту радіосигналу, після чого базова станція, грунтуючись на перерахованих вище ідентифікаційних даних, передає абоненту конфігураційний файл по TFTP-протоколу. У цьому конфігураційному файлі знаходиться інформація про піддіапазоні передачі (прийому) даних, типи трафіку і доступні смуги, розклад розсилки ключів для шифрування трафіку і інша необхідна для роботи АС інформація. Необхідний файл з конфігураційними даними створюється автоматично, після занесення адміністратором системи АС в базу абонентів, з призначенням останньому певних параметрів доступу. <br /> Після процедури конфігурування аутентифікація АС на базовій станції відбувається наступним чином: <br /> • Абонентська станція надсилає запит на авторизацію, в якому міститься сертифікат Х.509, опис підтримуваних методів шифрування і додаткова інформація. <br /> • Базова станція у відповідь на запит на авторизацію (у разі достовірності запиту) надсилає відповідь, в якому міститься ключ на аутентифікацію, зашифрований відкритим ключем абонента, 4-бітний ключ для визначення послідовності, необхідний для визначення наступного ключа на авторизацію, а також час життя ключа . <br /> • У процесі роботи АС через проміжок часу, який визначається адміністратором системи, відбувається повторна авторизація та аутентифікація, і в разі успішного проходження аутентифікації та авторизації потік даних не переривається. <br /> У стандарті використовується протокол PKM (Privacy Key Management), відповідно до якого визначено декілька видів ключів для шифрування переданої інформації: <br /> • Authorization Key (АК) - ключ, що використовується для авторизації АК на базовій станції; <br /> • Traffi c Encryption Key (ТЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту трафіку; <br /> • Key Encryption Key (КЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту переданих в ефірі ключів. <br /> • Згідно стандарту, в кожен момент часу використовуються два ключі одночасно, з перекриванням часу життя. Дана міра необхідна в середовищі з втратами пакетів (а в ефірі вони неминучі) і забезпечує безперебійність роботи мережі. Є велика кількість динамічно змінних ключів, достатньо довгих, при цьому встановлення безпечних з'єднань відбувається за допомогою цифрового підпису. Згідно стандарту, криптозахист виконується відповідно до алгоритму 3-DES, при цьому відключити шифрування можна. Опціонально передбачено шифрування за більш надійним алгоритмом AES.<br /> <br /> ==WiMAX в Україні==<br /> <br /> Перший WiMAX-оператор в Україні — Альтернет (Українські новітні технології). У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила компанія «ММДС-Україна», асоційована з СКМ Ріната Ахметова і Turkcell (торгова марка life:)).<br /> 9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX Freshtel - проект компанії «Українські новітні технології». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва. 17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві від оператора Intellecom. Після запуску мережі в Києві Intellecom планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.Оператори WiMAX в Україні станом на березень 2012 року: UNTC (Київ), Квант-II (Коломия), NouHauNet (Дніпропетровськ), Alternet (Київ), Intellecom (Київ), Інтернет провайдер - Ведекон (Одеса), DATALINE (Київ), DCTel (Запоріжжя), K-NET (Одеса), INFOCOM (Київ).<br /> <br /> ==Висновок== <br /> <br /> Стандарт WiMAX сьогодні перебуває на стадії тестування. Єдина конкурентоспроможна версія стандарту, для якої існує ліцензія на обладнання, - це Fixed WiMAX. Однак провайдери не поспішають замінювати дороге, але вже працююче обладнання новим, бо це вимагає істотних вкладень без можливості підняти продуктивність (і, відповідно, ціну на послуги) та повернути вкладені кошти швидко. <br /> При розгортанні WiMAX-мереж там, де доступу до Internet раніше не було, доводиться стикатися з проблемою наявності в малонаселених або віддалених регіонах достатнього числа потенційних користувачів, що володіють необхідним обладнанням або грошовими коштами на його придбання. Те ж стосується і переходу на Mobile WiMAX після його ліцензування, оскільки, крім витрат провайдерів на модернізацію операторського обладнання, слід враховувати витрати користувачів на модернізацію клієнтського обладнання: придбання WiMAX-карт і оновлення портативних пристроїв. <br /> Другим стримуючим фактором є позиція багатьох фахівців, які вважають неприпустимим використання надвисоких частот радіозв'язку прямої видимості, шкідливих для здоров'я людини. Наявність вишок на відстані десятків метрів від житлових об'єктів (а базові станції рекомендується встановлювати на дахах будинків) може згубно позначитися на здоров'ї жителів, особливо дітей. Однак результатів медичних експериментів, які підтверджують наявність або високу ймовірність шкоди, поки не опубліковано. <br /> Третім чинником є, як не дивно, швидкий розвиток стандарту. Поява нових, принципово різних версій стандарту WiMAX, призводить до питання про неминучу зміну обладнання через кілька років. Так, станції, зараз працюють в режимі Fixed WiMAX, не зможуть підтримувати Mobile WiMAX. При переході на наступний стандарт буде потрібно оновлення частини обладнання, що відлякує великих провайдерів. На даний момент впровадження та використання Fixed WiMAX на комерційній основі можуть дозволити собі тільки невеликі компанії, які не планують значного розширення (в тому числі територіального) і використовують нові технології для залучення клієнтів. <br /> І, нарешті, четвертим фактором є наявність конкурентного стандарту широкосмугового зв'язку, що використовує близькі діапазони радіочастот - WBro. Цей стандарт теж до кінця не ліцензований, проте він вже здобув певну популярність. А тому завжди існує ймовірність, що через кілька років кращим виявиться не WiMAX, а WBro. І компанії, які вклали кошти в розробку і впровадження WiMAX-систем, серйозно постраждають. Втім, через схожість стандартів існує також вірогідність злиття і надалі використання устаткування, що підтримує обидва стандарти одночасно. <br /> Таким чином, при видимих перевагах стандарту ще рано говорити про тотальне впровадження технології або навіть про можливість переходу на неї і відмови від існуючих мережевих рішень. Необхідно спочатку отримати результати польових випробувань, а потім можна очікувати затвердження стандартів версії 802.16f (Full Mobile WiMAX) і 802.16m. <br /> Перший з них включає в себе алгоритми обходу перешкод і оптимізацію стільникової топології покриття між базовими станціями. Другий стандарт повинен підняти швидкість передачі даних зі стаціонарним клієнтським обладнанням до 1 Гбіт / с і з мобільним клієнтським обладнанням - до 100 Мбіт / с. Далі можна очікувати ліцензування обладнання з підтримкою нових стандартів, конкуренції на ринку виробництва обладнання та послуг доступу через WiMAX. І тільки тоді можна буде говорити про дійсні переваги і недоліки цієї технології в порівнянні з нині існуючими.<br /> <br /> == WiMAX в Україні ==<br /> Перший WiMAX-оператор в Україні&amp;nbsp;— [[http://www.broadband.org.ua/component/option,com_mtree/task,viewlink/link_id,14/Itemid,185/ Альтернет]] ([[http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%97%D0%BD%D1%81%D1%8C%D0%BA%D1%96_%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%96%D1%82%D0%BD%D1%96_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%97 Українські новітні технології]]).<br /> <br /> У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила&lt;ref&gt;[[http://pro-consulting.com.ua/news/2008/03/05/_mmds_ukraina_nachin_15621.html «ММДС-Украина» начинает строительство первой в стране общенациональной сети мобильного WiMax]&lt;/ref&gt; компанія [[http://pro-consulting.com.ua/news/2008/03/05/_mmds_ukraina_nachin_15621.html «ММДС-Україна»]], асоційована з ''[[System Capital Management|СКМ]]'' Рінат Ахметов і ''[[http://www.turkcell.com.tr/site/en/turkcellhakkinda/Sayfalar/genel.aspx Turkcell]]'' (торгова марка ''[[http://www.life.com.ua/ life:)]]'').<br /> <br /> 9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX [[http://freshtel.ua/ Freshtel]] - проект компанії «[[http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%97%D0%BD%D1%81%D1%8C%D0%BA%D1%96_%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%96%D1%82%D0%BD%D1%96_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%97 Українські новітні технології]]». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва.<br /> <br /> 17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві&lt;ref&gt;[http://www.kommersant.ua/doc.html?DocId=1371074&amp;IssueId=7000458 Киевляне получили еще один вход в интернет. В столице начал работу WiMAX-оператор Intellecom]&lt;/ref&gt; від оператора [[http://www.multitest.net.ua/2011/07/4g-wimax-freshtel-intellecom.html Intellecom]]. Після запуску мережі в Києві [[http://www.multitest.net.ua/2011/07/4g-wimax-freshtel-intellecom.html Intellecom]] планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.<br /> <br /> <br /> ==[[Структура мережі на основі технологій WiMAX.]]==<br /> <br /> ==[[Головні характеристики і особливості функціонування технології WIMAX]]==<br /> <br /> ==[[Функціональні можливості та характеристики технології WIMAX]]==<br /> <br /> ------<br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WiMAX 2012-12-24T07:34:22Z

<p>Stanislav chigirev: /* Порівняння WiMAX і Wi-Fi */</p> <hr /> <div>[[Файл:wimax logo.gif|frame|Офіційний логотип WiMax]]<br /> <br /> '''WiMAX''' Стандарт [[IEEE 802.16]]&amp;nbsp;— стандарт [[бездротовий зв'язок|безпровідного зв'язку]], що забезпечує широкосмуговий зв'язок на значні відстані зі швидкістю, порівняною з кабельними з'єднаннями.<br /> <br /> Назву «WiMAX» було створено WiMAX Forum — організацією, яку засновано в червні 2001 року з метою просування і розвитку WiMAX. Форум описує WiMAX як «засновану на стандарті технологію, яка надає високошвидкісний бездротовий доступ до мережі, альтернативній виділеним лініям і DSL»;<br /> <br /> ==Введення== <br /> <br /> Під абревіатурою WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) розуміється технологія операторського класу, яка заснована на сімействі стандартів IEEE 802.16, розроблена міжнародним інститутом інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE). У стандартах IEEE 802.16 визначаються фізичний рівень і рівень управління доступом для систем фіксованого бездротового широкосмугового доступу масштабу міста. <br /> <br /> Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 представлені в табл. 1. <br /> <br /> [[ Файл:Основні_параметри_стандартів_IEEE_802.16_і_IEEE_802.16-2004_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Таблиця 1. Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 <br /> <br /> ==Опис стандарту== <br /> <br /> На фізичному рівні в стандарті IEEE 802.16-2004 визначені три методи передачі даних: метод модуляції однієї несучої (SC), метод ортогонального частотного мультиплексування (OFDM) і метод множинного доступу на основі такого мультиплексування (OFDMA). <br /> Специфікація фізичного рівня WirelessMAN-OFDM є найбільш цікавою з точки зору практичної реалізації. Вона базується на технології OFDM, що значно розширює можливості обладнання, зокрема, дозволяє працювати на відносно високих частотах в умовах відсутності прямої видимості. Крім того, в неї включена підтримка топології «кожен з кожним» (mesh), при якій абонентські пристрої можуть одночасно функціонувати і як базові станції, що сильно спрощує розгортання мережі та допомагає подолати проблеми прямої видимості. <br /> <br /> ==Модуляція OFDM== <br /> <br /> При формуванні OFDM-сигналу цифровий потік даних ділиться на кілька підпотоків, і кожна піднесуча зв'язується зі своїм під потоком даних. Амплітуда і фаза піднесучих обчислюються на основі зворотної схеми модуляції. Згідно стандарту, окремі піднесучі можуть модулюватися з використанням бінарної фазової маніпуляції (BPSK), квадратурної фазової маніпуляції (QPSK) або квадратурної амплітудної маніпуляції (QAM) порядку 16 або 64. Варіанти відображення біт на фазову площину для кожного виду маніпуляції представлені на рис. 1. У передавачі амплітуда як функція фази перетворюється на функцію від часу за допомогою зворотного швидкого перетворення Фур'є (ОБПФ). У приймачі за допомогою швидкого перетворення Фур'є (ШПФ) здійснюється перетворення амплітуди сигналів як функції від часу в функцію від частоти. <br /> <br /> [[ Файл:Варіанти_відображення_біт_на_фазову_площину_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 1. Варіанти відображення біт на фазову площину <br /> <br /> Застосування перетворення Фур'є дозволяє розділити частотний діапазон на піднесучі, спектри яких перекриваються, але залишаються ортогональними. Ортогональність піднесучих означає, що кожна з них містить ціле число коливань на період передачі символу. Як видно з рис. 2, спектральна крива будь-якої з піднесучих має нульове значення для «центральної» частоти суміжної кривої. Саме ця особливість спектру піднесучих і забезпечує відсутність між ними інтерференції. <br /> <br /> [[ Файл:Ортогональні_поднесучі_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 2. Ортогональні поднесучі <br /> Однією з головних переваг методу OFDM є його стійкість до ефекту багатопроменевого поширення. Ефект викликається тим, що випромінений сигнал, відбиваючись від перешкод, приходить до прийомної антени різними шляхами (рис. 3), викликаючи міжсимвольні спотворення. Цей вигляд перешкод характерний для міст з різноповерховою забудовою через багатократні віддзеркалення радіосигналу від будівель і інших споруд. Для того щоб уникнути міжсимвольних спотворень, перед кожним OFDM-символом вводиться захисний інтервал, званий циклічним префіксом. Циклічний префікс являє собою фрагмент корисного сигналу, що гарантує збереження ортогональності піднесучих (але тільки в тому випадку, якщо відбитий сигнал при багатопроменевому поширенні затриманий не більше, ніж на тривалість циклічного префікса). Крім того, циклічний префікс дозволяє вибрати вікно для перетворення Фур'є в будь-якому місці тимчасового інтервалу символу (рис. 4). <br /> <br /> [[ Файл:Ілюстрація_ефекту_багатопроменевого_поширення_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 3. Ілюстрація ефекту багатопроменевого поширення <br /> <br /> [[ Файл:Обробка_OFDM-символу_при_багатопроменевому_поширенні_.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 4. Обробка OFDM-символу при багатопроменевому поширенні <br /> <br /> Взагалі вся система WiMAX складається з двох основних частин: <br /> 1. Базова станція WiMAX, може розміщуватися на висотному об'єкті - будівлі або вишці. <br /> 2. Приймач WiMAX: антена з приймачем (рис. 5). <br /> З'єднання між базовою станцією і клієнтським приймачем проводиться в НВЧ діапазоні 2-11 ГГц. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 20 Мбіт / с і не вимагає, щоб станція знаходилася на відстані прямої видимості від користувача. Цей режим роботи базової станції WiMAX близький широко використовуваному стандарту 802.11 (Wi-Fi), що допускає сумісність вже випущених клієнтських пристроїв і WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Архітектура_WiMAX.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 5. Архітектура WiMAX <br /> Слід пам'ятати, що технологія WiMAX застосовується як на &quot;останній милі&quot; - кінцевій ділянці між провайдером і користувачем, - так і для надання доступу регіональним мережам: офісним, районним. <br /> Між сусідніми базовими станціями встановлюється постійне з'єднання з використанням надвисокої частоти 10-66 ГГц радіозв'язку прямої видимості. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 120 Мбіт / с. Обмеження по умові прямої видимості, зрозуміло, не є перевагою, проте воно накладається тільки на базові станції, що беруть участь в цілісному покритті району, що цілком можливо реалізувати при розміщенні обладнання. <br /> Як мінімум одна з базових станцій може бути постійно пов'язана з мережею провайдера через широкосмугове швидкісне з'єднання. Фактично, чим більше станцій мають доступ до мережі провайдера, тим вища швидкість і надійність передачі даних. Однак навіть при невеликій кількості точок система здатна коректно розподілити навантаження за рахунок стільникової топології. <br /> На базі стільникового принципу розробляються також шляхи побудови оптимальної мережі, що обгинає великі об'єкти (наприклад, гірські масиви), коли серія послідовних станцій передає дані по естафетному принципу (рис. 6.). <br /> <br /> [[ Файл:Покриття_WiMAX.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 6. Покриття WiMAX <br /> За структурою мережі стандарту IEEE 802.16 дуже схожі на традиційні мережі мобільного зв'язку: тут теж є базові станції, які діють в радіусі до 50 км, при цьому їх також необов'язково встановлювати на вишках. Для них цілком підходять дахи будинків, потрібно лише дотримання умови прямої видимості між станціями. Для з'єднання базової станції з користувачем необхідна наявність абонентського обладнання. Далі сигнал може надходити за стандартним Ethernet-кабелем, як безпосередньо на конкретний комп'ютер, так і на точку доступу стандарту 802.11 Wi-Fi або в локальну дротову мережу стандарту Ethernet.<br /> Це дозволяє зберегти існуючу інфраструктуру районних або офісних локальних мереж при переході з кабельного доступу на WiMAX. Крім того, це дає можливість максимально спростити розгортання мереж, використовуючи знайомі технології для підключення комп'ютерів. <br /> <br /> ==Режими роботи WiMAX== <br /> <br /> Стандарт 802.16e-2005 увібрав в себе всі раніше існуючі версії і на даний момент надає наступні режими:<br /> <br /> 1. Fixed WiMAX - фіксований доступ. <br /> <br /> 2. Nomadic WiMAX - сеансовий доступ. <br /> <br /> 3. Portable WiMAX - доступ в режимі переміщення. <br /> <br /> 4. Mobile WiMAX - мобільний доступ.<br /> <br /> ==Fixed WiMAX== <br /> <br /> Фіксований доступ являє собою альтернативу широкосмуговим дротяним технологіям (xDSL, T1 і т. п.). Стандарт використовує діапазон частот 10-66 ГГц. Цей частотний діапазон через сильне загасання коротких хвиль вимагає прямої видимості між передавачем і приймачем сигналу (рис. 7.). <br /> З іншого боку, даний частотний діапазон дозволяє уникнути однієї з головних проблем радіозв'язку - багатопроменевого поширення сигналу. При цьому ширина каналів зв'язку в цьому частотному діапазоні досить велика (типове значення - 25 або 28 МГц), що дозволяє досягати швидкостей передачі до 120 Мбіт / с. Фіксований режим включався в версію стандарту 802.16d-2004 і вже використовується в ряді країн. Однак більшість компаній, що пропонують послуги Fixed WiMAX, очікують швидкого переходу на портативний і надалі на мобільний WiMAX. <br /> <br /> ==Nomadic WiMAX== <br /> <br /> Сеансовий (мандрівний) доступ додав поняття сесій до вже існуючого Fixed WiMAX. Наявність сесій дозволяє вільно переміщати клієнтське обладнання між сесіями і відновлювати з'єднання вже за допомогою інших вишок WiMAX, ніж ті, що використовувалися під час попередньої сесії. Такий режим розроблений в основному для портативних пристроїв, таких як ноутбуки, КПК. Введення сесій дозволяє також зменшити витрату енергії клієнтського пристрою, що теж важливо для портативних пристроїв. <br /> <br /> [[ Файл:Пряма_видимість_між_передавачем_і_приймачем_сигналу.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 7. Пряма видимість між передавачем і приймачем сигналу <br /> <br /> ==Portable WiMAX== <br /> <br /> Для режиму Portable WiMAX додана можливість автоматичного перемикання клієнта від однієї базової станції WiMAX до іншої без втрати з'єднання. Однак для даного режиму все ще обмежена швидкість пересування клієнтського обладнання - 40 км / ч. Втім, вже в такому вигляді можна використовувати клієнтські пристрої в дорозі (в автомобілі при русі по житловим районам міста, де швидкість обмежена, на велосипеді, рухаючись пішки і т. д.). <br /> Введення даного режиму зробило доцільним використання технології WiMAX для смартфонів і КПК (рис. 8.). У 2006 році розпочато випуск пристроїв, що працюють в портативному режимі WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Використання_технології_WiMax_для_смартфонів_і_КПК.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 8. Використання технології WiMax для смартфонів і КПК <br /> <br /> ==Mobile WiMAX== <br /> <br /> Цей режим був розроблений у стандарті 802.16e-2005 і дозволив збільшити швидкість переміщення клієнтського обладнання до 120 км / ч. Основні досягнення цього режиму: <br /> 1. Стійкість до багатопроменевого розповсюдження сигналу і власним перешкодам. <br /> 2. Масштабована пропускна здатність каналу. <br /> 3. Технологія Time Division Duplex (TDD), яка дозволяє ефективно обробляти асиметричний трафік і спрощує управління складними системами антен за рахунок естафетної передачі сесії між каналами. <br /> 4. Технологія Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ), яка дозволяє зберігати стійке з'єднання при різкій зміні напряму руху клієнтського обладнання. <br /> 5. Розподіл виділених частот і використання субканалів при високому завантаженні дозволяє оптимізувати передачу даних з урахуванням сили сигналу клієнтського обладнання. <br /> 6. Управління енергозбереженням дозволяє оптимізувати витрати енергії на підтримку зв'язку портативних пристроїв в режимі очікування або простою. <br /> 7. Технологія Network-Optimized Hard Handoff (HHO), яка дозволяє до 50 мілісекунд і менше скоротити час на перемикання клієнта між каналами. <br /> 8. Технологія Multicast and Broadcast Service (MBS), яка об'єднує функції DVB-H, MediaFLO і 3GPP E-UTRA для: <br /> o досягнення високої швидкості передачі даних з використанням одночастотній мережі; <br /> o гнучкого розподілу радіочастот; <br /> o низького споживання енергії портативними пристроями; <br /> o швидкого перемикання між каналами. <br /> 9. Технологія Smart Antenna, підтримуюча субканали і естафетну передачу сесії між каналами, що дозволяє використовувати складні системи антен, включаючи формування діаграми спрямованості, просторово-часове маркування, просторове мультиплексування (ущільнення). <br /> 10. Технологія Fractional Frequency Reuse, яка дозволяє контролювати накладення / перетин каналів для повторного використання частот з мінімальними втратами. <br /> 11. Розмір фрейму в 5 мілісекунд забезпечує компроміс між надійністю передачі даних за рахунок використання малих пакетів і накладними витратами за рахунок збільшення числа пакетів (і, як наслідок, заголовків). <br /> <br /> ==Завадостійке кодування== <br /> <br /> Багатопроменевого поширення радіосигналу може призводити до ослаблення і навіть повного придушення деяких піднесучих внаслідок інтерференції прямого і затриманого сигналів. Для вирішення цієї проблеми використовується завадостійке кодування. У стандарті IEEE 802.16-2004 передбачені як традиційні технології завадостійкого кодування, так і відносно нові методи. До традиційних відноситься сверточное кодування з декодуванням за алгоритмом Витерби і коди Ріда-Соломона. До відносно новим - блокові і сверточних турбокоди. Для збільшення ефективності кодування без зниження швидкості коду застосовується перемеженіє даних. Перемеженіє збільшує ефективність кодування, оскільки пакети помилок дробляться на дрібні фрагменти, з якими справляється система кодування. <br /> <br /> ==Гнучкість== <br /> <br /> Важливою особливістю фізичного рівня є можливість вибору ширини для смуги пропускання каналу. Стандарт передбачає вибір ширини смуги з кроком від 1,25 МГц до 20 МГц з безліччю проміжних варіантів, що дозволяє більш ефективно використовувати радіочастотний спектр. Крім того, в стандарт закладена адаптивна сигнально-кодова конструкція, тобто система підлаштовується до характеристик каналу в кожний момент часу, «перекачуючи» швидкість в перешкодостійкість і навпаки. У відповідності зі стандартом, в залежності від відношення сигнал / шум (S / N) система вибирає метод модуляції, при якому може бути забезпечена стійка робота (рис. 9). <br /> <br /> [[ Файл:Переважний_метод_модуляції_в_залежності_від_відношення_сигнал.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 9. Переважний метод модуляції в залежності від відношення сигнал / шум <br /> Додатковими інструментами фізичного рівня для підвищення ефективності використання радіоспектру служать вимірювання якості каналу і автоматичне керування потужністю сигналу. <br /> <br /> ==Метод доступу== <br /> <br /> У стандарті IEEE 802.16-2004 використовується технологія множинного доступу з поділом за часом (TDMA), згідно з якою базова станція виділяє абонентським станціям тимчасові інтервали, щоб вони могли передавати дані в певній черговості, а не випадковим чином. <br /> Для реалізації дуплексного режиму обміну даними використовуються дві технології: дуплексний режим з розділенням за часом (TDD) низхідного і висхідного потоків і дуплексний режим з розділенням по частотах (FDD).<br /> <br /> ==Захист інформації== <br /> <br /> У відповідності зі стандартом, для запобігання несанкціонованого доступу та захисту даних користувача здійснюється шифрування всього переданого по мережі трафіку. Базова станція (БС) WiMAX являє собою модульний конструктив, в який при необхідності можна встановити кілька модулів зі своїми типами інтерфейсів, але при цьому має підтримуватися адміністративне програмне забезпечення для управління мережею. Дане програмне забезпечення забезпечує централізоване управління всією мережею. Логічне додавання в існуючу мережу абонентських комплектів здійснюється також через цю адміністративну функцію. <br /> Абонентська станція (АС) являє собою пристрій, що має унікальний серійний номер, МАС-адресу, а також цифровий підпис Х. 509, на підставі якої відбувається аутентифікація АС на БС. При цьому, згідно зі стандартом, термін дійсності цифрового підпису АС становить 10 років. Після установки АС у клієнта і подачі живлення АС авторизується на базовій станції, використовуючи певну частоту радіосигналу, після чого базова станція, грунтуючись на перерахованих вище ідентифікаційних даних, передає абоненту конфігураційний файл по TFTP-протоколу. У цьому конфігураційному файлі знаходиться інформація про піддіапазоні передачі (прийому) даних, типи трафіку і доступні смуги, розклад розсилки ключів для шифрування трафіку і інша необхідна для роботи АС інформація. Необхідний файл з конфігураційними даними створюється автоматично, після занесення адміністратором системи АС в базу абонентів, з призначенням останньому певних параметрів доступу. <br /> Після процедури конфігурування аутентифікація АС на базовій станції відбувається наступним чином: <br /> • Абонентська станція надсилає запит на авторизацію, в якому міститься сертифікат Х.509, опис підтримуваних методів шифрування і додаткова інформація. <br /> • Базова станція у відповідь на запит на авторизацію (у разі достовірності запиту) надсилає відповідь, в якому міститься ключ на аутентифікацію, зашифрований відкритим ключем абонента, 4-бітний ключ для визначення послідовності, необхідний для визначення наступного ключа на авторизацію, а також час життя ключа . <br /> • У процесі роботи АС через проміжок часу, який визначається адміністратором системи, відбувається повторна авторизація та аутентифікація, і в разі успішного проходження аутентифікації та авторизації потік даних не переривається. <br /> У стандарті використовується протокол PKM (Privacy Key Management), відповідно до якого визначено декілька видів ключів для шифрування переданої інформації: <br /> • Authorization Key (АК) - ключ, що використовується для авторизації АК на базовій станції; <br /> • Traffi c Encryption Key (ТЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту трафіку; <br /> • Key Encryption Key (КЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту переданих в ефірі ключів. <br /> • Згідно стандарту, в кожен момент часу використовуються два ключі одночасно, з перекриванням часу життя. Дана міра необхідна в середовищі з втратами пакетів (а в ефірі вони неминучі) і забезпечує безперебійність роботи мережі. Є велика кількість динамічно змінних ключів, достатньо довгих, при цьому встановлення безпечних з'єднань відбувається за допомогою цифрового підпису. Згідно стандарту, криптозахист виконується відповідно до алгоритму 3-DES, при цьому відключити шифрування можна. Опціонально передбачено шифрування за більш надійним алгоритмом AES.<br /> <br /> ==WiMAX в Україні==<br /> <br /> Перший WiMAX-оператор в Україні — Альтернет (Українські новітні технології). У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила компанія «ММДС-Україна», асоційована з СКМ Ріната Ахметова і Turkcell (торгова марка life:)).<br /> 9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX Freshtel - проект компанії «Українські новітні технології». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва. 17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві від оператора Intellecom. Після запуску мережі в Києві Intellecom планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.Оператори WiMAX в Україні станом на березень 2012 року: UNTC (Київ), Квант-II (Коломия), NouHauNet (Дніпропетровськ), Alternet (Київ), Intellecom (Київ), Інтернет провайдер - Ведекон (Одеса), DATALINE (Київ), DCTel (Запоріжжя), K-NET (Одеса), INFOCOM (Київ).<br /> <br /> ==Висновок== <br /> <br /> Стандарт WiMAX сьогодні перебуває на стадії тестування. Єдина конкурентоспроможна версія стандарту, для якої існує ліцензія на обладнання, - це Fixed WiMAX. Однак провайдери не поспішають замінювати дороге, але вже працююче обладнання новим, бо це вимагає істотних вкладень без можливості підняти продуктивність (і, відповідно, ціну на послуги) та повернути вкладені кошти швидко. <br /> При розгортанні WiMAX-мереж там, де доступу до Internet раніше не було, доводиться стикатися з проблемою наявності в малонаселених або віддалених регіонах достатнього числа потенційних користувачів, що володіють необхідним обладнанням або грошовими коштами на його придбання. Те ж стосується і переходу на Mobile WiMAX після його ліцензування, оскільки, крім витрат провайдерів на модернізацію операторського обладнання, слід враховувати витрати користувачів на модернізацію клієнтського обладнання: придбання WiMAX-карт і оновлення портативних пристроїв. <br /> Другим стримуючим фактором є позиція багатьох фахівців, які вважають неприпустимим використання надвисоких частот радіозв'язку прямої видимості, шкідливих для здоров'я людини. Наявність вишок на відстані десятків метрів від житлових об'єктів (а базові станції рекомендується встановлювати на дахах будинків) може згубно позначитися на здоров'ї жителів, особливо дітей. Однак результатів медичних експериментів, які підтверджують наявність або високу ймовірність шкоди, поки не опубліковано. <br /> Третім чинником є, як не дивно, швидкий розвиток стандарту. Поява нових, принципово різних версій стандарту WiMAX, призводить до питання про неминучу зміну обладнання через кілька років. Так, станції, зараз працюють в режимі Fixed WiMAX, не зможуть підтримувати Mobile WiMAX. При переході на наступний стандарт буде потрібно оновлення частини обладнання, що відлякує великих провайдерів. На даний момент впровадження та використання Fixed WiMAX на комерційній основі можуть дозволити собі тільки невеликі компанії, які не планують значного розширення (в тому числі територіального) і використовують нові технології для залучення клієнтів. <br /> І, нарешті, четвертим фактором є наявність конкурентного стандарту широкосмугового зв'язку, що використовує близькі діапазони радіочастот - WBro. Цей стандарт теж до кінця не ліцензований, проте він вже здобув певну популярність. А тому завжди існує ймовірність, що через кілька років кращим виявиться не WiMAX, а WBro. І компанії, які вклали кошти в розробку і впровадження WiMAX-систем, серйозно постраждають. Втім, через схожість стандартів існує також вірогідність злиття і надалі використання устаткування, що підтримує обидва стандарти одночасно. <br /> Таким чином, при видимих перевагах стандарту ще рано говорити про тотальне впровадження технології або навіть про можливість переходу на неї і відмови від існуючих мережевих рішень. Необхідно спочатку отримати результати польових випробувань, а потім можна очікувати затвердження стандартів версії 802.16f (Full Mobile WiMAX) і 802.16m. <br /> Перший з них включає в себе алгоритми обходу перешкод і оптимізацію стільникової топології покриття між базовими станціями. Другий стандарт повинен підняти швидкість передачі даних зі стаціонарним клієнтським обладнанням до 1 Гбіт / с і з мобільним клієнтським обладнанням - до 100 Мбіт / с. Далі можна очікувати ліцензування обладнання з підтримкою нових стандартів, конкуренції на ринку виробництва обладнання та послуг доступу через WiMAX. І тільки тоді можна буде говорити про дійсні переваги і недоліки цієї технології в порівнянні з нині існуючими.<br /> <br /> == Ринок ==<br /> <br /> Згідно з даними консалтингової компанії J'son &amp; Partners&lt;ref&gt;[http://www.cnews.ru/news/line/index.shtml?2009/04/17/344706 Общее число абонентов WiMAX в 2008 г. приблизилось к 4 млн]&lt;/ref&gt;, представленими за результатами дослідження світового ринку WiMAX, у 2008 році сумарна кількість фіксованих і мобільних абонентів наблизилося до 4 млн, а приріст з кінця 2007 р. склав 120%.<br /> <br /> Основна тенденція на світовому ринку бездротового широкосмугового доступу в 2008 р. — це його підготовка до появи WiMAX-мереж із наданням мобільних послуг для великої кількості користувачів. Основні проекти WiMAX зосереджені у великих містах США, Мексиці та країнах Центральної Європи, які мають високу щільність населення. З урахуванням порівняно невеликих вкладень у розгортання повноцінних мереж у містах-мільйонниках, наявності в них розвиненої канальної інфраструктури та зростаючого попиту на доступ в інтернет, більшість проектів WiMAX стартує з великих міст, однак ситуація поступово змінюється. <br /> <br /> Багато виробників обладнання відмовляються або вже відмовилися від розробки і виробництва систем 802.16d на користь мобільної версії стандарту. У зв'язку з цим майбутнє фіксованого WiMAX не цілком зрозуміле.<br /> <br /> Лідируючу позицію з виручки від продажу обладнання для мобільного WiMAX за 2008 р. займає Alcatel-Lucent, що залишив позаду Motorola, Alvarion і Samsung. У 2009 р. звання лідерів за кількістю проданого обладнання мають можливість оскаржити компанії Huawei та Cisco Systems, кожна з яких в кінці 2008 р. сертифікувала по три пристрої з підтримкою мобільного доступу до технології WiMAX. <br /> <br /> За станом на березень 2009 р. міжнародним WiMAX Forum'ом сертифіковано 44 моделі базових станцій і 47 моделей абонентських терміналів. Ці значення майже в півтори рази перевищують кількість сертифікованих пристроїв з підтримкою WiMAX на кінець першого півріччя 2008 р. — 18 базових станцій і 20 абонентських пристроїв. Кількість виробників сертифікованого обладнання за останні вісім місяців збільшилася більш ніж у два рази і становить 33 компанії.<br /> <br /> == WiMAX в Україні ==<br /> Перший WiMAX-оператор в Україні&amp;nbsp;— [[http://www.broadband.org.ua/component/option,com_mtree/task,viewlink/link_id,14/Itemid,185/ Альтернет]] ([[http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%97%D0%BD%D1%81%D1%8C%D0%BA%D1%96_%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%96%D1%82%D0%BD%D1%96_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%97 Українські новітні технології]]).<br /> <br /> У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила&lt;ref&gt;[[http://pro-consulting.com.ua/news/2008/03/05/_mmds_ukraina_nachin_15621.html «ММДС-Украина» начинает строительство первой в стране общенациональной сети мобильного WiMax]&lt;/ref&gt; компанія [[http://pro-consulting.com.ua/news/2008/03/05/_mmds_ukraina_nachin_15621.html «ММДС-Україна»]], асоційована з ''[[System Capital Management|СКМ]]'' Рінат Ахметов і ''[[http://www.turkcell.com.tr/site/en/turkcellhakkinda/Sayfalar/genel.aspx Turkcell]]'' (торгова марка ''[[http://www.life.com.ua/ life:)]]'').<br /> <br /> 9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX [[http://freshtel.ua/ Freshtel]] - проект компанії «[[http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%97%D0%BD%D1%81%D1%8C%D0%BA%D1%96_%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%96%D1%82%D0%BD%D1%96_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%97 Українські новітні технології]]». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва.<br /> <br /> 17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві&lt;ref&gt;[http://www.kommersant.ua/doc.html?DocId=1371074&amp;IssueId=7000458 Киевляне получили еще один вход в интернет. В столице начал работу WiMAX-оператор Intellecom]&lt;/ref&gt; від оператора [[http://www.multitest.net.ua/2011/07/4g-wimax-freshtel-intellecom.html Intellecom]]. Після запуску мережі в Києві [[http://www.multitest.net.ua/2011/07/4g-wimax-freshtel-intellecom.html Intellecom]] планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.<br /> <br /> <br /> ==[[Структура мережі на основі технологій WiMAX.]]==<br /> <br /> ==[[Головні характеристики і особливості функціонування технології WIMAX]]==<br /> <br /> ==[[Функціональні можливості та характеристики технології WIMAX]]==<br /> <br /> ------<br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WiMAX 2012-12-24T07:33:53Z

<p>Stanislav chigirev: /* Принцип роботи */</p> <hr /> <div>[[Файл:wimax logo.gif|frame|Офіційний логотип WiMax]]<br /> <br /> '''WiMAX''' Стандарт [[IEEE 802.16]]&amp;nbsp;— стандарт [[бездротовий зв'язок|безпровідного зв'язку]], що забезпечує широкосмуговий зв'язок на значні відстані зі швидкістю, порівняною з кабельними з'єднаннями.<br /> <br /> Назву «WiMAX» було створено WiMAX Forum — організацією, яку засновано в червні 2001 року з метою просування і розвитку WiMAX. Форум описує WiMAX як «засновану на стандарті технологію, яка надає високошвидкісний бездротовий доступ до мережі, альтернативній виділеним лініям і DSL»;<br /> <br /> ==Введення== <br /> <br /> Під абревіатурою WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) розуміється технологія операторського класу, яка заснована на сімействі стандартів IEEE 802.16, розроблена міжнародним інститутом інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE). У стандартах IEEE 802.16 визначаються фізичний рівень і рівень управління доступом для систем фіксованого бездротового широкосмугового доступу масштабу міста. <br /> <br /> Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 представлені в табл. 1. <br /> <br /> [[ Файл:Основні_параметри_стандартів_IEEE_802.16_і_IEEE_802.16-2004_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Таблиця 1. Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 <br /> <br /> ==Опис стандарту== <br /> <br /> На фізичному рівні в стандарті IEEE 802.16-2004 визначені три методи передачі даних: метод модуляції однієї несучої (SC), метод ортогонального частотного мультиплексування (OFDM) і метод множинного доступу на основі такого мультиплексування (OFDMA). <br /> Специфікація фізичного рівня WirelessMAN-OFDM є найбільш цікавою з точки зору практичної реалізації. Вона базується на технології OFDM, що значно розширює можливості обладнання, зокрема, дозволяє працювати на відносно високих частотах в умовах відсутності прямої видимості. Крім того, в неї включена підтримка топології «кожен з кожним» (mesh), при якій абонентські пристрої можуть одночасно функціонувати і як базові станції, що сильно спрощує розгортання мережі та допомагає подолати проблеми прямої видимості. <br /> <br /> ==Модуляція OFDM== <br /> <br /> При формуванні OFDM-сигналу цифровий потік даних ділиться на кілька підпотоків, і кожна піднесуча зв'язується зі своїм під потоком даних. Амплітуда і фаза піднесучих обчислюються на основі зворотної схеми модуляції. Згідно стандарту, окремі піднесучі можуть модулюватися з використанням бінарної фазової маніпуляції (BPSK), квадратурної фазової маніпуляції (QPSK) або квадратурної амплітудної маніпуляції (QAM) порядку 16 або 64. Варіанти відображення біт на фазову площину для кожного виду маніпуляції представлені на рис. 1. У передавачі амплітуда як функція фази перетворюється на функцію від часу за допомогою зворотного швидкого перетворення Фур'є (ОБПФ). У приймачі за допомогою швидкого перетворення Фур'є (ШПФ) здійснюється перетворення амплітуди сигналів як функції від часу в функцію від частоти. <br /> <br /> [[ Файл:Варіанти_відображення_біт_на_фазову_площину_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 1. Варіанти відображення біт на фазову площину <br /> <br /> Застосування перетворення Фур'є дозволяє розділити частотний діапазон на піднесучі, спектри яких перекриваються, але залишаються ортогональними. Ортогональність піднесучих означає, що кожна з них містить ціле число коливань на період передачі символу. Як видно з рис. 2, спектральна крива будь-якої з піднесучих має нульове значення для «центральної» частоти суміжної кривої. Саме ця особливість спектру піднесучих і забезпечує відсутність між ними інтерференції. <br /> <br /> [[ Файл:Ортогональні_поднесучі_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 2. Ортогональні поднесучі <br /> Однією з головних переваг методу OFDM є його стійкість до ефекту багатопроменевого поширення. Ефект викликається тим, що випромінений сигнал, відбиваючись від перешкод, приходить до прийомної антени різними шляхами (рис. 3), викликаючи міжсимвольні спотворення. Цей вигляд перешкод характерний для міст з різноповерховою забудовою через багатократні віддзеркалення радіосигналу від будівель і інших споруд. Для того щоб уникнути міжсимвольних спотворень, перед кожним OFDM-символом вводиться захисний інтервал, званий циклічним префіксом. Циклічний префікс являє собою фрагмент корисного сигналу, що гарантує збереження ортогональності піднесучих (але тільки в тому випадку, якщо відбитий сигнал при багатопроменевому поширенні затриманий не більше, ніж на тривалість циклічного префікса). Крім того, циклічний префікс дозволяє вибрати вікно для перетворення Фур'є в будь-якому місці тимчасового інтервалу символу (рис. 4). <br /> <br /> [[ Файл:Ілюстрація_ефекту_багатопроменевого_поширення_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 3. Ілюстрація ефекту багатопроменевого поширення <br /> <br /> [[ Файл:Обробка_OFDM-символу_при_багатопроменевому_поширенні_.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 4. Обробка OFDM-символу при багатопроменевому поширенні <br /> <br /> Взагалі вся система WiMAX складається з двох основних частин: <br /> 1. Базова станція WiMAX, може розміщуватися на висотному об'єкті - будівлі або вишці. <br /> 2. Приймач WiMAX: антена з приймачем (рис. 5). <br /> З'єднання між базовою станцією і клієнтським приймачем проводиться в НВЧ діапазоні 2-11 ГГц. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 20 Мбіт / с і не вимагає, щоб станція знаходилася на відстані прямої видимості від користувача. Цей режим роботи базової станції WiMAX близький широко використовуваному стандарту 802.11 (Wi-Fi), що допускає сумісність вже випущених клієнтських пристроїв і WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Архітектура_WiMAX.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 5. Архітектура WiMAX <br /> Слід пам'ятати, що технологія WiMAX застосовується як на &quot;останній милі&quot; - кінцевій ділянці між провайдером і користувачем, - так і для надання доступу регіональним мережам: офісним, районним. <br /> Між сусідніми базовими станціями встановлюється постійне з'єднання з використанням надвисокої частоти 10-66 ГГц радіозв'язку прямої видимості. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 120 Мбіт / с. Обмеження по умові прямої видимості, зрозуміло, не є перевагою, проте воно накладається тільки на базові станції, що беруть участь в цілісному покритті району, що цілком можливо реалізувати при розміщенні обладнання. <br /> Як мінімум одна з базових станцій може бути постійно пов'язана з мережею провайдера через широкосмугове швидкісне з'єднання. Фактично, чим більше станцій мають доступ до мережі провайдера, тим вища швидкість і надійність передачі даних. Однак навіть при невеликій кількості точок система здатна коректно розподілити навантаження за рахунок стільникової топології. <br /> На базі стільникового принципу розробляються також шляхи побудови оптимальної мережі, що обгинає великі об'єкти (наприклад, гірські масиви), коли серія послідовних станцій передає дані по естафетному принципу (рис. 6.). <br /> <br /> [[ Файл:Покриття_WiMAX.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 6. Покриття WiMAX <br /> За структурою мережі стандарту IEEE 802.16 дуже схожі на традиційні мережі мобільного зв'язку: тут теж є базові станції, які діють в радіусі до 50 км, при цьому їх також необов'язково встановлювати на вишках. Для них цілком підходять дахи будинків, потрібно лише дотримання умови прямої видимості між станціями. Для з'єднання базової станції з користувачем необхідна наявність абонентського обладнання. Далі сигнал може надходити за стандартним Ethernet-кабелем, як безпосередньо на конкретний комп'ютер, так і на точку доступу стандарту 802.11 Wi-Fi або в локальну дротову мережу стандарту Ethernet.<br /> Це дозволяє зберегти існуючу інфраструктуру районних або офісних локальних мереж при переході з кабельного доступу на WiMAX. Крім того, це дає можливість максимально спростити розгортання мереж, використовуючи знайомі технології для підключення комп'ютерів. <br /> <br /> ==Режими роботи WiMAX== <br /> <br /> Стандарт 802.16e-2005 увібрав в себе всі раніше існуючі версії і на даний момент надає наступні режими:<br /> <br /> 1. Fixed WiMAX - фіксований доступ. <br /> <br /> 2. Nomadic WiMAX - сеансовий доступ. <br /> <br /> 3. Portable WiMAX - доступ в режимі переміщення. <br /> <br /> 4. Mobile WiMAX - мобільний доступ.<br /> <br /> ==Fixed WiMAX== <br /> <br /> Фіксований доступ являє собою альтернативу широкосмуговим дротяним технологіям (xDSL, T1 і т. п.). Стандарт використовує діапазон частот 10-66 ГГц. Цей частотний діапазон через сильне загасання коротких хвиль вимагає прямої видимості між передавачем і приймачем сигналу (рис. 7.). <br /> З іншого боку, даний частотний діапазон дозволяє уникнути однієї з головних проблем радіозв'язку - багатопроменевого поширення сигналу. При цьому ширина каналів зв'язку в цьому частотному діапазоні досить велика (типове значення - 25 або 28 МГц), що дозволяє досягати швидкостей передачі до 120 Мбіт / с. Фіксований режим включався в версію стандарту 802.16d-2004 і вже використовується в ряді країн. Однак більшість компаній, що пропонують послуги Fixed WiMAX, очікують швидкого переходу на портативний і надалі на мобільний WiMAX. <br /> <br /> ==Nomadic WiMAX== <br /> <br /> Сеансовий (мандрівний) доступ додав поняття сесій до вже існуючого Fixed WiMAX. Наявність сесій дозволяє вільно переміщати клієнтське обладнання між сесіями і відновлювати з'єднання вже за допомогою інших вишок WiMAX, ніж ті, що використовувалися під час попередньої сесії. Такий режим розроблений в основному для портативних пристроїв, таких як ноутбуки, КПК. Введення сесій дозволяє також зменшити витрату енергії клієнтського пристрою, що теж важливо для портативних пристроїв. <br /> <br /> [[ Файл:Пряма_видимість_між_передавачем_і_приймачем_сигналу.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 7. Пряма видимість між передавачем і приймачем сигналу <br /> <br /> ==Portable WiMAX== <br /> <br /> Для режиму Portable WiMAX додана можливість автоматичного перемикання клієнта від однієї базової станції WiMAX до іншої без втрати з'єднання. Однак для даного режиму все ще обмежена швидкість пересування клієнтського обладнання - 40 км / ч. Втім, вже в такому вигляді можна використовувати клієнтські пристрої в дорозі (в автомобілі при русі по житловим районам міста, де швидкість обмежена, на велосипеді, рухаючись пішки і т. д.). <br /> Введення даного режиму зробило доцільним використання технології WiMAX для смартфонів і КПК (рис. 8.). У 2006 році розпочато випуск пристроїв, що працюють в портативному режимі WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Використання_технології_WiMax_для_смартфонів_і_КПК.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 8. Використання технології WiMax для смартфонів і КПК <br /> <br /> ==Mobile WiMAX== <br /> <br /> Цей режим був розроблений у стандарті 802.16e-2005 і дозволив збільшити швидкість переміщення клієнтського обладнання до 120 км / ч. Основні досягнення цього режиму: <br /> 1. Стійкість до багатопроменевого розповсюдження сигналу і власним перешкодам. <br /> 2. Масштабована пропускна здатність каналу. <br /> 3. Технологія Time Division Duplex (TDD), яка дозволяє ефективно обробляти асиметричний трафік і спрощує управління складними системами антен за рахунок естафетної передачі сесії між каналами. <br /> 4. Технологія Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ), яка дозволяє зберігати стійке з'єднання при різкій зміні напряму руху клієнтського обладнання. <br /> 5. Розподіл виділених частот і використання субканалів при високому завантаженні дозволяє оптимізувати передачу даних з урахуванням сили сигналу клієнтського обладнання. <br /> 6. Управління енергозбереженням дозволяє оптимізувати витрати енергії на підтримку зв'язку портативних пристроїв в режимі очікування або простою. <br /> 7. Технологія Network-Optimized Hard Handoff (HHO), яка дозволяє до 50 мілісекунд і менше скоротити час на перемикання клієнта між каналами. <br /> 8. Технологія Multicast and Broadcast Service (MBS), яка об'єднує функції DVB-H, MediaFLO і 3GPP E-UTRA для: <br /> o досягнення високої швидкості передачі даних з використанням одночастотній мережі; <br /> o гнучкого розподілу радіочастот; <br /> o низького споживання енергії портативними пристроями; <br /> o швидкого перемикання між каналами. <br /> 9. Технологія Smart Antenna, підтримуюча субканали і естафетну передачу сесії між каналами, що дозволяє використовувати складні системи антен, включаючи формування діаграми спрямованості, просторово-часове маркування, просторове мультиплексування (ущільнення). <br /> 10. Технологія Fractional Frequency Reuse, яка дозволяє контролювати накладення / перетин каналів для повторного використання частот з мінімальними втратами. <br /> 11. Розмір фрейму в 5 мілісекунд забезпечує компроміс між надійністю передачі даних за рахунок використання малих пакетів і накладними витратами за рахунок збільшення числа пакетів (і, як наслідок, заголовків). <br /> <br /> ==Завадостійке кодування== <br /> <br /> Багатопроменевого поширення радіосигналу може призводити до ослаблення і навіть повного придушення деяких піднесучих внаслідок інтерференції прямого і затриманого сигналів. Для вирішення цієї проблеми використовується завадостійке кодування. У стандарті IEEE 802.16-2004 передбачені як традиційні технології завадостійкого кодування, так і відносно нові методи. До традиційних відноситься сверточное кодування з декодуванням за алгоритмом Витерби і коди Ріда-Соломона. До відносно новим - блокові і сверточних турбокоди. Для збільшення ефективності кодування без зниження швидкості коду застосовується перемеженіє даних. Перемеженіє збільшує ефективність кодування, оскільки пакети помилок дробляться на дрібні фрагменти, з якими справляється система кодування. <br /> <br /> ==Гнучкість== <br /> <br /> Важливою особливістю фізичного рівня є можливість вибору ширини для смуги пропускання каналу. Стандарт передбачає вибір ширини смуги з кроком від 1,25 МГц до 20 МГц з безліччю проміжних варіантів, що дозволяє більш ефективно використовувати радіочастотний спектр. Крім того, в стандарт закладена адаптивна сигнально-кодова конструкція, тобто система підлаштовується до характеристик каналу в кожний момент часу, «перекачуючи» швидкість в перешкодостійкість і навпаки. У відповідності зі стандартом, в залежності від відношення сигнал / шум (S / N) система вибирає метод модуляції, при якому може бути забезпечена стійка робота (рис. 9). <br /> <br /> [[ Файл:Переважний_метод_модуляції_в_залежності_від_відношення_сигнал.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 9. Переважний метод модуляції в залежності від відношення сигнал / шум <br /> Додатковими інструментами фізичного рівня для підвищення ефективності використання радіоспектру служать вимірювання якості каналу і автоматичне керування потужністю сигналу. <br /> <br /> ==Метод доступу== <br /> <br /> У стандарті IEEE 802.16-2004 використовується технологія множинного доступу з поділом за часом (TDMA), згідно з якою базова станція виділяє абонентським станціям тимчасові інтервали, щоб вони могли передавати дані в певній черговості, а не випадковим чином. <br /> Для реалізації дуплексного режиму обміну даними використовуються дві технології: дуплексний режим з розділенням за часом (TDD) низхідного і висхідного потоків і дуплексний режим з розділенням по частотах (FDD).<br /> <br /> ==Захист інформації== <br /> <br /> У відповідності зі стандартом, для запобігання несанкціонованого доступу та захисту даних користувача здійснюється шифрування всього переданого по мережі трафіку. Базова станція (БС) WiMAX являє собою модульний конструктив, в який при необхідності можна встановити кілька модулів зі своїми типами інтерфейсів, але при цьому має підтримуватися адміністративне програмне забезпечення для управління мережею. Дане програмне забезпечення забезпечує централізоване управління всією мережею. Логічне додавання в існуючу мережу абонентських комплектів здійснюється також через цю адміністративну функцію. <br /> Абонентська станція (АС) являє собою пристрій, що має унікальний серійний номер, МАС-адресу, а також цифровий підпис Х. 509, на підставі якої відбувається аутентифікація АС на БС. При цьому, згідно зі стандартом, термін дійсності цифрового підпису АС становить 10 років. Після установки АС у клієнта і подачі живлення АС авторизується на базовій станції, використовуючи певну частоту радіосигналу, після чого базова станція, грунтуючись на перерахованих вище ідентифікаційних даних, передає абоненту конфігураційний файл по TFTP-протоколу. У цьому конфігураційному файлі знаходиться інформація про піддіапазоні передачі (прийому) даних, типи трафіку і доступні смуги, розклад розсилки ключів для шифрування трафіку і інша необхідна для роботи АС інформація. Необхідний файл з конфігураційними даними створюється автоматично, після занесення адміністратором системи АС в базу абонентів, з призначенням останньому певних параметрів доступу. <br /> Після процедури конфігурування аутентифікація АС на базовій станції відбувається наступним чином: <br /> • Абонентська станція надсилає запит на авторизацію, в якому міститься сертифікат Х.509, опис підтримуваних методів шифрування і додаткова інформація. <br /> • Базова станція у відповідь на запит на авторизацію (у разі достовірності запиту) надсилає відповідь, в якому міститься ключ на аутентифікацію, зашифрований відкритим ключем абонента, 4-бітний ключ для визначення послідовності, необхідний для визначення наступного ключа на авторизацію, а також час життя ключа . <br /> • У процесі роботи АС через проміжок часу, який визначається адміністратором системи, відбувається повторна авторизація та аутентифікація, і в разі успішного проходження аутентифікації та авторизації потік даних не переривається. <br /> У стандарті використовується протокол PKM (Privacy Key Management), відповідно до якого визначено декілька видів ключів для шифрування переданої інформації: <br /> • Authorization Key (АК) - ключ, що використовується для авторизації АК на базовій станції; <br /> • Traffi c Encryption Key (ТЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту трафіку; <br /> • Key Encryption Key (КЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту переданих в ефірі ключів. <br /> • Згідно стандарту, в кожен момент часу використовуються два ключі одночасно, з перекриванням часу життя. Дана міра необхідна в середовищі з втратами пакетів (а в ефірі вони неминучі) і забезпечує безперебійність роботи мережі. Є велика кількість динамічно змінних ключів, достатньо довгих, при цьому встановлення безпечних з'єднань відбувається за допомогою цифрового підпису. Згідно стандарту, криптозахист виконується відповідно до алгоритму 3-DES, при цьому відключити шифрування можна. Опціонально передбачено шифрування за більш надійним алгоритмом AES.<br /> <br /> ==WiMAX в Україні==<br /> <br /> Перший WiMAX-оператор в Україні — Альтернет (Українські новітні технології). У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила компанія «ММДС-Україна», асоційована з СКМ Ріната Ахметова і Turkcell (торгова марка life:)).<br /> 9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX Freshtel - проект компанії «Українські новітні технології». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва. 17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві від оператора Intellecom. Після запуску мережі в Києві Intellecom планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.Оператори WiMAX в Україні станом на березень 2012 року: UNTC (Київ), Квант-II (Коломия), NouHauNet (Дніпропетровськ), Alternet (Київ), Intellecom (Київ), Інтернет провайдер - Ведекон (Одеса), DATALINE (Київ), DCTel (Запоріжжя), K-NET (Одеса), INFOCOM (Київ).<br /> <br /> ==Висновок== <br /> <br /> Стандарт WiMAX сьогодні перебуває на стадії тестування. Єдина конкурентоспроможна версія стандарту, для якої існує ліцензія на обладнання, - це Fixed WiMAX. Однак провайдери не поспішають замінювати дороге, але вже працююче обладнання новим, бо це вимагає істотних вкладень без можливості підняти продуктивність (і, відповідно, ціну на послуги) та повернути вкладені кошти швидко. <br /> При розгортанні WiMAX-мереж там, де доступу до Internet раніше не було, доводиться стикатися з проблемою наявності в малонаселених або віддалених регіонах достатнього числа потенційних користувачів, що володіють необхідним обладнанням або грошовими коштами на його придбання. Те ж стосується і переходу на Mobile WiMAX після його ліцензування, оскільки, крім витрат провайдерів на модернізацію операторського обладнання, слід враховувати витрати користувачів на модернізацію клієнтського обладнання: придбання WiMAX-карт і оновлення портативних пристроїв. <br /> Другим стримуючим фактором є позиція багатьох фахівців, які вважають неприпустимим використання надвисоких частот радіозв'язку прямої видимості, шкідливих для здоров'я людини. Наявність вишок на відстані десятків метрів від житлових об'єктів (а базові станції рекомендується встановлювати на дахах будинків) може згубно позначитися на здоров'ї жителів, особливо дітей. Однак результатів медичних експериментів, які підтверджують наявність або високу ймовірність шкоди, поки не опубліковано. <br /> Третім чинником є, як не дивно, швидкий розвиток стандарту. Поява нових, принципово різних версій стандарту WiMAX, призводить до питання про неминучу зміну обладнання через кілька років. Так, станції, зараз працюють в режимі Fixed WiMAX, не зможуть підтримувати Mobile WiMAX. При переході на наступний стандарт буде потрібно оновлення частини обладнання, що відлякує великих провайдерів. На даний момент впровадження та використання Fixed WiMAX на комерційній основі можуть дозволити собі тільки невеликі компанії, які не планують значного розширення (в тому числі територіального) і використовують нові технології для залучення клієнтів. <br /> І, нарешті, четвертим фактором є наявність конкурентного стандарту широкосмугового зв'язку, що використовує близькі діапазони радіочастот - WBro. Цей стандарт теж до кінця не ліцензований, проте він вже здобув певну популярність. А тому завжди існує ймовірність, що через кілька років кращим виявиться не WiMAX, а WBro. І компанії, які вклали кошти в розробку і впровадження WiMAX-систем, серйозно постраждають. Втім, через схожість стандартів існує також вірогідність злиття і надалі використання устаткування, що підтримує обидва стандарти одночасно. <br /> Таким чином, при видимих перевагах стандарту ще рано говорити про тотальне впровадження технології або навіть про можливість переходу на неї і відмови від існуючих мережевих рішень. Необхідно спочатку отримати результати польових випробувань, а потім можна очікувати затвердження стандартів версії 802.16f (Full Mobile WiMAX) і 802.16m. <br /> Перший з них включає в себе алгоритми обходу перешкод і оптимізацію стільникової топології покриття між базовими станціями. Другий стандарт повинен підняти швидкість передачі даних зі стаціонарним клієнтським обладнанням до 1 Гбіт / с і з мобільним клієнтським обладнанням - до 100 Мбіт / с. Далі можна очікувати ліцензування обладнання з підтримкою нових стандартів, конкуренції на ринку виробництва обладнання та послуг доступу через WiMAX. І тільки тоді можна буде говорити про дійсні переваги і недоліки цієї технології в порівнянні з нині існуючими.<br /> <br /> == Порівняння WiMAX і Wi-Fi ==<br /> <br /> Зіставлення WiMAX і [[http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WI-FI Wi-Fi]] далеко не рідкість, можливо, тому, що співзвучне звучання термінів, схожі назви стандартів, на яких ґрунтуються ці технології (стандарти IEEE, обидва починаються з «802.»), а також обидві технології використовують бездротове з'єднання та використовуються для підключення до інтернету (каналу обміну даними). Але незважаючи на це, ці технології спрямовані на вирішення абсолютно різних завдань.<br /> <br /> WiMAX — це система далекої дії, що покриває кілометри простору, яка зазвичай використовує ліцензовані спектри частот (хоча можливо і використання неліцензованих частот) для надання з'єднання із інтернетом типу точка-точка провайдером кінцевому користувачеві. Різні стандарти сімейства 802.16 забезпечують різні види доступу, від мобільного (схожий з передачею даних із мобільних телефонів) до фіксованого (альтернатива провідникового доступу, при якому бездротове обладнання користувача прив'язане до розташування) <br /> <br /> [[http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WI-FI Wi-Fi]] — це система більш короткої дії, що зазвичай покриває сотні метрів, яка використовує неліцензовані діапазони частот для забезпечення доступу до мережі. Зазвичай Wi-Fi використовується користувачами для доступу до їх власної локальної мережі, яка може бути не підключена до Інтернету. Якщо WiMAX можна порівняти з мобільним зв'язком, то Wi-Fi швидше схожий на стаціонарний бездротовий телефон. <br /> <br /> WiMAX і Wi-Fi мають зовсім різний механізм Quality of Service (QoS). WiMAX використовує механізм, заснований на встановленні з'єднання між базовою станцією та пристроєм користувача. Кожне з'єднання базується на спеціальному алгоритмі планування, який може гарантувати параметр QoS для кожного з'єднання. Wi-Fi, в свою чергу, використовує механізм QoS подібний тому, що використовується в Ethernet, при якому пакети отримують різний пріоритет. Такий підхід не гарантує однаковий QoS для кожного з'єднання.<br /> <br /> Через дешевизну і простоту установки, [[http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WI-FI Wi-Fi]] часто використовується для надання клієнтам швидкого доступу в Інтернет різними організаціями. Наприклад, у більшості кафе, готелів, вокзалів та аеропортів можна виявити безкоштовну точку доступу Wi-Fi.<br /> <br /> == Ринок ==<br /> <br /> Згідно з даними консалтингової компанії J'son &amp; Partners&lt;ref&gt;[http://www.cnews.ru/news/line/index.shtml?2009/04/17/344706 Общее число абонентов WiMAX в 2008 г. приблизилось к 4 млн]&lt;/ref&gt;, представленими за результатами дослідження світового ринку WiMAX, у 2008 році сумарна кількість фіксованих і мобільних абонентів наблизилося до 4 млн, а приріст з кінця 2007 р. склав 120%.<br /> <br /> Основна тенденція на світовому ринку бездротового широкосмугового доступу в 2008 р. — це його підготовка до появи WiMAX-мереж із наданням мобільних послуг для великої кількості користувачів. Основні проекти WiMAX зосереджені у великих містах США, Мексиці та країнах Центральної Європи, які мають високу щільність населення. З урахуванням порівняно невеликих вкладень у розгортання повноцінних мереж у містах-мільйонниках, наявності в них розвиненої канальної інфраструктури та зростаючого попиту на доступ в інтернет, більшість проектів WiMAX стартує з великих міст, однак ситуація поступово змінюється. <br /> <br /> Багато виробників обладнання відмовляються або вже відмовилися від розробки і виробництва систем 802.16d на користь мобільної версії стандарту. У зв'язку з цим майбутнє фіксованого WiMAX не цілком зрозуміле.<br /> <br /> Лідируючу позицію з виручки від продажу обладнання для мобільного WiMAX за 2008 р. займає Alcatel-Lucent, що залишив позаду Motorola, Alvarion і Samsung. У 2009 р. звання лідерів за кількістю проданого обладнання мають можливість оскаржити компанії Huawei та Cisco Systems, кожна з яких в кінці 2008 р. сертифікувала по три пристрої з підтримкою мобільного доступу до технології WiMAX. <br /> <br /> За станом на березень 2009 р. міжнародним WiMAX Forum'ом сертифіковано 44 моделі базових станцій і 47 моделей абонентських терміналів. Ці значення майже в півтори рази перевищують кількість сертифікованих пристроїв з підтримкою WiMAX на кінець першого півріччя 2008 р. — 18 базових станцій і 20 абонентських пристроїв. Кількість виробників сертифікованого обладнання за останні вісім місяців збільшилася більш ніж у два рази і становить 33 компанії.<br /> <br /> == WiMAX в Україні ==<br /> Перший WiMAX-оператор в Україні&amp;nbsp;— [[http://www.broadband.org.ua/component/option,com_mtree/task,viewlink/link_id,14/Itemid,185/ Альтернет]] ([[http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%97%D0%BD%D1%81%D1%8C%D0%BA%D1%96_%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%96%D1%82%D0%BD%D1%96_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%97 Українські новітні технології]]).<br /> <br /> У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила&lt;ref&gt;[[http://pro-consulting.com.ua/news/2008/03/05/_mmds_ukraina_nachin_15621.html «ММДС-Украина» начинает строительство первой в стране общенациональной сети мобильного WiMax]&lt;/ref&gt; компанія [[http://pro-consulting.com.ua/news/2008/03/05/_mmds_ukraina_nachin_15621.html «ММДС-Україна»]], асоційована з ''[[System Capital Management|СКМ]]'' Рінат Ахметов і ''[[http://www.turkcell.com.tr/site/en/turkcellhakkinda/Sayfalar/genel.aspx Turkcell]]'' (торгова марка ''[[http://www.life.com.ua/ life:)]]'').<br /> <br /> 9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX [[http://freshtel.ua/ Freshtel]] - проект компанії «[[http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%97%D0%BD%D1%81%D1%8C%D0%BA%D1%96_%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%96%D1%82%D0%BD%D1%96_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%97 Українські новітні технології]]». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва.<br /> <br /> 17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві&lt;ref&gt;[http://www.kommersant.ua/doc.html?DocId=1371074&amp;IssueId=7000458 Киевляне получили еще один вход в интернет. В столице начал работу WiMAX-оператор Intellecom]&lt;/ref&gt; від оператора [[http://www.multitest.net.ua/2011/07/4g-wimax-freshtel-intellecom.html Intellecom]]. Після запуску мережі в Києві [[http://www.multitest.net.ua/2011/07/4g-wimax-freshtel-intellecom.html Intellecom]] планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.<br /> <br /> <br /> ==[[Структура мережі на основі технологій WiMAX.]]==<br /> <br /> ==[[Головні характеристики і особливості функціонування технології WIMAX]]==<br /> <br /> ==[[Функціональні можливості та характеристики технології WIMAX]]==<br /> <br /> ------<br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WiMAX 2012-12-24T07:32:40Z

<p>Stanislav chigirev: /* Область використання */</p> <hr /> <div>[[Файл:wimax logo.gif|frame|Офіційний логотип WiMax]]<br /> <br /> '''WiMAX''' Стандарт [[IEEE 802.16]]&amp;nbsp;— стандарт [[бездротовий зв'язок|безпровідного зв'язку]], що забезпечує широкосмуговий зв'язок на значні відстані зі швидкістю, порівняною з кабельними з'єднаннями.<br /> <br /> Назву «WiMAX» було створено WiMAX Forum — організацією, яку засновано в червні 2001 року з метою просування і розвитку WiMAX. Форум описує WiMAX як «засновану на стандарті технологію, яка надає високошвидкісний бездротовий доступ до мережі, альтернативній виділеним лініям і DSL»;<br /> <br /> ==Введення== <br /> <br /> Під абревіатурою WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) розуміється технологія операторського класу, яка заснована на сімействі стандартів IEEE 802.16, розроблена міжнародним інститутом інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE). У стандартах IEEE 802.16 визначаються фізичний рівень і рівень управління доступом для систем фіксованого бездротового широкосмугового доступу масштабу міста. <br /> <br /> Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 представлені в табл. 1. <br /> <br /> [[ Файл:Основні_параметри_стандартів_IEEE_802.16_і_IEEE_802.16-2004_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Таблиця 1. Основні параметри стандартів IEEE 802.16 і IEEE 802.16-2004 <br /> <br /> ==Опис стандарту== <br /> <br /> На фізичному рівні в стандарті IEEE 802.16-2004 визначені три методи передачі даних: метод модуляції однієї несучої (SC), метод ортогонального частотного мультиплексування (OFDM) і метод множинного доступу на основі такого мультиплексування (OFDMA). <br /> Специфікація фізичного рівня WirelessMAN-OFDM є найбільш цікавою з точки зору практичної реалізації. Вона базується на технології OFDM, що значно розширює можливості обладнання, зокрема, дозволяє працювати на відносно високих частотах в умовах відсутності прямої видимості. Крім того, в неї включена підтримка топології «кожен з кожним» (mesh), при якій абонентські пристрої можуть одночасно функціонувати і як базові станції, що сильно спрощує розгортання мережі та допомагає подолати проблеми прямої видимості. <br /> <br /> ==Модуляція OFDM== <br /> <br /> При формуванні OFDM-сигналу цифровий потік даних ділиться на кілька підпотоків, і кожна піднесуча зв'язується зі своїм під потоком даних. Амплітуда і фаза піднесучих обчислюються на основі зворотної схеми модуляції. Згідно стандарту, окремі піднесучі можуть модулюватися з використанням бінарної фазової маніпуляції (BPSK), квадратурної фазової маніпуляції (QPSK) або квадратурної амплітудної маніпуляції (QAM) порядку 16 або 64. Варіанти відображення біт на фазову площину для кожного виду маніпуляції представлені на рис. 1. У передавачі амплітуда як функція фази перетворюється на функцію від часу за допомогою зворотного швидкого перетворення Фур'є (ОБПФ). У приймачі за допомогою швидкого перетворення Фур'є (ШПФ) здійснюється перетворення амплітуди сигналів як функції від часу в функцію від частоти. <br /> <br /> [[ Файл:Варіанти_відображення_біт_на_фазову_площину_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 1. Варіанти відображення біт на фазову площину <br /> <br /> Застосування перетворення Фур'є дозволяє розділити частотний діапазон на піднесучі, спектри яких перекриваються, але залишаються ортогональними. Ортогональність піднесучих означає, що кожна з них містить ціле число коливань на період передачі символу. Як видно з рис. 2, спектральна крива будь-якої з піднесучих має нульове значення для «центральної» частоти суміжної кривої. Саме ця особливість спектру піднесучих і забезпечує відсутність між ними інтерференції. <br /> <br /> [[ Файл:Ортогональні_поднесучі_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 2. Ортогональні поднесучі <br /> Однією з головних переваг методу OFDM є його стійкість до ефекту багатопроменевого поширення. Ефект викликається тим, що випромінений сигнал, відбиваючись від перешкод, приходить до прийомної антени різними шляхами (рис. 3), викликаючи міжсимвольні спотворення. Цей вигляд перешкод характерний для міст з різноповерховою забудовою через багатократні віддзеркалення радіосигналу від будівель і інших споруд. Для того щоб уникнути міжсимвольних спотворень, перед кожним OFDM-символом вводиться захисний інтервал, званий циклічним префіксом. Циклічний префікс являє собою фрагмент корисного сигналу, що гарантує збереження ортогональності піднесучих (але тільки в тому випадку, якщо відбитий сигнал при багатопроменевому поширенні затриманий не більше, ніж на тривалість циклічного префікса). Крім того, циклічний префікс дозволяє вибрати вікно для перетворення Фур'є в будь-якому місці тимчасового інтервалу символу (рис. 4). <br /> <br /> [[ Файл:Ілюстрація_ефекту_багатопроменевого_поширення_.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 3. Ілюстрація ефекту багатопроменевого поширення <br /> <br /> [[ Файл:Обробка_OFDM-символу_при_багатопроменевому_поширенні_.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 4. Обробка OFDM-символу при багатопроменевому поширенні <br /> <br /> Взагалі вся система WiMAX складається з двох основних частин: <br /> 1. Базова станція WiMAX, може розміщуватися на висотному об'єкті - будівлі або вишці. <br /> 2. Приймач WiMAX: антена з приймачем (рис. 5). <br /> З'єднання між базовою станцією і клієнтським приймачем проводиться в НВЧ діапазоні 2-11 ГГц. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 20 Мбіт / с і не вимагає, щоб станція знаходилася на відстані прямої видимості від користувача. Цей режим роботи базової станції WiMAX близький широко використовуваному стандарту 802.11 (Wi-Fi), що допускає сумісність вже випущених клієнтських пристроїв і WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Архітектура_WiMAX.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 5. Архітектура WiMAX <br /> Слід пам'ятати, що технологія WiMAX застосовується як на &quot;останній милі&quot; - кінцевій ділянці між провайдером і користувачем, - так і для надання доступу регіональним мережам: офісним, районним. <br /> Між сусідніми базовими станціями встановлюється постійне з'єднання з використанням надвисокої частоти 10-66 ГГц радіозв'язку прямої видимості. Дане з'єднання в ідеальних умовах дозволяє передавати дані зі швидкістю до 120 Мбіт / с. Обмеження по умові прямої видимості, зрозуміло, не є перевагою, проте воно накладається тільки на базові станції, що беруть участь в цілісному покритті району, що цілком можливо реалізувати при розміщенні обладнання. <br /> Як мінімум одна з базових станцій може бути постійно пов'язана з мережею провайдера через широкосмугове швидкісне з'єднання. Фактично, чим більше станцій мають доступ до мережі провайдера, тим вища швидкість і надійність передачі даних. Однак навіть при невеликій кількості точок система здатна коректно розподілити навантаження за рахунок стільникової топології. <br /> На базі стільникового принципу розробляються також шляхи побудови оптимальної мережі, що обгинає великі об'єкти (наприклад, гірські масиви), коли серія послідовних станцій передає дані по естафетному принципу (рис. 6.). <br /> <br /> [[ Файл:Покриття_WiMAX.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 6. Покриття WiMAX <br /> За структурою мережі стандарту IEEE 802.16 дуже схожі на традиційні мережі мобільного зв'язку: тут теж є базові станції, які діють в радіусі до 50 км, при цьому їх також необов'язково встановлювати на вишках. Для них цілком підходять дахи будинків, потрібно лише дотримання умови прямої видимості між станціями. Для з'єднання базової станції з користувачем необхідна наявність абонентського обладнання. Далі сигнал може надходити за стандартним Ethernet-кабелем, як безпосередньо на конкретний комп'ютер, так і на точку доступу стандарту 802.11 Wi-Fi або в локальну дротову мережу стандарту Ethernet.<br /> Це дозволяє зберегти існуючу інфраструктуру районних або офісних локальних мереж при переході з кабельного доступу на WiMAX. Крім того, це дає можливість максимально спростити розгортання мереж, використовуючи знайомі технології для підключення комп'ютерів. <br /> <br /> ==Режими роботи WiMAX== <br /> <br /> Стандарт 802.16e-2005 увібрав в себе всі раніше існуючі версії і на даний момент надає наступні режими:<br /> <br /> 1. Fixed WiMAX - фіксований доступ. <br /> <br /> 2. Nomadic WiMAX - сеансовий доступ. <br /> <br /> 3. Portable WiMAX - доступ в режимі переміщення. <br /> <br /> 4. Mobile WiMAX - мобільний доступ.<br /> <br /> ==Fixed WiMAX== <br /> <br /> Фіксований доступ являє собою альтернативу широкосмуговим дротяним технологіям (xDSL, T1 і т. п.). Стандарт використовує діапазон частот 10-66 ГГц. Цей частотний діапазон через сильне загасання коротких хвиль вимагає прямої видимості між передавачем і приймачем сигналу (рис. 7.). <br /> З іншого боку, даний частотний діапазон дозволяє уникнути однієї з головних проблем радіозв'язку - багатопроменевого поширення сигналу. При цьому ширина каналів зв'язку в цьому частотному діапазоні досить велика (типове значення - 25 або 28 МГц), що дозволяє досягати швидкостей передачі до 120 Мбіт / с. Фіксований режим включався в версію стандарту 802.16d-2004 і вже використовується в ряді країн. Однак більшість компаній, що пропонують послуги Fixed WiMAX, очікують швидкого переходу на портативний і надалі на мобільний WiMAX. <br /> <br /> ==Nomadic WiMAX== <br /> <br /> Сеансовий (мандрівний) доступ додав поняття сесій до вже існуючого Fixed WiMAX. Наявність сесій дозволяє вільно переміщати клієнтське обладнання між сесіями і відновлювати з'єднання вже за допомогою інших вишок WiMAX, ніж ті, що використовувалися під час попередньої сесії. Такий режим розроблений в основному для портативних пристроїв, таких як ноутбуки, КПК. Введення сесій дозволяє також зменшити витрату енергії клієнтського пристрою, що теж важливо для портативних пристроїв. <br /> <br /> [[ Файл:Пряма_видимість_між_передавачем_і_приймачем_сигналу.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 7. Пряма видимість між передавачем і приймачем сигналу <br /> <br /> ==Portable WiMAX== <br /> <br /> Для режиму Portable WiMAX додана можливість автоматичного перемикання клієнта від однієї базової станції WiMAX до іншої без втрати з'єднання. Однак для даного режиму все ще обмежена швидкість пересування клієнтського обладнання - 40 км / ч. Втім, вже в такому вигляді можна використовувати клієнтські пристрої в дорозі (в автомобілі при русі по житловим районам міста, де швидкість обмежена, на велосипеді, рухаючись пішки і т. д.). <br /> Введення даного режиму зробило доцільним використання технології WiMAX для смартфонів і КПК (рис. 8.). У 2006 році розпочато випуск пристроїв, що працюють в портативному режимі WiMAX. <br /> <br /> [[ Файл:Використання_технології_WiMax_для_смартфонів_і_КПК.jpg‎ ]]<br /> <br /> Рис. 8. Використання технології WiMax для смартфонів і КПК <br /> <br /> ==Mobile WiMAX== <br /> <br /> Цей режим був розроблений у стандарті 802.16e-2005 і дозволив збільшити швидкість переміщення клієнтського обладнання до 120 км / ч. Основні досягнення цього режиму: <br /> 1. Стійкість до багатопроменевого розповсюдження сигналу і власним перешкодам. <br /> 2. Масштабована пропускна здатність каналу. <br /> 3. Технологія Time Division Duplex (TDD), яка дозволяє ефективно обробляти асиметричний трафік і спрощує управління складними системами антен за рахунок естафетної передачі сесії між каналами. <br /> 4. Технологія Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ), яка дозволяє зберігати стійке з'єднання при різкій зміні напряму руху клієнтського обладнання. <br /> 5. Розподіл виділених частот і використання субканалів при високому завантаженні дозволяє оптимізувати передачу даних з урахуванням сили сигналу клієнтського обладнання. <br /> 6. Управління енергозбереженням дозволяє оптимізувати витрати енергії на підтримку зв'язку портативних пристроїв в режимі очікування або простою. <br /> 7. Технологія Network-Optimized Hard Handoff (HHO), яка дозволяє до 50 мілісекунд і менше скоротити час на перемикання клієнта між каналами. <br /> 8. Технологія Multicast and Broadcast Service (MBS), яка об'єднує функції DVB-H, MediaFLO і 3GPP E-UTRA для: <br /> o досягнення високої швидкості передачі даних з використанням одночастотній мережі; <br /> o гнучкого розподілу радіочастот; <br /> o низького споживання енергії портативними пристроями; <br /> o швидкого перемикання між каналами. <br /> 9. Технологія Smart Antenna, підтримуюча субканали і естафетну передачу сесії між каналами, що дозволяє використовувати складні системи антен, включаючи формування діаграми спрямованості, просторово-часове маркування, просторове мультиплексування (ущільнення). <br /> 10. Технологія Fractional Frequency Reuse, яка дозволяє контролювати накладення / перетин каналів для повторного використання частот з мінімальними втратами. <br /> 11. Розмір фрейму в 5 мілісекунд забезпечує компроміс між надійністю передачі даних за рахунок використання малих пакетів і накладними витратами за рахунок збільшення числа пакетів (і, як наслідок, заголовків). <br /> <br /> ==Завадостійке кодування== <br /> <br /> Багатопроменевого поширення радіосигналу може призводити до ослаблення і навіть повного придушення деяких піднесучих внаслідок інтерференції прямого і затриманого сигналів. Для вирішення цієї проблеми використовується завадостійке кодування. У стандарті IEEE 802.16-2004 передбачені як традиційні технології завадостійкого кодування, так і відносно нові методи. До традиційних відноситься сверточное кодування з декодуванням за алгоритмом Витерби і коди Ріда-Соломона. До відносно новим - блокові і сверточних турбокоди. Для збільшення ефективності кодування без зниження швидкості коду застосовується перемеженіє даних. Перемеженіє збільшує ефективність кодування, оскільки пакети помилок дробляться на дрібні фрагменти, з якими справляється система кодування. <br /> <br /> ==Гнучкість== <br /> <br /> Важливою особливістю фізичного рівня є можливість вибору ширини для смуги пропускання каналу. Стандарт передбачає вибір ширини смуги з кроком від 1,25 МГц до 20 МГц з безліччю проміжних варіантів, що дозволяє більш ефективно використовувати радіочастотний спектр. Крім того, в стандарт закладена адаптивна сигнально-кодова конструкція, тобто система підлаштовується до характеристик каналу в кожний момент часу, «перекачуючи» швидкість в перешкодостійкість і навпаки. У відповідності зі стандартом, в залежності від відношення сигнал / шум (S / N) система вибирає метод модуляції, при якому може бути забезпечена стійка робота (рис. 9). <br /> <br /> [[ Файл:Переважний_метод_модуляції_в_залежності_від_відношення_сигнал.jpg ]]<br /> <br /> Рис. 9. Переважний метод модуляції в залежності від відношення сигнал / шум <br /> Додатковими інструментами фізичного рівня для підвищення ефективності використання радіоспектру служать вимірювання якості каналу і автоматичне керування потужністю сигналу. <br /> <br /> ==Метод доступу== <br /> <br /> У стандарті IEEE 802.16-2004 використовується технологія множинного доступу з поділом за часом (TDMA), згідно з якою базова станція виділяє абонентським станціям тимчасові інтервали, щоб вони могли передавати дані в певній черговості, а не випадковим чином. <br /> Для реалізації дуплексного режиму обміну даними використовуються дві технології: дуплексний режим з розділенням за часом (TDD) низхідного і висхідного потоків і дуплексний режим з розділенням по частотах (FDD).<br /> <br /> ==Захист інформації== <br /> <br /> У відповідності зі стандартом, для запобігання несанкціонованого доступу та захисту даних користувача здійснюється шифрування всього переданого по мережі трафіку. Базова станція (БС) WiMAX являє собою модульний конструктив, в який при необхідності можна встановити кілька модулів зі своїми типами інтерфейсів, але при цьому має підтримуватися адміністративне програмне забезпечення для управління мережею. Дане програмне забезпечення забезпечує централізоване управління всією мережею. Логічне додавання в існуючу мережу абонентських комплектів здійснюється також через цю адміністративну функцію. <br /> Абонентська станція (АС) являє собою пристрій, що має унікальний серійний номер, МАС-адресу, а також цифровий підпис Х. 509, на підставі якої відбувається аутентифікація АС на БС. При цьому, згідно зі стандартом, термін дійсності цифрового підпису АС становить 10 років. Після установки АС у клієнта і подачі живлення АС авторизується на базовій станції, використовуючи певну частоту радіосигналу, після чого базова станція, грунтуючись на перерахованих вище ідентифікаційних даних, передає абоненту конфігураційний файл по TFTP-протоколу. У цьому конфігураційному файлі знаходиться інформація про піддіапазоні передачі (прийому) даних, типи трафіку і доступні смуги, розклад розсилки ключів для шифрування трафіку і інша необхідна для роботи АС інформація. Необхідний файл з конфігураційними даними створюється автоматично, після занесення адміністратором системи АС в базу абонентів, з призначенням останньому певних параметрів доступу. <br /> Після процедури конфігурування аутентифікація АС на базовій станції відбувається наступним чином: <br /> • Абонентська станція надсилає запит на авторизацію, в якому міститься сертифікат Х.509, опис підтримуваних методів шифрування і додаткова інформація. <br /> • Базова станція у відповідь на запит на авторизацію (у разі достовірності запиту) надсилає відповідь, в якому міститься ключ на аутентифікацію, зашифрований відкритим ключем абонента, 4-бітний ключ для визначення послідовності, необхідний для визначення наступного ключа на авторизацію, а також час життя ключа . <br /> • У процесі роботи АС через проміжок часу, який визначається адміністратором системи, відбувається повторна авторизація та аутентифікація, і в разі успішного проходження аутентифікації та авторизації потік даних не переривається. <br /> У стандарті використовується протокол PKM (Privacy Key Management), відповідно до якого визначено декілька видів ключів для шифрування переданої інформації: <br /> • Authorization Key (АК) - ключ, що використовується для авторизації АК на базовій станції; <br /> • Traffi c Encryption Key (ТЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту трафіку; <br /> • Key Encryption Key (КЕК) - ключ, використовуваний для криптозахисту переданих в ефірі ключів. <br /> • Згідно стандарту, в кожен момент часу використовуються два ключі одночасно, з перекриванням часу життя. Дана міра необхідна в середовищі з втратами пакетів (а в ефірі вони неминучі) і забезпечує безперебійність роботи мережі. Є велика кількість динамічно змінних ключів, достатньо довгих, при цьому встановлення безпечних з'єднань відбувається за допомогою цифрового підпису. Згідно стандарту, криптозахист виконується відповідно до алгоритму 3-DES, при цьому відключити шифрування можна. Опціонально передбачено шифрування за більш надійним алгоритмом AES.<br /> <br /> ==WiMAX в Україні==<br /> <br /> Перший WiMAX-оператор в Україні — Альтернет (Українські новітні технології). У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила компанія «ММДС-Україна», асоційована з СКМ Ріната Ахметова і Turkcell (торгова марка life:)).<br /> 9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX Freshtel - проект компанії «Українські новітні технології». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва. 17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві від оператора Intellecom. Після запуску мережі в Києві Intellecom планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.Оператори WiMAX в Україні станом на березень 2012 року: UNTC (Київ), Квант-II (Коломия), NouHauNet (Дніпропетровськ), Alternet (Київ), Intellecom (Київ), Інтернет провайдер - Ведекон (Одеса), DATALINE (Київ), DCTel (Запоріжжя), K-NET (Одеса), INFOCOM (Київ).<br /> <br /> ==Висновок== <br /> <br /> Стандарт WiMAX сьогодні перебуває на стадії тестування. Єдина конкурентоспроможна версія стандарту, для якої існує ліцензія на обладнання, - це Fixed WiMAX. Однак провайдери не поспішають замінювати дороге, але вже працююче обладнання новим, бо це вимагає істотних вкладень без можливості підняти продуктивність (і, відповідно, ціну на послуги) та повернути вкладені кошти швидко. <br /> При розгортанні WiMAX-мереж там, де доступу до Internet раніше не було, доводиться стикатися з проблемою наявності в малонаселених або віддалених регіонах достатнього числа потенційних користувачів, що володіють необхідним обладнанням або грошовими коштами на його придбання. Те ж стосується і переходу на Mobile WiMAX після його ліцензування, оскільки, крім витрат провайдерів на модернізацію операторського обладнання, слід враховувати витрати користувачів на модернізацію клієнтського обладнання: придбання WiMAX-карт і оновлення портативних пристроїв. <br /> Другим стримуючим фактором є позиція багатьох фахівців, які вважають неприпустимим використання надвисоких частот радіозв'язку прямої видимості, шкідливих для здоров'я людини. Наявність вишок на відстані десятків метрів від житлових об'єктів (а базові станції рекомендується встановлювати на дахах будинків) може згубно позначитися на здоров'ї жителів, особливо дітей. Однак результатів медичних експериментів, які підтверджують наявність або високу ймовірність шкоди, поки не опубліковано. <br /> Третім чинником є, як не дивно, швидкий розвиток стандарту. Поява нових, принципово різних версій стандарту WiMAX, призводить до питання про неминучу зміну обладнання через кілька років. Так, станції, зараз працюють в режимі Fixed WiMAX, не зможуть підтримувати Mobile WiMAX. При переході на наступний стандарт буде потрібно оновлення частини обладнання, що відлякує великих провайдерів. На даний момент впровадження та використання Fixed WiMAX на комерційній основі можуть дозволити собі тільки невеликі компанії, які не планують значного розширення (в тому числі територіального) і використовують нові технології для залучення клієнтів. <br /> І, нарешті, четвертим фактором є наявність конкурентного стандарту широкосмугового зв'язку, що використовує близькі діапазони радіочастот - WBro. Цей стандарт теж до кінця не ліцензований, проте він вже здобув певну популярність. А тому завжди існує ймовірність, що через кілька років кращим виявиться не WiMAX, а WBro. І компанії, які вклали кошти в розробку і впровадження WiMAX-систем, серйозно постраждають. Втім, через схожість стандартів існує також вірогідність злиття і надалі використання устаткування, що підтримує обидва стандарти одночасно. <br /> Таким чином, при видимих перевагах стандарту ще рано говорити про тотальне впровадження технології або навіть про можливість переходу на неї і відмови від існуючих мережевих рішень. Необхідно спочатку отримати результати польових випробувань, а потім можна очікувати затвердження стандартів версії 802.16f (Full Mobile WiMAX) і 802.16m. <br /> Перший з них включає в себе алгоритми обходу перешкод і оптимізацію стільникової топології покриття між базовими станціями. Другий стандарт повинен підняти швидкість передачі даних зі стаціонарним клієнтським обладнанням до 1 Гбіт / с і з мобільним клієнтським обладнанням - до 100 Мбіт / с. Далі можна очікувати ліцензування обладнання з підтримкою нових стандартів, конкуренції на ринку виробництва обладнання та послуг доступу через WiMAX. І тільки тоді можна буде говорити про дійсні переваги і недоліки цієї технології в порівнянні з нині існуючими.<br /> <br /> == Принцип роботи ==<br /> <br /> === Основні поняття ===<br /> <br /> У загальному вигляді WiMAX мережі складаються з наступних основних частин — базових і абонентських станцій, а також обладнання, що зв'язує базові станції між собою, з постачальником сервісів і з Інтернетом. <br /> <br /> Для з'єднання базової станції з абонентською використовується високочастотний діапазон радіохвиль від 1,5 до 11 ГГц. В ідеальних умовах швидкість обміну даними може досягати 70 Мбіт / с, при цьому не вимагається забезпечення прямої видимості між базовою станцією і приймачем. <br /> <br /> Як вже говорилося вище, WiMAX застосовується як для вирішення проблеми «останньої милі», так і для надання доступу в мережу офісним та районним мережам.<br /> <br /> Між базовими станціями встановлюються з'єднання (прямої видимості), що використовують діапазон частот від 10 до 66 ГГц, швидкість обміну даними може досягати 120 Мбіт / c. При цьому, принаймні одна базова станція підключається до мережі провайдера з використанням класичних дротових з’єднань. Однак, чим більше число БС підключено до мереж провайдера, тим вища швидкість передачі даних і надійність мережі в цілому. <br /> <br /> Структура мереж сімейства стандартів IEEE 802.16 схожа із традиційними GSM мережами (базові станції діють на відстанях до десятків кілометрів, для їх встановлення не обов'язково будувати вежі — допускається установка на дахах будинків при дотриманні умови прямої видимості між станціями)<br /> <br /> == Порівняння WiMAX і Wi-Fi ==<br /> <br /> Зіставлення WiMAX і [[http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WI-FI Wi-Fi]] далеко не рідкість, можливо, тому, що співзвучне звучання термінів, схожі назви стандартів, на яких ґрунтуються ці технології (стандарти IEEE, обидва починаються з «802.»), а також обидві технології використовують бездротове з'єднання та використовуються для підключення до інтернету (каналу обміну даними). Але незважаючи на це, ці технології спрямовані на вирішення абсолютно різних завдань.<br /> <br /> WiMAX — це система далекої дії, що покриває кілометри простору, яка зазвичай використовує ліцензовані спектри частот (хоча можливо і використання неліцензованих частот) для надання з'єднання із інтернетом типу точка-точка провайдером кінцевому користувачеві. Різні стандарти сімейства 802.16 забезпечують різні види доступу, від мобільного (схожий з передачею даних із мобільних телефонів) до фіксованого (альтернатива провідникового доступу, при якому бездротове обладнання користувача прив'язане до розташування) <br /> <br /> [[http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WI-FI Wi-Fi]] — це система більш короткої дії, що зазвичай покриває сотні метрів, яка використовує неліцензовані діапазони частот для забезпечення доступу до мережі. Зазвичай Wi-Fi використовується користувачами для доступу до їх власної локальної мережі, яка може бути не підключена до Інтернету. Якщо WiMAX можна порівняти з мобільним зв'язком, то Wi-Fi швидше схожий на стаціонарний бездротовий телефон. <br /> <br /> WiMAX і Wi-Fi мають зовсім різний механізм Quality of Service (QoS). WiMAX використовує механізм, заснований на встановленні з'єднання між базовою станцією та пристроєм користувача. Кожне з'єднання базується на спеціальному алгоритмі планування, який може гарантувати параметр QoS для кожного з'єднання. Wi-Fi, в свою чергу, використовує механізм QoS подібний тому, що використовується в Ethernet, при якому пакети отримують різний пріоритет. Такий підхід не гарантує однаковий QoS для кожного з'єднання.<br /> <br /> Через дешевизну і простоту установки, [[http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%8F_WI-FI Wi-Fi]] часто використовується для надання клієнтам швидкого доступу в Інтернет різними організаціями. Наприклад, у більшості кафе, готелів, вокзалів та аеропортів можна виявити безкоштовну точку доступу Wi-Fi.<br /> <br /> == Ринок ==<br /> <br /> Згідно з даними консалтингової компанії J'son &amp; Partners&lt;ref&gt;[http://www.cnews.ru/news/line/index.shtml?2009/04/17/344706 Общее число абонентов WiMAX в 2008 г. приблизилось к 4 млн]&lt;/ref&gt;, представленими за результатами дослідження світового ринку WiMAX, у 2008 році сумарна кількість фіксованих і мобільних абонентів наблизилося до 4 млн, а приріст з кінця 2007 р. склав 120%.<br /> <br /> Основна тенденція на світовому ринку бездротового широкосмугового доступу в 2008 р. — це його підготовка до появи WiMAX-мереж із наданням мобільних послуг для великої кількості користувачів. Основні проекти WiMAX зосереджені у великих містах США, Мексиці та країнах Центральної Європи, які мають високу щільність населення. З урахуванням порівняно невеликих вкладень у розгортання повноцінних мереж у містах-мільйонниках, наявності в них розвиненої канальної інфраструктури та зростаючого попиту на доступ в інтернет, більшість проектів WiMAX стартує з великих міст, однак ситуація поступово змінюється. <br /> <br /> Багато виробників обладнання відмовляються або вже відмовилися від розробки і виробництва систем 802.16d на користь мобільної версії стандарту. У зв'язку з цим майбутнє фіксованого WiMAX не цілком зрозуміле.<br /> <br /> Лідируючу позицію з виручки від продажу обладнання для мобільного WiMAX за 2008 р. займає Alcatel-Lucent, що залишив позаду Motorola, Alvarion і Samsung. У 2009 р. звання лідерів за кількістю проданого обладнання мають можливість оскаржити компанії Huawei та Cisco Systems, кожна з яких в кінці 2008 р. сертифікувала по три пристрої з підтримкою мобільного доступу до технології WiMAX. <br /> <br /> За станом на березень 2009 р. міжнародним WiMAX Forum'ом сертифіковано 44 моделі базових станцій і 47 моделей абонентських терміналів. Ці значення майже в півтори рази перевищують кількість сертифікованих пристроїв з підтримкою WiMAX на кінець першого півріччя 2008 р. — 18 базових станцій і 20 абонентських пристроїв. Кількість виробників сертифікованого обладнання за останні вісім місяців збільшилася більш ніж у два рази і становить 33 компанії.<br /> <br /> == WiMAX в Україні ==<br /> Перший WiMAX-оператор в Україні&amp;nbsp;— [[http://www.broadband.org.ua/component/option,com_mtree/task,viewlink/link_id,14/Itemid,185/ Альтернет]] ([[http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%97%D0%BD%D1%81%D1%8C%D0%BA%D1%96_%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%96%D1%82%D0%BD%D1%96_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%97 Українські новітні технології]]).<br /> <br /> У березні 2008 про намір будувати національну мережу WiMAX оголосила&lt;ref&gt;[[http://pro-consulting.com.ua/news/2008/03/05/_mmds_ukraina_nachin_15621.html «ММДС-Украина» начинает строительство первой в стране общенациональной сети мобильного WiMax]&lt;/ref&gt; компанія [[http://pro-consulting.com.ua/news/2008/03/05/_mmds_ukraina_nachin_15621.html «ММДС-Україна»]], асоційована з ''[[System Capital Management|СКМ]]'' Рінат Ахметов і ''[[http://www.turkcell.com.tr/site/en/turkcellhakkinda/Sayfalar/genel.aspx Turkcell]]'' (торгова марка ''[[http://www.life.com.ua/ life:)]]'').<br /> <br /> 9 вересня 2009 року було запущено мережу мобільного WiMAX [[http://freshtel.ua/ Freshtel]] - проект компанії «[[http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%97%D0%BD%D1%81%D1%8C%D0%BA%D1%96_%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%96%D1%82%D0%BD%D1%96_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%97 Українські новітні технології]]». На момент запуску мережа функціонувала лише в центрі Києва.<br /> <br /> 17 травня 2010 року — початок роботи нової WiMAX-мережі у Києві&lt;ref&gt;[http://www.kommersant.ua/doc.html?DocId=1371074&amp;IssueId=7000458 Киевляне получили еще один вход в интернет. В столице начал работу WiMAX-оператор Intellecom]&lt;/ref&gt; від оператора [[http://www.multitest.net.ua/2011/07/4g-wimax-freshtel-intellecom.html Intellecom]]. Після запуску мережі в Києві [[http://www.multitest.net.ua/2011/07/4g-wimax-freshtel-intellecom.html Intellecom]] планує запустити WiMAX також в 10 інших великих містах України.<br /> <br /> <br /> ==[[Структура мережі на основі технологій WiMAX.]]==<br /> <br /> ==[[Головні характеристики і особливості функціонування технології WIMAX]]==<br /> <br /> ==[[Функціональні можливості та характеристики технології WIMAX]]==<br /> <br /> ------<br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D0%B6%D0%BD%D0%B8%D0%B9_%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D1%96%D1%97_%D0%B2_%D0%B7%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%B6%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%96_%D0%B2%D1%96%D0%B4_%D0%B2%D1%96%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D0%B3%D0%BD%D0%B0%D0%BB.jpg 2012-12-24T07:31:25Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%92%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8F_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%97_WiMax_%D0%B4%D0%BB%D1%8F_%D1%81%D0%BC%D0%B0%D1%80%D1%82%D1%84%D0%BE%D0%BD%D1%96%D0%B2_%D1%96_%D0%9A%D0%9F%D0%9A.jpg 2012-12-24T07:30:11Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%9F%D1%80%D1%8F%D0%BC%D0%B0_%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D1%96%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%BC%D1%96%D0%B6_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%B2%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BC_%D1%96_%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B9%D0%BC%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BC_%D1%81%D0%B8%D0%B3%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%83.jpg 2012-12-24T07:28:58Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%9F%D0%BE%D0%BA%D1%80%D0%B8%D1%82%D1%82%D1%8F_WiMAX.jpg 2012-12-24T07:18:56Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%90%D1%80%D1%85%D1%96%D1%82%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0_WiMAX.jpg 2012-12-24T07:17:32Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%9E%D0%B1%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BA%D0%B0_OFDM-%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D1%83_%D0%BF%D1%80%D0%B8_%D0%B1%D0%B0%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%BC%D1%83_%D0%BF%D0%BE%D1%88%D0%B8%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%96_.jpg 2012-12-24T07:15:45Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%86%D0%BB%D1%8E%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D1%86%D1%96%D1%8F_%D0%B5%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%83_%D0%B1%D0%B0%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BF%D0%BE%D1%88%D0%B8%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F_.jpg 2012-12-24T07:12:00Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%9E%D1%80%D1%82%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%96_%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B5%D1%81%D1%83%D1%87%D1%96_.jpg 2012-12-24T07:10:42Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%92%D0%B0%D1%80%D1%96%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%B8_%D0%B2%D1%96%D0%B4%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F_%D0%B1%D1%96%D1%82_%D0%BD%D0%B0_%D1%84%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D1%83_%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%89%D0%B8%D0%BD%D1%83_.jpg 2012-12-24T07:08:34Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%9E%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D1%96_%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8_%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D0%B0%D1%80%D1%82%D1%96%D0%B2_IEEE_802.16_%D1%96_IEEE_802.16-2004_.jpg 2012-12-24T06:58:41Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/Fast_Ethernet 2012-09-17T05:26:37Z

<p>Stanislav chigirev: /* Метод кодування MLT-3 */</p> <hr /> <div>Fast Ethernet - специфікація IEЕЕ 802.3 u офіційно прийнята 26 жовтня 1995 року визначає стандарт протоколу канального рівня для мереж працюють при використанні як мідного, так і волоконно-оптичного кабелю зі швидкістю 100Мб / с. Нова специфікація є спадкоємицею стандарту Ethernet IEЕЕ 802.3, використовуючи такий же формат кадру, механізм доступу до середовища CSMA / CD і топологію зірка. Еволюція торкнулася декількох елементів конфігурації засобів фізичного рівня, що дозволило збільшити пропускну спроможність, включаючи типи застосовуваного кабелю, довжину сегментів і кількість концентраторів.<br /> <br /> <br /> == Історія ==<br /> Класичний 10-мегабитный Ethernet влаштовував більшість користувачів на протязі близько 15 років. Проте на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна спроможність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 з шинами ISA (8 Мбайт/с) або EISA (32 Мбайт/с) пропускна спроможність сегменту Ethernet складала 1/8 або 1/32 каналу «пам'ять-диск», і це добре узгоджувалося із співвідношенням об'ємів даних, що обробляються локально, і даних, передаваних по мережі. Для могутніших клієнтських станцій з шиною PCI (133 Мбайт/с) ця частка впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабитного Ethernet стали переобтяженими, реакція серверів в них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більш знижуючи корисну пропускну спроможність.<br /> <br /> Назріла необхідність в розробці «нового» Ethernet, тобто технології, яка була б такою ж ефективною по співвідношенню ціна/якість при продуктивності 100 Мбіт/с. В результаті пошуків і досліджень фахівці розділилися на два табори, що врешті-решт привело до появи двох нових технологій - Fast Ethernet і 100VG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем спадкоємності з класичним Ethernet.<br /> <br /> У 1992 році група виробників мережевого устаткування, включаючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com і ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка повинна була в максимально можливому ступені зберегти особливості технології Ethernet.<br /> <br /> Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard і AT&amp;T, які запропонували скористатися слушною нагодою для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через деякий час до цих компаній приєдналася компанія IBM, яка внесла свій внесок пропозицією забезпечити в новій технології деяку сумісність з мережами Token Ring.<br /> <br /> У комітеті 802 інститути IEEE в цей же час була сформована дослідницька група для вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року і по кінець 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабитные рішення, запропоновані різними виробниками. Разом з пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також і високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT&amp;T.<br /> <br /> В центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA/CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігала цей метод і тим самим забезпечувала спадкоємність і узгодженість мереж 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с. Коаліція HP і AT&amp;T, яка мала підтримку значно меншого числа виробників в мережевій індустрії, чим Fast Ethernet Alliance, запропонувала абсолютно новий метод доступу, названий Demand Priority - пріоритетний доступ на вимогу. Він істотно міняв картину поведінки вузлів в мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet і стандарт 802.3, і для його стандартизації був організований новий комітет IEEE 802.12.<br /> <br /> Осінню 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3и, який не є самостійним стандартом, а є доповненням до існуючого стандарту 802.3 у вигляді розділів з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію 100VG-AnyLAN, яка використовує новий метод доступу Demand Priority і підтримує кадрів двох форматів - Ethernet і Token Ring.<br /> <br /> =='''Загальні вимоги до проектування'''==<br /> <br /> Fast Ethernet є розширенням існуючого стандарту Ethernet. Вона (технологія) працює за допомогою UTP-кабеля для передачі даних або опто-волоконного кабеля і використовує CSMA / CD в топології шини типу &quot;зірка&quot;, схожа на 10BASE-T, де всі кабелі кріпляться до концентратора. І це забезпечує сумісність з існуючими 10BASE-T системами і таким чином дозволяє plug-and-play (&quot;підключити і грати&quot;) оновлення з 10BASE-T. Fast Ethernet іноді називають 100BASE-X, де X є прототипом для FX і TX варіантів.<br /> <br /> &quot;100&quot; в позначенні типу носія відноситься до швидкості передачі 100 Мбіт/сек. &quot;BASE&quot; відноситься до концентратора (смуги) сигналів, що означає, що тільки сигнали Ethernet здійснюється в середовищі. TX, FX і Т4 відносяться до фізичного середовища, яке несе в собі сигнал.<br /> <br /> Швидкий адаптер Ethernet може бути логічно розділений на Media Access Controller (MAC), який займається питаннями більш високого рівня можливостей середовища та інтерфейс фізичного рівня (PHY). MAC може бути пов'язано з PHY за допомогою 4-бітного 25-МГц-го синхронного паралельного інтерфейсу, відомого як Media Independent Interface (MII) або 2бітного 50-МГц зменшеного варіанту Зменшеного Media Independent Interface (RMII). Повторювачі (концентратори) також допустимі і підключаються до декількох PHY для їх різних інтерфейсів.<br /> <br /> MII може (рідко) бути зовнішним зв'язком, але, як правило, є зв'язком між кількома ІС в мережевому адаптері або, навіть, в межах однієї мікросхеми. Специфікації, які написані, базуються на припущенні, що інтерфейс між MAC і PHY буде MII, але вони не вимагають цього.<br /> <br /> MII фіксує теоретичну максимальну швидкість передачі даних для всіх версій швидкого Ethernet до 100 Мбіт/с. Швидкість передачі даних, яка дійсно спостерігається в реальних мережах, менше теоретичного максимуму, у зв'язку з необхідним &quot;заголовком&quot; та &quot;причепом&quot; (біти адресації і виявлення помилок) на кожний кадр, випадковими &quot;втраченими кадрами&quot; у зв'язку з &quot;шумом&quot;, і часом очікування після кожного відправленого кадру для інших пристроїв в мережі, щоб закінчити передачу.<br /> <br /> [[Файл:Net-Card.JPEG]]<br /> <br /> =='''Технология''' ==<br /> <br /> В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.<br /> <br /> Причинами перехода на витую пару были:<br /> <br /> возможность работы в дуплексном режиме; <br /> низкая стоимость кабеля «витой пары»; <br /> более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле; <br /> большая помехозащищенность при использовании дифференциального сигнала; <br /> возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE); <br /> отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным «выгоранием» системного блока. <br /> Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.<br /> <br /> Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.<br /> <br /> В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптоволокну и еще через два года для передачи по витой паре.<br /> <br /> <br /> =='''''Відмінності Fast Ethernet від Ethernet''''' ==<br /> <br /> Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (мал. 1). Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, покажемо тільки кілька варіантів її фізичного рівня.<br /> <br /> [[Файл:11.JPG]]<br /> <br /> =='''''[[Фізичний рівень технології Fast Ethernet]]''''' ==<br /> <br /> Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:<br /> <br /> *волоконно-оптичний багатомодовый кабель, використовуються два волокна; <br /> <br /> *кручена пари категорії 5, використовуються дві пари; <br /> <br /> *кручена пари категорії 3, використовуються чотири пари.<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви : <br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-TX - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари.<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики. Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet. Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 нс. Усі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини і т.п.), вимірюються в бітових інтервалах, залишилися старими, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися. Ознакою вільного стану середовища є передача по ньому символу Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як у стандартах Ethernet 10 Мбіт/с). <br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть бути потрібно зміни в топології мережі.<br /> <br /> == '''ТРИ ВИДИ FAST ETHERNET''' ==<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви (рис. 2): <br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-FX]] - багатомодове оптоволокно, два волокна<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-TX]] - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-T4]] - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари<br /> <br /> [[Файл:Img002.jpg]]<br /> <br /> Рис. 2 - Структура фізичного рівня Fast Ethernet<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики.<br /> <br /> - Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабитного Ethernet.<br /> <br /> - Міжкадровий інтервал (IPG) рівний 0,96 мкс, а бітовий інтервал рівний 10 нс. Всі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочення, час передачі кадру мінімальної довжини і т. п.), зміряні в бітових інтервалах, залишилися колишніми, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися.<br /> <br /> - Ознакою вільного стану середовища є передача по ній символу Idle відповідної надмірної коди (а не відсутність сигналів, як в стандартах Ethernet 10 Мбіт/с).<br /> <br /> Фізичний рівень включає три елементи:<br /> <br /> - рівень узгодження (reconciliation sublayer);<br /> <br /> - незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, MII);<br /> <br /> - пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).<br /> <br /> Рівень узгодження потрібний для того, щоб рівень MAC, розрахований на інтерфейс AUI, зміг працювати з фізичним рівнем через інтерфейс MII.<br /> <br /> Пристрій фізичного рівня (PHY) полягає, у свою чергу, з декількох підрівнів (див. рис. 1):<br /> <br /> - підрівня логічного кодування даних, такого, що перетворює що поступають від рівня MAC байти в символи коди 4В/5В або 8В/6Т (обидві коди використовуються в технології Fast Ethernet);<br /> <br /> - підрівнів фізичного приєднання і підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), які забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI або MLT-3;<br /> <br /> - підрівня автопереговорів, який дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найбільш ефективний режим роботи, наприклад, напівдуплексний або повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).<br /> <br /> Інтерфейс MII підтримує незалежний від фізичного середовища спосіб обміну даними між підрівнем MAC і підрівнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між підрівнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і підрівнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс Мii розташовується між підрівнем MAC і підрівнями кодування сигналу, яких в стандарті Fast Ethernet три, - FX, ТХ і Т4.<br /> <br /> Роз'їм Мii на відміну від роз'єму AUI має 40 контактів, максимальна довжина кабелю Мii складає один метр. Сигнали, передавані по інтерфейсу Мii, мають амплітуду 5 Ст.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна'''''==<br /> <br /> Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і повнодуплексному режимах. Як і в стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (Rx) і від передавача (Тх).<br /> <br /> Між специфікаціями 100Base-FX і 100Base-TX є багато загального, тому загальні для двох специфікацій властивості даватимуться під узагальненою назвою 100Base-FX/TX.<br /> <br /> Тоді як Ethernet із швидкістю передачі 10 Мбіт/с використовує манчестерське кодування для представлення даних при передачі по кабелю, в стандарті Fast Ethernet визначений інший метод кодування - 4В/5В. При цьому методі кожні 4 бита даних підрівня MAC (званих символами) представляються 5 бітами. Надмірний біт дозволяє застосувати потенційні коди при уявленні кожного з п'яти битий у вигляді електричних або оптичних імпульсів. Існування заборонених комбінацій символів дозволяє отбраковывать помилкові символи, що підвищує стійкість роботи мереж з 100Base-FX/TX.<br /> [[Файл:Img003.jpg]]<br /> <br /> Рис. 3 - Структура кадру Fast Ethernet<br /> <br /> Для відділення кадру Ethernet від символів Idle використовується комбінація символів Start Delimiter (пара символів J (11000) і До (10001) коди 4В/5В, а після завершення кадру перед першим символом Idle вставляється символ Т (рис. 3).<br /> <br /> Після перетворення 4-бітових порцій код MAC в 5-бітові порції фізичного рівня їх необхідно представити у вигляді оптичних або електричних сигналів в кабелі, що сполучає вузли мережі. Специфікації 100Base-FX і 100Base-TX використовують для цього різні методи фізичного кодування - NRZI і MLT-3 відповідно (як і в технології FDDI при роботі через оптоволокно і виту пару).<br /> <br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-TX - вита пара UTP Cat 5 або STP Type 1, дві пари'''''==<br /> <br /> Як середовище передачі даних специфікація 100Base-TX використовує кабель UTP категорії 5 або кабель STP Type 1. Максимальна довжина кабелю в обох випадках -100 м.<br /> <br /> Основні відмінності від специфікації 100Base-FX - використання методу MLT-3 для передачі сигналів 5-бітових порцій коди 4В/5В по витій парі, а також наявність функції автопереговорів (Auto-negotiation) для вибору режиму роботи порту. Схема автопереговорів дозволяє двом сполученим фізично пристроям, які підтримують декілька стандартів фізичного рівня, що відрізняються бітовою швидкістю і кількістю витих пар, вибрати найбільш вигідний режим роботи. Зазвичай процедура автопереговорів відбувається при під'єднуванні мережевого адаптера, який може працювати на швидкостях 10 і 100 Мбіт/с, до концентратора або комутатора.<br /> <br /> Описана нижче схема Auto-negotiation сьогодні є стандартом технології 100Base-T. До цього виробники застосовували різні власні схеми автоматичного визначення швидкості роботи взаємодіючих портів, які не були сумісні. Прийняту як стандарт схему Auto-negotiation запропонувала спочатку компанія National Semiconductor під назвою NWay.<br /> <br /> Всього в даний час визначено 5 різних режимів роботи, які можуть підтримувати пристрої 100Base-TX або 100Base-T4 на витих парах:<br /> <br /> - 10Base-T - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 10Base-T full-duplex - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP);<br /> <br /> - 100Base-T4 - 4 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX full-duplex - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP).<br /> <br /> Режим 10Base-T має найнижчий пріоритет при переговорному процесі, а повнодуплексний режим 100Base-TX - найвищий. Переговорний процес відбувається при включенні живлення пристрою, а також може бути ініційований у будь-який момент модулем управління пристрою<br /> <br /> Пристрій, що почав процес auto-negotiation, посилає своєму партнерові пачку спеціальних імпульсів Fast Link Pulse burst (FLP), в якому міститься 8-бітове слово, що кодує пропонований режим взаємодії, починаючи з найпріоритетнішого, підтримуваного даним вузлом.<br /> <br /> Якщо вузол-партнер підтримує функцію auto-negotuiation і також може підтримувати запропонований режим, він відповідає пачкою імпульсів FLP, в якій підтверджує даний режим, і на цьому переговори закінчуються. Якщо ж вузол-партнер може підтримувати менш пріоритетний режим, то він указує його відповідає, і цей режим вибирається як робочого. Таким чином, завжди вибирається найбільш пріоритетний загальний режим вузлів.<br /> <br /> Вузол, який підтримує тільки технологію 10Base-T, кожні 16 мс посилає манчестерські імпульси для перевірки цілісності лінії, що пов'язує його з сусіднім вузлом. Такий вузол не розуміє запит FLP, який робить йому вузол з функцією Auto-negotiation, і продовжує посилати свої імпульси. Вузол, що отримав у відповідь на запит FLP тільки імпульси перевірки цілісності лінії, розуміє, що його партнер може працювати тільки за стандартом 10Base-T, і встановлює цей режим роботи і для себе.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-T4 - вита пара UTP Cat 3, чотири пари'''''==<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 була розроблена для того, щоб можна було використовувати для високошвидкісного Ethernet наявну проводку на витій парі категорії 3. Ця специфікація дозволяє підвищити загальну пропускну спроможність за рахунок одночасної передачі потоків битий по всіх 4 парам кабелю.<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 з'явилася пізніше за інші специфікації фізичного рівня Fast Ethernet. Розробники цієї технології в першу чергу хотіли створити фізичні специфікації, найбільш близькі до специфікацій 10Base-T і 10Base-F, які працювали на двох лініях передачі даних: двох парах або двох волокнах. Для реалізації роботи по двох витих парах довелося перейти на якісніший кабель категорії 5.<br /> <br /> В той же час розробники конкуруючої технології 100VG-AnyLAN спочатку зробили ставку на роботу по витій парі категорії 3; найголовніша перевага полягала не стільки у вартості, а в тому, що вона була вже прокладена в переважному числі будівель. Тому після випуску специфікацій 100Base-TX і 100Base-FX розробники технології Fast Ethernet реалізували свій варіант фізичного рівня для витої пари категорії 3.<br /> <br /> Замість кодування 4В/5В в цьому методі використовується кодування 8В/6Т, яке володіє вужчим спектром сигналу і при швидкості 33 Мбіт/с укладається в смугу 16 Мгц витої пари категорії 3 (при кодуванні 4В/5В спектр сигналу в цю смугу не укладається). Кожні 8 біт інформації рівня MAC кодуються 6-у трійковими цифрами (ternary symbols), тобто цифрами, що мають три стани. Кожна трійкова цифра має тривалість 40 нс. Група з 6-ти трійкових цифр потім передається на одну з трьох передавальних витих пар, незалежно і послідовно.<br /> <br /> Четверта пара завжди використовується для прослуховування частоти, що несе, в цілях виявлення колізії. Швидкість передачі даних по кожній з трьох передаю щих пару рівна 33,3 Мбіт/с, тому загальна швидкість протоколу 100Base-T4 складає 100 Мбіт/с. В той же час із-за прийнятого способу кодування швидкість зміни сигналу на кожній парі рівна всього 25 Мбод, що і дозволяє використовувати виту пару категорії 3.<br /> <br /> На рис. 4 показано з'єднання порту MDI мережевого адаптера 100Base-T4 з портом MDI-X концентратора (приставка Х говорить про те, що у цього роз'єму приєднання приймача і передавача міняються парами кабелю в порівнянні з роз'ємом мережевого адаптера, що дозволяє простіше сполучати пари проводів в кабелі - без перехрещення). Пара 1-2 завжди потрібний для передачі даних від порту MDI до порту MDI-X, пара 3-6 -для прийому даних портом MDI від порту MDI-X, а пари 4-5 і 7-8 є двонаправленими і використовуються як для прийому, так і для передачі, залежно від потреби.<br /> [[Файл:Img004.jpg]]<br /> <br /> Рис. 4 - З'єднання вузлів по специфікації 100Base-T4<br /> <br /> <br /> =='''''Правила побудови сегментів Fast Ethernet при використанні повторювачей класу I і класу II'''''==<br /> <br /> Технологія Fast Ethernet, як і всі некоаксіальні варіанти Ethernet розрахована на підключення кінцевих вузлів - комп'ютерів з відповідними мережевими адаптерами - до багатопортових концентраторів-повторителям або комутаторів.<br /> <br /> Правила коректної побудови сегментів мереж Fast Ethernet включають:<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з DTE;<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з портом повторителя;<br /> <br /> - обмеження на максимальний діаметр мережі;<br /> <br /> - обмеження на максимальне число повторителей і максимальну довжину сегменту, що сполучає повторители.<br /> <br /> =='''''Обмеження довжин сегментів DTE-DTE'''''==<br /> <br /> Як DTE (Data Terminal Equipment) може виступати будь-яке джерело кадрів даних для мережі: мережевий адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управління мережею і інші подібні пристрої. Порт повторителя немає DTE, оскільки він побитно повторює кадр, що вже з'явився в сегменті. У типовій конфігурації мережі Fast Ethernet декілька DTE підключається до портів повторителя, утворюючи мережу зіркоподібної топології.<br /> <br /> <br /> <br /> Специфікація IEEE 802.3u визначає наступні максимальні значення сегментів DTE-DTE: <br /> [[Файл:Img005.jpg]]<br /> <br /> ==Метод кодування NRZI==<br /> <br /> NRZI - Non Return to Zero Invertive (інверсне кодування без повернення до нуля) Цей метод є модифікованим методом Non Return to Zero (NRZ), де для представлення 1 і 0 використовуються потенціали двох рівнів. У коді NRZ I також використовується 2 потенціалу, але його поточне значення залежить від попереднього. Якщо поточне значення біта &quot;1&quot;, то отриманий потенціал повинен бути інверсією від попереднього, якщо значення біта &quot;0&quot; - такий же.<br /> <br /> [[Файл:Кук.png]]<br /> <br /> <br /> Оскільки код незахищений від довгих послідовностей &quot;нулів&quot; або &quot;одиниць&quot;, то це може призвести до проблем синхронізації. Тому перед передачею, задану послідовність бітів рекомендується попередньо закодувати кодом передбачають скремблирование (скремблер призначений для додання властивостей випадковості переданої послідовності даних з метою полегшення виділення тактової частоти приймачем).<br /> <br /> ==Метод кодування MLT-3==<br /> <br /> MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (багаторівнева передача) - трохи схожий з кодом NRZ, але на відміну від останнього має три рівні сигналу.<br /> <br /> Одиниці відповідає перехід з одного рівня сигналу на інший, причому зміна рівня сигналу відбувається послідовно з урахуванням попереднього переходу. При передачі &quot;нуля&quot; сигнал не змінюється.<br /> <br /> [[Файл:yty.png]]<br /> <br /> <br /> Цей код, так само як і NRZ потребує попереднього кодування.<br /> <br /> =='''''Обмеження мереж Fast Ethernet, побудованих на повторителях'''''==<br /> <br /> Повторітелі Fast Ethernet діляться на два класи.<br /> <br /> Повторітелі класу I підтримують всі типи систем кодування фізичного рівня: 100Base-TX/FX (4B/5B) і 100Base-T4 (8B/6T). Повторітелі класу II підтримують тільки один тип системи кодування фізичного рівня - 100Base-TX/FX або 100Base-T4. Тобто повторители класу I дозволяють виконувати трансляцію логічних код з бітовою швидкістю 100 Мбіт/с, а повторителям класу II ця операція недоступна.<br /> <br /> У одному домені колізій допускається наявність тільки одного повторителя класу I. Це пов'язано з тим, що такий повторитель вносить велику затримку при розповсюдженні сигналів із-за необхідності трансляції різних систем сигналізації – 70bt.<br /> <br /> Максимальне число повторителей класу II в домені колізій - 2, причому вони повинні бути сполучені між собою кабелем не довше 5 метрів.<br /> <br /> Невелика кількість повторителей Fast Ethernet не є серйозною перешкодою при побудові мереж. По-перше, наявність стекових повторителей знімає проблеми обмеженого числа портів - всі повторители, що каскадують, є одним повторитель з достатнім числом портів - до декількох сотень. По-друге, застосування комутаторів і маршрутизаторів ділить мережа на декілька доменів колізій, в кожному з яких зазвичай є не дуже велике число станцій.<br /> <br /> У наступній таблиці зведені правила побудови мережі на основі повторителе класу I.<br /> [[Файл:img006.jpg]]<br /> <br /> Ці обмеження проілюстровані типовими конфігураціями мереж, показаними на рис. 5.<br /> [[Файл:img007.jpg]]<br /> <br /> Рис. 5 - Приклади побудови мережі за допомогою повторювачей класу I<br /> <br /> Таким чином, правило 4-х хабов перетворилося для технології Fast Ethernet в правило одного або двох хабов, залежно від класу хаба.<br /> <br /> При визначенні коректності конфігурації мережі можна не керуватися правилами одного або двох хабов, а розраховувати час подвійного обороту мережі, як це було показано раніше для мережі Ethernet 10 Мбіт/с.<br /> <br /> =='''''БІГУН НА КОРОТКІ ДИСТАНЦІЇ'''''==<br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть потрібно зміни в топології мережі. <br /> <br /> Теоретична межа діаметру сегменту мережі Fast Ethernet складає 250 метрів; це всього лише 10 відсотків теоретичної межі розміру мережі Ethernet (2500 метрів). Дане обмеження виникає з характеру протоколу CSMA/CD і швидкості передачі 100Мбит/с. <br /> Як вже наголошувалося раніше, передавальна дані робоча станція повинна прослуховувати мережу протягом часу, що дозволяє переконатися в тому, що дані досягли станції призначення. У мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с (наприклад 10Base5) проміжок часу, необхідний робочій станції для прослуховування мережі на предмет конфлікту, визначається відстанню, яка 512-бітовий кадр (розмір кадру заданий в стандарті Ethernet) пройде за час обробки цього кадру на робочій станції. Для мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с ця відстань рівно 2500 метрів (див. Мал. 1). <br /> <br /> З іншого боку, той же самий 512-бітовий кадр (стандарт 802.3u задає кадр того ж розміру, що і 802.3, тобто в 512 біт), передаваний робочою станцією в мережі Fast Ethernet, пройде всього 250 м, перш ніж робоча станція завершить його обробку (див. Мал. 2). Якби приймаюча станція була віддалена від передавальної станції на відстань понад 250 м, то кадр міг би вступити в конфлікт з іншим кадром на лінії де-небудь далі, а передавальна станція, завершивши передачу, вже не сприйняла б цей конфлікт. Тому максимальний діаметр мережі 100BaseT складає 250 метрів (див. Рис.3). <br /> <br /> Щоб використовувати допустиму дистанцію, буде потрібно два повторітеля для з'єднання всіх вузлів. Згідно стандарту, максимальна відстань між вузлом і повторітелем складає 100 метрів; у Fast Ethernet, як і в 10BaseT, відстань між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100метров. Оскільки сполучні пристрої (повторітелі) вносять додаткові затримки, реальна робоча відстань між вузлами може опинитися ще менше. Тому представляється розумним брати всі відстані з деяким запасом. <br /> Для роботи на великих відстанях доведеться придбати оптичний кабель. Наприклад, устаткування 100BaseFX в напівдуплексному режимі дозволяє з'єднати комутатор з іншим комутатором або кінцевою станцією, що знаходиться на відстані до 450 метрів один від одного. Встановивши повнодуплексний 100BaseFX, можна з'єднати два мережеві пристрої на відстані до двох кілометрів. <br /> <br /> =='''''ВИСНОВКИ'''''==<br /> <br /> Підсумовуючи все вищесказане, відмітимо, що, як нам здається, Fast Ethernet найбільш хороший для вирішення проблем високих пікових навантажень. Наприклад, якщо хтось з користувачів працює з САПР або програмами обробки зображень і потребує підвищення пропускної спроможності, то Fast Ethernet може виявитися хорошим виходом з положення. Проте якщо проблеми викликані надмірним числом користувачів в мережі, то 100BaseT починає гальмувати обмін інформацією при приблизно 50-процентному завантаженні сеті- іншими словами, на тому ж рівні, що і 10BaseT. Але врешті-решт, адже це не більше ніж розширення 10BaseT.<br /> <br /> <br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Yty.png 2012-09-17T05:25:48Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/Fast_Ethernet 2012-09-17T05:25:10Z

<p>Stanislav chigirev: /* Метод кодування NRZI */</p> <hr /> <div>Fast Ethernet - специфікація IEЕЕ 802.3 u офіційно прийнята 26 жовтня 1995 року визначає стандарт протоколу канального рівня для мереж працюють при використанні як мідного, так і волоконно-оптичного кабелю зі швидкістю 100Мб / с. Нова специфікація є спадкоємицею стандарту Ethernet IEЕЕ 802.3, використовуючи такий же формат кадру, механізм доступу до середовища CSMA / CD і топологію зірка. Еволюція торкнулася декількох елементів конфігурації засобів фізичного рівня, що дозволило збільшити пропускну спроможність, включаючи типи застосовуваного кабелю, довжину сегментів і кількість концентраторів.<br /> <br /> <br /> == Історія ==<br /> Класичний 10-мегабитный Ethernet влаштовував більшість користувачів на протязі близько 15 років. Проте на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна спроможність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 з шинами ISA (8 Мбайт/с) або EISA (32 Мбайт/с) пропускна спроможність сегменту Ethernet складала 1/8 або 1/32 каналу «пам'ять-диск», і це добре узгоджувалося із співвідношенням об'ємів даних, що обробляються локально, і даних, передаваних по мережі. Для могутніших клієнтських станцій з шиною PCI (133 Мбайт/с) ця частка впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабитного Ethernet стали переобтяженими, реакція серверів в них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більш знижуючи корисну пропускну спроможність.<br /> <br /> Назріла необхідність в розробці «нового» Ethernet, тобто технології, яка була б такою ж ефективною по співвідношенню ціна/якість при продуктивності 100 Мбіт/с. В результаті пошуків і досліджень фахівці розділилися на два табори, що врешті-решт привело до появи двох нових технологій - Fast Ethernet і 100VG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем спадкоємності з класичним Ethernet.<br /> <br /> У 1992 році група виробників мережевого устаткування, включаючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com і ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка повинна була в максимально можливому ступені зберегти особливості технології Ethernet.<br /> <br /> Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard і AT&amp;T, які запропонували скористатися слушною нагодою для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через деякий час до цих компаній приєдналася компанія IBM, яка внесла свій внесок пропозицією забезпечити в новій технології деяку сумісність з мережами Token Ring.<br /> <br /> У комітеті 802 інститути IEEE в цей же час була сформована дослідницька група для вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року і по кінець 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабитные рішення, запропоновані різними виробниками. Разом з пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також і високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT&amp;T.<br /> <br /> В центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA/CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігала цей метод і тим самим забезпечувала спадкоємність і узгодженість мереж 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с. Коаліція HP і AT&amp;T, яка мала підтримку значно меншого числа виробників в мережевій індустрії, чим Fast Ethernet Alliance, запропонувала абсолютно новий метод доступу, названий Demand Priority - пріоритетний доступ на вимогу. Він істотно міняв картину поведінки вузлів в мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet і стандарт 802.3, і для його стандартизації був організований новий комітет IEEE 802.12.<br /> <br /> Осінню 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3и, який не є самостійним стандартом, а є доповненням до існуючого стандарту 802.3 у вигляді розділів з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію 100VG-AnyLAN, яка використовує новий метод доступу Demand Priority і підтримує кадрів двох форматів - Ethernet і Token Ring.<br /> <br /> =='''Загальні вимоги до проектування'''==<br /> <br /> Fast Ethernet є розширенням існуючого стандарту Ethernet. Вона (технологія) працює за допомогою UTP-кабеля для передачі даних або опто-волоконного кабеля і використовує CSMA / CD в топології шини типу &quot;зірка&quot;, схожа на 10BASE-T, де всі кабелі кріпляться до концентратора. І це забезпечує сумісність з існуючими 10BASE-T системами і таким чином дозволяє plug-and-play (&quot;підключити і грати&quot;) оновлення з 10BASE-T. Fast Ethernet іноді називають 100BASE-X, де X є прототипом для FX і TX варіантів.<br /> <br /> &quot;100&quot; в позначенні типу носія відноситься до швидкості передачі 100 Мбіт/сек. &quot;BASE&quot; відноситься до концентратора (смуги) сигналів, що означає, що тільки сигнали Ethernet здійснюється в середовищі. TX, FX і Т4 відносяться до фізичного середовища, яке несе в собі сигнал.<br /> <br /> Швидкий адаптер Ethernet може бути логічно розділений на Media Access Controller (MAC), який займається питаннями більш високого рівня можливостей середовища та інтерфейс фізичного рівня (PHY). MAC може бути пов'язано з PHY за допомогою 4-бітного 25-МГц-го синхронного паралельного інтерфейсу, відомого як Media Independent Interface (MII) або 2бітного 50-МГц зменшеного варіанту Зменшеного Media Independent Interface (RMII). Повторювачі (концентратори) також допустимі і підключаються до декількох PHY для їх різних інтерфейсів.<br /> <br /> MII може (рідко) бути зовнішним зв'язком, але, як правило, є зв'язком між кількома ІС в мережевому адаптері або, навіть, в межах однієї мікросхеми. Специфікації, які написані, базуються на припущенні, що інтерфейс між MAC і PHY буде MII, але вони не вимагають цього.<br /> <br /> MII фіксує теоретичну максимальну швидкість передачі даних для всіх версій швидкого Ethernet до 100 Мбіт/с. Швидкість передачі даних, яка дійсно спостерігається в реальних мережах, менше теоретичного максимуму, у зв'язку з необхідним &quot;заголовком&quot; та &quot;причепом&quot; (біти адресації і виявлення помилок) на кожний кадр, випадковими &quot;втраченими кадрами&quot; у зв'язку з &quot;шумом&quot;, і часом очікування після кожного відправленого кадру для інших пристроїв в мережі, щоб закінчити передачу.<br /> <br /> [[Файл:Net-Card.JPEG]]<br /> <br /> =='''Технология''' ==<br /> <br /> В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.<br /> <br /> Причинами перехода на витую пару были:<br /> <br /> возможность работы в дуплексном режиме; <br /> низкая стоимость кабеля «витой пары»; <br /> более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле; <br /> большая помехозащищенность при использовании дифференциального сигнала; <br /> возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE); <br /> отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным «выгоранием» системного блока. <br /> Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.<br /> <br /> Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.<br /> <br /> В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптоволокну и еще через два года для передачи по витой паре.<br /> <br /> <br /> =='''''Відмінності Fast Ethernet від Ethernet''''' ==<br /> <br /> Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (мал. 1). Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, покажемо тільки кілька варіантів її фізичного рівня.<br /> <br /> [[Файл:11.JPG]]<br /> <br /> =='''''[[Фізичний рівень технології Fast Ethernet]]''''' ==<br /> <br /> Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:<br /> <br /> *волоконно-оптичний багатомодовый кабель, використовуються два волокна; <br /> <br /> *кручена пари категорії 5, використовуються дві пари; <br /> <br /> *кручена пари категорії 3, використовуються чотири пари.<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви : <br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-TX - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари.<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики. Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet. Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 нс. Усі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини і т.п.), вимірюються в бітових інтервалах, залишилися старими, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися. Ознакою вільного стану середовища є передача по ньому символу Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як у стандартах Ethernet 10 Мбіт/с). <br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть бути потрібно зміни в топології мережі.<br /> <br /> == '''ТРИ ВИДИ FAST ETHERNET''' ==<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви (рис. 2): <br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-FX]] - багатомодове оптоволокно, два волокна<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-TX]] - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-T4]] - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари<br /> <br /> [[Файл:Img002.jpg]]<br /> <br /> Рис. 2 - Структура фізичного рівня Fast Ethernet<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики.<br /> <br /> - Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабитного Ethernet.<br /> <br /> - Міжкадровий інтервал (IPG) рівний 0,96 мкс, а бітовий інтервал рівний 10 нс. Всі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочення, час передачі кадру мінімальної довжини і т. п.), зміряні в бітових інтервалах, залишилися колишніми, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися.<br /> <br /> - Ознакою вільного стану середовища є передача по ній символу Idle відповідної надмірної коди (а не відсутність сигналів, як в стандартах Ethernet 10 Мбіт/с).<br /> <br /> Фізичний рівень включає три елементи:<br /> <br /> - рівень узгодження (reconciliation sublayer);<br /> <br /> - незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, MII);<br /> <br /> - пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).<br /> <br /> Рівень узгодження потрібний для того, щоб рівень MAC, розрахований на інтерфейс AUI, зміг працювати з фізичним рівнем через інтерфейс MII.<br /> <br /> Пристрій фізичного рівня (PHY) полягає, у свою чергу, з декількох підрівнів (див. рис. 1):<br /> <br /> - підрівня логічного кодування даних, такого, що перетворює що поступають від рівня MAC байти в символи коди 4В/5В або 8В/6Т (обидві коди використовуються в технології Fast Ethernet);<br /> <br /> - підрівнів фізичного приєднання і підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), які забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI або MLT-3;<br /> <br /> - підрівня автопереговорів, який дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найбільш ефективний режим роботи, наприклад, напівдуплексний або повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).<br /> <br /> Інтерфейс MII підтримує незалежний від фізичного середовища спосіб обміну даними між підрівнем MAC і підрівнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між підрівнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і підрівнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс Мii розташовується між підрівнем MAC і підрівнями кодування сигналу, яких в стандарті Fast Ethernet три, - FX, ТХ і Т4.<br /> <br /> Роз'їм Мii на відміну від роз'єму AUI має 40 контактів, максимальна довжина кабелю Мii складає один метр. Сигнали, передавані по інтерфейсу Мii, мають амплітуду 5 Ст.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна'''''==<br /> <br /> Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і повнодуплексному режимах. Як і в стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (Rx) і від передавача (Тх).<br /> <br /> Між специфікаціями 100Base-FX і 100Base-TX є багато загального, тому загальні для двох специфікацій властивості даватимуться під узагальненою назвою 100Base-FX/TX.<br /> <br /> Тоді як Ethernet із швидкістю передачі 10 Мбіт/с використовує манчестерське кодування для представлення даних при передачі по кабелю, в стандарті Fast Ethernet визначений інший метод кодування - 4В/5В. При цьому методі кожні 4 бита даних підрівня MAC (званих символами) представляються 5 бітами. Надмірний біт дозволяє застосувати потенційні коди при уявленні кожного з п'яти битий у вигляді електричних або оптичних імпульсів. Існування заборонених комбінацій символів дозволяє отбраковывать помилкові символи, що підвищує стійкість роботи мереж з 100Base-FX/TX.<br /> [[Файл:Img003.jpg]]<br /> <br /> Рис. 3 - Структура кадру Fast Ethernet<br /> <br /> Для відділення кадру Ethernet від символів Idle використовується комбінація символів Start Delimiter (пара символів J (11000) і До (10001) коди 4В/5В, а після завершення кадру перед першим символом Idle вставляється символ Т (рис. 3).<br /> <br /> Після перетворення 4-бітових порцій код MAC в 5-бітові порції фізичного рівня їх необхідно представити у вигляді оптичних або електричних сигналів в кабелі, що сполучає вузли мережі. Специфікації 100Base-FX і 100Base-TX використовують для цього різні методи фізичного кодування - NRZI і MLT-3 відповідно (як і в технології FDDI при роботі через оптоволокно і виту пару).<br /> <br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-TX - вита пара UTP Cat 5 або STP Type 1, дві пари'''''==<br /> <br /> Як середовище передачі даних специфікація 100Base-TX використовує кабель UTP категорії 5 або кабель STP Type 1. Максимальна довжина кабелю в обох випадках -100 м.<br /> <br /> Основні відмінності від специфікації 100Base-FX - використання методу MLT-3 для передачі сигналів 5-бітових порцій коди 4В/5В по витій парі, а також наявність функції автопереговорів (Auto-negotiation) для вибору режиму роботи порту. Схема автопереговорів дозволяє двом сполученим фізично пристроям, які підтримують декілька стандартів фізичного рівня, що відрізняються бітовою швидкістю і кількістю витих пар, вибрати найбільш вигідний режим роботи. Зазвичай процедура автопереговорів відбувається при під'єднуванні мережевого адаптера, який може працювати на швидкостях 10 і 100 Мбіт/с, до концентратора або комутатора.<br /> <br /> Описана нижче схема Auto-negotiation сьогодні є стандартом технології 100Base-T. До цього виробники застосовували різні власні схеми автоматичного визначення швидкості роботи взаємодіючих портів, які не були сумісні. Прийняту як стандарт схему Auto-negotiation запропонувала спочатку компанія National Semiconductor під назвою NWay.<br /> <br /> Всього в даний час визначено 5 різних режимів роботи, які можуть підтримувати пристрої 100Base-TX або 100Base-T4 на витих парах:<br /> <br /> - 10Base-T - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 10Base-T full-duplex - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP);<br /> <br /> - 100Base-T4 - 4 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX full-duplex - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP).<br /> <br /> Режим 10Base-T має найнижчий пріоритет при переговорному процесі, а повнодуплексний режим 100Base-TX - найвищий. Переговорний процес відбувається при включенні живлення пристрою, а також може бути ініційований у будь-який момент модулем управління пристрою<br /> <br /> Пристрій, що почав процес auto-negotiation, посилає своєму партнерові пачку спеціальних імпульсів Fast Link Pulse burst (FLP), в якому міститься 8-бітове слово, що кодує пропонований режим взаємодії, починаючи з найпріоритетнішого, підтримуваного даним вузлом.<br /> <br /> Якщо вузол-партнер підтримує функцію auto-negotuiation і також може підтримувати запропонований режим, він відповідає пачкою імпульсів FLP, в якій підтверджує даний режим, і на цьому переговори закінчуються. Якщо ж вузол-партнер може підтримувати менш пріоритетний режим, то він указує його відповідає, і цей режим вибирається як робочого. Таким чином, завжди вибирається найбільш пріоритетний загальний режим вузлів.<br /> <br /> Вузол, який підтримує тільки технологію 10Base-T, кожні 16 мс посилає манчестерські імпульси для перевірки цілісності лінії, що пов'язує його з сусіднім вузлом. Такий вузол не розуміє запит FLP, який робить йому вузол з функцією Auto-negotiation, і продовжує посилати свої імпульси. Вузол, що отримав у відповідь на запит FLP тільки імпульси перевірки цілісності лінії, розуміє, що його партнер може працювати тільки за стандартом 10Base-T, і встановлює цей режим роботи і для себе.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-T4 - вита пара UTP Cat 3, чотири пари'''''==<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 була розроблена для того, щоб можна було використовувати для високошвидкісного Ethernet наявну проводку на витій парі категорії 3. Ця специфікація дозволяє підвищити загальну пропускну спроможність за рахунок одночасної передачі потоків битий по всіх 4 парам кабелю.<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 з'явилася пізніше за інші специфікації фізичного рівня Fast Ethernet. Розробники цієї технології в першу чергу хотіли створити фізичні специфікації, найбільш близькі до специфікацій 10Base-T і 10Base-F, які працювали на двох лініях передачі даних: двох парах або двох волокнах. Для реалізації роботи по двох витих парах довелося перейти на якісніший кабель категорії 5.<br /> <br /> В той же час розробники конкуруючої технології 100VG-AnyLAN спочатку зробили ставку на роботу по витій парі категорії 3; найголовніша перевага полягала не стільки у вартості, а в тому, що вона була вже прокладена в переважному числі будівель. Тому після випуску специфікацій 100Base-TX і 100Base-FX розробники технології Fast Ethernet реалізували свій варіант фізичного рівня для витої пари категорії 3.<br /> <br /> Замість кодування 4В/5В в цьому методі використовується кодування 8В/6Т, яке володіє вужчим спектром сигналу і при швидкості 33 Мбіт/с укладається в смугу 16 Мгц витої пари категорії 3 (при кодуванні 4В/5В спектр сигналу в цю смугу не укладається). Кожні 8 біт інформації рівня MAC кодуються 6-у трійковими цифрами (ternary symbols), тобто цифрами, що мають три стани. Кожна трійкова цифра має тривалість 40 нс. Група з 6-ти трійкових цифр потім передається на одну з трьох передавальних витих пар, незалежно і послідовно.<br /> <br /> Четверта пара завжди використовується для прослуховування частоти, що несе, в цілях виявлення колізії. Швидкість передачі даних по кожній з трьох передаю щих пару рівна 33,3 Мбіт/с, тому загальна швидкість протоколу 100Base-T4 складає 100 Мбіт/с. В той же час із-за прийнятого способу кодування швидкість зміни сигналу на кожній парі рівна всього 25 Мбод, що і дозволяє використовувати виту пару категорії 3.<br /> <br /> На рис. 4 показано з'єднання порту MDI мережевого адаптера 100Base-T4 з портом MDI-X концентратора (приставка Х говорить про те, що у цього роз'єму приєднання приймача і передавача міняються парами кабелю в порівнянні з роз'ємом мережевого адаптера, що дозволяє простіше сполучати пари проводів в кабелі - без перехрещення). Пара 1-2 завжди потрібний для передачі даних від порту MDI до порту MDI-X, пара 3-6 -для прийому даних портом MDI від порту MDI-X, а пари 4-5 і 7-8 є двонаправленими і використовуються як для прийому, так і для передачі, залежно від потреби.<br /> [[Файл:Img004.jpg]]<br /> <br /> Рис. 4 - З'єднання вузлів по специфікації 100Base-T4<br /> <br /> <br /> =='''''Правила побудови сегментів Fast Ethernet при використанні повторювачей класу I і класу II'''''==<br /> <br /> Технологія Fast Ethernet, як і всі некоаксіальні варіанти Ethernet розрахована на підключення кінцевих вузлів - комп'ютерів з відповідними мережевими адаптерами - до багатопортових концентраторів-повторителям або комутаторів.<br /> <br /> Правила коректної побудови сегментів мереж Fast Ethernet включають:<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з DTE;<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з портом повторителя;<br /> <br /> - обмеження на максимальний діаметр мережі;<br /> <br /> - обмеження на максимальне число повторителей і максимальну довжину сегменту, що сполучає повторители.<br /> <br /> =='''''Обмеження довжин сегментів DTE-DTE'''''==<br /> <br /> Як DTE (Data Terminal Equipment) може виступати будь-яке джерело кадрів даних для мережі: мережевий адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управління мережею і інші подібні пристрої. Порт повторителя немає DTE, оскільки він побитно повторює кадр, що вже з'явився в сегменті. У типовій конфігурації мережі Fast Ethernet декілька DTE підключається до портів повторителя, утворюючи мережу зіркоподібної топології.<br /> <br /> <br /> <br /> Специфікація IEEE 802.3u визначає наступні максимальні значення сегментів DTE-DTE: <br /> [[Файл:Img005.jpg]]<br /> <br /> ==Метод кодування NRZI==<br /> <br /> NRZI - Non Return to Zero Invertive (інверсне кодування без повернення до нуля) Цей метод є модифікованим методом Non Return to Zero (NRZ), де для представлення 1 і 0 використовуються потенціали двох рівнів. У коді NRZ I також використовується 2 потенціалу, але його поточне значення залежить від попереднього. Якщо поточне значення біта &quot;1&quot;, то отриманий потенціал повинен бути інверсією від попереднього, якщо значення біта &quot;0&quot; - такий же.<br /> <br /> [[Файл:Кук.png]]<br /> <br /> <br /> Оскільки код незахищений від довгих послідовностей &quot;нулів&quot; або &quot;одиниць&quot;, то це може призвести до проблем синхронізації. Тому перед передачею, задану послідовність бітів рекомендується попередньо закодувати кодом передбачають скремблирование (скремблер призначений для додання властивостей випадковості переданої послідовності даних з метою полегшення виділення тактової частоти приймачем).<br /> <br /> ==Метод кодування MLT-3==<br /> <br /> MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (багаторівнева передача) - трохи схожий з кодом NRZ, але на відміну від останнього має три рівні сигналу.<br /> <br /> Одиниці відповідає перехід з одного рівня сигналу на інший, причому зміна рівня сигналу відбувається послідовно з урахуванням попереднього переходу. При передачі &quot;нуля&quot; сигнал не змінюється.<br /> <br /> Цей код, так само як і NRZ потребує попереднього кодування.<br /> <br /> =='''''Обмеження мереж Fast Ethernet, побудованих на повторителях'''''==<br /> <br /> Повторітелі Fast Ethernet діляться на два класи.<br /> <br /> Повторітелі класу I підтримують всі типи систем кодування фізичного рівня: 100Base-TX/FX (4B/5B) і 100Base-T4 (8B/6T). Повторітелі класу II підтримують тільки один тип системи кодування фізичного рівня - 100Base-TX/FX або 100Base-T4. Тобто повторители класу I дозволяють виконувати трансляцію логічних код з бітовою швидкістю 100 Мбіт/с, а повторителям класу II ця операція недоступна.<br /> <br /> У одному домені колізій допускається наявність тільки одного повторителя класу I. Це пов'язано з тим, що такий повторитель вносить велику затримку при розповсюдженні сигналів із-за необхідності трансляції різних систем сигналізації – 70bt.<br /> <br /> Максимальне число повторителей класу II в домені колізій - 2, причому вони повинні бути сполучені між собою кабелем не довше 5 метрів.<br /> <br /> Невелика кількість повторителей Fast Ethernet не є серйозною перешкодою при побудові мереж. По-перше, наявність стекових повторителей знімає проблеми обмеженого числа портів - всі повторители, що каскадують, є одним повторитель з достатнім числом портів - до декількох сотень. По-друге, застосування комутаторів і маршрутизаторів ділить мережа на декілька доменів колізій, в кожному з яких зазвичай є не дуже велике число станцій.<br /> <br /> У наступній таблиці зведені правила побудови мережі на основі повторителе класу I.<br /> [[Файл:img006.jpg]]<br /> <br /> Ці обмеження проілюстровані типовими конфігураціями мереж, показаними на рис. 5.<br /> [[Файл:img007.jpg]]<br /> <br /> Рис. 5 - Приклади побудови мережі за допомогою повторювачей класу I<br /> <br /> Таким чином, правило 4-х хабов перетворилося для технології Fast Ethernet в правило одного або двох хабов, залежно від класу хаба.<br /> <br /> При визначенні коректності конфігурації мережі можна не керуватися правилами одного або двох хабов, а розраховувати час подвійного обороту мережі, як це було показано раніше для мережі Ethernet 10 Мбіт/с.<br /> <br /> =='''''БІГУН НА КОРОТКІ ДИСТАНЦІЇ'''''==<br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть потрібно зміни в топології мережі. <br /> <br /> Теоретична межа діаметру сегменту мережі Fast Ethernet складає 250 метрів; це всього лише 10 відсотків теоретичної межі розміру мережі Ethernet (2500 метрів). Дане обмеження виникає з характеру протоколу CSMA/CD і швидкості передачі 100Мбит/с. <br /> Як вже наголошувалося раніше, передавальна дані робоча станція повинна прослуховувати мережу протягом часу, що дозволяє переконатися в тому, що дані досягли станції призначення. У мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с (наприклад 10Base5) проміжок часу, необхідний робочій станції для прослуховування мережі на предмет конфлікту, визначається відстанню, яка 512-бітовий кадр (розмір кадру заданий в стандарті Ethernet) пройде за час обробки цього кадру на робочій станції. Для мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с ця відстань рівно 2500 метрів (див. Мал. 1). <br /> <br /> З іншого боку, той же самий 512-бітовий кадр (стандарт 802.3u задає кадр того ж розміру, що і 802.3, тобто в 512 біт), передаваний робочою станцією в мережі Fast Ethernet, пройде всього 250 м, перш ніж робоча станція завершить його обробку (див. Мал. 2). Якби приймаюча станція була віддалена від передавальної станції на відстань понад 250 м, то кадр міг би вступити в конфлікт з іншим кадром на лінії де-небудь далі, а передавальна станція, завершивши передачу, вже не сприйняла б цей конфлікт. Тому максимальний діаметр мережі 100BaseT складає 250 метрів (див. Рис.3). <br /> <br /> Щоб використовувати допустиму дистанцію, буде потрібно два повторітеля для з'єднання всіх вузлів. Згідно стандарту, максимальна відстань між вузлом і повторітелем складає 100 метрів; у Fast Ethernet, як і в 10BaseT, відстань між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100метров. Оскільки сполучні пристрої (повторітелі) вносять додаткові затримки, реальна робоча відстань між вузлами може опинитися ще менше. Тому представляється розумним брати всі відстані з деяким запасом. <br /> Для роботи на великих відстанях доведеться придбати оптичний кабель. Наприклад, устаткування 100BaseFX в напівдуплексному режимі дозволяє з'єднати комутатор з іншим комутатором або кінцевою станцією, що знаходиться на відстані до 450 метрів один від одного. Встановивши повнодуплексний 100BaseFX, можна з'єднати два мережеві пристрої на відстані до двох кілометрів. <br /> <br /> =='''''ВИСНОВКИ'''''==<br /> <br /> Підсумовуючи все вищесказане, відмітимо, що, як нам здається, Fast Ethernet найбільш хороший для вирішення проблем високих пікових навантажень. Наприклад, якщо хтось з користувачів працює з САПР або програмами обробки зображень і потребує підвищення пропускної спроможності, то Fast Ethernet може виявитися хорошим виходом з положення. Проте якщо проблеми викликані надмірним числом користувачів в мережі, то 100BaseT починає гальмувати обмін інформацією при приблизно 50-процентному завантаженні сеті- іншими словами, на тому ж рівні, що і 10BaseT. Але врешті-решт, адже це не більше ніж розширення 10BaseT.<br /> <br /> <br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/Fast_Ethernet 2012-09-17T05:24:57Z

<p>Stanislav chigirev: /* Метод кодування NRZI */</p> <hr /> <div>Fast Ethernet - специфікація IEЕЕ 802.3 u офіційно прийнята 26 жовтня 1995 року визначає стандарт протоколу канального рівня для мереж працюють при використанні як мідного, так і волоконно-оптичного кабелю зі швидкістю 100Мб / с. Нова специфікація є спадкоємицею стандарту Ethernet IEЕЕ 802.3, використовуючи такий же формат кадру, механізм доступу до середовища CSMA / CD і топологію зірка. Еволюція торкнулася декількох елементів конфігурації засобів фізичного рівня, що дозволило збільшити пропускну спроможність, включаючи типи застосовуваного кабелю, довжину сегментів і кількість концентраторів.<br /> <br /> <br /> == Історія ==<br /> Класичний 10-мегабитный Ethernet влаштовував більшість користувачів на протязі близько 15 років. Проте на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна спроможність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 з шинами ISA (8 Мбайт/с) або EISA (32 Мбайт/с) пропускна спроможність сегменту Ethernet складала 1/8 або 1/32 каналу «пам'ять-диск», і це добре узгоджувалося із співвідношенням об'ємів даних, що обробляються локально, і даних, передаваних по мережі. Для могутніших клієнтських станцій з шиною PCI (133 Мбайт/с) ця частка впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабитного Ethernet стали переобтяженими, реакція серверів в них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більш знижуючи корисну пропускну спроможність.<br /> <br /> Назріла необхідність в розробці «нового» Ethernet, тобто технології, яка була б такою ж ефективною по співвідношенню ціна/якість при продуктивності 100 Мбіт/с. В результаті пошуків і досліджень фахівці розділилися на два табори, що врешті-решт привело до появи двох нових технологій - Fast Ethernet і 100VG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем спадкоємності з класичним Ethernet.<br /> <br /> У 1992 році група виробників мережевого устаткування, включаючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com і ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка повинна була в максимально можливому ступені зберегти особливості технології Ethernet.<br /> <br /> Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard і AT&amp;T, які запропонували скористатися слушною нагодою для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через деякий час до цих компаній приєдналася компанія IBM, яка внесла свій внесок пропозицією забезпечити в новій технології деяку сумісність з мережами Token Ring.<br /> <br /> У комітеті 802 інститути IEEE в цей же час була сформована дослідницька група для вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року і по кінець 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабитные рішення, запропоновані різними виробниками. Разом з пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також і високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT&amp;T.<br /> <br /> В центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA/CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігала цей метод і тим самим забезпечувала спадкоємність і узгодженість мереж 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с. Коаліція HP і AT&amp;T, яка мала підтримку значно меншого числа виробників в мережевій індустрії, чим Fast Ethernet Alliance, запропонувала абсолютно новий метод доступу, названий Demand Priority - пріоритетний доступ на вимогу. Він істотно міняв картину поведінки вузлів в мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet і стандарт 802.3, і для його стандартизації був організований новий комітет IEEE 802.12.<br /> <br /> Осінню 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3и, який не є самостійним стандартом, а є доповненням до існуючого стандарту 802.3 у вигляді розділів з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію 100VG-AnyLAN, яка використовує новий метод доступу Demand Priority і підтримує кадрів двох форматів - Ethernet і Token Ring.<br /> <br /> =='''Загальні вимоги до проектування'''==<br /> <br /> Fast Ethernet є розширенням існуючого стандарту Ethernet. Вона (технологія) працює за допомогою UTP-кабеля для передачі даних або опто-волоконного кабеля і використовує CSMA / CD в топології шини типу &quot;зірка&quot;, схожа на 10BASE-T, де всі кабелі кріпляться до концентратора. І це забезпечує сумісність з існуючими 10BASE-T системами і таким чином дозволяє plug-and-play (&quot;підключити і грати&quot;) оновлення з 10BASE-T. Fast Ethernet іноді називають 100BASE-X, де X є прототипом для FX і TX варіантів.<br /> <br /> &quot;100&quot; в позначенні типу носія відноситься до швидкості передачі 100 Мбіт/сек. &quot;BASE&quot; відноситься до концентратора (смуги) сигналів, що означає, що тільки сигнали Ethernet здійснюється в середовищі. TX, FX і Т4 відносяться до фізичного середовища, яке несе в собі сигнал.<br /> <br /> Швидкий адаптер Ethernet може бути логічно розділений на Media Access Controller (MAC), який займається питаннями більш високого рівня можливостей середовища та інтерфейс фізичного рівня (PHY). MAC може бути пов'язано з PHY за допомогою 4-бітного 25-МГц-го синхронного паралельного інтерфейсу, відомого як Media Independent Interface (MII) або 2бітного 50-МГц зменшеного варіанту Зменшеного Media Independent Interface (RMII). Повторювачі (концентратори) також допустимі і підключаються до декількох PHY для їх різних інтерфейсів.<br /> <br /> MII може (рідко) бути зовнішним зв'язком, але, як правило, є зв'язком між кількома ІС в мережевому адаптері або, навіть, в межах однієї мікросхеми. Специфікації, які написані, базуються на припущенні, що інтерфейс між MAC і PHY буде MII, але вони не вимагають цього.<br /> <br /> MII фіксує теоретичну максимальну швидкість передачі даних для всіх версій швидкого Ethernet до 100 Мбіт/с. Швидкість передачі даних, яка дійсно спостерігається в реальних мережах, менше теоретичного максимуму, у зв'язку з необхідним &quot;заголовком&quot; та &quot;причепом&quot; (біти адресації і виявлення помилок) на кожний кадр, випадковими &quot;втраченими кадрами&quot; у зв'язку з &quot;шумом&quot;, і часом очікування після кожного відправленого кадру для інших пристроїв в мережі, щоб закінчити передачу.<br /> <br /> [[Файл:Net-Card.JPEG]]<br /> <br /> =='''Технология''' ==<br /> <br /> В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.<br /> <br /> Причинами перехода на витую пару были:<br /> <br /> возможность работы в дуплексном режиме; <br /> низкая стоимость кабеля «витой пары»; <br /> более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле; <br /> большая помехозащищенность при использовании дифференциального сигнала; <br /> возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE); <br /> отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным «выгоранием» системного блока. <br /> Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.<br /> <br /> Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.<br /> <br /> В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптоволокну и еще через два года для передачи по витой паре.<br /> <br /> <br /> =='''''Відмінності Fast Ethernet від Ethernet''''' ==<br /> <br /> Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (мал. 1). Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, покажемо тільки кілька варіантів її фізичного рівня.<br /> <br /> [[Файл:11.JPG]]<br /> <br /> =='''''[[Фізичний рівень технології Fast Ethernet]]''''' ==<br /> <br /> Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:<br /> <br /> *волоконно-оптичний багатомодовый кабель, використовуються два волокна; <br /> <br /> *кручена пари категорії 5, використовуються дві пари; <br /> <br /> *кручена пари категорії 3, використовуються чотири пари.<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви : <br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-TX - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари.<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики. Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet. Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 нс. Усі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини і т.п.), вимірюються в бітових інтервалах, залишилися старими, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися. Ознакою вільного стану середовища є передача по ньому символу Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як у стандартах Ethernet 10 Мбіт/с). <br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть бути потрібно зміни в топології мережі.<br /> <br /> == '''ТРИ ВИДИ FAST ETHERNET''' ==<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви (рис. 2): <br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-FX]] - багатомодове оптоволокно, два волокна<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-TX]] - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-T4]] - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари<br /> <br /> [[Файл:Img002.jpg]]<br /> <br /> Рис. 2 - Структура фізичного рівня Fast Ethernet<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики.<br /> <br /> - Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабитного Ethernet.<br /> <br /> - Міжкадровий інтервал (IPG) рівний 0,96 мкс, а бітовий інтервал рівний 10 нс. Всі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочення, час передачі кадру мінімальної довжини і т. п.), зміряні в бітових інтервалах, залишилися колишніми, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися.<br /> <br /> - Ознакою вільного стану середовища є передача по ній символу Idle відповідної надмірної коди (а не відсутність сигналів, як в стандартах Ethernet 10 Мбіт/с).<br /> <br /> Фізичний рівень включає три елементи:<br /> <br /> - рівень узгодження (reconciliation sublayer);<br /> <br /> - незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, MII);<br /> <br /> - пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).<br /> <br /> Рівень узгодження потрібний для того, щоб рівень MAC, розрахований на інтерфейс AUI, зміг працювати з фізичним рівнем через інтерфейс MII.<br /> <br /> Пристрій фізичного рівня (PHY) полягає, у свою чергу, з декількох підрівнів (див. рис. 1):<br /> <br /> - підрівня логічного кодування даних, такого, що перетворює що поступають від рівня MAC байти в символи коди 4В/5В або 8В/6Т (обидві коди використовуються в технології Fast Ethernet);<br /> <br /> - підрівнів фізичного приєднання і підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), які забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI або MLT-3;<br /> <br /> - підрівня автопереговорів, який дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найбільш ефективний режим роботи, наприклад, напівдуплексний або повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).<br /> <br /> Інтерфейс MII підтримує незалежний від фізичного середовища спосіб обміну даними між підрівнем MAC і підрівнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між підрівнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і підрівнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс Мii розташовується між підрівнем MAC і підрівнями кодування сигналу, яких в стандарті Fast Ethernet три, - FX, ТХ і Т4.<br /> <br /> Роз'їм Мii на відміну від роз'єму AUI має 40 контактів, максимальна довжина кабелю Мii складає один метр. Сигнали, передавані по інтерфейсу Мii, мають амплітуду 5 Ст.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна'''''==<br /> <br /> Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і повнодуплексному режимах. Як і в стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (Rx) і від передавача (Тх).<br /> <br /> Між специфікаціями 100Base-FX і 100Base-TX є багато загального, тому загальні для двох специфікацій властивості даватимуться під узагальненою назвою 100Base-FX/TX.<br /> <br /> Тоді як Ethernet із швидкістю передачі 10 Мбіт/с використовує манчестерське кодування для представлення даних при передачі по кабелю, в стандарті Fast Ethernet визначений інший метод кодування - 4В/5В. При цьому методі кожні 4 бита даних підрівня MAC (званих символами) представляються 5 бітами. Надмірний біт дозволяє застосувати потенційні коди при уявленні кожного з п'яти битий у вигляді електричних або оптичних імпульсів. Існування заборонених комбінацій символів дозволяє отбраковывать помилкові символи, що підвищує стійкість роботи мереж з 100Base-FX/TX.<br /> [[Файл:Img003.jpg]]<br /> <br /> Рис. 3 - Структура кадру Fast Ethernet<br /> <br /> Для відділення кадру Ethernet від символів Idle використовується комбінація символів Start Delimiter (пара символів J (11000) і До (10001) коди 4В/5В, а після завершення кадру перед першим символом Idle вставляється символ Т (рис. 3).<br /> <br /> Після перетворення 4-бітових порцій код MAC в 5-бітові порції фізичного рівня їх необхідно представити у вигляді оптичних або електричних сигналів в кабелі, що сполучає вузли мережі. Специфікації 100Base-FX і 100Base-TX використовують для цього різні методи фізичного кодування - NRZI і MLT-3 відповідно (як і в технології FDDI при роботі через оптоволокно і виту пару).<br /> <br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-TX - вита пара UTP Cat 5 або STP Type 1, дві пари'''''==<br /> <br /> Як середовище передачі даних специфікація 100Base-TX використовує кабель UTP категорії 5 або кабель STP Type 1. Максимальна довжина кабелю в обох випадках -100 м.<br /> <br /> Основні відмінності від специфікації 100Base-FX - використання методу MLT-3 для передачі сигналів 5-бітових порцій коди 4В/5В по витій парі, а також наявність функції автопереговорів (Auto-negotiation) для вибору режиму роботи порту. Схема автопереговорів дозволяє двом сполученим фізично пристроям, які підтримують декілька стандартів фізичного рівня, що відрізняються бітовою швидкістю і кількістю витих пар, вибрати найбільш вигідний режим роботи. Зазвичай процедура автопереговорів відбувається при під'єднуванні мережевого адаптера, який може працювати на швидкостях 10 і 100 Мбіт/с, до концентратора або комутатора.<br /> <br /> Описана нижче схема Auto-negotiation сьогодні є стандартом технології 100Base-T. До цього виробники застосовували різні власні схеми автоматичного визначення швидкості роботи взаємодіючих портів, які не були сумісні. Прийняту як стандарт схему Auto-negotiation запропонувала спочатку компанія National Semiconductor під назвою NWay.<br /> <br /> Всього в даний час визначено 5 різних режимів роботи, які можуть підтримувати пристрої 100Base-TX або 100Base-T4 на витих парах:<br /> <br /> - 10Base-T - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 10Base-T full-duplex - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP);<br /> <br /> - 100Base-T4 - 4 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX full-duplex - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP).<br /> <br /> Режим 10Base-T має найнижчий пріоритет при переговорному процесі, а повнодуплексний режим 100Base-TX - найвищий. Переговорний процес відбувається при включенні живлення пристрою, а також може бути ініційований у будь-який момент модулем управління пристрою<br /> <br /> Пристрій, що почав процес auto-negotiation, посилає своєму партнерові пачку спеціальних імпульсів Fast Link Pulse burst (FLP), в якому міститься 8-бітове слово, що кодує пропонований режим взаємодії, починаючи з найпріоритетнішого, підтримуваного даним вузлом.<br /> <br /> Якщо вузол-партнер підтримує функцію auto-negotuiation і також може підтримувати запропонований режим, він відповідає пачкою імпульсів FLP, в якій підтверджує даний режим, і на цьому переговори закінчуються. Якщо ж вузол-партнер може підтримувати менш пріоритетний режим, то він указує його відповідає, і цей режим вибирається як робочого. Таким чином, завжди вибирається найбільш пріоритетний загальний режим вузлів.<br /> <br /> Вузол, який підтримує тільки технологію 10Base-T, кожні 16 мс посилає манчестерські імпульси для перевірки цілісності лінії, що пов'язує його з сусіднім вузлом. Такий вузол не розуміє запит FLP, який робить йому вузол з функцією Auto-negotiation, і продовжує посилати свої імпульси. Вузол, що отримав у відповідь на запит FLP тільки імпульси перевірки цілісності лінії, розуміє, що його партнер може працювати тільки за стандартом 10Base-T, і встановлює цей режим роботи і для себе.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-T4 - вита пара UTP Cat 3, чотири пари'''''==<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 була розроблена для того, щоб можна було використовувати для високошвидкісного Ethernet наявну проводку на витій парі категорії 3. Ця специфікація дозволяє підвищити загальну пропускну спроможність за рахунок одночасної передачі потоків битий по всіх 4 парам кабелю.<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 з'явилася пізніше за інші специфікації фізичного рівня Fast Ethernet. Розробники цієї технології в першу чергу хотіли створити фізичні специфікації, найбільш близькі до специфікацій 10Base-T і 10Base-F, які працювали на двох лініях передачі даних: двох парах або двох волокнах. Для реалізації роботи по двох витих парах довелося перейти на якісніший кабель категорії 5.<br /> <br /> В той же час розробники конкуруючої технології 100VG-AnyLAN спочатку зробили ставку на роботу по витій парі категорії 3; найголовніша перевага полягала не стільки у вартості, а в тому, що вона була вже прокладена в переважному числі будівель. Тому після випуску специфікацій 100Base-TX і 100Base-FX розробники технології Fast Ethernet реалізували свій варіант фізичного рівня для витої пари категорії 3.<br /> <br /> Замість кодування 4В/5В в цьому методі використовується кодування 8В/6Т, яке володіє вужчим спектром сигналу і при швидкості 33 Мбіт/с укладається в смугу 16 Мгц витої пари категорії 3 (при кодуванні 4В/5В спектр сигналу в цю смугу не укладається). Кожні 8 біт інформації рівня MAC кодуються 6-у трійковими цифрами (ternary symbols), тобто цифрами, що мають три стани. Кожна трійкова цифра має тривалість 40 нс. Група з 6-ти трійкових цифр потім передається на одну з трьох передавальних витих пар, незалежно і послідовно.<br /> <br /> Четверта пара завжди використовується для прослуховування частоти, що несе, в цілях виявлення колізії. Швидкість передачі даних по кожній з трьох передаю щих пару рівна 33,3 Мбіт/с, тому загальна швидкість протоколу 100Base-T4 складає 100 Мбіт/с. В той же час із-за прийнятого способу кодування швидкість зміни сигналу на кожній парі рівна всього 25 Мбод, що і дозволяє використовувати виту пару категорії 3.<br /> <br /> На рис. 4 показано з'єднання порту MDI мережевого адаптера 100Base-T4 з портом MDI-X концентратора (приставка Х говорить про те, що у цього роз'єму приєднання приймача і передавача міняються парами кабелю в порівнянні з роз'ємом мережевого адаптера, що дозволяє простіше сполучати пари проводів в кабелі - без перехрещення). Пара 1-2 завжди потрібний для передачі даних від порту MDI до порту MDI-X, пара 3-6 -для прийому даних портом MDI від порту MDI-X, а пари 4-5 і 7-8 є двонаправленими і використовуються як для прийому, так і для передачі, залежно від потреби.<br /> [[Файл:Img004.jpg]]<br /> <br /> Рис. 4 - З'єднання вузлів по специфікації 100Base-T4<br /> <br /> <br /> =='''''Правила побудови сегментів Fast Ethernet при використанні повторювачей класу I і класу II'''''==<br /> <br /> Технологія Fast Ethernet, як і всі некоаксіальні варіанти Ethernet розрахована на підключення кінцевих вузлів - комп'ютерів з відповідними мережевими адаптерами - до багатопортових концентраторів-повторителям або комутаторів.<br /> <br /> Правила коректної побудови сегментів мереж Fast Ethernet включають:<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з DTE;<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з портом повторителя;<br /> <br /> - обмеження на максимальний діаметр мережі;<br /> <br /> - обмеження на максимальне число повторителей і максимальну довжину сегменту, що сполучає повторители.<br /> <br /> =='''''Обмеження довжин сегментів DTE-DTE'''''==<br /> <br /> Як DTE (Data Terminal Equipment) може виступати будь-яке джерело кадрів даних для мережі: мережевий адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управління мережею і інші подібні пристрої. Порт повторителя немає DTE, оскільки він побитно повторює кадр, що вже з'явився в сегменті. У типовій конфігурації мережі Fast Ethernet декілька DTE підключається до портів повторителя, утворюючи мережу зіркоподібної топології.<br /> <br /> <br /> <br /> Специфікація IEEE 802.3u визначає наступні максимальні значення сегментів DTE-DTE: <br /> [[Файл:Img005.jpg]]<br /> <br /> ==Метод кодування NRZI==<br /> <br /> NRZI - Non Return to Zero Invertive (інверсне кодування без повернення до нуля) Цей метод є модифікованим методом Non Return to Zero (NRZ), де для представлення 1 і 0 використовуються потенціали двох рівнів. У коді NRZ I також використовується 2 потенціалу, але його поточне значення залежить від попереднього. Якщо поточне значення біта &quot;1&quot;, то отриманий потенціал повинен бути інверсією від попереднього, якщо значення біта &quot;0&quot; - такий же.<br /> <br /> [[Файл:Кук.png]]<br /> Оскільки код незахищений від довгих послідовностей &quot;нулів&quot; або &quot;одиниць&quot;, то це може призвести до проблем синхронізації. Тому перед передачею, задану послідовність бітів рекомендується попередньо закодувати кодом передбачають скремблирование (скремблер призначений для додання властивостей випадковості переданої послідовності даних з метою полегшення виділення тактової частоти приймачем).<br /> <br /> ==Метод кодування MLT-3==<br /> <br /> MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (багаторівнева передача) - трохи схожий з кодом NRZ, але на відміну від останнього має три рівні сигналу.<br /> <br /> Одиниці відповідає перехід з одного рівня сигналу на інший, причому зміна рівня сигналу відбувається послідовно з урахуванням попереднього переходу. При передачі &quot;нуля&quot; сигнал не змінюється.<br /> <br /> Цей код, так само як і NRZ потребує попереднього кодування.<br /> <br /> =='''''Обмеження мереж Fast Ethernet, побудованих на повторителях'''''==<br /> <br /> Повторітелі Fast Ethernet діляться на два класи.<br /> <br /> Повторітелі класу I підтримують всі типи систем кодування фізичного рівня: 100Base-TX/FX (4B/5B) і 100Base-T4 (8B/6T). Повторітелі класу II підтримують тільки один тип системи кодування фізичного рівня - 100Base-TX/FX або 100Base-T4. Тобто повторители класу I дозволяють виконувати трансляцію логічних код з бітовою швидкістю 100 Мбіт/с, а повторителям класу II ця операція недоступна.<br /> <br /> У одному домені колізій допускається наявність тільки одного повторителя класу I. Це пов'язано з тим, що такий повторитель вносить велику затримку при розповсюдженні сигналів із-за необхідності трансляції різних систем сигналізації – 70bt.<br /> <br /> Максимальне число повторителей класу II в домені колізій - 2, причому вони повинні бути сполучені між собою кабелем не довше 5 метрів.<br /> <br /> Невелика кількість повторителей Fast Ethernet не є серйозною перешкодою при побудові мереж. По-перше, наявність стекових повторителей знімає проблеми обмеженого числа портів - всі повторители, що каскадують, є одним повторитель з достатнім числом портів - до декількох сотень. По-друге, застосування комутаторів і маршрутизаторів ділить мережа на декілька доменів колізій, в кожному з яких зазвичай є не дуже велике число станцій.<br /> <br /> У наступній таблиці зведені правила побудови мережі на основі повторителе класу I.<br /> [[Файл:img006.jpg]]<br /> <br /> Ці обмеження проілюстровані типовими конфігураціями мереж, показаними на рис. 5.<br /> [[Файл:img007.jpg]]<br /> <br /> Рис. 5 - Приклади побудови мережі за допомогою повторювачей класу I<br /> <br /> Таким чином, правило 4-х хабов перетворилося для технології Fast Ethernet в правило одного або двох хабов, залежно від класу хаба.<br /> <br /> При визначенні коректності конфігурації мережі можна не керуватися правилами одного або двох хабов, а розраховувати час подвійного обороту мережі, як це було показано раніше для мережі Ethernet 10 Мбіт/с.<br /> <br /> =='''''БІГУН НА КОРОТКІ ДИСТАНЦІЇ'''''==<br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть потрібно зміни в топології мережі. <br /> <br /> Теоретична межа діаметру сегменту мережі Fast Ethernet складає 250 метрів; це всього лише 10 відсотків теоретичної межі розміру мережі Ethernet (2500 метрів). Дане обмеження виникає з характеру протоколу CSMA/CD і швидкості передачі 100Мбит/с. <br /> Як вже наголошувалося раніше, передавальна дані робоча станція повинна прослуховувати мережу протягом часу, що дозволяє переконатися в тому, що дані досягли станції призначення. У мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с (наприклад 10Base5) проміжок часу, необхідний робочій станції для прослуховування мережі на предмет конфлікту, визначається відстанню, яка 512-бітовий кадр (розмір кадру заданий в стандарті Ethernet) пройде за час обробки цього кадру на робочій станції. Для мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с ця відстань рівно 2500 метрів (див. Мал. 1). <br /> <br /> З іншого боку, той же самий 512-бітовий кадр (стандарт 802.3u задає кадр того ж розміру, що і 802.3, тобто в 512 біт), передаваний робочою станцією в мережі Fast Ethernet, пройде всього 250 м, перш ніж робоча станція завершить його обробку (див. Мал. 2). Якби приймаюча станція була віддалена від передавальної станції на відстань понад 250 м, то кадр міг би вступити в конфлікт з іншим кадром на лінії де-небудь далі, а передавальна станція, завершивши передачу, вже не сприйняла б цей конфлікт. Тому максимальний діаметр мережі 100BaseT складає 250 метрів (див. Рис.3). <br /> <br /> Щоб використовувати допустиму дистанцію, буде потрібно два повторітеля для з'єднання всіх вузлів. Згідно стандарту, максимальна відстань між вузлом і повторітелем складає 100 метрів; у Fast Ethernet, як і в 10BaseT, відстань між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100метров. Оскільки сполучні пристрої (повторітелі) вносять додаткові затримки, реальна робоча відстань між вузлами може опинитися ще менше. Тому представляється розумним брати всі відстані з деяким запасом. <br /> Для роботи на великих відстанях доведеться придбати оптичний кабель. Наприклад, устаткування 100BaseFX в напівдуплексному режимі дозволяє з'єднати комутатор з іншим комутатором або кінцевою станцією, що знаходиться на відстані до 450 метрів один від одного. Встановивши повнодуплексний 100BaseFX, можна з'єднати два мережеві пристрої на відстані до двох кілометрів. <br /> <br /> =='''''ВИСНОВКИ'''''==<br /> <br /> Підсумовуючи все вищесказане, відмітимо, що, як нам здається, Fast Ethernet найбільш хороший для вирішення проблем високих пікових навантажень. Наприклад, якщо хтось з користувачів працює з САПР або програмами обробки зображень і потребує підвищення пропускної спроможності, то Fast Ethernet може виявитися хорошим виходом з положення. Проте якщо проблеми викликані надмірним числом користувачів в мережі, то 100BaseT починає гальмувати обмін інформацією при приблизно 50-процентному завантаженні сеті- іншими словами, на тому ж рівні, що і 10BaseT. Але врешті-решт, адже це не більше ніж розширення 10BaseT.<br /> <br /> <br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/Fast_Ethernet 2012-09-17T05:24:43Z

<p>Stanislav chigirev: /* Метод кодування NRZI */</p> <hr /> <div>Fast Ethernet - специфікація IEЕЕ 802.3 u офіційно прийнята 26 жовтня 1995 року визначає стандарт протоколу канального рівня для мереж працюють при використанні як мідного, так і волоконно-оптичного кабелю зі швидкістю 100Мб / с. Нова специфікація є спадкоємицею стандарту Ethernet IEЕЕ 802.3, використовуючи такий же формат кадру, механізм доступу до середовища CSMA / CD і топологію зірка. Еволюція торкнулася декількох елементів конфігурації засобів фізичного рівня, що дозволило збільшити пропускну спроможність, включаючи типи застосовуваного кабелю, довжину сегментів і кількість концентраторів.<br /> <br /> <br /> == Історія ==<br /> Класичний 10-мегабитный Ethernet влаштовував більшість користувачів на протязі близько 15 років. Проте на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна спроможність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 з шинами ISA (8 Мбайт/с) або EISA (32 Мбайт/с) пропускна спроможність сегменту Ethernet складала 1/8 або 1/32 каналу «пам'ять-диск», і це добре узгоджувалося із співвідношенням об'ємів даних, що обробляються локально, і даних, передаваних по мережі. Для могутніших клієнтських станцій з шиною PCI (133 Мбайт/с) ця частка впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабитного Ethernet стали переобтяженими, реакція серверів в них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більш знижуючи корисну пропускну спроможність.<br /> <br /> Назріла необхідність в розробці «нового» Ethernet, тобто технології, яка була б такою ж ефективною по співвідношенню ціна/якість при продуктивності 100 Мбіт/с. В результаті пошуків і досліджень фахівці розділилися на два табори, що врешті-решт привело до появи двох нових технологій - Fast Ethernet і 100VG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем спадкоємності з класичним Ethernet.<br /> <br /> У 1992 році група виробників мережевого устаткування, включаючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com і ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка повинна була в максимально можливому ступені зберегти особливості технології Ethernet.<br /> <br /> Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard і AT&amp;T, які запропонували скористатися слушною нагодою для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через деякий час до цих компаній приєдналася компанія IBM, яка внесла свій внесок пропозицією забезпечити в новій технології деяку сумісність з мережами Token Ring.<br /> <br /> У комітеті 802 інститути IEEE в цей же час була сформована дослідницька група для вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року і по кінець 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабитные рішення, запропоновані різними виробниками. Разом з пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також і високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT&amp;T.<br /> <br /> В центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA/CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігала цей метод і тим самим забезпечувала спадкоємність і узгодженість мереж 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с. Коаліція HP і AT&amp;T, яка мала підтримку значно меншого числа виробників в мережевій індустрії, чим Fast Ethernet Alliance, запропонувала абсолютно новий метод доступу, названий Demand Priority - пріоритетний доступ на вимогу. Він істотно міняв картину поведінки вузлів в мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet і стандарт 802.3, і для його стандартизації був організований новий комітет IEEE 802.12.<br /> <br /> Осінню 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3и, який не є самостійним стандартом, а є доповненням до існуючого стандарту 802.3 у вигляді розділів з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію 100VG-AnyLAN, яка використовує новий метод доступу Demand Priority і підтримує кадрів двох форматів - Ethernet і Token Ring.<br /> <br /> =='''Загальні вимоги до проектування'''==<br /> <br /> Fast Ethernet є розширенням існуючого стандарту Ethernet. Вона (технологія) працює за допомогою UTP-кабеля для передачі даних або опто-волоконного кабеля і використовує CSMA / CD в топології шини типу &quot;зірка&quot;, схожа на 10BASE-T, де всі кабелі кріпляться до концентратора. І це забезпечує сумісність з існуючими 10BASE-T системами і таким чином дозволяє plug-and-play (&quot;підключити і грати&quot;) оновлення з 10BASE-T. Fast Ethernet іноді називають 100BASE-X, де X є прототипом для FX і TX варіантів.<br /> <br /> &quot;100&quot; в позначенні типу носія відноситься до швидкості передачі 100 Мбіт/сек. &quot;BASE&quot; відноситься до концентратора (смуги) сигналів, що означає, що тільки сигнали Ethernet здійснюється в середовищі. TX, FX і Т4 відносяться до фізичного середовища, яке несе в собі сигнал.<br /> <br /> Швидкий адаптер Ethernet може бути логічно розділений на Media Access Controller (MAC), який займається питаннями більш високого рівня можливостей середовища та інтерфейс фізичного рівня (PHY). MAC може бути пов'язано з PHY за допомогою 4-бітного 25-МГц-го синхронного паралельного інтерфейсу, відомого як Media Independent Interface (MII) або 2бітного 50-МГц зменшеного варіанту Зменшеного Media Independent Interface (RMII). Повторювачі (концентратори) також допустимі і підключаються до декількох PHY для їх різних інтерфейсів.<br /> <br /> MII може (рідко) бути зовнішним зв'язком, але, як правило, є зв'язком між кількома ІС в мережевому адаптері або, навіть, в межах однієї мікросхеми. Специфікації, які написані, базуються на припущенні, що інтерфейс між MAC і PHY буде MII, але вони не вимагають цього.<br /> <br /> MII фіксує теоретичну максимальну швидкість передачі даних для всіх версій швидкого Ethernet до 100 Мбіт/с. Швидкість передачі даних, яка дійсно спостерігається в реальних мережах, менше теоретичного максимуму, у зв'язку з необхідним &quot;заголовком&quot; та &quot;причепом&quot; (біти адресації і виявлення помилок) на кожний кадр, випадковими &quot;втраченими кадрами&quot; у зв'язку з &quot;шумом&quot;, і часом очікування після кожного відправленого кадру для інших пристроїв в мережі, щоб закінчити передачу.<br /> <br /> [[Файл:http://wiki.kspu.kr.ua/images/b/b5/Net-Card.JPEG]]<br /> <br /> =='''Технология''' ==<br /> <br /> В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.<br /> <br /> Причинами перехода на витую пару были:<br /> <br /> возможность работы в дуплексном режиме; <br /> низкая стоимость кабеля «витой пары»; <br /> более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле; <br /> большая помехозащищенность при использовании дифференциального сигнала; <br /> возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE); <br /> отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным «выгоранием» системного блока. <br /> Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.<br /> <br /> Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.<br /> <br /> В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптоволокну и еще через два года для передачи по витой паре.<br /> <br /> <br /> =='''''Відмінності Fast Ethernet від Ethernet''''' ==<br /> <br /> Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (мал. 1). Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, покажемо тільки кілька варіантів її фізичного рівня.<br /> <br /> [[Файл:11.JPG]]<br /> <br /> =='''''[[Фізичний рівень технології Fast Ethernet]]''''' ==<br /> <br /> Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:<br /> <br /> *волоконно-оптичний багатомодовый кабель, використовуються два волокна; <br /> <br /> *кручена пари категорії 5, використовуються дві пари; <br /> <br /> *кручена пари категорії 3, використовуються чотири пари.<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви : <br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-TX - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари.<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики. Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet. Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 нс. Усі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини і т.п.), вимірюються в бітових інтервалах, залишилися старими, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися. Ознакою вільного стану середовища є передача по ньому символу Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як у стандартах Ethernet 10 Мбіт/с). <br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть бути потрібно зміни в топології мережі.<br /> <br /> == '''ТРИ ВИДИ FAST ETHERNET''' ==<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви (рис. 2): <br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-FX]] - багатомодове оптоволокно, два волокна<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-TX]] - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-T4]] - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари<br /> <br /> [[Файл:Img002.jpg]]<br /> <br /> Рис. 2 - Структура фізичного рівня Fast Ethernet<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики.<br /> <br /> - Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабитного Ethernet.<br /> <br /> - Міжкадровий інтервал (IPG) рівний 0,96 мкс, а бітовий інтервал рівний 10 нс. Всі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочення, час передачі кадру мінімальної довжини і т. п.), зміряні в бітових інтервалах, залишилися колишніми, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися.<br /> <br /> - Ознакою вільного стану середовища є передача по ній символу Idle відповідної надмірної коди (а не відсутність сигналів, як в стандартах Ethernet 10 Мбіт/с).<br /> <br /> Фізичний рівень включає три елементи:<br /> <br /> - рівень узгодження (reconciliation sublayer);<br /> <br /> - незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, MII);<br /> <br /> - пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).<br /> <br /> Рівень узгодження потрібний для того, щоб рівень MAC, розрахований на інтерфейс AUI, зміг працювати з фізичним рівнем через інтерфейс MII.<br /> <br /> Пристрій фізичного рівня (PHY) полягає, у свою чергу, з декількох підрівнів (див. рис. 1):<br /> <br /> - підрівня логічного кодування даних, такого, що перетворює що поступають від рівня MAC байти в символи коди 4В/5В або 8В/6Т (обидві коди використовуються в технології Fast Ethernet);<br /> <br /> - підрівнів фізичного приєднання і підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), які забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI або MLT-3;<br /> <br /> - підрівня автопереговорів, який дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найбільш ефективний режим роботи, наприклад, напівдуплексний або повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).<br /> <br /> Інтерфейс MII підтримує незалежний від фізичного середовища спосіб обміну даними між підрівнем MAC і підрівнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між підрівнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і підрівнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс Мii розташовується між підрівнем MAC і підрівнями кодування сигналу, яких в стандарті Fast Ethernet три, - FX, ТХ і Т4.<br /> <br /> Роз'їм Мii на відміну від роз'єму AUI має 40 контактів, максимальна довжина кабелю Мii складає один метр. Сигнали, передавані по інтерфейсу Мii, мають амплітуду 5 Ст.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна'''''==<br /> <br /> Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і повнодуплексному режимах. Як і в стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (Rx) і від передавача (Тх).<br /> <br /> Між специфікаціями 100Base-FX і 100Base-TX є багато загального, тому загальні для двох специфікацій властивості даватимуться під узагальненою назвою 100Base-FX/TX.<br /> <br /> Тоді як Ethernet із швидкістю передачі 10 Мбіт/с використовує манчестерське кодування для представлення даних при передачі по кабелю, в стандарті Fast Ethernet визначений інший метод кодування - 4В/5В. При цьому методі кожні 4 бита даних підрівня MAC (званих символами) представляються 5 бітами. Надмірний біт дозволяє застосувати потенційні коди при уявленні кожного з п'яти битий у вигляді електричних або оптичних імпульсів. Існування заборонених комбінацій символів дозволяє отбраковывать помилкові символи, що підвищує стійкість роботи мереж з 100Base-FX/TX.<br /> [[Файл:Img003.jpg]]<br /> <br /> Рис. 3 - Структура кадру Fast Ethernet<br /> <br /> Для відділення кадру Ethernet від символів Idle використовується комбінація символів Start Delimiter (пара символів J (11000) і До (10001) коди 4В/5В, а після завершення кадру перед першим символом Idle вставляється символ Т (рис. 3).<br /> <br /> Після перетворення 4-бітових порцій код MAC в 5-бітові порції фізичного рівня їх необхідно представити у вигляді оптичних або електричних сигналів в кабелі, що сполучає вузли мережі. Специфікації 100Base-FX і 100Base-TX використовують для цього різні методи фізичного кодування - NRZI і MLT-3 відповідно (як і в технології FDDI при роботі через оптоволокно і виту пару).<br /> <br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-TX - вита пара UTP Cat 5 або STP Type 1, дві пари'''''==<br /> <br /> Як середовище передачі даних специфікація 100Base-TX використовує кабель UTP категорії 5 або кабель STP Type 1. Максимальна довжина кабелю в обох випадках -100 м.<br /> <br /> Основні відмінності від специфікації 100Base-FX - використання методу MLT-3 для передачі сигналів 5-бітових порцій коди 4В/5В по витій парі, а також наявність функції автопереговорів (Auto-negotiation) для вибору режиму роботи порту. Схема автопереговорів дозволяє двом сполученим фізично пристроям, які підтримують декілька стандартів фізичного рівня, що відрізняються бітовою швидкістю і кількістю витих пар, вибрати найбільш вигідний режим роботи. Зазвичай процедура автопереговорів відбувається при під'єднуванні мережевого адаптера, який може працювати на швидкостях 10 і 100 Мбіт/с, до концентратора або комутатора.<br /> <br /> Описана нижче схема Auto-negotiation сьогодні є стандартом технології 100Base-T. До цього виробники застосовували різні власні схеми автоматичного визначення швидкості роботи взаємодіючих портів, які не були сумісні. Прийняту як стандарт схему Auto-negotiation запропонувала спочатку компанія National Semiconductor під назвою NWay.<br /> <br /> Всього в даний час визначено 5 різних режимів роботи, які можуть підтримувати пристрої 100Base-TX або 100Base-T4 на витих парах:<br /> <br /> - 10Base-T - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 10Base-T full-duplex - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP);<br /> <br /> - 100Base-T4 - 4 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX full-duplex - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP).<br /> <br /> Режим 10Base-T має найнижчий пріоритет при переговорному процесі, а повнодуплексний режим 100Base-TX - найвищий. Переговорний процес відбувається при включенні живлення пристрою, а також може бути ініційований у будь-який момент модулем управління пристрою<br /> <br /> Пристрій, що почав процес auto-negotiation, посилає своєму партнерові пачку спеціальних імпульсів Fast Link Pulse burst (FLP), в якому міститься 8-бітове слово, що кодує пропонований режим взаємодії, починаючи з найпріоритетнішого, підтримуваного даним вузлом.<br /> <br /> Якщо вузол-партнер підтримує функцію auto-negotuiation і також може підтримувати запропонований режим, він відповідає пачкою імпульсів FLP, в якій підтверджує даний режим, і на цьому переговори закінчуються. Якщо ж вузол-партнер може підтримувати менш пріоритетний режим, то він указує його відповідає, і цей режим вибирається як робочого. Таким чином, завжди вибирається найбільш пріоритетний загальний режим вузлів.<br /> <br /> Вузол, який підтримує тільки технологію 10Base-T, кожні 16 мс посилає манчестерські імпульси для перевірки цілісності лінії, що пов'язує його з сусіднім вузлом. Такий вузол не розуміє запит FLP, який робить йому вузол з функцією Auto-negotiation, і продовжує посилати свої імпульси. Вузол, що отримав у відповідь на запит FLP тільки імпульси перевірки цілісності лінії, розуміє, що його партнер може працювати тільки за стандартом 10Base-T, і встановлює цей режим роботи і для себе.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-T4 - вита пара UTP Cat 3, чотири пари'''''==<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 була розроблена для того, щоб можна було використовувати для високошвидкісного Ethernet наявну проводку на витій парі категорії 3. Ця специфікація дозволяє підвищити загальну пропускну спроможність за рахунок одночасної передачі потоків битий по всіх 4 парам кабелю.<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 з'явилася пізніше за інші специфікації фізичного рівня Fast Ethernet. Розробники цієї технології в першу чергу хотіли створити фізичні специфікації, найбільш близькі до специфікацій 10Base-T і 10Base-F, які працювали на двох лініях передачі даних: двох парах або двох волокнах. Для реалізації роботи по двох витих парах довелося перейти на якісніший кабель категорії 5.<br /> <br /> В той же час розробники конкуруючої технології 100VG-AnyLAN спочатку зробили ставку на роботу по витій парі категорії 3; найголовніша перевага полягала не стільки у вартості, а в тому, що вона була вже прокладена в переважному числі будівель. Тому після випуску специфікацій 100Base-TX і 100Base-FX розробники технології Fast Ethernet реалізували свій варіант фізичного рівня для витої пари категорії 3.<br /> <br /> Замість кодування 4В/5В в цьому методі використовується кодування 8В/6Т, яке володіє вужчим спектром сигналу і при швидкості 33 Мбіт/с укладається в смугу 16 Мгц витої пари категорії 3 (при кодуванні 4В/5В спектр сигналу в цю смугу не укладається). Кожні 8 біт інформації рівня MAC кодуються 6-у трійковими цифрами (ternary symbols), тобто цифрами, що мають три стани. Кожна трійкова цифра має тривалість 40 нс. Група з 6-ти трійкових цифр потім передається на одну з трьох передавальних витих пар, незалежно і послідовно.<br /> <br /> Четверта пара завжди використовується для прослуховування частоти, що несе, в цілях виявлення колізії. Швидкість передачі даних по кожній з трьох передаю щих пару рівна 33,3 Мбіт/с, тому загальна швидкість протоколу 100Base-T4 складає 100 Мбіт/с. В той же час із-за прийнятого способу кодування швидкість зміни сигналу на кожній парі рівна всього 25 Мбод, що і дозволяє використовувати виту пару категорії 3.<br /> <br /> На рис. 4 показано з'єднання порту MDI мережевого адаптера 100Base-T4 з портом MDI-X концентратора (приставка Х говорить про те, що у цього роз'єму приєднання приймача і передавача міняються парами кабелю в порівнянні з роз'ємом мережевого адаптера, що дозволяє простіше сполучати пари проводів в кабелі - без перехрещення). Пара 1-2 завжди потрібний для передачі даних від порту MDI до порту MDI-X, пара 3-6 -для прийому даних портом MDI від порту MDI-X, а пари 4-5 і 7-8 є двонаправленими і використовуються як для прийому, так і для передачі, залежно від потреби.<br /> [[Файл:Img004.jpg]]<br /> <br /> Рис. 4 - З'єднання вузлів по специфікації 100Base-T4<br /> <br /> <br /> =='''''Правила побудови сегментів Fast Ethernet при використанні повторювачей класу I і класу II'''''==<br /> <br /> Технологія Fast Ethernet, як і всі некоаксіальні варіанти Ethernet розрахована на підключення кінцевих вузлів - комп'ютерів з відповідними мережевими адаптерами - до багатопортових концентраторів-повторителям або комутаторів.<br /> <br /> Правила коректної побудови сегментів мереж Fast Ethernet включають:<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з DTE;<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з портом повторителя;<br /> <br /> - обмеження на максимальний діаметр мережі;<br /> <br /> - обмеження на максимальне число повторителей і максимальну довжину сегменту, що сполучає повторители.<br /> <br /> =='''''Обмеження довжин сегментів DTE-DTE'''''==<br /> <br /> Як DTE (Data Terminal Equipment) може виступати будь-яке джерело кадрів даних для мережі: мережевий адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управління мережею і інші подібні пристрої. Порт повторителя немає DTE, оскільки він побитно повторює кадр, що вже з'явився в сегменті. У типовій конфігурації мережі Fast Ethernet декілька DTE підключається до портів повторителя, утворюючи мережу зіркоподібної топології.<br /> <br /> <br /> <br /> Специфікація IEEE 802.3u визначає наступні максимальні значення сегментів DTE-DTE: <br /> [[Файл:Img005.jpg]]<br /> <br /> ==Метод кодування NRZI==<br /> <br /> NRZI - Non Return to Zero Invertive (інверсне кодування без повернення до нуля) Цей метод є модифікованим методом Non Return to Zero (NRZ), де для представлення 1 і 0 використовуються потенціали двох рівнів. У коді NRZ I також використовується 2 потенціалу, але його поточне значення залежить від попереднього. Якщо поточне значення біта &quot;1&quot;, то отриманий потенціал повинен бути інверсією від попереднього, якщо значення біта &quot;0&quot; - такий же.<br /> [[Файл:Кук.png]]<br /> Оскільки код незахищений від довгих послідовностей &quot;нулів&quot; або &quot;одиниць&quot;, то це може призвести до проблем синхронізації. Тому перед передачею, задану послідовність бітів рекомендується попередньо закодувати кодом передбачають скремблирование (скремблер призначений для додання властивостей випадковості переданої послідовності даних з метою полегшення виділення тактової частоти приймачем).<br /> <br /> ==Метод кодування MLT-3==<br /> <br /> MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (багаторівнева передача) - трохи схожий з кодом NRZ, але на відміну від останнього має три рівні сигналу.<br /> <br /> Одиниці відповідає перехід з одного рівня сигналу на інший, причому зміна рівня сигналу відбувається послідовно з урахуванням попереднього переходу. При передачі &quot;нуля&quot; сигнал не змінюється.<br /> <br /> Цей код, так само як і NRZ потребує попереднього кодування.<br /> <br /> =='''''Обмеження мереж Fast Ethernet, побудованих на повторителях'''''==<br /> <br /> Повторітелі Fast Ethernet діляться на два класи.<br /> <br /> Повторітелі класу I підтримують всі типи систем кодування фізичного рівня: 100Base-TX/FX (4B/5B) і 100Base-T4 (8B/6T). Повторітелі класу II підтримують тільки один тип системи кодування фізичного рівня - 100Base-TX/FX або 100Base-T4. Тобто повторители класу I дозволяють виконувати трансляцію логічних код з бітовою швидкістю 100 Мбіт/с, а повторителям класу II ця операція недоступна.<br /> <br /> У одному домені колізій допускається наявність тільки одного повторителя класу I. Це пов'язано з тим, що такий повторитель вносить велику затримку при розповсюдженні сигналів із-за необхідності трансляції різних систем сигналізації – 70bt.<br /> <br /> Максимальне число повторителей класу II в домені колізій - 2, причому вони повинні бути сполучені між собою кабелем не довше 5 метрів.<br /> <br /> Невелика кількість повторителей Fast Ethernet не є серйозною перешкодою при побудові мереж. По-перше, наявність стекових повторителей знімає проблеми обмеженого числа портів - всі повторители, що каскадують, є одним повторитель з достатнім числом портів - до декількох сотень. По-друге, застосування комутаторів і маршрутизаторів ділить мережа на декілька доменів колізій, в кожному з яких зазвичай є не дуже велике число станцій.<br /> <br /> У наступній таблиці зведені правила побудови мережі на основі повторителе класу I.<br /> [[Файл:img006.jpg]]<br /> <br /> Ці обмеження проілюстровані типовими конфігураціями мереж, показаними на рис. 5.<br /> [[Файл:img007.jpg]]<br /> <br /> Рис. 5 - Приклади побудови мережі за допомогою повторювачей класу I<br /> <br /> Таким чином, правило 4-х хабов перетворилося для технології Fast Ethernet в правило одного або двох хабов, залежно від класу хаба.<br /> <br /> При визначенні коректності конфігурації мережі можна не керуватися правилами одного або двох хабов, а розраховувати час подвійного обороту мережі, як це було показано раніше для мережі Ethernet 10 Мбіт/с.<br /> <br /> =='''''БІГУН НА КОРОТКІ ДИСТАНЦІЇ'''''==<br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть потрібно зміни в топології мережі. <br /> <br /> Теоретична межа діаметру сегменту мережі Fast Ethernet складає 250 метрів; це всього лише 10 відсотків теоретичної межі розміру мережі Ethernet (2500 метрів). Дане обмеження виникає з характеру протоколу CSMA/CD і швидкості передачі 100Мбит/с. <br /> Як вже наголошувалося раніше, передавальна дані робоча станція повинна прослуховувати мережу протягом часу, що дозволяє переконатися в тому, що дані досягли станції призначення. У мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с (наприклад 10Base5) проміжок часу, необхідний робочій станції для прослуховування мережі на предмет конфлікту, визначається відстанню, яка 512-бітовий кадр (розмір кадру заданий в стандарті Ethernet) пройде за час обробки цього кадру на робочій станції. Для мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с ця відстань рівно 2500 метрів (див. Мал. 1). <br /> <br /> З іншого боку, той же самий 512-бітовий кадр (стандарт 802.3u задає кадр того ж розміру, що і 802.3, тобто в 512 біт), передаваний робочою станцією в мережі Fast Ethernet, пройде всього 250 м, перш ніж робоча станція завершить його обробку (див. Мал. 2). Якби приймаюча станція була віддалена від передавальної станції на відстань понад 250 м, то кадр міг би вступити в конфлікт з іншим кадром на лінії де-небудь далі, а передавальна станція, завершивши передачу, вже не сприйняла б цей конфлікт. Тому максимальний діаметр мережі 100BaseT складає 250 метрів (див. Рис.3). <br /> <br /> Щоб використовувати допустиму дистанцію, буде потрібно два повторітеля для з'єднання всіх вузлів. Згідно стандарту, максимальна відстань між вузлом і повторітелем складає 100 метрів; у Fast Ethernet, як і в 10BaseT, відстань між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100метров. Оскільки сполучні пристрої (повторітелі) вносять додаткові затримки, реальна робоча відстань між вузлами може опинитися ще менше. Тому представляється розумним брати всі відстані з деяким запасом. <br /> Для роботи на великих відстанях доведеться придбати оптичний кабель. Наприклад, устаткування 100BaseFX в напівдуплексному режимі дозволяє з'єднати комутатор з іншим комутатором або кінцевою станцією, що знаходиться на відстані до 450 метрів один від одного. Встановивши повнодуплексний 100BaseFX, можна з'єднати два мережеві пристрої на відстані до двох кілометрів. <br /> <br /> =='''''ВИСНОВКИ'''''==<br /> <br /> Підсумовуючи все вищесказане, відмітимо, що, як нам здається, Fast Ethernet найбільш хороший для вирішення проблем високих пікових навантажень. Наприклад, якщо хтось з користувачів працює з САПР або програмами обробки зображень і потребує підвищення пропускної спроможності, то Fast Ethernet може виявитися хорошим виходом з положення. Проте якщо проблеми викликані надмірним числом користувачів в мережі, то 100BaseT починає гальмувати обмін інформацією при приблизно 50-процентному завантаженні сеті- іншими словами, на тому ж рівні, що і 10BaseT. Але врешті-решт, адже це не більше ніж розширення 10BaseT.<br /> <br /> <br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%9A%D1%83%D0%BA.png 2012-09-17T05:23:33Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/Fast_Ethernet 2012-09-17T05:22:19Z

<p>Stanislav chigirev: /* Метод кодування MLT-3 */</p> <hr /> <div>Fast Ethernet - специфікація IEЕЕ 802.3 u офіційно прийнята 26 жовтня 1995 року визначає стандарт протоколу канального рівня для мереж працюють при використанні як мідного, так і волоконно-оптичного кабелю зі швидкістю 100Мб / с. Нова специфікація є спадкоємицею стандарту Ethernet IEЕЕ 802.3, використовуючи такий же формат кадру, механізм доступу до середовища CSMA / CD і топологію зірка. Еволюція торкнулася декількох елементів конфігурації засобів фізичного рівня, що дозволило збільшити пропускну спроможність, включаючи типи застосовуваного кабелю, довжину сегментів і кількість концентраторів.<br /> <br /> <br /> == Історія ==<br /> Класичний 10-мегабитный Ethernet влаштовував більшість користувачів на протязі близько 15 років. Проте на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна спроможність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 з шинами ISA (8 Мбайт/с) або EISA (32 Мбайт/с) пропускна спроможність сегменту Ethernet складала 1/8 або 1/32 каналу «пам'ять-диск», і це добре узгоджувалося із співвідношенням об'ємів даних, що обробляються локально, і даних, передаваних по мережі. Для могутніших клієнтських станцій з шиною PCI (133 Мбайт/с) ця частка впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабитного Ethernet стали переобтяженими, реакція серверів в них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більш знижуючи корисну пропускну спроможність.<br /> <br /> Назріла необхідність в розробці «нового» Ethernet, тобто технології, яка була б такою ж ефективною по співвідношенню ціна/якість при продуктивності 100 Мбіт/с. В результаті пошуків і досліджень фахівці розділилися на два табори, що врешті-решт привело до появи двох нових технологій - Fast Ethernet і 100VG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем спадкоємності з класичним Ethernet.<br /> <br /> У 1992 році група виробників мережевого устаткування, включаючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com і ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка повинна була в максимально можливому ступені зберегти особливості технології Ethernet.<br /> <br /> Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard і AT&amp;T, які запропонували скористатися слушною нагодою для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через деякий час до цих компаній приєдналася компанія IBM, яка внесла свій внесок пропозицією забезпечити в новій технології деяку сумісність з мережами Token Ring.<br /> <br /> У комітеті 802 інститути IEEE в цей же час була сформована дослідницька група для вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року і по кінець 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабитные рішення, запропоновані різними виробниками. Разом з пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також і високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT&amp;T.<br /> <br /> В центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA/CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігала цей метод і тим самим забезпечувала спадкоємність і узгодженість мереж 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с. Коаліція HP і AT&amp;T, яка мала підтримку значно меншого числа виробників в мережевій індустрії, чим Fast Ethernet Alliance, запропонувала абсолютно новий метод доступу, названий Demand Priority - пріоритетний доступ на вимогу. Він істотно міняв картину поведінки вузлів в мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet і стандарт 802.3, і для його стандартизації був організований новий комітет IEEE 802.12.<br /> <br /> Осінню 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3и, який не є самостійним стандартом, а є доповненням до існуючого стандарту 802.3 у вигляді розділів з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію 100VG-AnyLAN, яка використовує новий метод доступу Demand Priority і підтримує кадрів двох форматів - Ethernet і Token Ring.<br /> <br /> =='''Загальні вимоги до проектування'''==<br /> <br /> Fast Ethernet є розширенням існуючого стандарту Ethernet. Вона (технологія) працює за допомогою UTP-кабеля для передачі даних або опто-волоконного кабеля і використовує CSMA / CD в топології шини типу &quot;зірка&quot;, схожа на 10BASE-T, де всі кабелі кріпляться до концентратора. І це забезпечує сумісність з існуючими 10BASE-T системами і таким чином дозволяє plug-and-play (&quot;підключити і грати&quot;) оновлення з 10BASE-T. Fast Ethernet іноді називають 100BASE-X, де X є прототипом для FX і TX варіантів.<br /> <br /> &quot;100&quot; в позначенні типу носія відноситься до швидкості передачі 100 Мбіт/сек. &quot;BASE&quot; відноситься до концентратора (смуги) сигналів, що означає, що тільки сигнали Ethernet здійснюється в середовищі. TX, FX і Т4 відносяться до фізичного середовища, яке несе в собі сигнал.<br /> <br /> Швидкий адаптер Ethernet може бути логічно розділений на Media Access Controller (MAC), який займається питаннями більш високого рівня можливостей середовища та інтерфейс фізичного рівня (PHY). MAC може бути пов'язано з PHY за допомогою 4-бітного 25-МГц-го синхронного паралельного інтерфейсу, відомого як Media Independent Interface (MII) або 2бітного 50-МГц зменшеного варіанту Зменшеного Media Independent Interface (RMII). Повторювачі (концентратори) також допустимі і підключаються до декількох PHY для їх різних інтерфейсів.<br /> <br /> MII може (рідко) бути зовнішним зв'язком, але, як правило, є зв'язком між кількома ІС в мережевому адаптері або, навіть, в межах однієї мікросхеми. Специфікації, які написані, базуються на припущенні, що інтерфейс між MAC і PHY буде MII, але вони не вимагають цього.<br /> <br /> MII фіксує теоретичну максимальну швидкість передачі даних для всіх версій швидкого Ethernet до 100 Мбіт/с. Швидкість передачі даних, яка дійсно спостерігається в реальних мережах, менше теоретичного максимуму, у зв'язку з необхідним &quot;заголовком&quot; та &quot;причепом&quot; (біти адресації і виявлення помилок) на кожний кадр, випадковими &quot;втраченими кадрами&quot; у зв'язку з &quot;шумом&quot;, і часом очікування після кожного відправленого кадру для інших пристроїв в мережі, щоб закінчити передачу.<br /> <br /> [[Файл:http://wiki.kspu.kr.ua/images/b/b5/Net-Card.JPEG]]<br /> <br /> =='''Технология''' ==<br /> <br /> В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.<br /> <br /> Причинами перехода на витую пару были:<br /> <br /> возможность работы в дуплексном режиме; <br /> низкая стоимость кабеля «витой пары»; <br /> более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле; <br /> большая помехозащищенность при использовании дифференциального сигнала; <br /> возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE); <br /> отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным «выгоранием» системного блока. <br /> Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.<br /> <br /> Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.<br /> <br /> В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптоволокну и еще через два года для передачи по витой паре.<br /> <br /> <br /> =='''''Відмінності Fast Ethernet від Ethernet''''' ==<br /> <br /> Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (мал. 1). Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, покажемо тільки кілька варіантів її фізичного рівня.<br /> <br /> [[Файл:11.JPG]]<br /> <br /> =='''''[[Фізичний рівень технології Fast Ethernet]]''''' ==<br /> <br /> Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:<br /> <br /> *волоконно-оптичний багатомодовый кабель, використовуються два волокна; <br /> <br /> *кручена пари категорії 5, використовуються дві пари; <br /> <br /> *кручена пари категорії 3, використовуються чотири пари.<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви : <br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-TX - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари.<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики. Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet. Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 нс. Усі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини і т.п.), вимірюються в бітових інтервалах, залишилися старими, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися. Ознакою вільного стану середовища є передача по ньому символу Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як у стандартах Ethernet 10 Мбіт/с). <br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть бути потрібно зміни в топології мережі.<br /> <br /> == '''ТРИ ВИДИ FAST ETHERNET''' ==<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви (рис. 2): <br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-FX]] - багатомодове оптоволокно, два волокна<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-TX]] - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-T4]] - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари<br /> <br /> [[Файл:Img002.jpg]]<br /> <br /> Рис. 2 - Структура фізичного рівня Fast Ethernet<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики.<br /> <br /> - Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабитного Ethernet.<br /> <br /> - Міжкадровий інтервал (IPG) рівний 0,96 мкс, а бітовий інтервал рівний 10 нс. Всі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочення, час передачі кадру мінімальної довжини і т. п.), зміряні в бітових інтервалах, залишилися колишніми, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися.<br /> <br /> - Ознакою вільного стану середовища є передача по ній символу Idle відповідної надмірної коди (а не відсутність сигналів, як в стандартах Ethernet 10 Мбіт/с).<br /> <br /> Фізичний рівень включає три елементи:<br /> <br /> - рівень узгодження (reconciliation sublayer);<br /> <br /> - незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, MII);<br /> <br /> - пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).<br /> <br /> Рівень узгодження потрібний для того, щоб рівень MAC, розрахований на інтерфейс AUI, зміг працювати з фізичним рівнем через інтерфейс MII.<br /> <br /> Пристрій фізичного рівня (PHY) полягає, у свою чергу, з декількох підрівнів (див. рис. 1):<br /> <br /> - підрівня логічного кодування даних, такого, що перетворює що поступають від рівня MAC байти в символи коди 4В/5В або 8В/6Т (обидві коди використовуються в технології Fast Ethernet);<br /> <br /> - підрівнів фізичного приєднання і підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), які забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI або MLT-3;<br /> <br /> - підрівня автопереговорів, який дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найбільш ефективний режим роботи, наприклад, напівдуплексний або повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).<br /> <br /> Інтерфейс MII підтримує незалежний від фізичного середовища спосіб обміну даними між підрівнем MAC і підрівнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між підрівнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і підрівнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс Мii розташовується між підрівнем MAC і підрівнями кодування сигналу, яких в стандарті Fast Ethernet три, - FX, ТХ і Т4.<br /> <br /> Роз'їм Мii на відміну від роз'єму AUI має 40 контактів, максимальна довжина кабелю Мii складає один метр. Сигнали, передавані по інтерфейсу Мii, мають амплітуду 5 Ст.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна'''''==<br /> <br /> Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і повнодуплексному режимах. Як і в стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (Rx) і від передавача (Тх).<br /> <br /> Між специфікаціями 100Base-FX і 100Base-TX є багато загального, тому загальні для двох специфікацій властивості даватимуться під узагальненою назвою 100Base-FX/TX.<br /> <br /> Тоді як Ethernet із швидкістю передачі 10 Мбіт/с використовує манчестерське кодування для представлення даних при передачі по кабелю, в стандарті Fast Ethernet визначений інший метод кодування - 4В/5В. При цьому методі кожні 4 бита даних підрівня MAC (званих символами) представляються 5 бітами. Надмірний біт дозволяє застосувати потенційні коди при уявленні кожного з п'яти битий у вигляді електричних або оптичних імпульсів. Існування заборонених комбінацій символів дозволяє отбраковывать помилкові символи, що підвищує стійкість роботи мереж з 100Base-FX/TX.<br /> [[Файл:Img003.jpg]]<br /> <br /> Рис. 3 - Структура кадру Fast Ethernet<br /> <br /> Для відділення кадру Ethernet від символів Idle використовується комбінація символів Start Delimiter (пара символів J (11000) і До (10001) коди 4В/5В, а після завершення кадру перед першим символом Idle вставляється символ Т (рис. 3).<br /> <br /> Після перетворення 4-бітових порцій код MAC в 5-бітові порції фізичного рівня їх необхідно представити у вигляді оптичних або електричних сигналів в кабелі, що сполучає вузли мережі. Специфікації 100Base-FX і 100Base-TX використовують для цього різні методи фізичного кодування - NRZI і MLT-3 відповідно (як і в технології FDDI при роботі через оптоволокно і виту пару).<br /> <br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-TX - вита пара UTP Cat 5 або STP Type 1, дві пари'''''==<br /> <br /> Як середовище передачі даних специфікація 100Base-TX використовує кабель UTP категорії 5 або кабель STP Type 1. Максимальна довжина кабелю в обох випадках -100 м.<br /> <br /> Основні відмінності від специфікації 100Base-FX - використання методу MLT-3 для передачі сигналів 5-бітових порцій коди 4В/5В по витій парі, а також наявність функції автопереговорів (Auto-negotiation) для вибору режиму роботи порту. Схема автопереговорів дозволяє двом сполученим фізично пристроям, які підтримують декілька стандартів фізичного рівня, що відрізняються бітовою швидкістю і кількістю витих пар, вибрати найбільш вигідний режим роботи. Зазвичай процедура автопереговорів відбувається при під'єднуванні мережевого адаптера, який може працювати на швидкостях 10 і 100 Мбіт/с, до концентратора або комутатора.<br /> <br /> Описана нижче схема Auto-negotiation сьогодні є стандартом технології 100Base-T. До цього виробники застосовували різні власні схеми автоматичного визначення швидкості роботи взаємодіючих портів, які не були сумісні. Прийняту як стандарт схему Auto-negotiation запропонувала спочатку компанія National Semiconductor під назвою NWay.<br /> <br /> Всього в даний час визначено 5 різних режимів роботи, які можуть підтримувати пристрої 100Base-TX або 100Base-T4 на витих парах:<br /> <br /> - 10Base-T - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 10Base-T full-duplex - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP);<br /> <br /> - 100Base-T4 - 4 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX full-duplex - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP).<br /> <br /> Режим 10Base-T має найнижчий пріоритет при переговорному процесі, а повнодуплексний режим 100Base-TX - найвищий. Переговорний процес відбувається при включенні живлення пристрою, а також може бути ініційований у будь-який момент модулем управління пристрою<br /> <br /> Пристрій, що почав процес auto-negotiation, посилає своєму партнерові пачку спеціальних імпульсів Fast Link Pulse burst (FLP), в якому міститься 8-бітове слово, що кодує пропонований режим взаємодії, починаючи з найпріоритетнішого, підтримуваного даним вузлом.<br /> <br /> Якщо вузол-партнер підтримує функцію auto-negotuiation і також може підтримувати запропонований режим, він відповідає пачкою імпульсів FLP, в якій підтверджує даний режим, і на цьому переговори закінчуються. Якщо ж вузол-партнер може підтримувати менш пріоритетний режим, то він указує його відповідає, і цей режим вибирається як робочого. Таким чином, завжди вибирається найбільш пріоритетний загальний режим вузлів.<br /> <br /> Вузол, який підтримує тільки технологію 10Base-T, кожні 16 мс посилає манчестерські імпульси для перевірки цілісності лінії, що пов'язує його з сусіднім вузлом. Такий вузол не розуміє запит FLP, який робить йому вузол з функцією Auto-negotiation, і продовжує посилати свої імпульси. Вузол, що отримав у відповідь на запит FLP тільки імпульси перевірки цілісності лінії, розуміє, що його партнер може працювати тільки за стандартом 10Base-T, і встановлює цей режим роботи і для себе.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-T4 - вита пара UTP Cat 3, чотири пари'''''==<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 була розроблена для того, щоб можна було використовувати для високошвидкісного Ethernet наявну проводку на витій парі категорії 3. Ця специфікація дозволяє підвищити загальну пропускну спроможність за рахунок одночасної передачі потоків битий по всіх 4 парам кабелю.<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 з'явилася пізніше за інші специфікації фізичного рівня Fast Ethernet. Розробники цієї технології в першу чергу хотіли створити фізичні специфікації, найбільш близькі до специфікацій 10Base-T і 10Base-F, які працювали на двох лініях передачі даних: двох парах або двох волокнах. Для реалізації роботи по двох витих парах довелося перейти на якісніший кабель категорії 5.<br /> <br /> В той же час розробники конкуруючої технології 100VG-AnyLAN спочатку зробили ставку на роботу по витій парі категорії 3; найголовніша перевага полягала не стільки у вартості, а в тому, що вона була вже прокладена в переважному числі будівель. Тому після випуску специфікацій 100Base-TX і 100Base-FX розробники технології Fast Ethernet реалізували свій варіант фізичного рівня для витої пари категорії 3.<br /> <br /> Замість кодування 4В/5В в цьому методі використовується кодування 8В/6Т, яке володіє вужчим спектром сигналу і при швидкості 33 Мбіт/с укладається в смугу 16 Мгц витої пари категорії 3 (при кодуванні 4В/5В спектр сигналу в цю смугу не укладається). Кожні 8 біт інформації рівня MAC кодуються 6-у трійковими цифрами (ternary symbols), тобто цифрами, що мають три стани. Кожна трійкова цифра має тривалість 40 нс. Група з 6-ти трійкових цифр потім передається на одну з трьох передавальних витих пар, незалежно і послідовно.<br /> <br /> Четверта пара завжди використовується для прослуховування частоти, що несе, в цілях виявлення колізії. Швидкість передачі даних по кожній з трьох передаю щих пару рівна 33,3 Мбіт/с, тому загальна швидкість протоколу 100Base-T4 складає 100 Мбіт/с. В той же час із-за прийнятого способу кодування швидкість зміни сигналу на кожній парі рівна всього 25 Мбод, що і дозволяє використовувати виту пару категорії 3.<br /> <br /> На рис. 4 показано з'єднання порту MDI мережевого адаптера 100Base-T4 з портом MDI-X концентратора (приставка Х говорить про те, що у цього роз'єму приєднання приймача і передавача міняються парами кабелю в порівнянні з роз'ємом мережевого адаптера, що дозволяє простіше сполучати пари проводів в кабелі - без перехрещення). Пара 1-2 завжди потрібний для передачі даних від порту MDI до порту MDI-X, пара 3-6 -для прийому даних портом MDI від порту MDI-X, а пари 4-5 і 7-8 є двонаправленими і використовуються як для прийому, так і для передачі, залежно від потреби.<br /> [[Файл:Img004.jpg]]<br /> <br /> Рис. 4 - З'єднання вузлів по специфікації 100Base-T4<br /> <br /> <br /> =='''''Правила побудови сегментів Fast Ethernet при використанні повторювачей класу I і класу II'''''==<br /> <br /> Технологія Fast Ethernet, як і всі некоаксіальні варіанти Ethernet розрахована на підключення кінцевих вузлів - комп'ютерів з відповідними мережевими адаптерами - до багатопортових концентраторів-повторителям або комутаторів.<br /> <br /> Правила коректної побудови сегментів мереж Fast Ethernet включають:<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з DTE;<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з портом повторителя;<br /> <br /> - обмеження на максимальний діаметр мережі;<br /> <br /> - обмеження на максимальне число повторителей і максимальну довжину сегменту, що сполучає повторители.<br /> <br /> =='''''Обмеження довжин сегментів DTE-DTE'''''==<br /> <br /> Як DTE (Data Terminal Equipment) може виступати будь-яке джерело кадрів даних для мережі: мережевий адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управління мережею і інші подібні пристрої. Порт повторителя немає DTE, оскільки він побитно повторює кадр, що вже з'явився в сегменті. У типовій конфігурації мережі Fast Ethernet декілька DTE підключається до портів повторителя, утворюючи мережу зіркоподібної топології.<br /> <br /> <br /> <br /> Специфікація IEEE 802.3u визначає наступні максимальні значення сегментів DTE-DTE: <br /> [[Файл:Img005.jpg]]<br /> <br /> ==Метод кодування NRZI==<br /> <br /> NRZI - Non Return to Zero Invertive (інверсне кодування без повернення до нуля) Цей метод є модифікованим методом Non Return to Zero (NRZ), де для представлення 1 і 0 використовуються потенціали двох рівнів. У коді NRZ I також використовується 2 потенціалу, але його поточне значення залежить від попереднього. Якщо поточне значення біта &quot;1&quot;, то отриманий потенціал повинен бути інверсією від попереднього, якщо значення біта &quot;0&quot; - такий же.<br /> Оскільки код незахищений від довгих послідовностей &quot;нулів&quot; або &quot;одиниць&quot;, то це може призвести до проблем синхронізації. Тому перед передачею, задану послідовність бітів рекомендується попередньо закодувати кодом передбачають скремблирование (скремблер призначений для додання властивостей випадковості переданої послідовності даних з метою полегшення виділення тактової частоти приймачем).<br /> <br /> ==Метод кодування MLT-3==<br /> <br /> MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (багаторівнева передача) - трохи схожий з кодом NRZ, але на відміну від останнього має три рівні сигналу.<br /> <br /> Одиниці відповідає перехід з одного рівня сигналу на інший, причому зміна рівня сигналу відбувається послідовно з урахуванням попереднього переходу. При передачі &quot;нуля&quot; сигнал не змінюється.<br /> <br /> Цей код, так само як і NRZ потребує попереднього кодування.<br /> <br /> =='''''Обмеження мереж Fast Ethernet, побудованих на повторителях'''''==<br /> <br /> Повторітелі Fast Ethernet діляться на два класи.<br /> <br /> Повторітелі класу I підтримують всі типи систем кодування фізичного рівня: 100Base-TX/FX (4B/5B) і 100Base-T4 (8B/6T). Повторітелі класу II підтримують тільки один тип системи кодування фізичного рівня - 100Base-TX/FX або 100Base-T4. Тобто повторители класу I дозволяють виконувати трансляцію логічних код з бітовою швидкістю 100 Мбіт/с, а повторителям класу II ця операція недоступна.<br /> <br /> У одному домені колізій допускається наявність тільки одного повторителя класу I. Це пов'язано з тим, що такий повторитель вносить велику затримку при розповсюдженні сигналів із-за необхідності трансляції різних систем сигналізації – 70bt.<br /> <br /> Максимальне число повторителей класу II в домені колізій - 2, причому вони повинні бути сполучені між собою кабелем не довше 5 метрів.<br /> <br /> Невелика кількість повторителей Fast Ethernet не є серйозною перешкодою при побудові мереж. По-перше, наявність стекових повторителей знімає проблеми обмеженого числа портів - всі повторители, що каскадують, є одним повторитель з достатнім числом портів - до декількох сотень. По-друге, застосування комутаторів і маршрутизаторів ділить мережа на декілька доменів колізій, в кожному з яких зазвичай є не дуже велике число станцій.<br /> <br /> У наступній таблиці зведені правила побудови мережі на основі повторителе класу I.<br /> [[Файл:img006.jpg]]<br /> <br /> Ці обмеження проілюстровані типовими конфігураціями мереж, показаними на рис. 5.<br /> [[Файл:img007.jpg]]<br /> <br /> Рис. 5 - Приклади побудови мережі за допомогою повторювачей класу I<br /> <br /> Таким чином, правило 4-х хабов перетворилося для технології Fast Ethernet в правило одного або двох хабов, залежно від класу хаба.<br /> <br /> При визначенні коректності конфігурації мережі можна не керуватися правилами одного або двох хабов, а розраховувати час подвійного обороту мережі, як це було показано раніше для мережі Ethernet 10 Мбіт/с.<br /> <br /> =='''''БІГУН НА КОРОТКІ ДИСТАНЦІЇ'''''==<br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть потрібно зміни в топології мережі. <br /> <br /> Теоретична межа діаметру сегменту мережі Fast Ethernet складає 250 метрів; це всього лише 10 відсотків теоретичної межі розміру мережі Ethernet (2500 метрів). Дане обмеження виникає з характеру протоколу CSMA/CD і швидкості передачі 100Мбит/с. <br /> Як вже наголошувалося раніше, передавальна дані робоча станція повинна прослуховувати мережу протягом часу, що дозволяє переконатися в тому, що дані досягли станції призначення. У мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с (наприклад 10Base5) проміжок часу, необхідний робочій станції для прослуховування мережі на предмет конфлікту, визначається відстанню, яка 512-бітовий кадр (розмір кадру заданий в стандарті Ethernet) пройде за час обробки цього кадру на робочій станції. Для мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с ця відстань рівно 2500 метрів (див. Мал. 1). <br /> <br /> З іншого боку, той же самий 512-бітовий кадр (стандарт 802.3u задає кадр того ж розміру, що і 802.3, тобто в 512 біт), передаваний робочою станцією в мережі Fast Ethernet, пройде всього 250 м, перш ніж робоча станція завершить його обробку (див. Мал. 2). Якби приймаюча станція була віддалена від передавальної станції на відстань понад 250 м, то кадр міг би вступити в конфлікт з іншим кадром на лінії де-небудь далі, а передавальна станція, завершивши передачу, вже не сприйняла б цей конфлікт. Тому максимальний діаметр мережі 100BaseT складає 250 метрів (див. Рис.3). <br /> <br /> Щоб використовувати допустиму дистанцію, буде потрібно два повторітеля для з'єднання всіх вузлів. Згідно стандарту, максимальна відстань між вузлом і повторітелем складає 100 метрів; у Fast Ethernet, як і в 10BaseT, відстань між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100метров. Оскільки сполучні пристрої (повторітелі) вносять додаткові затримки, реальна робоча відстань між вузлами може опинитися ще менше. Тому представляється розумним брати всі відстані з деяким запасом. <br /> Для роботи на великих відстанях доведеться придбати оптичний кабель. Наприклад, устаткування 100BaseFX в напівдуплексному режимі дозволяє з'єднати комутатор з іншим комутатором або кінцевою станцією, що знаходиться на відстані до 450 метрів один від одного. Встановивши повнодуплексний 100BaseFX, можна з'єднати два мережеві пристрої на відстані до двох кілометрів. <br /> <br /> =='''''ВИСНОВКИ'''''==<br /> <br /> Підсумовуючи все вищесказане, відмітимо, що, як нам здається, Fast Ethernet найбільш хороший для вирішення проблем високих пікових навантажень. Наприклад, якщо хтось з користувачів працює з САПР або програмами обробки зображень і потребує підвищення пропускної спроможності, то Fast Ethernet може виявитися хорошим виходом з положення. Проте якщо проблеми викликані надмірним числом користувачів в мережі, то 100BaseT починає гальмувати обмін інформацією при приблизно 50-процентному завантаженні сеті- іншими словами, на тому ж рівні, що і 10BaseT. Але врешті-решт, адже це не більше ніж розширення 10BaseT.<br /> <br /> <br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/Fast_Ethernet 2012-09-17T05:20:54Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div>Fast Ethernet - специфікація IEЕЕ 802.3 u офіційно прийнята 26 жовтня 1995 року визначає стандарт протоколу канального рівня для мереж працюють при використанні як мідного, так і волоконно-оптичного кабелю зі швидкістю 100Мб / с. Нова специфікація є спадкоємицею стандарту Ethernet IEЕЕ 802.3, використовуючи такий же формат кадру, механізм доступу до середовища CSMA / CD і топологію зірка. Еволюція торкнулася декількох елементів конфігурації засобів фізичного рівня, що дозволило збільшити пропускну спроможність, включаючи типи застосовуваного кабелю, довжину сегментів і кількість концентраторів.<br /> <br /> <br /> == Історія ==<br /> Класичний 10-мегабитный Ethernet влаштовував більшість користувачів на протязі близько 15 років. Проте на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна спроможність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 з шинами ISA (8 Мбайт/с) або EISA (32 Мбайт/с) пропускна спроможність сегменту Ethernet складала 1/8 або 1/32 каналу «пам'ять-диск», і це добре узгоджувалося із співвідношенням об'ємів даних, що обробляються локально, і даних, передаваних по мережі. Для могутніших клієнтських станцій з шиною PCI (133 Мбайт/с) ця частка впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабитного Ethernet стали переобтяженими, реакція серверів в них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більш знижуючи корисну пропускну спроможність.<br /> <br /> Назріла необхідність в розробці «нового» Ethernet, тобто технології, яка була б такою ж ефективною по співвідношенню ціна/якість при продуктивності 100 Мбіт/с. В результаті пошуків і досліджень фахівці розділилися на два табори, що врешті-решт привело до появи двох нових технологій - Fast Ethernet і 100VG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем спадкоємності з класичним Ethernet.<br /> <br /> У 1992 році група виробників мережевого устаткування, включаючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com і ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка повинна була в максимально можливому ступені зберегти особливості технології Ethernet.<br /> <br /> Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard і AT&amp;T, які запропонували скористатися слушною нагодою для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через деякий час до цих компаній приєдналася компанія IBM, яка внесла свій внесок пропозицією забезпечити в новій технології деяку сумісність з мережами Token Ring.<br /> <br /> У комітеті 802 інститути IEEE в цей же час була сформована дослідницька група для вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року і по кінець 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабитные рішення, запропоновані різними виробниками. Разом з пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також і високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT&amp;T.<br /> <br /> В центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA/CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігала цей метод і тим самим забезпечувала спадкоємність і узгодженість мереж 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с. Коаліція HP і AT&amp;T, яка мала підтримку значно меншого числа виробників в мережевій індустрії, чим Fast Ethernet Alliance, запропонувала абсолютно новий метод доступу, названий Demand Priority - пріоритетний доступ на вимогу. Він істотно міняв картину поведінки вузлів в мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet і стандарт 802.3, і для його стандартизації був організований новий комітет IEEE 802.12.<br /> <br /> Осінню 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3и, який не є самостійним стандартом, а є доповненням до існуючого стандарту 802.3 у вигляді розділів з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію 100VG-AnyLAN, яка використовує новий метод доступу Demand Priority і підтримує кадрів двох форматів - Ethernet і Token Ring.<br /> <br /> =='''Загальні вимоги до проектування'''==<br /> <br /> Fast Ethernet є розширенням існуючого стандарту Ethernet. Вона (технологія) працює за допомогою UTP-кабеля для передачі даних або опто-волоконного кабеля і використовує CSMA / CD в топології шини типу &quot;зірка&quot;, схожа на 10BASE-T, де всі кабелі кріпляться до концентратора. І це забезпечує сумісність з існуючими 10BASE-T системами і таким чином дозволяє plug-and-play (&quot;підключити і грати&quot;) оновлення з 10BASE-T. Fast Ethernet іноді називають 100BASE-X, де X є прототипом для FX і TX варіантів.<br /> <br /> &quot;100&quot; в позначенні типу носія відноситься до швидкості передачі 100 Мбіт/сек. &quot;BASE&quot; відноситься до концентратора (смуги) сигналів, що означає, що тільки сигнали Ethernet здійснюється в середовищі. TX, FX і Т4 відносяться до фізичного середовища, яке несе в собі сигнал.<br /> <br /> Швидкий адаптер Ethernet може бути логічно розділений на Media Access Controller (MAC), який займається питаннями більш високого рівня можливостей середовища та інтерфейс фізичного рівня (PHY). MAC може бути пов'язано з PHY за допомогою 4-бітного 25-МГц-го синхронного паралельного інтерфейсу, відомого як Media Independent Interface (MII) або 2бітного 50-МГц зменшеного варіанту Зменшеного Media Independent Interface (RMII). Повторювачі (концентратори) також допустимі і підключаються до декількох PHY для їх різних інтерфейсів.<br /> <br /> MII може (рідко) бути зовнішним зв'язком, але, як правило, є зв'язком між кількома ІС в мережевому адаптері або, навіть, в межах однієї мікросхеми. Специфікації, які написані, базуються на припущенні, що інтерфейс між MAC і PHY буде MII, але вони не вимагають цього.<br /> <br /> MII фіксує теоретичну максимальну швидкість передачі даних для всіх версій швидкого Ethernet до 100 Мбіт/с. Швидкість передачі даних, яка дійсно спостерігається в реальних мережах, менше теоретичного максимуму, у зв'язку з необхідним &quot;заголовком&quot; та &quot;причепом&quot; (біти адресації і виявлення помилок) на кожний кадр, випадковими &quot;втраченими кадрами&quot; у зв'язку з &quot;шумом&quot;, і часом очікування після кожного відправленого кадру для інших пристроїв в мережі, щоб закінчити передачу.<br /> <br /> [[Файл:D:\Students\5_kurs\Net-Card.bmp]]<br /> <br /> =='''Технология''' ==<br /> <br /> В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.<br /> <br /> Причинами перехода на витую пару были:<br /> <br /> возможность работы в дуплексном режиме; <br /> низкая стоимость кабеля «витой пары»; <br /> более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле; <br /> большая помехозащищенность при использовании дифференциального сигнала; <br /> возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE); <br /> отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным «выгоранием» системного блока. <br /> Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.<br /> <br /> Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.<br /> <br /> В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптоволокну и еще через два года для передачи по витой паре.<br /> <br /> <br /> =='''''Відмінності Fast Ethernet від Ethernet''''' ==<br /> <br /> Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (мал. 1). Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, покажемо тільки кілька варіантів її фізичного рівня.<br /> <br /> [[Файл:11.JPG]]<br /> <br /> =='''''[[Фізичний рівень технології Fast Ethernet]]''''' ==<br /> <br /> Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:<br /> <br /> *волоконно-оптичний багатомодовый кабель, використовуються два волокна; <br /> <br /> *кручена пари категорії 5, використовуються дві пари; <br /> <br /> *кручена пари категорії 3, використовуються чотири пари.<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви : <br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-TX - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари.<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики. Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet. Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 нс. Усі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини і т.п.), вимірюються в бітових інтервалах, залишилися старими, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися. Ознакою вільного стану середовища є передача по ньому символу Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як у стандартах Ethernet 10 Мбіт/с). <br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть бути потрібно зміни в топології мережі.<br /> <br /> == '''ТРИ ВИДИ FAST ETHERNET''' ==<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви (рис. 2): <br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-FX]] - багатомодове оптоволокно, два волокна<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-TX]] - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-T4]] - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари<br /> <br /> [[Файл:Img002.jpg]]<br /> <br /> Рис. 2 - Структура фізичного рівня Fast Ethernet<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики.<br /> <br /> - Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабитного Ethernet.<br /> <br /> - Міжкадровий інтервал (IPG) рівний 0,96 мкс, а бітовий інтервал рівний 10 нс. Всі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочення, час передачі кадру мінімальної довжини і т. п.), зміряні в бітових інтервалах, залишилися колишніми, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися.<br /> <br /> - Ознакою вільного стану середовища є передача по ній символу Idle відповідної надмірної коди (а не відсутність сигналів, як в стандартах Ethernet 10 Мбіт/с).<br /> <br /> Фізичний рівень включає три елементи:<br /> <br /> - рівень узгодження (reconciliation sublayer);<br /> <br /> - незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, MII);<br /> <br /> - пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).<br /> <br /> Рівень узгодження потрібний для того, щоб рівень MAC, розрахований на інтерфейс AUI, зміг працювати з фізичним рівнем через інтерфейс MII.<br /> <br /> Пристрій фізичного рівня (PHY) полягає, у свою чергу, з декількох підрівнів (див. рис. 1):<br /> <br /> - підрівня логічного кодування даних, такого, що перетворює що поступають від рівня MAC байти в символи коди 4В/5В або 8В/6Т (обидві коди використовуються в технології Fast Ethernet);<br /> <br /> - підрівнів фізичного приєднання і підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), які забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI або MLT-3;<br /> <br /> - підрівня автопереговорів, який дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найбільш ефективний режим роботи, наприклад, напівдуплексний або повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).<br /> <br /> Інтерфейс MII підтримує незалежний від фізичного середовища спосіб обміну даними між підрівнем MAC і підрівнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між підрівнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і підрівнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс Мii розташовується між підрівнем MAC і підрівнями кодування сигналу, яких в стандарті Fast Ethernet три, - FX, ТХ і Т4.<br /> <br /> Роз'їм Мii на відміну від роз'єму AUI має 40 контактів, максимальна довжина кабелю Мii складає один метр. Сигнали, передавані по інтерфейсу Мii, мають амплітуду 5 Ст.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна'''''==<br /> <br /> Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і повнодуплексному режимах. Як і в стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (Rx) і від передавача (Тх).<br /> <br /> Між специфікаціями 100Base-FX і 100Base-TX є багато загального, тому загальні для двох специфікацій властивості даватимуться під узагальненою назвою 100Base-FX/TX.<br /> <br /> Тоді як Ethernet із швидкістю передачі 10 Мбіт/с використовує манчестерське кодування для представлення даних при передачі по кабелю, в стандарті Fast Ethernet визначений інший метод кодування - 4В/5В. При цьому методі кожні 4 бита даних підрівня MAC (званих символами) представляються 5 бітами. Надмірний біт дозволяє застосувати потенційні коди при уявленні кожного з п'яти битий у вигляді електричних або оптичних імпульсів. Існування заборонених комбінацій символів дозволяє отбраковывать помилкові символи, що підвищує стійкість роботи мереж з 100Base-FX/TX.<br /> [[Файл:Img003.jpg]]<br /> <br /> Рис. 3 - Структура кадру Fast Ethernet<br /> <br /> Для відділення кадру Ethernet від символів Idle використовується комбінація символів Start Delimiter (пара символів J (11000) і До (10001) коди 4В/5В, а після завершення кадру перед першим символом Idle вставляється символ Т (рис. 3).<br /> <br /> Після перетворення 4-бітових порцій код MAC в 5-бітові порції фізичного рівня їх необхідно представити у вигляді оптичних або електричних сигналів в кабелі, що сполучає вузли мережі. Специфікації 100Base-FX і 100Base-TX використовують для цього різні методи фізичного кодування - NRZI і MLT-3 відповідно (як і в технології FDDI при роботі через оптоволокно і виту пару).<br /> <br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-TX - вита пара UTP Cat 5 або STP Type 1, дві пари'''''==<br /> <br /> Як середовище передачі даних специфікація 100Base-TX використовує кабель UTP категорії 5 або кабель STP Type 1. Максимальна довжина кабелю в обох випадках -100 м.<br /> <br /> Основні відмінності від специфікації 100Base-FX - використання методу MLT-3 для передачі сигналів 5-бітових порцій коди 4В/5В по витій парі, а також наявність функції автопереговорів (Auto-negotiation) для вибору режиму роботи порту. Схема автопереговорів дозволяє двом сполученим фізично пристроям, які підтримують декілька стандартів фізичного рівня, що відрізняються бітовою швидкістю і кількістю витих пар, вибрати найбільш вигідний режим роботи. Зазвичай процедура автопереговорів відбувається при під'єднуванні мережевого адаптера, який може працювати на швидкостях 10 і 100 Мбіт/с, до концентратора або комутатора.<br /> <br /> Описана нижче схема Auto-negotiation сьогодні є стандартом технології 100Base-T. До цього виробники застосовували різні власні схеми автоматичного визначення швидкості роботи взаємодіючих портів, які не були сумісні. Прийняту як стандарт схему Auto-negotiation запропонувала спочатку компанія National Semiconductor під назвою NWay.<br /> <br /> Всього в даний час визначено 5 різних режимів роботи, які можуть підтримувати пристрої 100Base-TX або 100Base-T4 на витих парах:<br /> <br /> - 10Base-T - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 10Base-T full-duplex - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP);<br /> <br /> - 100Base-T4 - 4 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX full-duplex - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP).<br /> <br /> Режим 10Base-T має найнижчий пріоритет при переговорному процесі, а повнодуплексний режим 100Base-TX - найвищий. Переговорний процес відбувається при включенні живлення пристрою, а також може бути ініційований у будь-який момент модулем управління пристрою<br /> <br /> Пристрій, що почав процес auto-negotiation, посилає своєму партнерові пачку спеціальних імпульсів Fast Link Pulse burst (FLP), в якому міститься 8-бітове слово, що кодує пропонований режим взаємодії, починаючи з найпріоритетнішого, підтримуваного даним вузлом.<br /> <br /> Якщо вузол-партнер підтримує функцію auto-negotuiation і також може підтримувати запропонований режим, він відповідає пачкою імпульсів FLP, в якій підтверджує даний режим, і на цьому переговори закінчуються. Якщо ж вузол-партнер може підтримувати менш пріоритетний режим, то він указує його відповідає, і цей режим вибирається як робочого. Таким чином, завжди вибирається найбільш пріоритетний загальний режим вузлів.<br /> <br /> Вузол, який підтримує тільки технологію 10Base-T, кожні 16 мс посилає манчестерські імпульси для перевірки цілісності лінії, що пов'язує його з сусіднім вузлом. Такий вузол не розуміє запит FLP, який робить йому вузол з функцією Auto-negotiation, і продовжує посилати свої імпульси. Вузол, що отримав у відповідь на запит FLP тільки імпульси перевірки цілісності лінії, розуміє, що його партнер може працювати тільки за стандартом 10Base-T, і встановлює цей режим роботи і для себе.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-T4 - вита пара UTP Cat 3, чотири пари'''''==<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 була розроблена для того, щоб можна було використовувати для високошвидкісного Ethernet наявну проводку на витій парі категорії 3. Ця специфікація дозволяє підвищити загальну пропускну спроможність за рахунок одночасної передачі потоків битий по всіх 4 парам кабелю.<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 з'явилася пізніше за інші специфікації фізичного рівня Fast Ethernet. Розробники цієї технології в першу чергу хотіли створити фізичні специфікації, найбільш близькі до специфікацій 10Base-T і 10Base-F, які працювали на двох лініях передачі даних: двох парах або двох волокнах. Для реалізації роботи по двох витих парах довелося перейти на якісніший кабель категорії 5.<br /> <br /> В той же час розробники конкуруючої технології 100VG-AnyLAN спочатку зробили ставку на роботу по витій парі категорії 3; найголовніша перевага полягала не стільки у вартості, а в тому, що вона була вже прокладена в переважному числі будівель. Тому після випуску специфікацій 100Base-TX і 100Base-FX розробники технології Fast Ethernet реалізували свій варіант фізичного рівня для витої пари категорії 3.<br /> <br /> Замість кодування 4В/5В в цьому методі використовується кодування 8В/6Т, яке володіє вужчим спектром сигналу і при швидкості 33 Мбіт/с укладається в смугу 16 Мгц витої пари категорії 3 (при кодуванні 4В/5В спектр сигналу в цю смугу не укладається). Кожні 8 біт інформації рівня MAC кодуються 6-у трійковими цифрами (ternary symbols), тобто цифрами, що мають три стани. Кожна трійкова цифра має тривалість 40 нс. Група з 6-ти трійкових цифр потім передається на одну з трьох передавальних витих пар, незалежно і послідовно.<br /> <br /> Четверта пара завжди використовується для прослуховування частоти, що несе, в цілях виявлення колізії. Швидкість передачі даних по кожній з трьох передаю щих пару рівна 33,3 Мбіт/с, тому загальна швидкість протоколу 100Base-T4 складає 100 Мбіт/с. В той же час із-за прийнятого способу кодування швидкість зміни сигналу на кожній парі рівна всього 25 Мбод, що і дозволяє використовувати виту пару категорії 3.<br /> <br /> На рис. 4 показано з'єднання порту MDI мережевого адаптера 100Base-T4 з портом MDI-X концентратора (приставка Х говорить про те, що у цього роз'єму приєднання приймача і передавача міняються парами кабелю в порівнянні з роз'ємом мережевого адаптера, що дозволяє простіше сполучати пари проводів в кабелі - без перехрещення). Пара 1-2 завжди потрібний для передачі даних від порту MDI до порту MDI-X, пара 3-6 -для прийому даних портом MDI від порту MDI-X, а пари 4-5 і 7-8 є двонаправленими і використовуються як для прийому, так і для передачі, залежно від потреби.<br /> [[Файл:Img004.jpg]]<br /> <br /> Рис. 4 - З'єднання вузлів по специфікації 100Base-T4<br /> <br /> <br /> =='''''Правила побудови сегментів Fast Ethernet при використанні повторювачей класу I і класу II'''''==<br /> <br /> Технологія Fast Ethernet, як і всі некоаксіальні варіанти Ethernet розрахована на підключення кінцевих вузлів - комп'ютерів з відповідними мережевими адаптерами - до багатопортових концентраторів-повторителям або комутаторів.<br /> <br /> Правила коректної побудови сегментів мереж Fast Ethernet включають:<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з DTE;<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з портом повторителя;<br /> <br /> - обмеження на максимальний діаметр мережі;<br /> <br /> - обмеження на максимальне число повторителей і максимальну довжину сегменту, що сполучає повторители.<br /> <br /> =='''''Обмеження довжин сегментів DTE-DTE'''''==<br /> <br /> Як DTE (Data Terminal Equipment) може виступати будь-яке джерело кадрів даних для мережі: мережевий адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управління мережею і інші подібні пристрої. Порт повторителя немає DTE, оскільки він побитно повторює кадр, що вже з'явився в сегменті. У типовій конфігурації мережі Fast Ethernet декілька DTE підключається до портів повторителя, утворюючи мережу зіркоподібної топології.<br /> <br /> <br /> <br /> Специфікація IEEE 802.3u визначає наступні максимальні значення сегментів DTE-DTE: <br /> [[Файл:Img005.jpg]]<br /> <br /> ==Метод кодування NRZI==<br /> <br /> NRZI - Non Return to Zero Invertive (інверсне кодування без повернення до нуля) Цей метод є модифікованим методом Non Return to Zero (NRZ), де для представлення 1 і 0 використовуються потенціали двох рівнів. У коді NRZ I також використовується 2 потенціалу, але його поточне значення залежить від попереднього. Якщо поточне значення біта &quot;1&quot;, то отриманий потенціал повинен бути інверсією від попереднього, якщо значення біта &quot;0&quot; - такий же.<br /> Оскільки код незахищений від довгих послідовностей &quot;нулів&quot; або &quot;одиниць&quot;, то це може призвести до проблем синхронізації. Тому перед передачею, задану послідовність бітів рекомендується попередньо закодувати кодом передбачають скремблирование (скремблер призначений для додання властивостей випадковості переданої послідовності даних з метою полегшення виділення тактової частоти приймачем).<br /> <br /> ==Метод кодування MLT-3==<br /> <br /> MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (багаторівнева передача) - трохи схожий з кодом NRZ, але на відміну від останнього має три рівні сигналу.<br /> <br /> Одиниці відповідає перехід з одного рівня сигналу на інший, причому зміна рівня сигналу відбувається послідовно з урахуванням попереднього переходу. При передачі &quot;нуля&quot; сигнал не змінюється.<br /> <br /> =='''''Обмеження мереж Fast Ethernet, побудованих на повторителях'''''==<br /> <br /> Повторітелі Fast Ethernet діляться на два класи.<br /> <br /> Повторітелі класу I підтримують всі типи систем кодування фізичного рівня: 100Base-TX/FX (4B/5B) і 100Base-T4 (8B/6T). Повторітелі класу II підтримують тільки один тип системи кодування фізичного рівня - 100Base-TX/FX або 100Base-T4. Тобто повторители класу I дозволяють виконувати трансляцію логічних код з бітовою швидкістю 100 Мбіт/с, а повторителям класу II ця операція недоступна.<br /> <br /> У одному домені колізій допускається наявність тільки одного повторителя класу I. Це пов'язано з тим, що такий повторитель вносить велику затримку при розповсюдженні сигналів із-за необхідності трансляції різних систем сигналізації – 70bt.<br /> <br /> Максимальне число повторителей класу II в домені колізій - 2, причому вони повинні бути сполучені між собою кабелем не довше 5 метрів.<br /> <br /> Невелика кількість повторителей Fast Ethernet не є серйозною перешкодою при побудові мереж. По-перше, наявність стекових повторителей знімає проблеми обмеженого числа портів - всі повторители, що каскадують, є одним повторитель з достатнім числом портів - до декількох сотень. По-друге, застосування комутаторів і маршрутизаторів ділить мережа на декілька доменів колізій, в кожному з яких зазвичай є не дуже велике число станцій.<br /> <br /> У наступній таблиці зведені правила побудови мережі на основі повторителе класу I.<br /> [[Файл:img006.jpg]]<br /> <br /> Ці обмеження проілюстровані типовими конфігураціями мереж, показаними на рис. 5.<br /> [[Файл:img007.jpg]]<br /> <br /> Рис. 5 - Приклади побудови мережі за допомогою повторювачей класу I<br /> <br /> Таким чином, правило 4-х хабов перетворилося для технології Fast Ethernet в правило одного або двох хабов, залежно від класу хаба.<br /> <br /> При визначенні коректності конфігурації мережі можна не керуватися правилами одного або двох хабов, а розраховувати час подвійного обороту мережі, як це було показано раніше для мережі Ethernet 10 Мбіт/с.<br /> <br /> =='''''БІГУН НА КОРОТКІ ДИСТАНЦІЇ'''''==<br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть потрібно зміни в топології мережі. <br /> <br /> Теоретична межа діаметру сегменту мережі Fast Ethernet складає 250 метрів; це всього лише 10 відсотків теоретичної межі розміру мережі Ethernet (2500 метрів). Дане обмеження виникає з характеру протоколу CSMA/CD і швидкості передачі 100Мбит/с. <br /> Як вже наголошувалося раніше, передавальна дані робоча станція повинна прослуховувати мережу протягом часу, що дозволяє переконатися в тому, що дані досягли станції призначення. У мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с (наприклад 10Base5) проміжок часу, необхідний робочій станції для прослуховування мережі на предмет конфлікту, визначається відстанню, яка 512-бітовий кадр (розмір кадру заданий в стандарті Ethernet) пройде за час обробки цього кадру на робочій станції. Для мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с ця відстань рівно 2500 метрів (див. Мал. 1). <br /> <br /> З іншого боку, той же самий 512-бітовий кадр (стандарт 802.3u задає кадр того ж розміру, що і 802.3, тобто в 512 біт), передаваний робочою станцією в мережі Fast Ethernet, пройде всього 250 м, перш ніж робоча станція завершить його обробку (див. Мал. 2). Якби приймаюча станція була віддалена від передавальної станції на відстань понад 250 м, то кадр міг би вступити в конфлікт з іншим кадром на лінії де-небудь далі, а передавальна станція, завершивши передачу, вже не сприйняла б цей конфлікт. Тому максимальний діаметр мережі 100BaseT складає 250 метрів (див. Рис.3). <br /> <br /> Щоб використовувати допустиму дистанцію, буде потрібно два повторітеля для з'єднання всіх вузлів. Згідно стандарту, максимальна відстань між вузлом і повторітелем складає 100 метрів; у Fast Ethernet, як і в 10BaseT, відстань між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100метров. Оскільки сполучні пристрої (повторітелі) вносять додаткові затримки, реальна робоча відстань між вузлами може опинитися ще менше. Тому представляється розумним брати всі відстані з деяким запасом. <br /> Для роботи на великих відстанях доведеться придбати оптичний кабель. Наприклад, устаткування 100BaseFX в напівдуплексному режимі дозволяє з'єднати комутатор з іншим комутатором або кінцевою станцією, що знаходиться на відстані до 450 метрів один від одного. Встановивши повнодуплексний 100BaseFX, можна з'єднати два мережеві пристрої на відстані до двох кілометрів. <br /> <br /> =='''''ВИСНОВКИ'''''==<br /> <br /> Підсумовуючи все вищесказане, відмітимо, що, як нам здається, Fast Ethernet найбільш хороший для вирішення проблем високих пікових навантажень. Наприклад, якщо хтось з користувачів працює з САПР або програмами обробки зображень і потребує підвищення пропускної спроможності, то Fast Ethernet може виявитися хорошим виходом з положення. Проте якщо проблеми викликані надмірним числом користувачів в мережі, то 100BaseT починає гальмувати обмін інформацією при приблизно 50-процентному завантаженні сеті- іншими словами, на тому ж рівні, що і 10BaseT. Але врешті-решт, адже це не більше ніж розширення 10BaseT.<br /> <br /> <br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/Fast_Ethernet 2012-09-17T05:18:45Z

<p>Stanislav chigirev: /* Метод кодування NRZI */</p> <hr /> <div>Fast Ethernet - специфікація IEЕЕ 802.3 u офіційно прийнята 26 жовтня 1995 року визначає стандарт протоколу канального рівня для мереж працюють при використанні як мідного, так і волоконно-оптичного кабелю зі швидкістю 100Мб / с. Нова специфікація є спадкоємицею стандарту Ethernet IEЕЕ 802.3, використовуючи такий же формат кадру, механізм доступу до середовища CSMA / CD і топологію зірка. Еволюція торкнулася декількох елементів конфігурації засобів фізичного рівня, що дозволило збільшити пропускну спроможність, включаючи типи застосовуваного кабелю, довжину сегментів і кількість концентраторів.<br /> <br /> <br /> == Історія ==<br /> Класичний 10-мегабитный Ethernet влаштовував більшість користувачів на протязі близько 15 років. Проте на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна спроможність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 з шинами ISA (8 Мбайт/с) або EISA (32 Мбайт/с) пропускна спроможність сегменту Ethernet складала 1/8 або 1/32 каналу «пам'ять-диск», і це добре узгоджувалося із співвідношенням об'ємів даних, що обробляються локально, і даних, передаваних по мережі. Для могутніших клієнтських станцій з шиною PCI (133 Мбайт/с) ця частка впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабитного Ethernet стали переобтяженими, реакція серверів в них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більш знижуючи корисну пропускну спроможність.<br /> <br /> Назріла необхідність в розробці «нового» Ethernet, тобто технології, яка була б такою ж ефективною по співвідношенню ціна/якість при продуктивності 100 Мбіт/с. В результаті пошуків і досліджень фахівці розділилися на два табори, що врешті-решт привело до появи двох нових технологій - Fast Ethernet і 100VG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем спадкоємності з класичним Ethernet.<br /> <br /> У 1992 році група виробників мережевого устаткування, включаючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com і ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка повинна була в максимально можливому ступені зберегти особливості технології Ethernet.<br /> <br /> Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard і AT&amp;T, які запропонували скористатися слушною нагодою для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через деякий час до цих компаній приєдналася компанія IBM, яка внесла свій внесок пропозицією забезпечити в новій технології деяку сумісність з мережами Token Ring.<br /> <br /> У комітеті 802 інститути IEEE в цей же час була сформована дослідницька група для вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року і по кінець 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабитные рішення, запропоновані різними виробниками. Разом з пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також і високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT&amp;T.<br /> <br /> В центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA/CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігала цей метод і тим самим забезпечувала спадкоємність і узгодженість мереж 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с. Коаліція HP і AT&amp;T, яка мала підтримку значно меншого числа виробників в мережевій індустрії, чим Fast Ethernet Alliance, запропонувала абсолютно новий метод доступу, названий Demand Priority - пріоритетний доступ на вимогу. Він істотно міняв картину поведінки вузлів в мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet і стандарт 802.3, і для його стандартизації був організований новий комітет IEEE 802.12.<br /> <br /> Осінню 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3и, який не є самостійним стандартом, а є доповненням до існуючого стандарту 802.3 у вигляді розділів з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію 100VG-AnyLAN, яка використовує новий метод доступу Demand Priority і підтримує кадрів двох форматів - Ethernet і Token Ring.<br /> <br /> =='''Загальні вимоги до проектування'''==<br /> <br /> Fast Ethernet є розширенням існуючого стандарту Ethernet. Вона (технологія) працює за допомогою UTP-кабеля для передачі даних або опто-волоконного кабеля і використовує CSMA / CD в топології шини типу &quot;зірка&quot;, схожа на 10BASE-T, де всі кабелі кріпляться до концентратора. І це забезпечує сумісність з існуючими 10BASE-T системами і таким чином дозволяє plug-and-play (&quot;підключити і грати&quot;) оновлення з 10BASE-T. Fast Ethernet іноді називають 100BASE-X, де X є прототипом для FX і TX варіантів.<br /> <br /> &quot;100&quot; в позначенні типу носія відноситься до швидкості передачі 100 Мбіт/сек. &quot;BASE&quot; відноситься до концентратора (смуги) сигналів, що означає, що тільки сигнали Ethernet здійснюється в середовищі. TX, FX і Т4 відносяться до фізичного середовища, яке несе в собі сигнал.<br /> <br /> Швидкий адаптер Ethernet може бути логічно розділений на Media Access Controller (MAC), який займається питаннями більш високого рівня можливостей середовища та інтерфейс фізичного рівня (PHY). MAC може бути пов'язано з PHY за допомогою 4-бітного 25-МГц-го синхронного паралельного інтерфейсу, відомого як Media Independent Interface (MII) або 2бітного 50-МГц зменшеного варіанту Зменшеного Media Independent Interface (RMII). Повторювачі (концентратори) також допустимі і підключаються до декількох PHY для їх різних інтерфейсів.<br /> <br /> MII може (рідко) бути зовнішним зв'язком, але, як правило, є зв'язком між кількома ІС в мережевому адаптері або, навіть, в межах однієї мікросхеми. Специфікації, які написані, базуються на припущенні, що інтерфейс між MAC і PHY буде MII, але вони не вимагають цього.<br /> <br /> MII фіксує теоретичну максимальну швидкість передачі даних для всіх версій швидкого Ethernet до 100 Мбіт/с. Швидкість передачі даних, яка дійсно спостерігається в реальних мережах, менше теоретичного максимуму, у зв'язку з необхідним &quot;заголовком&quot; та &quot;причепом&quot; (біти адресації і виявлення помилок) на кожний кадр, випадковими &quot;втраченими кадрами&quot; у зв'язку з &quot;шумом&quot;, і часом очікування після кожного відправленого кадру для інших пристроїв в мережі, щоб закінчити передачу.<br /> <br /> [[Файл:D:\Students\5_kurs\Net-Card.bmp]]<br /> <br /> =='''Технология''' ==<br /> <br /> В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.<br /> <br /> Причинами перехода на витую пару были:<br /> <br /> возможность работы в дуплексном режиме; <br /> низкая стоимость кабеля «витой пары»; <br /> более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле; <br /> большая помехозащищенность при использовании дифференциального сигнала; <br /> возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE); <br /> отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным «выгоранием» системного блока. <br /> Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.<br /> <br /> Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.<br /> <br /> В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптоволокну и еще через два года для передачи по витой паре.<br /> <br /> <br /> =='''''Відмінності Fast Ethernet від Ethernet''''' ==<br /> <br /> Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (мал. 1). Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, покажемо тільки кілька варіантів її фізичного рівня.<br /> <br /> [[Файл:11.JPG]]<br /> <br /> =='''''[[Фізичний рівень технології Fast Ethernet]]''''' ==<br /> <br /> Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:<br /> <br /> *волоконно-оптичний багатомодовый кабель, використовуються два волокна; <br /> <br /> *кручена пари категорії 5, використовуються дві пари; <br /> <br /> *кручена пари категорії 3, використовуються чотири пари.<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви : <br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-TX - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари.<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики. Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet. Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 нс. Усі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини і т.п.), вимірюються в бітових інтервалах, залишилися старими, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися. Ознакою вільного стану середовища є передача по ньому символу Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як у стандартах Ethernet 10 Мбіт/с). <br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть бути потрібно зміни в топології мережі.<br /> <br /> == '''ТРИ ВИДИ FAST ETHERNET''' ==<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви (рис. 2): <br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-FX]] - багатомодове оптоволокно, два волокна<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-TX]] - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-T4]] - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари<br /> <br /> [[Файл:Img002.jpg]]<br /> <br /> Рис. 2 - Структура фізичного рівня Fast Ethernet<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики.<br /> <br /> - Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабитного Ethernet.<br /> <br /> - Міжкадровий інтервал (IPG) рівний 0,96 мкс, а бітовий інтервал рівний 10 нс. Всі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочення, час передачі кадру мінімальної довжини і т. п.), зміряні в бітових інтервалах, залишилися колишніми, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися.<br /> <br /> - Ознакою вільного стану середовища є передача по ній символу Idle відповідної надмірної коди (а не відсутність сигналів, як в стандартах Ethernet 10 Мбіт/с).<br /> <br /> Фізичний рівень включає три елементи:<br /> <br /> - рівень узгодження (reconciliation sublayer);<br /> <br /> - незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, MII);<br /> <br /> - пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).<br /> <br /> Рівень узгодження потрібний для того, щоб рівень MAC, розрахований на інтерфейс AUI, зміг працювати з фізичним рівнем через інтерфейс MII.<br /> <br /> Пристрій фізичного рівня (PHY) полягає, у свою чергу, з декількох підрівнів (див. рис. 1):<br /> <br /> - підрівня логічного кодування даних, такого, що перетворює що поступають від рівня MAC байти в символи коди 4В/5В або 8В/6Т (обидві коди використовуються в технології Fast Ethernet);<br /> <br /> - підрівнів фізичного приєднання і підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), які забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI або MLT-3;<br /> <br /> - підрівня автопереговорів, який дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найбільш ефективний режим роботи, наприклад, напівдуплексний або повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).<br /> <br /> Інтерфейс MII підтримує незалежний від фізичного середовища спосіб обміну даними між підрівнем MAC і підрівнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між підрівнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і підрівнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс Мii розташовується між підрівнем MAC і підрівнями кодування сигналу, яких в стандарті Fast Ethernet три, - FX, ТХ і Т4.<br /> <br /> Роз'їм Мii на відміну від роз'єму AUI має 40 контактів, максимальна довжина кабелю Мii складає один метр. Сигнали, передавані по інтерфейсу Мii, мають амплітуду 5 Ст.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна'''''==<br /> <br /> Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і повнодуплексному режимах. Як і в стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (Rx) і від передавача (Тх).<br /> <br /> Між специфікаціями 100Base-FX і 100Base-TX є багато загального, тому загальні для двох специфікацій властивості даватимуться під узагальненою назвою 100Base-FX/TX.<br /> <br /> Тоді як Ethernet із швидкістю передачі 10 Мбіт/с використовує манчестерське кодування для представлення даних при передачі по кабелю, в стандарті Fast Ethernet визначений інший метод кодування - 4В/5В. При цьому методі кожні 4 бита даних підрівня MAC (званих символами) представляються 5 бітами. Надмірний біт дозволяє застосувати потенційні коди при уявленні кожного з п'яти битий у вигляді електричних або оптичних імпульсів. Існування заборонених комбінацій символів дозволяє отбраковывать помилкові символи, що підвищує стійкість роботи мереж з 100Base-FX/TX.<br /> [[Файл:Img003.jpg]]<br /> <br /> Рис. 3 - Структура кадру Fast Ethernet<br /> <br /> Для відділення кадру Ethernet від символів Idle використовується комбінація символів Start Delimiter (пара символів J (11000) і До (10001) коди 4В/5В, а після завершення кадру перед першим символом Idle вставляється символ Т (рис. 3).<br /> <br /> Після перетворення 4-бітових порцій код MAC в 5-бітові порції фізичного рівня їх необхідно представити у вигляді оптичних або електричних сигналів в кабелі, що сполучає вузли мережі. Специфікації 100Base-FX і 100Base-TX використовують для цього різні методи фізичного кодування - NRZI і MLT-3 відповідно (як і в технології FDDI при роботі через оптоволокно і виту пару).<br /> <br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-TX - вита пара UTP Cat 5 або STP Type 1, дві пари'''''==<br /> <br /> Як середовище передачі даних специфікація 100Base-TX використовує кабель UTP категорії 5 або кабель STP Type 1. Максимальна довжина кабелю в обох випадках -100 м.<br /> <br /> Основні відмінності від специфікації 100Base-FX - використання методу MLT-3 для передачі сигналів 5-бітових порцій коди 4В/5В по витій парі, а також наявність функції автопереговорів (Auto-negotiation) для вибору режиму роботи порту. Схема автопереговорів дозволяє двом сполученим фізично пристроям, які підтримують декілька стандартів фізичного рівня, що відрізняються бітовою швидкістю і кількістю витих пар, вибрати найбільш вигідний режим роботи. Зазвичай процедура автопереговорів відбувається при під'єднуванні мережевого адаптера, який може працювати на швидкостях 10 і 100 Мбіт/с, до концентратора або комутатора.<br /> <br /> Описана нижче схема Auto-negotiation сьогодні є стандартом технології 100Base-T. До цього виробники застосовували різні власні схеми автоматичного визначення швидкості роботи взаємодіючих портів, які не були сумісні. Прийняту як стандарт схему Auto-negotiation запропонувала спочатку компанія National Semiconductor під назвою NWay.<br /> <br /> Всього в даний час визначено 5 різних режимів роботи, які можуть підтримувати пристрої 100Base-TX або 100Base-T4 на витих парах:<br /> <br /> - 10Base-T - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 10Base-T full-duplex - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP);<br /> <br /> - 100Base-T4 - 4 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX full-duplex - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP).<br /> <br /> Режим 10Base-T має найнижчий пріоритет при переговорному процесі, а повнодуплексний режим 100Base-TX - найвищий. Переговорний процес відбувається при включенні живлення пристрою, а також може бути ініційований у будь-який момент модулем управління пристрою<br /> <br /> Пристрій, що почав процес auto-negotiation, посилає своєму партнерові пачку спеціальних імпульсів Fast Link Pulse burst (FLP), в якому міститься 8-бітове слово, що кодує пропонований режим взаємодії, починаючи з найпріоритетнішого, підтримуваного даним вузлом.<br /> <br /> Якщо вузол-партнер підтримує функцію auto-negotuiation і також може підтримувати запропонований режим, він відповідає пачкою імпульсів FLP, в якій підтверджує даний режим, і на цьому переговори закінчуються. Якщо ж вузол-партнер може підтримувати менш пріоритетний режим, то він указує його відповідає, і цей режим вибирається як робочого. Таким чином, завжди вибирається найбільш пріоритетний загальний режим вузлів.<br /> <br /> Вузол, який підтримує тільки технологію 10Base-T, кожні 16 мс посилає манчестерські імпульси для перевірки цілісності лінії, що пов'язує його з сусіднім вузлом. Такий вузол не розуміє запит FLP, який робить йому вузол з функцією Auto-negotiation, і продовжує посилати свої імпульси. Вузол, що отримав у відповідь на запит FLP тільки імпульси перевірки цілісності лінії, розуміє, що його партнер може працювати тільки за стандартом 10Base-T, і встановлює цей режим роботи і для себе.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-T4 - вита пара UTP Cat 3, чотири пари'''''==<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 була розроблена для того, щоб можна було використовувати для високошвидкісного Ethernet наявну проводку на витій парі категорії 3. Ця специфікація дозволяє підвищити загальну пропускну спроможність за рахунок одночасної передачі потоків битий по всіх 4 парам кабелю.<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 з'явилася пізніше за інші специфікації фізичного рівня Fast Ethernet. Розробники цієї технології в першу чергу хотіли створити фізичні специфікації, найбільш близькі до специфікацій 10Base-T і 10Base-F, які працювали на двох лініях передачі даних: двох парах або двох волокнах. Для реалізації роботи по двох витих парах довелося перейти на якісніший кабель категорії 5.<br /> <br /> В той же час розробники конкуруючої технології 100VG-AnyLAN спочатку зробили ставку на роботу по витій парі категорії 3; найголовніша перевага полягала не стільки у вартості, а в тому, що вона була вже прокладена в переважному числі будівель. Тому після випуску специфікацій 100Base-TX і 100Base-FX розробники технології Fast Ethernet реалізували свій варіант фізичного рівня для витої пари категорії 3.<br /> <br /> Замість кодування 4В/5В в цьому методі використовується кодування 8В/6Т, яке володіє вужчим спектром сигналу і при швидкості 33 Мбіт/с укладається в смугу 16 Мгц витої пари категорії 3 (при кодуванні 4В/5В спектр сигналу в цю смугу не укладається). Кожні 8 біт інформації рівня MAC кодуються 6-у трійковими цифрами (ternary symbols), тобто цифрами, що мають три стани. Кожна трійкова цифра має тривалість 40 нс. Група з 6-ти трійкових цифр потім передається на одну з трьох передавальних витих пар, незалежно і послідовно.<br /> <br /> Четверта пара завжди використовується для прослуховування частоти, що несе, в цілях виявлення колізії. Швидкість передачі даних по кожній з трьох передаю щих пару рівна 33,3 Мбіт/с, тому загальна швидкість протоколу 100Base-T4 складає 100 Мбіт/с. В той же час із-за прийнятого способу кодування швидкість зміни сигналу на кожній парі рівна всього 25 Мбод, що і дозволяє використовувати виту пару категорії 3.<br /> <br /> На рис. 4 показано з'єднання порту MDI мережевого адаптера 100Base-T4 з портом MDI-X концентратора (приставка Х говорить про те, що у цього роз'єму приєднання приймача і передавача міняються парами кабелю в порівнянні з роз'ємом мережевого адаптера, що дозволяє простіше сполучати пари проводів в кабелі - без перехрещення). Пара 1-2 завжди потрібний для передачі даних від порту MDI до порту MDI-X, пара 3-6 -для прийому даних портом MDI від порту MDI-X, а пари 4-5 і 7-8 є двонаправленими і використовуються як для прийому, так і для передачі, залежно від потреби.<br /> [[Файл:Img004.jpg]]<br /> <br /> Рис. 4 - З'єднання вузлів по специфікації 100Base-T4<br /> <br /> <br /> =='''''Правила побудови сегментів Fast Ethernet при використанні повторювачей класу I і класу II'''''==<br /> <br /> Технологія Fast Ethernet, як і всі некоаксіальні варіанти Ethernet розрахована на підключення кінцевих вузлів - комп'ютерів з відповідними мережевими адаптерами - до багатопортових концентраторів-повторителям або комутаторів.<br /> <br /> Правила коректної побудови сегментів мереж Fast Ethernet включають:<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з DTE;<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з портом повторителя;<br /> <br /> - обмеження на максимальний діаметр мережі;<br /> <br /> - обмеження на максимальне число повторителей і максимальну довжину сегменту, що сполучає повторители.<br /> <br /> =='''''Обмеження довжин сегментів DTE-DTE'''''==<br /> <br /> Як DTE (Data Terminal Equipment) може виступати будь-яке джерело кадрів даних для мережі: мережевий адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управління мережею і інші подібні пристрої. Порт повторителя немає DTE, оскільки він побитно повторює кадр, що вже з'явився в сегменті. У типовій конфігурації мережі Fast Ethernet декілька DTE підключається до портів повторителя, утворюючи мережу зіркоподібної топології.<br /> <br /> <br /> <br /> Специфікація IEEE 802.3u визначає наступні максимальні значення сегментів DTE-DTE: <br /> [[Файл:Img005.jpg]]<br /> <br /> ==Метод кодування NRZI==<br /> <br /> NRZI - Non Return to Zero Invertive (інверсне кодування без повернення до нуля) Цей метод є модифікованим методом Non Return to Zero (NRZ), де для представлення 1 і 0 використовуються потенціали двох рівнів. У коді NRZ I також використовується 2 потенціалу, але його поточне значення залежить від попереднього. Якщо поточне значення біта &quot;1&quot;, то отриманий потенціал повинен бути інверсією від попереднього, якщо значення біта &quot;0&quot; - такий же.<br /> Оскільки код незахищений від довгих послідовностей &quot;нулів&quot; або &quot;одиниць&quot;, то це може призвести до проблем синхронізації. Тому перед передачею, задану послідовність бітів рекомендується попередньо закодувати кодом передбачають скремблирование (скремблер призначений для додання властивостей випадковості переданої послідовності даних з метою полегшення виділення тактової частоти приймачем).<br /> <br /> =='''''БІГУН НА КОРОТКІ ДИСТАНЦІЇ'''''==<br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть потрібно зміни в топології мережі. <br /> <br /> Теоретична межа діаметру сегменту мережі Fast Ethernet складає 250 метрів; це всього лише 10 відсотків теоретичної межі розміру мережі Ethernet (2500 метрів). Дане обмеження виникає з характеру протоколу CSMA/CD і швидкості передачі 100Мбит/с. <br /> Як вже наголошувалося раніше, передавальна дані робоча станція повинна прослуховувати мережу протягом часу, що дозволяє переконатися в тому, що дані досягли станції призначення. У мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с (наприклад 10Base5) проміжок часу, необхідний робочій станції для прослуховування мережі на предмет конфлікту, визначається відстанню, яка 512-бітовий кадр (розмір кадру заданий в стандарті Ethernet) пройде за час обробки цього кадру на робочій станції. Для мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с ця відстань рівно 2500 метрів (див. Мал. 1). <br /> <br /> З іншого боку, той же самий 512-бітовий кадр (стандарт 802.3u задає кадр того ж розміру, що і 802.3, тобто в 512 біт), передаваний робочою станцією в мережі Fast Ethernet, пройде всього 250 м, перш ніж робоча станція завершить його обробку (див. Мал. 2). Якби приймаюча станція була віддалена від передавальної станції на відстань понад 250 м, то кадр міг би вступити в конфлікт з іншим кадром на лінії де-небудь далі, а передавальна станція, завершивши передачу, вже не сприйняла б цей конфлікт. Тому максимальний діаметр мережі 100BaseT складає 250 метрів (див. Рис.3). <br /> <br /> Щоб використовувати допустиму дистанцію, буде потрібно два повторітеля для з'єднання всіх вузлів. Згідно стандарту, максимальна відстань між вузлом і повторітелем складає 100 метрів; у Fast Ethernet, як і в 10BaseT, відстань між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100метров. Оскільки сполучні пристрої (повторітелі) вносять додаткові затримки, реальна робоча відстань між вузлами може опинитися ще менше. Тому представляється розумним брати всі відстані з деяким запасом. <br /> Для роботи на великих відстанях доведеться придбати оптичний кабель. Наприклад, устаткування 100BaseFX в напівдуплексному режимі дозволяє з'єднати комутатор з іншим комутатором або кінцевою станцією, що знаходиться на відстані до 450 метрів один від одного. Встановивши повнодуплексний 100BaseFX, можна з'єднати два мережеві пристрої на відстані до двох кілометрів. <br /> <br /> =='''''ВИСНОВКИ'''''==<br /> <br /> Підсумовуючи все вищесказане, відмітимо, що, як нам здається, Fast Ethernet найбільш хороший для вирішення проблем високих пікових навантажень. Наприклад, якщо хтось з користувачів працює з САПР або програмами обробки зображень і потребує підвищення пропускної спроможності, то Fast Ethernet може виявитися хорошим виходом з положення. Проте якщо проблеми викликані надмірним числом користувачів в мережі, то 100BaseT починає гальмувати обмін інформацією при приблизно 50-процентному завантаженні сеті- іншими словами, на тому ж рівні, що і 10BaseT. Але врешті-решт, адже це не більше ніж розширення 10BaseT.<br /> <br /> <br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/Fast_Ethernet 2012-09-17T05:17:45Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div>Fast Ethernet - специфікація IEЕЕ 802.3 u офіційно прийнята 26 жовтня 1995 року визначає стандарт протоколу канального рівня для мереж працюють при використанні як мідного, так і волоконно-оптичного кабелю зі швидкістю 100Мб / с. Нова специфікація є спадкоємицею стандарту Ethernet IEЕЕ 802.3, використовуючи такий же формат кадру, механізм доступу до середовища CSMA / CD і топологію зірка. Еволюція торкнулася декількох елементів конфігурації засобів фізичного рівня, що дозволило збільшити пропускну спроможність, включаючи типи застосовуваного кабелю, довжину сегментів і кількість концентраторів.<br /> <br /> <br /> == Історія ==<br /> Класичний 10-мегабитный Ethernet влаштовував більшість користувачів на протязі близько 15 років. Проте на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна спроможність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 з шинами ISA (8 Мбайт/с) або EISA (32 Мбайт/с) пропускна спроможність сегменту Ethernet складала 1/8 або 1/32 каналу «пам'ять-диск», і це добре узгоджувалося із співвідношенням об'ємів даних, що обробляються локально, і даних, передаваних по мережі. Для могутніших клієнтських станцій з шиною PCI (133 Мбайт/с) ця частка впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабитного Ethernet стали переобтяженими, реакція серверів в них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більш знижуючи корисну пропускну спроможність.<br /> <br /> Назріла необхідність в розробці «нового» Ethernet, тобто технології, яка була б такою ж ефективною по співвідношенню ціна/якість при продуктивності 100 Мбіт/с. В результаті пошуків і досліджень фахівці розділилися на два табори, що врешті-решт привело до появи двох нових технологій - Fast Ethernet і 100VG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем спадкоємності з класичним Ethernet.<br /> <br /> У 1992 році група виробників мережевого устаткування, включаючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com і ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка повинна була в максимально можливому ступені зберегти особливості технології Ethernet.<br /> <br /> Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard і AT&amp;T, які запропонували скористатися слушною нагодою для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через деякий час до цих компаній приєдналася компанія IBM, яка внесла свій внесок пропозицією забезпечити в новій технології деяку сумісність з мережами Token Ring.<br /> <br /> У комітеті 802 інститути IEEE в цей же час була сформована дослідницька група для вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року і по кінець 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабитные рішення, запропоновані різними виробниками. Разом з пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також і високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT&amp;T.<br /> <br /> В центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA/CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігала цей метод і тим самим забезпечувала спадкоємність і узгодженість мереж 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с. Коаліція HP і AT&amp;T, яка мала підтримку значно меншого числа виробників в мережевій індустрії, чим Fast Ethernet Alliance, запропонувала абсолютно новий метод доступу, названий Demand Priority - пріоритетний доступ на вимогу. Він істотно міняв картину поведінки вузлів в мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet і стандарт 802.3, і для його стандартизації був організований новий комітет IEEE 802.12.<br /> <br /> Осінню 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3и, який не є самостійним стандартом, а є доповненням до існуючого стандарту 802.3 у вигляді розділів з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію 100VG-AnyLAN, яка використовує новий метод доступу Demand Priority і підтримує кадрів двох форматів - Ethernet і Token Ring.<br /> <br /> =='''Загальні вимоги до проектування'''==<br /> <br /> Fast Ethernet є розширенням існуючого стандарту Ethernet. Вона (технологія) працює за допомогою UTP-кабеля для передачі даних або опто-волоконного кабеля і використовує CSMA / CD в топології шини типу &quot;зірка&quot;, схожа на 10BASE-T, де всі кабелі кріпляться до концентратора. І це забезпечує сумісність з існуючими 10BASE-T системами і таким чином дозволяє plug-and-play (&quot;підключити і грати&quot;) оновлення з 10BASE-T. Fast Ethernet іноді називають 100BASE-X, де X є прототипом для FX і TX варіантів.<br /> <br /> &quot;100&quot; в позначенні типу носія відноситься до швидкості передачі 100 Мбіт/сек. &quot;BASE&quot; відноситься до концентратора (смуги) сигналів, що означає, що тільки сигнали Ethernet здійснюється в середовищі. TX, FX і Т4 відносяться до фізичного середовища, яке несе в собі сигнал.<br /> <br /> Швидкий адаптер Ethernet може бути логічно розділений на Media Access Controller (MAC), який займається питаннями більш високого рівня можливостей середовища та інтерфейс фізичного рівня (PHY). MAC може бути пов'язано з PHY за допомогою 4-бітного 25-МГц-го синхронного паралельного інтерфейсу, відомого як Media Independent Interface (MII) або 2бітного 50-МГц зменшеного варіанту Зменшеного Media Independent Interface (RMII). Повторювачі (концентратори) також допустимі і підключаються до декількох PHY для їх різних інтерфейсів.<br /> <br /> MII може (рідко) бути зовнішним зв'язком, але, як правило, є зв'язком між кількома ІС в мережевому адаптері або, навіть, в межах однієї мікросхеми. Специфікації, які написані, базуються на припущенні, що інтерфейс між MAC і PHY буде MII, але вони не вимагають цього.<br /> <br /> MII фіксує теоретичну максимальну швидкість передачі даних для всіх версій швидкого Ethernet до 100 Мбіт/с. Швидкість передачі даних, яка дійсно спостерігається в реальних мережах, менше теоретичного максимуму, у зв'язку з необхідним &quot;заголовком&quot; та &quot;причепом&quot; (біти адресації і виявлення помилок) на кожний кадр, випадковими &quot;втраченими кадрами&quot; у зв'язку з &quot;шумом&quot;, і часом очікування після кожного відправленого кадру для інших пристроїв в мережі, щоб закінчити передачу.<br /> <br /> =='''Технология''' ==<br /> <br /> В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.<br /> <br /> Причинами перехода на витую пару были:<br /> <br /> возможность работы в дуплексном режиме; <br /> низкая стоимость кабеля «витой пары»; <br /> более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле; <br /> большая помехозащищенность при использовании дифференциального сигнала; <br /> возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE); <br /> отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным «выгоранием» системного блока. <br /> Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.<br /> <br /> Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.<br /> <br /> В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптоволокну и еще через два года для передачи по витой паре.<br /> <br /> <br /> =='''''Відмінності Fast Ethernet від Ethernet''''' ==<br /> <br /> Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (мал. 1). Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, покажемо тільки кілька варіантів її фізичного рівня.<br /> <br /> [[Файл:11.JPG]]<br /> <br /> =='''''[[Фізичний рівень технології Fast Ethernet]]''''' ==<br /> <br /> Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:<br /> <br /> *волоконно-оптичний багатомодовый кабель, використовуються два волокна; <br /> <br /> *кручена пари категорії 5, використовуються дві пари; <br /> <br /> *кручена пари категорії 3, використовуються чотири пари.<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви : <br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-TX - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари.<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики. Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet. Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 нс. Усі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини і т.п.), вимірюються в бітових інтервалах, залишилися старими, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися. Ознакою вільного стану середовища є передача по ньому символу Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як у стандартах Ethernet 10 Мбіт/с). <br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть бути потрібно зміни в топології мережі.<br /> <br /> == '''ТРИ ВИДИ FAST ETHERNET''' ==<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви (рис. 2): <br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-FX]] - багатомодове оптоволокно, два волокна<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-TX]] - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-T4]] - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари<br /> <br /> [[Файл:Img002.jpg]]<br /> <br /> Рис. 2 - Структура фізичного рівня Fast Ethernet<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики.<br /> <br /> - Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабитного Ethernet.<br /> <br /> - Міжкадровий інтервал (IPG) рівний 0,96 мкс, а бітовий інтервал рівний 10 нс. Всі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочення, час передачі кадру мінімальної довжини і т. п.), зміряні в бітових інтервалах, залишилися колишніми, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися.<br /> <br /> - Ознакою вільного стану середовища є передача по ній символу Idle відповідної надмірної коди (а не відсутність сигналів, як в стандартах Ethernet 10 Мбіт/с).<br /> <br /> Фізичний рівень включає три елементи:<br /> <br /> - рівень узгодження (reconciliation sublayer);<br /> <br /> - незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, MII);<br /> <br /> - пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).<br /> <br /> Рівень узгодження потрібний для того, щоб рівень MAC, розрахований на інтерфейс AUI, зміг працювати з фізичним рівнем через інтерфейс MII.<br /> <br /> Пристрій фізичного рівня (PHY) полягає, у свою чергу, з декількох підрівнів (див. рис. 1):<br /> <br /> - підрівня логічного кодування даних, такого, що перетворює що поступають від рівня MAC байти в символи коди 4В/5В або 8В/6Т (обидві коди використовуються в технології Fast Ethernet);<br /> <br /> - підрівнів фізичного приєднання і підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), які забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI або MLT-3;<br /> <br /> - підрівня автопереговорів, який дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найбільш ефективний режим роботи, наприклад, напівдуплексний або повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).<br /> <br /> Інтерфейс MII підтримує незалежний від фізичного середовища спосіб обміну даними між підрівнем MAC і підрівнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між підрівнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і підрівнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс Мii розташовується між підрівнем MAC і підрівнями кодування сигналу, яких в стандарті Fast Ethernet три, - FX, ТХ і Т4.<br /> <br /> Роз'їм Мii на відміну від роз'єму AUI має 40 контактів, максимальна довжина кабелю Мii складає один метр. Сигнали, передавані по інтерфейсу Мii, мають амплітуду 5 Ст.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна'''''==<br /> <br /> Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і повнодуплексному режимах. Як і в стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (Rx) і від передавача (Тх).<br /> <br /> Між специфікаціями 100Base-FX і 100Base-TX є багато загального, тому загальні для двох специфікацій властивості даватимуться під узагальненою назвою 100Base-FX/TX.<br /> <br /> Тоді як Ethernet із швидкістю передачі 10 Мбіт/с використовує манчестерське кодування для представлення даних при передачі по кабелю, в стандарті Fast Ethernet визначений інший метод кодування - 4В/5В. При цьому методі кожні 4 бита даних підрівня MAC (званих символами) представляються 5 бітами. Надмірний біт дозволяє застосувати потенційні коди при уявленні кожного з п'яти битий у вигляді електричних або оптичних імпульсів. Існування заборонених комбінацій символів дозволяє отбраковывать помилкові символи, що підвищує стійкість роботи мереж з 100Base-FX/TX.<br /> [[Файл:Img003.jpg]]<br /> <br /> Рис. 3 - Структура кадру Fast Ethernet<br /> <br /> Для відділення кадру Ethernet від символів Idle використовується комбінація символів Start Delimiter (пара символів J (11000) і До (10001) коди 4В/5В, а після завершення кадру перед першим символом Idle вставляється символ Т (рис. 3).<br /> <br /> Після перетворення 4-бітових порцій код MAC в 5-бітові порції фізичного рівня їх необхідно представити у вигляді оптичних або електричних сигналів в кабелі, що сполучає вузли мережі. Специфікації 100Base-FX і 100Base-TX використовують для цього різні методи фізичного кодування - NRZI і MLT-3 відповідно (як і в технології FDDI при роботі через оптоволокно і виту пару).<br /> <br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-TX - вита пара UTP Cat 5 або STP Type 1, дві пари'''''==<br /> <br /> Як середовище передачі даних специфікація 100Base-TX використовує кабель UTP категорії 5 або кабель STP Type 1. Максимальна довжина кабелю в обох випадках -100 м.<br /> <br /> Основні відмінності від специфікації 100Base-FX - використання методу MLT-3 для передачі сигналів 5-бітових порцій коди 4В/5В по витій парі, а також наявність функції автопереговорів (Auto-negotiation) для вибору режиму роботи порту. Схема автопереговорів дозволяє двом сполученим фізично пристроям, які підтримують декілька стандартів фізичного рівня, що відрізняються бітовою швидкістю і кількістю витих пар, вибрати найбільш вигідний режим роботи. Зазвичай процедура автопереговорів відбувається при під'єднуванні мережевого адаптера, який може працювати на швидкостях 10 і 100 Мбіт/с, до концентратора або комутатора.<br /> <br /> Описана нижче схема Auto-negotiation сьогодні є стандартом технології 100Base-T. До цього виробники застосовували різні власні схеми автоматичного визначення швидкості роботи взаємодіючих портів, які не були сумісні. Прийняту як стандарт схему Auto-negotiation запропонувала спочатку компанія National Semiconductor під назвою NWay.<br /> <br /> Всього в даний час визначено 5 різних режимів роботи, які можуть підтримувати пристрої 100Base-TX або 100Base-T4 на витих парах:<br /> <br /> - 10Base-T - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 10Base-T full-duplex - 2 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP);<br /> <br /> - 100Base-T4 - 4 пари категорії 3;<br /> <br /> - 100Base-TX full-duplex - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP).<br /> <br /> Режим 10Base-T має найнижчий пріоритет при переговорному процесі, а повнодуплексний режим 100Base-TX - найвищий. Переговорний процес відбувається при включенні живлення пристрою, а також може бути ініційований у будь-який момент модулем управління пристрою<br /> <br /> Пристрій, що почав процес auto-negotiation, посилає своєму партнерові пачку спеціальних імпульсів Fast Link Pulse burst (FLP), в якому міститься 8-бітове слово, що кодує пропонований режим взаємодії, починаючи з найпріоритетнішого, підтримуваного даним вузлом.<br /> <br /> Якщо вузол-партнер підтримує функцію auto-negotuiation і також може підтримувати запропонований режим, він відповідає пачкою імпульсів FLP, в якій підтверджує даний режим, і на цьому переговори закінчуються. Якщо ж вузол-партнер може підтримувати менш пріоритетний режим, то він указує його відповідає, і цей режим вибирається як робочого. Таким чином, завжди вибирається найбільш пріоритетний загальний режим вузлів.<br /> <br /> Вузол, який підтримує тільки технологію 10Base-T, кожні 16 мс посилає манчестерські імпульси для перевірки цілісності лінії, що пов'язує його з сусіднім вузлом. Такий вузол не розуміє запит FLP, який робить йому вузол з функцією Auto-negotiation, і продовжує посилати свої імпульси. Вузол, що отримав у відповідь на запит FLP тільки імпульси перевірки цілісності лінії, розуміє, що його партнер може працювати тільки за стандартом 10Base-T, і встановлює цей режим роботи і для себе.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-T4 - вита пара UTP Cat 3, чотири пари'''''==<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 була розроблена для того, щоб можна було використовувати для високошвидкісного Ethernet наявну проводку на витій парі категорії 3. Ця специфікація дозволяє підвищити загальну пропускну спроможність за рахунок одночасної передачі потоків битий по всіх 4 парам кабелю.<br /> <br /> Специфікація 100Base-T4 з'явилася пізніше за інші специфікації фізичного рівня Fast Ethernet. Розробники цієї технології в першу чергу хотіли створити фізичні специфікації, найбільш близькі до специфікацій 10Base-T і 10Base-F, які працювали на двох лініях передачі даних: двох парах або двох волокнах. Для реалізації роботи по двох витих парах довелося перейти на якісніший кабель категорії 5.<br /> <br /> В той же час розробники конкуруючої технології 100VG-AnyLAN спочатку зробили ставку на роботу по витій парі категорії 3; найголовніша перевага полягала не стільки у вартості, а в тому, що вона була вже прокладена в переважному числі будівель. Тому після випуску специфікацій 100Base-TX і 100Base-FX розробники технології Fast Ethernet реалізували свій варіант фізичного рівня для витої пари категорії 3.<br /> <br /> Замість кодування 4В/5В в цьому методі використовується кодування 8В/6Т, яке володіє вужчим спектром сигналу і при швидкості 33 Мбіт/с укладається в смугу 16 Мгц витої пари категорії 3 (при кодуванні 4В/5В спектр сигналу в цю смугу не укладається). Кожні 8 біт інформації рівня MAC кодуються 6-у трійковими цифрами (ternary symbols), тобто цифрами, що мають три стани. Кожна трійкова цифра має тривалість 40 нс. Група з 6-ти трійкових цифр потім передається на одну з трьох передавальних витих пар, незалежно і послідовно.<br /> <br /> Четверта пара завжди використовується для прослуховування частоти, що несе, в цілях виявлення колізії. Швидкість передачі даних по кожній з трьох передаю щих пару рівна 33,3 Мбіт/с, тому загальна швидкість протоколу 100Base-T4 складає 100 Мбіт/с. В той же час із-за прийнятого способу кодування швидкість зміни сигналу на кожній парі рівна всього 25 Мбод, що і дозволяє використовувати виту пару категорії 3.<br /> <br /> На рис. 4 показано з'єднання порту MDI мережевого адаптера 100Base-T4 з портом MDI-X концентратора (приставка Х говорить про те, що у цього роз'єму приєднання приймача і передавача міняються парами кабелю в порівнянні з роз'ємом мережевого адаптера, що дозволяє простіше сполучати пари проводів в кабелі - без перехрещення). Пара 1-2 завжди потрібний для передачі даних від порту MDI до порту MDI-X, пара 3-6 -для прийому даних портом MDI від порту MDI-X, а пари 4-5 і 7-8 є двонаправленими і використовуються як для прийому, так і для передачі, залежно від потреби.<br /> [[Файл:Img004.jpg]]<br /> <br /> Рис. 4 - З'єднання вузлів по специфікації 100Base-T4<br /> <br /> <br /> =='''''Правила побудови сегментів Fast Ethernet при використанні повторювачей класу I і класу II'''''==<br /> <br /> Технологія Fast Ethernet, як і всі некоаксіальні варіанти Ethernet розрахована на підключення кінцевих вузлів - комп'ютерів з відповідними мережевими адаптерами - до багатопортових концентраторів-повторителям або комутаторів.<br /> <br /> Правила коректної побудови сегментів мереж Fast Ethernet включають:<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з DTE;<br /> <br /> - обмеження на максимальні довжини сегментів, сполучаючих DTE з портом повторителя;<br /> <br /> - обмеження на максимальний діаметр мережі;<br /> <br /> - обмеження на максимальне число повторителей і максимальну довжину сегменту, що сполучає повторители.<br /> <br /> =='''''Обмеження довжин сегментів DTE-DTE'''''==<br /> <br /> Як DTE (Data Terminal Equipment) може виступати будь-яке джерело кадрів даних для мережі: мережевий адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управління мережею і інші подібні пристрої. Порт повторителя немає DTE, оскільки він побитно повторює кадр, що вже з'явився в сегменті. У типовій конфігурації мережі Fast Ethernet декілька DTE підключається до портів повторителя, утворюючи мережу зіркоподібної топології.<br /> <br /> <br /> <br /> Специфікація IEEE 802.3u визначає наступні максимальні значення сегментів DTE-DTE: <br /> [[Файл:Img005.jpg]]<br /> <br /> ==Метод кодування NRZI==<br /> <br /> NRZI - Non Return to Zero Invertive (інверсне кодування без повернення до нуля) Цей метод є модифікованим методом Non Return to Zero (NRZ), де для представлення 1 і 0 використовуються потенціали двох рівнів. У коді NRZ I також використовується 2 потенціалу, але його поточне значення залежить від попереднього. Якщо поточне значення біта &quot;1&quot;, то отриманий потенціал повинен бути інверсією від попереднього, якщо значення біта &quot;0&quot; - такий же.<br /> <br /> =='''''БІГУН НА КОРОТКІ ДИСТАНЦІЇ'''''==<br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть потрібно зміни в топології мережі. <br /> <br /> Теоретична межа діаметру сегменту мережі Fast Ethernet складає 250 метрів; це всього лише 10 відсотків теоретичної межі розміру мережі Ethernet (2500 метрів). Дане обмеження виникає з характеру протоколу CSMA/CD і швидкості передачі 100Мбит/с. <br /> Як вже наголошувалося раніше, передавальна дані робоча станція повинна прослуховувати мережу протягом часу, що дозволяє переконатися в тому, що дані досягли станції призначення. У мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с (наприклад 10Base5) проміжок часу, необхідний робочій станції для прослуховування мережі на предмет конфлікту, визначається відстанню, яка 512-бітовий кадр (розмір кадру заданий в стандарті Ethernet) пройде за час обробки цього кадру на робочій станції. Для мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с ця відстань рівно 2500 метрів (див. Мал. 1). <br /> <br /> З іншого боку, той же самий 512-бітовий кадр (стандарт 802.3u задає кадр того ж розміру, що і 802.3, тобто в 512 біт), передаваний робочою станцією в мережі Fast Ethernet, пройде всього 250 м, перш ніж робоча станція завершить його обробку (див. Мал. 2). Якби приймаюча станція була віддалена від передавальної станції на відстань понад 250 м, то кадр міг би вступити в конфлікт з іншим кадром на лінії де-небудь далі, а передавальна станція, завершивши передачу, вже не сприйняла б цей конфлікт. Тому максимальний діаметр мережі 100BaseT складає 250 метрів (див. Рис.3). <br /> <br /> Щоб використовувати допустиму дистанцію, буде потрібно два повторітеля для з'єднання всіх вузлів. Згідно стандарту, максимальна відстань між вузлом і повторітелем складає 100 метрів; у Fast Ethernet, як і в 10BaseT, відстань між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100метров. Оскільки сполучні пристрої (повторітелі) вносять додаткові затримки, реальна робоча відстань між вузлами може опинитися ще менше. Тому представляється розумним брати всі відстані з деяким запасом. <br /> Для роботи на великих відстанях доведеться придбати оптичний кабель. Наприклад, устаткування 100BaseFX в напівдуплексному режимі дозволяє з'єднати комутатор з іншим комутатором або кінцевою станцією, що знаходиться на відстані до 450 метрів один від одного. Встановивши повнодуплексний 100BaseFX, можна з'єднати два мережеві пристрої на відстані до двох кілометрів. <br /> <br /> =='''''ВИСНОВКИ'''''==<br /> <br /> Підсумовуючи все вищесказане, відмітимо, що, як нам здається, Fast Ethernet найбільш хороший для вирішення проблем високих пікових навантажень. Наприклад, якщо хтось з користувачів працює з САПР або програмами обробки зображень і потребує підвищення пропускної спроможності, то Fast Ethernet може виявитися хорошим виходом з положення. Проте якщо проблеми викликані надмірним числом користувачів в мережі, то 100BaseT починає гальмувати обмін інформацією при приблизно 50-процентному завантаженні сеті- іншими словами, на тому ж рівні, що і 10BaseT. Але врешті-решт, адже це не більше ніж розширення 10BaseT.<br /> <br /> <br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/Fast_Ethernet 2012-09-17T05:08:07Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div>Fast Ethernet - специфікація IEЕЕ 802.3 u офіційно прийнята 26 жовтня 1995 року визначає стандарт протоколу канального рівня для мереж працюють при використанні як мідного, так і волоконно-оптичного кабелю зі швидкістю 100Мб / с. Нова специфікація є спадкоємицею стандарту Ethernet IEЕЕ 802.3, використовуючи такий же формат кадру, механізм доступу до середовища CSMA / CD і топологію зірка. Еволюція торкнулася декількох елементів конфігурації засобів фізичного рівня, що дозволило збільшити пропускну спроможність, включаючи типи застосовуваного кабелю, довжину сегментів і кількість концентраторів.<br /> <br /> <br /> == Історія ==<br /> Класичний 10-мегабитный Ethernet влаштовував більшість користувачів на протязі близько 15 років. Проте на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна спроможність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 з шинами ISA (8 Мбайт/с) або EISA (32 Мбайт/с) пропускна спроможність сегменту Ethernet складала 1/8 або 1/32 каналу «пам'ять-диск», і це добре узгоджувалося із співвідношенням об'ємів даних, що обробляються локально, і даних, передаваних по мережі. Для могутніших клієнтських станцій з шиною PCI (133 Мбайт/с) ця частка впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабитного Ethernet стали переобтяженими, реакція серверів в них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більш знижуючи корисну пропускну спроможність.<br /> <br /> Назріла необхідність в розробці «нового» Ethernet, тобто технології, яка була б такою ж ефективною по співвідношенню ціна/якість при продуктивності 100 Мбіт/с. В результаті пошуків і досліджень фахівці розділилися на два табори, що врешті-решт привело до появи двох нових технологій - Fast Ethernet і 100VG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем спадкоємності з класичним Ethernet.<br /> <br /> У 1992 році група виробників мережевого устаткування, включаючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com і ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка повинна була в максимально можливому ступені зберегти особливості технології Ethernet.<br /> <br /> Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard і AT&amp;T, які запропонували скористатися слушною нагодою для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через деякий час до цих компаній приєдналася компанія IBM, яка внесла свій внесок пропозицією забезпечити в новій технології деяку сумісність з мережами Token Ring.<br /> <br /> У комітеті 802 інститути IEEE в цей же час була сформована дослідницька група для вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року і по кінець 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабитные рішення, запропоновані різними виробниками. Разом з пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також і високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT&amp;T.<br /> <br /> В центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA/CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігала цей метод і тим самим забезпечувала спадкоємність і узгодженість мереж 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с. Коаліція HP і AT&amp;T, яка мала підтримку значно меншого числа виробників в мережевій індустрії, чим Fast Ethernet Alliance, запропонувала абсолютно новий метод доступу, названий Demand Priority - пріоритетний доступ на вимогу. Він істотно міняв картину поведінки вузлів в мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet і стандарт 802.3, і для його стандартизації був організований новий комітет IEEE 802.12.<br /> <br /> Осінню 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3и, який не є самостійним стандартом, а є доповненням до існуючого стандарту 802.3 у вигляді розділів з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію 100VG-AnyLAN, яка використовує новий метод доступу Demand Priority і підтримує кадрів двох форматів - Ethernet і Token Ring.<br /> <br /> =='''Технология''' ==<br /> <br /> В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.<br /> <br /> Причинами перехода на витую пару были:<br /> <br /> возможность работы в дуплексном режиме; <br /> низкая стоимость кабеля «витой пары»; <br /> более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле; <br /> большая помехозащищенность при использовании дифференциального сигнала; <br /> возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE); <br /> отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным «выгоранием» системного блока. <br /> Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.<br /> <br /> Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.<br /> <br /> В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптоволокну и еще через два года для передачи по витой паре.<br /> <br /> <br /> =='''''Відмінності Fast Ethernet від Ethernet''''' ==<br /> <br /> Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (мал. 1). Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, покажемо тільки кілька варіантів її фізичного рівня.<br /> <br /> [[Файл:11.JPG]]<br /> <br /> =='''''[[Фізичний рівень технології Fast Ethernet]]''''' ==<br /> <br /> Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:<br /> <br /> *волоконно-оптичний багатомодовый кабель, використовуються два волокна; <br /> <br /> *кручена пари категорії 5, використовуються дві пари; <br /> <br /> *кручена пари категорії 3, використовуються чотири пари.<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви : <br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-TX - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари.<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики. Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet. Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 нс. Усі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини і т.п.), вимірюються в бітових інтервалах, залишилися старими, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися. Ознакою вільного стану середовища є передача по ньому символу Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як у стандартах Ethernet 10 Мбіт/с). <br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть бути потрібно зміни в топології мережі.<br /> <br /> == '''ТРИ ВИДИ FAST ETHERNET''' ==<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви (рис. 2): <br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-FX]] - багатомодове оптоволокно, два волокна<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-TX]] - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-T4]] - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари<br /> <br /> [[Файл:Img002.jpg]]<br /> <br /> Рис. 2 - Структура фізичного рівня Fast Ethernet<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики.<br /> <br /> - Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабитного Ethernet.<br /> <br /> - Міжкадровий інтервал (IPG) рівний 0,96 мкс, а бітовий інтервал рівний 10 нс. Всі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочення, час передачі кадру мінімальної довжини і т. п.), зміряні в бітових інтервалах, залишилися колишніми, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися.<br /> <br /> - Ознакою вільного стану середовища є передача по ній символу Idle відповідної надмірної коди (а не відсутність сигналів, як в стандартах Ethernet 10 Мбіт/с).<br /> <br /> Фізичний рівень включає три елементи:<br /> <br /> - рівень узгодження (reconciliation sublayer);<br /> <br /> - незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, MII);<br /> <br /> - пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).<br /> <br /> Рівень узгодження потрібний для того, щоб рівень MAC, розрахований на інтерфейс AUI, зміг працювати з фізичним рівнем через інтерфейс MII.<br /> <br /> Пристрій фізичного рівня (PHY) полягає, у свою чергу, з декількох підрівнів (див. рис. 1):<br /> <br /> - підрівня логічного кодування даних, такого, що перетворює що поступають від рівня MAC байти в символи коди 4В/5В або 8В/6Т (обидві коди використовуються в технології Fast Ethernet);<br /> <br /> - підрівнів фізичного приєднання і підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), які забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI або MLT-3;<br /> <br /> - підрівня автопереговорів, який дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найбільш ефективний режим роботи, наприклад, напівдуплексний або повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).<br /> <br /> Інтерфейс MII підтримує незалежний від фізичного середовища спосіб обміну даними між підрівнем MAC і підрівнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між підрівнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і підрівнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс Мii розташовується між підрівнем MAC і підрівнями кодування сигналу, яких в стандарті Fast Ethernet три, - FX, ТХ і Т4.<br /> <br /> Роз'їм Мii на відміну від роз'єму AUI має 40 контактів, максимальна довжина кабелю Мii складає один метр. Сигнали, передавані по інтерфейсу Мii, мають амплітуду 5 Ст.<br /> <br /> =='''''Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна'''''==<br /> <br /> Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і повнодуплексному режимах. Як і в стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (Rx) і від передавача (Тх).<br /> <br /> Між специфікаціями 100Base-FX і 100Base-TX є багато загального, тому загальні для двох специфікацій властивості даватимуться під узагальненою назвою 100Base-FX/TX.<br /> <br /> Тоді як Ethernet із швидкістю передачі 10 Мбіт/с використовує манчестерське кодування для представлення даних при передачі по кабелю, в стандарті Fast Ethernet визначений інший метод кодування - 4В/5В. При цьому методі кожні 4 бита даних підрівня MAC (званих символами) представляються 5 бітами. Надмірний біт дозволяє застосувати потенційні коди при уявленні кожного з п'яти битий у вигляді електричних або оптичних імпульсів. Існування заборонених комбінацій символів дозволяє отбраковывать помилкові символи, що підвищує стійкість роботи мереж з 100Base-FX/TX.<br /> <br /> =='''''БІГУН НА КОРОТКІ ДИСТАНЦІЇ'''''==<br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть потрібно зміни в топології мережі. <br /> <br /> Теоретична межа діаметру сегменту мережі Fast Ethernet складає 250 метрів; це всього лише 10 відсотків теоретичної межі розміру мережі Ethernet (2500 метрів). Дане обмеження виникає з характеру протоколу CSMA/CD і швидкості передачі 100Мбит/с. <br /> Як вже наголошувалося раніше, передавальна дані робоча станція повинна прослуховувати мережу протягом часу, що дозволяє переконатися в тому, що дані досягли станції призначення. У мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с (наприклад 10Base5) проміжок часу, необхідний робочій станції для прослуховування мережі на предмет конфлікту, визначається відстанню, яка 512-бітовий кадр (розмір кадру заданий в стандарті Ethernet) пройде за час обробки цього кадру на робочій станції. Для мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с ця відстань рівно 2500 метрів (див. Мал. 1). <br /> <br /> З іншого боку, той же самий 512-бітовий кадр (стандарт 802.3u задає кадр того ж розміру, що і 802.3, тобто в 512 біт), передаваний робочою станцією в мережі Fast Ethernet, пройде всього 250 м, перш ніж робоча станція завершить його обробку (див. Мал. 2). Якби приймаюча станція була віддалена від передавальної станції на відстань понад 250 м, то кадр міг би вступити в конфлікт з іншим кадром на лінії де-небудь далі, а передавальна станція, завершивши передачу, вже не сприйняла б цей конфлікт. Тому максимальний діаметр мережі 100BaseT складає 250 метрів (див. Рис.3). <br /> <br /> Щоб використовувати допустиму дистанцію, буде потрібно два повторітеля для з'єднання всіх вузлів. Згідно стандарту, максимальна відстань між вузлом і повторітелем складає 100 метрів; у Fast Ethernet, як і в 10BaseT, відстань між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100метров. Оскільки сполучні пристрої (повторітелі) вносять додаткові затримки, реальна робоча відстань між вузлами може опинитися ще менше. Тому представляється розумним брати всі відстані з деяким запасом. <br /> Для роботи на великих відстанях доведеться придбати оптичний кабель. Наприклад, устаткування 100BaseFX в напівдуплексному режимі дозволяє з'єднати комутатор з іншим комутатором або кінцевою станцією, що знаходиться на відстані до 450 метрів один від одного. Встановивши повнодуплексний 100BaseFX, можна з'єднати два мережеві пристрої на відстані до двох кілометрів. <br /> <br /> =='''''ВИСНОВКИ'''''==<br /> <br /> Підсумовуючи все вищесказане, відмітимо, що, як нам здається, Fast Ethernet найбільш хороший для вирішення проблем високих пікових навантажень. Наприклад, якщо хтось з користувачів працює з САПР або програмами обробки зображень і потребує підвищення пропускної спроможності, то Fast Ethernet може виявитися хорошим виходом з положення. Проте якщо проблеми викликані надмірним числом користувачів в мережі, то 100BaseT починає гальмувати обмін інформацією при приблизно 50-процентному завантаженні сеті- іншими словами, на тому ж рівні, що і 10BaseT. Але врешті-решт, адже це не більше ніж розширення 10BaseT.<br /> <br /> <br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/Fast_Ethernet 2012-09-17T05:07:14Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div>Fast Ethernet - специфікація IEЕЕ 802.3 u офіційно прийнята 26 жовтня 1995 визначає стандарт протоколу канального рівня для мереж працюють при використанні як мідного, так і волоконно-оптичного кабелю зі швидкістю 100Мб / с. Нова специфікація є спадкоємицею стандарту Ethernet IEЕЕ 802.3, використовуючи такий же формат кадру, механізм доступу до середовища CSMA / CD і топологію зірка. Еволюція торкнулася декількох елементів конфігурації засобів фізичного рівня, що дозволило збільшити пропускну спроможність, включаючи типи застосовуваного кабелю, довжину сегментів і кількість концентраторів.<br /> <br /> <br /> == Історія ==<br /> Класичний 10-мегабитный Ethernet влаштовував більшість користувачів на протязі близько 15 років. Проте на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна спроможність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 з шинами ISA (8 Мбайт/с) або EISA (32 Мбайт/с) пропускна спроможність сегменту Ethernet складала 1/8 або 1/32 каналу «пам'ять-диск», і це добре узгоджувалося із співвідношенням об'ємів даних, що обробляються локально, і даних, передаваних по мережі. Для могутніших клієнтських станцій з шиною PCI (133 Мбайт/с) ця частка впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабитного Ethernet стали переобтяженими, реакція серверів в них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більш знижуючи корисну пропускну спроможність.<br /> <br /> Назріла необхідність в розробці «нового» Ethernet, тобто технології, яка була б такою ж ефективною по співвідношенню ціна/якість при продуктивності 100 Мбіт/с. В результаті пошуків і досліджень фахівці розділилися на два табори, що врешті-решт привело до появи двох нових технологій - Fast Ethernet і 100VG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем спадкоємності з класичним Ethernet.<br /> <br /> У 1992 році група виробників мережевого устаткування, включаючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com і ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка повинна була в максимально можливому ступені зберегти особливості технології Ethernet.<br /> <br /> Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard і AT&amp;T, які запропонували скористатися слушною нагодою для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через деякий час до цих компаній приєдналася компанія IBM, яка внесла свій внесок пропозицією забезпечити в новій технології деяку сумісність з мережами Token Ring.<br /> <br /> У комітеті 802 інститути IEEE в цей же час була сформована дослідницька група для вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року і по кінець 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабитные рішення, запропоновані різними виробниками. Разом з пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також і високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT&amp;T.<br /> <br /> В центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA/CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігала цей метод і тим самим забезпечувала спадкоємність і узгодженість мереж 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с. Коаліція HP і AT&amp;T, яка мала підтримку значно меншого числа виробників в мережевій індустрії, чим Fast Ethernet Alliance, запропонувала абсолютно новий метод доступу, названий Demand Priority - пріоритетний доступ на вимогу. Він істотно міняв картину поведінки вузлів в мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet і стандарт 802.3, і для його стандартизації був організований новий комітет IEEE 802.12.<br /> <br /> Осінню 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3и, який не є самостійним стандартом, а є доповненням до існуючого стандарту 802.3 у вигляді розділів з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію 100VG-AnyLAN, яка використовує новий метод доступу Demand Priority і підтримує кадрів двох форматів - Ethernet і Token Ring.<br /> <br /> =='''Технология''' ==<br /> <br /> В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.<br /> <br /> Причинами перехода на витую пару были:<br /> <br /> возможность работы в дуплексном режиме; <br /> низкая стоимость кабеля «витой пары»; <br /> более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле; <br /> большая помехозащищенность при использовании дифференциального сигнала; <br /> возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE); <br /> отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным «выгоранием» системного блока. <br /> Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.<br /> <br /> Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.<br /> <br /> В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптоволокну и еще через два года для передачи по витой паре.<br /> <br /> <br /> =='''''Відмінності Fast Ethernet від Ethernet''''' ==<br /> <br /> Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (мал. 1). Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, покажемо тільки кілька варіантів її фізичного рівня.<br /> <br /> [[Файл:11.JPG]]<br /> <br /> =='''''[[Фізичний рівень технології Fast Ethernet]]''''' ==<br /> <br /> Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:<br /> <br /> *волоконно-оптичний багатомодовый кабель, використовуються два волокна; <br /> <br /> *кручена пари категорії 5, використовуються дві пари; <br /> <br /> *кручена пари категорії 3, використовуються чотири пари.<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви : <br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-TX - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари ;<br /> <br /> Фізичний рівень 100Base-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари.<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики. Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet. Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 нс. Усі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини і т.п.), вимірюються в бітових інтервалах, залишилися старими, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися. Ознакою вільного стану середовища є передача по ньому символу Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як у стандартах Ethernet 10 Мбіт/с). <br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть бути потрібно зміни в топології мережі.<br /> <br /> == '''ТРИ ВИДИ FAST ETHERNET''' ==<br /> <br /> Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви (рис. 2): <br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-FX]] - багатомодове оптоволокно, два волокна<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-TX]] - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари<br /> <br /> Фізичний рівень [[100Base-T4]] - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари<br /> <br /> [[Файл:Img002.jpg]]<br /> <br /> Рис. 2 - Структура фізичного рівня Fast Ethernet<br /> <br /> Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики.<br /> <br /> - Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабитного Ethernet.<br /> <br /> - Міжкадровий інтервал (IPG) рівний 0,96 мкс, а бітовий інтервал рівний 10 нс. Всі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочення, час передачі кадру мінімальної довжини і т. п.), зміряні в бітових інтервалах, залишилися колишніми, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися.<br /> <br /> - Ознакою вільного стану середовища є передача по ній символу Idle відповідної надмірної коди (а не відсутність сигналів, як в стандартах Ethernet 10 Мбіт/с).<br /> <br /> Фізичний рівень включає три елементи:<br /> <br /> - рівень узгодження (reconciliation sublayer);<br /> <br /> - незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, MII);<br /> <br /> - пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).<br /> <br /> Рівень узгодження потрібний для того, щоб рівень MAC, розрахований на інтерфейс AUI, зміг працювати з фізичним рівнем через інтерфейс MII.<br /> <br /> Пристрій фізичного рівня (PHY) полягає, у свою чергу, з декількох підрівнів (див. рис. 1):<br /> <br /> - підрівня логічного кодування даних, такого, що перетворює що поступають від рівня MAC байти в символи коди 4В/5В або 8В/6Т (обидві коди використовуються в технології Fast Ethernet);<br /> <br /> - підрівнів фізичного приєднання і підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), які забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI або MLT-3;<br /> <br /> - підрівня автопереговорів, який дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найбільш ефективний режим роботи, наприклад, напівдуплексний або повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).<br /> <br /> Інтерфейс MII підтримує незалежний від фізичного середовища спосіб обміну даними між підрівнем MAC і підрівнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між підрівнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і підрівнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс Мii розташовується між підрівнем MAC і підрівнями кодування сигналу, яких в стандарті Fast Ethernet три, - FX, ТХ і Т4.<br /> <br /> Роз'їм Мii на відміну від роз'єму AUI має 40 контактів, максимальна довжина кабелю Мii складає один метр. Сигнали, передавані по інтерфейсу Мii, мають амплітуду 5 Ст.<br /> <br /> =='''''БІГУН НА КОРОТКІ ДИСТАНЦІЇ'''''==<br /> <br /> Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть потрібно зміни в топології мережі. <br /> <br /> Теоретична межа діаметру сегменту мережі Fast Ethernet складає 250 метрів; це всього лише 10 відсотків теоретичної межі розміру мережі Ethernet (2500 метрів). Дане обмеження виникає з характеру протоколу CSMA/CD і швидкості передачі 100Мбит/с. <br /> Як вже наголошувалося раніше, передавальна дані робоча станція повинна прослуховувати мережу протягом часу, що дозволяє переконатися в тому, що дані досягли станції призначення. У мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с (наприклад 10Base5) проміжок часу, необхідний робочій станції для прослуховування мережі на предмет конфлікту, визначається відстанню, яка 512-бітовий кадр (розмір кадру заданий в стандарті Ethernet) пройде за час обробки цього кадру на робочій станції. Для мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с ця відстань рівно 2500 метрів (див. Мал. 1). <br /> <br /> З іншого боку, той же самий 512-бітовий кадр (стандарт 802.3u задає кадр того ж розміру, що і 802.3, тобто в 512 біт), передаваний робочою станцією в мережі Fast Ethernet, пройде всього 250 м, перш ніж робоча станція завершить його обробку (див. Мал. 2). Якби приймаюча станція була віддалена від передавальної станції на відстань понад 250 м, то кадр міг би вступити в конфлікт з іншим кадром на лінії де-небудь далі, а передавальна станція, завершивши передачу, вже не сприйняла б цей конфлікт. Тому максимальний діаметр мережі 100BaseT складає 250 метрів (див. Рис.3). <br /> <br /> Щоб використовувати допустиму дистанцію, буде потрібно два повторітеля для з'єднання всіх вузлів. Згідно стандарту, максимальна відстань між вузлом і повторітелем складає 100 метрів; у Fast Ethernet, як і в 10BaseT, відстань між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100метров. Оскільки сполучні пристрої (повторітелі) вносять додаткові затримки, реальна робоча відстань між вузлами може опинитися ще менше. Тому представляється розумним брати всі відстані з деяким запасом. <br /> Для роботи на великих відстанях доведеться придбати оптичний кабель. Наприклад, устаткування 100BaseFX в напівдуплексному режимі дозволяє з'єднати комутатор з іншим комутатором або кінцевою станцією, що знаходиться на відстані до 450 метрів один від одного. Встановивши повнодуплексний 100BaseFX, можна з'єднати два мережеві пристрої на відстані до двох кілометрів. <br /> <br /> =='''''ВИСНОВКИ'''''==<br /> <br /> Підсумовуючи все вищесказане, відмітимо, що, як нам здається, Fast Ethernet найбільш хороший для вирішення проблем високих пікових навантажень. Наприклад, якщо хтось з користувачів працює з САПР або програмами обробки зображень і потребує підвищення пропускної спроможності, то Fast Ethernet може виявитися хорошим виходом з положення. Проте якщо проблеми викликані надмірним числом користувачів в мережі, то 100BaseT починає гальмувати обмін інформацією при приблизно 50-процентному завантаженні сеті- іншими словами, на тому ж рівні, що і 10BaseT. Але врешті-решт, адже це не більше ніж розширення 10BaseT.<br /> <br /> <br /> [[category:Комп'ютерні мережі]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%B0_6._%D0%9F%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B8_%D1%82%D0%B0_%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BA%D0%B8_%D0%B2_Windows. 2012-01-08T21:08:25Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div>[[Нитки | Нитки]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%B0_6._%D0%9F%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B8_%D1%82%D0%B0_%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BA%D0%B8_%D0%B2_Windows. 2012-01-08T21:08:04Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div>[[Нитки | Тема 6. Потоки та нитки в Windows.]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%B0_6._%D0%9F%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B8_%D1%82%D0%B0_%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BA%D0%B8_%D0%B2_Windows. 2012-01-08T21:07:30Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div>[[Тема 6. Потоки та нитки в Windows.|Нитки]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%B0_6._%D0%9F%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B8_%D1%82%D0%B0_%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BA%D0%B8_%D0%B2_Windows. 2012-01-08T21:07:04Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div>[[Нитки|Тема 6. Потоки та нитки в Windows.]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%9E%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%86%D1%96%D0%B9%D0%BD%D1%96_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B8 2012-01-08T21:06:18Z

<p>Stanislav chigirev: /* Процеси */</p> <hr /> <div>Зміст курсу <br /> <br /> == Вступ ==<br /> <br /> [[Тема 1. Вступ до курсу. Означення операційної системи.]] <br /> <br /> [[Тема 2. Еволюція ОС. Тенденції розвитку. Класифікації ОС.]]<br /> <br /> [[Тема 3. Віртуальні машини.]]<br /> <br /> == Процеси ==<br /> <br /> [[Тема 1. Поняття «процес». Стани процесів. ]]<br /> <br /> [[Тема 2. Контекст і дескриптор процесу. Перемикання процесів.]] <br /> <br /> [[Призупиненні процеси | Тема 3. Призупиненні процеси.]]<br /> <br /> [[Тема 4. Процеси в Linux.]]<br /> <br /> [[Тема 5. Потоки. Стани потоків. Багатопоточність.]]<br /> <br /> [[Тема 6. Потоки та нитки в Windows. | Тема 6. Потоки та нитки в Windows.]] <br /> <br /> [[Тема 7. Алгоритми планування.]] <br /> <br /> [[Тема_8._Проблема_синхронізації._Ефект_гонок._Критична_секція.| Тема 8. Проблема синхронізації. Ефект гонок. Критична секція.]]<br /> <br /> == Віртуальна пам'ять ==<br /> <br /> [[Тема 1. Керування пам’яттю. Типи адрес.]]<br /> <br /> [[Тема 2. Класифікація розподілів пам’яті без використання дискового простору.]]<br /> <br /> [[Класифікація розподілів пам’яті з використання дискового простору. | Тема 3. Класифікація розподілів пам’яті з використання дискового простору.]]<br /> <br /> [[Тема 4. Сегментний розподіл.]]<br /> <br /> [[Тема 5. Сторінковий розподіл.]]<br /> <br /> [[Тема 6. Віртуальна пам’ять в Linux.]]<br /> <br /> [[Тема 7. Віртуальна пам’ять в Windows.]]<br /> <br /> == Ввод-вивід ==<br /> [[Тема 1. Керування вводом-виводом.. Види вводу-виводу.]]<br /> <br /> [[Фізична_організація_пристроїв_вводу-виводу._Класифікації | Тема 2. Фізична організація пристроїв вводу-виводу. Класифікації]]<br /> <br /> Тема 3. Дискове планування.<br /> <br /> [[Тема 3. Робота із жорсткими дисками. ]]<br /> <br /> [[Тема 4. RAID. Класифікація та рівні.]]<br /> <br /> [[Тема 5. Файли. Архітектура файлової системи. Організація файлів.]]<br /> <br /> [[Квоти_в_Linux| Тема 7. Створення дискових квот в операційній системі Linux. ]]<br /> <br /> [[Створення дискових квот в операційній системі Windows.| Тема 8. Створення дискових квот в операційній системі Windows. ]]<br /> <br /> == Завдання до лабораторних робіт ==<br /> <br /> Спеціальність &quot;Інформатика&quot;<br /> <br /> [[Лаб_ОС_1]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_2]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_2|Лаб_ОС_3]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_4]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_4|Лаб_ОС_5]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_6]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_6|Лаб_ОС_7]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_8]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_9]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_10]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_11]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_11|Лаб_ОС_12]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_13]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_14]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_15]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_15|Лаб_ОС_16]]<br /> <br /> Спеціальність &quot;Математика. Основи інформатики&quot;<br /> <br /> [[Лаб_СОС_1]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_1|Лаб_СОС_2]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_1|Лаб_СОС_3]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_4]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_4|Лаб_СОС_5]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_6]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_6|Лаб_СОС_7]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_8]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_9]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_9|Лаб_СОС_10]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_11]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_12]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Викладач [[Болілий Василь Олександрович]]<br /> <br /> <br /> [[category:Навчальні проекти]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%9D%D0%B8%D1%82%D0%BA%D0%B8 2012-01-08T20:51:38Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div>=Нитки= <br /> Багатозадачність є найважливішою властивістю ОС. Для підтримки цієї властивості ОС визначає й формує для себе ті внутрішні одиниці роботи, між якими і будуть розділятися ресурси комп'ютера.<br /> <br /> Ці внутрішні одиниці роботи в різних ОС носять різні назви — задача, завдання, процес, нитка. У деяких випадках сутності, що позначаються цими поняттями, принципово відрізняються одна від одної. <br /> Говорячи про процеси, треба сказати, що у кожного із них є свій віртуальний адресний простір, кожному процесу призначаються свої ресурси — файли, семафори. Це потрібна для того, щоб захистити один процес від іншого, оскільки вони, спільно використовуючи всі ресурси машини, конкурують один з одним. У загальному випадку ОС бере на себе роль арбітра в суперечках процесів за ресурси.<br /> <br /> При мультипрограмуванні підвищується пропускна здатність системи, але окремий процес ніколи не може бути виконаний швидше, ніж якби він виконувався в однопрограмному режимі. Однак задача, розв'язувана в рамках одного процесу, може мати внутрішній паралелізм, що у принципі дозволяє прискорити її вирішення. Для цих цілей сучасні ОС пропонують використовувати порівняно новий механізм багатониттєвої обробки (multithreading). При цьому вводиться нове поняття &quot;нитка&quot; (thread), а поняття &quot;процес&quot; у значній мірі змінює зміст.<br /> <br /> Мультипрограмування тепер реалізується на рівні ниток, і задача, оформлена у виді декількох ниток у рамках одного процесу, може бути виконана швидше за рахунок псевдопаралельного виконання її окремих частин. Особливо ефективно можна використовувати багатониттєвість для виконання розподілених додатків, наприклад, багатониттєвий сервер може паралельно виконувати запити відразу декількох клієнтів. <br /> <br /> Нитки, що відносяться до одного процесу, не настільки ізольовані одна від одної, як процеси в традиційній багатозадачній системі, між ними легко організувати тісну взаємодію. <br /> <br /> На відміну від процесів, що належать різним додаткам, усі нитки одного процесу завжди належать одному додатку, тому програміст, що пише цей додаток, може заздалегідь продумати роботу безлічі ниток процесу таким чином, щоб вони могли взаємодіяти а не боротися за ресурси.<br /> <br /> В деяких сучасних ОС поняття &quot;нитка&quot; ототожнюється з поняттям &quot;процес&quot;. Нитки інколи називають полегшеними процесами або міні-процесами. Кожна нитка виконується строго послідовно і має свій власний програмний лічильник і стек. Нитки, як і процеси, можуть породжувати нитки-нащадки і переходити зі стану в стан. Подібно процесам, нитки можуть знаходитись в одному з наступних станів: <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt; виконання, <br /> &lt;li&gt; чекання, <br /> &lt;li&gt; готовність.<br /> &lt;/ul&gt; <br /> Поки одна нитка заблокована, інша нитка того ж процесу може виконуватися. Нитки розділяють процесор так, як це роблять процеси, відповідно до різних варіантів планування. Однак різні нитки в рамках одного процесу не настільки незалежні, як окремі процеси. Усі такі нитки мають один і той самий адресний простір. Це означає, що вони розділяють одні і ті самі глобальні змінні. Оскільки кожна нитка може мати доступ до кожної віртуальної адреси, одна нитка може використовувати стек іншої нитки. Між нитками немає повного захисту, тому, що це неможливо і не потрібно. Отже, нитки мають власні: <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt; програмний лічильник, <br /> &lt;li&gt; стек, <br /> &lt;li&gt; регістри, <br /> &lt;li&gt; нитки-нащадки, <br /> &lt;li&gt; стан. <br /> &lt;/ul&gt;<br /> Нитки розділяють: <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt; адресний простір, <br /> &lt;li&gt; глобальні змінні, <br /> &lt;li&gt; відкриті файли, <br /> &lt;li&gt; таймери, <br /> &lt;li&gt; семафори, <br /> &lt;li&gt; статистичну інформацію.<br /> &lt;/ul&gt; <br /> Багатониттєва обробка підвищує ефективність роботи системи в порівнянні з багатозадачною обробкою. Широке застосування знаходить багатониттєва обробка в розподілених системах. <br /> <br /> У мультипроцесорних системах для ниток з одного адресного простору є можливість виконуватися паралельно на різних процесорах. Це дійсно один з головних шляхів реалізації поділу ресурсів у таких системах. З іншого боку, правильно сконструйовані програми, що використовують нитки, повинні працювати однаково добре як на однопроцесорній машині в режимі поділу часу між нитками, так і на сучасному мультипроцесорі.<br /> <br /> [[Користувач:Stanislav chigirev|Чігірьов Станіслав]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%9D%D0%B8%D1%82%D0%BA%D0%B8 2012-01-08T20:27:42Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div>=Нитки= <br /> Багатозадачність є найважливішою властивістю ОС. Для підтримки цієї властивості ОС визначає й формує для себе ті внутрішні одиниці роботи, між якими і будуть розділятися ресурси комп'ютера.<br /> <br /> Ці внутрішні одиниці роботи в різних ОС носять різні назви — задача, завдання, процес, нитка. У деяких випадках сутності, що позначаються цими поняттями, принципово відрізняються одна від одної. <br /> Говорячи про процеси, треба сказати, що у кожного із них є свій віртуальний адресний простір, кожному процесу призначаються свої ресурси — файли, семафори. Це потрібна для того, щоб захистити один процес від іншого, оскільки вони, спільно використовуючи всі ресурси машини, конкурують один з одним. У загальному випадку ОС бере на себе роль арбітра в суперечках процесів за ресурси.<br /> <br /> При мультипрограмуванні підвищується пропускна здатність системи, але окремий процес ніколи не може бути виконаний швидше, ніж якби він виконувався в однопрограмному режимі. Однак задача, розв'язувана в рамках одного процесу, може мати внутрішній паралелізм, що у принципі дозволяє прискорити її вирішення. Для цих цілей сучасні ОС пропонують використовувати порівняно новий механізм багатониттєвої обробки (multithreading). При цьому вводиться нове поняття &quot;нитка&quot; (thread), а поняття &quot;процес&quot; у значній мірі змінює зміст.<br /> <br /> Мультипрограмування тепер реалізується на рівні ниток, і задача, оформлена у виді декількох ниток у рамках одного процесу, може бути виконана швидше за рахунок псевдопаралельного виконання її окремих частин. Особливо ефективно можна використовувати багатониттєвість для виконання розподілених додатків, наприклад, багатониттєвий сервер може паралельно виконувати запити відразу декількох клієнтів. <br /> <br /> Нитки, що відносяться до одного процесу, не настільки ізольовані одна від одної, як процеси в традиційній багатозадачній системі, між ними легко організувати тісну взаємодію. <br /> <br /> На відміну від процесів, що належать різним додаткам, усі нитки одного процесу завжди належать одному додатку, тому програміст, що пише цей додаток, може заздалегідь продумати роботу безлічі ниток процесу таким чином, щоб вони могли взаємодіяти а не боротися за ресурси.<br /> <br /> В деяких сучасних ОС поняття &quot;нитка&quot; ототожнюється з поняттям &quot;процес&quot;. Нитки інколи називають полегшеними процесами або міні-процесами. Кожна нитка виконується строго послідовно і має свій власний програмний лічильник і стек. Нитки, як і процеси, можуть породжувати нитки-нащадки і переходити зі стану в стан. Подібно процесам, нитки можуть знаходитись в одному з наступних станів: <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt; ВИКОНАННЯ, <br /> &lt;li&gt; ЧЕКАННЯ, <br /> &lt;li&gt; ГОТОВНІСТЬ.<br /> &lt;/ul&gt; <br /> Поки одна нитка заблокована, інша нитка того ж процесу може виконуватися. Нитки розділяють процесор так, як це роблять процеси, відповідно до різних варіантів планування. Однак різні нитки в рамках одного процесу не настільки незалежні, як окремі процеси. Усі такі нитки мають один і той самий адресний простір. Це означає, що вони розділяють одні і ті самі глобальні змінні. Оскільки кожна нитка може мати доступ до кожної віртуальної адреси, одна нитка може використовувати стек іншої нитки. Між нитками немає повного захисту, тому, що це неможливо і не потрібно. Отже, нитки мають власні: <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt; програмний лічильник, <br /> &lt;li&gt; стек, <br /> &lt;li&gt; регістри, <br /> &lt;li&gt; нитки-нащадки, <br /> &lt;li&gt; стан. <br /> &lt;/ul&gt;<br /> Нитки розділяють: <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt; адресний простір, <br /> &lt;li&gt; глобальні змінні, <br /> &lt;li&gt; відкриті файли, <br /> &lt;li&gt; таймери, <br /> &lt;li&gt; семафори, <br /> &lt;li&gt; статистичну інформацію.<br /> &lt;/ul&gt; <br /> Багатониттєва обробка підвищує ефективність роботи системи в порівнянні з багатозадачною обробкою. Широке застосування знаходить багатониттєва обробка в розподілених системах. <br /> <br /> У мультипроцесорних системах для ниток з одного адресного простору є можливість виконуватися паралельно на різних процесорах. Це дійсно один з головних шляхів реалізації поділу ресурсів у таких системах. З іншого боку, правильно сконструйовані програми, що використовують нитки, повинні працювати однаково добре як на однопроцесорній машині в режимі поділу часу між нитками, так і на сучасному мультипроцесорі.<br /> <br /> [[Користувач:Stanislav chigirev|Чігірьов Станіслав]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%9E%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%86%D1%96%D0%B9%D0%BD%D1%96_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B8 2012-01-08T20:26:30Z

<p>Stanislav chigirev: /* Процеси */</p> <hr /> <div>Зміст курсу <br /> <br /> == Вступ ==<br /> <br /> [[Тема 1. Вступ до курсу. Означення операційної системи.]] <br /> <br /> [[Тема 2. Еволюція ОС. Тенденції розвитку. Класифікації ОС.]]<br /> <br /> [[Тема 3. Віртуальні машини.]]<br /> <br /> == Процеси ==<br /> <br /> [[Тема 1. Поняття «процес». Стани процесів. ]]<br /> <br /> [[Тема 2. Контекст і дескриптор процесу. Перемикання процесів.]] <br /> <br /> [[Призупиненні процеси | Тема 3. Призупиненні процеси.]]<br /> <br /> [[Тема 4. Процеси в Linux.]]<br /> <br /> [[Тема 5. Потоки. Стани потоків. Багатопоточність.]]<br /> <br /> [[Нитки | Тема 6. Потоки та нитки в Windows.]] <br /> <br /> [[Тема 7. Алгоритми планування.]] <br /> <br /> [[Тема_8._Проблема_синхронізації._Ефект_гонок._Критична_секція.| Тема 8. Проблема синхронізації. Ефект гонок. Критична секція.]]<br /> <br /> == Віртуальна пам'ять ==<br /> <br /> [[Тема 1. Керування пам’яттю. Типи адрес.]]<br /> <br /> [[Тема 2. Класифікація розподілів пам’яті без використання дискового простору.]]<br /> <br /> [[Класифікація розподілів пам’яті з використання дискового простору. | Тема 3. Класифікація розподілів пам’яті з використання дискового простору.]]<br /> <br /> [[Тема 4. Сегментний розподіл.]]<br /> <br /> [[Тема 5. Сторінковий розподіл.]]<br /> <br /> [[Тема 6. Віртуальна пам’ять в Linux.]]<br /> <br /> [[Тема 7. Віртуальна пам’ять в Windows.]]<br /> <br /> == Ввод-вивід ==<br /> [[Тема 1. Керування вводом-виводом.. Види вводу-виводу.]]<br /> <br /> [[Фізична_організація_пристроїв_вводу-виводу._Класифікації | Тема 2. Фізична організація пристроїв вводу-виводу. Класифікації]]<br /> <br /> Тема 3. Дискове планування.<br /> <br /> [[Тема 3. Робота із жорсткими дисками. ]]<br /> <br /> [[Тема 4. RAID. Класифікація та рівні.]]<br /> <br /> [[Тема 5. Файли. Архітектура файлової системи. Організація файлів.]]<br /> <br /> [[Квоти_в_Linux| Тема 7. Створення дискових квот в операційній системі Linux. ]]<br /> <br /> [[Створення дискових квот в операційній системі Windows.| Тема 8. Створення дискових квот в операційній системі Windows. ]]<br /> <br /> == Завдання до лабораторних робіт ==<br /> <br /> Спеціальність &quot;Інформатика&quot;<br /> <br /> [[Лаб_ОС_1]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_2]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_2|Лаб_ОС_3]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_4]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_4|Лаб_ОС_5]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_6]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_6|Лаб_ОС_7]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_8]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_9]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_10]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_11]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_11|Лаб_ОС_12]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_13]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_14]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_15]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_15|Лаб_ОС_16]]<br /> <br /> Спеціальність &quot;Математика. Основи інформатики&quot;<br /> <br /> [[Лаб_СОС_1]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_1|Лаб_СОС_2]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_1|Лаб_СОС_3]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_4]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_4|Лаб_СОС_5]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_6]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_6|Лаб_СОС_7]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_8]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_9]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_9|Лаб_СОС_10]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_11]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_12]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Викладач [[Болілий Василь Олександрович]]<br /> <br /> <br /> [[category:Навчальні проекти]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%9D%D0%B8%D1%82%D0%BA%D0%B8 2012-01-08T20:25:18Z

<p>Stanislav chigirev: Створена сторінка: =Нитки= Багатозадачність є найважливішою властивістю ОС. Для підтримки цієї властивості...</p> <hr /> <div>=Нитки= <br /> Багатозадачність є найважливішою властивістю ОС. Для підтримки цієї властивості ОС визначає й формує для себе ті внутрішні одиниці роботи, між якими і будуть розділятися ресурси комп'ютера.<br /> <br /> Ці внутрішні одиниці роботи в різних ОС носять різні назви — задача, завдання, процес, нитка. У деяких випадках сутності, що позначаються цими поняттями, принципово відрізняються одна від одної. <br /> Говорячи про процеси, треба сказати, що у кожного із них є свій віртуальний адресний простір, кожному процесу призначаються свої ресурси — файли, семафори. Це потрібна для того, щоб захистити один процес від іншого, оскільки вони, спільно використовуючи всі ресурси машини, конкурують один з одним. У загальному випадку ОС бере на себе роль арбітра в суперечках процесів за ресурси.<br /> <br /> При мультипрограмуванні підвищується пропускна здатність системи, але окремий процес ніколи не може бути виконаний швидше, ніж якби він виконувався в однопрограмному режимі. Однак задача, розв'язувана в рамках одного процесу, може мати внутрішній паралелізм, що у принципі дозволяє прискорити її вирішення. Для цих цілей сучасні ОС пропонують використовувати порівняно новий механізм багатониттєвої обробки (multithreading). При цьому вводиться нове поняття &quot;нитка&quot; (thread), а поняття &quot;процес&quot; у значній мірі змінює зміст.<br /> <br /> Мультипрограмування тепер реалізується на рівні ниток, і задача, оформлена у виді декількох ниток у рамках одного процесу, може бути виконана швидше за рахунок псевдопаралельного виконання її окремих частин. Особливо ефективно можна використовувати багатониттєвість для виконання розподілених додатків, наприклад, багатониттєвий сервер може паралельно виконувати запити відразу декількох клієнтів. <br /> <br /> Нитки, що відносяться до одного процесу, не настільки ізольовані одна від одної, як процеси в традиційній багатозадачній системі, між ними легко організувати тісну взаємодію. <br /> <br /> На відміну від процесів, що належать різним додаткам, усі нитки одного процесу завжди належать одному додатку, тому програміст, що пише цей додаток, може заздалегідь продумати роботу безлічі ниток процесу таким чином, щоб вони могли взаємодіяти а не боротися за ресурси.<br /> <br /> В деяких сучасних ОС поняття &quot;нитка&quot; ототожнюється з поняттям &quot;процес&quot;. Нитки інколи називають полегшеними процесами або міні-процесами. Кожна нитка виконується строго послідовно і має свій власний програмний лічильник і стек. Нитки, як і процеси, можуть породжувати нитки-нащадки і переходити зі стану в стан. Подібно процесам, нитки можуть знаходитись в одному з наступних станів: <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt; ВИКОНАННЯ, <br /> &lt;li&gt; ЧЕКАННЯ, <br /> &lt;li&gt; ГОТОВНІСТЬ.<br /> &lt;/ul&gt; <br /> Поки одна нитка заблокована, інша нитка того ж процесу може виконуватися. Нитки розділяють процесор так, як це роблять процеси, відповідно до різних варіантів планування. Однак різні нитки в рамках одного процесу не настільки незалежні, як окремі процеси. Усі такі нитки мають один і той самий адресний простір. Це означає, що вони розділяють одні і ті самі глобальні змінні. Оскільки кожна нитка може мати доступ до кожної віртуальної адреси, одна нитка може використовувати стек іншої нитки. Між нитками немає повного захисту, тому, що це неможливо і не потрібно. Отже, нитки мають власні: <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt; програмний лічильник, <br /> &lt;li&gt; стек, <br /> &lt;li&gt; регістри, <br /> &lt;li&gt; нитки-нащадки, <br /> &lt;li&gt; стан. <br /> &lt;/ul&gt;<br /> Нитки розділяють: <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt; адресний простір, <br /> &lt;li&gt; глобальні змінні, <br /> &lt;li&gt; відкриті файли, <br /> &lt;li&gt; таймери, <br /> &lt;li&gt; семафори, <br /> &lt;li&gt; статистичну інформацію.<br /> &lt;/ul&gt; <br /> Багатониттєва обробка підвищує ефективність роботи системи в порівнянні з багатозадачною обробкою. Широке застосування знаходить багатониттєва обробка в розподілених системах. <br /> <br /> У мультипроцесорних системах для ниток з одного адресного простору є можливість виконуватися паралельно на різних процесорах. Це дійсно один з головних шляхів реалізації поділу ресурсів у таких системах. З іншого боку, правильно сконструйовані програми, що використовують нитки, повинні працювати однаково добре як на однопроцесорній машині в режимі поділу часу між нитками, так і на сучасному мультипроцесорі.</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A1%D1%82%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F_%D0%B4%D0%B8%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%85_%D0%BA%D0%B2%D0%BE%D1%82_%D0%B2_%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%86%D1%96%D0%B9%D0%BD%D1%96%D0%B9_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%96_Windows. 2012-01-08T17:42:12Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div>==Квоти дискового простору==<br /> <br /> Адміністрування великих комп'ютерних мереж, які підтримують роботу десятків користувачів, має деякі складності. Одна з них — облік дискового простору, зайнятого файлами користувачів. Як правило, користувачі, що зберігають свої файли, мало піклуються про актуальність інформації і про знищення застарілих чи непотрібних даних. В результаті на великих жорстких дисках може не виявитися необхідного для роботи вільного простору. <br /> <br /> Дана проблема розв’язується за допомогою введення квот на дисковий простір.<br /> <br /> У системи Windows NT не було можливостей увести квоту на доступний дисковий простір, тому будь-який користувач міг розпоряджатися всім простором жорстких дисків. У Windows 2000 адміністратор може встановлювати квоти на дисковий простір для кожного користувача. <br /> <br /> Windows 2000 враховує простір, займаний файлами, власником яких є контрольований користувач: якщо користувач володіє файлом, розмір останнього додається до загальної суми займаного користувачем дискового простору. Важливо відзначити, що, оскільки квотування виконується по кожному окремо, не має значення, чи знаходяться томи на одному фізичному жорсткому диску чи на різних.<br /> <br /> Встановлювати і переглядати квоти на диску можна тільки в розділі з NTFS 5.0 і при наявності необхідних повноважень у користувача, що встановлює квоти. <br /> <br /> Для встановлення квот в операційній системі Windows XP потрібно виконати наступні дії: <br /> <br /> 1. Визначаємо диск, на який ми будемо встановлювати квоти, і визначаємо користувача, для якого ми будемо встановлювати квоти.<br /> <br /> 2. Вказуємо мишею на том і натискаємо праву кнопку миші. У контекстному меню вибираємо команду Властивості. (мал. 1).<br /> <br /> <br /> [[Файл:101s.png]]<br /> <br /> Мал.1.<br /> <br /> <br /> 3. У з'явившимуся вікні властивостей тому переходимо на вкладку Квота. (мал. 2).<br /> <br /> <br /> [[Файл:202s.png]]<br /> <br /> Мал.2.<br /> <br /> <br /> 4. Встановивши прапорець ‘’ Включити керування квотами ’’ ми включаємо квотування вибраного тому. В даному випадку буде встановлений м'який режим контролю використовуваного дискового простору. Якщо нам потрібно задати більш жорсткий режим, при якому користувачу у випадку перевищення квоти буде відмовлено в доступі, потрібно встановите прапорець ‘’ Не виділяти місце на диску при перевищенні квоти ’’. На цій же вкладці можна встановити розмір виділюваної квоти і поріг, перевищення якого викликає запис попередження в журнал подій. Ці параметри встановлюються за замовчуванням для всіх нових користувачів. (мал. 3).<br /> <br /> <br /> [[Файл:303s.png]]<br /> <br /> Мал.3.<br /> <br /> <br /> 5. Щоб створити квоти для користувача нам потрібно натиснути на кнопку ’’ Записи квот ’’. Після цього з’явиться відповідне вікно. В ньому потрібно вибрати пункт меню ’’ Квота ’’ а потім пункт підменю ’’ Створити запис квоти ’’.(мал.4).<br /> <br /> <br /> [[Файл:404s.png]]<br /> <br /> Мал.4.<br /> <br /> <br /> 6. У з’явившимуся вікні ‘’ Вибір: користувачі ’’ ми можемо:<br /> <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt;ввести ім’я користувача в поле вибіра і натиснути кнопку ‘’ Перевірити імена ’’. Якщо таке ім’я існує, то воно залишиться на місці а перед ним вставиться назва комп’ютера. (мал.5) Якщо такого іменні не має то з’явиться вікно з помилкою і в ньому знову буде запропоновано ввести ім’я користувача. (мал.6.).&lt;/ul&gt;<br /> <br /> <br /> [[Файл:505s.png|мал.5]]<br /> <br /> Мал.5.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Файл:606s.png|мал.6]]<br /> <br /> мал.6.<br /> <br /> <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt;натиснути кнопку ‘’ Додатково ’’. З’явиться нове вікно ‘’ Вибір: користувачі ’’. У ньому ми натискаємо на кнопку ‘’ Пошук ’’ і в низу нашого вікна ми побачимо список усіх користувачів нашої системи. (мал.7). Із нього ми обираємо потрібного нам користувача і натискаємо на кнопку ‘’ ОК ’’. З’явиться відповідне вікно: (мал.5). Знову натискаємо кнопку ‘’ ОК ’’.&lt;/ul&gt;<br /> <br /> <br /> [[Файл:707s.png|мал.7]]<br /> <br /> Мал.7.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Файл:505s.png|мал.5]]<br /> <br /> Мал.5.<br /> <br /> <br /> 7. У з’явившимуся вікні під назвою ‘’ Додавання нової квоти ’’ ми обираємо пункт ‘’ Виділяти на диску не більше ’’ і вказуємо об’єм який нам потрібен. Також ми вказуємо об’єм для порогу видачі попереджень. (мал.8). Натискаємо кнопку ‘’ ОК ’’.<br /> <br /> <br /> [[Файл:808s.png]]<br /> <br /> Мал.8.<br /> <br /> <br /> Ось і все, квота для користувача зроблена. (мал.9).<br /> <br /> <br /> [[Файл:909s.png]]<br /> <br /> Мал.9.<br /> <br /> <br /> [[Користувач:Stanislav chigirev|Чігірьов Станіслав]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%9E%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%86%D1%96%D0%B9%D0%BD%D1%96_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B8 2012-01-08T17:38:57Z

<p>Stanislav chigirev: /* Ввод-вивід */</p> <hr /> <div>Зміст курсу <br /> <br /> == Вступ ==<br /> <br /> [[Тема 1. Вступ до курсу. Означення операційної системи.]] <br /> <br /> [[Тема 2. Еволюція ОС. Тенденції розвитку. Класифікації ОС.]]<br /> <br /> [[Тема 3. Віртуальні машини.]]<br /> <br /> == Процеси ==<br /> <br /> [[Тема 1. Поняття «процес». Стани процесів. ]]<br /> <br /> [[Тема 2. Контекст і дескриптор процесу. Перемикання процесів.]] <br /> <br /> [[Призупиненні процеси | Тема 3. Призупиненні процеси.]]<br /> <br /> [[Тема 4. Процеси в Linux.]]<br /> <br /> [[Тема 5. Потоки. Стани потоків. Багатопоточність.]]<br /> <br /> Тема 6. Потоки та нитки в Windows. <br /> <br /> [[Тема 7. Алгоритми планування.]] <br /> <br /> [[Тема_8._Проблема_синхронізації._Ефект_гонок._Критична_секція.| Тема 8. Проблема синхронізації. Ефект гонок. Критична секція.]]<br /> <br /> == Віртуальна пам'ять ==<br /> <br /> [[Тема 1. Керування пам’яттю. Типи адрес.]]<br /> <br /> [[Тема 2. Класифікація розподілів пам’яті без використання дискового простору.]]<br /> <br /> [[Класифікація розподілів пам’яті з використання дискового простору. | Тема 3. Класифікація розподілів пам’яті з використання дискового простору.]]<br /> <br /> [[Тема 4. Сегментний розподіл.]]<br /> <br /> [[Тема 5. Сторінковий розподіл.]]<br /> <br /> [[Тема 6. Віртуальна пам’ять в Linux.]]<br /> <br /> [[Тема 7. Віртуальна пам’ять в Windows.]]<br /> <br /> == Ввод-вивід ==<br /> [[Тема 1. Керування вводом-виводом.. Види вводу-виводу.]]<br /> <br /> [[Фізична_організація_пристроїв_вводу-виводу._Класифікації | Тема 2. Фізична організація пристроїв вводу-виводу. Класифікації]]<br /> <br /> Тема 3. Дискове<br /> планування.<br /> <br /> [[Тема 4. RAID. Класифікація та рівні.]]<br /> <br /> [[Тема 5. Файли. Архітектура файлової системи. Організація файлів.]]<br /> <br /> [[Квоти_в_Linux| Тема 6. Створення дискових квот в операційній системі Linux. ]]<br /> <br /> [[Створення дискових квот в операційній системі Windows.| Тема 7. Створення дискових квот в операційній системі Windows. ]]<br /> <br /> == Завдання до лабораторних робіт ==<br /> <br /> Спеціальність &quot;Інформатика&quot;<br /> <br /> [[Лаб_ОС_1]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_2]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_2|Лаб_ОС_3]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_4]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_4|Лаб_ОС_5]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_6]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_6|Лаб_ОС_7]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_8]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_9]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_10]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_11]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_11|Лаб_ОС_12]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_13]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_14]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_15]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_15|Лаб_ОС_16]]<br /> <br /> Спеціальність &quot;Математика. Основи інформатики&quot;<br /> <br /> [[Лаб_СОС_1]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_1|Лаб_СОС_2]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_1|Лаб_СОС_3]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_4]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_4|Лаб_СОС_5]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_6]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_6|Лаб_СОС_7]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_8]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_9]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_9|Лаб_СОС_10]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_11]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_12]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Викладач [[Болілий Василь Олександрович]]<br /> <br /> <br /> [[category:Навчальні проекти]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%9E%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%86%D1%96%D0%B9%D0%BD%D1%96_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B8 2012-01-08T17:38:45Z

<p>Stanislav chigirev: /* Ввод-вивід */</p> <hr /> <div>Зміст курсу <br /> <br /> == Вступ ==<br /> <br /> [[Тема 1. Вступ до курсу. Означення операційної системи.]] <br /> <br /> [[Тема 2. Еволюція ОС. Тенденції розвитку. Класифікації ОС.]]<br /> <br /> [[Тема 3. Віртуальні машини.]]<br /> <br /> == Процеси ==<br /> <br /> [[Тема 1. Поняття «процес». Стани процесів. ]]<br /> <br /> [[Тема 2. Контекст і дескриптор процесу. Перемикання процесів.]] <br /> <br /> [[Призупиненні процеси | Тема 3. Призупиненні процеси.]]<br /> <br /> [[Тема 4. Процеси в Linux.]]<br /> <br /> [[Тема 5. Потоки. Стани потоків. Багатопоточність.]]<br /> <br /> Тема 6. Потоки та нитки в Windows. <br /> <br /> [[Тема 7. Алгоритми планування.]] <br /> <br /> [[Тема_8._Проблема_синхронізації._Ефект_гонок._Критична_секція.| Тема 8. Проблема синхронізації. Ефект гонок. Критична секція.]]<br /> <br /> == Віртуальна пам'ять ==<br /> <br /> [[Тема 1. Керування пам’яттю. Типи адрес.]]<br /> <br /> [[Тема 2. Класифікація розподілів пам’яті без використання дискового простору.]]<br /> <br /> [[Класифікація розподілів пам’яті з використання дискового простору. | Тема 3. Класифікація розподілів пам’яті з використання дискового простору.]]<br /> <br /> [[Тема 4. Сегментний розподіл.]]<br /> <br /> [[Тема 5. Сторінковий розподіл.]]<br /> <br /> [[Тема 6. Віртуальна пам’ять в Linux.]]<br /> <br /> [[Тема 7. Віртуальна пам’ять в Windows.]]<br /> <br /> == Ввод-вивід ==<br /> [[Тема 1. Керування вводом-виводом.. Види вводу-виводу.]]<br /> <br /> [[Фізична_організація_пристроїв_вводу-виводу._Класифікації | Тема 2. Фізична організація пристроїв вводу-виводу. Класифікації]]<br /> <br /> Тема 3. Дискове<br /> планування.<br /> <br /> [[Тема 4. RAID. Класифікація та рівні.]]<br /> <br /> [[Тема 5. Файли. Архітектура файлової системи. Організація файлів.]]<br /> <br /> [[Квоти_в_Linux| Тема 6. Створення дискових квот в операційній системі Linux. ]]<br /> <br /> <br /> [[Створення дискових квот в операційній системі Windows.| Тема 7. Створення дискових квот в операційній системі Windows. ]]<br /> <br /> == Завдання до лабораторних робіт ==<br /> <br /> Спеціальність &quot;Інформатика&quot;<br /> <br /> [[Лаб_ОС_1]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_2]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_2|Лаб_ОС_3]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_4]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_4|Лаб_ОС_5]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_6]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_6|Лаб_ОС_7]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_8]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_9]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_10]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_11]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_11|Лаб_ОС_12]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_13]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_14]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_15]]<br /> <br /> [[Лаб_ОС_15|Лаб_ОС_16]]<br /> <br /> Спеціальність &quot;Математика. Основи інформатики&quot;<br /> <br /> [[Лаб_СОС_1]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_1|Лаб_СОС_2]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_1|Лаб_СОС_3]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_4]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_4|Лаб_СОС_5]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_6]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_6|Лаб_СОС_7]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_8]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_9]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_9|Лаб_СОС_10]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_11]]<br /> <br /> [[Лаб_СОС_12]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Викладач [[Болілий Василь Олександрович]]<br /> <br /> <br /> [[category:Навчальні проекти]]</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A1%D1%82%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F_%D0%B4%D0%B8%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%85_%D0%BA%D0%B2%D0%BE%D1%82_%D0%B2_%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%86%D1%96%D0%B9%D0%BD%D1%96%D0%B9_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%96_Windows. 2012-01-08T17:35:36Z

<p>Stanislav chigirev: Створена сторінка: ==Квоти дискового простору== Адміністрування великих комп'ютерних мереж, які підтримуют...</p> <hr /> <div>==Квоти дискового простору==<br /> <br /> Адміністрування великих комп'ютерних мереж, які підтримують роботу десятків користувачів, має деякі складності. Одна з них — облік дискового простору, зайнятого файлами користувачів. Як правило, користувачі, що зберігають свої файли, мало піклуються про актуальність інформації і про знищення застарілих чи непотрібних даних. В результаті на великих жорстких дисках може не виявитися необхідного для роботи вільного простору. <br /> <br /> Дана проблема розв’язується за допомогою введення квот на дисковий простір.<br /> <br /> У системи Windows NT не було можливостей увести квоту на доступний дисковий простір, тому будь-який користувач міг розпоряджатися всім простором жорстких дисків. У Windows 2000 адміністратор може встановлювати квоти на дисковий простір для кожного користувача. <br /> <br /> Windows 2000 враховує простір, займаний файлами, власником яких є контрольований користувач: якщо користувач володіє файлом, розмір останнього додається до загальної суми займаного користувачем дискового простору. Важливо відзначити, що, оскільки квотування виконується по кожному окремо, не має значення, чи знаходяться томи на одному фізичному жорсткому диску чи на різних.<br /> <br /> Встановлювати і переглядати квоти на диску можна тільки в розділі з NTFS 5.0 і при наявності необхідних повноважень у користувача, що встановлює квоти. <br /> <br /> Для встановлення квот в операційній системі Windows XP потрібно виконати наступні дії: <br /> <br /> 1. Визначаємо диск, на який ми будемо встановлювати квоти, і визначаємо користувача, для якого ми будемо встановлювати квоти.<br /> <br /> 2. Вказуємо мишею на том і натискаємо праву кнопку миші. У контекстному меню вибираємо команду Властивості. (мал. 1).<br /> <br /> <br /> [[Файл:101s.png]]<br /> <br /> Мал.1.<br /> <br /> <br /> 3. У з'явившимуся вікні властивостей тому переходимо на вкладку Квота. (мал. 2).<br /> <br /> <br /> [[Файл:202s.png]]<br /> <br /> Мал.2.<br /> <br /> <br /> 4. Встановивши прапорець ‘’ Включити керування квотами ’’ ми включаємо квотування вибраного тому. В даному випадку буде встановлений м'який режим контролю використовуваного дискового простору. Якщо нам потрібно задати більш жорсткий режим, при якому користувачу у випадку перевищення квоти буде відмовлено в доступі, потрібно встановите прапорець ‘’ Не виділяти місце на диску при перевищенні квоти ’’. На цій же вкладці можна встановити розмір виділюваної квоти і поріг, перевищення якого викликає запис попередження в журнал подій. Ці параметри встановлюються за замовчуванням для всіх нових користувачів. (мал. 3).<br /> <br /> <br /> [[Файл:303s.png]]<br /> <br /> Мал.3.<br /> <br /> <br /> 5. Щоб створити квоти для користувача нам потрібно натиснути на кнопку ’’ Записи квот ’’. Після цього з’явиться відповідне вікно. В ньому потрібно вибрати пункт меню ’’ Квота ’’ а потім пункт підменю ’’ Створити запис квоти ’’.(мал.4).<br /> <br /> <br /> [[Файл:404s.png]]<br /> <br /> Мал.4.<br /> <br /> <br /> 6. У з’явившимуся вікні ‘’ Вибір: користувачі ’’ ми можемо:<br /> <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt;ввести ім’я користувача в поле вибіра і натиснути кнопку ‘’ Перевірити імена ’’. Якщо таке ім’я існує, то воно залишиться на місці а перед ним вставиться назва комп’ютера. (мал.5) Якщо такого іменні не має то з’явиться вікно з помилкою і в ньому знову буде запропоновано ввести ім’я користувача. (мал.6.).&lt;/ul&gt;<br /> <br /> <br /> [[Файл:505s.png|мал.5]]<br /> <br /> Мал.5.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Файл:606s.png|мал.6]]<br /> <br /> мал.6.<br /> <br /> <br /> &lt;ul&gt;<br /> &lt;li&gt;натиснути кнопку ‘’ Додатково ’’. З’явиться нове вікно ‘’ Вибір: користувачі ’’. У ньому ми натискаємо на кнопку ‘’ Пошук ’’ і в низу нашого вікна ми побачимо список усіх користувачів нашої системи. (мал.7). Із нього ми обираємо потрібного нам користувача і натискаємо на кнопку ‘’ ОК ’’. З’явиться відповідне вікно: (мал.5). Знову натискаємо кнопку ‘’ ОК ’’.&lt;/ul&gt;<br /> <br /> <br /> [[Файл:707s.png|мал.7]]<br /> <br /> Мал.7.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Файл:505s.png|мал.5]]<br /> <br /> Мал.5.<br /> <br /> <br /> 7. У з’явившимуся вікні під назвою ‘’ Додавання нової квоти ’’ ми обираємо пункт ‘’ Виділяти на диску не більше ’’ і вказуємо об’єм який нам потрібен. Також ми вказуємо об’єм для порогу видачі попереджень. (мал.8). Натискаємо кнопку ‘’ ОК ’’.<br /> <br /> <br /> [[Файл:808s.png]]<br /> <br /> Мал.8.<br /> <br /> <br /> Ось і все, квота для користувача зроблена. (мал.9).<br /> <br /> <br /> [[Файл:909s.png]]<br /> <br /> Мал.9.</div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:707s.png 2012-01-08T17:13:37Z

<p>Stanislav chigirev: завантажив нову версію «Файл:707s.png»</p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:909s.png 2012-01-08T17:05:04Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:808s.png 2012-01-08T17:04:52Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:707s.png 2012-01-08T17:04:38Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:606s.png 2012-01-08T17:03:57Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:505s.png 2012-01-08T17:02:38Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev https://wiki.cusu.edu.ua/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:404s.png 2012-01-08T17:02:17Z

<p>Stanislav chigirev: </p> <hr /> <div></div>

Stanislav chigirev