Курсы английского языка курсы турецкого языка Курсы китайского языка Курсы французского языкакитайский язык курсытурецкий язык Фиксированные беспроводные системы
СПб ТЕЛЕКОМ
Корзина  
Сумма: 0.00 руб.
Количество: 0 шт.
e-mail: sales@spbtelecom.ru

ICQ: 436502388
Главная Товары Услуги Как купить Поддержка Карта сайта
СЕРВЕР
ПРОФЕССИОНАЛОВ
В ОБЛАСТИ СВЯЗИ
Имя  Пароль 
Регистрация 
ПОИСК
Фиксированные беспроводные системы
 
Поддержка / Статьи / Статьи по сетям передачи данных / Фиксированные беспроводные системы

«Многоликие» фиксированные беспроводные системы

Несмотря на то что коммуникационные средства и сервисы становятся все более быстродействующими и дешевыми, обеспечение связи между объектами в городе или даже лишь в пределах группы зданий (кампуса) остается очень дорогим удовольствием. Посмотрим, решает ли эту проблему современная фиксированная беспроводная связь?

Вам когда-нибудь приходилось организовывать связь между несколькими зданиями, расположенными неподалеку друг от друга? Значит, вы представляете, как дорого это стоит: даже когда речь идет о расстоянии всего в несколько километров, за аренду каналов приходится платить десятки тысяч долларов в месяц. Наверное, существует какой-то более экономичный вариант. Если повезет, вы сможете воспользоваться ресурсами местной сети Metro Ethernet; если же повезет очень сильно, то администрация города или района, в котором находится ваше предприятие, даст вам разрешение на прокладку волоконно-оптических линий связи. Но чаще всего мы сами должны быть кузнецами собственного счастья. И в этом случае стоит обратить внимание на современные фиксированные беспроводные системы, спрос на которые растет быстрыми темпами: согласно прогнозу аналитической компании Visant Strategies, объем рынка беспроводных систем типа «точка–точка» (Point-to-Point — PTP) к 2009 г. достигнет 7 млрд долл., тогда как в 2004 г. он составлял 4 млрд долл.

Мы всегда считали системы PTP весьма перспективными с точки зрения окупаемости вложений. Впервые мы тестировали такие системы в 2002 г., и тогда они в основном представляли собой работающие по стандарту 802.11a радиосредства с направленными антеннами. С тех пор многое изменилось, и сейчас речь идет о микроволновых системах, работающих в лицензируемых и нелицензируемых (в США) частотных диапазонах, а также об оптических системах FSO (Free Space Optical), поставляемых множеством производителей, которые конкурируют между собой на рынке решений для организации локальных соединений. В указанные системы встраивают механизмы QoS (Quality of Service), позволяющие использовать радиоканалы PTP для IP-телефонии и благодаря этому экономить еще больше.

Организации, предъявляющие повышенные требования к надежности работы средств связи, могут задействовать фиксированные беспроводные системы в качестве недорогого варианта резервирования проводных сетей. Этому способствует повышенный уровень информационной безопасности данных систем: большинство производителей реализуют в них функцию шифрования данных, при этом некоторые из них — по стандарту AES (Advanced Encryption Standard).

В лабораторной тиши

В последний раз мы тестировали фиксированные беспроводные системы летом 2005 г. под открытым небом на территории Флоридского университета (см.: Сети и системы связи. 2006. № 2. С. 36). Тогда нам помешал приближающийся ураган Деннис — пришлось быстро спускать оборудование с крыш, чтобы его не унесло сильным ветром.

На этот раз испытания средств беспроводной фиксированной связи проводились в Сиракузском университете, в нашей тестовой лаборатории, где для имитации большого расстояния между тестируемыми продуктами компаний Alvarion, Motorola и Proxim Wireless мы соединяли эти устройства с помощью переменных и фиксированных аттенюаторов (см. «Методика и результаты тестирования»). Конечно, из-за отсутствия физических препятствий в виде деревьев или атмосферных осадков мы не могли определить, как реальные условия работы беспроводных систем на открытом воздухе влияют на качество связи. Впрочем, исключение влияния экстраординарных факторов окружающей среды упростило поиск неполадок в работе устройств и не позволило их производителям перекладывать вину за проблемы в их работе на мать-природу.

То, что мы увидели, произвело на нас очень хорошее впечатление. В большинстве случаев реальная пропускная способность фиксированных беспроводных систем составляла 70–80% от заявленных производителями максимальных значений скорости передачи данных. Это намного лучше, чем у устройств стандарта 802.11, реальная производительность которых составляет всего-навсего 40–50% от рекламируемой. Последнее связано в основном с большими накладными расходами в работе коммуникационных протоколов, предусмотренных названным стандартом. Системы, которые мы испытывали, продемонстрировали разную скорость передачи данных — от 23,5 (Proxim Tsunami MP.11) до 277,5 Мбит/с (Motorola PTP 600), что и неудивительно, ведь они ориентированы на разные сегменты рынка.

Кроме того, эти устройства показали разное время задержки передачи пакетов: от 0,6 до 14 мс. Нас приятно удивили субмиллисекундные значения задержки, показанные высококлассными си-стемами Tsumani.GX 90, Tsunami.GX 200 и Motorola PTP 600, в них для улучшения рабочих характеристик используются сложные схемы модуляции и радиоприемные средства повышенной чувствительности. Поскольку протестированные продукты способны передавать трафик виртуальных ЛВС (ВЛВС) стандарта 802.1Q, заказчики могут использовать их для охвата своими ВЛВС других зданий (при организации связи главного офиса с филиальными) или для обособления сетей филиалов в рамках ВЛВС.

Даешь экономию затрат!

Мы всегда знали, что системы фиксированной беспроводной связи при правильной их реализации окупаются очень быстро. Расходы на них зависят от требований, предъявляемых пользователями к системе. Простой канал пропускной способностью 15–20 Мбит/с, который реализован с помощью двух беспроводных точек доступа, работающих в режиме моста и подключенных к направленным антеннам, может стоить 1500 долл. Канал на базе антенн с высоким коэффициентом усиления и специализированных радиосредств пропускной способностью в нескольких сот мегабитов в секунду обойдется в 20 тыс долл. Дальность связи теоретически может достигать 50 км, но при протяженности канала свыше нескольких километров возможно ухудшение его характеристик.

Затраты на организацию каналов связи в городах очень разные и зависят от региона и расположения зданий. Так, нью-йоркский оператор Optimum LightPath в рамках сервиса E-LAN при заключении трехгодичного контракта предо-ставляет соединения пропускной способностью от 10 Мбит/с до 1 Гбит/с по цене от 750 до 4500 долл. в месяц. Учтите, что, внедряя у себя собственную фиксированную беспроводную систему, вы ценой определенных капитальных затрат снижаете текущие расходы, получая возможность отказаться от услуг оператора. Хотя текущие расходы, связанные с эксплуатацией фиксированной беспроводной системы, не являются совсем уж нулевыми, они тем не менее намного меньше платы за аренду линии связи. ИТ-отделы предприятий должны справляться с повседневным обслуживанием радиоканалов, а на случай возникновения сложных проблем необходимо заключать сервисные контракты с системным интегратором или производителем беспроводной системы.

Как насчет качества обслуживания?

Мы решили оценить, стоит ли передавать вызовы VoIP посредством присланных нам средств фиксированной беспроводной связи. С этой целью были задействованы тестовые средства, которые посылали 12 вызовов одновременно по уже до предела загруженным каналам PTP. Три тестируемые системы эффективно приоритизировали голосовой трафик, подтверждая тот факт, что всегда нужно выбирать продукты с надлежащими механизмами QoS.

Разные радиосредства поддерживают разные механизмы QoS, работающие на сетевом (с использованием содержимого полей ToS (Type of Service) или DSCP (DiffServ) в заголовках IP-пакетов) или канальном уровне (по стандарту 802.1p, согласно которому приоритет пакета указывается в трехбитовом поле заголовка 802.1Q). Пакеты с ярлыками ToS и DSCP генерировались программой Chariot, а маркировка QoS по стандарту 802.1p осуществлялась в коммутаторах Cisco. Таким образом, до подачи на радиосредства весь трафик имел QoS-маркировку.

Система фирмы Alvarion поддерживает ToS или DSCP, а решение компании Motorola работает с QoS-маркировкой только по стандарту 802.1p. Впрочем, оно еще может приоритизировать трафик TDM. Радиоустройство MP.11 компании Proxim предлагает самую широкую гамму QoS-опций, в том числе ToS, DSCP и 802.1p. Но, как ни странно, ее же продукты серии Tsunami.GX, относящиеся к устройствам высокого класса, вообще не снабжены никакими QoS-функциями. Представители Proxim утверждают, что устройства этой серии предназначены для работы в качестве прозрачных мостов, передающих трафик в режиме FIFO («первым вошел — первым вышел»), а QoS должны обеспечивать коммутаторы или маршрутизаторы, подключенные к данному радиооборудованию. Нас немало удивило полное отсутствие собственных функций приоритизации в беспроводных системах, ведь когда последние перегружены трафиком, эти функции необходимы. Стоит добавить, что устройства серии Tsunami.GX оборудованы интерфейсами Ethernet и T1/E1.

Лицензируемые, нелицензируемые, FSO — о Боже!

Термин «фиксированные беспроводные системы» охватывает множество различных решений. Среди них есть лицензируемые микроволновые системы, поставляемые такими компаниями, как Alcatel, BridgeWave, Ceragon Networks, DragonWave, Gigabeam и Harris Stratex Networks, и работающие на частотах от 11 до 95 ГГц по лицензиям, которые выдаются Федеральной комиссией связи (ФКС) США. Эти системы относительно дороги, но зато у них высокая пропускная способность: от 50 Мбит/с до 10 Гбит/с. Далее, поскольку только ваша организация «владеет» диапазоном частот, в котором работает ваша система, последняя защищена от помех, создаваемых другими радиосредствами. Недостатком лицензируемых решений является длительность самого процесса лицензирования. Таким образом, если вам нужно, например, организовать канал в течение недели, то это у вас не получится.

Системы FSO поставляются компаниями Ca-non USA, LaserBit Communications, LightPointe Communications и др. Если фиксированные микроволновые устройства связи работают на разных участках радиочастотного спектра, то в FSO-решениях для передачи информации используется инфракрасное или видимое излучение. Системы этой категории передают данные на довольно высокой скорости — до 1,25 Гбит/с, но на короткое расстояние (в общем случае порядка 1,5 км). Важным достоинством систем FSO является тот факт, что к их атмосферным оптическим каналам чрезвычайно трудно подключиться с целью перехвата передаваемых данных, и поэтому эти системы характеризуются очень высокой информационной безопасностью. Однако на их работу могут отрицательно влиять туман и другие климатические факторы.

И наконец, существуют нелицензируемые (в США) микроволновые системы, разные по цене, пропускной способности и дальности связи. Для их работы ФКС выделила ряд частотных полос, в том числе ISM-диапазоны 2,4 и 5 ГГц (они чаще всего ассоциируются с технологией Wi-Fi), а также полосы в районе 24 и 60 ГГц. В этих частотных полосах значительно меньше вероятность возникновения взаимных помех, чем в ISM-диапазонах, в которых работает все больше устройств.

Системы, функционирующие в частотном диапазоне 24 ГГц, подобные поставляемым компанией DragonWave, имеют пропускную способность до 500 Мбит/с, а 60-ГГц (миллиметровый диапазон) продукты обеспечивают скорость передачи данных от 1 до 1,5 Гбит/с. Такие устройства производят, например, компании Terabeam и Ceragon. Радиосигналы частотного диапазона 60 ГГц поглощаются атмосферным кислородом, что приводит к их ослаблению. В этом есть как хорошее, так и плохое: с одной стороны, 60-ГГц радиоканалы лучше изолированы от помех, поскольку поглощение кислородом противодействует рассеянию сигнала, но с другой — уменьшается дальность связи. Кроме того, на работу 60-ГГц систем отрицательно влияет дождь. В зависимости от региона развертывания системы максимальная дальность связи — от 800 м до 2,4 км.

Похоже, больше всего игроков — на рынке 5-ГГц систем, и поэтому именно такие системы мы испытывали. Работа оборудования в этом более низкочастотном диапазоне позволяет обеспечивать большую дальность связи — теоретически свыше 48 км. На практике этот показатель зависит от параметров окружающей среды, в которой развернута система, а также от характеристик используемых радиосредств и антенн. Производительность систем может доходить до 300 Мбит/с. Однако диапазон частот 5 ГГц становится жертвой своей собственной популярности: из-за того, что он используется огромным числом систем, в соответствующих радиоканалах велика вероятность возникновения взаимных помех.

Альтернативные топологии

В последние годы фиксированные беспроводные системы пользуются все возрастающей популярностью и характеризуются быстрой окупаемостью, однако с их использованием связаны определенные риски. Поэтому, если вы нуждаетесь в максимально надежной связи и речь не идет о развертывании радиосистемы только в пределах вашего собственного кампуса, лучше выбрать проводной канал, а беспроводную систему PTP задействовать в качестве резервной. Рабочие характеристики протяженных беспроводных каналов связи (скажем, длиной более 2 км) могут меняться в худшую сторону в зависимости от погодных условий и наличия препятствий (деревьев или зданий) на пути распространения радиосигнала. Если, например, между двумя вашими объектами будет построено новое здание, это наверняка приведет к проблемам со связью между ними. Не слишком приятная перспектива!

Так что стоит еще раз проанализировать свою беспроводную инфраструктуру и при необходимости ее переделать.

Несмотря на все вышесказанное, радиоинженеры, с которыми мы беседовали, утверждают, что если надлежащим образом планировать эту инфраструктуру и при этом учитывать условия окружающей среды, то можно реализовывать беспроводные каналы, по надежности не уступающие проводным, т. е. имеющие коэффициент доступности 0,9999 или даже 0,99999. В беспроводных сетях, в которых помехи являются серьезной проблемой, провайдеры могут устанавливать кольца радиоканалов, похожие на кольца Sonet. Словом, пришла пора поговорить о сетевых топологиях.

Допустим, вам нужно соединить несколько зданий в пределах кампуса. В этом случае использование систем PTP будет слишком сложным вариантом решения задачи, поскольку между зданиями придется организовывать отдельные радиоканалы. Лучше задействовать систему типа «точка — много точек» (Point-to-Multipoint — PMP). Такие системы, предназначенные для организации радиосетей с топологией типа «звезда», выпускает множество компаний, в том числе Alvarion и Proxim. Для реализации сети с указанной топологией обычно в центральном здании размещают радиоаппаратуру с ненаправленной антенной (излучает радиосигнал равномерно во все стороны в отличие от направленной, фокусирующей радиоизлучение в одном направлении). Удаленные объекты соединяются с центральным зданием посредством направленных антенн. Решения типа PMP могут быть экономически эффективными, поскольку для оснащения центрального здания вам нужно приобрести только одну радиостанцию.

Такого рода системы просты в развертывании, но не блещут в плане дальности связи. Для радиоустройств ФКС устанавливает ограничения на уровень их эквивалентной изотропно-излучаемой мощности (ЭИИМ). Этот показатель представляет собой произведение выходной мощности передатчика на коэффициент усиления его антенны.

На ЭИИМ систем PMP накладываются более жесткие ограничения, чем на ЭИИМ средств, предназначенных для организации соединений типа PTP. Только из-за этих ограничений аппаратура канала PTP, работающая в диапазоне UNII-3 (5,725–5,825 Ггц), может быть до 62 раз мощнее радиосредств системы PMP того же диапазона. Результат — меньшая дальность связи с периферийными объектами при использовании системы PMP по сравнению с таким же показателем при организации каналов PTP.

Еще одной альтернативой этим каналам являются сети с ячеистой топологией, в которых каждое радиосредство может передавать сигнал любому другому радиосредству этой же сети. Данная отказоустойчивая топология широко применяется в городских сетях Wi-Fi для организации транспортных (backhaul) соединений между их точками доступа. Ее реализуют и в тех случаях, когда требуется особо надежная связь. Поэтому неудивительно, что соотношение цена/производительность у ячеистых решений может быть значительно выше, чем у эквивалентной совокупности систем PTP. Однако ячеистые системы типа тех, что поставляются компаниями BelAir Networks, Cisco, Motorola и Tropos Networks, как правило, имеют более низкую производительность, чем системы PTP.

Учитывая успехи в проектировании фиксированных беспроводных систем, в том числе реализацию в них механизмов QoS и улучшенных функций безопасности, использование этих систем для соединения расположенных недалеко друг от друга зданий является достойной альтернативой аренде выделенных линий..