Skip navigation

LAN или WAN мрежа? Това е въпросът!

Networkworld България - брой 4, 2008 г. / Корпоративни мрежи
2320 прочитания, 0

В групата Ethernet основната дейност на комитета се концентрира върху 100-гигабитовата технология. През миналото лято бе прието решение да се поддържа не само това ниво на пропусквателна „Ethernet“ способност , но и по-ниска - 40 Gbps. По този начин пътят за стандарта се оказа свободен, но едновременно с това се появиха множество нови проблеми. От групата за изучаване на високите скорости (Higher Speed Study Group, HSSG) днес е сформирана групата 802.3ba, 40/100 GbE (Gigabit Ethernet). Още три теми от разглежданите в 802.3 имат особено значение сега:

  • 802.3av, 10-гигабитова пасивна оптична мрежа Ethernet (10 Gigabit Ethernet Passive Optical Network, 10GEPON); ключова фраза: „оптика до дома“ (Fiber to the Home);
  • 802.3az, енергоспестяващ Ethernet (Energy Efficient Ethernet, EEE); ключова фраза: „екологични ИТ“ (Green IT);
  • 802.3at, по-мощно захранване по Ethernet (Power over Ethernet Plus, PoEPlus) за високопроизводителни крайни устройства.

В сферата на безжичните технологии най-важната тема е 802.11n, повишената пропускателна способност (Higher Throughput) трябва да преодолее сложен път. В продължение на 4 г. работната група се опитва да приеме този стандарт, но за съжаление досега безуспешно. Срокът за завършване отново бе изместен с година - за юли 2009 г.

Структура на Р802

Фигура 1 достатъчно ясно показва измествнаето на приоритетите от Ethernet към безжичните технологии (изобразени в син цвят). С безжичните технологии се занимават осем работни групи:

  • 802.11, безжични локални мрежи(Wireless Local Area Network, WLAN);
  • 802.15, безжични персонални мрежи (Wireless Personal Area Network, WPAN);
  • 802.16, безжичен широколентов достъп (Wireless Broadband Access, WBA);
  • 802.18, техническа консултативна група по радиочестотно регулиране (Radio Regulatory Technical Advisory Group, RRTAG);
  • 802.19, техническа консултативна група по съвместимостта (Coexistence TAG, CTAG);
  • 802.20, безжичен мобилен широколентов достъп (Mobile Broadband Wireless Access, MBWA);
  • 802.21, щафетно предаване на радиовръзки (Media Independent Handover, MIHS);
  • 802.22, безжични регионални мрежи (Wireless Regional Area Network, WRAN).

 

Фигура 1. Структура на проектната група IEEE P802.

Архитектура Интерфейси от високо ниво 802.1 (Higher Layer Interfaces, HILI)

ЗвездаБезжични технологииПръстенСвързващо ниво
802.3
CSMA/CD
Множествен достъп с контрол на носещата и откриване на колизии
802.11 WLAN
802.15 WPAN
802.12 BWA
802.20 MBWA
802.21 MIHS
802.22 WRAN
802.17 RPR 

 

Както и досега, доста спорно е самото съществуване на групата 802.20, тъй като, разглеждайки MBWA, тя се занимава със същата тема като работната група 802.16е. А конкуренцията между 802.16 и 802.22 бе регулирана успешно: 802.22 заимства технологията 802.16, за да обслужва интересуващите се от много диапазони за телевизионни честоти под 1 GHz.

Естествено, Ethernet е важен, но тази група вече не доминира в IEEE P802:

  • 802.3, множествен достъп с контрол на носещата и откриване на конфликти (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA/CD) — Ethernet.

С архитектурата и подобни теми днес активно се занимават само две работни групи:

  • 802.1, интерфейси от високо ниво (HIgher Layer Interfaces, HILI), „мостове, сигурност и архитектура“;
  • 802.17, надеждно пръстеновидно предаване на пакети (Resilient Packet Ring, RPR) — „Ethernet по SONET/SDH“.

Направления за развитие на IEEE 802.3

В този момент техническото развитие на Ethernet се извършва по четири основни направления:

  • 802.3at, повишаване на мощността на захранването по Ethernet (DTE Power Enhancements). Макар че стандартът 802.3af, захранване по Ethernet (DTE Power), бе публикуван едва през 2003 г., приетата в него сила на тока вече е недостаточна. Затова групата се занимава с разработката на допълнения към 802.3af. Новият стандарт 802.3at PoEPlus трябва да е съвместим със съществуващите и да предоставя мощност 30 вата. Завършването на ратификацията се очаква през тази година;
  • 802.3av, 10GEPON, разширение на стандарта 802.3ah, Ethernet в първата миля (Ethernet in the First Mile, EFM). Последният стандарт, приет през 2004 г., определя технологията Gigabit EPON, която, както се очаква, ще бъде разширена до 10 Gigabit. Между централната комутационна станция и мрежата на потребителя трябва да бъде специфицирана разпределителна мрежа, способна да обслужва до 32 дома със скорост 10 Gbps по оптично влакно. Тази разработка се стимулира от появата на нови услуги и приложения, изискващи увеличаване на пропусквателната способност: телевизия с висока резолюция (High Definition TV, HDTV) или широкоекранно цифрово изображение (Large Screen Digital Imagery, LSDI). „Оптика до дома“ (Fiber To The Home, FTTH) днес е доста популярна, макар и не толкова в САЩ;
  • 802.az, енергоспестяващият Ethernet (Energy Effiсient Ethernet). Работната група 802.az, занимаваща се с актуални въпроси за икономията на енергия, е създадена неотдавна. Взривоподобно растящият пазар на мрежови технологии може да направи съществен принос в икономията на енергия. Същността на предложенията се крие в превключване на канала в режим на ниско потребление (Low Power), ако няма необходимост от предаване на данни. Този режим се реализира чрез понижаване (дори до нула) на скоростта на предаване;
  • 802.3ba, групата за изучаване на високите скорости (Higher Speed Study Group, HSSG). На есенна конференция в Атланта вниманието на всички бе привлечено от работната група HSSG. През миналото лято тя стигна до решението, че освен скоростта 100 Gbps в стандарта трябва да бъде включена и скорост 40 Gbps. Но дали този компромис бе добро решение? От една страна, 40 Gbps може се постигне с помощта на технологията за мултиплексиране по дължината на вълната (Wavelength Division Multiplexing, WDM), т.е. стандартизация не е нужна. От друга, 40 Gbps води до усложняване на стандарта, което неизбежно влече след себе си закъснение на ратифицирането. Малка сензация предизвика създаването на „медна“ група, предложила предаване на 100 Gbps по меден кабел. В крайна сметка, предварителната разработка успя да докаже реализуемостта на такова решение на разстояние до 100 м.

Направления в развитието в сферата на безжичните технологии

В областта на безжичната връзка осем групи съвместно работят над повече от 25 проекти (вж. Фигура 2). Най-гоялма активност, както и досега, се наблюдава по отношение на стандарта 802.11. За него са планирани редица общи разширения:

  • 802.11k, измерване на радиоресурсите на безжичните локални мрежи (Radio Resource Measurements of WLANs). Групата трябва да предостави на потребителите методи, с чиято помощ те биха могли точно да планират своите мрежи. На първо място трябва да се определят необходимите за това методи за измерване;
  • 802.11u, взаимодействие с външни мрежи (Interworking with External Networks). Групата ще премахне пропуските, което е важно за разпространението на безжични мрежи. Досега няма препоръка, касаеща взаимодействието между 802.11 и 802.3. Разработките са насочени не толкова към вътрешното взаимодействие, а към взаимодействие с външни за 802 технологии, в частност UMTS;
  • 802.11v, управление на безжични мрежи (Wireless Network Management). Често на мрежовото управление не се обръща необходимото внимание. Едва неотдавна в сферата на безжичните технологии бе създадена работна група, занимаваща се с тази крайно важна задача;
  • 802.11y, експлоатация на мрежи в диапазона 3,5-3,7 GHz в САЩ: изход от бедственото положение с диапазона 2,4 GHz, който американците са предвидили. 802.11y определя използването на още една лента в диапазона 3,5 - 3,7 GHz, която трябва да разтовари честотата 2,4 GHz. За Европа това решение не е подходящо: в Германия, например, лентата 3,5 GHz е заета от WiMAX, а 3,7 GHz вече се разглежда като съответното разширение.
  • Фигура 2. 802.11: стандарти и проекти за WLAN.

Фигура 2. 802.11: стандарти и проекти за WLAN

В процес

Стандарти на САЩ

Международни

 

802.11h, 2003 Управляващ спектър за 802.11n

802.11i, 2004 Засилена сигурност

802.11j, 2004 4,9 - 5 GHz в Япония

802.11e, 2005 Усъвършенстване на QoS на ниво MAC

802.11f, 2003 Протокол за взаимодействие на точките за достъп

802.11g, 2003 Високоскоростни технологии

IEEE 802.11 Версия 2003

Версия 1999 плюс: 802.11а, 1999 Мултиплексиране с ортогонално разделяне на честотите

802.11b, 2001 Допълнително тактово кодиране

802.11d, 2001 Функциониране в допълнително регулируеми области

ISO/IEC 802.11
IEEE 802-11-1999


MAC Контрол на достъпа до средата за предаване

MAN Управление на MAC и FHY

AUTH Автентификация

FHSS Предаване в размит спектър със смяна на честотата

DSSS Предаване в размит спектър по метода на пряката последователност

IR Инфрачервено физическо ниво

Общи
  • 802.11k Измерване RR
  • 802.11mb Общи изменения в обслужването
  • 802.11u Взаимодействие с външни мрежи
  • 802.11v Управление на мрежата
  • 802.11w Защитени управляващи кадри

MAC
  • 802.11r Бърз роуминг
  • 802.11s Клетъчни мрежи
  • 802.11T Прогнозиране на производителността 

Физическо ниво
  • 802.11n Висока пропускателна способност
  • 802.11p Достъп от транспортни средства
  • 802.11y Диапазон 3,65 - 3,7 GHz за САЩ

Изследователски групи
  • QSE SG - Усъвършенстване на QoS
  • VHT SG - Изключително висока пропускателна способност
  • VTS SG - Поточно предаване на видео

С усъвършенстването на физическия интерфейс се занимават две работни групи:
  • 802.11n, висока пропусквателна способност (High Throughput). Този проект е доста важен, неговото завършване се чака отдавна, а много производители вече предлагат в своите безжични локални мрежи по-висока пропусквателна способност, което пък усложнява процеса на стандартизация. През 2005 г. сякаш бе направен пробив, позволяващ ратифицирането на стандарта до 2007 г., но възникнаха нови препятствия. Броят на възраженията се намалиха от 10 хил. в проектостандарта Draft 2.0 до 1000 във варианта Draft 3.0, но все още има много нерешени задачи и затова принемането на стандарта бе отложено за юли 2009 г.;
  • 802.11p, безжичен достъп от превозни средства (Wireless Access for Vehicular Environments): групата се занимава с въпросите за мобилността и изследва методите за предаване на данни от бързодвижещи се обекти. Става дума за технологии, конкуриращи UMTS, която не се справя напълно със съвременните изисквания при използване в автомобили или други превозни средства.

Следните работни групи отговарят за разширението на интерфейса MAC:

  • 802.11r, бърз роуминг (Fast Roaming). Проектът изследва способите за бързо щафетно предаване между отделните клетки (базови станции) и засягат даже въпроси на мобилността. Недостатъчно големият капацитет на UMTS също оказва косвено влияние;
  • 802.11s, клетъчни мрежи (Meshed Networks). Тук се разглеждат принципно нови мрежови структури. Типичната за днешния ден звездообразна структура в бъдеще ще изчезне, а отделните участници ще образуват една голяма мрежа. Ще се появят нови възможности, нереализуеми в днешните мрежи, но изискванията към гарантиране на безопасността ще нараснат;
  • 802.11Т, прогнозиране на производителността на безжичното оборудване (Wireless Performance Prediction). Този проект касае проблема с производителността в нелицензионни диапазони и за решаването му предвижда различни методи. Другите технологии за предаване, например, Bluetooth, се конкурират с 802.11 за една честотна лента и засега не може да се предвиди как ще реагира на това WLAN общността.

Създадени са две изследователски групи, т.е. групи, занимаващи се с подготовката на проекто стандарт, но още неполучили такова задание:

  • 802.11VHT SG, много висока пропускателна способност (Very High Throughput). Проектът привлича внимание, започва да се развива активно и може дори да изпревари групата 802.11n. Основната цел е предоставяне на безжичен Gigabit Ethernet;
  • 802.11VTS SG, поточно предаване на видео (Video Transmission Streams). Предаването на видеопотоци по WLAN се разглежда в тясно сътрудничество с 802.1. Между другото, технологията ще бъде работоспособна само при наличие на съответните функции за осигуряване качеството на услугата (Quality of Service, QoS), но 802.11 не изпитва особен интерес към тази тема.

Широколентов безжичен достъп (градски мрежи MAN)

802.16, BWA, стандартизира широколентови технологии за достъп до градски мрежи (вж. Фигура 3). Базовият стандарт 802.16 на безжични градски мрежи (Wireless MAN) бе приет още през 2001 г. като американска норма. Той се фокусира върху технологиите за насочена радиовръзка и никога не е бил особено успешен. Стандартът 802.16-2004 интегрира технологиите за радиовръзка при липсата на пряка видимост (Non Line of Sight, NLOS) за приложение в градски мрежи. По този начин той може да бъде описан като „безжичен DSL“.


Фигура 3. Широколентов безжичен достъп.

 

Стандарти на САЩ

 

Международни

 

802.16e Публикуван февруари 2006 Мобилност

802.16а Публикуван февруари 2006 MIB

802.16f Публикуван януари 2007 Съгласуване

802.16k Публикуван август 2007 Мостове

IEEE 802.16-2004 Wireless MAN

802.16, 04/2002 Безжична градска мрежа

802.16.2, 09/2001 Съвместно съществуване

802.16c, 02/2003 Профили 10-66 GHz

802.16a, 04/2003 Физическо ниво 2-11 GHz

802.16, 08/2003 Съгласуване 1 (PIX)

802.16d, 04/2004 NYLOS PHY

802.16, 04/2004 Съгласуване 2

802.16, 06/2004 Съгласуване 3

802.16, 07/2004 Wireless MAN редакция 2004

Включването на IEEE 802.16 в IMT-2000 бе потвърдено от асамблеята по радиосвръзаност ITU-R на 19 октомври 2007 г.

В процес

 

 

 

Управление на мрежата

802.16g Процеси и услуги в плоскостта на управлението

802.16i Мобилно управление в информационната плоскост

Нелицензно използване

802.16h Съвместно съществуване в нелицензирани диапазони

Взаимодействие

802.16j Мобилна многоетапна транслация

Физическо ниво

802.16m Усъвършенстван въздушен интерфейс


Третият етап настъпи през 2006 г. след публикуването на „мобилната“ версия 802.16е под названието 802.16е-2005. Тъй като компании като Intel активно подкрепят и развиват този вариант, се създаде впечатление, че 802.16е е главният стандарт за BWA. Но и двата варианта са равноправни, тъй като за всеки се предвиждат различни честоти: 2,5 GHz за мобилния и 3,5 GHz за стационарния вариант.

Между другото, най-важното решение за 802.16 бе прието още преди конференцията на IEEE в Атланта: комитетът 802.16 подаде заявка за това, че неговата технология бе включена в модела „международни мобилни комуникации“ (International Mobile Communications, IMC) на Международния телеком съюз ITU. ITU прие тази заявка през октомври 2007 г., и днес доставчиците на телекомуникационни услуги в целия свят вече не могат да игнорират тази технология, както направи в миналото немската компания Deutsche Telekom.

  • 802.16g и 802.16i, управление. След неотдавнашното ратифициране на стандарта 802.16f за бази от управляваща информация (Management Information Base, MIB) близко до завършване е и 802.16g. Проектостандартът Draft D9, ратифициран през септември 2007 г., очаква публикуването си. Мобилният вариант, т.е. управление за 802.16е, също бе придвижен доста напред: неговото публикуване се очаква през тази година;
  • 802.16h, нелицензно съвместно съществуване (Licensed Exempt Coexistence). Тази работна група се занимава с проблемите на съвместното съществуване в нелицензните диапазони. 802.16 използва лентата около 5 GHz за безлицензно предаване (безжична високоскоростна нелицензирана градска мрежа - Highspeed Unlicensed MAN). Но в този диапазон работи и 802.11а, затова се налага съгласуване;
  • 802.16j, взаимодействие (Interworking). След като през август 2007 г. бе ратифициран стандартът 802.16k, се очаква излизането и на мобилния вариант. 802.16j разработва технология за мобилна ретранслация, така че участниците в диалога да могат да се свържат един с друг чрез няколко станции;
  • 802.16m, физическо ниво (Physical Layer). Сензация може да се очаква от работната група 802.16m от комитета 802.16. Тя прави разработки на физическо ниво и изследва въпроса за увеличаване на скоростта за предаване във въздушна среда. Названието на нейната тема е „усъвършенстван въздушен интерфейс“ (Advanced Air Interface), а целта е разработката на стандарт със скорост на предаване до 1000 Mbps. При скорост на движение 250 км/ч скоростта за предаване на данни трябва да не пада под 100 Mbps. Днешната технология за достъп на базата на ортогонално честотно мултиплексиране (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) трябва да стане основа за възможната реализация на клетки с диаметър до 30 км. Решаващият момент е повишаване на приетата досега плътност на битовете 1:5. В случая на 802.16m става дума за плътност на битовете 1:8. Освен това важна роля има концепцията за антената. Ключовата фраза е „множествен вход/изход“ (Multiple Input Multiple Output, MIMO). Появата на безжична гигабитова технология Gigabit се очаква през 2010 г.

Авторът Ханс Лакнер е член на американския комитет по стандартизация IEEE 802.3 с с право на глас от 1990 г.

(16.09.2008)

КОМЕНТАРИ

Трябва да сте регистриран потребител, за да коментирате статията
"LAN или WAN мрежа? Това е въпросът!"



    

© Ай Си Ти Медиа ЕООД 1997 - 2012 съгласно общи условия за ползване