Метод доступа и используемые протоколы

В качестве технологии передачи данных между центральным устройством и оборудованием доступа, а также для магистралей удобно использовать технологию Ethernet. Выбор технологии Ethernet обусловлен ее простотой, низкой стоимостью, технической зрелостью и состоятельностью решений, проверенных временем.

На сетевом уровне предполагается использовать протокол IP, что определяется назначением сети, а также — тем, что протокол IP является основным протоколом для сетей передачи данных, независимым от технологий канального уровня. Популярность протокола IP продолжает расти в связи с практически полным вытеснением других сетевых протоколов и успешного решения задачи конвергенции данных, голоса и видео на базе IP.

Трафик сети предприятия может быть достаточно интенсивным за счет использования мультимедийных данных (графической либо голосовой информации), а также за счет присутствия большого количества клиентов сети. Для обеспечения полноценного функционирования целесообразно обеспечить пропускную способность не менее 100 Мбит/с. В качестве среды передачи уровня доступа целесообразно использовать 100Base-T Ethernet (Fast Ethernet) со скоростью передачи до 100 Мбит/с.

На сегодняшний день самой распространенной в мире является сеть Ethernet, а именно ее модификация 100Base-T Ethernet (Fast Ethernet). Стандарт 100Base-T (802.3u) установил три различные спецификации для физического уровня для поддержки следующих типов кабельных систем (таблица 3.1).

Таблица 3.1- Физические интерфейсы стандарта Fast Ethernet IEEE 802.3u и их основные характеристики.

В качестве среды передачи уровня доступа была выбрана именно эта разновидность сетей. Скорость передачи, обеспечиваемая в данной сети — до 100 Мбит/с. Выбор был остановлен на 100Base-TX, так как это обойдется дешевле, чем 100Base-FX за счет использования витой пары, а не оптоволокна.

В разделе 3.2 был обоснован выбор Gigabit Ethernet в качестве среды передачи сети уровня агрегации и ядра. Гигабитный Ethernet утвержден в качестве стандарта в 1998 году, как 1000base-FX. Такие сети ориентированы на применение 4-х скрученных пар категории 5 или выше (до 100 м, разъем RJ-45) и оптоволоконных кабелей. Сетевые интерфейсы используют шину PCI. В этом стандарте могут использоваться полнодуплексные повторители. Эти повторители в отличие от традиционных имеют встроенные буферы на каждом из портов. Схема передачи предполагает карусельный способ доступа портов к шине повторителя. Но в этом приборе, в отличие от коммутатора, нет анализа адреса места назначения, и пакет передается всем портам устройства. Переход с FE на GE дает выигрыш в скорости обмена на 341% (результат измерений Deploying Gigabit Ethernet on the desktop), при работе с базами данных аналогичный выигрыш в скорости составляет 42%.

Таблица 3.2 — Соединительные кабели для Gigabit Ethernet.

Ethernet протоколы 1000BASE-T и 10GBASE-T требуют применения скрученных пар существенно более высокого. Передача в этом случае производится по четырем скрученным парам одновременно (IEEE 802.3/10GBT) Требования к кабелю определяются документом ISO/IEC-11 801:2002 для классов D или выше. Анализ распределения используемых длин показывает, наиболее часто используются кабели длиной 40 м, а с вероятностью более 90% длина кабеля не превышает 80 м. Кабели классов D-F имеют полосу пропускания 250−625 МГц.

В требованиях к построению корпоративной сети есть требование к наличию беспроводной связи. Исходя из этого, далее будет рассмотрен стандарт Wi-Fi.

Производительность беспроводных локальных сетей определяется тем, какой стандарт Wi-Fi они поддерживают. Максимальную пропускную способность могут предложить сети, поддерживающие стандарт 802.11b — 11 Мбит/сек. Пропускная способность сетей, поддерживающих стандарт 802.11a или 802.11g, может составить до 54 Мбит/сек.

На практике, даже при максимально возможном уровне сигнала производительность Wi-Fi сетей никогда не достигает указанного выше теоретического максимума. Например, скорость сетей, поддерживающих стандарт 802.11b, обычно составляет не более 50% их теоретического максимума, т. е. приблизительно 5.5 Мбит/сек. Соответственно, скорость сетей, поддерживающих стандарт 802.11a или 802.11g, обычно составляет не более 20 Мбит/сек. Причинами несоответствия теории и практики являются избыточность кодирования протокола, помехи в сигнале, а также изменение расстояния Хемминга с изменением расстояния между приемником и передатчиком. Кроме того, чем больше устройств в сети одновременно участвуют в обмене данными, тем пропорционально ниже пропускная способность сети в расчёте на каждое устройство, что естественным образом ограничивает количество устройств, которое имеет смысл подключать к одной точке доступа или роутеру.

Таблица 3.3 — Протоколы стандарта Wi-Fi.

Ряд производителей выпустили устройства, с поддержкой фирменных расширений протоколов 802.11b и 802.11g, с теоретической максимальной скоростью работы 22 Мбит/сек и 108 Мбит/сек соответственно, однако радикальной прибавки в скорости по сравнению с работой на стандартных протоколах в данный момент от них не наблюдается.