1.1

                Перед нами стоит задача спроектировать радиосеть передачи данных, которая будет обеспечивать выход в Internet ограниченного числа пользователей (по ТЗ 55 – абонентов максимум), распределенных по ограниченной территории (по ТЗ радиус зоны обслуживания 1,8 км).

                Начальные условия:

·Есть некий провайдер, который предоставляет нам канал трафика, выделив один единственный IP-адрес.

·Будем считать, что проблема подвода магистрали до точки, где будет размещаться наше оборудование, решена.

Так как нам выделяется всего один IP- адрес, то обмен данными между пользователями и сетью Internet будет производиться поочередно. Нужно будет предусмотреть временное разделение доступа.

Однако, каждый из абонентов расходует трафик не одинаково с другими. Следовательно, для абонентов, трафик которых превышает некоторый порог за установленный промежуток времени, можно ввести ограничение скорости доступа. Как вариант одной из реализаций ограничения скорости доступа – пропуск очереди при подключении к каналу передачи. То есть, в первом цикле поочередного подключения абонентов к каналу, интересующий нас абонент получает доступ к сети Internet. А во втором цикле очередь проходит мимо него. В третьем и последующих циклах все повторяется.

1.2

                Каждый абонент получает доступ к сети Internet через радиоканал. Следовательно, этот радиоканал нужно организовать. Для этого нам потребуются:

1.Точка доступа с подведенной к ней магистралью.

2.Абонентский терминал (Т), имеющий такой же радиоинтерфейс, что и точка доступа.

Обобщенная функциональная схема такой сети представлена на рис.1.

Точка доступа представляет собой приемо-передающую систему, координирующую работу абонентских терминалов.  

Точек доступа может быть несколько, а может быть одна. Это зависит от возможного числа обслуживаемых абонентов, от радиуса обслуживаемой территории, а так же от типа застройки этой территории. В любом случае, одна точка доступа или несколько, должен обеспечиваться нормальный уровень сигнала для каждого абонента в любой точке обслуживаемой территории.

Если точек доступа несколько, то между ними необходима организация каналов связи проводным или беспроводным способом. Каждая из них будет покрывать  лишь часть обслуживаемой территории, с находящимися на этой территории в данный момент абонентами.

Организация связи терминалов с точкой доступа выполняется в соответствии с топологией «звезда», когда каждый терминал обращается к единому координационному центру – точке доступа.

1.3

Так как точка доступа выполняет не только прием и передачу, но и координацию, то в ее состав необходимо включить контроллер. Контроллер будет решать:

·Какой терминал сейчас будет обмениваться данными.

·С какой скоростью этот терминал будет обмениваться данными.

В пункте 1.1 мы указали, что терминалы обслуживаются точкой доступа по очереди. Эта очередь описывается специальным регистром: регистром активных абонентов (рис. 2). Точка доступа опрашивает терминалы по списку как они стоят в регистре. В этом же регистре находится поле ограничения скорости (п. 1.1).

Регистр активных абонентов формируется из регистра зарегистрированных абонентов  (рис. 3), в котором содержится MAC-адреса всех зарегистрированных устройств, соответствующие им номера (ID) в сети, общий трафик, а так же поле ограничения скорости терминала.

Инициатором обмена данными между терминалом и сетью Internetявляется точка доступа. Выбрав очередной ID из регистра активных абонентов, точка доступа дает понять при помощи запроса, что терминал с этим ID может начать обмен данными.

Запросы и ответы между терминалом и точкой доступа передаются по открытому каналу. Тогда как сами данные передаются с шифрованием. Для этого предусмотрим регистр содержащий ключи шифрования для каждого из зарегистрированных терминалов (рис. 4).

ID – это ключевой номер с которым и работает точка доступа. Этот номер соответствует терминалу с определенным MAC-адресом.

Подсчет общего трафика  производится с целью сравнения с пороговым значением, после превышения которого абоненту нужно уменьшить скорость. Как только порог превышен, в поле ограничения скорости регистра зарегистрированных абонентов (рис. 3) устанавливается соответствующий флаг. Общий трафик абонента суммируется с израсходованным трафиком из регистра активных абонентов (рис. 2) при удалении строки этого абонента из этого регистра (при окончании сеанса связи).

Счетчик не отвеченных запросов включается в случае, когда точка доступа оповещает терминал о том, что тот может начинать обмен данными, а терминал в ответ молчит.  Подробнее об этом механизме будет написано в п. 1.6

Теперь о полях ограничения скорости. В регистре зарегистрированных абонентов (рис. 3) это поле содержит всего 1 бит. Состояние “0” – ограничения по скорости нет;  “1” – ограничение по скорости включено. В регистре активных абонентов (рис. 2) данное поле содержит 2 бита. В первый бит копируется бит из регистра зарегистрированных абонентов, а во втором находится “1”. По первому биту контроллер определяет необходимость ограничения скорости, а с помощью второго бита реализует сам механизм ограничения скорости, предложенный в п. 1.1. Подробнее об этом механизме в п. 1.6.