1.4. Построение иерархической модели разрабатываемой системы в соответствии с рекомендациями OSI. Краткий анализ необходимых уровней и подуровней модели с обоснованием основных выполняемых задач.
Физический уровень
Очевидно, что ни одна система связи не может обойтись без физического уровня. На данном уровне определяются параметры электрического и конструктивного соединения 2-х устройств. Физический уровень отвечает за установление, разъединение и поддержание физического соединения. Основная задача PHY – это надежная передача символов/битов по каналу связи. Отсюда вытекают следующие подзадачи, которые он решает.
· реализация метода передачи данных.
· символьная/битовая синхронизация
· восстановление параметров радиосигнала (устранение интерференции)
· модуляция/демодуляция
· перемежение/деперемежение
· помехоустойчивое кодирование/декодирование
Таким образом, можно предположить, что структурная схема передатчика на физическом уровне будет выглядеть как на рис.1 [2]:
Рисунок 1. Структурная схема передатчика на физическом уровне.
Соответственно для приемника:
Рисунок 2. Структурная схема приемника на физическом уровне.
Канальный уровень
Канальный уровень определяет функции, отвечающие за организацию каналов передачи данных. На данном этапе решаются следующие задачи:
· надежная доставка пакета между двумя любыми узлами  сети
· проверка доступности физического канала
· реализация алгоритмов множественного доступа
· обнаружение и исправление ошибок в пакете
· пакетная синхронизация
Итак, главная задача канального уровня в данной системе –  передача пакета. Очевидно, что в системе будут присутствовать различные типы пакетов (пакеты каналов управления, пакеты с данными, пакеты речи или видео). Для передачи этих пакетов физический уровень должен быть особым образом сконфигурирован. Например, для передачи пакетов с данными необходимо предусмотреть возможность повторной передачи, в свою очередь для других пакетов это будет неуместно и поэтому необходимо применение более мощных схем канального кодирования.
Помимо сказанного выше на КУ возлагается задача управления доступом к среде, которую можно выделить в отдельный подуровень (уровень MAC). MAC уровню предстоит решать специфичные для FHSS систем вопросы (выделение временных слотов в зависимости от типа трафика, определение последовательностей смены частот, а также их количество для каждого абонента).
Сетевой уровень
Ранее было сказано, что некоторые абоненты разрабатываемой сети должны иметь доступ к internet, т.е. взаимодействовать с другой сетью. В связи с этим необходимо упомянуть и сетевой уровень модели OSI.
Основная задача, возлагаемая на СУ, заключается в обеспечении возможности взаимодействия  с протоколом IP, использующимся в интернет. Решать эту задачу предстоит центру коммутации, который терминалам внутри сети должен сопоставить IP адреса для идентификации в рамках глобальной паутины (рис 3). Таким образом, на СУ данные поступившие с канального уровня оформляются в виде IP пакетов и отправляются во внешнюю сеть.
Рисунок 3. Иллюстрация работы сети на сетевом уровне модели OSI.
Описывать верхние уровни модели OSI, пожалуй, нет необходимости, так как они непосредственно не связаны с проектируемой сетью и в большей степени относятся к приложениям, которые используют нижние уровни в качестве транспорта.
1.5. Проработка сценариев взаимодействия абонентских терминалов с базовой станцией (точкой доступа) или другими терминалами сети – в зависимости от выбранной в пп.1.1, 1.2 концепции построения сети. Определение необходимых для взаимодействия идентификаторов и широковещательных параметров сети. Анализ способов обеспечения энергосбережения.
Поскольку в системе несколько видов терминалов, которые генерируют трафик разного типа и работают в разных режимах, следовательно, для каждого вида терминала сценарии взаимодействия с БС будут отличаться.
Т.к. видеокамеры являются стационарными и ведут передачу постоянно, то очевидно для них сценарий взаимодействия с сетью будет самым простым. После монтажа происходит включение питания, радиомодуль обнаруживает сеть, посылает запрос на регистрацию, в ответ сеть выделяет несколько слотов в кадре и комбинаций по смене частот (рис 4).
Рисунок 4. Сценарий взаимодействия радиомодуля камеры видеонаблюдения с сетью.
Сценарий взаимодействия мобильных терминалов и сети представлен на рис. 5.
Рисунок 5. Сценарий взаимодействия мобильных терминалов и сети.
Зарегистрировавшись в сети, терминалы находятся в режиме пониженного энергопотребления, в котором происходит лишь синхронизация с сетью. Затем если необходимо передать данные терминал отправляет запрос на выделение канального ресурса. Тут следует пояснить, что для радиомодемов и телефонов выделение каналов будет происходить по-разному. Голосовой трафик более чувствителен к задержкам, поэтому для него должны выделяться синхронные каналы, т. е. к уже занятым под видео слотам добавляются слоты с речью, причем в рамках одного слота речь могут передавать несколько терминалов, разделенных различными кодами частотных скачков. Остальные слоты в кадре и коды скачков предоставляются для передачи данных мобильными модемами. После завершения сеанса связи (передачи блока данных или при окончании разговора) терминалы вновь переходят в режим энергосбережения.
На данном этапе можно говорить о том, что в системе будут присутствовать следующие идентификаторы:
ID терминала, представляющий конкретного абонента сети;
ID оборудования, по которому сеть определяет возможности терминала;
SSID - идентификатор сети, передаваемый по широковещательному каналу, необходим для разделения двух сетей (если рядом есть сеть подобного типа);
ID базовой станции необходим для различения БС (например при передачи обслуживания);
Список литературы:
1. Лекции и слайды по курсу ССПО 2011 год.
2. Журнал "Теория и техника электросвязи", выпуск 1, 1998 год. УДК 621.391.019
Последняя версия предыдущего сообщения:
КП "Помехозащищенная сеть передачи данных" Часть 1