В
данном курсовом проекте требуется разработать систему, которая предназначается
для устранения проблемы «последней мили» - обеспечения высокоскоростной беспроводной
связи небольшого числа абонентских терминалов в пределах ограниченной территории
к стационарным сетям общего пользования.
Основные
требования к системе:
-
минимально возможная мощность излучения абонентской станции;
-
минимальный диапазон используемых частот;
-
возможность адаптивного изменения скорости передачи;
-
максимальное количество абонентов – 70;
-
радиус зоны обслуживания 1 км.
1.1 Анализ поставленной задачи и исходных данных, выявление особенностей работы системы. Цель – проработка идеи создания сети как целостной системы. Краткое описание концепции функционирования системы связи на основе проведенного анализа. Определение списка основных и дополнительных услуг системы, предоставляемых пользователям. Обоснование необходимости организации различных профилей функционирования.
Последняя
миля — канал, соединяющий конечное (клиентское) оборудование с узлом доступа
провайдера (оператора связи). Она является самым уязвимым и узким местом на пути доставки информации пользователю. Одним из наиболее дешевых и эффективных способов устранения проблемы "последней мили" при небольшом количестве абонентов является использование радиодоступа.Предположим,
необходимо создать систему передачи данных, обеспечивающую высокоскоростной
беспроводный доступ к сети Интернет для небольшого числа абонентов на
территории загородного поселка.

Рисунок 1. Общий вид системы связи.
Система
получает данные от абонента и передаёт запрос в сеть интернет, где после
обработки выдается результат. Система получает ответные данные и передает их
абоненту. Поскольку основной предоставляемой услугой является передача
данных, то можно ограничиться поддержкой одного IP-протокола, который является
основным в сети Интернет.
Абонентам
при подключении будет предоставляться радиоблок, который подключается через USB порт к ПК. Каждому такому
устройству будет соответствовать уникальный идентификатор, позволяющий системе
идентифицировать конкретного абонента.
Для
предотвращения несанкционированного доступа к сети в системе предусмотрены процедуры
аутентификации и шифрования.
Поскольку,
в зависимости от скорости и вида передаваемых данных (речь, видео или передача
данных) может требоваться обеспечение работы в реальном времени, то необходимо
предусмотреть использование различных профилей работы системы.
Также в зависимости от требований к достоверности
передачи данных, нужно предусмотреть различные виды помехоустойчивого
кодирования.
1.2. Проработка обобщенной
функциональной схемы системы: выявление основных ее компонент и определение
возможных функциональных связей. Анализ подходящих топологий организации сети и
обоснованный выбор достойного решения.
Функциональная схема включает два типа
оборудования — базовую и абонентскую станции.
Базовая
станция (точка доступа) является стационарным приемо-передающим устройством и выполняет функции физического уровня и МАС-уровня (уровня управления доступом). ТД включает в себя радиомодуль, блок управления и информационную подсистему.
Радиоблок выполняет функции приема, передачи и обработки радиосигналов. Блок управления управляет радиоресурсами, процедурами аутентификации и идентификации АС, маршрутизацией запросов, соединением с сетью Internet, а также осуществляет взаимодействие с информационной подсистемой.
Абонентская
станция (АС) представляет собой приемо-передающее устройство, имеющее уникальный серийный номер,
МАС-адрес, а также идентификатор, на основании которого происходит
аутентификация АС на БС. Радиоблок АС выполняет все приемо-передающие функции. Блок управления организует работу АС, Блок для работы с периферией отвечает за сопряжение АС и устройств пользователя (ПК).

В
качестве топологии сети наиболее эффективно применить топологию точка -
многоточка, при которой в центре «ячейки» помещается базовая станция с
всенаправленной или секторной антенной, а все обслуживаемые ей абоненты
снабжаются сфокусированными на нее направленными антеннами. В пригородной
местности достаточно прямой видимости мобильной станции и базовой станции для
уверенного приема сигнала. Поэтому, для обеспечения заданного радиуса зоны
обслуживания 1 км можно использовать одну БС. Базовая станция может размещаться
на любом высотном объекте - здании или вышке.

Рисунок 3. Топология "звезда".
1.3. Определение и обоснование
структуры информационной подсистемы сети. Выявление важнейших регистров
подсистемы, пояснение необходимых информационных связей.
Информационная
подсистема является важной частью любой сети. Она будет расположена на
точке доступа и должна содержать всю информацию об абонентах, используемых ими
устройствах, а также о доступных услугах. Эта информация хранится в
соответствующих регистрах:
• абонентский регистр;
• регистр статистики;
• регистр идентификации оборудования;
• регистр аутентификации и шифрования;
• журнал расчетов.
Абонентский
регистр содержит информацию о регистрационных данных абонентов, их статусе,
данные о местоположении и доступных услугах, а также информация о внутрисетевых
адресах абонентов и адреса назначающиеся терминалам при выходе во внешнюю сеть.
Регистр
статистики содержит сведения о работе сети: времени соединения и объеме
трафика, использованного абонентом.
Регистр
идентификации оборудования содержит данные о поддерживаемых профилях терминалов
и их статусе.
Центр
аутентификации и шифрования предназначен для хранения идентификаторов
оборудования, ключей шифрования и другой информации, необходимой для доступа
абонента к ресурсам сети.
Журнал
расчетов содержит сведения об оплате услуг абонентами.

Рисунок 4. Основные регистры информационной подсистемы.