El libro "Redes informáticas. Principios, tecnologías, protocolos: edición de aniversario »
Esta publicación es, en cierto sentido, especial: han pasado exactamente 20 años desde la publicación del libro. 20 años es un período considerable, durante este tiempo los hijos de nuestros primeros lectores crecieron y, tal vez, se interesaron en las redes de computadoras. Y, tal vez, tendrán en sus manos la sexta edición del libro “Redes informáticas. Principios, tecnologías, protocolos ". Este libro es significativamente diferente del que leyeron sus padres. Mucho de lo que interesaba a los lectores de finales de los 90, por ejemplo, la regla de los 4 núcleos, hacer coincidir las redes IP e IPX, o comparar las tecnologías 100VG-AnyLAN y FDDI, no se menciona en absoluto en las ediciones recientes. A lo largo de 20 años, muchas tecnologías han pasado por el ciclo completo desde un término de moda y reconocimiento universal hasta el olvido casi completo. Cada nueva edición del libro de una forma u otra refleja el panorama cambiante de la tecnología de red.Esta edición no es una excepción: se revisa significativamente, aproximadamente un tercio del material es información completamente nueva o una presentación de temas sustancialmente revisada. Por ejemplo, una nueva parte de "Redes inalámbricas" apareció en el libro, la parte dedicada a las tecnologías de red principales SDH, OTN y DWDM está completamente revisada.La publicación está dirigida a estudiantes, estudiantes de posgrado y especialistas técnicos que deseen obtener conocimientos básicos sobre los principios de la construcción de redes de computadoras, comprender las características de las tecnologías tradicionales y prometedoras de las redes locales y globales, y aprender a crear grandes redes compuestas y administrar dichas redes.Sexta Edición Cambios
En primer lugar, una nueva parte de Wireless Networks apareció en el libro. Consta de tres capítulos.En el primero de ellos, se considera el nivel físico de las líneas de comunicación inalámbrica, que incluye los detalles del medio de transmisión, el alcance y la naturaleza de la propagación de las ondas electromagnéticas, los tipos de distorsión y los métodos para tratarlos. Dado que ningún nodo de red inalámbrica puede funcionar sin una antena, los dispositivos de este tipo reciben una atención considerable en este capítulo, en particular, los métodos de transmisión que utilizan varias antenas en los lados de transmisión y recepción, las llamadas tecnologías MIMO. Este capítulo analiza las técnicas de codificación de espectro extendido de FHSS, DSSS, CDMA y OFDM, que se desarrollaron específicamente para la transmisión inalámbrica.El contenido del segundo capítulo se centra en las redes de área local inalámbricas Wi-Fi (IEEE 802.11), que en el sector de acceso a Internet inalámbrico fijo han tomado la misma posición dominante que las redes Ethernet en las redes de área local. El capítulo que concluye esta parte está dedicado a las redes celulares móviles. Este tema no se ha estudiado en ediciones anteriores debido al hecho de que las redes móviles eran predominantemente telefónicas. La transición completa de las redes móviles LTE (4G) a los protocolos de pila TCP / IP, que se utilizaron para establecer llamadas telefónicas y acceder a Internet, cambió esta situación. El capítulo analiza la evolución de las tecnologías de las redes móviles de varias generaciones, las versiones móviles de los protocolos IPv4 e IPv6, los principios básicos de la construcción de redes LTE; Descripción general de la arquitectura de red 5Gquienes pretenden incorporar los últimos logros de las redes de computadoras y convertirse en el principal tipo de red de acceso para Internet de las cosas.La descripción del protocolo IPv6 se ha revisado y ampliado significativamente; ahora se dedica un capítulo separado a este protocolo. La difusión de IPv6 está creciendo constantemente, y una comprensión más profunda de este protocolo se ha vuelto importante para el especialista en redes modernas.En los últimos años, se ha establecido el concepto de redes informáticas programables, por lo tanto, se han agregado secciones al libro que describen las tecnologías de redes SDN definidas por software y la virtualización de las funciones de red NFV.Parte completamente rediseñada dedicada a las tecnologías de redes primarias SDH, OTN y DWDM.Y finalmente, el número de preguntas y tareas ha aumentado significativamente.Extracto. Líneas de comunicación inalámbricas. Rangos del espectro electromagnético.
Las características de una línea de comunicación inalámbrica (la distancia entre nodos, el área de cobertura, la velocidad de transferencia de información, etc.) dependen en gran medida de la frecuencia de la señal electromagnética utilizada. En la Fig. 21.2 muestra los rangos del espectro electromagnético. En resumen, podemos decir que ellos y sus correspondientes sistemas inalámbricos de transmisión de información se dividen en cuatro grupos.- 300 — . ITU ( ), (Extremely Low Frequency, ELF) (Extra High Frequency, EHF). 20 300 , , « ». , , AM- FM-, . , 2400, 9600 19 200 /.
- 300 3000 . , , , , (Wireless Local Loop, WLL).
- . . , .
- ( ). .
En primer lugar, recordemos varios fenómenos físicos importantes asociados con la propagación de ondas en general y ondas electromagnéticas en particular. En la Fig. 21.3 se muestra que una señal, al encontrarse con un obstáculo, puede propagarse de acuerdo con tres mecanismos: reflexión, difracción y dispersión. Cuando una señal encuentra un obstáculo que es parcialmente transparente para una longitud de onda dada y, al mismo tiempo, tiene dimensiones mucho mayores que la longitud de onda, parte de la energía de la señal se refleja a partir de este obstáculo. Si la señal encuentra un obstáculo impenetrable (por ejemplo, una placa de metal) de un tamaño mucho mayor que la longitud de onda, entonces ocurre la difracción: el obstáculo parece estar envuelto por la señal, lo que permite que se reciba incluso sin estar en la línea de visión. Y finalmente, cuando se enfrenta a un obstáculo cuyas dimensiones son proporcionales a la longitud de onda,la señal se dispersa, propagándose en diferentes ángulos.
Distorsión anti-señal en líneas inalámbricas
El rechazo de cables y movilidad conduce a un alto nivel de interferencia en las líneas de comunicación inalámbrica. Si la tasa de error de bit (BER) en las líneas de comunicación cableadas es igual, 
entonces en las líneas de comunicación inalámbrica alcanza un valor. 
En condiciones urbanas, en el rango de frecuencia de la señal útil, generalmente hay una gran cantidad de interferencia, por ejemplo, de los sistemas de encendido del automóvil, de varios electrodomésticos.Como resultado de la difracción, reflexión y dispersión de las ondas electromagnéticas, que son ubicuas en las comunicaciones inalámbricas en la ciudad, el receptor puede recibir varias réplicas de la misma señal que han pasado al receptor de diferentes maneras. Este efecto se llama propagación de señal multitrayecto. En cada reflexión, la señal puede cambiar la fase, la amplitud y el ángulo de llegada al receptor. El resultado de la propagación de la señal multitrayecto es a menudo negativo, ya que las señales pueden venir en antifase y suprimir la señal principal.Dado que el tiempo de propagación de la señal a lo largo de diferentes rutas es generalmente diferente, también se puede observar interferencia entre símbolos, una situación en la que, como resultado del retraso, las señales que codifican bits de datos adyacentes llegan al receptor durante el intervalo de tiempo asignado para recibir un símbolo. La señal obtenida como resultado de la superposición de señales adyacentes, el receptor puede decodificar incorrectamente.La distorsión debida a la propagación por trayectos múltiples conduce a un debilitamiento de la señal; este efecto se denomina desvanecimiento por trayectoria múltiple (desvanecimiento). Se sabe que cuando las ondas electromagnéticas se propagan en el espacio libre (sin reflejos), la atenuación de la potencia de la señal es proporcional al producto del cuadrado de la distancia desde la fuente de la señal por el cuadrado de la frecuencia de la señal. En las ciudades, el desvanecimiento por trayectos múltiples lleva al hecho de que la atenuación de la señal se vuelve proporcional no al cuadrado de la distancia, sino a su cubo o incluso al cuarto grado.El problema del alto nivel de interferencia de los canales inalámbricos se resuelve de varias maneras. Las tecnologías de señal de banda ancha juegan un papel importante que se analiza a continuación. Estas tecnologías se basan en la distribución de la energía de la señal en un amplio rango de frecuencias, de modo que la interferencia de banda estrecha no afecta significativamente a la señal en su conjunto. Para reconocer una señal distorsionada debido a su propagación por trayectos múltiples, se utilizan varios métodos de procesamiento que compensan la interferencia entre símbolos. Una de ellas es la señal de ecualización adaptativa (ecualización adaptativa, figura 21.5).La idea es sumar la señal medida a intervalos de tiempo iguales Δt durante un ciclo de reloj del símbolo de código. Antes de sumar, los valores de la señal se multiplican por su coeficiente de peso Ci. El valor de la señal recibida después de la suma y llamada señal alineada se considera el valor de bit del código transmitido en este ciclo de reloj.La selección de peso se realiza de forma adaptativa utilizando un código binario conocido llamado secuencia de entrenamiento. El transmisor inserta esta secuencia después de cada bloque de datos de usuario de cierta longitud. El receptor aplica el mismo algoritmo de alineación a la secuencia de entrenamiento que a los datos del usuario, compara el valor de la secuencia de bits recibida con la secuencia de entrenamiento esperada; si difieren, se calculan nuevos valores de los coeficientes de ponderación.El uso de códigos FEC de autocorrección también juega un papel importante. La comunicación por radio siempre ha sido pionera en esta técnica: la frecuencia de aparición de errores de bits es mucho mayor aquí que en la transmisión de datos por cable. Otra técnica es el uso de protocolos con establecimiento de conexión y retransmisiones de tramas en la capa de enlace de datos de la pila de protocolos. Estos protocolos permiten una corrección de errores más rápida, ya que funcionan con valores de tiempo de espera más bajos que los protocolos correctivos de nivel de transporte como TCP. Finalmente, intentan colocar transmisores de señal (y receptores, si es posible) en torres altas (mástiles) para evitar reflexiones múltiples.Licencia
El problema de la separación del espectro electromagnético entre los consumidores requiere una regulación centralizada. Cada país tiene un organismo estatal especial, que (de acuerdo con las recomendaciones de la UIT) emite licencias a los operadores de telecomunicaciones para utilizar una determinada parte del espectro suficiente para transmitir información utilizando una determinada tecnología. Se emite una licencia para un determinado territorio, dentro del cual el operador utiliza el rango de frecuencia asignado exclusivamente.También hay tres bandas de frecuencia, 900 MHz, 2.4 GHz y 5 GHz, que la UIT recomienda como bandas para uso internacional sin licencia. Estos rangos se asignan a productos inalámbricos industriales generales, como dispositivos de bloqueo de puertas de automóviles, dispositivos científicos y médicos. De acuerdo con el propósito de estos rangos se denominan rangos ISM (Industrial, Científico, Médico - industria, ciencia, medicina). La banda de 900 MHz es la más "poblada" porque la tecnología de baja frecuencia siempre ha sido más barata. Hoy, la banda de 2,4 GHz se está dominando activamente, por ejemplo, en las tecnologías IEEE 802.11 y Bluetooth. Las redes 5G operarán en varios rangos de frecuencia, incluso en los rangos de alta frecuencia 26-29 GHz.Un requisito previo para el uso conjunto de estos rangos es limitar la potencia máxima de las señales transmitidas a 1 vatio. Esta condición reduce el alcance de los dispositivos para que sus señales no se conviertan en interferencia para otros usuarios que pueden usar el mismo rango de frecuencia en otras áreas de la ciudad."Para obtener más información sobre el libro está disponible en el sitio web de la editorial" Tabla de contenido" Extracto de
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