🍿 ⛹️ 🏄 Buku "Jaringan Komputer. Prinsip, Teknologi, Protokol: Edisi Peringatan

Publikasi ini dalam arti khusus - tepatnya 20 tahun telah berlalu sejak penerbitan buku. 20 tahun adalah periode yang penting, selama masa ini anak-anak pembaca pertama kami tumbuh dan, mungkin, menjadi tertarik pada jaringan komputer. Dan, mungkin, mereka akan memiliki edisi keenam dari buku "Jaringan Komputer." Prinsip, teknologi, protokol. " Buku ini sangat berbeda dari yang dibaca orang tua mereka. Banyak pembaca yang tertarik pada akhir tahun 90-an - misalnya, aturan 4-hub, pencocokan jaringan IP dan IPX, atau membandingkan teknologi 100VG-AnyLAN dan FDDI - tidak disebutkan sama sekali dalam edisi terbaru. Lebih dari 20 tahun, banyak teknologi telah melalui siklus penuh dari istilah yang modis dan pengakuan universal hingga hampir sepenuhnya terlupakan. Setiap edisi baru buku dengan satu atau lain cara mencerminkan perubahan lanskap teknologi jaringan.

Edisi ini bukan pengecualian - direvisi secara signifikan, sekitar sepertiga materi merupakan informasi yang benar-benar baru, atau presentasi topik yang direvisi secara substansial. Sebagai contoh, bagian baru dari "Jaringan Nirkabel" muncul dalam buku ini, bagian yang dikhususkan untuk teknologi jaringan primer SDH, OTN dan DWDM sepenuhnya direvisi.

Publikasi ini ditujukan untuk siswa, mahasiswa pascasarjana dan spesialis teknis yang ingin mendapatkan pengetahuan dasar tentang prinsip-prinsip membangun jaringan komputer, memahami fitur teknologi tradisional dan menjanjikan dari jaringan lokal dan global, dan belajar cara membuat jaringan komposit besar dan mengelola jaringan tersebut.

Perubahan Edisi Keenam

Pertama-tama, bagian baru dari Wireless Networks muncul dalam buku ini. Ini terdiri dari tiga bab.

Pada yang pertama, tingkat fisik dari jalur komunikasi nirkabel dipertimbangkan, yang meliputi spesifikasi media transmisi, jangkauan dan sifat dari perambatan gelombang elektromagnetik, jenis distorsi, dan metode penanganannya. Karena tidak ada node jaringan nirkabel yang dapat melakukan tanpa antena, perangkat jenis ini diberi perhatian yang cukup besar dalam bab ini - khususnya, metode transmisi menggunakan beberapa antena pada sisi pengirim dan penerima, yang disebut teknologi MIMO. Bab ini membahas teknik pengkodean spread spectrum FHSS, DSSS, CDMA, dan OFDM, yang dikembangkan secara khusus untuk transmisi nirkabel.

Isi bab kedua berfokus pada jaringan area lokal nirkabel Wi-Fi (IEEE 802.11), yang pada sektor akses Internet nirkabel tetap telah mengambil posisi dominan yang sama dengan jaringan Ethernet di jaringan area lokal. Bab yang menyimpulkan bagian ini dikhususkan untuk jaringan seluler. Topik ini belum dipelajari dalam edisi sebelumnya karena fakta bahwa jaringan seluler didominasi oleh telepon. Transisi lengkap jaringan seluler LTE (4G) ke protokol tumpukan TCP / IP, yang mulai digunakan untuk melakukan panggilan telepon dan mengakses Internet, mengubah situasi ini. Bab ini membahas evolusi teknologi jaringan seluler dari berbagai generasi, versi seluler protokol IPv4 dan IPv6, prinsip-prinsip dasar membangun jaringan LTE; Ikhtisar arsitektur jaringan 5Gyang berniat untuk memasukkan kemajuan terbaru dalam jaringan komputer dan menjadi jenis utama jaringan akses untuk Internet hal.

Deskripsi protokol IPv6 telah direvisi dan diperluas secara signifikan - sekarang bab terpisah dikhususkan untuk protokol ini. Penyebaran IPv6 terus berkembang, dan pemahaman yang lebih dalam tentang protokol ini menjadi penting bagi spesialis jaringan modern.

Dalam beberapa tahun terakhir, konsep jaringan komputer yang dapat diprogram telah ditetapkan, oleh karena itu, bagian telah ditambahkan ke buku yang menggambarkan teknologi SDN jaringan yang ditentukan oleh perangkat lunak dan virtualisasi fungsi jaringan NFV.

Sepenuhnya dirancang ulang bagian yang dikhususkan untuk teknologi jaringan primer SDH, OTN dan DWDM.

Dan akhirnya, jumlah pertanyaan dan tugas telah meningkat secara signifikan.

Kutipan. Jalur komunikasi nirkabel. Berkisar dari spektrum elektromagnetik

Karakteristik jalur komunikasi nirkabel - jarak antar node, area jangkauan, kecepatan transfer informasi, dll. - sangat tergantung pada frekuensi sinyal elektromagnetik yang digunakan. Dalam gbr. 21.2 menunjukkan rentang spektrum elektromagnetik. Ringkasnya, kita dapat mengatakan bahwa mereka dan sistem transmisi informasi nirkabel yang sesuai dibagi menjadi empat kelompok.

300 — . ITU ( ), (Extremely Low Frequency, ELF) (Extra High Frequency, EHF). 20 300 , , « ». , , AM- FM-, . , 2400, 9600 19 200 /.

300 3000 . , , , , (Wireless Local Loop, WLL).
. . , .
( ). .

Pertama-tama, mari kita ingat beberapa fenomena fisik penting yang terkait dengan perambatan gelombang pada umumnya dan gelombang elektromagnetik pada khususnya. Dalam gbr. 21.3 ditunjukkan bahwa sinyal, setelah mengalami hambatan, dapat merambat sesuai dengan tiga mekanisme: refleksi, difraksi, dan hamburan. Ketika suatu sinyal menemukan suatu penghalang yang sebagian transparan terhadap suatu panjang gelombang tertentu dan pada saat yang sama memiliki dimensi yang jauh lebih besar daripada panjang gelombang, bagian dari energi sinyal dipantulkan dari penghalang ini. Jika sinyal menemui hambatan yang tidak dapat ditembus (misalnya, pelat logam) dengan ukuran yang jauh lebih besar daripada panjang gelombang, maka difraksi terjadi - hambatan tersebut tampaknya diselimuti oleh sinyal, yang memungkinkannya untuk diterima bahkan tanpa berada di garis pandang. Dan akhirnya, ketika dihadapkan dengan hambatan yang dimensinya sebanding dengan panjang gelombang,sinyal tersebar, menyebar pada sudut yang berbeda.

Media ideal untuk propagasi gelombang elektromagnetik adalah ruang hampa, tetapi dalam kehidupan nyata sinyal sering ditransmisikan melalui atmosfer, yang merupakan media tidak stabil dan tidak homogen yang terdiri dari banyak lapisan dengan sifat konduktif yang berbeda. Sifat-sifat media transmisi nyata dalam kombinasi dengan karakteristik frekuensi dari sinyal yang ditransmisikan menentukan beberapa metode dasar propagasi gelombang elektromagnetik (Gbr. 21.4).

Terestrial atau permukaan , gelombangmenyebar di sepanjang permukaan bumi. Mengikuti medan yang lebih atau kurang, mereka dapat melakukan perjalanan jarak jauh, hingga beberapa ratus kilometer, jauh di luar garis cakrawala yang terlihat. Metode perambatan gelombang ini merupakan karakteristik radiasi elektromagnetik frekuensi rendah - hingga 2 MHz.

Gelombang elektromagnetik frekuensi ini tersebar di atmosfer sedemikian rupa sehingga mereka tidak menembus atmosfer atas. Contoh gelombang bumi yang paling terkenal adalah sinyal radio AM dari rentang panjang gelombang yang panjang. Alasan utama gelombang mengikuti permukaan bumi adalah difraksi. Dalam hal ini, hambatan yang tidak bisa ditembus dengan ukuran yang jauh lebih besar daripada panjang gelombang adalah tonjolan bumi. Kemampuan gelombang untuk mengelilingi suatu rintangan tergantung pada rasio panjang gelombang dengan ukuran hambatan; semakin kecil rasio ini, semakin lemah difraksi. Oleh karena itu jelas bahwa untuk sinyal elektromagnetik frekuensi tinggi, efek difraksi dapat diabaikan.

Gelombang ionosfer (spasial)karakteristik untuk sinyal frekuensi menengah dan tinggi dari 2 hingga 30 MHz. Sinyal yang dipancarkan oleh antena berbasis darat dipantulkan oleh ionosfer (atmosfer atas yang kurang terionisasi) ke tanah, dan karenanya dapat merambat jauh melampaui cakrawala yang terlihat, ke jarak yang bahkan lebih besar dari gelombang permukaan. Dengan daya pemancar yang memadai, gelombang radio dari rentang ini karena beberapa refleksi dari ionosfer bahkan dapat mengelilingi dunia. Gelombang ionosfer banyak digunakan dalam penyiaran dan terutama penyiaran internasional - misalnya, oleh perusahaan seperti BBC Radio World Service.

Gelombang langsung , atau garis visibilitas langsung , seperti namanya, merambat hanya dalam garis lurus, dari pemancar ke penerima. Pada saat yang sama, yang terakhir dapat ditemukan baik di bumi maupun di luar angkasa. Jenis propagasi gelombang ini adalah karakteristik dari sinyal elektromagnetik dengan frekuensi di atas 30 MHz - mereka tidak dapat tercermin oleh ionosfer atau menyelubungi cembungnya Bumi. Pada frekuensi di atas 4 GHz, mereka dalam masalah: mereka mulai diserap oleh air, yang berarti bahwa tidak hanya hujan, tetapi juga kabut dapat menyebabkan penurunan tajam dalam kualitas transmisi sistem microwave. Inframerah dan cahaya tampak hanya dapat ditransmisikan sepanjang garis pandang, karena mereka tidak melewati dinding.

Gelombang troposferdapat dihasilkan oleh radiasi frekuensi sangat tinggi dan sangat tinggi (30 MHz - 3 GHz). Seperti disebutkan di atas, sinyal elektromagnetik dari rentang ini tidak dapat dipantulkan oleh ionosfer. Namun, mereka dapat berkembang biak dengan pembiasan dan hamburan pada ketidakhomogenan troposfer - lapisan atmosfer yang paling dekat dengan bumi. Inhomogeneities troposfer adalah area ruang di mana udara pada beberapa titik waktu memiliki suhu, tekanan, dan kelembaban yang berbeda dari nilai rata-rata untuk lingkungan. Gelombang troposfer memungkinkan untuk mengirimkan sinyal, meskipun sangat lemah, dalam jarak hingga 1000 km.

Semakin tinggi frekuensi operator, semakin tinggi pula kecepatan transfer informasi. Kebutuhan untuk transmisi informasi berkecepatan tinggi sedang berlaku, oleh karena itu, semua sistem modern dari transmisi informasi nirkabel beroperasi dalam rentang frekuensi tinggi, mulai dari 800 MHz, terlepas dari keunggulan yang menjanjikan rentang frekuensi rendah karena penyebaran sinyal di sepanjang permukaan bumi atau pantulan dari ionosfer.

Distorsi Anti-Sinyal di Jalur Nirkabel

Penolakan kabel dan mobilitas menyebabkan tingginya tingkat gangguan dalam jalur komunikasi nirkabel. Jika bit error rate (BER) dalam jalur komunikasi kabel sama, gambar

maka di jalur komunikasi nirkabel mencapai nilai. gambar

Dalam kondisi perkotaan, dalam rentang frekuensi sinyal yang berguna, biasanya ada sejumlah besar gangguan, misalnya, dari sistem pengapian mobil, dari berbagai peralatan rumah tangga.

Sebagai hasil dari difraksi, refleksi dan hamburan gelombang elektromagnetik, yang mana-mana dalam komunikasi nirkabel di kota, penerima dapat menerima beberapa replika dari sinyal yang sama yang telah diteruskan ke penerima dengan cara yang berbeda. Efek ini disebut propagasi sinyal multipath. Pada setiap refleksi, sinyal dapat mengubah fase, amplitudo, dan sudut kedatangan pada penerima. Hasil propagasi multipath dari sinyal sering negatif, karena sinyal dapat datang dalam antiphase dan menekan sinyal utama.

Karena waktu propagasi sinyal di sepanjang jalur yang berbeda pada umumnya berbeda, interferensi simbol juga dapat diamati - situasi di mana, sebagai akibat dari penundaan, sinyal yang mengkodekan bit data yang berdekatan mencapai penerima selama interval waktu yang diberikan untuk menerima satu simbol. Sinyal yang diperoleh sebagai hasil dari superposisi dari sinyal yang berdekatan, penerima dapat memecahkan kode yang salah.

Distorsi akibat propagasi multipath menyebabkan melemahnya sinyal - efek ini disebut multipath fading (fading). Diketahui bahwa ketika gelombang elektromagnetik merambat di ruang bebas (tanpa pantulan), redaman daya sinyal sebanding dengan produk kuadrat jarak dari sumber sinyal dengan kuadrat frekuensi sinyal. Di kota-kota, multipath fading mengarah pada fakta bahwa pelemahan sinyal menjadi proporsional bukan ke kuadrat jarak, tetapi ke kubusnya atau bahkan ke tingkat keempat!

Masalah tingkat interferensi yang tinggi pada saluran nirkabel diselesaikan dengan berbagai cara. Peran penting dimainkan oleh teknologi sinyal broadband yang dibahas di bawah ini. Teknologi ini didasarkan pada distribusi energi sinyal dalam rentang frekuensi yang luas, sehingga interferensi pita sempit tidak secara signifikan mempengaruhi sinyal secara keseluruhan. Untuk mengenali sinyal yang terdistorsi karena propagasinya multipath, berbagai metode pemrosesan digunakan untuk mengkompensasi gangguan intersymbol. Salah satunya adalah sinyal equalizing adaptif (adaptive equalizing, Gbr. 21.5).

Idenya adalah untuk menjumlahkan sinyal yang diukur pada interval waktu yang sama Δt selama satu siklus clock simbol kode. Sebelum dijumlahkan, nilai sinyal dikalikan dengan koefisien bobotnya Ci. Nilai sinyal yang diterima setelah dijumlahkan dan disebut sinyal selaras dianggap sebagai nilai bit dari kode yang ditransmisikan dalam siklus clock ini.

Pemilihan berat dilakukan secara adaptif menggunakan kode biner yang sudah dikenal sebelumnya yang disebut urutan pelatihan. Pemancar menyisipkan urutan ini setelah setiap blok data pengguna dengan panjang tertentu. Penerima menerapkan algoritma pelurusan yang sama untuk urutan pelatihan seperti data pengguna, membandingkan nilai urutan bit yang diterima dengan urutan pelatihan yang diharapkan; jika mereka berbeda, maka nilai-nilai baru dari koefisien bobot dihitung.

Penggunaan kode FEC yang mengoreksi diri juga memainkan peran besar. Komunikasi radio selalu menjadi pelopor teknik ini - frekuensi kemunculan kesalahan bit jauh lebih tinggi di sini daripada di transmisi data kabel. Teknik lain adalah penggunaan protokol dengan pembentukan koneksi dan transmisi ulang frame pada lapisan data link dari tumpukan protokol. Protokol-protokol ini memungkinkan untuk koreksi kesalahan yang lebih cepat, karena mereka bekerja dengan nilai batas waktu yang lebih rendah daripada protokol korektif tingkat transportasi seperti TCP. Akhirnya, mereka mencoba menempatkan pemancar sinyal (dan penerima, jika mungkin) di menara tinggi (tiang) untuk menghindari beberapa refleksi.

Perizinan

Masalah pemisahan spektrum elektromagnetik antara konsumen membutuhkan regulasi terpusat. Setiap negara memiliki badan negara khusus, yang (sesuai dengan rekomendasi ITU) mengeluarkan lisensi kepada operator telekomunikasi untuk menggunakan bagian tertentu dari spektrum yang cukup untuk mengirimkan informasi menggunakan teknologi tertentu. Lisensi dikeluarkan untuk wilayah tertentu, di mana operator menggunakan rentang frekuensi yang ditetapkan secara eksklusif.

Ada juga tiga pita frekuensi, 900 MHz, 2,4 GHz dan 5 GHz, yang direkomendasikan oleh ITU sebagai pita untuk penggunaan internasional tanpa lisensi. Rentang ini dialokasikan untuk produk nirkabel industri umum, seperti perangkat kunci pintu mobil, perangkat ilmiah dan medis. Sesuai dengan tujuan rentang ini disebut rentang ISM (Industri, Ilmiah, Kedokteran - industri, sains, kedokteran). Band 900 MHz adalah yang paling "padat" karena teknologi frekuensi rendah selalu lebih murah. Saat ini, pita 2,4 GHz sedang dikuasai secara aktif, misalnya, dalam teknologi IEEE 802.11 dan Bluetooth. Jaringan 5G akan beroperasi dalam berbagai rentang frekuensi, termasuk dalam rentang frekuensi tinggi 26-29 GHz.Prasyarat untuk menggunakan rentang ini secara bersama adalah membatasi daya maksimum sinyal yang ditransmisikan menjadi 1 Watt. Kondisi ini mengurangi rentang perangkat sehingga sinyalnya tidak mengganggu pengguna lain yang mungkin menggunakan rentang frekuensi yang sama di area lain kota.

»Informasi lebih lanjut tentang buku ini dapat ditemukan di situs web penerbit
» Daftar Isi
» Kutipan

untuk Khabrozhiteley kupon diskon 25% - Olifer

Buku "Jaringan Komputer. Prinsip, Teknologi, Protokol: Edisi Peringatan »

Perubahan Edisi Keenam

Kutipan. Jalur komunikasi nirkabel. Berkisar dari spektrum elektromagnetik

Distorsi Anti-Sinyal di Jalur Nirkabel

Perizinan

More articles: