Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Администрирование радиочастотного спектра

Крейг Матиас

В настоящее время основной целью разработчиков беспроводных сетей любого типа является сведение к минимуму или вообще устранение различий в функционировании и характеристиках названных сетей и проводных систем. С этой точки зрения стоит подчеркнуть следующее: несмотря на то что беспроводная локальная вычислительная сеть (БЛВС) фактически является именно ЛВС и, следовательно, как таковая, должна (по крайней мере теоретически) быть в состоянии выполнять любые задачи, обычно решаемые с помощью ЛВС, очень часто этого не происходит, и камнем преткновения здесь выступает как раз беспроводная часть БЛВС. Главные причины этого кроются в изменчивости канала радиосвязи, являющегося природным феноменом, который обеспечивает передачу данных по эфиру во многом точно таким же образом, как это осуществляют провода.

Корень проблемы заключается в том, что эфир “ведет себя” не так, как провод. На практике такая фундаментальная характеристика радиоканала, как уже упоминавшаяся изменчивость, связанная прежде всего с затуханием радиоволн при их распространении в пространстве и с взаимодействием их с другими радиосигналами, а также физическими объектами всевозможной формы, иногда ставит в тупик, если вообще не выводит из себя даже опытных пользователей. По мере распространения БЛВС случайные помехи от других устройств, работающих на тех же частотах, становятся острой проблемой. И хотя, как говорится, законов физики никто не отменял, мы продолжаем на практике учиться тому, как достигать сформулированной выше вожделенной цели — стирания граней между проводными и беспроводными системами.

Полную версию данной статьи смотрите в 6-ом номере журнала за 2006 год.

Обследование места развертывания сети

Огромный опыт, накопленный в индустрии беспроводной связи за те десять с лишним лет, за которые БЛВС выделились в отдельную отрасль, трансформировался в ряд радикально новых подходов к реализации БЛВС и управлению ими. Эти подходы в данной статье и рассматриваются.

Обратимся к отправной точке, с которой начинается построение БЛВС, — к обследованию места (объекта) ее развертывания. Этот первый шаг дает людям, занимающимся созданием БЛВС, представление о радиопокрытии, обеспечиваемом каждой установленной точкой доступа (ТД). Его можно рассматривать в качестве базовой процедуры радиочастотного планирования, доступной большинству администраторов БЛВС.

Те, кто работает с БЛВС достаточно долго, наверняка потратили на обследования мест их развертывания немало времени. Для тех, кто еще не имел удовольствия заниматься этим, ниже приводится краткое описание данного процесса. Обычно ТД размещается и запитывается (но не подключается к магистрали сети) в некотором первоначальном месте объекта, которое в большинстве случаев определяется методом “тыка”. Далее специалист, которому поручено провести обследование места развертывания сети, запускает на переносном компьютере соответствующую программу, поставляемую фирмой —поставщиком оборудования БЛВС, и начинает ходить по объекту, фиксируя относительный уровень (принимаемого от ТД) сигнала в разных его точках. Таким образом можно найти нужное местоположение каждой ТД сети.

Это трудоемкое и часто дорогостоящее занятие, но если бы дело было только в этом! Хуже всего то, что традиционная методика обследования места развертывания сети не позволяет проанализировать ни один из нижеперечисленных аспектов:

Наличие трафика других радиочастотных систем или радиопомех. Обследование места развертывания БЛВС обеспечивает анализ только сигналов БЛВС. Дело в том, что оборудование БЛВС не может обрабатывать сигналы других устройств (не имеющих отношения к БЛВС), а значит, эти сигналы являются для него всего лишь помехами. Поскольку помехи, как правило, нестанционарные и в большинстве случаев проявляют себя в виде снижения пропускной способности сети, обследование места ее развертывания обычно не выявляет наличия помех вообще, даже тогда, когда они являются довольно сильными.

Изменчивость радиоканала. Функционирование радиоканала сильно изменяется в зависимости от времени, местонахождения и перемещения пользователя. Поэтому обследование места развертывания БЛВС может давать превосходные результаты, но совсем не обязательно, что эти результаты подтвердятся во время реальной эксплуатации сети.

Пропускная способность и емкость. Пожалуй, наиболее важным является тот факт, что обследование места развертывания БЛВС не позволяет оценить ее пропускную способность и емкость. В то же время требования к производительности БЛВС будут меняться в связи с увеличением общего числа ее пользователей и ростом нагрузки со стороны каждого из них, равно как и в связи с непостоянством и неравномерностью распределения пользователей по зонам действия ТД БЛВС. Одной лишь информации о радиопокрытии сети обычно недостаточно для оптимизации ее работы. Больше всего приходится опасаться нехватки емкости БЛВС, так как благодаря снижению цен оборудование для этих сетей становится доступнее. Увы, поскольку во время обследования места развертывания БЛВС через ТД не проходит реальный трафик, можно проанализировать только уровень сигнала, но не фактические его (трафика) объемы.

Инфраструктурные изменения. За время жизненного цикла любой БЛВС реконструкция здания (и даже перемещение или установка металлических конструкций или мебели), в котором она развернута, появление потребности в дополнительных ТД, выявление ранее не обнаруженных источников помех и другие факторы могут потребовать модернизации ее инфраструктуры. При этом есть вероятность того, что повторное обследование места развертывания БЛВС приведет к заключению о необходимости проведения радикальных инфраструктурных изменений. В действительности же оказывается — достаточно лишь перераспределить каналы, оптимизировать излучаемую мощность и переконфигурировать соединения транспортной сети (и, возможно, добавить несколько новых ТД).

Вдобавок к тому, что обследование места развертывания БЛВС не охватывает все вышеперечисленное, оно может быть дорогостоящим мероприятием, поскольку к этой работе необходимо привлекать высококвалифицированных специалистов. В достаточной степени полное обследование может стоить столько же, сколько и устанавливаемые ТД, если не больше.

Вышеперечисленные факты некоторое время назад привели меня к заключению, что обследование места развертывания БЛВС не имеет большого значения, особенно если оно проводится до установки базового оборудования. Вообще это обследование имело смысл, когда ТД стоили порядка 2 тыс. долл. и были сравнимы по размерам и массе с персональными компьютерами. В настоящее время, поскольку стоимость оборудования для БЛВС упала, требования к пропускной способности БЛВС выросли, а применение этих сетей стало обычным техническим решением, в большинстве случаев на обследование мест их развертывания не стоит тратить время и деньги.

В некоторых случаях может оказаться нужным вместо обследования места развертывания БЛВС провести сканирование радиочастотного спектра. Речь идет о ситуациях, при которых есть основания подозревать наличие проблем, связанных с использованием радиочастот и проблемы эти таковы, что не поддаются решению иными способами. В таких случаях применяется устройство, называемое анализатором спектра, оно дает возможность проконтролировать уровни радиосигналов в конкретном радиочастотном диапазоне. Этот прибор может оказаться очень полезным для обнаружения нежелательных радиочастотных излучений всех типов. Однако следует иметь в виду, что анализаторы спектра рассчитаны на применение инженерами, и поэтому не многие компании — конечные пользователи БЛВС имеют данные приборы в своем арсенале контрольно-измерительной техники. А теперь хорошая новость: необходимость в них появляется довольно редко — и это несмотря на то, что все расширяющееся применение нелицензируемых радиосистем ставит задачу администрирования радиочастотного спектра (RF Spectrum Management — RFSM) во главу угла.

О пользе RFSM

Спектр радиочастот, используемый оборудованием БЛВС и схожими устройствами, не требует лицензирования. Это означает, что любой продукт, соответствующий спецификациям регулирующего органа на устройства, работающие в одном из нелицензируемых диапазонов, без всяких ограничений может применяться любым лицом или любой организацией. Во многих странах зарезервированы определенные участки спектра радиочастот для нелицензируемой работы обычно маломощных устройств, таких, как бесшнуровые телефоны и средства БЛВС.

Здесь-то и возникает проблема: пользователям таких устройств приходится мириться с любыми помехами в том частотном диапазоне, в котором они работают. В отличие от пользователей лицензированного спектра у них нет возможности обращаться за содействием к регулирующему органу, даже если помехи крайне отрицательно влияют на функционирование их систем. Если присовокупить к этому “переменчивое” и часто “плохое поведение” радиоканала, то все связанное с RFSM начинает казаться (во всяком случае, на первый взгляд) нереалистичной, чисто теоретической концепцией.

Однако в действительности пользователи БЛВС, оснащенные современными БЛВС-продуктами, могут сделать ряд шагов в сторону кардинального улучшения работы своих сетей и, следовательно, в направлении повышения производительности труда. Применение этих продуктов является существенным продвижением вперед по сравнению с методологией обследования места развертывания сети. Точно так же, как сетевое управление помогает совершенствовать функционирование сети на уровне 3, RFSM приносит реальную пользу на уровне 1. Технология RFSM обеспечивает существенное улучшение показателей работы БЛВС, делает ее более управляемой, повышает отдачу от инвестиций в нее и снижает совокупную стоимость владения ею.

Основные функции RFSM

В основе эффективного RFSM-администрирования заложены четыре ключевые функции: планирование, мониторинг, обслуживание и оптимизация сети. Ниже приводятся краткие описания каждой из них (подробные описания содержатся в техническом документе “Beyond the Site Survey: RF Spectrum Management for Wireless LANs” компании Farpoint Group (www.farpointgroup.com), на основании которого написана данная статья).

К планированию сети относятся также ее реализация и конфигурирование. Одним из существенных улучшений процесса планирования БЛВС по сравнению с традиционным обследованием места ее развертывания является применение систем автоматизированного (с использованием поэтажных планов) проектирования беспроводных сетей, помогающих документировать их. Такие системы обеспечивают виртуальное обследование места развертывания БЛВС, но, увы, у многих пользователей нет достаточных знаний в области взаимодействия радиоволн с конструкциями зданий, чтобы реализовывать адекватные компьютерные модели названных сетей.

Более реалистичным подходом к построению БЛВС является развертывание самоконфигурирующейся беспроводной инфраструктуры. На первый взгляд это может показаться чем-то очень сложным, но в продаже уже имеются сетевые продукты с такой функциональностью. Самоконфигурирующаяся инфраструктура постоянно осуществляет мониторинг эфира. Например, ТД может “прослушивать” работу всех радиосредств, находящихся в ее зоне радиопокрытия, и настраиваться для оптимальной работы в этой среде. Здесь важно, чтобы функция самокалибровки сопровождалась функцией регистрации этого процесса с целью его последующего анализа.

Подводя итог, хотелось бы сказать, что технология, необходимая для автоматизации большей части работы по планированию БЛВС, которое в противном случае выполнялось бы методом проб и ошибок с использованием результатов обследования места ее развертывания, в настоящее время уже существует. Что же касается неизбежных операций первоначального конфигурирования, калибровки и перекалибровки сети, то они не являются трудоемкими и не требуют больших временных затрат. Автоматизированные средства планирования и оптимизации работы БЛВС не только помогают строить их, но и способствуют повышению надежности их работы и снижению эксплуатационных затрат.

Мониторинг. Речь идет о концепции удаленного контроля, которая в проводных сетях используется уже довольно давно. При этом некая центральная станция получает (и накапливает) статистические данные от других элементов сети. Удаленный мониторинг стал критически важной функцией для эксплуатации любой ЛВС, и беспроводные локальные сети в этом отношении исключением не являются. В случае применения БЛВС накапливаемая статистика может содержать информацию об источниках помех, о коллизиях, числе повторных попыток передачи данных и об эффективной скорости передачи их по радиоканалу. Значения этих параметров изменяются в зависимости от нагрузки на БЛВС, дальности связи, а также от инфраструктурных решений, реализованных при ее развертывании.

Периодический анализ полученной в результате мониторинга информации, которая обычно представляется в форме статистического отчета, может оказаться хорошим подспорьем сетевым администраторам как при решении текущих проблем в работе БЛВС, так и при наращивании инфраструктуры последней.

Под обслуживанием здесь понимается устранение обнаруженных в процессе мониторинга сети проблем в ее работе. Несмотря на то что RFSM-администрирование обеспечивает высокую степень самовосстанавливаемости системы, все же важно получать информацию об атаках хакеров, случайно или преднамеренно созданных источниках помех, нелегальных ТД, а также о выходе пользователей из зоны радиопокрытия БЛВС, соканальных помехах и других факторах, оказывающих негативное воздействие на работу пользователей БЛВС. Многие из этих факторов преодолеваются динамически, но, когда это невозможно — например, при выходе пользователей за пределы зоны радиопокрытия, — по крайней мере, должно быть организовано оповещение сетевых администраторов о такого рода событиях, что позволит им грамотно принимать решения о развертывании новых ТД с целью выхода из создавшегося положения.

Оптимизация — это функциональность, обеспечивающая эффективную работу БЛВС. Примером оптимизирующей функции является калибровка, т. е. распределение частотных каналов и задание уровней излучаемой мощности для ТД с целью достижения оптимальных радиопокрытия и емкости сети. Заметим, что процесс калибровки должен быть динамическим, чтобы можно было учесть изменения в радиоэфире, а также появление новых ТД и источников помех.

В качестве еще двух примеров оптимизирующих функций могут быть названы выравнивание нагрузки и распределение полосы пропускания. Реализация функции выравнивания нагрузки стала реакцией на такое явление в работе БЛВС, как чрезмерная концентрация пользователей или их трафика (bunching). Речь идет об ассоциации большого числа пользователей с одной точкой доступа или о создании интенсивного трафика небольшой группой пользователей. В обоих случаях ТД, скорее всего, будет перегружена, что проявится падением ее производительности. Быстрым решением данной проблемы является переброска части трафика на другие ТД, функционирующие на других радиоканалах. Если чрезмерная концентрация возникает часто, установите дополнительные точки доступа, используя средства и методы RFSM.

Вне зависимости от числа пользователей часто бывает желательно обеспечить определенным их категориям более высокую скорость передачи данных. Приоритизация пользовательского трафика и установление жестких ограничений на скорость передачи данных для конкретных пользователей осуществляются с помощью механизмов распределения полосы пропускания сети. Приоритизация трафика используется и для сведения к минимуму задержки передачи пакетов, это требуется при оказании услуг передачи голоса или видеоинформации. Изменчивость условий радиосвязи влияет на способность сети должным образом предоставлять данные услуги, поэтому очень важно, чтобы RFSM было частью любой стратегии и системы распределения сетевой полосы пропускания.

В целом RFSM можно рассматривать как процесс, в котором планирование БЛВС предшествует ее развертыванию, мониторинг нужен для сбора информации, а обслуживание — для решения возникающих проблем, ну, а оптимизация позволяет получить максимальную отдачу от финансовых вложений в БЛВС.

Появление концепции и средств RFSM оказывает значительное влияние на работу пользователей (в БЛВС) и на развитие всей отрасли БЛВС. Признание RFSM как способа упрощения использования БЛВС, эффективного решения проблем в ее работе и сокращения совокупной стоимости владения ею способствует повсеместному распространению БЛВС..





  
6 '2006
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Картинки с выставки и FMC

• Противостояние угрозам безопасности

инфраструктура

• Сжатие сохраняемой информации набирает обороты

• Высокоскоростные сети хранения данных

• Администрирование радиочастотного спектра

информационные системы

• Тестируем пакеты бизнес-аналитики

• Как нам обустроить call-центр

• Контроль качества обслуживания клиентов в call-центрах

• Тестируем ПО виртуальных машин

сети связи

• Skype, Triple Play и футбол

• Реализация каналов GSM/GPRS в беспроводных системах сбора и передачи информации

защита данных

• Аттестация сетевых узлов

• Как выявить узлы-«нелегалы»

кабельные системы

• Трагедия как стимулятор инноваций в области противопожарных преград

• Близится принятие стандарта 10Gbase-T

новые продукты

• Монтажное оборудование EuroLAN Rack; Powerware 9355 — теперь и на 40 кВА; DECT-система для сетей IP-телефонии; Решения компании Planet для IP-телефонии; Менеджер трафика для SMB


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх