CC BY
49
АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЕСПРОВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПОСТРОЕНИИ МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ
«и»
ОФИСНЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ
Предметом исследования в данной статье являются варианты построения локальной мультисервис-ной офисной сети связи с доступом компьютеров в Интернет и SIP-телефонией. Целью анализа вариантов построения локальной мультисервисной офисной сети является выработка рекомендаций по использованию беспроводных и проводных технологий для доступа в Интернет. Производится оценка вариантов построения офисных сетей по пропускной способности, масштабируемости, экономичности и экологичности сети. Первый вариант построения локальной мультисервисной офисной сети
- с использованием кабеля UTP пятой категории. Второй вариант построения локальной мультисервисной офисной сети - с частичным использованием беспроводных технологий (кабеля UTP пятой категории и технологии Wi-Fi протокола 802.1 In). Третий вариант построения локальной мультисервисной офисной сети - полностью беспроводная сеть с использованием технологий Wi-Fi и DECT (для SIP-телефонов). Для одного рабочего места в офисной сети выделяется необходимая пропускная способность равная 2 Мбит/с, что достаточно в основном для просмотра потокового видео, передачи данных, почты и голоса. В статье принято, что десять процентов трафика при пакетной передаче идет на передачу служебной информации. При подключении с использованием двух пар для первого варианта построения офисной сети достигается скорость передачи информации по локальной мультисервисной сети равная 100 Мбит/с. Используемая для второго варианта построения сети технология Wi-Fi по протоколу 802.1 In позволяет достичь пропускной способности до 300 Мбит/с. Использование последней версии технологии Wi-Fi Alliance (протокол WiGig) дает возможность передавать данные по радиоканалу со скоростью до 7 Гбит/сек. При построении кабельной сети необходимо учитывать максимально допустимую длину кабеля UTP пятой категории без использования модемов, которая равна 100 м. При построении полностью беспроводной сети считается, что покрытие одного маршрутизатора WiGig по технологии Wi-Fi имеет радиус около 10 м. Применение медных кабелей для первого варианта построения локальных мультисервисных офисных сетей не влияет на здоровье обслуживающего персонала и условия труда в отличие от беспроводных технологий. Полностью беспроводные сети являются серьезной альтернативой кабельным сетям и в плане простоты организации сети, и в плане сопоставимости пропускных способностей. Технических возможностей и беспроводного, и кабельного вариантов построения сети достаточно как правило для организации с большим запасом локальных офисных сетей любых размеров. Единственное ограничение
- возможности пограничного со внешними сетями связи оборудования.
Информация об авторах:
Данилов Алексей Николаевич, доцент кафедры Сети связи и системы коммутации, доцент, к.т.н., МТУСИ, Москва, Россия Максимов Сергей Петрович, старший преподаватель кафедры Сети связи и системы коммутации, МТУСИ, Москва, Россия Куприянов Дмитрий Олегович, аспирант кафедры Сети связи и системы коммутации, МТУСИ, Москва, Россия
Для цитирования:
Данилов АН., Максимов С.П., Куприянов Д.О. Анализ вариантов использования беспроводных технологий при построении мультисервисных офисных сетей связи // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2017. Том 11. №11. С. 26-29.
For citation:
Danilov A.N., Maximov S.P., Kupriyanov D.O. (2017). Analysis of approaches in using wireless technologies for building multi service office telecommunication networks. T-Comm, vol. 11, no.11, рр. 26-29. (in Russian)
Данилов Алексей Николаевич,
МТУСИ, Москва, Россия, [email protected]
Максимов Сергей Петрович,
МТУСИ, Москва, Россия, [email protected]
Куприянов Дмитрий Олегович,
МТУСИ, Москва, Россия, [email protected]
Ключевые слова: доступ в Интернет, SIP, ЛВС, построение сетей, доступ, UTP, 802.11.
T-Comm ^м II. #11-20 17
СВЯЗЬ
Предметом исследования в данной статье являются варианты построения локальной мультисервисной офисной сети связи с доступом компьютеров в Интернет и SIP-телефонией (от одного провайдера) с использованием беспроводных технологий на отдельных участках сети.
Целью анализа вариантов построения локальной мультисервисной офисной сети является выработка рекомендаций по использованию беспроводных и проводных технологий для доступа в Интернет.
Будем рассматривать следующие варианты построения мультисервисной офисной сети связи:
1. Абоненты SIP-телефонии подключаются к коммутатору провайдера
через IP-АТС. Офисные компьютеры объединены в локальную вычислительную сеть посредством концентратора по топологии «пассивная звезда» с выходом на коммутатор провайдера через клиентский маршрутизатор. Для соединения элементов сети между собой используется кабель UTP 5-й категории (UTP cat 5е) (см. рис. 1).
Рис. 1. Схема сети с использованием кабеля UTP Cat 5е
2. Абоненты SIP-телефонии подключаются с помощью кабелей UTP cat 5е к коммутатору провайдера через точку доступа и маршрутизатор. Офисные компьютеры соединяются с точкой доступа по технологии Wi-Fi (стандарты 802.1 In), а далее - через маршрутизатор к коммутатору про-
3. SiP-телефония организована с помощью виртуальной АТС провайдера, на которой регистрируются SIP-терминалы под N разными аккаунтами. Наряду с этим, можно при использовании сервера автоконфигурации (autoprovisioning) получать настройки автоматически сразу после подключения телефона к сети и получения им IP-адреса. На клиентской стороне установлен маршрутизатор WiGig, с которым соединяются офисные компьютеры по технологии Wi-Fi и SlP-телефоны по технологии DECT (см. рис. 3) [1,3].
Рис. 3. Схема полностью беспроводной сети
Варианты построения локальной мультисервисной офисной сети связи будем оценивать по следующим показателям:
1. 1 ¡ропускная способность.
2. Масштабируемость сети.
3. Экономичность.
4. Экологичность.
1. Пропускная способность.
Примем необходимую пропускную способность одного рабочего места
равной 2 Мбит/с, что достаточно для просмотра потокового видео, передачи данных, почты и голоса [4]. С учетом того, что 10 процентов трафика при пакетной передаче идет на передачу служебной информации, можно оценить расчетное количество пользователей
N = 0,9 С/Сп, (1)
где Сп - требуемая пропускная способность одного рабочего места; N - максимальное количество пользователей, подключенных с требуемой пропускной способностью; С - максимальная пропускная способность, обеспечиваемая технологией.
При стандартном подключении (с использованием двух пар) для первого варианта построения офисной сети достигается скорость локальной сети С = 100 Мбит/с. Тогда расчетное количество пользователей оценивается по формуле (1)
N = 0,9 * 100/2 = 45.
СВЯЗЬ
Для второго варианта построения офисной сети технология Wi-Ki {протокол 802.1 In) позволяет добиться пропускной способности до 300 Мбит/с. В результате расчетное количество пользователей N = 0,9 300/2 = 135.
При третьем варианте построения офисной сети последняя версия технологии Wi-Fi Alliance (протокол WiGig) позволяет передавать данные по радиоканалу со скоростью до 7 Гбит/сек. В итоге расчетное количество пользователей N = 0,9 '7000/2 = 3150.
2. Масштабируемость сети.
Максимально допустимая длина кабеля UTP Cat 5е без использования модемов — 100 М. Для расширения офисной сети, построенной по 1-му варианту необходимо прокладывать дополнительные линии до удаленных хост-компьютеров. Количество портов коммутатора ограничено, поэтому при Nrpcs > N возникает потребность в коммутаторе с большим числом портов.
При использовании 2-го варианта к офисной сети можно подключать любые устройства, в том числе и портативные (смартфоны, планшеты, ноутбуки). Реальное количество подключенных устройств значительно меньше расчетного и ограничено возможностями процессора маршрутизатора Wi-Fi.
Реальная дальность использования терминалов для 3-го варианта построения офисной сети достаточно ограничена. Покрытие одного маршрутизатора WiGig имеет радиус около 10 м и следовательно для построения большой сети потребуется очень много ретрансляторов.
3. Экономичность.
В настоящее для проектирования небольших локальных офисных сетей
(5-10 рабочих мест) выгоднее всего использовать 2-й вариант построения сети, так как отсутствуют затраты на прокладку кабелей, а к голосовому шлюзу подключаются аналоговые телефоны, цепа которых значительно ниже.
При проектировании больших локальных офисных сетей предпочтительнее использовать комбинацию 1-го и 2-го вариантов, при которой по схеме «звезда» кабелями будут соединяться дополнительные точки доступа для увеличения зоны покрытия.
Вариант 3 построения локальных офисных сетей в настоящее время нерентабельно для организации сети в больших офисах, но предоставляет широкие возможности при подключении физических лиц или маленьких офисов.
4. Экологичность.
Использование медных кабелей для 1-го варианта построения локальных офисных сетей не влияет на здоровье обслуживающего персонала и условия труда.
При 2-м варианте построения локальных офисных сетей мощность передатчика сопоставима с мощностью мобильного телефона и не оказывает серьезного вреда здоровью.
Для 3-го варианта использование мощности 10 мВт на 1 МГц на порядок меньше, чем в технологии Wi-Fi.
Выводы и рекомендации.
Полностью беспроводные сети предоставляют серьезную альтернативу кабельным сетям не только в плане простоты организации сети, но и сопоставимыми пропускными способностями. Технических возможностей обоих вариантов построения сети достаточно для организации с большим запасом локальных офисных сетей любых размеров. Единственным ограничением являются возможности пограничного со внешними сетями связи оборудования.
1. Рекомендация МСЭ-R М. 1450-5.1TU-R, 2014.-78 с,
2. 802.1 lac; The Fifth Generation of Wi-Fi Technical White Paper, Cisco, March 2014. - 95 p.
3. Sai Shankar N, Debashis Dash, Hassan El Madi, Guru Gopalakrishnan. WiGig and IEEE 802.1 lad For Multi-Gigabyte-Per-Second WPAN and WLAN, 2014. 123 p,
4. http ://minsvyaz.m/ru/#direction 169. hup://www. wi-fi.org/ discover-wi-fi.
Литература
COMMUNICATIONS
ANALYSIS OF APPROACHES IN USING WIRELESS TECHNOLOGIES FOR BUILDING MULTI SERVICE OFFICE TELECOMMUNICATION NETWORKS
Alexey N. Danilov, Moscow technical University of communications and Informatics, Moscow, Russia, [email protected] Sergey P. Maximov, Moscow technical University of communications and Informatics, senior lecturer, Moscow, Russia, [email protected] Dmitry O. Kupriyanov, Moscow technical University of communications and Informatics, graduate student, Moscow, Russia, [email protected]
Abstract
The subject of research in this article is the set of different approaches in building of multi service office local area networks with Internet access and SIP-telephony for each workplace. The main purpose of these approaches analysis is to give the recommendations for using wired and wireless technologies for providing Internet access and telephony for office staff. The evaluation of approaches based on the criterias of bandwidth, scalability, economic and ecological parameters of each scheme of office LAN was made. The first approach in building of office LAN is based on using UTP Cat 5e for connecting workstations and SIP-phones with the routing equipment. The second approach is with partial substitution of wired connections with the wireless ones (Wi-Fi protocol 802.11n is used for this purpose). The third approach is completely wireless access network with using of Wi-Fi and DECT(for SIP-phones). One workplace is considered to use 2 Mbps of bandwidth that is enough for watching of real-time video, data transfer, email using and voice services. The article also takes into account that up to ten percent of traffic in packet networks could be used for transferring of service information. For connection approach based on using UTP maximum bandwidth over the LAN is considered to be 100 Mbps. 802.11n participating in second approach allows to reach the bandwidth of 300 Mbps. Using of 802.11ad (WiGig) in the third approach allows to increase transfer speed to 7 Gbps. When building wired network based on UTP 100 meters as the maximum length of a single connection without using of modems should be taken into account. For third approach the fact that the access point range is limited to approximately 10 meters should be also included during the calculations of network nodes. Using of copper cables for the first approach doesn't affect health of employers different from the wireless technologies. Completely wireless networks could be considered as an alternative for cable networks in ease of network organization and in the scale of bandwidths. The technical capabilities of both wired and wireless approach are enough for building of office local area networks of any scale with a significant reserve. The main limitation for building of any of these three approaches is the technical capabilities of equipment used for access to external networks.
Keywords: subscriber, networking, router, LAN, switch, port. References
1. Recommendation ITU-R M.1450-5. ITU-R (2014). 78 p.
2. 802.11ac: The Fifth Generation of Wi-Fi Technical White Paper, Cisco, March 2014. 95 р.
3. Sai Shankar N, Debashis Dash, Hassan El Madi, Guru Gopalakrishnan. (2014). WiGig and IEEE 802.11ad For Multi-Gigabyte-Per-Second WPAN and WLAN. 123 р.
4. http://minsvyaz.ru/ru/#direction169.
5. http://www.wi-fi.org/discover-wi-fi.
Information about authors:
Alexey N. Danilov, Moscow technical University of communications and Informatics, associate Professor, Moscow, Russia Sergey P. Maximov, Moscow technical University of communications and Informatics, senior lecturer, Moscow, Russia Dmitry O. Kupriyanov, Moscow technical University of communications and Informatics, graduate student, Moscow, Russia
T-Comm Vol. 11. #11-2017
