Однако необходимо иметь в виду, что режим AdHoc позволяет устанавливать соединение на скорости не более 11 Мбит/с, независимо от используемого оборудования. Реальная скорость обмена данными будет ниже и составит не более 11/N Мбит/с, где N– число устройств в сети.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.

Федеральное агентство связи

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
о
бразования

©Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатикиª

(
СибГУТИ)








Кафедра

РТС

Допустить к защите



Зав.каф. _____________
Воробьева С.В.





ВЫПУСКНАЯ
КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
БАКАЛАВРА

Исследование ре
альной пропускной способности и

задержки
беспроводной локальной сети



Пояснительная записка



Студент


/Ивойлов М.С./




Факультет

МРМ

Группа

РТ
-
34



Руководитель




/Калачиков А.А./





Консультант по БЖ __________


/
Самуйлло Ю.В.
/















Новосибирск 2017 г.


АННОТАЦИЯ


Выпускной квалификационной работы студента
Ивойлов М.С.

(Фамилия,И.О.)

по теме ©
Исследование реальной пропускной способности и задержки
беспроводной локальной сети



Объѐм работы
-

__
76
___

страниц, на которых размещены __
31
__рисунков и
__
11
___
таблиц. При написании работы использовалось
__
10
__
источников.


Ключевые слова:
Беспроводные локальные сети, пропускная способность,
задержа,
Jitter
, потеря пакетов, параметры беспроводной сети,
Iperf
,
Wireshark
,
IEEE

802.11
,
интерференция.


Ра
бота выполнена _______
ФГБОУ ВО СибГУТИ

кафедра РТС
_______________

(название предприятия, подразделения)





Основные результаты:

Была организована беспроводная локальная сеть на
основе инфраструктурного соединения
, измерены основные параметры
беспроводной сети


пропускная способность, задержка,
Jitter
, потеря пакетов.
Параметры

были проанализированы,
была рассмотрена их связь с
методом
организации

сети и количеством абонентов данной сети.





4


Graduation thesis abstract


of
Ivoylov M.S.

(Last name, name)


on the theme
A study of the real bandwidth and latency of a wireless local area



The paper consists of
__
76
___

pages, with _
31
___figures and
_
11
____
tables/charts/diagrams. While writing the thesis
_
10
___
referencesources
were used.


Keywords:
interference.


The thesis was written at

________
Siberian State Unive
rsity of
Telecommunications and

Informatics

at tribune RTS_________

(name of organization or department)





Results:
A wireless LAN based on the infrastructure connection was organized,
the
-

throughput, delay, Jitter,
considered.















5


Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

................................
................................
................................
................................
..............................

6

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ

................................
................................
.......................

7

1.1 Основные типы беспроводных сетей

................................
................................
................................
...............

7

1.2. Преимущества Wi
-
Fi

................................
................................
................................
................................
........

8

1.3. Недостатки Wi
-
Fi

................................
................................
................................
................................
..............

9

1.4. Организация беспроводных сетей

................................
................................
................................
.................

11

1.5. Режим Ad Hoc

................................
................................
................................
................................
.................

13

1.6. Инфраструктурный режим

................................
................................
................................
............................

14

1.7.
Режимы

WDS
и

WDS WITH AP

................................
................................
................................
....................

15

1.8. Режим повторителя

................................
................................
................................
................................
........

17

1.9. Стандарты беспроводных сетей

................................
................................
................................
....................

17

1.10. Основные параметры беспроводной локальной сети

................................
................................
................

22

1.11. Проблемы беспроводных сетей и пути и
х решения

................................
................................
..................

24

2. ПРОГРАММЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СЕТЕЙ
................................
................................
........

28

2.1. Программный комплекс
Iperf

................................
................................
................................
........................

28

2.2. Программа
-
анализатор сетевого трафика Wireshark

................................
................................
...................

32

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БЕСПРОВОДНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ

..................

38

3.1. Организация беспроводной сети

................................
................................
................................
...................

38

3.2. Измерение и анализ пропускной способности беспроводной локальной сети

................................
.........

42

3.3. Измерение и анализ задержки беспроводной локальной сети

................................
................................
...

46

3.4. Измерения ©дрожанияª и потери пакетов беспроводной локальной сети

................................
................

49

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

................................
................................
................................

53

4.1. Общая характеристика вредных факторов

................................
................................
................................
...

53

4.2. Организация рабочего места с персональным компьютером

................................
................................
.....

55

4.3. Освещение рабочих помещений и мест
................................
................................
................................
........

55

4.4. Уровень шума на рабочем месте

................................
................................
................................
...................

57

4.5. Микроклимат рабочего помещения

................................
................................
................................
..............

57

4.6. Оборудование и организация рабочих мест с персональным компьютером

................................
............

59

4.7. Режим труда и отдыха при работе с компьютером

................................
................................
.....................

61

4.8. Пожарная безопасность

................................
................................
................................
................................
.

64

4.9. Электробезопасность

................................
................................
................................
................................
.....

66

4.10. Электромагнитное излучение

................................
................................
................................
......................

68

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

................................
................................
................................
................................
.....................

71

ПРИЛОЖЕНИЕ А

................................
................................
................................
................................
.................

72

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

................................
................................
................................
................................
..................

73






6


ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время все более массово применяется технология
беспроводных сетей. Одно из главных преимуществ, конечно
же, это
отсутствие проводов. Беспроводную сеть можно развернуть где угодно, для
этого потребуется лишь точка доступа и приѐмники сигнала. За счет своей
мобильности и простоты в установке, которая не требует монтажных работ,
большинство современных компаний

используют именно беспроводную
сеть. Пользователи домашнего интернета также могут создать свою
персональную сеть, это позволяет дать доступ к интернету некоторому числу
людей, которые будут находиться в радиусе действия сети. Стоит отметить
также безопасн
ость, на расшифровку сигнала может уйти до двух недель.

Использование беспроводных сетей становится все более
распространенным, все больше проводных сетей заменяется беспроводными,
что приносит помимо очевидных преимуществ в виде мобильности и
свободы от п
роводов, но также добавляет проблем. Непостоянность сигнала,
интерференция, а также расхождение реальных показателей
производительности сети от заявленных, и это только часть проблем
связанных с беспроводными сетям
и
.

Поэтому в настоящее время крайне важно
иметь инструменты и умение
пользоваться ими для поиска причин падения производительности или
минимальных показателей ос
новных параметров сети. И знать,
как их
устранить или минимизировать.

В ходе данной работы будет проведено исследование беспроводной
лока
льной сети, в которое входит:



Изучение общей теоретических сведений о беспроводных сетях;



Организация беспроводной локальной сети;



Измерение и анализ основных параметров сети.




7


1. ОБЩИЕ
СВЕДЕНИЯ

О БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ

1.1 Основные типы беспроводных сетей

Обычно беспроводные сетевы
е технологии разделяются на четыре
типа, различающиеся по масштабу действия их радиосистем
.

W
PAN

(
беспроводные
персональные сети)


короткодействующие,
радиусом до 10 м сети, которые свя
зывают
ПК

и другие устройства


КПК
,
мобильн
ые телефоны, принтеры и т. п. С помощью таких сетей реализуется
простая синхронизация данных, устраняются проблемы с обилием кабелей в
офисах, реализуется простой обмен информацией в небольших рабочих
группах. Наиболее

известный
стандарт для PAN


это Blue
tooth.

WLAN
(беспроводные локальные сети)


радиус действия до 100 м. С
их помощью реализуется беспроводной доступ к групповым ресурсам в
здании,
университетском кампусе и т. п.
Основной стандарт для WLAN


802.11.

WMAN

(
беспроводные сети масштаба города
)


б
еспроводные сети
масштаба города. Предоставляют

широкополосный доступ
к сети через
радиоканал.

Стандартом
WMAN

является стандарт 802.16.

WWAN

(беспров
одные сети широкого действия)


беспроводная связь,
которая обеспечивает мобильным пользователям
доступ к их к
орпоративным
сетям и Интернету. В данных сетя
х

св
язь осуществ
л
я
ется по средствам
GPRS
,
GSM
, 3
G
.

На современном этапе развития сетевых технологий, технология
беспроводных сетей

Wi
-
Fi

является наиболее удобной в условиях требующих
мобильность, п
ростоту установки и использования. Wi
-
Fi



стандарт
широкополосной беспроводной связи семейства 802.11

разработанный в
1997г. Как правило, технология Wi
-
Fi используется для организации
беспроводных локальных компьютерных сетей, а также создания так
называе
мых горячих точек высокоскоростного доступа в Интернет.

8


Сегодня на рынке присутствует широкий выбор разного оборудования

для организации беспроводных сетей или соединений
, поддерживающе
го
самые современные стандарты.
Обеспечиваемая скорость передачи данных

зависит от очень многих параметров: поддерживаемы
х стандартов связи,
совместимости оборудования,
количества антенни даже физическо
го
расположения в пространстве.

1.2.
Преимущества Wi
-
Fi

Одно из основных преимуществ сетей WLAN, как следует из их
названия, заключается в том, что они являются беспроводными. Это
позволяет ускорить процесс создания сети и отказаться от использования
кабелей, что, в свою очередь, положительно отражается на фина
нсовых
затратах. Кроме того, в отличие от сотовой связи, беспроводные сети Wi
-
Fi
используют нелицензируемый
и, соответственно, бесплатный диапазон
частот, а, следовательно, не требуют получения разрешения.

В настоящее время на рынке представлен широчайший сп
ектр
оборудования для сетей WLAN. За совместимостью продуктов различных
производителей следит Wi
-
Fi форум, занимающийся проведением
соответствующих испытаний. Это гарантирует, что клиентские устройства,
приобретенные в одной стране, будут без проблем работ
ать в сетях Wi
-
Fi,
развернутых на против
оположной стороне земного шара.

Стандарт IEEE 802.11 также предусматривает средства обеспечения
безопасности. Сетям, в частности, присваивается уникальное имя, возможна
фильтрация абонентов по
МАС
-
адресами шифрование
. При этом существуют
два стандарта шифрования


WEP и WPA
. Первый, несмотря на то, что
поддерживается всем сертифицированным оборудованием, имеет серьезные
уязвимости и поэтому не обеспечивает должной защиты беспроводных
каналов связи. Стандарт WPA считае
тся намного более надежным. При этом
сохраняется возможность одновременной работы в сети клиентов WPA и
WEP, а также использующих другие, проприетарныепротоколы защиты.
9


Часть старого оборудования можно модернизи
ровать под WPA путем
обновления ©прошивкиª да
нных устройств.

Немаловажным достоинством сетей WLAN является возможность
динамичной смены точек доступа. Современные устройства со встроенными
контроллерами Wi
-
Fi начинают поиск нового хот
-
спота при ухудшении связи
и автоматически переключаются на новую т
очку доступа. Это предоставляет
пользователю возможность перемещаться, не отрываясь от работы.

Так же к достоинствам данных сетей можно отнести мобильность
пользователей
. Абонент больше не привязан к одному месту и может

пользоваться
Интернетом в комфортно
й для него
обстановке.

В пределах Wi
-
Fi зоны в сеть Интернет могут выходить несколько
пользователей с компьютеров, ноутбуков, телефонов и т. д.

1.3.
Недостатки Wi
-
Fi

Одной из основных проблем, характерных дл
я сетей Wi
-
Fi, является
интерференция,
то есть,
пересечение зон приема от различных станций. По
причине того, что передача сигнала ведется на свободной частоте, качество
связи может значительно понижаться из
-
за помех от любительского
радиооборудования и бытовых приборов, например, микроволновых печей.
К
роме того, условия приема и передачи ухудшают стены, железобетонные
перекрытия, металлические перегородки и пр
очее
.
В диа
пазоне 2.4 ГГц
работает множество устройств, поддерживающиеBluetooth
и даже
микроволновые печи, что ухудшает электромагнитную совместимос
ть.

Несмотря на появление стандарта безопасности WPA, на многих
точках доступа применяется оборудование, совместимое исключительно с
WEP. Такие потенциально уязвимые хот
-
споты теоретически могут
представлять угрозу для пользователей, чья конфиденциальная и
нформация
может попасть в руки злоумышленников.

Нельзя не упомянуть проблему относительно высокого
энергопотребления. Она особенно актуальна для владельцев ноутбуков и
10


карманных компьютеров, поскольку при активном использовании
беспроводной связи существен
но сокращается время работы портативных
устройств от аккумуляторных батарей.

Наконец, к недостаткам WLAN можно отнести ограниченный радиус
действия, который не превышает 100 метров в зоне прямой видимости и 50
метров при передаче информации в зданиях.

Фо
рмально скорость соединения


то, что пишут на коробках


даже
превосходит скорость проводного соединения. Однако реальная скорость
работы в этом случае всегда будет гораздо ниже. Основные ограничения
беспроводных сетей Wi
-
Fi включают в себя:



З
аявленная пр
оизводителем точки доступа скорость подключения
делится между всеми клиентами, то есть при большом количестве клиентов
реальная скорость будет значительно ниже заявленной;



Высокая скорость достигается только при применении нескольких
антенн. Но даже если у

роутера их 8, то у мобильного устройства вряд ли
будет больше двух антенн, соответстве
нно, скорость будет ниже;



Скорость беспроводного соединения зависит от многих факторов:
помех, расстояния до точки доступа, количества стен и других преград
между точкой

доступа и клиентом и т.д. Для диапазона 5 ГГц влияние этих
факторов выше
;



Беспроводные сети при работе мешают друг другу. В местах, где
одновременно работает несколько сетей на одинаковом или близком канале
передачи, скорость обмена данными в каждой из ни
х будет падать.



В соответствии со стандартом IEEE 802.11, работа идет в
полудуплексном режиме


это значит, что передача данных может идти
только в одном направлении в конкретный момент времени, а при активном
обмене данными на вход и выход скорость можно
делить пополам.

Таким образом, заявленная и реальная скорость для беспроводных
сетей


две большие разницы, причем на них еще и может влиять множество
динамических факторов


которые сегодня есть, а завтра нет.

11


Если у мобильных ПК благодаря стараниям Intel
с поддержкой Wi
-
Fi
все хорошо, то в
стационарных
ПК адаптеров Wi
-
Fi практически никогда нет,
их нужно докупать отдельно
.
Но даже если докупать ада
птер отдельно, то
дешевые карты, как правило,
идут с дешевыми же антеннами, которые
работают очень плохо


чтобы получить х
отя бы такой же уровень сигнала,
как у стоящего рядом ноутбука, приходится докупать внешнюю антенну.
Оборудование для Wi
-
Fi как правило стоит заметно дороже, чем аналогичное
оборудование для проводной сети.

1.4.
Организация беспроводных сет
ей

В беспроводной локальной сети есть

два типа оборудования: клиент


обычно это компьютер, укомплектова
нный Wi
-
Fi адаптером
, н
о может быть
и иное устройство и
точка досту
па


устройство, выполняющее

роль моста
между беспроводной и проводной сетями. Точка
доступа содержит
приемопередатчик, интерфейс проводной сети, а также встроенный
микрокомпьютер и программное обеспечение для обработки данных.

Wi
-
Fi

а
даптер
представляет собой устройство, которое подключается
че
рез слот расширения
PCI, PCMC
I
A
,
CompactFlash.

Существуют также
адаптеры с

подключением через порт USB.

Адаптер
выполняет ту же
функцию, что и сетевая карта в проводной сети. Он служит для подключения
компьютера пользователя к беспроводной сети. Благодаря платформе
Centrino все современные ноутбуки им
еют встроенные адаптеры Wi
-
Fi,
совместимые со многими современными стандартами. Wi
-
Fi адапт
ерами, как
правило, снабжены и КПК
, что также позволяет подключать их к
беспроводным сетям.

12



Рисунок № 1


беспроводной адаптер.


Точка доступа
представляет собой ав
тономный модуль со встроенным
микрокомпьютером и приемно
-
передающим устройством.


Рисунок № 2


точка доступа.


Через точку доступа осуществляется взаимодей
ствие и обмен
информацией между Wi
-
Fi
адаптерами, а также связь с проводным сегментом
сети. Таким
образом, точка доступа играет роль коммутатора.

Точка
доступа имеет сетевой интерфейс



UplinkPort
, при помощи
которого она может быть подключена к обычной проводной сети. Через этот
же интерфейс может осуществляться и настройка точки.

13


Точка доступа может
использоваться как для подключения к ней
клиент
ов
, так и для взаимодействия с другими точками доступа с целью

построения распределенной сети
.

Доступ к сети обеспечивается путем передачи широковещательных
сигналов через эфир. Принимающая станция может получ
ать сигналы в
диапазоне работы нескольких передающих станций. Станция
-
приемник
использует
идентификатор зоны обслуживания
SSID
для фильтрации
получаемых сигналов и выделения того, который ей нужен.

1.5.
Режим AdHoc


Рисунок № 3


режим
AdHoc
.


В режиме
Ad
Hoc
клиенты устанавливают связь непосредственно друг с
другом. Устанавливается однорангово
е взаимодействие по типу "точка
-
точка", и компьютеры взаимодействуют напрямую без применения точек
доступа. При этом создается только одна зона обслуживания, не имеюща
я
интерфейса для подключения к проводной локальной сети.

Основное достоинство данного режима


про
стота организации,
он не
требует дополнительн
ого оборудования
. Режим может применяться для
создания временных сетей для передачи данных.

Однако необходимо име
ть в виду, что режим AdHoc позволяет
устанавливать соединение на скорости не более 11 Мбит/с, независимо от
используемого оборудования. Реальная скорость обмена данными будет
ниже и составит не более
11/N

Мбит/с, где
N


число устройств в сети.
14


Дальность св
язи составляет не более ста метров, а скорость передачи данных
быстро падает с увеличением расстояния.

1.6.
Инфраструктурный режим


Рисунок № 4


инфраструктурный режим.


Все компьютеры оснащены беспроводными картами
и подключаются к
точке доступа, к
от
орая, в свою очередь,
имеет порт Ethernet, через который
базовая зона обслуживания подключается к проводной или смешанной сети


к сетевой
инфраструктуре
.

Клиентские станции не связываются непосредственно одна с другой, а
связываются с точкой доступа, и он
а уже направляет пакеты адресатам.

Данная модель используется когда необходимо соединить больше двух
компьютеров. Сервер с точкой доступа может выполнять роль роутера и
самос
тоятельно распределять интернет
канал.

15


1.7.
Режимы
WDS
и
WDSWITHAP


Рисунок № 5


WDS
режим.


Термин
WDS
расшифровывается как

расп
ределенная беспроводная
система.
В этом режиме точки доступа соединяются только между собой,
образуя мостовое соединение. При этом каждая точка может соединяться с
несколькими другими точками. Все точки в этом
режиме должны
использовать один и тот же канал, поэтому количество точек, участвующих в
образовании моста, не должно быть чрезмерно большим. Подключение
клиентов осуществляется
только по проводной сети через
Uplink
порты точек.

Режим беспроводного моста, аналогично проводным мостам, служит
для объединения подсетей в общую сеть. С помощью беспроводных мостов
можно объединять проводные LAN, находящиеся как в соседних зданиях, так
и на расстоянии до нескольких километров. Это позвол
яет объединить в сеть
филиалы и центральный офис, а также подключать клиен
тов к сети
провайдера Internet
.

Беспроводной мост может использоваться там, где прокладка кабеля
между зданиями нежелательна или невозможна. Данное решение позволяет
достичь значител
ьной экономии средств и обеспечивает простоту настройки
и гибкость конфигурации при перемещении офисов.

16


К точке доступа, работающей в режиме моста, подключение
беспроводных клиентов невозможно. Беспроводная связь осуществляется
только между парой точек, ре
ализующих мост.


Рисунок

№ 6


WDS with AP
режим
.


Термин
WDS with АР
означает

распределенная беспроводная си
стема,
включающая точку доступа. С
помощью этого режима можно не только
организовать мостовую связь между точками доступа, но и одновременно
п
одклю
чить клиентские компьютеры.
Это позволяет достичь существенной
экономии оборудования и упростить топологию сети. Данная технология
поддерживается большинством современных точек доступа.

Тем не менее необходимо помнить, что все устройства в составе одной
WD
S with AP работают на одной частоте и создают вз
аимные помехи, что
ограничивает
количество клиентов до 15
-
20 узлов. Для увеличения
количества подключаемых клиентов можно ис
пользовать несколько WDS
-
сетей,
настроенных на разные неперекрывающиеся кан
алы и
сое
диненные
проводамичерез
Uplink
порты.

17


1.8.
Режим повторителя


Рисунок № 7


режим повторителя.


Может возникнуть ситуация, когда о
казывается невозможно
соединить
точку доступа с проводной инфраструктурой или какое
-
либо препятствие

затрудняет осуществление св
язи
точки доступа с местом расположения
беспроводных станций клиентов напрямую. В такой ситуации можно
использовать точку в
режиме повторителя.

Аналогично проводному повторителю, беспроводной повторитель
просто ретранслирует все пакеты, поступившие на его б
еспроводной
интерфейс. Эта ретрансляция осуществляется через тот же канал, через
который они были получены.

При применении точки доступа в режиме повторителя следует
помнить, что наложение широковещательных доменов может привести к
сокращению пропускной сп
особности канала вдвое, потому что начальн
ая
точка доступа также ловит
ретранслированный сигнал.

Режим повторителя не включен в стандарт 802.11, поэтому для его
реализации рекомендуется использовать однотипное оборудованиеи от
одного производителя. С появл
ением WDS данный режим потерял свою
актуальность, потому что WDS заменяет его. Однако его можно встретить в
старых версиях прошивок и в устаревшем оборудовании.

1.9. Стандарты беспроводных сетей

Wi
-
Fi

802.11
a
.
Первым высокоскоростным протоколом Wi
-
Fi
стал
802.11a
.
Его отличие заключалось в том, что техника могла
1
8


использовать частоту 5 ГГц. В результате скорость передачи данных выросла
до 54 Мбит/с. Проблема же заключалас
ь в том, что с использовавшейся
изначально
частотой 2,4 ГГц этот стандарт был несовмести
м. В результате
производителям приходилось устанавливать двойной приемопередатчик,
чтобы обеспечить работу в сетях на обеих частотах.

Wi
-
Fi

802.11
b
.
При проектировании этого протокола создатели
вернулись к частоте 2,4 ГГц, обладающей неоспоримым достоинство
м


широкой зоной покрытия. Инженерам удалось добиться того, что гаджеты
научились передавать данные на скорости от 5,5 до 11 Мбит/с. Поддержку
данного стандарта тут же начали получать все маршрутизаторы. Постепенно
начал появляться такой Wi
-
Fi и в популяр
ных портативных устройствах.
Например
, его поддержкой обладал
смартфон

Nokia

E65. Что немаловажно,
Wi
-
FiAlliance обеспечил совместимость с самой первой версией стандарта,
благодаря чему переходный пери
од про
шел совершенно незаметно.

Вплоть до конца первого десятилетия 2000
-
х годов многочисленной
техникой использовался именно протокол 802.11b. Предоставляемых им
скоростей хватало и смартфонам, и портативным

игровым консолям, и
ноутбукам.

Wi
-
Fi

802.11
g
.
Данная в
ерсия протокола является обратно совместимой
с предыдущими версиями, о
бъясняется это тем, что рабочая частота не
изменилась. При этом инженерам удалось повысить скорость приема и
отправки данных до 54 Мбит/с. Релиз стандарта произошел в 2003 году.
Некоторо
е время такая скорость казалась даже избыточной, поэтому многие
производители мобильников и смартфонов медлили с его внедрением.И всѐ
же постепенно протокол завоевал популярность, в основном за счет
ноутбуков.

Wi
-
Fi

802.11
n
.
Стандарт 802.11n для сетей Wi
-
Fi
был утвержден
организацией IEEE
11 сентября 2009 года.

В основе стандарта 802.11n:



Увеличение скорости передачи данных;

19




Увеличение зоны покрытия;



Увеличение надежности передачи сигнала;



Увеличение пропускной способности.

Стандарт 802.11n включает в себя мн
ожество усовершенствований по
сравнению с устройствами стандарта 802.11g. Устройства 802.11n могут
работать в одном из двух диапазонов 2.4 или 5.0 ГГц.

На физическом уровне реализована усовершенствованная обработка
сигнала и модуляции, добавлена возможност
ь одновременной передачи
сигнала через четыре антенны.

На сетевом уровне
реализовано более эффективное использование
доступной пропускной способности. Вместе эти усовершенствования
позволяют увеличить теоретическую скорость передачи данных до 600
Мбит/с


увеличение более чем в десять раз, по сравнению с 54 Мбит/с
стандарта 802.11a/g
.

Одним из основных моментов стандарта 802.11n явл
яется поддержка
технологии MIMO
. С помощью технологии MIMO реализо
вана способность
одновременного
приема/передачи нескольких по
токов данных через
несколько антенн, вместо одной.

Стандарт 802.11n определяет различные антенные конфигурации
"МхN", начиная с "1х1" до "4х4". Первое число ©
М

определяет количество
переда
ющих антенн, а второе число ©Nª
определ
яет количество приемных
анте
нн.

Чем больше устройство 802.11n использует антенн для одновременной
работы передачи/приема, тем будет выше максим
альная скорость передачи
данных.
Однако, само по себе использование нескольких антенн не
увеличивает скорость передачи данных или расширение
диапазона.
Основным в устройствах стандарта 802.11n является то, что в них реализован
усовершенствованный метод обработки сигнала, который и определяет
алгоритм работы MIMO
-
устройства при использовании нескольких антенн.

20


Другой дополнительной особенностью
стандарта 802.11n является
увеличение ширины канала с 20 до 40 МГц. В беспроводных сетях
используются два частотных диапазона 2.4 ГГц и 5 ГГц. Беспроводные сети
стандарта 802.11b/g работают на частоте 2.4 ГГц, сети стандарта 802.11a
работают на частоте 5 Г
Гц, а сети стандарта 802.11n могут работать как на
частоте 2.4 ГГц, так и на частоте 5 ГГц.

Точки доступа 802.11n используют режим HighThroughput (HT),
известный также как "чистый" режим (Greenfield
-
режим), который
предполагает отсутствие поблизости (в
зоне покрытия) работающих
устройств 802.11b/g, использующих ту же полосу частот. Если же такие
устройства существуют в зоне покрытия, то они не смогут общаться с точкой
доступа 802.11n. Таким образом, в этом режиме разрешены к использованию
только клиенты
802.11n, что позволит воспользоваться преимуществами
повышенной скорости и увеличенной дальностью передачи данных,
обеспечиваемыми стандартом 802.11n.

Данный стандарт имеет три режима работы:



Режим с выс
окой пропускной способностью HT.
Точки доступа
802.11
n испол
ьзуют данный режим, известный также как ©чистыйª режим,
который пре
дполагает отсутствие в зоне покрытия
работающих устройств
802.11b/g, использующих ту же полосу частот. Если же такие устройства
существуют в зоне покрытия, то они не смогут общаться
с точкой доступа
802.11n. Таким образом, в этом режиме разрешены к использованию только
клиенты 802.11n, что позволит воспользоваться преимуществами
повышенной скорости и увеличенной дальностью передачи данных,
обеспечиваемыми стандартом 802.11n.



Режим с н
евысокой пропускной способностью Non
-
HT.
Точка
доступа 802.11n с использованием режима Non
-
HT
,
отправляет все кадры в
формате 802.11b/g, чтобы устаревшие станции смогли понять их. В этом
режиме точка доступа должна использовать ширину каналов 20 МГц и при
этом не будет использовать преимущества стандарта 802.11n. Для
21


обеспечения обратной совместимости все устройства должны поддерживать
этот режим. Нужно учитывать, что точка доступа 802.11n с использованием
режима Non
-
HT не будет обеспечивать высокую произво
дительность. При
использовании этого режима передача данных осуществляется со скоростью,
поддерживаемой самым медленным устройством.



Смешанный режим с высокой пропускной способностью HT Mixed.В
этом режиме, усовершенствования стандарта 802.11n могут быть
и
спользованы одновременно с сущ
ествующими станциями 802.11b/g. Режим
HT Mixed обеспечивает
обратную совместимость устройств, но
устройства
802.11n получают
уменьшение пропускной способности. В этом режиме
точка доступа 802.11n распознает наличие старых
клиентов и будет
использовать более низкую скорость передачи данных, пока старое
устройство осуществляет прием
-
передачу данных.

Wi
-
Fi

802.11
ac
.
Если предыдущие виды Wi
-
Fi работали в основном в
частоте 2,4 ГГц, имеющей ряд ограничений, то здесь используются
строго 5
ГГц. Это практически вдвое снизило ширину покрытия. Впрочем,
производители маршрутизаторов решают данную проблему
установкой
направленных антенн.

Преимущества
данного стандарта по сравнению с его
предшественниками:



При передаче данных посредством
сети 802.11ас используются более
широкие каналы и повышенная частота, что увеличивает теоретическую
скорость до 1,3 Гбит/с. На практике пропускная способность составляет до
600 Мбит/с. Кроме того, устройство на базе 802.11ас передаѐт больше
данных за один
такт.



Модификация 802.11ас оснащена целым ассортиментом частот 5
ГГц. Новейшая технология обладает более сильным сигналом. Адаптер с
высоким диапазоном охватывает полосу частот до 380 МГц.

22




Эт
от стандарт предоставляет более
широкий радиус
действия

сети.
Кро
ме того, Wi
-
Fiподключение работает даже через бетонные и
гипсокартонные стены. Помехи, возникающие при работе домашней техники
и соседского интернета, никак не влияют на работу вашего соединения.



802.11ас оснащѐн расширением
MU
-
MIMO
, которое обеспечивает
бесперебойную работу нескольких устройств в сети. Технология
Beamforming определяет устройство клиента и направляет ему сразу
несколько потоков информации.

1.10. Основные параметры беспроводной локальной сети

Для оценки производитель
ности беспроводных сетей чаще всего
используются четыре основных параметра:



Пропускная способность
;



Задержка
;



Jitter


©дрожаниеª
;



Потеря пакетов
.

Четыре данных параметра чаще всего отвечают за сильные скачки или
падения производительнос
ти беспроводной лок
альной сети.

Пропускная способность


количество информации, которое может
быть передано в единицу времени. Некоторые услуги требуют большой
пропускной способности. Но это не всегда усложняет их реализацию в
беспроводной сети.

Что действительно сложно


это обеспечить высокую
пропускную способность

в сочетании

с низким врем
енем задержки и низким
©дрожаниемª
.

Например, передача файлов по
FTP

требует высокой
пропускной способности, но не критична к задержкам в канале. А вот
видеоконференцсвязь в высоком раз
решении не только требует широкой
полосы, но и намного более ©капризнаª к времени передачи кадров с
данными, и поэтому представляетсерьезный вызов способностям
23


специалиста, планирующего беспроводную сеть для этой услуги.

Чаще всего
пропускная способность и
змеряется в Мбит/с.

Задержка


это время, которое требуется для передачи кадра от
источника к потребителю. Обычно делится на фиксированную и переменную
составляющие. Фиксированная обусловлена методами обработки сигнала при
его передаче и
приеме


процессам
и кодирования и декодирования,
модуляции и
демодуляции и пр. Переменная вызвана особенностями
протокола передачи данных и может быть достаточно изменчива в силу ряда
случайных факторов: время в очереди на передачу, ошибки при передаче,
повторная передача к
адра и прочие. Время задержки при передаче в канале
очень критично для приложений реального времени


пе
редача голоса и
передача видео. Д
ля
качественной
передачи голоса задержка не д
олжна
превышать 150 миллисекунд.

©Дрожаниеª


разброс
максимального и миним
ального времени
прохождения

кадра данных. Данные от услуг реального времени должны
поступать

ритмично
. Иначе голос начнет за
икаться, или наоборот
ускориться
, станет неестественно металлическим,
а видеоизображение
исказится
на крупные пиксели
или вообще про
падет. Для
обеспечения
качественной

передачи голоса ©дрожаниеª не должно

превышать 5
миллисекунд.

Потеря пакетов


пакеты, потерянные при передачи в сети.
К
сожалению, не все пакеты данных достигают своей цели и доходят до
получателя. Причин потерь может
быть много: большая нагрузка на
элементы сети, плохие условия распр
остранения в радиоканале,
переполнение
бу
фера и прочие. Для одноадресных
пакетов в протоколе
802.11 есть механизм подт
верждения и повторной передачи.
Несмотря на то,
что э
тот метод увеличив
ает
задержку и приводит к
©дрожаниюª
, он помогает
уменьшить потери пакетов
. А вот к многоадресным пакетам
этот механизм
не п
рименяется, но именно его можно использование часто наблюдается у
услуг
передачи голоса и видео.

24





1.11.
Проблемы беспроводных
сетей и пути их решения

Как известно, в беспроводных сетях в качестве среды распространения
с
игнала используются радиоволны, так называемый радиоэфир
, и работа
устройств и передача данных в сети происхо
дит без использования
кабельных
соединений.В связи с э
тим на работу беспроводных сетей
воздействует большее ко
личество различного рода помех.

К самым распространенным причинам влияющим на работу
б
еспроводных сетей можно отнести:

1.

Друг
ие Wi
-
Fi
устройства,
работающие в радиусе действия вашего
устройства и использ
ующие тот же частотный диапазон
.
Дело в том, что Wi
-
Fi
устройства подвержены воздействию даже небольших помех, которые
создаются другими устройствами, работающими
в том же частотном
диапазоне.
В беспроводных сетях используются два частотных диапазона


2,4

ГГц
и 5 ГГц. Беспроводные сети стандарта 802.11b/g работают в
диапазоне 2.4 ГГц, сети стандарта 802.11a


5 ГГц, а сети стандарта 802.11n
могут работать как в диапазоне 2.4 ГГц, так и в диапазоне 5 ГГц.

В полосе частот 2,4 ГГц для беспроводных сетей
доступны 11 или 13
канал
ов шириной 20 МГц или 40 МГц
с интервалами 5 МГц между ними.
Беспроводное устройство, использующее один из частотных каналов, создает
значител
ьные помехи на соседние каналы.


25


Рисунок № 8


спектры доступных канало в беспроводных се
тях.

На рисунке

показаны спектры одиннадцати
каналов. Цветовая
кодировка обозначает группы непересекающихс
я каналов


1,6,11; 2,7; 3,8;
4,9; 5,10
. Беспроводные сети, расположенные в пределах одной зоны
покрытия, рекомендуется

настраивать на непересекающиес
я каналы, на
которых будет на
блюдаться меньше интерференции


сигнал
а
,
пе
редаваемого другими излучателями на том же канале, где
вещает ваша
точка доступа.

2.

В некоторых случаях на точке доступа рекомендуется понизить
мощность
сигнала Wi
-
Fi до уровня
50


75%
.
Использование слиш
ком
большой излучаемой мощности сигнала
Wi
-
Fi не всегда означает, что сеть
буд
ет работать стабильно и быстро.
Если рад
иоэфир, в котором работает
точка доступа, сильно загружен,
то может сказываться влияние
внутри
канальных и межканальных
помех.
Наличие таких помех влияют н
а
производительность сети, так как
резко увеличивают уровень шума, что
приводит книзкой стабильности связи из
-
за постоян
ной переотправке
пакетов. В этом случае рекомендуем понизить мощнос
ть передатчика в точке
доступа.

Так же возможна ситуация, когда точка доступа плохо ловит сигнал
адаптера, а
Wi
-
Fi
адаптер принимает сигнал от точки доступа на максимуме.
Это происходит из
-
за различия мощности передатчика точки доступа и
адаптера, так как обычно мощность передатчика точки

доступа выше в 2
-
3
раза
, чем в
беспроводных сет
евых адаптерах. Из
-
за этого в
канале связи
возникает асимметрия от разных значений мощностей

и чувствительности
приемников.
Для обеспечения хорошего уровня сигнала нужно, чтобы между
клиентским устройством и
точкой доступа было как можно более
симметричное соединение, чтобы точка

доступа и клие
нт уверенно слышали
друг друга.
Как это не покажется странным, но для устранения асимметрии и
получения более стабильной связи иногда следует понизить мощность

передатчи
ка в точке доступа.

26


3.

устройства, работающ
ие в зоне покрытия Wi
-
Fi
устройства
.
устройства работают в том же ч
астотном диапазоне, что и Wi
-
Fi
устройства, а именно
2.4 ГГц, следовательно, могут оказывать влияние на
работу Wi
-
Fi устройств.

4.

Боль
шие расстояния между Wi
-
Fi
устройствами
.
Необходимо
помнить, что беспроводные устройства Wi
-
Fi имеют ограниченный радиус
действия. Например, домашний интернет
-
центр с точкой доступа Wi
-
Fi
стандарта 802.11b/g имеет радиус действия до 60 м в помещении и до 40
0 м
вне помещения.
В помещении дальность действия беспроводной точки
доступа может быть ограничена

несколькими десятками метров


в
зависимости от конфигурации комнат, наличия капитальных стен и их
количества, а также других препятс
твий.

5.

Различные препятст
вия


стены, потолки, меб
ель, металлические
двери

и т.д., расположенные между Wi
-
Fi
устройствами, могут ча
стично или
значительно отражать и
поглощать радиосигналы, что

приводит к части
чной
или полной потере сигнала.
В городах с многоэтажной застройкой
основ
ным

препятствием дл
я радиосигнала являются здания.
Наличие
к
апитальных стен
, листового металла, штукатурки на стенах, стальных
каркасов и т.п. влияет на качество радиосигнала и может значительно
уху
дшать работу Wi
-
Fi устройств.
Внутри помещения причиной
помех
радиосигна
ла также могут являться зеркала и

тонированные окна.
Даже
человеческое тело о
слабляет сигнал примерно на 3 дБ.

Ниже приведена
таблица

потери эффективности сигнала Wi
-
Fi при
прохождении

через различные среды.
Данные приведены для сети,
работ
ающей в частотном диапазоне 2.4 ГГц.

Таблица № 1


потеря эффективности при прохождении препятствий.

Препятствие

Потери уровня сигнала,
дБ

Потери эффективности
сигнала, %

Открытое пространство

0

100

Окно без тонировки

3

70

27


Окно с тонировкой

5
-
8

50

Деревянная стена

10

30

Таблица № 1


потеря эффективности при прохождении препятствий.

Межкомнатная стена

15
-
20

15

Несущая стена

20
-
25

10

Бетонная стена

15
-
25

10
-
15

Монолитное
железобетонное
перекрытие


20
-
25


10






















28




2. ПРОГРАММЫ
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СЕТЕЙ

2.1.
Программный комплекс
Iperf

Iperf



консольная утилита с открытым исходным кодом,
предназначенная для измерения основных параметров сети
. С ее помощью
довольно просто измерить максимальную пропускную способность сети
между сервером и клиентом, провести нагрузочное тестирование канала
связи или маршрутизатора
, а также проверить пригодность сети для передачи
аудио и видео данных по средствам измерения задержки, потери пакетов и
©дрожанияª.

Утилита Iperf является кросспла
тформенной и не требует установки,
достаточно просто ск
опировать ее на два компьютера, один из которы
х

будет
являться сервером и иметь минимум доступных параметров для настройки, а
второй клиентом, который будет генерировать нагрузочный трафик, на нем
такж
е будет производиться основная часть настройки

параметров
тестирования
.

Существует несколько видов программы
Iperf
:

1.

Iperf



базовая версия программы для измерения основных
параметров сети, таких как пропускная спо
собность, задержка, ©дрожаниеª,
потеря паке
тов, а также для создания нагрузочного
TCP или
UDP

трафика
для мониторинга сети.

2.

Iperf3

написанная на основе кода базовой версии программы и
не
совме
стимая с предыдущей реализацией,
версия
Iperf

под номером три,
имеющая

те же возможности, что и первая версия, но дополненная рядом
новых, а также с возможностью генерации
STCP

трафика.

3.

Jperf



версия программы написанная на основе базового кода, но
при помощи языка программирования
Java
. В отличие от оригинальной
29


версии про
граммы имеет графический интерфейс настройки измерения, а
также вывода данных. Одна из основных функций программы


построение
графиков, на основе проводимых измерений, в реальном времени.

Как было описано выше,
Iperf
позволяет гене
рировать трафик
различного типа
для анализа

основных параметров сети. Она генерирует
TCP

или
UDP

трафик в направлении от клиента к серверу и в зависимости от
прописанных настроек, демонстрирует результаты измерения параметров на
выбранном интерфейсе.

Прогр
амма проста в освоение и использовании, а
также она совместима со всеми известными операционными системами.

Программа имеет следующий ряд настроек:



-
s



запуск утилиты в режиме сервера
;



-
D



запуск утилиты в режиме сервера как процесс
;



-
c



запуск
в
режиме

клиента
;



-
d



одновременно двунаправленный тест
;



-
n



количество байт для передачи
;



-
r



двунаправленный тест по отдельности
;



-
t



время теста в секундах, по умолчанию 10 секунд;



-
F



указать имя файла входных данных, подлежащих передаче из
файла
;



-
P



число параллельных потоков для запуска клиента
;



-
f



формат для отчета: Кбит

, Мбит

, Кбайт

, Мбайт
/с;



-
h



п
омощ
ь
;



-
i



задать интервал в секундах между отчетами пропускной
способности
;



-
l



задать дл
ину буфера чтения или записи, по умолчанию 8 КБ;



-
m



показыват
ь максимальный размер сегмента


MTU
;



-
o



вывод отчета в указанный файл
;



-
p



ус
тановить порт для прослушивания или подключения, по
умолчанию 5001;

30




-
u



и
спользовать UDP,
по умолчан
ию TCP;



-
w



за
дать размер окна или размер буфера сокета;



-
B



задать интерфейс или групповой адрес
;



-
M



установка
максимального размера сегмента, MTU


40 байт;



-
v



информация о версии утилиты
;



-
V



использование IPv6
;



-
y



использовать
CSV

формат;



-
b



установить

пропускную

способность

в

бит/с,

требуется

для

UDP
клиента.

Ниже приведен пример работы программы
Iperf.

Программа устанавливается на двух персональных компьютерах, один
выступает в виде сервера и настраивается следующим образом:

iperf
.
exe

-
s
-
w

32768
;

-
s



утилита запускается в серверном режиме
;

-
w

32768



задается размер окна TCP в 32 Кбайт/с.


Рисунок № 9


настройка
Iperf

в роли сервера.

А другой в виде клиента и настраивается так:

iperf.exe
-
c 10.0.0.44
-
P 8
-
t 30
-
w 32768
;

-
c

10.0.0.44



IP адрес сервера
I
perf;

-
w

32768



увеличиваем размер TCP окна;

-
t

30



время в секундах, в течении которого выполняется
тестир
ование;

31


-
P

8



число альтернативных потоков для увеличения пропускной
способности
.


Рисунок № 10


настройка
Iperf
в роли клиента.

В данном
примере тестировани
е длилось 30 секунд. В итоговом
отчете

можно увидеть значения пропускной способности и переданной информации
на всех восьми потоках, а также суммарное значение пропускной
способности канала в 2.85 Гбит/с.

Что касаетсянастройки и использования Jperf, то здесь все еще проще,
данная програм
ма имеет графический интерфейс и интуитивно понятно
настраивается. Также она имеет интерпретацию своих настроек к виду
команд настроек
Iperf
.

Пример настройки и использования
Jperf
приведен ниже.


32



Рисунок № 11


настройка
Jperf

в роли сервера.



Рисунок № 12


настройка
Jperf

в роли клиента.

2.2.
Программа
-
анализатор сетевого трафика
Wireshark

Wireshark


это мощный сетевой анализатор, который может
использоваться для анализа трафика, проходящего

через сетевой интерфейс
33


персонального
компьютера.
Это может понадобиться для обнаружения и
решения

проблем с сетью, отладки
веб
-
приложений, сетевых программ или
сайтов. Wireshark позволяет полностью просматривать сод
ержимое пакета на
всех уровнях.

Все пакеты перехватываются в реальном времени и предоставл
яются в
удобном для чтения формате. Программа поддерживает очень мощную
систему фильтрации, подсветку цветом, и другие особенности, которые
помогут найти нужные пакеты
.

К основным возможностям
программы

относятся
:



Захват пакетов в реальном времени из прово
дного или любого
другого типа сетевых интерфейсов, а также чтение из файла;



Поддерживаются следующие
интерфейсы захвата: Ethernet,
IEEE

802.11,
PPP
, и локальные виртуальные интерфейсы;



Пакеты можно отсевать по множеству параметров с помощью
фильтров;



Все и
звестные протоколы
подсвечиваются в списке разными
цветами, например
:
TCP,
HTTP
, FTP,
DNS
,
ICMP

и так далее;



Поддержка захвата трафика
VoIP

звонков;



Поддерживается расшифровка
HTTPS

трафика при наличии
сертификата;



Расшифровка
WEP, WPA

трафика беспроводных сетей при наличии
ключа и handshake;



Отображение статистики нагрузки на сеть;



Просмотр содержимого пакетов для всех сетевых уровней;



Отображение времени отправки и получения пакетов.

Главное окно пр
ограммы разделено на три части:
перв
ая колонка
содержит список доступных для анализа сетевых интерфейсов, вторая


опции для открытия файлов, а третья


справку
.

34



Рисунок № 13


главное окно
Wireshark
.


После запуска захвата трафика
откроется следующее окно, уже с
потоком пакетов, которые
проходят через интерфейс.


Это
окно тоже разделено на несколько частей:



Верхняя часть



это меню и панели с различными кнопками;



Список
пакетов



дальше

отображается
по
ток сетевых пакетов,
которые подлежат
анализ
у
;



Содержимое пакета



ниже
расположено

содержимое выбранного
пакета, оно разбито по категориям в зависимости от транспортного уровня;



Реальное представление



в самом низу отображается содержимое
пакета в реальном виде, а также в виде
HEX
.

35



Рисунок № 14


основное окно
Wireshark
.


Для удобства анализа и захвата трафика в
Wireshark

существуют
фильтры.
Для ввода фильтров под меню есть специальная строка.

Список основных фильтров программы:



ip.dst



целевой ip адрес;



ip.src


ip адрес отправителя;



ip.addr


ip отправителя или получателя;



ip.proto



протокол;



tcp.dstport



порт назначения;



tcp.srcport



порт отправителя;



ip.ttl



фильтр по
ttl
, определяет сетевое расстояние;



http.request_uri



запрашиваемый адрес сайта.

Для указания отношения между полем и значением в фильтре можно
использовать такие операторы:



==



равно;

36




!=



не равно;







меньше;





больше;



=



меньше или равно;



�=



больше или равно;



matches



регулярное выражение;



contains



содержит.

Для объединения нескольких выражений можно применять:



&&



о
ба
выражения должны

быть верными для пакета;



||



может быть верным одно из выражений.

Для обнаружения проблем в сети в программе существует специальная
кнопка в левом нижнем углу окна,
при нажатии на нее открывается
окно

ExpetTools
.
В нем Wireshark собирает все сообщения

об ошибках и
неполадках в сети.

Окно
разделено на такие вкладки:
Errors, Warnings, Notices, Chats.
Программа умеет фильтровать и находить множество
проблем с сетью и тут
можно их оче
нь быстро увидеть.
Зде
сь тоже поддерживаются фильтры
W
ireshark.

37



Рисунок

№ 15


окно

Expert Tools
в
Wireshark.





















38



3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
БЕСПРОВОДНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ

3.1.
Организация беспроводной сети

Первым шагом исследования параметров беспроводной сети является
ее организация. В данном случае
была организованна беспроводная
локальная сеть на основе инфраструктурного соединения, включающая в
себя:



Два стационарных ПК;



Один мобильный ПК;



Один смартфон;



Один маршрутизатор.


Рисунок №

16


общая структура исследуемой беспроводной сети.


39


Вся
аппаратура, применяемая в данной беспроводной локальной сет
и,
располагалась в одном кабинете
.

В организации сети использовался маршрутизатор фирмы
TP
-
Link
TL
-
WR841N
, характ
еристики которого
приведены ниже.

Таблица №

2


характеристики маршрутизатора
TP
-
Link
TL
-
WR841N
.

Интерфейс

4 10/100 Мбит/с
LAN

порта

1 10/100 Мбит/с
WAN

порт

Антенна

2 * 5 дБи фиксированные всенаправленные
антенны

Стандарты беспроводной передачи данных

IEEE 802.11n, IEEE 802.11g, IEEE 802.11b

Диапазон частот (приѐм и передача)

2400
-
2483,5 МГц

Скорость передачи

11n: до 300 Мбит/с (динамическая)

11g: до 54 Мбит/с (динамическая)

11b: до 11 Мбит/с (динамическая)

Чувствительность (приѐм)

270M:
-
68 дБм при 10%
PER

130M:
-
68 дБм при 10% PER

108M:
-
68 дБм при 10% PER

54M:
-
68 дБм при
10% PER

11M:
-
85 дБм при 8% PER

6M:
-
88 дБм при 10% PER

1M:
-
90 дБм при 8% PER


Рисунок №

17


внешний вид маршрутизатора
TP
-
Link
TL
-
WR841N
.

40


Маршрутизатор являлся точкой доступа и подключался к глобальной
сети, через
WAN

интерфейс по средствам кабеля


витой пары.

Стационарные ПК подключались к сети при помощи
Wi
-
Fi

адаптеров
фирмы
D
-
LinkDWA

140, характеристики которых приведены ниже.

Таблица №

3


характеристики беспроводного адаптера
D
-
LinkDWA

140
.

Интерфейс

USB

2.0

Антенна

Две внутренние всенаправленные антенны с
коэффицие
нтом усиления 2 дБи

Стандарты

IEEE 802.11n

IEEE 802.11g

IEEE 802.11b


Диапазон частот

802.11b: от 2,4 ГГц до 2,4835 ГГц

802.11g: от 2,4 ГГц до 2,4835 ГГц

802.11n: от 2,4 ГГц до 2,4835 ГГц


Скорос
ть беспроводного соединения

802.11b: 11, 5,5, 2, 1 Мбит/с

802.11g: 54, 48, 36, 24, 18, 12, 9, 6 Мбит/с

802.11n: 300 Мбит/с

Чувствительность приемника

IEEE 802.11b:

-
92
дБм

при 1 Мбит/с

-
90
дБм

при 2 Мбит/с

-
88
дБм

при 5,5 Мбит/с

-
86
дБм

при 11 Мбит/с

IEEE

802.11g:

-
89
дБм

при 6 Мбит/с

-
88
дБм

при 9 Мбит/с

-
86
дБм

при 12 Мбит/с

-
84
дБм

при 18 Мбит/с

-
81
дБм

при 24 Мбит/с

-
77
дБм

при 36 Мбит/с

-
74
дБм

при 48 Мбит/с

-
73
дБм

при 54 Мбит/с

IEEE 802.11n:

2,4 ГГц/
HT
-
20

-
89
дБм

при
MCS
0/8

-
86
дБм

при MCS1/9

-
84
дБм

при MCS2/10

-
81
дБм

при MCS3/11

-
77
дБм

при MCS4/12

-
73
дБм

при MCS5/13

-
72
дБм

при MCS6/14

-
71
дБм

при MCS7/15

2,4 ГГц/HT
-
40

-
86
дБм

при MCS0/8

41


-
83
дБм

при MCS1/9

-
81
дБм

при MCS2/10


Таблица №

3


характеристики беспроводного адаптера
D
-
LinkDWA

140
.

Чувствительность приемника

-
78
дБм

при MCS3/11

-
74
дБм

при MCS4/12

-
70
дБм

при MCS5/13

-
69
дБм

при MCS6/14

-
68
дБм

при MCS7/15



Рисунок №

18


внешний вид беспроводного адаптера
D
-
LinkDWA

140
.


Мобильный ПК и смартфон были подключены

к сети по средствам
встроенных
Wi
-
Fi адаптеров
, спецификация которых не так важна при
данном исследовании, так как мобильный ПК и смартфон использовались
для имитации дополнительной нагрузки на сеть.

Имитация нагрузки
производилась с помощью приложения
sp
eedtest

запущенного на мобильном
ПК

и смартфоне, которые подключались в соответствии с конфигурациями
сети, приведенными ниже.

В ходе данного исследования данная сеть была представлена в трех
конфигурациях:



Два стационарных ПК, маршрутизатор


базовая конф
игурация;

42




Два стационарных ПК, маршрутизатор, мобильный ПК


нагрузочная конфигурация № 1;



Два стационарных ПК, маршрутизатор, мобильный ПК, смартфон


нагрузочная конфигурация № 2.

После организации беспроводной локальной сети идет измерение и

анализ ее о
сновных параметров.

3.2.
Измерение и анализ

пропускной способности
беспроводной
локальной сети

Для измерения

и анализа основных параметров, в число которых
входит пропускная способность, в ходе данного исследования использовался
программный комплекс
Iperf

и его графическая оболочка
Jperf
, а для
вспомогательного анализа была использована программа
Wireshark
.

Были проведены три измерения, при трех конфигурациях сети,
приведенных выше. Для первого случая настройки
Iperf

для ПК
выполняющего роль клиента имели следующие параметры


размер окна
TCP
64 Кбайт, время измерения 20 секунд с интервалом отображения
результатов каждые 2 секунды, так же, так как это первое и основное
измерение, без имитированной нагрузки на сеть, изм
ерения будут проведены
в обе стороны.
Результаты первого исследования приведены на рисунке №

19.

43



Рисунок №

19


результаты измерения пропускной способности при первой
конфигурации сети.


Как можно увидеть из скриншота, результатом измерения скорости при
б
азовой конфигурации сети является скорость 29.1 Мбит/с от клиента к
серверу и 29.2 Мбит/с от сервера к клиенту, это означает, что реальная
скорость сети с данным оборудованием и месторасположением соста
вляет
примерно 30 Мбит/с.
Это
значение в 10 раз меньше

заявленного

производител
ем, причиной данной цифры могут
быть

проблемы с
оборудованием, использованным для организации сети, а также, что более
вероятно, интерференция сигналов других устройств работающих в данном
диапазоне в той же части здания.

Для увере
нности в полученных данных с помощью программы
Wireshark был проанализирован переданный трафик. Данный анализ показал,
что при увеличении размера окна
TCP
, что теоретически
должно было
привести к увеличению пропускн
ой способности, но
приво
дило к
увеличению

потери
пакетов

и скачкам пропускной способности
.

44



Рисунок №

20


результат анализа трафика
Wireshark
.


Рисунок №

21


график пропускной способности в Wireshark.


Дальнейшие измерения пропускной способности
проводились
с теми
же настройками
Iperf
, но в одну сторону


от клиента к серверу. Все
результаты измерений пропускной способности сведены для удобства в
таблицу №

4.


Таблица №

4


результаты измерения пропускной способности в
Iperf
.

Конфигурация сети

Пропускная способность, Мбит/с

Базовая

29.15

Нагрузочная № 1

22.7

Нагрузочная № 2

18.9

45



Из полу
ченных результатов видно, что внесение н
овых устройств
-
абонентов в сетьприводит к снижению пропускной способности в обоих
случаях, примаксимальной имитационной нагрузке падение пропускной
способнос
ти
примерно
равно

10,6 Мбит/с.

Далее были произведены контрольные измерения с помощью
программы
Jperf
,
результаты которых сведены в таблицу №

5.


Рисунок №

22


график пропускной способности при первой конфигурации
сети.


Рисунок № 23



график пропускной

способности при второй конфигурации
сети.

46


Рисунок № 24



график пропускной способности при третьей конфигурации
сети.


Таблица № 5


результаты измерения пропускной способности в
Jperf
.

Конфигурация сети

Пропускная способность, Мбит/с

Базовая

31.05

Нагрузочная № 1

26.8

Нагрузочная № 2

19.4


При контрольных измерениях с помощью Jperf падение пропускной
способности составило 11.65 Мбит/с.

3.3.
Измерение и анализ задержки беспроводной локальной
сети

Так же, как и приизмерение

пропускной способности, сначала было
проведено измерение задержки при базовой конфигурации сети, для
определения реальной задержки данной беспроводной локальной сети.

Для
данного типа измерений специальные настройки не требуются и все
измерения проводятся

командой
-
ping
.
Измерения для первого случая так же
были произведены в обе стороны.

47



Рисунок № 25


результаты измерения задержки от клиента до сервера при
первой конфигурации сети.


Рисунок № 25


результаты измерения задержки от сервера до клиента при

первой конфигурации сети.


Как видно из скриншотов,

реальная
задержка в дан
ной беспроводной
локальной сети при базовой конфигурации в среднем равна
3 мс. Данный
показатель входит в допустимое значение задержки для беспроводных сетей


150 мс.

Для уверенно
сти

в полученных данных с помощью программы
Wireshark были проанализированы переданные
ICMP

пакеты.

В ходе анализа
задержка от запроса до ответа была рассчитана вручную.
Полученные
данные для удобства
сведены в таблицу №

6.


Рисунок № 26


результат анали
за
ICMP
пакетов
Wireshark
.

48



Рисунок №

27


график захвата
ICMP
пакетов в
Wireshark
.


Таблица №

6


результаты расчета задержки через
Wireshark
.

Номер пакета

Задержка, мс

1

4.46

2

3.11

3

3.17

4

4.5

5

4.32

6

5.2

7

3.23

8

3.43


Среднее значение задержки из расчетов, полученных благодаря
анализу трафика с помощью
Wireshark
, примерно равно 3.92 мс, значения
полученные благодаря
Iperf
и
Wireshark
практически одинаковы, значит
полученное значение задержки яв
ляется реальным для данной с
ети при
базовой конфигурации.

Далее были проведены измерения для оставшихся конфигураций, все
результаты
для удобства сведены в таблицу №

7.

49


Таблица №

7


результаты измерения задержки в
Iperf
.

Конфигурация сети

Задержка, мс

Базовая

3

Нагрузочная № 1

8.5

Нагрузочная № 2

15


Исходя из полученных результатов видно, что при максимальной
имитационной нагрузке

задержка возросла на 12 мс, но даже при данном
росте уровня задержки, ее значение все равно попадают в допустимые
границы.

3.4.
Измерения ©дрожанияª и

потери пакетов беспроводной
локальной сети

Измерения ©дрожанияª и потери пакетов производились с помощью
программы
Iperf
, но с использованием
UDP

протокола, вместо
TCP
.
Настройки абсолютно такие же, как и приизмерение пропускной
способности, но так как из
менился тип протокола в этот раз не задавался
размер окна,

пропускная способность была задана 30 Мбит/с,
так же был
убран интервал отображения данных.


Рисунок №

28


результат измерения ©дрожанияª и потери пакетов при
первой конфигурации сети в
Iperf
.


К
ак видно из полученных результатов значение ©дрожанияª равно
нулю, а потеря пакетов составила 0.62 %, что является не критичным для
сетей использующихся для обычн
ой передачи данных
, для которых порог
50


равен 5%
, но считается неблагоприятным
для аудио и видео стриминга
,
порог которых равен 0.1%
.

Дальше опять проводятся измерения для остальных конфигураций
сети, данные сведены в
таблицу №

8.


Таблица №

8


результаты измерений ©дрожанияª и потери пакетов в
Iperf
.

Конфигурация сети

©Дрожаниеª,
мс

Потеря пакетов, %

Базовая

0

0.62

Нагрузочная № 1

0

3.1

Нагрузочная № 2

0

3.4


Анализирую полученные данные можно заметить, что при
максимальной имитационно нагрузке на сеть потеря пакетов увеличилась до
3.4 %, что является критичным для аудио и видео стриминга и все также не
пересекло порог для об
ы
чной передачи данных
.

Ниже приведен
ы контрольные измерения ©дрожанияª с помощью
программы
Jperf
.



Рисунок №

29


график пропускной способности и ©дрожанияª в
Jperf

при
первой конфигурации сети.

51



Рисунок № 30


график пропускной способности и ©дрожанияª в
Jperf

при
второй конфигурации сет
и.


Рисунок № 31


график пропускной способности и ©дрожанияª в
Jperf

при
третьей конфигурации сети.


Таблица №

9


результаты измерения ©дрожанияª в
Jperf
.

Конфигурация сети

©Дрожаниеª, мс

Базовая

0

Нагрузочная № 1

0

Нагрузочная № 2

1.6


Как видно из полученных данных ©дрожаниеª появилось только
приподключение полной имитационной нагрузки и равно оно 1.6 мс, но
данное значение не превышает допустимый порог в 5 мс.

52


Смотря на полученные данные в ходе всего исследования можно
сказать,

что пар
аметры данной беспроводной локальной сети находятся в
допустимых интервалах для передачи данных, видео и аудио стриминга и
т.д., но показатели реальной пропускной способности оказались в несколько
раз меньше заявленных производителями оборудования, с учето
м того, что
маршрутизатор является совместимым с беспроводными адаптерами. Значит
проблема может заключатся в местоположении беспроводной сети, то есть
влияние других устройств работающих в данном диапазоне частот или точке
доступа расположенных на канале
используемом в исследованной сети,
препятствия на пути сигнала


стены, мебель и т.д.

Для улучшения параметров данной сети можно, расположить точку
доступа ближе к ПК или убрать препятствия на ее пути, поменять
местоположение сети на место с наименьшем
количеством устройств
работающих в данном диапазоне, а также произвести некоторые
манипуляции описанные в первой главе.

Так же можно отметить повышение задержки, ©дрожанияª, потери
пакетов и падение пропускной способности при повышении количества
абонентов

в сети. При этом первые два параметра изменились


не критично.
Потеря пакетов поднялась до критичных значений для аудио и видео
передачи. А пропускная способность упала на треть.








53


4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1. Общая характеристика вредных
факторов

Персональные ЭВМ являются изделиями сложной вычислительной
техни
ки и, как любой прибор требуют при работе с ним соблюдения
определен
ных методов безопасной работы и техники электробезопасности,
незнание, или пренебрежение которыми может причинить

немало
неприятностей.

Работая с ПК оператор подвергается воздействию следующих психофи
-
зических факторов:



Умственное перенапряжение;



П
еренапряжение зрит
ельных и слуховых анализаторов;



Монотонность труда;



Эмоциональные перегрузки.

Кроме того, работа с ПК с
вязана с воздействием таких вредных и
опасных фак
торов, как:



Повышенный уровень шума;



П
овыше
нная температура внешней среды;



Н
едостат
очная освещенность рабочей зоны;



Электрический ток;



Статиче
ское электричество;



Э
лектромагнитное излучение и др.

Влияние
выше приведенных факторов приводит к утомлению и сниже
-
нию работоспособности. Появление и развитие утомления вызывает
изменения в центральной нервной системе человека. В результате
длительного нахожде
ния человека в зоне комбинированного воздействия
вредны
х различных и опасных факторов может привести к
профессиональному заболеванию.

54


Существует два типа излучений, возникающих при работе монитора:
электростатическое и электромагнитное. Первое возникает в результате
облу
чения экрана потоком заряженных частиц.

Эти неприятности связаны с
пылью, накапливающейся на электростатически заряженных экранах,
которая летит на пользователя во время его работы за дисплеем. Результаты
медицинских иссле
дований показывают, что такая электризованная пыль
может вызвать воспале
ние кожи.

Электромагнитное излучение создается магнитными катушками откло
-
няющей системы, находящимися около цокольной части ЭЛТ. Частотный
спектр излучения монитора характеризуется наличием рентгеновских,
ультра
фиолетовых, инфракрасных и других электром
агнитных колебаний.
Опасность рентгеновских и части других излучений большинством ученых
признается пренебрежимо малой, поскольку их уровень достаточно невелик
и в основном поглощается покрытием экрана. Специальные измерения
показали, что мониторы действит
ельно излу
чают магнитные волны, по
интенсивности не уступающие уровням магнитных полей, способных
обуславливать возникновение опухолей у людей.

Технические характеристики дисплеев (разрешающая способность, яр
-
кость, контрастность, частота кадровой разверт
ки) том случае, если на них не
обращают внимания при выборе устройства или неправильно устанавливают,
могут крайне отрицательно сказаться на зрении. Основным средством
защиты от вредного влияния дисплея является защитный экран.

Зрение оператора больше
всего страдает от излишней яркости
монитора, недостаточной контрастности изображения, а так же от
посторонних бликов и рассеяния света на поверхности дисплея. В результате
человек за компьютером быстро устает, ухудшается внимани
е, снижается
работоспособнос
ть.

55


4.2.
Организация рабочего места с персональным
компьютером

Требования, предъявляемые помещениям, которые используются для
работы за ПК:



Помещения должны иметь естественное и искусственное освещение.
Расположение рабочих мест за мониторами для взрослых
пользователей в
подвальных помещениях не допускается;



Площадь на одно рабочее место с компьютером для взрослых
пользователей должна составлять не менее 4,5 м², если монитор
жидкокристаллический, и не менее 6 м² для ЭЛТ
-
монитора. Объем на одно
рабочее место

-

не менее 20
м³
;



Помещения с компьютерами должны оборудоваться системами
отопления, кондиционирования воздуха или эффективной приточно
-
вытяжной вентиляцией;



Для внутренней отделки интерьера помещений с компьютерами
должны использоваться диффузно
-
отражающ
ие материалы с коэффициентом
отражения для потолка


0,7
-
0,8; для стен


0,5
-
0,6; для пола


0,3
-
0,5;



Поверхность пола в помещениях эксплуатации компьютеров должна
быть ровной, без выбоин, нескользкой, удобной для очистки и влажной
уборки, обладать
антистатическими свойствами;



В помещении должны находиться аптечка первой медицинской
помощи, углекислотный огнетушитель для тушения пожара.

4.3.
Освещение рабочих помещений и мест

В компьютерных залах должно быть естественное и искусственное
освещение. Ес
тественное освещение обеспечивается через оконные проемы с
коэффициентом естественного освещения КЕО не ниже 1,2% в зонах с
устойчивым снежным покровом и не ниже 1,5% на остальной территории.
56


Световой поток из оконного проема должен падать на рабочее место

оператора с левой стороны.

Искусственное освещение в помещениях эксплуатации компьютеров
должно осуществляться системой общего равномерного освещения.

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения документа
должна быть 300
-
500 лк. Допускается устано
вка светильников местного
освещения для подсветки документов. Местное освещение не должно
создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана
более 300 лк. Прямую блескость от источников освещения следует
ограничить. Яркость светящихся

поверхностей (окна, светильники),
находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/м2.

Отраженная блескость на рабочих поверхностях ограничивается за счет
правильного выбора светильника и расположения рабочих мест по
отношению к естественному источн
ику света. Яркость бликов на экране
монитора не должна превышать 40 кд/м2. Показатель ослепленности для
источников общего искусственного освещения в помещениях должен быть
не более 20, показатель дискомфорта в административно
-
общественных
помещениях не бол
ее 40. Соотношение яркости между рабочими
поверхностями не должно превышать 3:1


5:1, а между рабочими
поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1.

Для искусственного освещения помещений с персональными
компьютерами следует применять светильник
и типа ЛПО36 с
зеркализованными решетками, укомплектованные высокочастотными
пускорегулирующими аппаратами. Допускается применять светильники
прямого света, преимущественно отраженного света типа ЛПО13, ЛПО5,
ЛСО4, ЛПО34, ЛПО31 с люминисцентными лампами ти
па ЛБ. Допускается
применение светильников местного освещения с лампами накаливания.
Светильники должны располагаться в виде сплошных или прерывистых
линий сбоку от рабочих мест параллельно линии зрения пользователя при
разном расположении компьютеров. При

периметральном расположении


57


линии светильников должны располагаться локализованно над рабочим
столом ближе к его переднему краю, обращенному к оператору. Защитный
угол светильников должен быть не менее 40 градусов. Светильники местного
освещения должны
иметь непросвечивающийся отражатель с защитным
углом не менее 40 градусов.

Для обеспечения нормативных значений освещенности в помещениях
следует проводить чистку стекол оконных проемов и светильников не реже
двух раз в год и проводить своевременную замену

перегоревших ламп.

4.4. Уровень шума на рабочем месте

Уровни шума на рабочих местах пользователей персональных
компьютеров не должны превышать значений, установленных СанПиН
2.2.4/2.1.8.562
-
96 ©Шум на рабочих местах, в помещениях жилых,
общественных здани
й и на территории жилой застройкиª и составляют не
более 50 дБА. На рабочих местах в помещениях для размещения шумных
агрегатов уровень шума не должен превышать 75 дБА.

Снизить уровень шума в помещениях можно использованием
звукопоглощающих материалов с ма
ксимальными коэффициентами
звукопоглощения в области частот 63
-
8000 Гц для отделки стен и потолка
помещений. Дополнительный звукопоглощающий эффект создают
однотонные занавески из плотной ткани, повешенные в складку на
расстоянии 15
-
20 см от ограждения. Ши
рина занавески должна быть в 2 раза
больше ширины окна.

4.5.
М
икроклимат рабочего помещения

На рабочих местах пользователей персональных компьютеров должны
обеспечиваться оптимальные параметры микроклимата в соответствии с
СанПиН 2.2.4.548
-
96. ©Гигиеническ
ие требования к микроклимату
производственных помещенийª.

58


Длительное воздействие на человека неблагоприятных
метеорологических условий оказывает огромное влияние на
функциональную деятельность, самочувствие и здоровье человека.

Наибольшее влияние на микрок
лимат оказывают источники теплоты,
существующие в помещении, также на него влияет количество рабочих в
данном помещении. Высокая температура воздуха способствует быстрой
утомляемости работающего, может привести к перегреву организма,
тепловому удару или пр
офзаболеванию, низкая же температура воздуха
может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной
простудного заболевания, либо обморожения.

Показателями, характеризующими микроклимат в рабочих
помещениях, являются:



Температура воздуха;



Температура поверхностей;



Относительная влажность;



Скорость движения воздуха;



Интенсивность теплового излучения.

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям
оптимального теплового и функционального состояния человека. Данные
условия обе
спечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в
течение восьмичасовой рабочей смены при минимальном напряжении
механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья,
создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и явл
яются
предпочтительными на рабочих местах.







59




Таблица № 10


Оптимальные величины показателей микроклимата на
рабочих местах производственных помещений.

Период
года

Категория работ по
уровню
энергозатрат, Вт

Темпе
-
ратураво
зду
-
ха,


Температура
поверхнос
-
тей,


Относите
-
льная
влажность
воздуха, %

Скорость
движения
воздуха,
м/
c

Холод
-
ный

I
а (до 139)

I
б (140
-
174)

II
а (175
-
232)

II
б (233
-
290)

III

(более 290)

22
-
24

21
-
23

19
-
21

17
-
19

16
-
18

21
-
25

20
-
24

18
-
22

16
-
20

15
-
19

60
-
40

60
-
40

60
-
40

60
-
40

60
-
40

0.1

0.1

0.2

0.2

0.3

Теплый

I
а (до 139)

I
б (140
-
174)

II
а (175
-
232)

II
б (233
-
290)

III

(более 290)

23
-
25

22
-
24

20
-
22

19
-
21

18
-
20

22
-
26

21
-
25

19
-
23

18
-
22

17
-
21

60
-
40

60
-
40

60
-
40

60
-
40

60
-
40

0.1

0.1

0.2

0.2

0.3

4.6.
Оборудование и организация рабочих мест с
персональным компьютером

Рабочие места с персональными компьютерами по отношению к
световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет
падал сбоку, желательно слева.

Схемы размещения рабочих мест с персональными компьютерами
должны учитывать

расстояния между рабочими столами с мониторами:
расстояние между боковыми поверхностями мониторов не менее 1,2 м, а
расстояние между экраном монитора и тыльной частью другого монитора не
менее 2,0 м.

Рабочий стол может быть любой конструкции, отвечающей
с
овременным требованиям эргономики и позволяющей удобно разместить на
60


рабочей поверхности оборудование с учетом его количества, размеров и
характера выполняемой работы. Целесообразно применение столов,
имеющих отдельную от основной столешницы специальную ра
бочую
поверхность для размещения клавиатуры. Используются рабочие столы с
регулируемой и нерегулируемой высотой рабочей поверхности. При
отсутствии регулировки высота стола должна быть в пределах от 680 до 800
мм.

Глубина рабочей поверхности стола должна с
оставлять 800 мм
(допускаемая не менее 600 мм), ширина


соответственно 1 600 мм и 1 200
мм. Рабочая поверхность стола не должна иметь острых углов и краев, при
этом она должна иметь матовую или полуматовую фактору.

Рабочий стол должен иметь пространство д
ля ног высотой не менее 600
мм, шириной


не менее 500 мм, глубиной на уровне колен


не менее 450
мм и на уровне вытянутых ног


не менее 650 мм.

Быстрое и точное считывание информации обеспечивается при
расположении плоскости экрана ниже уровня глаз поль
зователя,
предпочтительно перпендикулярно к нормальной линии взгляда (нормальная
линия взгляда 15 градусов вниз от горизонтали).

Клавиатура должна располагаться на поверхности стола на расстоянии
100
-
300 мм от края, обращенного к пользователю.

Для удобства

считывания информации с документов применяются
подвижные подставки, размеры которых по длине и ширине соответствуют
размерам устанавливаемых на них документов. Данная подставка
размещается в одной плоскости и на одной высоте с экраном.

Для обеспечения физ
иологически рациональной рабочей позы,
создания условий для ее изменения в течение рабочего дня применяются
подъемно
-
поворотные рабочие стулья с сиденьем и спинкой, регулируемыми
по высоте и углам наклона, а также расстоянию спинки от переднего края
сидени
я.

Конструкция стула должна обеспечивать:

61




Ширину и глубину поверхности сиденья не менее 400 мм;



Поверхность сиденья с закругленным передним краем;



Регулировку высоты поверхности сиденья в пределах 400
-
550 мм и
углом наклона вперед до 15 градусов и назад до

5 градусов;



Высоту опорной поверхности спинки 300±20 мм, ширину


не
менее 380 мм и радиус кривизны горизонтальной плоскости 400 мм;



Угол наклона спинки в вертикальной плоскости в пределах 0±30
градусов;



Регулировку расстояния спинки от переднего края сид
ения в
пределах 260
-
400 мм;



Стационарные или съемные подлокотники длиной не менее 250 мм и
шириной 50
-
70 мм;



Регулировку подлокотников по высоте над сиденьем в пределах
230±30 мм и внутреннего расстояния между подлокотниками в пределах 350
-
500 мм;



Поверхно
сть сиденья, спинки и подлокотников должна быть
полумягкой, с нескользящим и неэлектризующимся, воздухонепроницаемым
покрытием, легко очищаемым от загрязнения.

Рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног, имеющей
ширину не менее 300 мм, глубин
у не менее 400 мм, регулировку по высоте в
пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20
град. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему
краю бортик высотой 10 мм.

4.7.
Режим труда и отдыха при работе с комп
ьютером

Режим труда и отдыха предусматривает соблюдение определенной
длительности непрерывной работы на ПК и перерывов, регламентированных
с учетом продолжительности рабочей смены, видов и категории трудовой
деятельности.

62


Виды трудовой деятельности на ПК
разделяются на 3 группы: группа А


работа по считыванию информации с экрана с предварительным
запросом; группа Б


работа по вводу информации; группа В


творческая
работа в режиме диалога с ПК.

Если в течение рабочей смены пользователь выполняет разные в
иды
работ, то его деятельность относят к той группе работ, на выполнение
которой тратится не менее 50% времени рабочей смены.

Категории тяжести и напряженности работы на ПК определяются
уровнем нагрузки за рабочую смену: для группы А


по суммарному числу
считываемых знаков; для группы Б


по суммарному числу считываемых
или вводимых знаков; для группы В


по суммарному времени
непосредственной работы на ПК.

Количество и длительность регламентированных перерывов, их
распределение в течение рабочей смены ус
танавливается в зависимости от
категории работ на ПК и продолжительности рабочей смены.

При восьмичасовой рабочей смене и работе на ПК регламентированные
перерывы следует устанавливать:



Для первой категории работ через 2 часа от начала смены и через 2
часа

после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый;



Для второй категории работ


через 2 часа от начала рабочей смены
и через 1,5
-
2,0 часа после обеденного перерыва продолжительностью 15
минут каждый или продолжительностью 10 минут через каждый
час работы;



Для третьей категории работ


через 1,5
-

2,0 часа от начала рабочей
смены и через 1,5
-
2,0 часа после обеденного перерыва продолжительностью
20 минут каждый или продолжительностью 15 минут через каждый час
работы.

При двенадцатичасовой рабочей с
мене регламентированные перерывы
должны устанавливаться в первые 8 часов работы аналогично перерывам при
восьмичасовой рабочей смене, а в течение последних 4 часов работы,
63


независимо от категории и вида работ, каждый час продолжительностью 15
минут.

Продол
жительность непрерывной работы на ПК без
регламентированного перерыва не должна превышать 1 час.

При работе на ПК в ночную смену продолжительность
регламентированных перерывов увеличивается на 60 минут независимо от
категории и вида трудовой деятельности.

Эффективными являются нерегламентированные перерывы
длительностью 1
-
3 минуты.

Регламентированные и нерегламентированные перерывы
целесообразно использовать для выполнения комплекса упражнений и
гимнастики для глаз, пальцев рук, а также массажа. Комплексы у
пражнений
целесообразно менять через 2
-
3 недели.

Пользователям ПК, выполняющим работу с высоким уровнем
напряженности, показана психологическая разгрузка во время
регламентированных перерывов и в конце рабочего дня в специально
оборудованных помещениях.

Ме
дико
-
профилактические и оздоровительные мероприятия. Все
профессиональные пользователи ПК должны проходить обязательные
предварительные медицинские осмотры при поступлении на работу,
периодические медицинские осмотры с обязательным участием терапевта,
невр
опатолога и окулиста, а также проведением общего анализа крови и
ЭКГ.

Женщины со времени установления беременности переводятся на
работы, не связанные с использованием ПЭВМ, или для них ограничивается
время работы с ПЭВМ (не более 3
-
х часов за рабочую смен
у) при условии
соблюдения гигиенических требований установленных настоящими
Санитарными правилами. Трудоустройство беременных женщин следует
осуществлять в соответствии с законодательством Российской Федерации.

64


Близорукость, дальнозоркость и другие нарушен
ия рефракции должны
быть полностью корригированы очками. Для работы должны использоваться
очки, подобранные с учетом рабочего расстояния от глаз до экрана дисплея.
При более серьезных нарушениях состояния зрения вопрос о возможности
работы на ПК решается в
рачом
-
офтальмологом.

Для снятия усталости аккомодационных мышц и их тренировки
используются компьютерные программы типа Relax.

Интенсивно работающим целесообразно использовать такие новейшие
средства профилактики зрения, как очки ЛПО
-
тренер и офтальмологич
еские
тренажеры ДАК и ©Снайпер
-
ультраª.

Досуг рекомендуется использовать для пассивного и активного отдыха
(занятия на тренажерах, плавание, езда на велосипеде, бег, игра в теннис,
футбол, лыжи, аэробика, прогулки по парку, лесу, экскурсии, прослушивание
м
узыки и т.п.). Дважды в год (весной и поздней осенью) рекомендуется
проводить курс витаминотерапии в течение месяца. Следует отказаться от
курения. Категорически должно быть запрещено курение на рабочих местах
и в помещениях с ПК.

4.8. Пожарная
безопасность

Пожарная безопасность


состояние объекта, при кᴏᴛᴏᴩом
исключается возможность пожара, а в случае его возникновения
предотвращается воздействие на людей опасных его факторов и
обеспечивается защита материальных ценностей.

Помещение, в котором
размещены ПЭВМ по категориям пожарной
опас
ности относятся к категории ©Вª. Обычно в нем находится большое
количе
ство возможных источников возгорания как, например, кабельные
линии, используемые для питания ПЭВМ от сети переменного тока
напряжением 220/38
0 В, которые в целях понижения воспламеняемости
покрывают огне
защитным покрытием и прокладывают в металлических
трубах. К источни
кам возгорания также относятся: Электронно
-
лучевая
65


трубка дисплея, кото
рая взрывоопасно без дополнительной защиты;
различные

электронные уст
ройства, которые при отказе систем охлаждения
могут привести к короткому замыканию; носители информации, такие как
бумага, магнитная лента.

В современных ЭВМ очень высокая плотность размещения элементов
электронных схем. В непосредственной

близости друг от друга
располагаются соединительные провода, кабели. При протекании по ним
электрического тока выделяется значительное количество теплоты. При ϶ᴛᴏм
возможно оплавление изоляции. При постоянном действии данные системы
представляют собой доп
олнительную пожарную опасность.

К мерам пожарной профилактики относится:



Соблюдение противопожарных требований при проектировании и
эксплуатации систем вентиляции со
гласно СанПиН 1.01.02
-
84;



Соблюдение условий пожарной безопасности электроустановок
согл
асно ПУЭ;



Наличие средств оповещения: пожарные извещатели (ЛИП


1, ИП


105 2/1 и т.д.), установки пожаротушения (АУП), инструкции по мерам
противопожарной безопасности, план эвакуации людей и технических
средств.

Для улучшения условий пожарной безопаснос
ти в помещении
устанавли
вают пол из негорючих материалов, технологически съемный.
Бумага и лента должна храниться в металлическом шкафу. В наличии
обязательно должны быть два углекислотных огнетушителя типа ОУ


5, а
также два дымовых датчика.

В случае по
жара необходимо срочно покинуть здание, используя
основные и пожарные выходы или лестницы, и как можно быстрее позвонить
в по
жарную охрану, сообщить Ф.И.О., адрес и что горит.

В начальной стадии развития пожара можно попытаться поту
шить его,
используя вс
е имеющиеся средства пожаротушения (огне
тушители,
внутренние пожарные краны, покрывала, песок, воду и др.). Необходимо
66


помнить, что огонь на элементах электроснабже
ния нельзя тушить водой.
Предварительно надо отключить напряже
ние или перерубить провод
т
опором с сухой деревянной ручкой. Если все старания оказались
напрасными, и огонь получил распростране
ние, нужно срочно покинуть
здание. При задымле
нии лестничных клеток следует плотно закрыть двери,
выходящие на них, а при образовании опасной концентрац
ии дыма и
повыше
нии температуры в помещении, переместиться на балкон, захватив с
собой намоченное одеяло (ковер, другую плотную ткань), чтобы укрыться от
огня в случае его проникновения через дверной и оконный проемы, дверь за
собой плотно прикрыть. Эваку
ацию нуж
но продолжать по пожарной
лестнице или через другую квартиру, если там нет огня, использовав крепко
связанные простыни, шторы, веревки или пожарный рукав. Спускаться надо
по одному, подстра
ховывая друг друга. Подобное самоспасение связано с
риско
м для жизни и допустимо лишь тогда, когда нет иного выхода. Нельзя
пры
гать из окон верхних этажей зданий, так как статистика свидетельствует,
что это заканчивается смертью или серьезными уве
чьями.

4.9.
Электробезопасность

Рабочее место, оснащенное ЭВМ, и
меет много проводов.
Следовательно, имеется возможность короткого замыкания. Провода могут
иметь повреждения изоляции и человек, работающий на этом рабочем месте
может легко соприкоснуться с оголенными проводами или попасть под
разряд тока.

В тех случаях,

когда раздражающее действие тока становится
настолько сильным, что человек не в состоянии освободиться от контакта,
возникает опасность длительного протекания тока через тело человека.
Длительное воз
действие таких токов может привести к затруднению и
нар
ушению дыхания.

Для переменного тока промышленной частоты сила неотпускающего
тока находится в пределах 16…20 мА и более. Постоянный ток не вызывает
67


не от
пускающего эффекта, а приводит к сильным болевым ощущениям, сила
такого тока 15…80 мА и более.

При пр
отекании тока в несколько сотых долей Ампера возникает опас
-
ность нарушения работы сердца. Может возникнуть фибриляция сердца, то
есть беспорядочные, не координированные сокращения волокон сердечной
мышцы, при этом сердце не в состоянии гнать кровь по сосу
дам, происходит
остановка кровообращения, после чего следует полная остановка сердца. Как
показывают экспериментальные исследования, пороговые фибриляционные
токи зависят от массы организма, длительности протекания тока и его пути.
Рассмотренные ре
акции о
рганизма на действие электрического тока
позволили установить три уровня допустимых токов (ГОСТ 12.1.038
-
82).

Первый уровень


неощутимый ток, который не вызывает нарушений
деятельности организма и допускается для длительного (не более 10 минут в
сутки) п
ротекания через тело человека при обслуживании электрооборудова
-
ния. Для переменного тока частотой 50 Гц он составляет 0,3 мА, для
постоян
ного


1 мА.

Второй уровень


отпускающий ток. Действие такого тока на человека
допустимо, если длительность его пр
отекания не превышает 30 с.

Сила
отпус
кающего тока: для переменного тока


6 мА, для постоянного


15 мА.

Третий уровень


фибриляциооный ток, действующий кратковременно
до 1 с. Сила тока: для переменного тока


50 мА, для постоянного


200 мА.

Электроус
тановки, к которым относится практически все оборудование
ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную опасность, так
как в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ
человек может коснуться частей, находящихся под напряжением.
Спе
цифическая опасность электроустановок: токоведущие проводники,
корпуса стоек ЭВМ и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением
в результате повреждения (про
боя) изоляции, не подают каких
-
либо
сигналов, которые предупреждали бы че
ловека об опасност
и.

68


Реакция человека на электрический ток возникает лишь при
протекании последнего через тело человека. Экспериментальные
исследования показали, что человек начинает ощущать раздражающее
действие переменного тока про
мышленной частоты силой 0,6…1,5 мА и
пос
тоянного тока 5…7мА. Эти токи не представляют серьезной опасности
для деятельности организма человека, и так как при такой силе тока
возможно самостоятельное освобождение человека от контакта с
токоведущими частями, то допустимо его длительное протекание ч
ерез тело
человека.

Важное значение для предотвращения травм возможности короткого
замыкания или других причин возникновения поражения электрическим
током имеет правиль
ная организация обслуживания действующих
электроустановок, проведение ремонтных и
профилактических работ.
Организация осуществляется с помо
щью следующих мер: оформление
наряда, допуск к работе, надзор во время ра
боты, производство отключений
во время ремонта, вывешивание предупреди
тельных плакатов и знаков
безопасности, проверка отсу
тствия напряжения, на
ложение заземления.

Весь персонал в обязательном порядке инструктируется о мерах
электро
безопасности.

4.10. Электромагнитное излучение

Рассмотрим проблемы, которые по своей природе связаны с
электромагнитным излучением, как самого ко
мпьютера, так и его
периферийных устройств.

Как известно, любое устройство, производящее или же потребляющее
электрическую энергию, генерирует электромагнитное излучение, которое
концентрируется вокруг самого устройства в виде так называемого
электромагнит
ного поля. Вполне естественно, что конструктивные
особенности приборов определяют степень интенсивности данного
излучения. Например, тостер или холодильник создают довольно низкие
69


уровни электромагнитного излучения. А такие приборы как: микроволновая
печь,

телевизор или компьютерный монитор


создают гораздо более
высокие уровни излучения.

Результаты некоторых исследований, проведенных в данной области,
позволили выделить возможные факторы риска. В качестве примера можно
назвать мнение некоторых специалист
ов о том, что электромагнитное
излучение может обуславливать расстройства нервной системы человека,
вызывать снижение иммунитета, расстройства сердечнососудистой системы ,
так же проявление некоторых аномалий в процессе беременности, что в
конечном итоге
не может не сказаться на здоровье будущего ребенка.

Учитывая все сказанное необходимо свести к минимуму
предполагаемое пагубное влияние электромагнитного излучения на
организм человека. Для этого необходимо выполнить следующие условия:



Рабочее место, по в
озможности, должно быть обустроено таким
образом, чтобы системный блок и монитор находились как можно дальше от
пользователя ЭВМ;



Не рекомендуется оставлять компьютер включенным на длительное
время, если вы его не используете;



Не рекомендуется отключать ис
пользование ©спящего режимаª для
монитора;



Идеальный вариант размещения монитора


угол помещения, это
позволит стенам поглощать генерируемое им электромагнитное излучение,
наибольшая интенсивность которого фиксируется именно от задней стенки
устройства;



П
о возможности, необходимо сократить время работы за
компьютером, а в том случае, если это невозможно, необходимо как можно
чаще прерывать работу для отдыха.

Таблица № 11


в
ременные допустимые уровни ЭМП, создаваемых ПЭВМ на
рабочих местах
.

70


Наименование
параметров

ВДУ

Напряженность
электрического поля

В диапазоне 5 Гц
-
2 кГц

25 В/м

В диапазоне 2 кГц
-
400 кГц

2,5 В/м


Таблица № 11


в
ременные допустимые уровни ЭМП, создаваемых ПЭВМ на
рабочих местах
.

Плотность
магнитного потока

В диапазоне 5 Гц
-
2 кГц

250 нТл

В диапазоне 2 кГц
-
400 кГц

25 нТл

Напряженность электростатического поля

15 кВ/м


Специалисты в области безопасности электронного оборудования
утверждают, что нахождение в поле положительно заряженных ионов
(именно такое поле представляет собой
зона пред экраном дисплея на ЭЛТ),
несомненно, связано с вредом для здоровья человека. Положительное
электростатическое поле от высокого напряжения на трубке как бы
©высасываетª из пространства между пользователем компьютера и экраном
компьютерного монитор
а все отрицательные ионы, что приводит к
насыщению данной области положительными ионами воздуха, пыли и дыма.
Такая ситуация наносит довольно чувствительный вред слизистой глаз,
носоглотки, а так же коже рук. Выходом из сложившейся ситуации может
послужит
ь установка качественного заземленного защитного фильтра на
экран электронно
-
лучевой трубки, который позволит снять указанное поле.







71


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе данной исследовательской работы была организованна
беспроводная локальная сеть на основе инфраструкт
урного соединения и
были измерены реальные пропускная способность и задержки сети. Также
были измерены и проанализированы все основные параметры беспроводных
локальных сетей по средствам программного комплекса
Iperf
, а также был
произведен дополнительный а
нализ результатов измерений
Iperf

с помощью
программы
Wireshark
.

По ходу работы была измерена реальная пропускная способность
беспроводной локальной сети, которая составила 1/10 заявленной
производителем оборудования пропускной способности. Так же были
р
ассмотрены способы и возможности повышения пропускной способности и
стабилизации остальных параметров сети.

Еще одним пунктом, который был рассмотрен в ходе данного
исследования, было влияние количества абонентов на параметры сети. В сеть
постепенно добавл
ялись новые устройства и производились те же измерения.
Данное исследование привело к выводу, что увеличение абонентов в сети
пагубно повлияло на все основные параметры сети, но самое больше влияние
было оказано на пропускную способность, которая упала на
1/3. Также
поднялась потеря пакетов, примерно на 3 % при максимальном количестве
новых устройств.

Данные методы измерен
ия и анализа неполадок сети и
отклонения от
нормальных значения в параметрах сетей

могут пригодится при любом
проектирование беспроводной

локальной сети, буд
ет это домашняя сеть или
производственная
сеть.





72


ПРИЛОЖЕНИЕ А

Библиография

1.

Википедия


свободная энциклопедия//
C
вободная общедоступная
многоязычная универсальная энциклопедия
URL
: http://ru.wikipedia.org/ (дата
обращения
10.06.2017
).

2.

Беспроводные сетиWi
-
Fi/Пролетарский А.В., Баскаков И.В.

3.

Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта
802.11/ Практическое руководство по изучению, разработке и использованию
беспроводных ЛВС стандарта 802.11/ПеджманРошан, Дж
онатан Лиэри/М.,
из
д
-
во ©Вильяме

,
2004
.

4.

CiscoURL
:
http
://
www
.
cisco
.
com
/

(дата обращения 5.06.2017).

5.

Institute

of

Information

Technology

URL:

http://www.juniv.edu/
(
датаобращения

8.06.2017).

6.

Гейер Джим. Беспроводные с
ети. Первый шаг: Пер. с англ.


М.:
Изда
тельский дом "Вильяме", 2005.



192 с.

7.

Cisco Support Community URL:
https://supportforums.cisco.com/

(
датаобращения

8.06.2017).

8.

Keenetic

центр поддержки
URL
: https://help.keenetic.net/ (дата
обращения 5.06.2017).

9.

Habrahabr
URL
:
https
://
habrahabr
.
ru
/ (дата обращения
10.06.2017).

10.

Джон Росс. Wi
-
Fi. Беспроводная сеть.Издательство ©
НТ Прессª
,

2007.



320 с.







73


ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Наиболее употребляемые текстовые сокращения

ПК


персональный компьютер
;

КПК


компактный персональный компьютер
;

WPAN


Wireless personal area
network
;

WLAN


;

WMAN


W
ireless

M

A
rea

N
;

WWAN


;

MAC


Media Access Control
;

WEP


Wired Equivalent Privacy
;

WPA


Wi
-
Fi Protected Access
;

PCI


Peripheral component interconnect
;

USB


Universal Serial Bus
;

MCS


Modulation and Coding Scheme
;

WAN


;

LAN


;

HTTPS


HyperText Transfer Protocol Secure
;

VoIP


Voice over IP
;

ICMP


;

DNS


Domain Name System
;

HTTP


HyperText Transfer Protocol
;

IEEE


Institute of Electrical and Electronics Engineers
;

MTU


maximum transmission unit;

STCP


Stream Control Transmission Protocol
;

UDP


User Datagram Protocol
;

TCP


T
ransmission Control Protocol;

MIMO


Multiple Input
Multiple Output
;

WDS


Wireless Distribution System;

Wi
-
Fi


wireless fidelity.


Приложенные файлы

  • pdf 7015743
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий