Простые симплексные системы связи с применением репитера простые системы радиосвязи с использованием ретранслятора. Что такое репитер и как он работает Для чего используются репитеры

Многие пользователи позиционируют репитеры как устройства для усиления GSM или WiFi сигнала.

В большинстве случаев они именно так и используются, однако с технической точки зрения репитеры гораздо сложнее и их функциональные возможности несколько шире.

По определению усилитель, это устройство, которое подключается к одному прибору: телефон, Модем, GSM или WiFi шлюзу и т.п. При этом его возможности сводятся к несложной последовательности операций:

получить сигнал от приемной антенны;
отфильтровать заданный диапазон частот;
усилить до необходимого уровня.

После этого сигнал передается на подключённые устройства посредством кабеля. В большинстве случаев это не всегда удобно.

В отличие от усилителя репитер имеет определенные преимущества. Прежде всего, и это главное отличие, репитер модифицирует сигнал в оба направления, на прием и передачу. Принимая сигнал от базовой станции, он обрабатывает его и ретранслирует на определённую площадь.

Таким образом, все устройства, находящиеся в радиусе действия – мобильные телефоны, смартфоны, планшеты, модемы и другие устройства, имеющие точку приема GSM или WiFi, получают уверенный доступ к сети. Основной задачей при выборе такого репитера является определение его оптимальной мощности.

GSM РЕПИТЕР СОТОВОЙ СВЯЗИ

Казалось бы, современное покрытие GSM сигнала распространяется практически на всю территорию Российской Федерации.

Однако существует множество мест, которые номинально числятся в зоне покрытия, но воспользоваться в полной мере всеми услугами оператора сотовой связи не представляется возможным из-за слишком слабого сигнала. Кроме того, даже в больших городах имеются белые пятна, куда GSM сигнал проникает с трудом.

Существует две основные причины отсутствия сигнала мобильного оператора:

удаленность от базовой передающей станции;
наличие экранирующих препятствий (наличие высотных зданий, стены из железобетонных панелей, лес, неровности ландшафта и т.п.).

В некоторых случаях эти два фактора накладываются, и тогда единственным способом организации нормального доступа к сотовой связи является установка репитера.

Голосовая сотовая связь функционирует в частотном диапазоне 900 и 1800 МГц. GSM репитеры, которые используются исключительно для усиления "голоса" классифицируется по этому признаку. Устройства, поддерживающие один диапазон, имеют бюджетную стоимость, однако польза от их приобретения довольно сомнительна.

Более целесообразно приобрести GSM репитеры на несколько диапазонов. При этом преимущество у устройств поддерживающих 3G. К примеру: на 1800/2100 МГц или 900/2100 МГц, а с недавнего времени и 4G. Это дает возможность воспользоваться услугами высокоскоростного мобильного интернета по стандарту DC HSPA+ на скорости как минимум 42 Мбит/c.

Кроме поддержания определенного диапазона GSM репитеры различаются по мощности передаваемого сигнала, в прямой зависимости от которого находится такой важный показатель как площадь покрытия. Строгой классификации не существует, однако принято разделять существующие устройства по следующим категориям:

Зона покрытия:

до 300 м 2 ;
до 2000 м 2 ;
более 2000 м 2 .

Мощность:

маломощные до 10 мВт;
средней мощности до 100 мВт;
повышенной мощности более 100 мВт.

Взаимодействие между базовой станцией сотовой связи и GSM репетиром осуществляется через внешнюю антенну. Лучше всего если это устройство направленного действия. Покрытие на объекте осуществляется через внутренние GSM антенны, которых может быть несколько. Связь между GSM репитером и внутренними антеннами осуществляется по кабелю.

Для бюджетных маломощных репитеров все три устройства могут находиться в одном корпусе. Более функциональные, мощные и технические совершенные модели имеют несколько внутренних антенн, которые подключаются через сплиттеры (делители мощности) и могут обслуживать сооружения сложной планировки. Внутренние антенны являются ненаправленными и имеют круговую диаграмму распространения сигнала.

Настройка GSM репитера на даче.

Данная, практическая, часть статьи будет полезна для тех, у кого проблемы с сотовой связью на даче, загородном частном доме или в селе.

При приобретении репитера обязательно требуйте сертификат. В соответствии с законом №161-ФЗ от 02.06.2016г. За использование не сертифицированных средств связи (куда относится и репитеры) гражданам грозит штраф 3000-5000 руб. с конфискацией оборудования.

Перед выбором модели необходимо определить радио обстановку в зоне приема. Для этого можно воспользоваться специальными средствами. К примеру, 4G/3G/2G Signal Strength Tester. Однако такое устройство довольно дорогостоящие 150-300 евро. Если нет возможности взять его во временное пользование, тут целесообразно обойтись подручными средствами.

Воспользоваться функциями, которые имеют некоторые 3G-4G модемы. К примеру, Huawei Е3372 имеет функцию AT NETSCAN. С ее помощью можно просканировать весь эфир и определить не только наличие всех операторов сотовой связи, но и уровни сигнала от их базовых станций.

Значение уровня сигнала до -75 dBm обеспечивает хорошее качество связи. С изменением этого значения до -105 dBm величина сигнала уменьшается вплоть до полного пропадания соединения.

Можно также воспользоваться функциями смартфонов. Для того чтобы замерить уровень 3G или GSM сигнала на iPhone открываем скрытое инженерное меню, набрав 3001#12345#. Затем последовательно заходим в следующие пункты меню GSM Cell Environment → GSM Cell info → Neighboring Cell → 0-й канал.

Записываем полученные данные частот, диапазоны соответствуют определенным стандартам:

1 по 124 - GSM 900;
512 по 885 - GSM 1800;
974 по 1023 - E-GSM 900.

Внешние антенны и репитеры выбираются с соответствующими характеристиками.

Следующим этапом будет выбор радиочастотного коаксиального кабеля для связи между антенной и репетиром. Его характеристики должны соответствовать следующим значениям:

волновое сопротивление - 50 Ом;
минимальный коэффициент затухания в необходимой чистоте (в данном случае 1800-900 мГц);
климатическое исполнение: стойкость к ультрафиолету, колебаниям температуры, влажности и т.п. Особенно это важно если прокладка кабеля планируется открытым способом по улице.

Если репитер приобретается не в комплекте (внешняя, внутренняя антенна и сам прибор), то при выборе внутренней антенны следует отдать предпочтение универсальным моделям, которые поддерживают все стандарты сотовой связи.

Напоминаем! GSM стандарты: 2G – GSM 900/1800мГц, 3G – 2100 мГц, LTE(4G) – 2700 мГц и WiFi - 2400 мГц.

При монтаже антенн и размещении репетитора необходимо максимально разнести внутреннюю и внешнюю антенны. Сигнал от внутренней, не должен приниматься внешней, иначе устройство будет неработоспособно.

ЧТО ТАКОЕ РЕПИТЕР WIFI?

WiFi репитеры в большей степени являются ретрансляторами сигнала основного роутера. Дело в том, что зона покрытия большинства моделей современных WiFi роутеров не превышает 45-50 м.

Конечно, производители обещают передачу сигнала на расстояние 200-500 м, однако небольшая приписка - "в зоне прямой видимости", означает, что расстояние измеряется по прямой без каких-либо преград.

Например, окно с обычным остеклением уменьшает эффективное расстояние до 70% от заявленного, деревянные стены до 30%, а несущие и железобетонные конструкции до 10%.

Таким образом, эффективное расстояние при прохождении через плотные преграды, особенно экранированные железобетоном, значительно уменьшается. На практике, принять качественный WiFi сигнал от точки доступа через две стены почти невозможно.

Внешне WiFi репитер выглядит как небольшое устройство, подключаемое к сети электроснабжения. Получение сигнала от роутера может происходить как через Ethernet кабель, так и беспроводным способом.

При приобретении WiFi ретранслятора необходимо обратить внимание на следующие характеристики:

Диапазон частот. Бюджетные модели функционируют на стандартной частоте для WiFi 2400 мГц. Более современные устройства поддерживают оба диапазона 2,4 и 5 ГГц.
Стандарты передачи данных. Поддержка стандартов зависит от рабочего диапазона. Как правило, двухдиапазонные модели поддерживают все существующие стандарты.
Мощность и чувствительность.

Использование двухдиапазонных устройств на 2,4 и 5 ГГц предпочтительнее, так как с ними можно реализовать различные схемы подключения. К примеру, сигнал частотой 5 ГГц имеет улучшенные параметры приемо-передачи данных. Может осуществлять трансляцию на большее количество каналов с минимальными помехами. Однако он имеет меньшую зону покрытия, чем 2,4 ГГц.

Поэтому приобретая двухдиапазонное устройство можно реализовать связь роутера с репетитором по каналу 2,4 ГГц, а ретрансляцию на пользовательские устройства в диапазоне 5 ГГц.

Подключение и настройка WiFi репитера.

Подключение репитера к роутеру может осуществляться двумя способами:

1. Если оба устройства поддерживают функцию WPS (WiFi Protected Setup) достаточно включить ретранслятор, подождать его загрузки, а затем включить WPS на обоих устройствах. В некоторых случаях может понадобиться введение пин кода.

2. Если одно или оба устройства не поддерживают WPS функцию, то необходимо настроить связь через Web интерфейс.

Web настройка осуществляется следующим образом:

WiFi репитер запускается, а затем через стандартный разъем Ethernet (rj-45) подключается к ПК;
в адресной строке любого браузера вводится сетевой адрес устройства указанный в технической документации или на корпусе;
в появившемся диалоговом окне вводится логин и пароль (информация также указана на корпусе);
после открытия окна указывается регион и выбирается WiFi сеть из списка имеющихся, для подключения к ней вводится пароль.

Репитер своими руками.

Сделать репитер собственными руками с нуля, это задача для профессионального электронщика, да и он с этим вряд ли будет заморачиваться. Но существует несколько лайфхаков, позволяющих не только усилить передачу сигнала но использовать малоизвестные функции различных устройств.

Некоторые беспроводные устройства, особенно принимающие WiFi сигнал, могут функционировать в качестве ретрансляторов: камеры видеонаблюдения, розетки, смарт-лампочки. К примеру, Sengled Pulse Solo или Sengled Snap.

Кроме того многие современные WiFi роутеры имеют функцию повторителя. К примеру, практически все модели tp-link для активации необходимо в разделе "Беспроводный режим" отметить галочкой "Включить WDS".

* * *

Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и официальных документов

Репитер сотовой связи - устройство, предназначенное для расширения зоны покрытия сигнала и обеспечивающее стабильный сигнал в местах, где он плохо улавливается или вовсе отсутствует. Нередко вместо слова «репитер» используются синонимы: усилитель сотовой связи, ретранслятор GSM, усилитель GSM, сотовый усилитель.

Разновидности репитеров

Однодиапозонные широкополосные репитеры - самые распространенные и наиболее дешевые устройства, рассчитанные на работу во всей полосе частот одного стандарта. Подобные репитеры усиливают сигналы сразу всех операторов сотовой связи, вещающих в полосе частот одного диапазона, например: 2G 900 МГц или 3G 2000 МГц.

Однодиапазонные полосовые репитеры рассчитаны на поддержку только одного оператора сотовой связи и работу только в одном диапазоне.

Мультидиапозонные репитеры работают одновременно в нескольких стандартах (например, 2G/3G или 2G/3G/4G) и позволяют обеспечить стабильную голосовую связь и доступ к высокоскоростному интернету.

Линейные усилители (бустеры или дополнительные усилители) - репитеры с низкой чувствительностью. Они применяются только совместно с репитерами и позволяют в несколько раз увеличить мощность выходного сигнала после репитера. Совместное использование репитера и бустера обычно выгоднее, чем покупка одного дорогостоящего репитера большой мощности.

Коэффициент усиления

Коэффициент усиления (КУ), измеряется в децибелах. Репитеры с высоким КУ способны работать с более низким по уровню входным сигналом. Если расстояние от объекта, на котором установлен репитер, до базовой станции оператора меньше 5 км, можно выбрать репитер с КУ 50 – 70 дБ . При расстоянии от 5 до 15 км, рекомендуется выбрать репитер с КУ 70 – 80 дБ. Если объект располагается от базовых станций операторов сотовой связи на расстояние более 15 км, потребуется репитер с КУ более 80 дБ .

На маломощных моделях репитеров значение коэффициента зафиксировано и не регулируется. В репитерах средней и высокой мощности производителями предусмотрена возможность регулировки КУ.

Выходная мощность

Чем больше мощность репитера , тем большую площадь покрытия он может обеспечить. Соответственно, чем больше объект, тем большая нужна выходная мощность репитера. При выборе репитера необходимо учитывать материал стен и перекрытий, конфигурацию помещений, наличие сигналов сотовой связи на объекте и расположение базовых станции относительно объекта.

Почти у всех производителей усилителей связи в технических характеристиках для каждой модели репитера обозначена максимальная площадь покрытия, например, до 1500 кв. м. Это значение отображает максимально возможную площадь обслуживания репитера при отсутствии каких-либо препятствий для распространения сигнала. Для определения реальной площади покрытия необходимо поделить значение данного параметра на 3, а если необходимо иметь некоторый запас мощности, то и на 5.

Безопасность

Так как репитер является излучающим устройством, неправильный выбор модели может создавать помехи для базовых станций операторов сотовой связи. В случае обнаружения проверяющими органами некорректно работающего репитера виновным признается владелец оборудования, к которому в рамках кодекса об административных нарушениях могут применяться штрафные станции.

Справочная статья, основанная на экспертном мнении автора.

Развертывание WiFi сетей сопряжено с рядом трудностей. Основная проблема – ограниченная зона покрытия роутера или точки доступа. В закрытом помещении зона покрытия роутера, как правило, не превышает 45 метров.

При этом на качество связи влияет количество стен и других препятствий, а также материал, из которого они изготовлены. Так, стена из железобетона ослабляет сигнал роутера на 20-25 dB. То есть, через две стены добиться устойчивой приёмопередачи практически невозможно.

Увеличение мощности роутера и установка дополнительных антенн не решает проблему затухания сигнала в полной мере. Поэтому для расширения зоны покрытия используют специальное оборудование – WiFi ретрансляторы (репитеры, англ. Repeater – повторитель).

Принцип работы устройства следующий: после включения и настройки репитера, он подключается к основной точке доступа и просто ретранслирует сигнал. Название сети и другие параметры остаются без изменений, то есть локальная сеть между устройствами, подключенными к основному роутеру, и репитеру будет работать.

В качестве репитера можно использовать роутер с поддержкой данной функции, например некоторые модели от ASUS и ZyXel (поддержка режима указывается в документации к роутеру). Но большинство производителей WiFi оборудования выпускает отдельный модельный ряд узкоспециализированных устройств.

Преимущества WiFi ретрансляторов:

простая настройка;
доступная цена;
возможность быстро расширить зону покрытия.

К минусам обычно относят потерю скорости интернет-соединения, однако показатель обычно не превышает 10-15% от общего значения. Производители выпускают как компактные ретрансляторы со встроенной антенной, так и более мощное оборудование с двумя-тремя внешними антеннами.

Основные технические характеристики:

диапазон частот (2400 МГц; 5000 МГц, двухдиапазонные);
скорость передачи данных (в зависимости от стандарта 11b, 11g и 11n);
чувствительность (в dBm) и фактическая мощность передатчика.

Практически все современные ретрансляторы работают в двух диапазонах и соответствуют стандартам передачи данных IEEE 802.11n, IEEE 802.11g, IEEE 802.11b.

КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ

Выбор подходящей модели WiFi ретранслятора основан на следующих критериях:

технические характеристики оборудования;
особенности помещения (площадь, планировка).

Для небольшой квартиры или одноэтажного дома оптимальным вариантом считается компактный репитер со встроенной антенной. Как правило, сигнал от правильно установленного роутера не доходит до 1-2 комнат, поэтому достаточно установить один WiFi усилитель.

Для офиса, двухэтажных коттеджей и других зданий большой площади необходимо использовать более мощные репитеры с внешними антеннами.

Для наилучших результатов отдельное внимание уделяют детальным техническим характеристикам оборудования. Например, на качество покрытия влияет не только мощность передатчика, но и диапазон рабочих частот. Так, оборудование, работающее в двух диапазонах (2400 МГц и 5000 МГц) позволяет реализовать несколько схем подключения.

Для сигнала частотой 5000 МГц характерно улучшенное качество приемопередачи данных (больше каналов связи и минимум помех), но его зона покрытия меньше чем у 2400 МГц. Поэтому часто реализуют схему, когда репитер соединяется с роутером в диапазоне 2400 МГц, а ретрансляция ведется уже в 5000 МГц.

Подобное решение позволяет добиться сохранения скорости передачи данных, при значительном расширении зоны покрытия и минимизации помех от другого оборудования. Однако, если в офисе или дома уже используется оборудование работающее только в диапазоне 2400 МГц, приобретать двухдиапазонный репитер нет смысла.

Кстати, на сайте есть еще один похожий материал про усиление GSM и WIFI сигнала, где также рассмотрены организационные и технические стороны этого вопроса.

Предпочтение отдается моделям усилителей от известных производителей (TP-Link, ASUS, Xiaomi, D-Link). Это не только гарантия качества, но и более простая настройка, и поддержка производителя. Марку репитера также можно выбирать исходя из модели установленного роутера.

Продукция одного производителя оснащается одинаковым веб-интерфейсом, что упрощает настройку сетевого подключения.

На рынке сетевого оборудования представлено много моделей от Noname компаний. Обычно они изготовлены с применением дешевых комплектующих и не всегда отличаются стабильной работой.

Типичные проблемы – перегрев, потеря сигнала, сложности с настройкой и обновлением прошивки. Преимущество у подобных усилителей одно – низкая стоимость в сравнении с брендовой продукцией.

КАК ПОДКЛЮЧИТЬ И НАСТРОИТЬ РЕПИТЕР

Установка и настройка WiFi ретранслятора проводится в следующем порядке:

настройка репитера;
выбор места установки;
подключение;
проверка.

На практике используют два способа настройки репитера: через веб-интерфейс или при помощи кнопки WPS (опционально, зависит от модели роутера и усилителя). Если оборудование поддерживает настройку WPS, то порядок действий следующий: включить репитер, дождаться его загрузки, нажать кнопку WPS на роутере, нажать WPS на репитере. Усилитель автоматически определит нужную сеть и начнет ретранслировать сигнал.

Если оборудование не поддерживает WPS или создать автоматическое подключение не получилось, необходимо произвести настройку через веб-интерфейс. Усилители WiFi оснащаются стандартным разъемом Enternet, а в комплект поставки входит патч-корд для подключения к компьютеру или ноутбуку.

Порядок настройки следующий: включить репитер и подождать пока он загрузится, подключить оборудование к компьютеру, используя патчкорд, запустить браузер, в адресную строку ввести сетевой адрес ретранслятора (указан на корпусе устройства), по запросу ввести имя пользователя и пароль (также указаны на корпусе).

После открытия веб-интерфейса необходимо выбрать режим настройки, указать регион, затем определить сеть для ретрансляции и ввести пароль. После окончания настройки ретранслятор перезагрузится и начнет работать в стандартном режиме. Если ретранслятор и роутер работают в двух диапазонах, потребуется провести отдельную настройку для частоты 5000 МГц (порядок действий аналогичный).

Перед установкой усилителя WiFi сигнала, необходимо проверить покрытие роутера в помещение. Самый простой и удобный способ – смартфон с установленной программой WiFi Analyzer. С помощью программы можно отследить изменение уровня сигнала в разных комнатах и определить место установки.

Сам ретранслятор обязательно размещается в зоне устойчивого приема, оптимальный вариант – в пределах прямой видимости.

То есть сначала выбирается зона приема ретранслятора, а затем проверяют, насколько расширилась зона покрытия сети. Рекомендуется проверять не только уровень сигнала, но и скорость интернета (программа speed test).

Если репитер оснащен внешними антеннами, необходимо правильно их сориентировать, с учетом специфики распространения сигнала WiFi. Если устройство располагается на одном этаже с роутером, то антенны ориентируют вертикально, если на этаж выше или ниже – горизонтально. Количество репитеров определяется индивидуально, исходя из особенностей помещения. Для квартиры или небольшого дома обычно достаточно одного усилителя.

ОБЗОР ПОПУЛЯРНЫХ МОДЕЛЕЙ

Устойчивым спросом пользуются репитеры от известных производителей. Например, продукция TP-link. Популярные модели:

Диапазон – 2400 МГц, антенна – 2 встроенных, скорость передачи – до 300 Мбит/сек (11n). Компактный корпус.

Класс А 1200. Диапазон – 2400 и 5000 МГц, две наружных антенны, встроенный светодиодный индикатор уровень сигнала для выбора места расположения репитера. Скорость передачи данных до 1 Гб/сек (локальная сеть), возможность использовать смартфон для настройки, компактный корпус.

Два диапазона – 2400 и 5000 МГц, встроенный индикатор сигнала, медиа адаптер для Smart TV, оригинальный дизайн компактного корпуса.

Набирают популярность репитеры фирмы Xiaomi . К преимуществам оборудования можно отнести интересный дизайн и хорошее соотношение цена/качество.

Интересное решение - ультракомпактный ретранслятор Xiaomi Mi WiFi Amplifier с USB интерфейсом. Усилитель настраивается автоматически, путем подключения к USB разъему роутера, затем используется для ретрансляции сигнала в комнате с плохим приемом (питание от компьютера или ноутбука).

Ретранслятор WiFi сигнала – доступное и действенное решение для реализации стабильного беспроводного интернет-соединения, а также организации беспроводного WiFi видеонаблюдения в квартире, офисе или загородном коттедже.

* * *

В наше время все большее распространение получает использование репитеров, при том зона их приложения не только не лимитируется профессиональной деятельностью сотовых провайдеров, но и еще увеличивается посреди граждан, отнюдь не располагающих к мобильной сети никакого взаимоотношения, т.е. Обыденных абонентов. Что же являет собой репитер и какие присутствуют его модели, а также сфера внедрения.

Прежде всего, выделим, что репитеры - это двунаправленные сотовые усилители, подсоединение которых производится к нескольким антеннам одновременно. С помощью одной антенны (донорской) ретранслятор обретает стойкое соединение с сервисной станцией и прямо с сотовым телефонным аппаратом или иным блоком связи. В результате ретрансляторы работают средством усиления как нескольких частотных каналов, так и спектра частот в общем. Все описанное обусловливает весьма много вариантов репитеров, специфика работы которых в отдельном варианте несет свои характеристики, на которые непременно стоит направлять свое внимание, избирая мобильный усилитель. Так, в частности каналы, использующие временное разграничение, там где на одной и той же частоте образованы несколько различающихся каналов (взять хоть, GSM), нуждаются в усилении частотного канала. В предоставленном варианте, при условии, что эксплуатировать однополосные сотовые репитеры GSM, то можно добиться значительного улучшения надежности соединения. Совсем противоположный метод нужен при эксплуатации мобильных усилителей в компактных офисных кабинетах, потому, что здесь надобно увеличение полного диапазона частот, в том числе сигналы нескольких провайдеров. Посодействовать опять же сумеют, в частности, широковещательные ретрансляторы GSM, разработанные на работу в компактных помещениях.

Следственно, в эпилоге всего рассказанного, давайте огласим важные разновидности представленных на настоящий момент репитеров, и вкратце разберем особенности каждого.

В наибольшей степени востребованными и основополагающими считаются уже указанные репитеры GSM, генеральным достоинством каковых выступает неограниченная длина передачи. Нынешний репитер GSM сможет функционировать по стандартам GSM, DCS, UMTS и остальных.

В дополнение к этому, ретрансляторы GSM подразделяют по ширине диапазона на канальные и полосовые. В профессиональной среде употребляются также репитеры оптические. Конечно, при применении репитера GSM потребуется и 3g антенна.

Таковым образом, как замечаем, на данный момент репитер - это попросту незаменимое устройство, позволяющее находиться неизменно на связи.

Повторители – это устройства, усиливающие электрические сигналы и обеспечивающие сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большие расстояния. Описываются протоколами канального уровня модели OSI и могут объединять сети, отличающиеся протоколами лишь на физическом уровне (с одинаковыми протоколами на канальном и выше уровнях) и выполняют лишь регенерацию пакетов данных, обеспечивая тем самым электрическую независимость сопрягаемых сетей и защиту сигналов от воздействия помех. Использование повторителей позволяет расширить протяженность одной сети за счет объединения нескольких сегментов сети в единое целое. При установке повторителя создается физический разрыв линии связи, при этом сигнал воспринимается с одной стороны, регенерируется и направляется к другой части линии связи.

30. Мосты, типы мостов.

Мосты – это устройства, объединяющие между собой 2 похожие сети. Их задачей является передача пакетов данных из одной сети в другую и наоборот. Описываются протоколами сетевого уровня OSI. Регулируют трафик между сетями, использующими одинаковые протоколы передачи данных на сетевом и выше уровнях, выполняя фильтрацию информационных пакетов в соответствии с адресами получателей. Мост может соединить сети разных топологий, но работающих под управлением однотипных сетевых операционных систем. Сети, объединенные мостами становятся одной сетью и имеют один сетевой адрес.

Мосты бывают локальными и удаленными. Локальные соединяют сети, расположенные на ограниченной территории в пределах уже существующей системы. Удаленные соединяют сети, разнесенные территориально с использованием каналов связи и модемов.

Локальные мосты делятся на внутренние и внешние. Внутренние располагаются на одном ПК и совмещают функцию моста с функцией абонентской ЭВМ. Внешние предусматривают использование для функций моста отдельного ПК со специальным программным обеспечением.

Существует несколько типов мостов:

Прозрачные мосты;

Мосты с маршрутизацией от источника;

Транслирующие мосты;

Инкапсулирующие.

Прозрачный мост.

Прозрачные мосты самостоятельно строят специальную адресную таблицу, на основании которой можно решить, нужно передавать пришедший кадр в какой-либо другой сегмент или нет. Алгоритм прозрачного моста не зависит от технологии локальной сети, в которой устанавливается мост. Прозрачный мост строит свою адресную таблицу на основании пассивного наблюдения за трафиком, циркулирующим в подключенных к его портам сегментах. При этом мост учитывает адреса источников кадров данных, поступающих на порты моста. По адресу источника кадра мост делает вывод о принадлежности этого узла тому или иному сегменту сети. Рассмотрим процесс автоматического создания адресной таблицы моста и ее использования на примере простой сети, представленной на рисунке.

Принцип работы прозрачного моста

Мост соединяет два логических сегмента. Сегмент 1 составляют компьютеры, подключенные с помощью одного отрезка коаксиального кабеля к порту 1 моста, а сегмент 2 - компьютеры, подключенные с помощью другого отрезка коаксиального кабеля к порту 2 моста. Каждый порт моста работает как конечный узел своего сегмента за одним исключением - порт моста не имеет собственного МАС - адреса. Порт моста работает в так называемом неразборчивом режиме захвата пакетов, когда все поступающие на порт пакеты запоминаются в буферной памяти. Так как в буфер записываются все пакеты, то адрес порта мосту не нужен.

В исходном состоянии мост ничего не знает о том, компьютеры с какими МАС - адресами подключены к каждому из его портов. Поэтому в этом случае мост просто передает любой захваченный и буферизованный кадр на все свои порты за исключением того, от которого этот кадр получен. В нашем примере у моста только два порта, поэтому он передает кадры с порта 1 на порт 2, и наоборот. Одновременно с передачей кадра на все порты мост изучает адрес источника кадра и делает новую запись о его принадлежности в своей адресной таблице, которую также называют таблицей фильтрации или маршрутизации. Например, получив на свой порт 1 кадр от компьютера 1, мост делает первую запись в своей адресной таблице: МАС - адрес 1 - порт 1. После того как мост прошел этап обучения, он может работать более рационально. При получении кадра, направленного, например, от компьютера 1 компьютеру 3, он просматривает адресную таблицу на предмет совпадения ее адресов с адресом назначения 3. Поскольку такая запись есть, то мост выполняет второй этап анализа таблицы - проверяет, находятся ли компьютеры с адресами источника (в нашем случае - это адрес 1) и адресом назначения (адрес 3) в одном сегменте. Так как в нашем примере они находятся в разных сегментах, то мост выполняет операцию продвижения кадра - передает кадр на другой порт, предварительно получив доступ к другому сегменту. Если бы оказалось, что компьютеры принадлежат одному сегменту, то кадр просто был бы удален из буфера и работа с ним на этом бы закончилась. Такая операция называется фильтрацией . Если же адрес назначения неизвестен, то мост передает кадр на все свои порты, кроме порта - источника кадра, как и на начальной стадии процесса обучения. Процесс обучения моста никогда не заканчивается.

Мосты с маршрутизацией от источника.

Мосты с маршрутизацией от источника(SR-мосты) применяются для соединения колец Token Ring и FDDI, хотя для этих же целей могут использоваться и прозрачные мосты. Маршрутизация от источника основана на том, что станция-отправитель помещает в посылаемый в другое кольцо кадр всю адресную информацию о промежуточных мостах и кольцах, которые должен пройти кадр перед тем, как попасть в кольцо, к которому подключена станция-получатель. Настоящей маршрутизации в строгом понимании этого термина здесь нет, так как мосты и станции по-прежнему используют для передачи кадров данных только информацию МАС - уровня, а заголовки сетевого уровня для мостов данного типа по-прежнему остаются неразличимой частью поля данных кадра.

Сеть состоит из трех колец, соединенных тремя мостами. Для задания маршрута кольца и мосты имеют идентификаторы. SR-мосты не строят адресную таблицу, а при продвижении кадров пользуются информацией, имеющейся в соответствующих полях кадра данных.

При получении каждого пакета SR-мосту нужно только просмотреть поле маршрутной информации на предмет наличия в нем своего идентификатора. И если он там присутствует и сопровождается идентификатором кольца, которое подключено к данному мосту, то в этом случае мост копирует поступивший кадр в указанное кольцо. В противном случае кадр в другое кольцо не копируется. В любом случае исходная копия кадра возвращается по исходному кольцу станции-отправителю, с уведомлением что кадр был получен станцией назначения (в данном случае передан мостом в другое кольцо).

Достоинства: Более рациональные маршруты, проще и дешевле (не надо строить таблицы фильтрации), более высокая скорость (не надо просматривать таблицы фильтрации).

Недостатки: Более дорогие сетевые адаптеры которые принимающие участие в маршрутизации, сеть непрозрачна (кольца имеют номера), увеличивается трафик за счет широковещательных пакетов.

Наличие двух возможных алгоритмов работы мостов - от источника и в прозрачном режиме - создает трудности для построения сложных сетей Token Ring. Мосты, работающие от источника, не могут поддерживать сегменты, рассчитанные на работу в прозрачном режиме, и наоборот. До некоторого времени эта проблема решалась двумя способами. Один способ заключался в использовании во всех сегментах либо только маршрутизации от источника, либо только прозрачных мостов. Другим способом была установка маршрутизаторов. Сегодня имеется третье решение. Оно основано на стандарте, который позволяет объединить обе технологии работы моста в одном устройстве. Этот стандарт, называемый SRT, позволяет мосту работать в любом режиме. Мост просматривает специальные флаги в заголовке кадров Token Ring и автоматически определяет, какой из алгоритмов нужно применить.

Транслирующие мосты.

Это специальная форма прозрачного моста для объединения сетей с разными протоколами на канальном и физическом уровнях.

Этот мост объединяет сети путем манипуляции конвертами, приходящими из сети. Конверты сетей Ethernet, Token Ring, FDDI одинаковы. Но трудность в том, что в разные сети поступают пакеты разной длины. Поскольку транслирующий мост не может разбивать пакеты на части, каждое сетевое устройство должно быть сконфигурировано для передачи пакетов с одинаковой длиной.

Инкапсулирующие мосты.

Данные мосты объединяют сети с одинаковыми протоколами физического уровня Ethernet через сеть с отличными протоколами.

В отличии от транслирующих мостов инкапсулирующие вкладывают полученные пакеты внутрь другого конверта, который используется в магистральной сети. Затем передает его по этой магистрали другим мостам для доставки в место назначения.

Работа моста при передаче от сегмента А в сегмент Б.

Мост1 , используя протоколы канального и физического уровня, считывает из заголовков пакетов, передаваемых по сегменту А адрес назначения. Вкладывает все пакеты, адресованные другим сетям, в конверты сети FDDI, адресованные всем мостам магистрали и посылает этот конверт по магистрали.

Мост 2 получив конверт, раскрывает его и сравнивает адрес назначения со своей базой адресов. Если адрес не для этой сети, то пропускает конверт дальше.

Мост 3 получив конверт, раскрывает его и сравнивает адрес назначения со своей базой адресов. Т.к. адрес назначения находится в его сети, мост достает пакеты из конверта и отправляет их по назначению.

Мост 4 производит такие же действия, что и мост 2.

Мост 1 удаляет конверт из сети FDDI.