Ασύρματα δίκτυα υπολογιστών που κάνουν χρήση του πρωτοκόλλου IEEE 802.11.

Abstract

Αυτή η διπλωματική εργασία μελετά τις βασικές αρχές λειτουργίας των ασύρματων δικτύων υπολογιστών, εξετάζει τις κυριότερες τεχνικές υλοποίησής τους, περιγράφει τα βασικότερα πρωτόκολλα επικοινωνίας, και αναλύει σε βάθος το πρότυπο IEEE 802.11, το οποίο βρίσκει σήμερα ευρεία εμπορική και τεχνολογική εφαρμογή σε ασύρματα τοπικά δίκτυα υπολογιστών (Wireless Local Area Network WLAN). Σε αυτά τα πλαίσια, η δομή της διπλωματικής εργασίας είναι η ακόλουθη: Το κεφάλαιο 1 παρουσιάζει τις βασικές αρχές λειτουργίας των ασύρματων δικτύων, και αναλύει τα κύρια χαρακτηριστικά των πιο σημαντικών τεχνολογιών και πρωτοκόλλων που χρησιμοποιούνται σήμερα για την υλοποίησή τους. Παρουσιάζει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κάθε μιας από αυτές τις τεχνολογίες σε σχέση με τον ωφέλιμο ρυθμό μετάδοσης, την ακτίνα κάλυψης, την χωρητικότητα και τις συνθήκες πρόσβασης, και κάνει αναφορά στους τρόπους υλοποίησης και τα βασικά δομικά στοιχεία αυτών των τεχνολογιών. Το κεφάλαιο 2 παρουσιάζει το πρότυπο IEEE 802.11, και περιγράφει τις αρχιτεκτονικές υλοποίησης ασύρματων δικτύων υπολογιστών που κάνουν χρήση αυτού του πρωτοκόλλου επικοινωνίας. Το κεφάλαιο 3 αναλύει σε βάθος το υπόστρωμα πρόσβασης (MAC) του IEEE 802.11, και αναλύει τον μηχανισμό πολλαπλής πρόσβασης (multiple access mechanism) που χρησιμοποιείται. Το κεφάλαιο 4 παρουσιάζει αναλυτικά το Φυσικό Επίπεδο του πρωτοκόλλου IEEE 802.11, παρουσιάζοντας τις τεχνικές διάχυτου φάσματος (Spread Spectrum) με μεταπήδηση συχνότητας (Frequency Hopping) και άμεσης ακολουθίας (Direct Sequence). Τέλος παρουσιάζει τις τεχνικές μετάδοσης δεδομένων από δίκτυα που βασίζονται στο IEEE 802.11 με χρήση υπέρυθρης ακτινοβολίας. Στηριζόμενο στις βασικές αρχές λειτουργίας του IEEE 802.11 και στις αρχιτεκτονικές υλοποίησής τέτοιων ασύρματων τοπικών δικτύων υπολογιστών, το κεφάλαιο 5 παρουσιάζει μια σειρά πειραμάτων εξομοίωσης, που σχεδιάστηκαν και έγιναν με στόχο την αξιολόγηση της αποδοτικότητας του πρωτοκόλλου IEEE 802.11, ιδιαίτερα σε συνθήκες πολλαπλής πρόσβασης χρηστών. Αναλυτικότερα, εξετάζονται οι παράμετροι του πρωτοκόλλου IEEE 802.11 που χρησιμοποιούνται στο PHY και στο MAC, και πώς αυτοί επηρεάζουν την ταχύτητα μετάδοσης και την δίκαιη κατανομή των δικτυακών πόρων μεταξύ των χρηστών του δικτύου. Στα πειράματα αυτά γίνεται χρήση του πρωτοκόλλου μεταφοράς IP (Internet Protocol) για την μεταφορά δεδομένων τόσο πάνω από το TCP όσο και από το UDP πρωτόκολλο μετάδοσης. Τέλος το κεφάλαιο 5 συνοψίζει αυτή την διπλωματική, αξιολογώντας τα αποτελέσματα των εργαστηριακών μετρήσεων/εξομοιώσεων.