Bezprzewodowa Komunikacja Sieciowa

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Bezprzewodowa transmisja

danych

•Częstotliwości pracy sieci bezprzewodowych

•Rodzaj modulacji

• Bezprzewodowy ethernet
• Telefonia bezprzewodowa
• GPS
• Digital cellular telephones (CDMA)
• inne

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Widmo rozproszone

dzisiaj

• Transmitowany sygnał jest na szerokie pasmo, znacznie

szersze niż wymaga tego przesyłana informacja

• Korzyść: wiele systemów wykorzystujących wąskie pasmo

może działać nie zakłócając się wzajemnie.

• Odbiornik SS nie wykryje sygnałów o wąskim paśmie

ponieważ „nasłuchuje” na znacznie szerszym zakresie

częstotliwości

• Poziom sygnału w widmie rozproszonym jest rozłożony na

całe pasmo, dlatego trudno jest odczytać ten sygnał

odbiornikom o wąskim paśmie pracy.

• Technologia widma rozproszonego jest nazywana

pierwszym stopniem zabezpieczenia sieci

bezprzewodowych.

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Jak to działa ?

• DSSS – Z bezpośrednim rozpraszaniem widma (ang.

Direct Sequence Spread Spectrum);

• FHSS – rozpraszaniem widma metodą przeskoków

częstotliwości (ang. Frequency Hooping Spread

Spectrum)

• THSS – Time Hooping Spread Spectrum

• Chirp – Pulsar FM Spread Spectrm (radar sys)

• Hybrid Systems

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

TYPY SYSTEMÓW SS

(SPREAD SPECTRUM – widma rozproszonego)

• Wykorzystywanie sygnału: brak możliwości

podsłuchiwania informacji przez użytkownika nie

będących członkami danej sieci

• SS używa szerokiego pasma, sygnały które są trudne

do wykrycia, rozkodowania, zdemodulowania i

zakłócenia

• Używa pseudo losowych kodów

• Najsłabsza transmisja SS oparta jest o 48- bitowy

algorytm DES

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Bezpieczeństwo SS

• Standard lokalnych sieci bezprzewodowych
• Zoptymalizowanie dla standardu Wireless-LAN
• Przeznaczenie – duże firmy, przedsiębiorstwa
• Wielodostęp do jednego nośnika

Medium Access Control (MAC)

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

IEEE 802.11

DSSS

FHSS

PHY

• Określa:

- MAC protocol
- IR PHY
- FHSS PHY

-Widmo rozproszone w paśmie 2.4 GHz
- Przepływność 1 i 2 Mbps
- Modulacja (2 i 4 stopień GFSK )

- DSSS PHY

- Widmo rozproszone w paśmie 2.4 GHz
- Przepływność 1 i 2 Mbps
- Modulacja (DBPSK i DQPSK)
- Regionalna regulacja kanałów

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

IEEE 802.11

• Ratyfikowany w lecie 1999
• Określa:

- Prędkości 5.5 , 11 Mbps
- Pasmo 2.412-2.472 GHz
- Modulacja (BPSK, QPSK, z CCK)
- Channels per domain (Up to 14)

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

IEEE 802.11b (1999) zwany High
Rate

IEEE 802.11g,i

Określa:

- pasmo 2,4 GHz
- Prędkość 54 Mbit/s (108Mb/s )
- modulacja - Orthogonal Frequency Division

Multiplexing (OFDM) –
wykorzystywana w standardach 802.11a/g

• Proponowany w 1999 z 802.11b

• Używa multipleksacji z podziałem

częstotliwości zamiast SS

• Modulacja QFDM (802.11b: BPSK, QPSK i

CCK)

• 300 Mhz nie licencjonowanego pasma

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

IEEE 802.11a w paśmie 5 GHz

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

DSSS wg IEEE 802.11a

prędkość 2 Mb/s

Dane są reprezentowane przez dwubitowe symbole (00 01 10 11)

Każdy symbol reprezentowany jest przez tą samą sekwencję 11
analogowych faz (chipów) +1,-1,+1,+1,-1

W celu odróżnienia poszczególnych stanów przedstawionych za pomocą
powyższej sekwencji, każdej z nich przypisano inną fazę: 0, 1/2P, P, 3/2P

11 analogowych chipów z 4 fazami daje 4 194 304 kombinacji

Wybierane są tylko 4 dla reprezentowania 4 możliwych wartości

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Kanały w IEEE 802.11b

•Środek kanału oddalony jest od środka drugiego kanału o 5Mhz

•Odstęp pomiędzy nie zakłócającymi się kanałami :

- 1,2 Mbps = 30Mhz

- 5.5,11 Mbps = 25Mhz

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Zestawienie dla DSSS

DATA RATE

CODE

LENGTH

MODULATION

SYMBOL

RATE

Bits/Symbol

1 Mbps

11 Barker

sequence

BPSK

1 MSps

2 Mbps

11 Barker

sequence

QPSK

1MSps

5,5 Mbps

8 CCK

QPSK

1,375 MSps

11 Mbps

8 CCK

QPSK

1,375 MSps

• 79 częstotliwości zdefiniowanych jako pojedyncze skoki

oddzielone między sobą 1Mhz odstępem

• Kolejne kanały są odseparowane przynajmniej 6MHz co

minimalizuje możliwość wzajemnych zakłóceń

• 78 sekwencji jest zdefiniowanych (każda składa się z 79

elementów)

• 78 sekwencji są pogrupowane po 3 sety, każda po 26

sekwencji

skoków. Sekwencje tego samego setu nie ingerują

między sobą

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

FHSS zdefiniowane w IEEE 802.11

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

FHSS vs. DSSS

•DSSS
  - W jednej lokalizacji może pracować do 3 systemów
     nie zakłócając się wzajemnie
  - W przypadku większej liczby systemów zakłócenia będą występować

•FHSS
- W jednej lokalizacji może pracować ponad 15 systemów
bazujących na różnych setach nie zakłócając się wzajemnie

•

Systemy DS.
- Działają na częstotliwości z góry ustalonej oraz na

konkretnym kanale

•

Systemy FH
- Wykonują skoki „hops” z jednej częstotliwości na drugą

zgodnie
     z sekwencją znaną nadajnikowi idbiornikowi
-   Odporna na zakłócenia
-   Sekwencja skoków może być synchroniczna jak i

asynchroniczna
- Ograniczona prędkość 1-2 Mbps w 2.4 GHz

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Technologia WLAN

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Tryb pracy AD-HOC

•Tryb pracy bez Access Point’a

•Tryb równo uprawnienia

•Brak kontroli jednostki MAC

•Tanie rozwiązanie

•Kodowanie tylko maksymalnie 64-bitowe

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Tryb pracy z Access Point’em

•Zarządzanie Kontrolą dostępu (MAC)

•Weryfikacja i normalizacja sieci

•Bezpieczeństwo

•Dość drogie rozwiązanie

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Tryb pracy Infrastructure

•Pełny Zasięg systemu

•Bezpieczeństwo transmisji i dostępności

•Automatyczne przełączanie miedzy jednostkami
Access Point

•Najdroższy

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Tryb Pracy Long Infrastructure

•Tryb transmisji kierunkowej stosowany wyłącznie
do transmisji Point-to-Point kierunkowych)

•Rozwiązanie Skrajne wypierane przez AD-HOC

•Wysokie koszta

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Systemy kontroli oraz korekcji

•Potwierdzenie ACK

- ACK jest sygnałem nadawanym przez stację docelową
   jako sygnał potwierdzający odbiór danych
- W przypadku gdy sygnał ACK nie zostanie odebrany
   nadajnik stwierdzi iż sygnał nie dotarł do odbiornika
- Odbiornik ma czas na wysłanie ACK do 50 mikrosekund
   co wiąże się z pojemnością bufora karty

Bezprzewodowa

Komunikacja Sieciowa

Unikane Kolizji CDMA/CA

•Skanowanie Eteru
- Słuchanie łącza, aby określić czy jest wolne

•Unikanie kolizji
  - Minimalizacja prawdopodobieństwa wystąpienia kolizji
    poprzez rozpoczęcie nadawania po pewnym, losowym
    okresie czasu – po stwierdzeniu, że pasmo jest wolne