Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Vestavné mikropočítačové systémy 11. Týden – bezdrátové komunikace I (WiFi, WiMAX)

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Vestavné mikropočítačové systémy 11. Týden – bezdrátové komunikace I (WiFi, WiMAX)"— Transkript prezentace:

1 Vestavné mikropočítačové systémy 11. Týden – bezdrátové komunikace I (WiFi, WiMAX)

2 „Zkuste to bez drátů, milý Marconi“ Vysoká flexibilita –Žádná nezbytná infrastruktura (kromě napájení) –Jednoduché změny topologie – přemístění uzlů, rozšiřování Komunikace využívající radiový kanál jsou regulovány –licenční pásma – nutnost získání licence na provoz od regulačního úřadu , za licenci se (draze) platí , držitel licence se nemusí o přidělené pásmo s nikým dělit  profesionální využití –„bezlicenční“ pásma – tzv. generální povolení umožňuje komukoliv při dodržení podmínek a za použití schválených zařízení používat tato pásma, je třeba počítat s koexistencí s dalšími uživateli  Pro využití není mobilita (nutnou) podmínkou –Stacionární využití – terminál vždy na jednom místě a nehýbe se –Nomadické využití – terminál se může pohybovat, ale během provozu je vždy na daném místě a nepohybuje se –Mobilní využití – terminál může komunikovat i za pohybu „pomalá“ mobilita – chůze, pomalá jízda „rychlá“ mobilita – rychlá jízda např. vlak, dálnice

3 Bezdrátový standard kam se podíváš… Existuje řada standardů a technologií pro specifické způsoby využití –WiFi – lokální sítě (WLAN) –WiMAX – metropolitní sítě (WMAN) –BluetoothIEEE 802.něco –UWB (WPAN) –ZigBee –GSM –Radiomodemové sítě –RFID

4 IEEE 802.něco Normy IEEE 802.něco definují datové komunikační standardy včetně těch bezdrátových

5 WiMAX není WiFi na maximum WiFi – nepředstavuje žádnou zkratku, slovní hříčka k Hi-Fi –Neformálně: označuje technologie vycházející z IEEE –Formálně: jen to, co úspěšně prošlo testy sdružení WiMAX Forum –Vznikla jako technologie pro koncového uživatele –Pro nasazení v rámci „posledního metru“ Typicky indoor, uvnitř budov V rámci bezdrátových lokálních sítí – WLAN –Pro použití v bezlicenčním pásmu WiMAX – Worldwide Interoperability for Microwave Access –Neformálně: označuje technologie vycházející z IEEE –Formálně: jen to, co úspěšně prošlo testy Wi-Fi Aliance –Vznikl jako technologie pro providery –Pro nasazení v rámci „poslední míle“, alternativa k DSL či kabelu Převážně outdoor, vně budov V rámci bezdrátových metropolitních sítí – WMAN –Pro použití spíše v licenčním pásmu (ale i v bezlicenčním)

6 Vlastnosti IEEE (WiFi) – původní specifikace –Pásmo 2,4 GHz, přenosová rychlost max. 2 Mbit/s –Technologie rozprostřeného spektra (spread-spectrum) FHSS – 75 kanálů s šířkou 1 MHz DSSS – 14 kanálů s šířkou 22 MHz (tato varianta se vyskytuje častěji) –Přístupová metoda CSMA/CA –Dosah 30/90 m (uvnitř budov/volné prostranství) a –Pásmo 5 GHz, přenosová rychlost max. 54 Mbit/s Zatím není v pásmu 5 GHz takový provoz jako v pásmu 2,4 GHz –OFDM modulace, 52 nosných, BPSK, QPSK, 16(64)QAM se zhoršujícími se vlastnostmi kanálu se volí robustnější modulace –12 (někde 24 – ne v Evropě) kanálů po 20 MHz

7 Vlastnosti IEEE (WiFi) b – první inovace původního standardu –Přenosová rychlost max. 11 Mbit/s –Pouze DSSS, FHSS jen kvůli zpětné kompatibilitě –S anténami s vyšším ziskem se lze dostat až několik km g – druhá inovace původního standardu –Přenosová rychlost max. 54 Mbit/s –Výhradně OFDM, DSSS jen kvůli zpětné kompatibilitě –Zařízení jsou obvykle kompatibilní s variantou b a značí se b/g h – varianta a pro Evropu –Pásmo 5G Hz –zahrnuje dynamický výběr kanálu a řízení výkonu, odolnější vůči rušení n – zatím poslední varianta standardu –2,4 GHz resp. 5 GHz, rychlost až 100 Mbit/s –Prostorové multiplexování, MIMO (Multiple In/Multiple Out) – více vysílacích/přijímacích antén

8 Pásmo 2,4 GHz

9 Povolen EIRP 100 mW (20 dBm)  při použití směrových antén je třeba snížit vysílací výkon! Kabely, konektory, pigtaily, bleskojistky mají podle kvality útlum desetin až jednotek dB resp. dB/m  AP co nejblíže k anténě

10 DSSS Přenášené symboly (bity) se „rozprostírají“ pomocí 11-ti chipové rozprostírací sekvence Výsledek zabírá širší pásmo a má nižší výkonovou hustotu Dobré autokorelační vlastnosti, kódový zisk 10,4 dB

11 Struktura sítě Ad-hoc sítě –Přímá komunikace mezi uzly bez síťové infrastruktury –Dočasná peer-to-peer komunikace Stacionární sítě –Infrastruktura (DS – Distribution System) založená na stacionárních přístupových bodech tzv. access-pointech, součástí je zpravidla i most do pevné sítě (Ethernet) –Každý AP obsluhuje oblast označovanou jako BSA (Basic Service Area) –Skupina uzlů řízených jedním AP se označuje BSS (Basic Service Set) –Oblast pokrytá více AP propojených DS se nazývá ESA (Extended Service Area), kompletní bezdrátová síť pak ESS (Extended Service Set) –Síť je identifikována prostřednictvím SSID

12 Zabezpečení v WEP (Wired Equivalent Privacy) –součást původního standardu –proudová šifra RC4 se 40 bitovým klíčem spolu s 24 bitovým inicializačním vektorem 64 bitů po odstranění vládních (USA) restrikcí 104 bitů (celkem 128) –cílem bylo zajistit stejnou úroveň bezpečnosti jako po metalickém vedení, tzn. ochránit soukromí uživatelů proti „nechtěnému odposlechu“ –lze prolomit v řádu minut (i delší klíče) WPA (WiFi Protected Access) –podle pracovní verze (draft 3) IEEE802.11i –stejná šifra (RC4), ale delší inicializační vektor (48 b) a klíč (128 b) –dynamická změna klíče –autentikace rámců, detekce podvržených rámců IEEE i (WPA2) –Využívá blokovou šifru AES (Advanced Encryption Standard) –umožňuje zajistit integritu, utajení a autentizaci

13 Základní pravidla zabezpečení Vypnout vysílání Beacon rámců – síť pak sama aktivně „nepropaguje“ svůj SSID Změnit standardní SSID –nicméně SSID lze vždy odposlechnout  Omezit přístup podle MAC –náročné na správu, musí se nastavovat na všech AP –navíc neúčinné, protože povolené MAC adresy lze odposlechnout Využívat WPA nebo alespoň WEP Vyhradit pro WiFi DS samostanou VLAN Používat zabezpečené protokoly na vyšších vrstvách, VPN apod.

14 Vlastnosti IEEE (WiMAX) IEEE – původní standard –určen pro provoz mezi 10  66 GHz (ne v celém pásmu najednou!) –využívá OFDM modulaci (256 nosných) –TDMA s proměnnou délkou časového slotu IEEE a – update i pro 2 – 11 GHz IEEE d (správně ) –také nazýván „fixed“ WiMAX –podle této verze pracuje velká většina současných implementací IEEE e (správně e-2005) –také nazýván „mobile“ WiMAX –SOFDMA (Scalable OFDMA), mění počet OFDM nosných při změně šířky kanálu (konstantní rozestup) –využití MIMO technologie, využití adaptivních anténních systémů – směrování vysílání bez natočení antén –výkonné FEC – Turbo kódy, LDPC kódy –přidána QoS podpora pro VoIP –přidána podpora pro mobilitu síťového terminálu

15 Vlastnosti IEEE (WiMAX) Základnová stanice a kokoncové zařízení –architektura point – multipoint –dosah až 50 km (8000 km 2 ) –přenosová rychlost až 100 Mbit/s

16 Porovnání WiFi vs WiMAX Kanály o šířce 20 MHz se vzájemně překrývají AP je schopen efektivně obsluhovat několik málo desítek uživatelů Nedeterministické řízení –pouze prioritní přístup –negarantuje maximální zpoždění pro audio a video Deklarovaný dosah do 100 m –komunikace se vzdálenými uživateli brzdí i ty blízké Nepřekrývající se kanály s šířkou pásma od 1,5 do 20 MHz Základnová stanice může obsluhovat tisíce uživatelů Deterministické řízení –QoS –podpora pro audio a video –možnost separátního řízení QoS pro jednotlivé uživatele Deklarovaný dosah do 50 km –nezáleží na rozdílu vzdáleností uživatelů

17 Porovnání WiFi vs WiMAX Toleruje vícecestné šíření s rozdílem do 0,8  s Podpora pro inteligentní antény až v připravovaném n Zpočátku problémy se zabezpečením Osvědčená technologie, dlouholeté provozní zkušenosti Velmi levné řešení Pouze bezlicenční pásma –mohou být problémy s rušením Toleruje vícecestné šíření s rozdílem do 10  s Podporuje i „mesh“ struktury a moderní „inteligentní“ antény Od počátku kvalitní zabezpečení komunikace Nová technologie –mnoho implementací nedosahuje maxima možností –nyní dostupná jen d Zatím dražší Licencovaná i bezlicenční pásma


Stáhnout ppt "Vestavné mikropočítačové systémy 11. Týden – bezdrátové komunikace I (WiFi, WiMAX)"

Podobné prezentace


Reklamy Google