Usporedbe bežičnih umrežavanja

ureda

Uvod:

Reći ćemo nešto o tehnologijama bežičnog umrežavanja, a koje se primjenjuju i za umrežavanje ureda odnosno računala u uredima. Uspoređivat ćemo njihov način rada te pogledati koje su dobre,a koje loše karakteristike. Najviše ćemo govoriti o HomeRF-SWAP, IEEE 802.11 te o Bluetoothu. Prednosti bežičnog prijenosa informacija su veća sloboda kretanja i rada, izbjegavanje kompleksnosti ožičenja (osobito za one prostore koji nemaju infrastrukturu za običnu ožičenu mrežu), te pad cijena bežičnog umreženja u posljednje vrijeme (to se odnosi na ova tri o kojima ćemo govoriti).

Primjene:

HomeRF-SWAP (Home Radio Frequency-Shared Wireless Access Protocol) koristi se za prijenos zvuka, slike i podataka unutar ureda. Služi ne samo za komunikaciju između PC-a, već i za povezivanje pokretnih uređaja (npr. telefoni), printera, kontrolnih uređaja, audio i video uređaja s PC-om. Jedna od glavnih primjena HomeRF-a je ''Resource Sharing'' dijeljenje, zajedničko korištenje periferne infrastrukture (printera, internet veza...) između više PC-a. Omogućuje nam i pristup Internetu, dakle mobilni internet. Bluetooth je standard vezan za bežični prijenos podataka između stacionarnih i pokretnih uređaja. Zamjenjuje kablove između printera, fax uređaja, PC-a, perifernih jedinica idr. Može poveziveti privremene sa stalnim mrežama. Općenito se koristi za bežičnu vezu između međusobno vrlo blizu pozicioniranih osobnih uređaja WPAN. Dobro ge je koristiti za uređaje koji imaju malu potrošnju jer ima tri načina rada za uštedu energije. IEEE 802.11 također se koristi za ostvarivanje bežične veze između PC-a, te pomoću ''access pointa'' možemo ostvariti povezivanje obične i bežične mreže.

Frekvencijsko

područje:

Za Bluetooth koristi se frekvencijsko područje od 2.402GHz do 2.4835GHz unutar Industrial-Scientific-Medical (ISM) besplatnog pojasa. Isto se i za HomeRF-SWAP koristi frekvencijsko područje od 2.4GHz i oba koriste tehnologiju ''spread spectrum''.To je tehnologija kod koje se koristi veći frekvencijski pojas zbog povećanja efikasnosti. Slika 1. ilustrira tehniku ''spread spectrum'' kod bluetootha.

sl. 1

Frekvencijski pojas dijeli se na 79 dijelova. Događa se izmjena frekvencijskih pojaseva (hoping) pseudoslučajno u vremenu. Sinhrono je ''skakanje'' odašiljača i prijemnika. Vremenski interval zadržavanja na određenoj frekvenciji je vrlo kratko (624us) i time se smanjiva vjerojatnost za interferenciju. Isto tako ova tehnika pridonosi zaštiti od prisluškivanja. Brzina izmjene frekv. pojasa za Bluetooth je 1600hop/s te 50hop/s za HomeRF, dok su brzine prijenosa do 721 Kbps za prvi te 10 Mbps za drugi. 802.11b koristi pojas od 2.4GHz do 2.4835GHz kao i Bluetooth, HomeRF te prijenos pomoću frequency hopping spread spectrum ili direct sequence spread spectrum. Ortogonalni Frekvencijski Multipleks (OFDM) način dekodiranja koji ima prednosti nad metodom širenja spektra kod dostupnosti kanala i brzine prijenosa.802.11a koristi OFDM. Veća brzina prijenosa tu se postiže ujedinjavanjem više sporijih podnosilaca koji zajedno čine brzi kanal. 802.11a koristi 8 nepreklapajućih 20MHz širine kanala. Svaki od tih 8 kanala podjeljen je na 52 podnosioca (jedan podnosioc je širine 300KHz). Podnosioci emitiraju i primaju istovremeno, prijemnik obrađuje te pojedine signale od kojih svaki predstavlja dio podatka, a više podataka potpuni signal. Ovime se postiže veća brzina prijenosa. 802.11a podržava brzine do 54Mbps (amplitudna s više razina i kutna modulacija), a 802.11b do 11Mbps do 50m udaljenosti. Frekvencijsko područje koje zauzima 802.11a je 300MHz na 5GHz nelicenciranom pojasu. 300MHz podjeljeno u 3 domene: 5.15-5.25GHz (max 50mW), 5.25-5.35 (max 250mW), te najviši 5.725-5.825GHz (max 1W). Prvi i drugi band koriste se za umrežavanje unutar zgrada.802.11b koristi pojas od 2.4GHz do 2.4835GHz kao i Bluetooth, HomeRF, to je vrlo napučen pojas za razliku od širokog pojasa koji koristi 802.11a. IEEE 802.11a zbog različitog frekvencijskog područja kojeg zauzima nije kompaktibilan sa 802.11b. Međutim, noviji IEEE 802.11g je kompaktibilan sa 802.11b jer koristi band od 2.4GHz do 2.4835GHz, koristi OFDM kao i 802.11a pa stoga podržava i veće brzine (usporedive sa 802.11a). Za korisnike koji koriste mrežu 802.11b stoga je jeftinija nadogradnja na 802.11g, nego promjena u 802.11a.

Brzine

domet:

Kod Bluetootha već smo rekli da je najveća brzina prijenosa podatka 721Kbps.Ima manji domet od ovih ostalih, koristi se za mreže do 10m. Stoga ne može poslužiti za pokretne sustave u većim radnim okolinama. Maksimalna brzina HomaRF-SWAP je 10Mbps, a dopušta 2Mbps na udaljenosti do 50m. Vidimo da ima veće brzine i domet od Bluetootha i može se koristiti za umrežavanje većih radnih okolina (cijelog kata, manje zgrade). IEEE 802.11 standard također se koristi za umrežavanje do 50m. Međutim dok verzija 802.11a dopušta 11Mbps do 50m, na toj udaljenosti s 802.11a možemo postići 24Mbps, a max. Brzina je 54Mbps. Ove dvije verzije nisu kompaktibilne zbog različitih fizičkih slojeva (koriste različite frekvencijske pojaseve). IEEE 802.11g već smo rekli dopušta slične brzine kao i 802.11a, što omogućava OFDM. Koristi se kao i prve 2 verzije (a i b) za umrežavanje do 50m.

Topologije:

2 vrste topologije za IEEE 802.11: AD-HOC mreže sl.2 (sastoje se od jedne ćelije, stanice direktno komuniciraju, privremena je, odabir govornika master, ulogu access pointa preuzima jedna stanica), b) INFRASTRUKTURNE MREŽE sl. 3 (više ćelija koje se ne preklapaju, svaka ima access point preko kojeg idu sve komunikacije i formira most između bežičnog i običnog LANa, ćelije su povezane su preko distribucijskog sustava najčešće Ethernet LANa).

sl. 2 sl. 3

HomeRF-SWAP može raditi kao add-hoc peer to peer mreža tradicionalna, ali bez nekog nadglednika koji upravlja protokom ili daje prednost nekom uređaju nad drugim. Međutim može raditi i kao mreža pod kontrolom kontrolne točke (za razliku od peer to peer mreže). Bluetooth definira tri osnovne mreže: a)point to point, b)piconet i c) scaternet sl 4.

sl. 4

Point to point: zamjena kabela, veza između 2 čvora. Piconet: 1 master i najviše 8 aktivnih slave čvorova. Scaternet: više piconeta se dijelom preklapa, čvor može biti master u jednom i slave u drugom piconetu. Promjenjive i privremene topologije i spadaju u ad-hoc mreže.

Slojevi:

Bluetooth ima dosta složeniji protokolni slog od ova ostala dva (sl.5 desno). Općenito je to dosta složen protokol. 802.11 protokol definira fizički i podatkovni sloj s MAC slojem(sl.5 lijevo), carrier sense multiple-access with collision avoidance (CSMA-CA) se koristi za izbjegavanje kolizije. Fizikalni sloj definira FHSS, DSSS ili IR prijenos. HomeRF koristi reference i već postojeće mrežne slojeve (sl.5 sredina), uz modificirani fizički i podatkovni sloj. Također se i ovdje koristi MAC sa CSMA-CA . Prednost kod HomeRF-SWAPA je to da je podatkovni sloj dizajniran za prijenos zvuka i podataka i povezan je s PSTN koristeći DECT (Digitally Enhanced Cordless Telephony).

sl.5

Sigurnost:

Bluetooth tehnologija ima sigurnosne protokole koji se temelje na identifikacijskom broju svake jedinice (48 bit-a) i dodatnim kodiranom broju (8-128 bit-a, dobivenom iz slučajno generiranog broja) koji karakterizira pojedinačnu vezu između jedinica i mijenja se u vremenu. Kod HomeRFa prvi oblik zaštite je 24-bitni mrežni IP koji je specifičan za svaku pojedinu mrežu. IP sprječava druge uređaje izvan korisnikova (mrežnog) u presretanju i prisluškivanju podataka. Zatim još imamo 56 bitni enkripcijski algoritam (kodiranje), za noviju verziju SWAP2.0 128-bitni. Kod 802.11 WEP algoritam se koristi protiv prisluškivanja: generator slučajnih brojeva daje niz bitova duljine najvećeg paketa koji se kombinira s dolazećim/odlazećim paketom. Generator brojeva aktivira se za svaki okvir i algoritam se sinhronizira za svaki paket.

Zaključak:

BRZINE

FREKV.

DOMET

MODULACIJE

Bluetooth

721Kbps

(max721Kbps)

2.402GHz do

2.4835GHz

10m

FHSS

HomeRF

2Mbps

(max10Mbps)

2.402GHz do

2.4835GHz

50m

FHSS

IEEE802.11b

11Mbps

(max11Mbps)

2.402GHz do

2.4835GHz

50m

FHSS,DSSS, IR

I IEEE802.11a

24Mbps

(max54Mbps)

5.15 do

5.825GHz

50m

OFDM

IEEE802.11g

24Mbps

(max54Mbps)

2.402GHz do

2.4835GHz

50m

OFDM

Bluetooth pokriva kratke udaljenosti i ima malu brzinu prijenosa, što je loše. Također moramo istaći da je mana i to što je protokol dosta kompliciran. Koristi se kao što smo već rekli za bežični prijenos podataka i zvuka između stacionarnih i pokretnih uređaja. Koristi se za blisko pozicionirane uređaje. Prednost je relativno mala cijena i mala potrošnja. HomeRF može pokrivati veće područje, ima veću brzinu prijenosa od Bluetootha. Osim toga osigurava prijenos zvuka, podataka, streaming media (telefoni, PC, video i audio uređaji). Ima telefonsku funkcionalnost, koristi DECT (Digitally Enhanced Cordless Telephony). Jeftiniji je od 802.11 protokola. IEEE 802.11 početno je zamišljen kao roaming sustav u većim radnim okolinama. Podržava ''Voice over IP'', ali nema potpunu tel. funkcionalnost poput SWAPa. Brzina i domet 802.11b slični kao kod HomeRF, međutim 802.11a ima veću brzinu prijenosa i koristi širi, manje zagušen frekvencijski pojas. IEEE802.11g verzija kompaktibilna s 802.11b, ali pruža veće brzine.

Literatura:

http://www.palowireless.com/

http://www.bluetooth.com/developer/specification/core.asp

http://www.intel.com/

seminar 2002g. WLAN

Autor: Mišo Petrović