1 / 24

Wireless Networks

Wireless Networks. Bluetooth und WLAN. David Weese weese@informatik.hu-berlin.de. Inhalt. Bluetooth Bluetooth Stack Radio Frequency Schicht Baseband Schicht Slots, One-Slot Frames Multi-Slot Frames L2CAP Piconets Scatternets Verbindungsaufbau. WLAN IEEE 802.x Standards

donna-albert
Download Presentation

Wireless Networks

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Wireless Networks Bluetooth und WLAN David Weese weese@informatik.hu-berlin.de

  2. Inhalt • Bluetooth • Bluetooth Stack • Radio Frequency Schicht • Baseband Schicht • Slots, One-Slot Frames • Multi-Slot Frames • L2CAP • Piconets • Scatternets • Verbindungsaufbau • WLAN • IEEE 802.x Standards • IEEE 802.11 Standards • Ad Hoc Netzwerke • Infrastructure Netzwerke • Services • Paketaufbau • Vergleich • Literatur

  3. Bluetooth • im Mai 1998 von den Herstellern Ericsson, Nokia, IBM, Intel und Toshiba veröffentlichter Standard • die fünf Firmen bilden die SIG (Bluetooth Special Interest Group) • benannt nach König Harald Blatand, 10. Jahrhundert • besteht aus Core Specifications und Profile Specifications • energiesparendes Single-Chip-Modul • preisgünstig und einfach integrierbar • 1MBit/s PHY-Durchsatz

  4. Bluetooth Stack

  5. Radio Frequency Schicht • arbeitet mit 2,4 GHz im ISM-Band (Industrial, Scientific, Medical) • in diesem Bereich stehen in Amerika, Europa und Japan bis zu 79 Kanäle im Abstand von 1 MHz zur freien Verfügung • erlaubte Sendeleistung beträgt 100mW • benutzt Frequency Hopping Spread Spectrum: • alle 625us wechselt die Trägerfrequenz im Bereich 2,402 bis 2,480 GHz • normale Reichweite = 10m (bei Standard 1mW) • erhöhte Reichweite = 100m (bei max. 100mW)

  6. Baseband Schicht • pseudo-zufällig variiert die Trägerfrequenz während des Senden und Empfangens über das gesamte Frequenzspektrum • Sender und Empfänger einigen sich auf dasselbe Muster • Daten werden innerhalb von Frames übermittelt • Frames umfassen einen oder bis zu fünf 625us breite Slots

  7. Slots, One-Slot Frames Slot 1 Slot 2 Slot 3 Slot 4 Slot 5 Slot 6 625us Master Frame Frame Frame Slave Frame Frame Frame • 1600 Hops/s • Transferrate max. 172 KBit/s • 30 Byte Payload / Frame t

  8. Multi-Slot Frames Slot 1 Slot 2 Slot 3 Slot 4 625us Master Frame Slave Frame • bei 5:1-Slot Transferrate • max. 721 KBit/s in 5-Slot Richtung • max. 57.6 KBit/s in 1-Slot Richtung t

  9. L2CAP • Logical Link Control and Adaption Protocol • stückelt Pakete der OSI-Schichten 3 und höher • behandelt Protokolle wie TCP/IP, RFCOMM (serielle Schnittstellenemulation), PPP • verzichtet wird bspw. auf den Transfer des CRC bei IP • TCP Header wird kürzer, da Pakete über Baseband immer in richtiger Reihenfolge und verlässlich übertragen werden

  10. Piconets • ein Piconet besitzt genau einen Master und bis zu 255 Slaves • aktive Slaves haben 3 Bit breite Adressen • alle anderen Geräte werden mit 8 Bit adressiert Slave 1 Master Slave 2

  11. Scatternets Master Master Slave 2+A Slave C Slave 1 Slave B

  12. Verbindungsaufbau Inquire Antwort Inquire Page IDe IDa IDa Master E IDd A Inquire Antwort Inquire Antwort D Page Antwort Page Antwort IDb IDc IDa IDa Slave Slave B C

  13. WLAN • erste Veröffentlichung durch das Institute of Electrical and Electronics Engineers 1997 als IEEE 802.11 Standard • definiert eine MAC-Schicht und drei PHY-Schichten: • FHSS • DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) • IrDA • seit 1999 gibt es zwei Erweiterungen: • IEEE 802.11b mit Verbesserung von DSSS (5,5 und 11 MBit/s) • IEEE 802.11a mit Orthogonal Frequency Division Multiplexing (54 MBit/s) • lässt sich transparent in bestehende 802.x Netzwerke einbinden • Wireless Ethernet Compatibility Alliance testet die Interfunktion zwischen Transceivern und Access Points entsprechend dem IEEE-802.11x-Standard und erteilt auch entsprechende Zertifikate. Gründungsmitglieder der WECA sind Aironet, Intersil, Lucent Technologies, Nokia, Symbol Technologies und 3Com

  14. IEEE 802.x Standards 802.2 LOGICAL LINK 802.1 BRIDGING 802.3 MAC Eth. 802.3 PHY 802.4 MAC 802.4 PHY 802.5 MAC Token 802.5 PHY 802.6 MAC 802.6 PHY 802.9 MAC 802.9 PHY 802.11 MAC WLAN 802.11 PHY 802.12 MAC 802.12 PHY 802.7 BROADBAND TAG 802.8 FIBER OPTIC TAG Data Link Layer Physical Layer

  15. IEEE 802.11x Standards

  16. Ad Hoc Netzwerke • Netzwerkkomponenten sind STAs (Station) und APs (Access Point) STA STA STA

  17. Ad Hoc Netzwerke • Netzwerk mit Hindernis STA STA STA

  18. Infrastructure Netzwerke BSS BSS STA STA STA STA STA AP AP Portal Wired LAN DS Extended Service Set

  19. Services STA Service Beschreibung Authentication dient zur Sicherung gegenüber unautorisierten Zugriffen und zur Bestätigung der Identitäten zweier STA untereinander Deauthentication beendet eine bestehende Authentifizierung Privacy verschlüsselt den Inhalt der Pakete mit WEP (Wired Equivalent Privacy), standardmäßig RC4 mit 40 Bit Schlüsseln (wird von einigen Herstellern auch durch 128 Bit Verschlüsselungsalgo-rithmen ersetzt) MSDU delivery asynchroner Transport der MSDU (MAC Service Data Unit) Pakete von Peer to Peer

  20. Services DS Service Beschreibung Association Anmeldung einer STA bei einem AP mit Identitäts- und Adressbekanntgabe Disassociation Abmeldung einer STA bei einem AP Distribution regelt die Verteilung der Pakete zwischen verschiedenen BSSen, zwischen BSS und Wired LAN oder als Repeater in einem BSS Integration verarbeitet alle Pakete, die als Ziel das Portal haben und ins integrierte LAN geroutet werden sollen wird benötigt, wenn eine STA von einem BSS in ein anderes wechselt Reassociation

  21. Paketaufbau DA: To DS From DS Destination Address (Zieladresse) Bedeutung Adresse 1 Adresse 2 Adresse 3 Adresse 4 SA: 0 0 Source Address (Quelladresse) Endgerät zu Endgerät DA SA BSSID frei BSSID: 0 1 Basic Service Set ID (Basisadresse des WLANs, meist Adresse des AP) AP zu Endgerät DA BSSID SA frei RA: 1 0 Receiver Address (Empfängeradresse, Zieladresse des AP) Endgerät zu AP BSSID SA DA frei 1 TA: 1 Transmitter Address (Senderadresse, Quelladresse des AP) AP zu AP RA TA DA SA PV PV Typ Typ Sub Typ Sub Typ Sub Typ Sub Typ To DS From DS More Frag. Retry Powr Mng. More Data WEP Order FC Adresse 1 Adresse 2 Adresse 3 Seq Dauer Adresse 4 Nutzdaten FCS ...

  22. Vergleich • Bluetooth • wenig Hardwarelayer • 1-Chip-Lösung • gut integrierbar • günstige Herstellung • geringer Stromverbrauch • geringer Datendurchsatz • schlecht geeignet für LANs • Handys • Headsets • Uhren • WLAN • hoher Datendurchsatz • einfach in bestehende 802.x- Netzwerke integrierbar • für viele User geeignet • großflächige Abdeckung mit ESS • höherer Stromverbrauch • komplexere Hardware • ungeeignet für kleine mobile Geräte • Laptops • Handhelds • PCs Vorteile Nachteile Nutzung

  23. Literatur Bluetooth Specifications, Bluetooth Special Interest Group http://www.bluetooth.com IEEE Std 802.x, Institute of Electrical and Electronics Engineers http://grouper.ieee.org/groups/802/11/index.html + diverse Artikel aus Suchmaschinen

  24. ENDE

More Related