1 / 46

Langattomat lähiverkot

Langattomat lähiverkot. Ville Haanperä Tiina Sinisalo. Langaton tiedonsiirto. Siirtotienä ympäristö, käytännössä ilma ”näköyhteys” Tarjoaa siirtyvän tietoliikenteen mahdollisuuden Radioaallot, infrapuna. Taajuusalueet.

idalia
Download Presentation

Langattomat lähiverkot

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. Langattomat lähiverkot Ville Haanperä Tiina Sinisalo

  2. Langaton tiedonsiirto • Siirtotienä ympäristö, käytännössä ilma • ”näköyhteys” • Tarjoaa siirtyvän tietoliikenteen mahdollisuuden • Radioaallot, infrapuna

  3. Taajuusalueet • Langattomissa verkoissa käytetään useita erilaisia taajuusalueita (100MHz ~ 100GHz) • Samanaikaisesti käytettävät laitteet tarvitsevat erillisiä kanavia yhteentörmäyksien välttämiseksi. • Valtioilla on omat sääntönsä taajuusalueista sekä niiden käytöstä.

  4. Ongelmia • Samoja ongelmia kuin johtimissa • Vaimeneminen • ISI eli signaalin sisäinen häirintä • Uusia ongelmia • Häipyminen • Monitie-eteneminen • Katvealueet • Doppler-ilmiö

  5. Vaimeneminen • Signaalin edetessä sen teho heikkenee • Vaimeneminen riippuu taajuudesta ja ympäristöstä

  6. Häipyminen • Nopea häipyminen • Signaalin tehon nopea muutos • Aiheutuu monitie-etenemisestä • Hidas häipyminen • Tehon keskiarvon muutos • Aiheutuu ympäristön muutoksista liikkuessa

  7. Monitie-eteneminen • Radiolähetin säteilee signaalia joka suuntaan tai tietylle sektorille. • Radioaaltojen osuessa ympäristön esteisiin ne muuttavat suuntaa ja jatkavat uudella reitillä. • Signaali kulkee useita eripituisia reittejä, joten pidemmän reitin kulkenut signaali tulee perille viiveellä. • Signaalit summataan, joten viiveen takia summattavissa signaaleissa on vaihe-eroa, joka aiheuttaa vääristymiä

  8. Monitie-eteneminen

  9. MIMO • Monitie-etenemistä käytetään hyväksi MIMO (Multiple in/Multiple out) -tekniikassa. • useita antenneja, yhdistetään näiltä saatavia signaaleja.

  10. WLAN • IEEE:n 802.11–standardiperhe • Radioliikenne • Infrapunalinkki • Liikennöinti millä tahansa standardilla tai valmistajakohtaisella protokollalla. • Yleisin TCP/IP

  11. OSI-mallin siirtokerros • Jakautunut kahteen osaan • siirtotien ohjaus LLC • vuoronvaraus MAC • LLC-kehys; otsikosta löytyy käytössä olevan protokollan tunnukset ja ohjauskenttä • SNAP-kehys

  12. OSI-mallin siirtokerros-MAC • Kehystää LLC-kehyksen ja muodostaa MAC-tietosähkeen • Otsikosta löytyy kehyksen ohjaustiedot, vuoronvarauksen kesto, sekvenssitiedot, radiotiellä käytettävät osoitteet sekä tarkistussumma • Määrittelee kehysten väliset ajat sekä CSMA/CA–vuoronvarauksen • Datakehyksen kuittaukset ja puskurointi

  13. OSI-mallin fyysinen kerros • Jakautunut kahteen osaan • konvergenssiprotokolla PLCP • PMD • PLCP sovittaa suurimman mahdollisen bittinopeuden ja kehystää MPDU:n PPDU-kehykseen • PDM määrittelee käytettävän kanavointitavan, hajaspektritekniikan sekä modulaation.

  14. Vuoronvaraus • 802.11-verkoissa käytetään CSMA/CA-vuoronvarausta (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance). • CSMA/CD-vuoronvarausta ei voida käyttää, koska verkossa syntyisi paljon törmäyksiä.

  15. CSMA/CA • CSMA/CA-vuoronvaraus antaa mahdollisuuden toteuttaa virtuaalista kantoaallon kuuntelua. • Lähettimet pyytävät tukiasemalta lähetysvuoron ennen lähetystään.

  16. Verkkotopologiat • Ad-hoc –verkko • infrastruktuuriverkko

  17. Ad-hoc • Ad-hoc -verkot soveltuvat muutaman osapuolen väliseen tietojen vaihtamiseen. • Ad-hoc –verkkoja tarvitaan laitteissa, joissa ei ole tarvetta suuren tietoverkon sisällölle. • Ei tukiasemia • Luodaan yleensä hetkelliseen tarpeeseen

  18. Independent Basic Service Set

  19. Infrastruktuuriverkot • Asiakas/palvelin –toteutus • Tukiasema toimii palvelimena • Asiakkaiden välinen liikenne tukiaseman kautta • Tukiasemia voi olla useita, jolloin ne muodostavat runkoverkon

  20. Extended Service Set

  21. Soluverkko • Useita limittäisiä verkkosoluja • Kattaa yleensä tasaisesti koko verkon ääriviivojen sisäisen alueen • Esimerkiksi matkapuhelinverkot

  22. Roaming • Soluverkoissa solusta toiseen siirrytään yhteyden katkeamatta • Roaming solujen välillä tapahtuu siten, että langaton verkkolaite haistelee jatkuvasti verkon tukiasemia. • Havaitessaan paremman yhteyden, siirtyy laite käyttämään kyseistä tukiasemaa.

  23. Hajaspektritekniikat • Radiolähetys hajautetaan kantoaallon molemmille puolille • Tiedonsiirto näyttää pelkältä taustakohinalta

  24. DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) • Bittijono hajautetaan laajemmalle taajuusalueelle ja lähetetään rinnakkain • Barker- sekä CCK-hajautus • Signaalit lähetetään tiettyä taajuuskaistaa käyttäen. • DSSS avulla saavutetaan suurempi siirtonopeus kuin FHSS avulla

  25. Barker-hajautus

  26. Suomessa käytettävät kanavat Kanavat toimivat 2,4 – 2,485 GHz taajuusalueella ja ne on jaettu 5 MHz välein (Suomessa 13)

  27. FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) • Signaali pilkotaan ja se lähetetään yhdellä taajuudella kerrallaan vaihdellen taajuutta • 2,4 GHz kaistalla on Suomessa käytössä 79 kanavaa • Euroopan alueella käytetään kolmea hyppyryhmää • DSSS parempi häiriönsietokyky

  28. FHSS Lähetystaajuutta vaihdetaan vähintään 400 ms välein ja hypyn on tapahduttava vähintään 6 MHz päähän edellisestä kanavasta

  29. OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) • Data siirretään lukuisilla toisiaan häiritsemättömillä taajuuskanavilla (alikanavat) yhtä aikaa • Sietää hyvin häiriöitä ja hyödyntää koko taajuuskaistan spektrin tehokkaasti

  30. OFDM Alikanavien välissä ei käytetä varokaistaa, vaan kanavien taajuusspektrit valitaan siten, että kunkin kanavan keskitaajuudella muiden kanavien spektri on nolla

  31. Standardit ja niiden käyttämät hajaspektritekniikat • 802.11 – FHSS, DSSS • 802.11b – DSSS • 802.11a – OFDM • 802.11g - OFDM

  32. WLAN-standardit • IEEE:n LMSG –työryhmä (LAN/MAN Standardization Group) aloitti langattoman verkkotekniikan standardin kehittämisen vuonna 1990 • OSI-mallin fyysisen kerroksen ja siirtokerroksen alemman osan

  33. 802.11 • Julkaistu 26.7.1997 • 2,4 GHz • 2 Mbps • Kantomatka noin 50-300 metriä

  34. 802.11b • Julkaistu 1999 parantamaan tiedonsiirron nopeutta • 2.4 GHz • 11 Mbps • Kantomatka noin 50-300 metriä

  35. 802.11a • Julkaistu 1999 • Mahdollistaa useamman kaistan käytön nopeamman tiedonsiirron saavuttamiseksi • 5 GHz • 54 Mbps • Kantama noin 50-300 metriä • 5 GHz taajuuskaista monissa maissa varattu muuhun käyttöön

  36. 802.11g • Julkaistu 2003 • 2,4 GHz • 54 Mbps • Kantama noin 50-300 metriä

  37. 802.11n • Nostaa 802.11a- ja 802.11g–standardien tiedonsiirtonopeutta • 250 Mbps • Tavoitteena nykyisiä verkkoja pidempi toimintaetäisyys

  38. Muut standardit • 802.11e mahdollistaa QoS–palveluiden käytön • 802.11h on kehitysversio standardista 802.11a • 802.11i parantaa langattomien verkkojen turvallisuutta

  39. Verkon toteutus • Vaatimusten määrittely • Verkkosuunnitelma • Katselmus • Asennus • Toiminnan varmistus

  40. HiperLAN • HiperLAN/1 1998 • HiperLAN/2 2000 • 5 GHz • 54 Mbps

  41. Bluetooth • 2,4 GHz • Toimintasäde vaihtelee lähetystehosta riippuen metristä noin sataan metriin • point-to-point • point-to-multipoint

  42. NMT-taajuuksien uusiokäyttö • 450 MHz • flash OFDM

  43. Yhteenveto • WLAN saavuttanut kansainvälisesti vahvan aseman • Kehitetään jatkuvasti • Tuki monissa laitteissa • Akku, liikkuvuus

More Related