IEEE802.11 IEEE802.11 WiFI WiFi 1
IEEE802.11 – WiFi IV. Předmět:
Počítačové sítě a systémy
Téma hodiny: Třída:
Autor: Software:
IEEE802.11 – WiFi _ část IV. 3. a 4. ročník SŠ technické
Ing. Fales Alexandr SMART Notebook 11.0.583.0
Obr. 1 Síťové prvky Ing. Fales Alexandr
2
IEEE802.11 – WiFi IV. Úvod: Bezdrátové sítě jsou v dnešní době kvalitní a reálnou alternativou k sítím pevným. Představují praktické řešení z hlediska plánování počítačové sítě, neboť mohou vyřešit problémy s pokládkou, dále pak možnou překládkou a finálně údržbou kabelů. Z hlediska realizace LAN sítě strukturovanou kabeláží, pak představují koncovou část kabelové LAN sítě nebo její přímou náhradu. Z hlediska bezdrátového propojení stanic poskytuje větší pružnost při připojo vání stanice do sítě s podporou mobility koncových zařízení (notebooky, apod.). Bezdrátové technologie je výhodné zejména pro dočasné pracovní prostory, rozsáhlé tovární a skladové prostory a prostory s problematickým přístupem ke kabeláži.
3
IEEE802.11 – WiFi IV. Úvod: Bezdrátové vysílání pomocí elektromagnetických vln je náchylné na elektromagnetické rušení zařízeními, která pracují na stejných frekvencích, jako jsou např. mikrovlnné trouby, nebo BT technologie. Dále hrozí nežádoucí překryv 2 či více bezdrátových LAN. Následně je pak nezbytné věnovat maximální pozornost zabezpečení vysílání. Mimo to je ideální přenos při splnění podmínky přímé viditelnosti a výrazně klesá se vzdáleností od vysílače. Norma IEEE 802.11 byla schválena v červnu 1997, specifi kující podvrstvu MAC a fyzickou vrstvu bezdrátových LAN, kdy je využívána podvrstva LLC. WiFi (wire less fidelity), resp. bezdrátová věrnost, což je odvo zenina od HiFi (high fidelity), resp. vysoká věrnost.
4
IEEE802.11 – WiFi IV. LOGO:
Obr. 2 Logo zařízení WiFi LTSTS
5
IEEE802.11 – WiFi IV. Fyzická vrstva: Bezdrátové lokální sítě WLAN v původní koncepci nabízely 3 možnosti realizace fyzické vrstvy, přičemž 2 možnosti využívají radiové vlny v bezlicenčním (volném, půmyslovém, lékařském a vědeckém) pásmu o kmitočtech od 2,4 do 2,4835 GHz též označované jako ISM (Industrial, Scientific, Medi cal). Třetí možnost oproti předchozím dvěma využívá pro přenos dat infračervených paprsků, ta se vzhledem k relativně nízkým přenosovým rychlostem v dnešní době nepoužívá. Jedná se o DSSS, FHSS, IrDA a v současné době existují ještě další koncepce fyzické vrstvy, a to OFDM a UWB.
6
IEEE802.11 – WiFi IV. Fyzická vrstva: DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum Radio), jde o rádiový přenos v přímo rozprostřeném spektru. Vysílač DSSS mění datový tok na tok symbolů, přičemž každý symbol reprezentuje skupinu 1 či více bitů. Používá se modulační technika QPSK (Quadra ture Phase Shift Keying), kdy vysílač moduluje či násobí každý ze symbolů náhodnou šumovou sekvencí, čímž je uměle zvětšena šířka přenáše ného pásma v závislosti na délce sekvence. DSSS pak dělí pásmo na 114 kanálů, které jsou od sebe vzdálené 5 MHz, a na 1 vysílací kanál je nutností 22 MHz, z čehož vyplývá, že se kanály z části překrý vají, přičemž se max. 3 z nich nepřekryjí vůbec. DSSS se používá i v dnešních specifikacích.
7
IEEE802.11 – WiFi IV. Fyzická vrstva: FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum Radio, jedná se o rádiový přenos v rozprostřeném spektru s přeskakováním mezi jednotlivými kmitočty. FHSS vysílá 1 či více paketů po jedné frekvenci, přičemž je přenosové pásmo rozděleno na 79 podkanálů a každý z nich má 1 MHz. Přenos se realizuje na prvním kanálu (kmitočtu), pak přeskočí na další kanál (kmitočet) a vysílá dál. Tímto způsobem je minimalizované rušení, kdy k němu dochází jen při vysílání na rušeném kmitočtu. Kanál se mění min. 2,5krát za sekundu, čímž je eliminována kolize. Způsob přeskakování mezi jednotlivými kanály je periodický, ačkoliv se zdá, že je náhodný. Periodicitu definuje přijímač a vysílač.
8
IEEE802.11 – WiFi IV. Fyzická vrstva: Přenos rozptýleným infračerveným zářením všechny systémy pracující s infračerveným spektrem využívají záření o vlnové délce 850 až 950 nm při maximálním výkonu 2 W. Tato možnost je charakteri stická krátkým dosahem (jedna místnost), protože infračervené paprsky neprochází neprůhledným materiálem, jako jsou zdi, apod. Navíc dochází k odrazu signálu. Technologie využívající této možno sti je IrDA (Infrared Data Association). Infračervené sítě se svého času staly dominantou mobilních zařízení a notebooků, dále PDA či tiskáren. Fyzický dosah sítě se pohyboval do 1 metru při přímé viditelnosti, přenosová rychlost byla 3 (4) Mbps a spotřeba elektrické energie mizivá.
9
IEEE802.11 – WiFi IV. Fyzická vrstva: OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex), jedná se o ortogonální multiplex s kmitočtovým dělením, přičemž se data rozdělí do paralelních toků o výrazně nižší přenosové rychlosti. Každý tok se využívá pro modulaci jiné nosné, kdy jsou jednotlivé subkanály velmi blízko u sebe a částečně se překrývají, čímž se účinněji využívá přenosové pásmo, vzhledem k úzkopásmovým nosným je vzájemné rušení minimální. Paralelní vysílání brání zkreslení při datovém přenosu různými cestami, dále je vyloučeno zpoždění signálu. Mezi známé digitální modulace patří QPSK, 16QAM nebo 64QAM. OFDM je vhodné pro vysokou propustnost WLAN či WiMAX, neboť venkovní prostředí netlumí signál.
10
IEEE802.11 – WiFi IV. Fyzická vrstva: UWB (Ultrawideband) jde o vojenskou technologii pro širokopásmové přenosy, přičemž se datový přenos realizuje na krátkou vzdálenost. Datový signál je rozložen ve velmi širokém spektru tak, aby byl výkon v jednotlivém pásmu pod úrovní rušení, jež je vytvářeno jinými úzkopásmovými systémy, tím je dosaženo prakticky nulového rušení okolí. Navíc takto vysílaný signál představuje pro okolní systémy šum. Jde o velmi bezpečný systém, který se prakticky nedá odposlouchávat či zahájit detekci UWB zařízení.
11
IEEE802.11 – WiFi IV. Přibližte technologie DSSS a OFDM:
Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím.
12
IEEE802.11 – WiFi IV. Konkretizujte technologie FHSS, IrDA a UWB:
Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím.
13
Dotazy Děkuji za pozornost. Ing. Fales Alexandr
Obr. 1 Síťové prvky Ing. Fales Alexandr
14
Zdroje informací Literární publikace: TRULOVE, J. ZNAMEŇÁČEK, T. Sítě LAN. 1. vyd. Praha: Grada, 2009. ISBN: 9788024720982. s. 384
HORÁK, J. KERŠLÁGER, M. Počítačové sítě pro začínající správce. 3. akt. vyd. Brno: Computer Press, 2006. ISBN: 8025108929. s. 212 Fotografie a obrázky: Autorem fotografií a obrázků, neníli uvedeno jinak, je Ing. Fales Alexandr Obr. 2 LTSTS. commons.wikimedia.org: File:11wifi.png [online]. 20110518 [cit. 20131020]. Dostupný pod licencí: Creative Commons Uveďte autoraZachovejte licenci 3.0 Unported. WWW:
. Obr. 1 Síťové prvky Ing. Fales Alexandr
15
