Poslední aktualizace: 1. srpna 2011

Wi-Fi

WiMAX

Mobilnı´ technologie

1G

2G

2.5G

Bezdra´tove´ a mobilnı´ sı´teˇ Sˇa´rka Vavrecˇkova´ ´ stav informatiky, FPF SU Opava U http://fpf.slu.cz/~vav10ui

Poslednı´ aktualizace: 1. srpna 2011

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Bezdra´tove´ technologie jsou technologie vedenı´ signa´lu „vzduchem“, bez podpory metalicke´ho nebo opticke´ho kabelu. Rozlisˇujeme ra´diova´ – ra´diove´ vlny o urcˇite´ frekvenci (Wi-Fi, WiMAX) sonicka´ – ultrazvuk, verba´lnı´ komunikace opticka´ – laser, IR, ostatnı´ (ma´vańı´ vlajkou, blikańı´, posunkova´ rˇecˇ apod.)

Deˇlenı´: fixnı´ – sice bezdra´tove´, ale prˇi pohybu prˇipojene´ho zarˇ´ızenı´ se bud’ silneˇ zhorsˇuje signa´l nebo se dokonce odpojı´, mobilnı´ – prˇipojene´ zarˇ´ızenı´ se mu˚zˇe volneˇ pohybovat, i vysˇsˇ´ı rychlostı´.

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Wi-Fi Princip ra´diovy´ signa´l v bezlicencˇnı´m pa´smu 2,4 GHz nebo 5 GHz koliznı´ metoda CSMA/CA (Carrier Sense Medium Access, Collision Avoidance) Stanice nasloucha´ na sı´ti, kdyzˇ chce vysı´lat a zjistı´, zˇe neˇkdo vysı´la´, okamzˇiteˇ se odmlcˇı´ na na´hodneˇ dlouhou dobu, pak opeˇt posloucha´ a kdyzˇ nikdo nevysı´la´, zacˇne vysı´lat sama standardizovańa jako IEEE 802.11, o certifikaci se stara´ Wi-Fi Alliance

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Rezˇimy Wi-Fi 1. DCF (Distributed Coordination Function) bez podpory priorit, best effort, vyćhozı´

2. PCF (Point Coordination Function) rezˇim s podporou priorit, rozlisˇuje se doba boje o me´dium a doba bez boje o me´dium

3. RTS/CTS (Request to Send/Clear to Send) rˇesˇ´ı proble´m „skrytyćh stanic“ kazˇda´ stanice musı´ prˇed zacˇa´tkem vysı´lańı´ odeslat zˇa´dost o rezervaci me´dia (RTS) a cˇekat na potvrzenı´ pra´va po stanovenou dobu vysı´lat (CTS)

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Mozˇnosti rˇesˇenı´ sı´teˇ: ad-hoc rˇesˇenı´: kazˇda´ komunikujıćı´ stanice je vybavena Wi-Fi sı´t’ovou kartou, komunikujı´ spolu prˇ´ımo (pro sı´teˇ o pa´r pocˇı´tacˇıćh), infrastruktura: existuje prˇ´ıstupovy´ bod (AC – Access Point), prˇes ktery´ jde vesˇkera´ komunikace (point-to-multipoint), zˇa´dne´ dveˇ stanice spolu nekomunikujı´ prˇ´ımo.

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Struktura sı´teˇ prˇ´ıstupovy´ bod BSA (Basic Service Area) = za´kladnı´ oblast sluzˇeb, bunˇka

Distribucˇnı´ syste´m (DS – Distribution system) vıće propojenyćh prˇ´ıstupovyćh bodu˚ oblast pokryta´ signa´lem = rozsˇ´ırˇena´ oblast sluzˇeb (ESA – Extended Service Area)

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Sluzˇby prˇ´ıstupove´ho bodu autentizace – AP zjisˇt’uje informace o stanici a rozhoduje, zda jı´ dovolı´ prˇ´ıstup do sı´teˇ asociace (prˇidruzˇenı´) – vznika´ vazba mezi AP a stanicı´, stanice je asociovańa k bunˇce dane´ho AP de-asociace – zrusˇenı´ te´to vazby

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Identifikacˇnı´ ko´dy SSID (Service Set IDentifier) rˇeteˇzec 0–32 oktetu˚ prˇ´ıstupovy´ bod obvykle vysı´la´ sve´ SSID v ra´mcıćh beacon v intervalech neˇkolika sekund v otevrˇene´ formeˇ SSID se vysı´la´ v otevrˇene´ formeˇ i prˇi prˇidruzˇovańı´ stanic do sı´teˇ

ESSID (Extended SSID) nevysı´la´ se v otevrˇene´ podobeˇ, nelze snadno zachytit uzavrˇena´ sı´t’ Dva typy SSID: BSSID (Basic SSID) a ESSID (Extended SSID).

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

Rezˇimy Wi-fi zarˇ´ızenı´ Gateway (brańa) propojenı´ ven ze sı´teˇ, NAT server

Wi-fi router (smeˇrovacˇ) vidı´ na sı´t’ovou vrstvu, umı´ smeˇrovat podle IP adres NAT, firewall, DHCP server, obvykle i brańa obsahuje funkcˇnost AP

Access Point (AP) na 2. vrstveˇ, nebeˇzˇ´ı NAT, prˇipojuje se k Wi-fi routeru funguje jako switch (nebo bridge), jehozˇ jeden port je bezdra´tovy´

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

Rezˇimy Wi-fi zarˇ´ızenı´ AP klient (Station) prˇipojuje se k jine´mu AP (bezdra´toveˇ) zarˇ´ızenı´ jsou k neˇmu prˇipojena dra´tem pouze distribuce signa´lu jine´ho AP

Repeater (opakovacˇ) pouze prˇeposı´la´ signa´l na fyzicke´ vrstveˇ zˇa´dne´ smeˇrovańı´ ani prˇepıńańı´

2.5G

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Rezˇimy Wi-fi zarˇ´ızenı´ WDS (Wireless Distribution System) chceme distribuovat spojenı´ „ven“ na dalsˇ´ı mezilehle´ prvky, chceme plynule prˇecha´zet mezi AP v WDS znacˇne´ snı´zˇenı´ prˇenosove´ rychlosti nenı´ standardizovańo

WISP bezdra´tova´ komunikace bude prˇedstavovat WAN port (ma´me poskytovatele Internetu prˇes Wi-fi) ostatnı´ (fyzicke´) porty LAN, WAN: k nim se chova´ jako switch na 2. vrstveˇ

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Fyzicka´ vrstva Wi-Fi IEEE 802.11b – frekvence 2,4 GHz, rychlost azˇ 11 Mb/s IEEE 802.11a – frekvence 5 GHz, rychlost azˇ 54 Mb/s IEEE 802.11g – frekvence 2,4 GHz, rychlost azˇ 54 Mb/s IEEE 802.11n – frekvence 2,4 nebo 5 GHz, rychlost azˇ 600 Mb/s (spı´sˇe znacˇneˇ nizˇsˇ´ı) Modulace: podle 802.11b DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum, rozprostrˇene´ spektrum), podle 802.11a/g OFDM.

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Podvrstva MAC pro IEEE 802.11a/b/g stejna´, odlisˇna´ je MAC pro IEEE 802.11n (za ućˇelem dalsˇ´ıho zvy´sˇenı´ rychlosti) prˇidruzˇenı´ stanice k prˇ´ıstupove´mu bodu, autentizace, prˇenos dat, rezˇimy DCF, PCF a RTS/CTS cˇasovy´ multiplex, polovicˇnı´ duplex (sloty jsou vyuzˇ´ıvańy vzˇdy jen v jednom smeˇru)

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

AAA (autentizace, autorizace, ućˇtovańı´ – accounting) autentizace = oveˇrˇovańı´ a potvrzovańı´ totozˇnosti komunikujıćıćh stran, bud’ otevrˇena´ nebo podle autentizacˇnı´ho klıćˇe autorizace = urcˇenı´ konkre´tnıćh prˇ´ıstupovyćh opra´vneˇnı´, po autorizaci je stanice prˇidruzˇena k prˇ´ıstupove´mu bodu ućˇtovańı´ = zaznamena´vańı´ vsˇech cˇinnostı´ provedenyćh uzˇivatelem v syste´mu a prˇ´ıpadne´ na´sledne´ reakce

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Autentizacˇnı´ klıćˇ WEP – zastaraly´, da´vno prolomen WPA – pouzˇ´ıva´ WEP klıćˇe, ale dynamicky je meˇnı´ (protokol TKIP), autentizace pomocı´ RADIUS Serveru (prˇihlasˇovańı´ jmeńem a heslem) nebo klıćˇe PSK (Pre-Shared Key) WPA2 – sˇifrovańı´ AES

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

WEP (Wired Equivalent Privacy) vy´hoda: plna´ kompatibilita staticky´ tajny´ klıćˇ (40 nebo 104 bitu˚) pro autentizaci i sˇifrovańı´ dat zˇa´dost o prˇipojenı´ — prˇ´ıstupovy´ bod odesˇle na´hodneˇ vygenerovany´ rˇeteˇzec — stanice i prˇ´ıstupovy´ bod tuto sekvenci zasˇifrujı´ — stanice odesˇle zasˇifrovany´ rˇeteˇzec — prˇ´ıstupovy´ bod porovna´ sˇifrovańı´: symetricka´ sˇifra RC4, pouzˇ´ıva´ se kombinace tajne´ho klıćˇe a dynamicky se meˇnıćı´ho IV vektoru (Initialization Vector) o de´lce 24 bitu˚ (jiny´ pro kazˇdy´ paket)

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

IEEE 802.1x mechanismus autentizace uzˇivatelu˚, distribuce klıćˇu˚ a zajisˇteˇnı´ integrity zpra´v autentizacˇnı´ server (naprˇ´ıklad RADIUS – Remote Authentication Dial-In Usr Service) RADIUS: struktura typu klient-server RADIUS server klienty = prˇ´ıstupove´ servery (autentiza´torˇi)

volneˇ dostupny´ SW: FreeRADIUS, DaloRADIUS

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

RADIUS – komunikace uzˇivatel pozˇa´da´ o prˇipojenı´, prˇ´ıstupovy´ server si vyzˇa´da´ prˇihlasˇovacı´ jmeńo a heslo, prˇ´ıstupovy´ server odesˇle RADIUS serveru (prˇes loka´lnı´ nebo rozlehlou sı´t’) zˇa´dost o prˇipojenı´ (RADIUS Access Request), RADIUS server oveˇrˇ´ı platnost prˇihlasˇovacı´ho jmeńa a hesla (dostal je v zasˇifrovane´ podobeˇ), podle vy´sledku oveˇrˇenı´ odesˇle prˇ´ıstupove´mu serveru souhlas nebo odmı´tnutı´ (RADIUS Access Accept/Deny). V komunikaci se beˇzˇneˇ pouzˇ´ıva´ protokol EAP.

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

Wi-fi AP (RADIUS klient)

PC

2G

2.5G

RADIUS server

EAPOL Start ˇ a´dost o prˇ´ıstup Z EAP Request/Id Autorizuj se EAP Response/ID Aut.informace (U)

RADIUS Access Request/ID Aut. informace (U)

EAP Request/OTP Dalsˇ´ı informace?

RADIUS Acces-Challenge Dalsˇ´ı informace?

EAP Response/OTP Dalsˇ´ı informace (U)

RADIUS Access Request/OTP Dalsˇ´ı informace (U)

EAP Success Spojeno (U)

RADIUS Acces-Accept Spojeno (U)

Vyuzˇ´ıvańı´ portu, pro ktery´ bylo zarˇ´ızenı´ autorizovańo. EAPOL Logoff Ukoncˇenı´ relace

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

WPA (Wi-Fi Protected Access) docˇasne´ rˇesˇenı´, ktere´ vzniklo prˇed dokoncˇenı´m standardu IEEE 802.11i (WPA2) „orˇezańı´“ prˇipravovane´ho WPA2 na pouze ty prvky, ktere´ nevyzˇadovaly zmeˇny v hardwaru pouzˇ´ıva´ IEEE 802.11x pro autentizaci a spra´vu klıćˇu˚, data jsou pak sˇifrovańa pomocı´ TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) – dynamicky se meˇnıćı´ klıćˇ pro kazˇdy´ paket, IV vektor ma´ de´lku 48 bitu˚ v za´hlavı´ paketu je take´ sekvence pouzˇ´ıvana´ pro kontrolu porˇadovyćh cˇı´sel paketu˚ v domaćnostech nebo mensˇ´ıch firmaćh se mı´sto TKIP pouzˇ´ıva´ PSK (Pre-Shared Key), kdy je klıćˇ pevneˇ zadań (WPA-PSK)

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

WPA (Wi-Fi Protected Access) Integrita zpra´v mechanismus MIC (Message-Integrity Check) pro kontrolu integrity zpra´v na konec sˇifrovane´ cˇa´sti ra´mce prˇed kontrolnı´ soucˇet se prˇida´ 64 kontrolnıćh bitu˚ z cı´love´ a zdrojove´ MAC adresy, dat, porˇadove´ho cˇı´sla adresy a na´hodne´ hodnoty, je to obdoba digita´lnı´ho podpisu

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

WPA2 (IEEE 802.11i) pouzˇ´ıva´ mı´sto TKIP protokol CCMP s sˇifrovańı´m AES (volitelneˇ je mozˇno pouzˇ´ıt TKIP s sˇifrovańı´m RC4) autentizace bud’ prˇes IEEE 802.1x nebo prˇes PSK (WPA2-PSK) v datovyćh ra´mcıćh se pouzˇ´ıva´ sˇifrovańı´ AES na 128 bitech, MIC pole o de´lce 64 bitu˚ a cˇı´slovańı´ paketu˚

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Zabezpecˇenı´ Wi-Fi sı´tı´ Blokovańı´ vysı´lańı´ SSID AP standardneˇ vysı´la´ sve´ SSID, ale nemusı´, pak sı´t’ nenı´ beˇzˇny´m zpu˚sobem viditelna´ da´ se snadno prˇekonat

Filtrovańı´ MAC adres whitelist nebo blacklist take´ se da´ prˇekonat

Zmeˇna prˇednastavenyćh prˇ´ıstupovyćh u´daju˚ prˇihlasˇovacı´ u´daje, prˇ´ıpadneˇ SSID

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Monitorovańı´ WLAN NetStumbler – identifikuje prˇ´ıstupove´ body, da´ se pouzˇ´ıt pro zjisˇteˇnı´ neautorizovanyćh prˇ´ıstupovyćh bodu˚ nebo mozˇnyćh zdroju˚ rusˇenı´ vlastnı´ sı´teˇ Ethereal – analyza´tor LAN sı´tı´, at’ uzˇ „dra´tovyćh“ nebo bezdra´tovyćh AirSnort – monitoring sı´teˇ Kismet – monitoring sı´teˇ, IDS (Intrusion Detection System)

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Anteńy signa´l se sˇ´ırˇ´ı kolmo na anteńu vsˇemi smeˇry vysokofrekvencˇnı´ za´rˇicˇ, meˇli bychom zkontrolovat sı´lu signa´lu (zdravı´, rusˇenı´ okolnıćh sı´tı´) zarusˇenı´ → sˇpatny´ signa´l, „padańı´“ prˇ´ıstupove´ho bodu ˇresˇenı´: domluva se sousedy, volba kana´lu˚, prˇechod na IEEE 802.11a naopak – slaby´ signa´l (prˇ´ılisˇ velka´ oblast) → porˇ´ıdı´me Wi-Fi router, ktery´ doka´zˇe pracovat v rezˇimu opakovacˇe–zesilovacˇe

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

MIMO (Multiple Input Multiple Output) = vyuzˇitı´ vıće anteń a hlavneˇ algoritmus pro kombinovańı´ prˇijate´ho signa´lu z teˇchto anteń prakticky se pocˇı´ta´ s omezenı´m na 4 anteńy pro vnitrˇnı´ oblast budov a 16 anteń pro pouzˇitı´ venku pracuje na fyzicke´ vrstveˇ, a tedy jeho konkre´tnı´ implementace hodneˇ souvisı´ s IEEE 802.11a/b/g/n cˇasto u 802.11n, kde slouzˇ´ı take´ ke zvy´sˇenı´ prˇenosove´ kapacity v du˚sledku paralelnı´ho vysı´lańı´

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Wi-fi 4. generace mı´sto prˇekry´vajıćıćh se buneˇk blankety, centralizovana´ sı´t’ jeden blanket prˇes vsˇechny AP, vsˇechny na stejne´m kana´lu, AP jsou prˇipojeny kabelem kompatibilnı´ s IEEE 802.11a/b/g/n cˇı´m vıć AP, tı´m lepsˇ´ı pokrytı´, propustnost, rychlost kvalitnı´ zabezpecˇenı´

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

WiMAX (IEEE 802.16, Worldwide Interoperability for Microwave Access) bezdra´tova´ metropolitnı´ sı´t’ (WMAN – Wireless MAN) rychly´ a spolehlivy´ prˇ´ıstup k Internetu QoS (u Wi-Fi jen s podporou IEEE 802.11e) licencovane´ kmitocˇtove´ pa´smo 2–11 GHz (u na´s nejcˇasteˇji 3.5 GHz) nevyzˇadujıćı´ prˇ´ımou viditelnost komunikujıćıćh uzlu˚ (NLOS, Non Line of Sight) teoreticky´ dosah 50 km, v beˇzˇne´ za´stavbeˇ se pocˇı´ta´ s dosahem 3–5 km prˇenosova´ kapacita je 75 Mb/s, tu vsˇak sdı´lejı´ vsˇechny prˇipojene´ stanice certifikace: WiMAX Forum

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

WiMAX Zarˇ´ızenı´ WiMAX nebo preWiMAX firma Alvarion, z dalsˇ´ıch naprˇ´ıklad RedMAX nebo AirSpan architektura: za´kladnova´ stanice (veˇtsˇinou na vysokyćh budovaćh) vneˇjsˇ´ı zarˇ´ızenı´ s anteńou (na strˇechaćh nebo venkovnıćh zdech domu˚) vnitrˇnı´ koncova´ zarˇ´ızenı´

existujı´ take´ vnitrˇnı´ koncova´ zarˇ´ızenı´ s integrovanou anteńou

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

WiMAX Komunikace cˇasovy´ (TDD) i frekvencˇnı´ (FDD) duplex (ne multiplex, protozˇe komunikace je na dvou kana´lech – jednom pro kazˇdy´ smeˇr – jen mezi dveˇma uzly) symetricky´ i asymetricky´, podle smluvnı´ garance QoS v soucˇasne´ dobeˇ na pomeˇrneˇ mnoha mı´stech, ale pouze loka´lneˇ

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

Mobilnı´ technologie Prˇehled 1G – analogove´ sı´teˇ (NMT) 2G – digita´lnı´ sı´teˇ, prˇepıńańı´ okruhu˚, vytaćˇene´ spojenı´ (GSM, CDMA) 2.5G – prˇepıńańı´ paketu˚, tarifikace za prˇenesena´ data nebo pausˇa´l (GPRS, EDGE) 3G – soubeˇzˇne´ vyuzˇ´ıvańı´ neˇkolika sluzˇeb, optimalizace take´ pro datove´ prˇenosy, QoS (UMTS, HSPA) 4G – ortogona´lnı´ multiplex, nizˇsˇ´ı latence (FLASH-OFDMA, LTE)

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

Prvnı´ generace (1G) analogove´ sı´teˇ, frekvencˇnı´ multiplex (FDMA) kazˇdy´ uzˇivatel ma´ prˇideˇlen jeden kana´l (vyhrazeny´) NMT (Nordic Mobile Telephone) fungujıćı´ nejdrˇ´ıv v Saudske´ Ara´bii a na´sledneˇ v severskyćh zemıćh (Norsko, Sˇve´dsko) od roku 1981

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

Druha´ generace (2G) GSM CDMA

2.5G

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

GSM (Global System for Mobile Communications) zacˇ. 90. let digita´lnı´ sı´t’, ale porˇa´d jesˇteˇ optimalizovana´ pro hlas, prˇepojovańı´ okruhu˚ TDMA over FDMA, ru˚zne´ frekvence – GSM900 (900 MHz), GSM1800 (1800 MHz) a GSM1900 (1900 MHz) struktura: bunˇky, kazˇda´ bunˇka ma´ svou za´kladnovou stanici (base transceiver station) Network Switching Subsystem (NSS) = pa´terˇnı´ sı´t’ operacˇnı´ a administrativnı´ subsyste´m (OSS, Operation SubSystem)

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

GSM NSS BSC (Base Station Controller) – rˇ´ıdicı´ uzel za´kladnovyćh stanic, azˇ 9, zprostrˇedkova´va´ propojenı´ do sı´teˇ, MSC (Mobile Switching Center) – mobilnı´ u´strˇedna, k nı´ je prˇipojeno vıće BSC (obvykle kabely), vede seznam prˇipojenyćh mobilnıćh stanic, neˇktere´ MSC jsou brańy do jinyćh sı´tı´ dalsˇ´ı podpu˚rne´ uzly sı´teˇ, naprˇ´ıklad autentizacˇnı´ databa´ze, registr stanic (identifika´tory povolenyćh stanic, identifika´tory, o kteryćh je zna´mo, zˇe byly ukradeny, identifika´tory porouchanyćh stanic), SMS centrum, atd.

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

GSM OSS administrace a u´drzˇba cele´ sı´teˇ registrace a tarifikace pouzˇ´ıva´ registry adataba´ze z BSC

2G

2.5G

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

GSM Vlastnosti: bunˇky se prˇekry´vajı´, v oblasti inference se nesmı´ pouzˇ´ıvat tyte´zˇ komunikacˇnı´ kana´ly handover (prˇeda´vańı´ mobilnı´ stanice mezi bunˇkami) veˇtsˇ´ı odolnost proti rusˇenı´ a odposlechu nezˇ u 1G teoreticka´ rychlost je 13 kb/s pro kazˇdy´ smeˇr, rea´lneˇ 9.6 kb/s

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

CDMA (Code Division Multiple Access) lze prˇena´sˇet i hlas, ale u na´s poskytovańa jen jako datova´ sı´t’ nizˇsˇ´ı frekvence (450 MHz), za´kladnove´ stanice mohou by´t vıće vzda´leny nezˇ u GSM teoreticka´ rychlost uploadu je 1024 kb/s (jen v Praze a Brneˇ) download azˇ 3.1 Mb/s, v rea´lu take´ meńeˇ, neˇkolik set kb/s ko´dovy´ multiplex (v ra´mci jednoho sdı´lene´ho me´dia se prˇena´sˇ´ı vıće digita´lnıćh signa´lu˚, ktere´ jsou rozlisˇovańy pomocı´ ko´dovańı´)

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

Prˇechodova´ generace (2.5G) GPRS EDGE

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

GPRS na´stavba GSM, umozˇnˇuje stanici vyuzˇ´ıvat azˇ 8 GSM kana´lu˚ (pokud jsou zrovna volne´), kana´ly nejsou blokovańy po celou dobu prˇipojenı´ nova´ vrstva v pa´terˇnı´ sı´ti – uzly SGSN (Serving GPRS Support Node) – podpu˚rne´ uzly sı´teˇ GPRS (obdoba MSC u´strˇeden, ale take´ spra´va pa´terˇnı´ sı´teˇ a tarifikace) GGSN (Gateway GPRS Support Node) – brańy do datove´ paketove´ IP sı´teˇ

BSC nada´le zu˚sta´vajı´ napojeny na MSC, ale navıć jsou napojeny na SGSN uzly SGSN a GGSN mezi sebou komunikujı´ protokolem GTP (GPRS Tunelling Protocol), cozˇ je aplikacˇnı´ protokol vyuzˇ´ıvajıćı´ protokoly TCP a UDP

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

GPRS Rychlost ru˚zna´ ko´dovańı´ – CS-1 azˇ CS-4, ru˚zne´ rychlosti celkova´ mozˇna´ dosazˇena´ rychlost je 22.8 kb/s na jeden kana´l, ale cˇa´st rychlosti je pohlcena rezˇiı´ ko´dovańı´ (CS-1 dosahuje max. 9 kb/s na kana´l, CS-4 max. 21 kb/s na kana´l) volba kana´lu je automaticka´ podle vzda´lenosti stanice od za´kladnove´ stanice rychlost je ovlivneˇna mnozˇstvı´m kana´lu˚, ktere´ stanice mu˚zˇe vyuzˇ´ıvat (maxima´lneˇ 8 pro kazˇdy´ smeˇr) v za´kladnı´m nastavenı´ musı´ uzˇivatel GPRS vzı´t zavdeˇk tı´m, co „zbude“ po uzˇivatelıćh GSM hlasovyćh prˇenosu˚, ale je mozˇne´ vyuzˇ´ıt QoS

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) take´ na´stavbou GSM a ma´ podobny´ princip signa´l moduluje metodou 8-PSK v rea´lu azˇ trojna´sobny´ na´ru˚st rychlostı´ oproti GPRS

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

Trˇetı´ generace (3G) UMTS HSDPA, HSUPA, HSPA

2.5G

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) zavedenı´ UMTS znamenalo pomeˇrneˇ velke´ za´sahy do infrastruktury sı´teˇ metoda WCDMA (Wideband CDMA), sˇirokopa´smova´ kazˇdy´ uzˇivatel ma´ prˇideˇleno frekvencˇnı´ pa´smo, ktere´ pouzˇ´ıva´, sdı´lı´ je s vıće uzˇivateli, jsou odlisˇeni jednoznacˇny´m bina´rnı´m ko´dem typicky ve velkyćh meˇstech rychlost teoreticky azˇ 2 Mb/s, obvykle neˇkolik desı´tek azˇ stovek kb/s

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

UMTS Architektura sı´teˇ podobna´ sı´ti GPRS a zcˇa´sti na nı´ stavı´ uzel Node B je obdobou za´kladnove´ stanice – zajisˇteˇnı´ komunikace mezi koncovou stanicı´ a UMTS sı´tı´, modulace, ko´dovańı´, ochrana proti chyba´m ˇr´ıdicı´ jednotka ra´diove´ sı´teˇ (RNC, Radio Network Controller) je obdoba BSC v GSM – rˇ´ıdı´ uzly Node B, prˇideˇlujı´ kana´ly, rˇ´ıdı´ handover, sˇifrujı´, atd. vsˇechny RNC tvorˇ´ı vrstvu UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) pa´terˇnı´ sı´t’ (CN, Core Network) – obsahuje obvykle uzly patrˇ´ıcı´ do sı´teˇ GSM/GPRS, uzly vyzˇadujı´ drobne´ u´pravy; zajisˇt’uje navazovańı´ spojenı´, provoz bran, vedenı´ provoznıćh databa´zı´, smeˇrovańı´

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) zvy´sˇenı´ rychlosti a snı´zˇenı´ latence UMTS na downstreamu modulace QPSK (Quadrature Phase Shift Keying, pouzˇ´ıva´ se i v UMTS) nebo 16QAM jine´ mechanismy plańovańı´ vysı´lańı´ (vıće zalozˇeno na QoS) a rˇ´ızenı´ chyb pouzˇ´ıva´ take´ WCDMA, ale navıć prˇida´va´ nove´ mechanismy a novy´ typ cˇisteˇ datove´ho kana´lu v UMTS jsou pakety odesı´lańy kazˇdyćh 10 ms, v HSDPA kazˇde´ 2 ms je mozˇne´ take´ vyuzˇ´ıt technologii MIMO prˇenosove´ rychlosti v soucˇasne´ dobeˇ kolem 1 Mb/s (nejnoveˇjsˇ´ı varianty azˇ 14 Mb/s)

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

Dalsˇ´ı HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access) obdoba HSDPA pro upstream

HSPA = HSDPA + HSUPA

2.5G

3G

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

4G FLASH-OFDM (Fast Low-latency Access with Seamless Handoff-Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) ortogona´lnı´ multiplex OFDM propojen s CDMA a TDMA vysˇsˇ´ı prˇenosove´ rychlosti (download je veˇtsˇinou v rozmezı´ 200–300 kb/s, trˇebazˇe se teoreticky uda´va´ azˇ 1.5 Mb/s) a nı´zka´ latence pokrocˇila´ mozˇnost rˇ´ızenı´ kvality sluzˇeb (QoS)

4G

Wi-Fi

WiMAX


1G

2G

2.5G

3G

4G LTE (Long Term Evolution) velmi vysoke´ rychlosti (azˇ 100 Mb/s na downstreamu, 50 Mb/s na upstreamu) prˇi velmi nı´zke´ latenci (10 ms), v soucˇasnosti na downstreamu te´meˇrˇ 80 Mb/s nepouzˇ´ıva´ CDMA, pouze OFDM sˇ´ırˇka kana´lu˚ nenı´ pevna´, adaptivnı´ sˇ´ırˇky signa´lu˚ umı´steˇnyćh tak blı´zko u sebe, aby je bylo mozˇne´ na druhe´m konci linky oddeˇlit

4G

Poslední aktualizace: 1. srpna 2011

Recommend Documents