PAN Bluetooth: Bluetooth:
Vezeték nélküli hálózatok és a kábeltelevízió
Felhaszná Felhasználás:
Mihalik Gá Gáspá spár
tipikusan vezeté vezetékek kivá kiváltá ltására tervezté tervezték Vannak Bluetooth routerek – így aká akár internetelé internetelérés is lehetı lehetıvé válik
Fülhallgató lhallgató PDA Adatá Adatátvitel Nyomtatá Nyomtatás
Elı Elınyö nyök: kö könnyebb mozgatá mozgatás, vezeté vezeték összegabalyodá sszegabalyodás-szakadá szakadás nincs
IEEE 802.15 802.15.1 (Task (Task Group 1)
Bluetooth 1.1: FHSS, 1 Mb/s Mb/s sebessé sebesség
802.15.2 (TG 2)
A 802.15 és a 802.11 há hálózatok együ együttes alkalmazá alkalmazásával foglalkozik: mindké mindkét há hálózat ISM sávban mő mőködik – ezé ezért ajá ajánlá nlásokat dolgoz ki
Bluetooth jellemzı jellemzık FHSS: 1600 ugrá ugrás/s - 2,4 GHzGHz-en Ható Hatótávolsá volság
Kis teljesí teljesítmé tményő nyő eszkö eszközök: ~2 m Nagyobb teljesí teljesítmé tményő nyőek: ~20 m
802.15.3 (TG 3)
Nagyobb sebessé sebesség: 11, 22, 33, 44 és 55 Mb/s Mb/s
802.15.4 (TG 4)
Kis adatá adatátviteli sebessé sebesség – kis fogyasztá fogyasztás: 20, 40 és 250 Kb/s Kb/s
LAN IEEE 802.11 ré részei:
Felhaszná Felhasználói eszkö eszközök Hozzá Hozzáférési pontok Routerek Ismé Ismétlı tlık Antenná Antennák
IEEE 802.11 802.11b (1997)
DSSS; 2,4 GHz – max. max. 11 Mb/s Mb/s sebessé sebesség; viszonylag nagy ható hatótávolsá volság; interferencia(!)
802.11a (1999)
OFDM; 5 GHz – max. max. 54 Mb/s; Mb/s; viszonylag kis távolsá volság (<=30 m): nem kompatibilis a 802.11b802.11b-vel
802.11g (2003)
OFDM; 2,4 GHz – max. max. 54 Mb/s; Mb/s; viszonlyag nagy ható hatótávolsá volság; interferencia(!): kompatibilis a 802.11b802.11bvel
1
WiWi-Fi WiWi-Fi Alliance (WiWi-Fi Szö Szövetsé vetség): a wireless LAN eszkö eszközök együ együttmő ttmőködésével és marketingjé marketingjével foglalkoznak Tanú Tanúsítjá tják a termé termékeket WEP helyett WPA
MAN IEEE 802.16
HiperLAN/2 Euró Európai szabvá szabvány A csomagok tová továbbí bbítására TDMATDMA-t haszná használ – kiszá kiszámítható thatóbb adá adási idı idık: multimé multimédiá diás alkalmazá alkalmazásokhoz jobb Max. 54 (42) Mb/s Mb/s sebessé sebesség (a 802.11 fizikailag ezt soha nem éri el (18 Mb/s)!) Mb/s)!) OFDM; 5 GHzGHz-en Kapcsolatot tud lé létesí tesíteni má más hálózatokkal – 3G, ATM… ATM…
Vezeté Vezeték né nélkü lkül mő mőködı telefonok Zsinó Zsinór né nélkü lküli Mobiltelefonok
Rendszerek Analó Analóg
Ameriká Amerikában szabá szabályozott, Euró Európában nem szabá szabályozott rendszerek épültek
Analó Analóg beszé beszédtová dtovábbí bbítás Digitá Digitális beszé beszédtová dtovábbí bbítás (1G) Digitá á lis beszé é d é s adattová Digit besz adattovábbí bbítás (2G, 2.5G, 3G) …4G
A mobiltelefonok elterjedé elterjedése Euró Európában sokan Az USAUSA-ban kevesebben haszná használjá lják…
Digitá Digitális
Euró Európa szabvá szabványosí nyosított (GSM) Amerika a piacra bí bízta a szabvá szabványosí nyosítást (az USAUSA-ban ma 2 nagy egymá egymással inkompatibilis rendszer, plusz egy kisebb van haszná használatban)
2
Analó Analóg beszé beszédátvitel Elı Elıszö ször 19461946-ban St. Louisban – átkapcsoló tkapcsolós rendszer (CB rá rádió diók) 19601960-as években az IMTS (Improved (Improved Mobile Telephone System – javí javított mobiltelefonrendszer) mobiltelefon
Fejlesztett mobiltelefonmobiltelefon-rendszer AMPS: Cellá Cellákra osztá osztás – a cellá cellák olyan frekvenciá frekvenciákat haszná használnak, amelyek a szomszé szomszédos cellá cellákban nem haszná használatosak IMTS egy frekvenciá frekvencián 1 hí hívást, az AMPS 1010-15 hí hívást bonyolí bonyolíthat
200 wattos adó adótorony 2 frekvencia: adá adáshoz, vé vételhez
Cellá Cellák
Cellá Cellák tová további osztá osztása
A cellá cellák mé méreté retének csö csökkenté kkentésével növelhetik a kezelhetı kezelhetı hívások szá számát A kisebb cellá cellákhoz kisebb adó adóteljesí teljesítmé tményekre van szü szüksé kség
Kézi telefonok 0,6 W Autó Autókba építve 3 W
A bá bázisá zisállomá llomások antenná antennáit megfelelı megfelelı magassá magasságban kell elhelyezni - egyhá egyház
Bázisá zisállomá llomás Minden cella kö közepé zepén van egy bázisá zisállomá llomás – MTSO (Mobile Telephone Switching Office – mobiltelefon kapcsolóá llomá ás) v. MSC (Mobile kapcsolóállom Switching Centre – mobil kapcsoló kapcsolóközpont) Nagyobb rendszerekben tö többszintő bbszintő MTSO kapcsolatok lehetnek
A tú túlterhelt cellá cellákat kisebb mikrocellá mikrocellákra osztjá osztják Néha ideiglenesen is telepí telepítenek mikrocellá mikrocellákat nagyobb rendezvé rendezvényekné nyeknél
Ezeket mő mőholdas hordozható hordozható állomá llomásokkal oldjá oldják meg
Cellavá Cellaváltá ltás problé problémája A telefonok minden pillanatban egy adott cellá cellához tartoznak 1. A vá váltá ltásná snál a bá bázisá zisállomá llomás észreveszi a telefon jelé jelének gyengü gyengülését 2. Körbeké rbekérdez, melyik szomszé szomszédná dnál erı erısödik a jel 3. Átadja annak, akiné akinél a legerı legerısebb 4. A telefont felké felkéri az új „fınök”, hogy vá váltson csatorná csatornát – hívás eseté esetén Ez az átadá tadás. Ideje ~300 ms
3
Átadá tadás lehetsé lehetséges mó módjai Puha átadá tadás: 2 frekvenciá frekvenciára kell tudnia egyszerre rá ráhangoló hangolódni a telefonnak – erre az elsı elsı és a má második generá generáció ciós készü szülékek nem ké képesek Kemé Kemény átadá tadás
Híváskezdemé skezdeményezé nyezés Be kell kapcsolni a telefont A hí hívott szá szám bebillentyő bebillentyőzése, se, hí hívás indí indítása A telefon elkü elküldi a hí hívott fé fél, és a sajá saját szá számát – ütkö tközés eseté esetén a telefon ké késıbb újra pró próbálkozik A bá bázisá zisállomá llomás tá tájékoztatja az MTSOMTSO-t Az MTSO keres egy üres csatorná csatornát, aminek szá számát visszakü visszaküldi a hí hívó telefonnak A ké két telefon összekapcsoló sszekapcsolódik
Második generá generáció ciós mobiltelefonok Digitá Digitális beszé beszédtová dtovábbí bbítás Nincs vilá világmé gmérető rető szabvá szabványosí nyosítás – négy rendszer:
D-AMPS GSM CDMA PDC (Japá (Japánban haszná használt)
Híváskezelé skezelés Minden telefon rendelkezik egy 32 bites gyá gyári szá számmal, és egy 10 szá számjegyő mjegyő hívószá számmal Bekapcsolá Bekapcsoláskor a telefon vé végigné gignézi a vezé vezérlı rlıcsatorná csatornákat Kikü Kiküldi a gyá gyáriri- és a telefonszá telefonszámát (digitá (digitális jel, analó analóg beszé beszédtová dtovábbí bbítás) A bá á zisá á llomá á s jelez az MTSOnak – új b zis llom MTSO elı elıfizetı fizetı érkezett
Hívás fogadá fogadás Minden telefon, ami nincs hí hívásban, figyeli a hí hívási csatorná csatornát A beé beérkezı rkezı hívás az MTSOMTSO-hoz megy, aki a hí hívott telefont az éppen aktuá aktuális cellá cellában szó szólítja A hí hívott telefon visszajelez A bá bázisá zisállomá llomás kü küldi a hí hívott telefonnak, hogy melyik csatorná csatornán van beé beérkezı rkezı hívása
Digitá Digitális beszé beszédtová dtovábbí bbítás A telefonok a mikrofon jelé jelét digitalizá digitalizáljá lják, majd tö tömörítik A sá sávszé vszélessé lesség 8 kb/s kb/s (PCM (PCM--nél 56 kb/s) kb/s) A tö tömörítést az ún. vokó vokóder áramkö ramkör vé végzi A tö tömörítést azé azért a telefon vé végzi, mert így a tová továbbí bbított adat mennyisé mennyisége kisebb
4
TDM keret Egy TDM keret 40 ms Minden keret 6 idı idıszeletre oszlik Minden idı idıszelet 324 bit hosszú hosszú (64 bit vé védıidı idı, vezé vezérlé rlés, szinkronizá szinkronizáció ció; 101 bit hibajaví hibajavítás; 159 bit adat) Az elé elérhetı rhetı sávszé vszélessé lesség 8 kb/s kb/s
Még tö több felhaszná felhasználó… Jobb tö tömörítéssel le lehet menni 4 kb/ kb/s-ra Ekkor nem 3, hanem 6 felhaszná felhasználó között osztható osztható egy TDM keret
Vezé Vezérlé rlési szerkezet 16 keret alkot egy szuperkeretet – amelyben valamennyi vezé vezérlé rlési informá információ ció is van Hat fı fı vezé vezérlé rlési csatorna:
Rendszerbeá Rendszerbeállí llítás Való Valós idejő idejő, és Nem való valós idejő idejő vezé vezérlé rlés Hívás Hozzá Hozzáférési vá válasz SMS
GSM
Mőködés Nagyjá Nagyjából mint az AMPS Az átadá tadás má már má más:
Az AMPSAMPS-nál a teljes átadá tadást az MTSO vé végzi A D-AMPSAMPS-nál azokban az idı idıszeletekben, mikor a telefon nem ad, a vonal minı minıségét méri Mikor a jel gyengü gyengül, jelez az MTSOMTSO-nak Az megszakí megszakítja a kapcsolatot, hogy a telefon másik bá bázisá zisállomá llomáshoz kapcsoló kapcsolódhasson
124 frekvenciacsatorna, 8 idı idıréses TDM
GSM (Global System for Mobile communication – globá globális mobilkommuniká mobilkommunikáció ciós rendszer) A D-AMPSAMPS-hez hasonlí hasonlít:
Cellá Cellás rendszer Frekvenciaosztá Frekvenciaosztásos, azon belü belül Idı Idıosztá osztásos rendszert haszná használ A telefonok kü különbö nbözı frekvenciá frekvenciákon adnakadnak-vesznek
A GSM csatorná csatornái sokkal szé szélesebbek: 200 kHz 30 kHz Kicsivel tö több felhaszná felhasználót ké képesek kiszolgá kiszolgálni
5
GSM keretezé keretezési struktú struktúra
Sávszé vszélessé lesség Csatorná Csatornák teljes kapacitá kapacitása 270,833 kb/s kb/s Ez 8 felhaszná felhasználó között oszlik szé szét 33,854 kb/s kb/s – ez tö több mint ké kétszerese a D-AMPS 16,2 kb/s kb/s sá sávszé vszélessé lességének A hibajaví hibajavítással együ együtt 24,7 kb/s kb/s Hibajaví Hibajavítás né nélkü lkül 13 kb/s kb/s - beszé beszédátvitelre
Vezé Vezérlı rlıcsatorná csatornák Közös vezé vezérlı rlıcsatorna: a bá bázisá zisállomá llomás által generá generált folytonos adatfolyam – bázisá zisállomá llomás azonosí azonosítóját, ill. a csatorna állapotinformá llapotinformáció cióját tartalmazza – jelszint figyelé figyelés Megkü Megkülönbö nböztetett vezé vezérlı rlıcsatorna: helymeghatá helymeghatározá rozás, regisztrá regisztráció ció, hí hívásfelé sfelépítés Közös vezé vezérlı rlıcsatorna:
IMTIMT-2000 szabvá szabvány:
CDMA (Code (Code Division Multiple Access – kódosztá dosztásos tö többszö bbszörös hozzá hozzáférés) (DSSS) „Kokté Koktélparti” lparti” elmé elmélet Készü szülékekre jellemzı jellemzı töredé redéksorozat
Felhí Felhívó csatorna Véletlen hozzá hozzáféréső csatorna Hozzá Hozzáférés engedé engedélyezı lyezı csatorna
3G mobilok
CDMA
A tervezett elindí elindítási év Üzemi frekvencia (MHz) A tervezett sá sávszé vszélessé lesség (kHz)
A mozgó mozgó állomá llomásoknak a 2Mb/s adatá adatátvitel tú túl gyors: ez csak az otthoni felhaszná felhasználóknak, a mozgó mozgóknak 384 kb/s, kb/s, autó autósoknak 144 kb/s kb/s
Szolgá Szolgáltatá ltatások Kivá Kiváló minı minıségő beszé beszédtová dtovábbí bbítás Üzenetkü zenetküldé ldés (e(e-mail, fax, SMS kivá kiváltá ltására) Multimé Multimédia InternetInternet-hozzá hozzáférés
6
Adattová Adattovábbí bbítás W -CDMA (Wideband (Wideband CDMA – szé szélessá lessávú CDMA) – EU (Ericsson) CDMA2000 – Amerika (Qualcomm (Qualcomm)) Végül az Ericsson felvá felvásárolta a QualcommQualcomm-ot Közös 3G szabvá szabvány
Kábelteleví beltelevízió zió Közös antenná antennás televí televízió zió
Spektrum kiosztá kiosztása
A teljes bevezeté bevezetéséig 2.5G – GSM, csak tö több bitet visz át baudbaud-onké onként GPRS (General Pocket Radio System) – a meglé meglévı GSM v. DD-AMPS rendszerre épül rá rá: IP csomagokat kü küldhetnek a ké készü szülékek Egyesek má már a 4G rendszeren dolgoznak… dolgoznak… …mások azt mondjá mondják, hogy az IEEE 802.11 miatt nem lesz tere.
Internet a ká kábelhá belhálózaton HFC (Hybrid (Hybrid Fiber Coax – fényvezetı nyvezetı-koax hibrid)
Letö Letölté ltési csatorna A teljes letö letölté ltési sá sávszé vszélessé lességet 6 v. 8 MHzMHz-es letö letölté ltési csatorná csatornát QAMQAM-6464-gyel modulá modulálnak (né (néha QAMQAM-256256-tal) 8 MHzMHz-es sá sávon QAMQAM-6464-et haszná használva ~48 Mb/s Mb/s sebessé sebesség, fejlé fejlécek és vezé vezérlé rlés nélkü lkül 36 Mb/s Mb/s QAMQAM-256256-tal ugyanez 52 Mb/s Mb/s Ameriká Amerikában 1/31/3-dal alacsonyabbak ezek az érté rtékek
7
Feltö Feltölté ltési csatorna A frekvenciasá frekvenciasáv aljá alján sok a zaj, ezé ezért QPSKQPSK-t haszná használnak (2 bit/baud bit/baud))
Mőködés Bekapcsolá Bekapcsoláskor a modem elkezdi pásztá sztázni a letö letölté ltési csatorná csatornát egy speciá speciális csomag utá után kutatva, mely tartalmazza a rendszer paramé paramétereit Az egyik feltö feltölté ltési csatorná csatornán a modem bejelenti a jelenlé jelenlétét A fejegysé fejegység kijelö kijelöli a modem felfel- és letö letölté ltési csatorná csatornáit
Kábelmodemek Elı Elıszö ször minden szolgá szolgáltató ltató sajá saját modemet épített Késıbb CableLabs néven a nagyobb szolgá szolgáltató ltatók tö tömörültek – közös modemszabvá modemszabvány: DOCSIS (Data Over Cable Service Interface – a kábelszolgá belszolgáltatá ltatáson keresztü keresztül tö törté rténı adattová adattovábbí bbítás interfé interfészé szének specifiká specifikáció ciója), ill. EuroDOCSIS
Mőködés (folyt.) A modem megá megállapí llapítja a fejá fejállomá llomástó stól mé mért távolsá volságát (tá (távolsá volságbecslé gbecslés) – idı idızítések miatt A feltö feltölté ltési csatorná csatornát idı idıben miniszeletekre osztjá osztják A fejá fejállomá llomás mindig bejelenti az új miniszeletcsoport kezdeté kezdetét – idı idızítés
Feltö Feltölté ltés
Letö Letölté ltés
A modem bejelenti az igé igényé nyét A fejá fejállomá llomás nyugtá nyugtázza Ütkö tközés eseté esetén vé véletlen idejő idejő várakozá rakozás Az elsı ı csomaggal IP cí í met ké é r (DHCP) els c k Biztonsá Biztonság - kódolá dolás
Nincs versenyhelyzet: csak a fejá fejállomá llomás ad 204 bá bájtos rö rögzí gzített mé mérető rető csomagokat haszná használnak, 184 bá bájt a felhaszná felhasználói adatoké adatoké (MPEG(MPEG-2 kompatibilitá kompatibilitás)
8
Összefoglalá sszefoglalás Bluetooth
Fejleszté Fejlesztések, tulajdonsá tulajdonságok
IEEE 802.11
Tulajdonsá Tulajdonságok, kü különbö nbözı szabvá szabványok, WiWi-Fi
Mobiltelefon rendszerek tö törté rténeti áttekinté ttekintése
Analó Analóg, digitá digitális (1G, 2G, 2.5G, 3G)
Frekvencia újrahasznosí jrahasznosítás: cellarendszer Cellavá Cellaváltá ltás problé problémája
Köszönöm a figyelmet!
Cellavá Cellaváltá ltási mó módok
A GSM rendszer
Sávok (adá (adási, vé vételi) Egy sá sáv szé szélessé lessége TDM – 8 felhaszná felhasználó
CDMA Kábel TV
spektrum kiosztá kiosztás Feltö Feltölté ltési csatorna problé problémái, megoldá megoldások
9
