UVOD Najjednostavniji opis, wireless LAN (WLAN) znači upravo ono na što ime upućuje, bežična lokalna mreža. WLAN pruža sve mogućnosti i benefite tradicionalne LAN mrežne tehnologije kao što su Ethernet ili Token Ring, bez ograničenja izazvanih raznim kabelima i žicama. Infrastruktura više ne mora biti zakopana ispod zemlje niti sakrivena iza zidova. Čitava infrastruktura se može brzo i efikasno pomjerati I mijenjati ovisno o potrebama organizacija WLAN, isto kao i LAN, zahtijeva fizički medij preko kojeg prolazi odašiljani signal. Umjesto korištenja twisted-pair ili fiber-optic kabela, WLAN-ovi koriste radio frekvencije (RF) ili infrared svjetlost. Korištenje RF-a je mnogo popularnije zbog većeg dometa, većeg bandwith-a i šireg pokrivanja prostora. WLAN koristi 2.4 GHz i 5-GHz frekvencijske opsege. Ti dijelovi RF spektruma su rezervirani u većini država svijeta za nelicencirane uređaje. Bežične mreže omogućavaju slobodu i fleksibilnost da rade unutar i između zgrada. Bežični mrežni sustavi ustvari nisu potpuno bežični. Bežični uređaji su samo jedan dio tradicionalne kabelski bazirane LAN mreže. Ti bežični sustavi se spajaju na tradicionalnu LAN mrežu i omogućavaju njeno proširenje i podižu fleksibilnost takve LAN mreže. Dodaju mobilnost kao funkciju mreže. Štoviše, bežični uređaji se ipak moraju i napajati električnom energijom da bi mogli funkcionirati. Prva generacija WLAN uređaja sa svojom malom brzinom i nedostatkom standarda, nije bila popularna. Moderni standardizirani sustavi su sada sposobni transferirati podatke na prihvatljivoj brzini. IEEE 802.11 vijeće i Wi- Fi udruženje su marljivo radili
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
UVOD
Najjednostavniji opis, wireless LAN
(WLAN) znači upravo ono na što ime
upućuje, bežična lokalna mreža. WLAN pruža
sve mogućnosti i benefite tradicionalne LAN
mrežne tehnologije kao što su Ethernet ili
Token Ring, bez ograničenja izazvanih raznim
kabelima i žicama. Infrastruktura više ne mora
biti zakopana ispod zemlje niti sakrivena iza
zidova. Čitava infrastruktura se može brzo i
efikasno pomjerati I mijenjati ovisno o
potrebama organizacija
WLAN, isto kao i LAN, zahtijeva
fizički medij preko kojeg prolazi odašiljani
signal. Umjesto korištenja twisted-pair ili
fiber-optic kabela, WLAN-ovi koriste radio
frekvencije (RF) ili infrared svjetlost.
Korištenje RF-a je mnogo popularnije zbog
većeg dometa, većeg bandwith-a i šireg
pokrivanja prostora. WLAN koristi 2.4 GHz i
5-GHz frekvencijske opsege. Ti dijelovi RF
spektruma su rezervirani u većini država
svijeta za nelicencirane uređaje. Bežične
mreže omogućavaju slobodu i fleksibilnost da
rade unutar i između zgrada.
Bežični mrežni sustavi ustvari nisu
potpuno bežični. Bežični uređaji su samo
jedan dio tradicionalne kabelski bazirane LAN
mreže. Ti bežični sustavi se spajaju na
tradicionalnu LAN mrežu i omogućavaju
njeno proširenje i podižu fleksibilnost takve
LAN mreže. Dodaju mobilnost kao funkciju
mreže. Štoviše, bežični uređaji se ipak moraju
i napajati električnom energijom da bi mogli
funkcionirati.
Prva generacija WLAN uređaja sa
svojom malom brzinom i nedostatkom
standarda, nije bila popularna. Moderni
standardizirani sustavi su sada sposobni
transferirati podatke na prihvatljivoj brzini.
IEEE 802.11 vijeće i Wi-Fi udruženje
su marljivo radili da bi napravili standard za
bežične mreže i omogućili interoperabilnost
uređaja bez obzira na proizvođaća.
Bežična tehnologija sada podržava
brzinu prijenosa podataka ( data rates ) i
interoperabilnost potrebnu za funkcioniranje
LAN mreže. Također, cijene novih uređaja su
se izrazito smanjile. WLAN je sada dostupna
opcija kabelskim LAN sustavima. U većini
država ti uređaji ne zahtijevaju posebne
državne licence za rad.
1.1. Predmet rada
Bežične i mobilne mreže: cdma, wi-fi bežična
lokalna računarska mreža, bluetooth gdje je
zadatak i osnovni cilj semninarskog rada, dati
potpuni uvod u naveden tehnologije, objasniti
primjene i principe rada.
Tema rada: BEŽIČNE I MOBILNE MREŽE:
CDMA, WI-FI BEŽIČNA LOKALNA
RAČUNARSKA MREŽA, BLUETOOTH
1.2. Cilj rada
Cilj ovog rada nije praktnični primjer
navedenih tehnologija već teorijski opis
naveden tehnologije, primjena i standardi.
1.3. Hipoteza
„ Bežične mrežne tehnologije su budućnost
svijeta“.
1.4. Metode
Za ovaj rad je korišteno nekoliko
naučnih metoda. Na samom početku izvršen je
odabir stručne literature i popis potrebnih
sadržaja sa interneta, određen je sadržaj rada, i
multimedijalni sadržaj. U drugom dijelu
pažnja je posvećena prikupljanju primarnih
podataka i njihovoj analizi. Prikupljanje
primarnih podataka je vršeno pomoću
dostupne literature i internetskog sadržaja .
Nakon prikupljanja podataka pristupilo se
njihovoj obradi i analizi, nakon čega je
uslijedila izrada pisanog rada prateći usvojene
nacrte i definirane zahtjeve .
1. WIFI I WIFI ZONE
Wireless Fidelity (Wi-Fi) udruženje
je neprofitna međunarodna asocijacija
formirana 1999 g. Wi-Fi je formirana da
certificira interoperabilnost WLAN uređaja
baziranih na IEEE 802.11 specifikacijama.
Wi-Fi udruženje trenutno ima u članstvu preko
200 međunarodnih kompanija. Preko 4000
produkata je WiFi certificirano nakon što je
certifikacija počela u Ožujku 2000 g. Zadatak
Wi-Fi Udruženja je da unaprijedi iskustva
korisnika kroz poboljšanje interoperabilnosti
različitih uređaja. Da bi se osigurala
interoperabilnost između različitih
proizvođača Wi-Fi udruženje radi sa grupama
za standardizaciju kao što su IEEE i sa
kompanijama koje dizajniraju buduće
generacije bežičnih tehnologija.
Wi-Fi udruženje se originalno zvalo
Wireless Ethernet Compatibility Alliance
(WECA). Međutim, pojam wireless Ethernet
nikad nije postao popularan kao pojam
WLANs ili Wi-Fi. Zbog toga, organizacija
mijenja ime.
Wi-Fi CERTIFIED je logo koje se
daje bežičnim mrežnim uređajima koji prođu
stroge funkcionalne i testove kompatibilnosti
upravljane od strane Wi-Fi udruženja. Wi-Fi
CERTIFIED uređaji će raditi sa bilo kojim
drugim komadom bežične opreme koji također
ima Wi-Fi CERTIFIED logo.
Također postoji Wi-Fi ZONEs. Wi-Fi
ZONE su bežične „hot-spot“ mreže kojima
korisnici mogu pristupiti kada su daleko od
doma ili svojih ureda. Kao i Wi-Fi produkti,
samo „service provideri“ koji podliježu Wi-Fi
ZONE standardima mogu koristiti logo, kakav
je prikazan u sl. 1
Slika 1 - WiFi zone logotip
Postoji online baza podataka Wi-Fi ZONE lokacija iz čitavog svijeta, na stranicama Wi-Fi udruge. To pomaže korisnicima da lociraju najpogodnije Wi-Fi ZONE, bilo da su u kafićima, hotelima,
1
zračnim lukama, konferencijskim centrima ili drugim javnim mjestima.
„Independent basic service set“ (IBSS) je naj osnovniji tip IEEE 802.11 LAN standarda. Minimum IEEE 802.11 LAN mreže se satoji samo od dva terminala. U ovom načinu rada, IEEE 802.11 terminali komuniciraju direktno. Kako se ovaj način IEEE 802.11 LAN mreže ćesto koristi bez planiranja, samo u slučajevima kada je WLAN jednokratno potreban, ćesto se naziva „ad hoc network“.
Kako se IBSS sastoji od terminala koji su direktno konektirani, također se naziva peer-to-peer mreža. IBSS sa četiri terminala je prikazan na slici 4. IBSS može imati proizvoljan broj članova. Ako bi bilo potrebe da ovakav skup terminala komunicira izvan IBSS sustava, jedan od terminala bi morao djelovati kao gateway ili router.
Slika 4 Independent BSS (IBSS)
4.3. Extended service set (ESS)
Extended service set (ESS) je definiran kao dva ili više BSS konektiranih
4
zajedničkim distribucijskim sustavom (lokalnom mrežom) kao što je prikazano na slici 5.To omogućuje stvaranje bežične mreže proizvoljne veličine i kompleksnosti. Kao i sa BSS, svi paketi podataka moraju proći kroz jedan od AP-ova. Terminali unutar ESS sustava mogu međusobno komunicirati a mobilni terminali se mogu kretati unutar ESS sutava, tj. Od jednog do drugog BSS a da pri tome zadrže konekciju
Slika 5 - Extended service set (ESS)
5. ROAMING
Roaming je proces ili mogućnost bežičnog terminala da se kreće od jedne ćelije ili BSS područja do druge, bez gubitaka konekcije na mrežu. Access point uređaji prebacuju mobilni terminal sa jednog na drugi a taj proces mora biti nevidljiv za terminalni uređaj, tj. mobilnog klienta. IEEE 802.11 standard na žalost ne definira kako be se funkcija roaminga trebala izvoditi tehnički, ali definira osnovne funkcije koje uključuju aktivno i pasivno scaniranje (pretraživanje) i proces „re-asocijacije“. Proces „re-asocijacije“ sa Access Pointom mora početi kada bežični terminalni mobilni klient iziđe iz zone pokrivanja jedanog AP-a i uđe u zonu pokrivanja drugog.
Kako se klient sa laptopom kao na slici kreće unutar bežične mreže, on mora uspostavljati i održavati asocijaciju sa access pointovima.
Sljedeći koraci su potrebni da bi se osigurao neprekinuti roaming:
• Klient šalje zahtijev za asocijaciju i
odmah prima odziv od svih access pointova u
čijim zonama pokrivanja se nalazi.
• Klient odlučuje sa kojim access
pointom će asocirati ovisno o kvaliteti signala,
jačini signala, i broju korisnika koji su
asocirani na pojedinim AP-ovima i broju
„hop-ova“ potrebnom da bi se uspostavila
konekcija sa „backbone“ mrežom.
• Nakon što je asocijacija
uspostavljena, klientova MAC adresa se snima
u adresnu tablicu odabranog AP-a. Ako se
klient nađe u problemima sa kvalitetom veze,
on će „roamirati“ na drugi AP. Ako nema
drugih AP-ova dostupnih u području u kojem
se nalazi, klient će pokušati smanjiti brzinu
prijenosa podataka tako da može konekciju u
uvjetima lošijeg signala.
• Nakon što klient „roamira“ na drugi
AP, njegova MAC adresa se snima u tablicu
novog AP-a, koji onda šalje broadcast poruku
u mrežu da je sada on odredištna točka za
pakete koji su upućeni na tu novu MAC
adresu.
• Originalni AP, prvi koji je bio
asociran sa klientom sada proslijeđuje
eventualne zaostale podatke koje je primio za
klienta do drugog AP-a na kojem je sada
klient asociran, a taj novi AP iste te podatke
proslijeđuje klientu.
Sljedeća dva faktora trebaju se uzeti u obzir
kada se dizajnira WLAN mreža sa
neprekinutim roaming mogućnostima za
uređaje koji su aktivni za vrijeme dok se kreću
od jedne točke do druge.
• Pokrivanje signalom mora biti
dostatno na čitavom putu.
5
• Nepromjenja IP adresa mora biti
dostupna tijekom čitavog puta.
Slika 6- Roaming kroz ESSS zonu
6. PROCES ASOCIJACIJE
Kada klient pokušava uspostaviti
konekciju, on će bradcastati tzv. „probe
request“. AP koji ćuje njegov zahtjev za
konekcijom, odgovara sa informacijama kao
što su broj RF hopova do backbone-a,
opterećenost itd. Ako se javi više od jednog
AP-a tada klient odlučuje sa kojim će PA-om
asocirati, ovisno o povratnim informacijama
od AP-ova. AP-ovi broadcastaju tzv. ‘beacon-
e’ u periodičnim intervalima. Beacon sadržava
detalje slične kao u „probe“ odgovorima.
Klient sluša sve AP-ove koje može ćuti i gradi
informacijsku tablicu AP-ova. Proces
asocijacije je prikazan na sljedećoj slici:
Slika 7 Proces asocijacije
7. PROCES RE – ASOCIJACIJE
Kada se klient kreće izvan dometa
asociranog AP-a, jačina signala će se
smanjivati i početi nestajati. Istovremeno,
signal drugog AP-a će početi rasti. Re-
asocijacijski proces koji će se desiti je
prikazan u sljdećoj slici; Isti proces re-
asocijacije se može desiti ako je opterećenje
jednog AP-a postane preveliko a klient je
istovremeno u mogućnosti da komunicira sa
drugim AP-om.
Slika 8 - Proces re-asocijacije
6
8. PRIMJENA BEŽIČNE LAN TEHNOLOGIJE
Postoje dvije osnovne kategorije primjene WLAN mreža.
- INDOOR ( bežična LAN mreža unutar objekata ) i
- OUTDOOR ( bežični WLAN linkovi između zgrada ili tzv. Hot-Spot primjene )
8.1. Indoor, primjena unutar objekta
Osnovna namjena WLAN 802.11 standarda
jest upravo zamjena za standardnu
LAN mrežu, i umrežavanje
zatvorenih prostorija da bi se izbjeglo
skupo i nefleksibilno žičano
umrežavanje, kao i dodavanje
fonkcija mobilnosti koje je nemoguće
izvesti standardnom žičanom LAN
mrežom, kao što su mobilni
terminalni uređaji za skeniranje BAR
codova u skladištima i sl.
Naj češća primjena je upravo u pokrivanju
skladišnih prostora, ureda poslovnih,
zdravstvenih i školskih institucija,
javnih mjesta kao što su zračne luke,
kafići i sl. Također u današnje
vrijeme kada je tehnologija postala
svima dostupna, masovno korištenje
je počelu i u privatnim domovima
kao bežična veza do routera
broadband internet konekcije.
Postoji nekoliko faktora koji se
moraju uzeti u obzir, naročito pri dizajniranju
WLAN mreža koje pokrivaju velike površine
kao što su uredi ili skladišni prostori. Dva naj
važnija faktora su domet i brzina koji su u
direktno obrnutoj vezi, i drugi faktor je mali
broj kanala koji se ne preklapaju što dovodi do
problematike dispozicije susjednih AP uređaja
koji se zbog funkcije roaminga moraju
poklapati signalom.
Na slici niže se vidi pravilan raspored
kanala susjednih AP-ova na standardu
802.11b, g. Kako smo ranije vidjeli, samo 3
kanala od 13 koliko ih je dozvoljeno u ETSI
regiji su nepreklapajući kanali, pa se o tome
mora voditi računa pri dizajniranju WLAN
mreže u uvjetima kada se signali zbog potrebe
potpunog pokrivanja područja moraju
preklapati. Problemi nastaju kada se na
nekom području pokaže potreba za više od 3
AP-a, tada se formiraju tzv. Čelije ili sektori, a
da bi se signal pravilno usmjerio i izbjeglo
preklapanje signala istih kanala, u tu svrhu se
koriste specijalne „sector“ antene usmjerenog
zračenja.
Slika 9- pravilan raspored kanala susjednih AP-ova
8.2. Outdoor primjena – izvan objekta „HOT-SPOT PRIMJENA“
„Hot spot „ je danas jako popularna
fraza, a radi se uporabi WLAN mreža za
vanjsku „outdoor“ primjenu pr čemu se
omogućava mobilnim korisnicima sa
7
laptopima i ručnim računalima pristup
internetu na nekim otvorenim javnim
mjestima kao što su marine, stadioni, parkovi,
trgovi gradova i sl. kako je pristup internetu
ipak komercijalna stvar. U ovom slučaju
koriste se standardni 802.11 kompatibilni
uređaji sa jedinom razlikom da su mehanički
optimizirani i dizajnirani za rad na otvorenom
prostoru što znači, otporni na
atmosferske prilike. Postoji i
mogućnost korištenja standardnih „indoor“
uređaja, koji se smještaću u zaštićenom
zatvorenom prostoru, obično viših zgrada, ali
se onda instaliraju vanjske „outdoor“ antene
putem „low loss“ kabela (LMR). Antene su
uobičajeno ili omnidirekcionalne ili
usmjerene, ovisno o području koje se želi
pokriti i smještaju AP uređaja.
Dometi su standardni za 802.11
mreže, do oko 300 metara, ovisno o antenama
i izračenoj snazi.
Slika 10 –Hot-spot bežični link
8.3. „BUILDING-TO-BUILDING“ bežični linkovi
Konekcije između zgrada „Building-
to-building“ postaju u zadnje vrijeme jako
popularna metoda povezvanja lokalnih mreža
dvije ili više zgrada. Razlikujemo point-to-
point i point-to-multipoint konekcije .
8.3.1. Point-to-point (točka-točka);
Linkovi su idealni za spajanje LAN
infrastruktura dvije ili više zgrada. Kako se
koristi komiunikacija samo između dvije
krajnje točke, nema dijeljenja bandwitha sa
više klienata, omogućeno je potpuno
iskorištenje maksimalnih brzina koje uređaji
podržavaju, ali naravno, samo ako uvjeti
propagacije signala to dopuštaju. Obično se
koriste usmjerene antene na obje strane, i
uređaji koji rade u tzv. „bridge“ modu. Mogu
se koristiti i standardni 802,11 AP uređaji na
jednoj, i klientski uređaj na drugoj strani.
Problematika ovakvih linkova je skuplja
varijanta u slučaju potrebe za više linkova od
jednog, i preraspodjela kanala koji nesmiju
biti preklapajući kanali, pa je na jednom
malom prostoru moguće izvesti ispravno samo
3 ovakva linka na 2.5 GHz
Slika 11 - Point-to-point bežični link
8
8.3.2. Point-to-multipoint (točka-više točaka)
Osnovna razlika u odnosu na point-
to-point (točka-točka) varijante je u korištenju
samo jednog WLAN AP-a na centralnoj
lokaciji za varijantu point-to-multipoint
(točka-više točaka). Ovime se smanju troškovi
instalacije jer je potreban samo jedan AP i
jedna omnidirekcionalna antena na centralnoj
lokaciji. Udaljene lokacije koje se spajaju na
centralnu obično koriste uređaje koji rade u
klientskom načinu rada i imaju usmjerene
antene prema centralnoj lokaciji. Svi linkovi
rade na samo jednom zajedničkom kanalu.
Mana ovakve instalacije je dijeljenje
bandwitha, pa udaljene lokacije dobijaju sve
manje brzine prijenosa podataka kako broj
udaljenih lokacija raste. Također, korištenje
omnidirekcionalne antene koja zrači 360
stupnjeva po horizontali dovodi do neželjenih
efekata „skupljanja“ smetnji iz pravaca na
kojima se ne nalaze korisni linkovi.
Slika 12 - Point-to-multipoint bežični link
Za velike razdaljine, preko 1.5 KM,
koriste se tzv. WLAN BRIDGE-ovi. Sa
WLAN bridgevima, zgrade se mogu povezati
na razdaljinama od oko 32 km pri brzini od 11
Mbps.
9. ANTENE
Nastojati ćemo prikazati nekoliko najčešće korištenih antena :
9.1. Diploe antene
Obično u plastičnom ili gumenog
kučštu pogodnom za instalaciju direktno na
kučište PA-a. U nekim uređajima ovakve
antene su integrirane u samo kučište što
pojednostavljuje instalaciju djeluje estetski, pa
su ovakvi uređaji pogodni za montažu u
uredima, hotelim i sl.
Slika 13 - Gumena dipole antena za montažu na uređaj
Prve rane verzije Bluetooth tehnologije bile su 1.0B i 1.1. nekon tog uslijedila je kompitabilna vezija Bluetooth 1.2 s nekim poboljšanjima kao što je:
mogučnost anonimnog način rada koji omogućava skrivanje adrese Bluetooth uređaja kako bi se korisnika zaštitilo od praćenja,
adaptivna tehnologija frekvencijskog preskakivanja s kojom se povećava otpornost na interferenciju i izbjegava emitiranje na višestruko zauzetim frekvencijama,
vrijeme potrebno za pronalaženje Bluetooth uređaja i uspostavljanje veze je smanjeno na prosječno 1s, veće brzine prijenosa� podataka, u praksi do 721 kb/s, � uvedena eSCO (eng. Extended Synchronous Connections) veza koja
poboljšava kvalitetu govora time što dozvoljava ponovno slanje pogrešno prenesenih ili oštećenih paketa, te procesiranjem signala i upotrebom različitih metoda kodiranja.