Personal Area Networks

Personal Area Networks

Lähiverkot erikoistyökurssi

Lassi Romanainen

Personal Area Networks (PAN)

Yhdistämään henkilökohtaisia laitteita

Lyhyet toimintaetäisyydet

Monia eri tekniikoita

Bluetooth

Ultra Wideband (UWB)

ZigBee

Infrared Data Association (IrDA)

ym.

Esityksen sisältö:

langattomat PAN-verkot, WPAN:it

1. Bluetooth

2. UWB ja sovellus Wireless USB (WUSB)

3. ZigBee

4. IrDA

5. eri tekniikoiden vertailu

Bluetooth - tavoitteet

helppokäyttöisyys

nopea tiedonsiirto

tuki multimedialle

maailmanlaajuinen toimivuus

tuotteiden yhteensopivuus eri valmistajien laitteiden välillä

Bluetooth - tekniikkaa

käyttää radiotietä, taajuus 2,4 GHz

nopeus jopa 1 (- 10?) Mb/s

pieni sähkönkulutus

ad hoc –yhteydet, topologiat:

point-to-point

osa pikoverkkoa (piconet)

osa hajaverkkoa (scatternet).

Bluetooth - topologiat

Bluetooth - tekniikkaa

äänen ja datan siirto erikseen

data: symmetrinen 432,6 kb/s epäsymmetrinen 721 kb/s / 56,6 kb/s

ääni3 yhtäaikaista 64 kb/s synk. kanavaa

Bluetooth – toiminnalliset osat

radio-osa radiolinkinhallintaosa yhteydenhallintaosa

Bluetooth – radio-osa

lähetysteho: 1 mW, 2.5 mW tai 100 mW

käyttää taajuushyppelyä (FHSS)

1600 kertaa sekunnissa

79 tai 23 eri taajuutta välillä 2,4 – 2,4835 GHz

radiokanava jaettu 625 ms aikaväleihin (slot)

Bluetooth – radiolinkinhallintaosa

normaalisti pakettikytkentäinen

pystyy piirikytkentäisyyteen

tavallisesti 1 paketti = 1 aikaväli

max. 1 paketti = 5 aikaväliä

taajuus pysyy vakiona yhden paketin ajan

Bluetooth – yhteydenhallitaosa

huolehtii: lähetyksestä ja vastaanotosta

yhteyksien muodostamisesta

autentikoinnista

tarjoaa: laitteistoriippumattoman HCI-rajapinnan

ylemmän tason protokollille

Bluetooth – protokollat

Bluetooth – pakettirakenne

Bluetooth – turvallisuus

taajuushyppely lisää turvallisuutta

linkkitason salaus jokaiselle yhteydelle yksilöllinen salainen

avain

julkinen avain = 48 bittinen laiteosoite

vain kuljetettava data salataan

parempi salaus sovelustason salaus

Ultra Wideband

tarve tekniikalle, joka siirtää

videokuvaa

ääntä

dataa

nopeus jopa 480 Mb/s

kantama 10 m

Ultra Wideband

3.1 – 10.6 GHz taajuusalue

Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)

standardointi kesken

UWB – Wireless USB

sama siirtonopeus kuin USB 2.0 = 480 Mb/s

säilyttää USB-arkkitehtuurin 1 keskuslaite (hub)

max. 127 laitetta samassa hubissa

kantama 10 m

ZigBee

käyttää standardin 802.15.4 PHY- ja MAC-kerroksia

etuja:

pieni virrankulutus

edullisuus

yksinkertainen protokolla koko pienimmillään 4 kilotavua

ZigBee

hyviä sovelluskohteita esim.

valokatkaisimet

hiiret ja joystickit

energia yleensä pattereista

kesto kuukausista jopa vuosiin ( )

ZigBee

nopeus 250 Kb/s ja 20 Kb/s

toimintaetäisyys n. 10 m, max. 100 m

max. 255 laitetta samassa verkossa

CSMA-CA

kättely (fully handshaked)

Infrared Data Association (IrDA)

voittoa tuottamaton järjestö

perustettiin luomaan standardi infrapuna-tiedonsiirrolle

ensimmäisenä Serial Infrared (SIR) ’94

nykyiset IrDA DATA ja IrDA CONTROL

IrDA DATA

tiedonsiirtoon laitteiden välillä

vaatii esteettömän näköyhteyden

nopea tiedonsiirto lyhyillä etäisyyksillä

max. 4 Mb/s

etäisyys max. 2 metriä

IrDA Control

langattomat joysticit, näppäimistöt, hiiret

ei vaadi esteetöntä näköyhteyttä

kantama n. 5 m

8 eri laitetta yhtä aikaa

Vertailua eri tekniikoiden välillä

 Max. nopeus Mb/s

Taajuus MHz

Max.kantama metriä

Virrankulutus Koko Hinta

WLAN802.11g

54 2,4 300 keskimääräinen suuriei niin halpa

Bluetooth 10 2,4 100 pieni pieni halpa

UWB / WUSB

480 3,1 – 10,6 10 pieni pieni halpa

ZigBee 0,252,4 tai 0,868 / 0,915

10pieni / todella pieni

pieni / tod. pieni

halpa tai hyvin halpa

IrDA DATA

4 0,038 2 keskimääräinen pienihyvin halpa

IrDA CONTROL

0,075 0,038 5 pieni pienihyvin halpa

Kysymyksiä?