Chapter 1 - Introduction

Report
Computer Networks and Internets, 5e
By Douglas E. Comer
Lecture PowerPoints
By Lami Kaya, [email protected]
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
1
Chapter 16
Wireless Networking Technologies
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
2
Topics Covered
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
16.1 Introduction
16.2 A Taxonomy of Wireless Networks
16.3 Personal Area Networks (PANs)
16.4 ISM Wireless Bands Used by LANs and PANs
16.5 Wireless LAN Technologies and Wi-Fi
16.6 Spread Spectrum Techniques
16.7 Other Wireless LAN Standards
16.8 Wireless LAN Architecture
16.9 Overlap, Association, and 802.11 Frame Format
16.10 Coordination Among Access Points
16.11 Contention and Contention-Free Access
16.12 Wireless MAN Technology and WiMax
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
3
Topics Covered
•
•
•
•
•
•
•
•
16.13
16.14
16.15
16.16
16.17
16.18
16.19
16.20
PAN Technologies and Standards
Other Short-Distance Communication Technologies
Wireless WAN Technologies
Cell Clusters and Frequency Reuse
Generations of Cellular Technologies
VSAT Satellite Technology
GPS Satellites
Software Radio and the Future of Wireless
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
4
16.2 A Taxonomy of Wireless Networks
• Wireless communication applies across a wide range of
network types and sizes
• Part of the motivation for variety
– government regulations that make specific ranges of the
electromagnetic spectrum available for communication
• A license is required to operate transmission equipment in
some parts of the spectrum
– and other parts of the spectrum are unlicensed
• Many wireless technologies have been created
– and new variants appear continually
• Wireless technologies can be classified broadly according to
network type
• The taxonomy in Figure 16.1 illustrates the fact
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
5
16.2 A Taxonomy of Wireless Networks
• Kablosuz iletişim bir sürü ağ tiplerine ve büyüklüklerine
uygulanmıştır
• Motivasyon bölümleri değişiklik gösterir
– İletişim için kullanılabilir elektromanyetik spektrum’u devlet yönetimi
düzenler
• Spectrum’un bazı alanlarında çalışabilmek için lisans
ihtiyacı gerekmektedir
– Ve Spectrum’un diğer bölümleri lisansızdır
• Birçok kablosuz teknolojisi oluşturulmuştuır
– Ve yeni teknolojiler de görünmeye devam ediyor
• Kablosuz teknolojiler ağ tiplerine göre sınıflandırılabilirler
• Bu teknolojilerin tasnifi şekil 16.1 de verilmiştir
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
6
16.2 A Taxonomy of Wireless Networks
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
7
16.3 Personal Area Networks (PANs)
• A PAN technology provides communication over a short
distance
• It is intended for use with devices that are owned and
operated by a single user. For example
– between a wireless headset and a cell phone
– between a computer and a nearby wireless mouse or keyboard
• PAN technologies can be grouped into three categories
• Figure 16.2 lists the categories, and gives a brief description
of each
• Later sections explain PAN communication in more detail
– and list PAN standards
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
8
16.3 Personal Area Networks (PANs)
• PAN teknolojisi kısa mesafelerde iletişimi sağlar
• Tek bir kullanıcı tarafından kullanılır ve kişiye ait cihazlarda
kullanılmak için tasarlanmıştır. Mesela,
– Cep telefonu ve kablosuz kulaklık gib
– Bilgisayara yakın cihazlarda, mouse ve klavye,kullanılır
• PAN teknolojileri üç kategoride sınıflandırılabilirler
• Şekil 16.2 kategorileri listeler, ve her bir hakkında bilgi verir
• Daha sonraki bölümlerde PAN iletişim teknolojisini daha
detaylı bir şekilde değineceğiz
– and list PAN standards
– Ve PAN standartlarını listeleyeceğiz
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
9
16.3 Personal Area Networks (PANs)
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
10
16.4 ISM Wireless Bands Used by LANs
and PANs
• A region of electromagnetic spectrum is reserved for use by
Industrial, Scientific, and Medical (ISM) groups
– Known as ISM wireless
• The frequencies are not licensed to specific carriers
– are broadly available for products, and are used for LANs and PANs
• Figure 16.3 (below) illustrates the ISM frequency ranges
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
11
16.4 ISM Wireless Bands Used by LANs
and PANs
• Elektromanyetik spektrum Endüstriyel, Bilimsel ve
Medikal(ISM) grupları şeklinde rezerve edilmiştir
– ISM kablosuz olarak bilinir
• spesifik taşıcılar için frekanslar lisanslı değildirler
– Çok geniş bir yelpazede de ürünler mevcuttur, ve LAN’larda ve
PAN’larda kullanılır
• Şekil 16.3 (aşağıdaki) ISM frekanslarını göstermektedir
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
12
16.5 Wireless LAN Technologies and
Wi-Fi
• A variety of wireless LAN technologies exist that use
– various frequencies
– modulation techniques
– and data rates
• IEEE provides most of the standards
– which are categorized as IEEE 802.11
• A group of vendors who build wireless equipment formed
the Wi-Fi Alliance
– a non-profit organization that tests and certifies wireless equipment
using the 802.11 standards
• Alliance has received extensive marketing, most consumers
associate wireless LANs with the term Wi-Fi
• Figure 16.4 lists the key IEEE standards that fall under the
Wi-Fi Alliance
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
13
16.5 Wireless LAN Technologies and
Wi-Fi
• Değişik kablosuz LAN teknolojileri mevcuttur ve kullanılmaktadır
– Değişik frekanslarda
– Modülasyon tekniklerinde
– Ve veri oranlarında
• IEEE bu standartların çoğunu sağlamaktadır
– IEEE 802.11 olarak kategorize edilmiştir
• Bir sürü cihaz geliştiriciler kablosuz cihaz geliştirmek için Wi-Fi
Alliance’a üyü olmuşlardır
– Kar amacı gütmeyen bir organizasyondur, genelde kablosuz cihazları test
edip sertifakalndıran, 802.11 standart’ına uygunluğunu test eden kuruluştur
• Alliance geniş bir pazarlama sunmuştur, çoğu kullanıcı kablosuz LAN
terimini Wi-Fi ile birleştirilmiştir
• Şekil 16.4 ana IEEE standartlarını listelemektedir (Wi-Fi da bulunan)
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
14
16.5 Wireless LAN Technologies and
Wi-Fi
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
15
16.6 Spread Spectrum Techniques
• The term spread spectrum transmission uses multiple
frequencies to send data
– the sender spreads data across multiple frequencies
– the receiver combines the information obtained from multiple
frequencies to reproduce the original data
• Spread spectrum can be used to achieve one of the
following two goals:
– Increase overall performance
– Make transmission more immune to noise
• The table in Figure 16.5 summarizes the three key
multiplexing techniques used in Wi-Fi wireless networks
– Each technique has advantages
– Thus, when a wireless technology is defined, the designers choose
an appropriate multiplexing technique
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
16
16.6 Spread Spectrum Techniques
• Yayılma spektrum (spread spectrum ) terimi veri iletimi için
birden fazla frekans kullanımı manasına gelir
– Gönderici veriyi birden çok frekans üzerinden yayarak gönderir
– Alıcı birden fazla frekanstan gelen veriyi birleştirerek orjinal veriyi
elde eder
• Spread spectrum aşağıdaki amaçlardan herhangi birini elde
etmek için kullanılır
– Toplam performansı arttırmak için
– İletimi gürültüye daha bağışıklı hale getirme
• Şekil 16.5 deki tablo Wi-Fi da kullanılan üç temel
multiplexing tekniğini tablo şeklinde gösterir
– Her tekniğin bir avantajı vardır
– Böylelikle, kablosuz teknoloji tanımlandığı zaman, tasarlayıcılar
gerekli multiplexing tekniğini seçer
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
17
16.6 Spread Spectrum Techniques
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
18
16.7 Other Wireless LAN Standards
• IEEE has created many wireless networking standards
– that handle various types of communication
• Each standard specifies
–
–
–
–
the frequency range
the modulation
the multiplexing to be used
the data rate
• Figure 16.6 lists the major standards that have been created
or proposed, and gives a brief description of each
• In 2007, IEEE “rolled up” many of the existing 802.11
standards into a single document known as 802.11-2007
– The document describes basics
– It has an appendix for each variant
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
19
16.7 Other Wireless LAN Standards
• IEEE bir çok kablosuz ağ standartı geliştirmiştir
– Buda değişen tipte iletişim’in üstesinden gelebilmek için
• Her stadart şunlaru tanımlar
–
–
–
–
Frekans aralığı
modülasyon
Kullanılan multiplexing teknikleri
Veri oranları
• Şekil 16.6 oluşturulan standartlardan önemli olanlarını
listeler, ve her bir hakkında küçük bilgi verir
• 2007 de, IEEE hali hazırda 802.11 için geliştirmiş olduğu
standartları tek bir dökümanda birleştirmiştir ve 802.11-2007
olarak bilinir
– Dökğman temelleri tanımlar
– Her bir değişiklik için uzantı(appendix) sunar
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
20
16.7 Other Wireless LAN Standards
Fig.16.6 Major wireless standards and the purpose of each
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
21
16.8 Wireless LAN Architecture
• The three building blocks of a wireless LAN are:
– access points (AP)
• which are informally called base stations
– an interconnection mechanism
• such as a switch or router used to connect access points
– a set of wireless hosts
• also called wireless nodes or wireless stations
• In principle, two types of wireless LANs are possible:
– Ad hoc
• wireless hosts communicate amongst themselves without a base station
– Infrastructure based
• a wireless host only communicates with an access point, and the access
point relays all packets
• An organization might deploy AP throughout its buildings
• Figure 16.7 illustrates a sample architecture
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
22
16.8 Wireless LAN Architecture
• Kablosuz LAN’un üç temel birleşeni:
– access points (AP) (Erişim noktaları)
• Genelde baz istasyonu(base stations) olarak ta adlandırılabilir
– Birbirine bağlı olma mekanizması
• access point’leri birbirne bağlamak için switch yada router kullanılır
– Kablosuz Hostlar kümesi
• Kablosuz istasyonlar yada kablosuz nodelar olarakta bilinir
• Prensipte, iki kablosuz LAN mümkündür:
– Ad hoc (geçici)
• Kablosuz hostlar kendi aralarında baz istasyonuna gerek duymadan
haberleşirler
– Infrastructure based (altyapı bazlı)
• Kablosuz hostlar sadece access point ile haberleşirler, ve access point
bütün paketleri iletir
• Organizasyonlar AP belki binalara kurabilirler
• Şekil 16.7 örnek mimariyi gösterir
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
23
16.8 Wireless LAN Architecture
Note: The set of computers within range of a given access point is known as
a Basic Service Set (BSS)
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
24
16.9 Overlap, Association, and 802.11
Frame Format
• Many details can complicate an infrastructure architecture
– On one hand, if a pair of APs are too far apart
• a dead zone will exist between them
• a physical location with no wireless connectivity
– On the other hand, if a pair of access points is too close together
• an overlap will exist in which a wireless host can reach both access points
• Most wireless LANs connect to the Internet
– Thus, the interconnect mechanism usually has an additional wired
connection to an Internet router
• Figure 16.8 illustrates the architecture
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
25
16.9 Overlap, Association, and 802.11
Frame Format
• Altyapı mimarisi çoğu detayı daha da zor hale sokabilir
– Bir yandan, eğer AP çok uzaktaysa
• Dead zone (ölü nokta) kendi aralarında
• Fiziksel yerde kablosuz bağlantı mevcut değildir
– Diğer yandan, eğer AP’ler birbirlerine çok yakınlarsa
• Üstüste birleşen kablosuz hostlar her AP’e ulaşabilir
Çoğu kablosuz LAN Internet’e bağlanır
– Böylelikle, birbirne bağlama mekanizması genelde ek kablo ile
Internet router’ına bağlanır
• Şekil 16.8 Bu mimariyi gösterir
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
26
16.9 Overlap, Association, and 802.11
Frame Format
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
27
16.9 Overlap, Association, and 802.11
Frame Format
• To handle overlap, 802.11 networks require a wireless host
to associate with a single AP
– That is, a wireless host sends frames to a particular AP
– Then AP forwards the frames across the network
• Figure 16.9 (below) illustrates the 802.11 frame format
– the figure shows that when used with an infrastructure architecture
– the frame carries the MAC address of an AP as well as the address
of an Internet router
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
28
16.9 Overlap, Association, and 802.11
Frame Format
• Overlap üstesinden gelebilmek için, 802.11 ağları tek bir AP
bağlı kablosuz host’a ihtiyaç duyar
– Buda, kablosuz host özel AP’e frameler gönderir
– Daha sonra AP bu framleri ağ’a doğru iletir
• Şekil 16.9 (Aşağıdaki) 802.11 frame formatını gösterir
– Şekil altyapı mimarisi şeklinde kullanıldığı zamanki halini gösterir
– Frame AP’in MAC adresini taşır ve aradaki Internet Router’ınkini de
taşır
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
29
16.10 Coordination Among Access
Points
• AP kordineli bir şekilde uzanması için ne yapması gerekir?
• İlk AP lerin dizayn’ı kopmleks’ti
• AP’ler kordineli bir şekilde cep telefonları gibi mobilite
sağlıyor
– Buda, AP kendi aralarında iletişime geçerek yumuşak hücreden
hücreye geçiş (handoff) sağlayarak oluyor
– Bazı dizaynlar sinyal gücünü hesaplayarak yapıyor ve kablosuz
node’un yeni AP geçmesi ile oluyor
• when the signal received at the new AP exceeded the signal strength at the
existing AP
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
30
16.10 Coordination Among Access
Points
• Some vendors began to offer lower cost, less complex APs
that do not coordinate
• The vendors argue that signal strength does not provide a
valid measure of mobility
– a mobile computer can handle changing from one AP to another
– and that the wired infrastructure connecting APs has sufficient
capacity to allow more centralized coordination
• A less complex AP design is appropriate in situations where
an installation consists of a single AP
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
31
16.10 Coordination Among Access
Points
• Bazı cihaz geliştiriciler düşük maliyetli cihazlar sunuyor,
daha az kampleks AP’ler kordinasyona ihtiyaç duymuyorlar
• Cihaz geliştiriciler sinyal gücünün gerekli mobilite’yi
sağlamakta yetersiz olduğunu tartışıyorlar
– Mobil bilgisayar bir AP diğerine geçişin üstesinden gelir
– Ve bir birlerine kablo ile bağlanan AP’ler merkezi kordinasyonu
sağlamak için gerekli kapasiteleri mevcuttur
• Daha az kompleks AP dizayn’ı şu durumlar için gereklidir,
tek bir AP kurulumu nu kolaylaştırır
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
32
16.11 Contention and Contention-Free
Access
• The original 802.11 standard defined two general
approaches for channel access
– Point Coordinated Function (PCF) for contention-free service
• an AP controls stations in the Basic Service Set (BSS) to insure that transmissions do
not interfere with one another
• For example, an AP can assign each station a separate frequency
• In practice, PCF is never used
– Distributed Coordinated Function (DCF) for contention-based service
• arranges for each station in a BSS to run a random access protocol
• Wireless networks can experience a hidden station problem
– where two stations can communicate but a third station can only
receive the signal from one of them
• 802.11 networks use CSMA/CA
– which requires a pair to exchange Ready To Send (RTS) and Clear
To Send (CTS) messages before transmitting a packet
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
33
16.11 Contention and Contention-Free
Access
• Orjinal 802.11 standart kanal’a ulaşım için iki genel yaklaşım vardır
– Point Coordinated Function (PCF) çekişme-serbest servisinde kullanılır
•
A, Basic Service Set (BSS) deki birimleri kontrolünü yapar, ve böylelikle iletimler birbirleri ile
karışmazlar
• Mesela, AP her birim’e ayrı frekans tahsis eder
• Pratik olarak, PCF hiç bir zaman kullanılmaz
– Distributed Coordinated Function (DCF) çekişme-tabanlı servislerde
kullanılır
• BSS için Rasgele erişim protokol’ünü çalıştırmak için her birimi düzenler
• Kablosuz ağlar hidden station problemi ile karşı karşıya kalınabilir
– İki birim kendi aralarında iletişime geçerken, üçüncü bir birim’in sadece bu
birimlerden bir tanesi ile haberleşebiliyor olması (diğer birimden bihaber)
• 802.11 ağları CSMA/CA’yı kullanır
– Her birimin Ready To Send (RTS - Gönderime hazır) mesajlarını
gönderip/almasına ihtiyaç duyar ve bunun yanında Clear to Send (CTS –
Gönderim yapabilir) mesajlarını almadan iletim başlamıyor
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
34
16.11 Contention and Contention-Free
Access
• The 802.11 standard defines three timing parameters as
follows:
• Short Inter-Frame Space (SIFC) of 10 sec
– defines how long a receiving station waits before sending an ACK or
other response
•
Distributed Inter-Frame Space (DIFC) of 50 sec
– defines how long a channel must be idle before a station can attempt
transmission, which is equal to SIFS + two Slot Times
• Slot Time of 20 sec
• Figure 16.10 illustrates how the parameters are used in a
packet transmission
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
35
16.11 Contention and Contention-Free
Access
• 802.11 standart’ı üç zamanlama parametresi bulunuyor ve
aşağıda sıralanmıştır:
• Short Inter-Frame Space (SIFC) - 10 saniye
– Alıcı birim’in ACK’yı göndermeden önce ne kadar uzun
bekleyeceğini tanımlar
•
Distributed Inter-Frame Space (DIFC) - 50 saniye
– Kanal’ın iletime geçmeden önce ne kadar süre boş kalacağını
belirler, SIFS değeride + iki slot zamanına eşittir
• Slot Time of 20 sec
• Şekil 16.10 paket iletimlerinde nasıl kullanıldığını
şekillendirilir
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
36
16.11 Contention and Contention-Free
Access
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
37
16.11 Contention and Contention-Free
Access
• Physical separation among stations and electrical noise
makes it difficult to distinguish between
– weak signals, interference, and collisions
• Wi-Fi networks do not employ collision detection
– That is, the hardware does not attempt to sense interference during
a transmission
– Instead, a sender waits for an acknowledgement (ACK) message
– If no ACK arrives, the sender assumes the transmission was lost
• and employs a backoff strategy similar to the strategy in wired Ethernet
• In practice, 802.11 networks that have few users and do not
experience electrical interference seldom need retransmission
– However, other 802.11 networks experience frequent packet loss
and depend on retransmission
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
38
16.11 Contention and Contention-Free
Access
• Birimler arasında fiziksel ayırım ve elektriksel gürültü
şunların ayırımı zorlaştırır:
– Zayıf sinyaller, karışım ve çarpışmaları )weak signals, interference,
and collisions)
• Wi-Fi ağları çarpışmaları bulma konusunda zayıftır
(yapamaz)
– Donanım iletim aşamasında karışımı () fark edemez
– Bunun yerine, iletici ACK mesajını bekler
– Eğer ACK ulaşmazsa, iletici iletimin kaybolduğunu farzeder
• and employs a backoff strategy similar to the strategy in wired Ethernet
• Pratik olarak, 802.11 ağlarında az kullanıcı vardır ve elektriksel
karışımdan ötürü nadiren yeniden iletim’e ihtiyaç duyulur
– Fakat, diğer 802.11 ağları karşılaştıkları paket kayılarına karşı
deneyimleri vardır ve yeniden iletime ihtiyaç duyulur
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
39
16.12 Wireless MAN Technology and
WiMax
• Standardized by IEEE under the category 802.16
• A group of companies coined the term (WiMax)
– which is interpreted to mean World-wide Interoperability for
Microwave Access
– and they formed WiMAX Forum to promote use of the technology
• Two main versions of WiMAX are being developed that
differ in their overall approach:
• Fixed WiMAX
– refers to systems built using IEEE 802.16-2004, which is informally called
802.16d
– the technology does not provide for handoff among access points
– designed to provide connections between a service provider and a fixed location
• such as a residence or office building, rather than between a provider and a cell phone
• Mobile WiMAX
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
40
16.12 Wireless MAN Technology and
WiMax
• IEEE’nin 802.16 kategorisi altında standartlaşmıştır
• Birçok şirket grubu Wimax terimini kullanır
– World-wide Interoperability for Microwave Access manasına gelir
– Ve bu şirketler WiMAX Forum’u kururak teknolojini kullanır
• WiMAX’in iki farklı yaklaşımı geliştirilmiştir
• Fixed WiMAX (Sabit)
– IEEE 802.16-2004 sistemini temsil eder, informal olarak 802.16d olarak
bilinir
– Teknoloji access pointler arasındaki handoff mekanizmasını
sağlamamaktadır
– Sabit yerdeki Wimax ile ser sağlayıcının birbirleri üzerinden servis sağlayacak
şekilde tasarlanmıştır
• such as a residence or office building, rather than between a provider and a cell phone
• Mobile WiMAX(Mobil)
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
41
16.12 Wireless MAN Technology and
WiMax
•
Mobile WiMAX
– built according to standard 802.16e-2005, known also as 802.16e
– the technology offers handoff among APs
• which means a mobile WiMAX system can be used with portable devices
such as laptop computers or cell phones
• WiMAX offers broadband communication that can be used
in a variety of ways:
– WiMAX can be used as an Internet access technology
– WiMAX can provide a general-purpose interconnection among
physical sites
• especially in a city
– To be used as backhaul connection between a service provider's
central network facility and remote locations
• such as cell towers
• Figure 16.11 lists a few of the proposed uses
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
42
16.12 Wireless MAN Technology and
WiMax
•
Mobil WiMAX
– 802.16e-2005 standart olarak geliştirilmiştir, ve 802.16e olarak bilinir
– Teknoloji APlerin kendi arasında ki handoff mekanizması sunar
• which means a mobile WiMAX system can be used with portable devices
such as laptop computers or cell phones
• WiMAX genişbant iletişim sağlar ve bunu çeşitli yollarla
yapar:
– WiMAX internet’e erişim teknolojisi olarak kullanılabilir
– WiMAX fiziksel sitelere genel amaçlı iletişim sağlamaktadır
• Özellikle şehirlere
– Servis sağlayıcıların bağlantıları arasında anataşıyıcı (backhaul )
olarakta kullanılabilir
• such as cell towers
• Şekil 16.11 listesi az sayıda kullanılan teknolojileri
gösteriyor
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
43
16.12 Wireless MAN Technology and
WiMax
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
44
16.12 Wireless MAN Technology and
WiMax
• Deployments of WiMAX used for backhaul will have the
highest data rates
• It will use frequencies that require a clear Line-Of-Sight
(LOS) between two entities
– LOS stations are typically mounted on towers or on tops of buildings
• Deployments used for Internet access may use fixed or
mobile WiMAX
– such deployments usually use frequencies that do not require LOS
– thus, they are classified as Non-Line-Of-Sight (NLOS)
• Figure 16.12 illustrates the two deployments
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
45
16.12 Wireless MAN Technology and
WiMax
• Backhaul’a yerleştirilen Wimax kurulumları en yüksek
derecede veri iletim oranını içerir
• İki birim arasında Line-Of-Sight (düz bir yol gibi antenlerin
birbirlerini öremeleri demektir) olması gerekir, ve frekansları
da Line-Of-Sight frekanslarıdır
– LOS istasyonları genelde kuleler üzerine yerleştirilir (binaların
tepelerine de konulabilir)
• Internet’e erişim için sabit ve mobil WiMAX kullanılabilir
– Bu tarz kurulumlar genelde LOS a ihtiyaç duyulmayan frekansları
içerir
– Böylelikle, Non-Line-Of-Sight (NLOS) sınıflandırılabilirler
• Şekil 16.12 bu iki kurulumu şekillendirir
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
46
16.12 Wireless MAN Technology and
WiMax
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
47
16.12 Wireless MAN Technology and
WiMax
• WiMAX’in temel özellikleri aşağıda listelenmiştir:
–
–
–
–
Lisanslı spektrum kullanmaktadır
Her hücre yarıçapı 3 ile 10 km arasındadır
Ölçeklenebilir orthogonal (dikey) FDM kullanır
quality of services (QoS – servis kalitesi sağlar) (ses ve görüntü
verisi)
– 70 Mbps veri iletimini destekler ve kısa mesafelerde her yöne
– uzun mesafelerde 10 Mbps sağlar (10 km)
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
48
16.13 PAN Technologies and Standards
• IEEE PAN standartına 802.15 numarasını atamıştır
• Bir sürü çalışma grubu ve endüstriyel consorsium PAN
teknolojinin ana hatlarını şekillendirmiştir
• Şekil 16.13 (aşağıdaki) liste temel IEEE PAN standartlarını
listelemektedir
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
49
16.13 PAN Technologies and Standards
•
Bluetooth
– The IEEE 802.15.1a standard evolved after vendors created
Bluetooth technology as a short-distance wireless connection
technology
• The characteristics of Bluetooth technology are:
– Wireless replacement for cables (e.g., headphones or mouse)
– Uses 2.4 GHz frequency band
– Short distance (up to 5 meters, with variations that extend the range
to 10 or 50 meters)
– Device is master or slave
– Master grants permission to slave
– Data rate is up to 721 Kbps
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
50
16.13 PAN Technologies and Standards
•
Bluetooth
– IEEE 802.15.1a standartı kısa mesafeli kablosuz bağlantı için
kullanılır ve cihazgeliştiricileri Bluetooth teknolojisni geliştirdikten
sonra oluşturulmuştur
• Bluetooth teknolojisinin karakteristikleri:
– Kablo yerine kablosuz ağın kullanılması (kulaklık ve mouse gibi)
– 2.4 Ghz frekanslık teknolojinin kullanılması
– Kısa mesafelidir (5 metre, yeni geliştirilmiş hali 50-100 metre arası
değişit)
– Cihazlar efendi (master ) ve köle(slave ) olabilir
– Master slave’e hak ataması yapar
– Veri oranı 721 kbps’a kadardır
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
51
16.13 PAN Technologies and Standards
• Ultra Wideband (UWB)
– The idea behind UWB communication is that spreading data across
many frequencies
• requires less power to reach the same distance
• The key characteristics of UWB are:
–
–
–
–
–
–
Uses wide spectrum of frequencies
Consumes very low power
Short distance (2 to 10 meters)
Signal permeates obstacles such as walls
Data rate of 110 at 10 meters, and up to 500 Mbps at 2 meters
IEEE unable to resolve disputes and form a single standard
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
52
16.13 PAN Technologies and Standards
• Ultra Wideband (UWB)
– UWB’ni arka planında bulunan fikir veriyi bir sürü frekans’a yayarak
göndermedir
• Aynı mesafeye ulaşmak için daha az güç gerektirir
• UWB nin Temel karakteristiği:
–
–
–
–
–
–
Spektrum’da Geniş frekansları kullanır
Çok az enerji harcar
Kısa mesafelidir (2 ile 10 metre)
Sinyal duvar gibi engelleri aşabilir
Veri iletim oranı 10 metrede 110, ve 2 metrede 500 Mbps’tır
IEEE tartışmaları çözememiştir ve bunun sonucu tek bir standart
yoktur
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
53
16.13 PAN Technologies and Standards
• Zigbee
– The Zigbee standard (802.15.4) arose from a desire to standardize
wireless remote control technology
• especially for industrial equipment
– Because remote control units only send short command
• high data rates are not required
• The chief characteristics of Zigbee are:
–
–
–
–
–
–
Wireless standard for remote control, not data
Target is industry as well as home automation
Three frequency bands used (868 MHz, 915 MHz, and 2.4 GHz)
Data rate of 20, 40, or 250 Kbps, depending on frequency band
Low power consumption
Three levels of security being defined
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
54
16.13 PAN Technologies and Standards
• Zigbee
– Zigbee standartı (802.15.4) standartlaşmanın gereksinimine binaen
kablosuz uzaktan kontrol teknolojisi olarak ortaya çıkmıştır
• especially for industrial equipment
– Çünkü uzaktan kontrol unitesi sadece kısa mesajlar gönderir
• Yüksek veri oranına ihtiyaç duyulmaktadır
• Zigbee temel özellikleri şunlardır:
–
–
–
–
Uzaktan kontrol Kablosuz standartı içindir, veri için değil
Ev otomasyonunun yanında hedef endüstridir
Üç frekans bant’ı kullanılır (868 MHz, 915 MHz, and 2.4 GHz)
Veri oranı 20, 40, or 250 Kbps kadardır, kullanılan frekans’a göre
değişir
– Az enerji tüketimi vardır
– Üç seviye güvenlik tanımlanmıştır
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
55
16.14 Other Short-Distance
Communication Technologies
• Two other wireless technologies provide communication
over short distances, but they are not listed under PANs
– InfraRED technologies provide control and low-speed data
communications
– RFID technologies are used with sensors
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
56
16.14 Other Short-Distance
Communication Technologies
• Kısa mesafede iletişim sağlayan diğer iki kablosuz teknoloji
daha vardır, fakat PAN’ın altında listelenmezler
– InfraRED teknolojisi kontrol ve düşük hızda veri iletiminde kullanılır
– RFID teknolojisi sensörler için kullanılır
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
57
16.14 Other Short-Distance
Communication Technologies
• InfraRED
– InfraRED technology is often used in remote controls
• and may be used as a cable replacement (e.g., for a wireless mouse)
– The Infrared Data Association (IrDA) has produced a set of
standards that are widely accepted
• The chief characteristics of the IrDA technology are:
–
–
–
–
–
–
Family of standards for various speeds and purposes
Practical systems have range of one to several meters
Directional transmission with a cone covering 30
Data rates between 2.4 Kbps (control) and 16 Mbps (data)
Generally low power consumption with very-low power versions
Signal may reflect from surfaces
• but cannot penetrate solid objects
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
58
16.14 Other Short-Distance
Communication Technologies
• InfraRED
– InfraRED Teknolojisi genelde uzaktan kontrol/kumanda için kullanılır
• and may be used as a cable replacement (e.g., for a wireless mouse)
– The Infrared Data Association (IrDA) bir çok standart sunulmuştur ve
geniş bir çevre tarafından kabul görmüştür
• IrDA Teknolojisi temel karakteristikleri:
–
–
–
–
–
–
Standart ailesi değşik hızlarda ve amaçlar için geliştirilmiştir
Pratik sistemlerde çeşitli metre aralığında kullanılır
Yönsel iletim 30 dur
Ver oranı 2.4 kbps () ile 16 Mbps () arasında değişir
Genel olarak düşük güçte enerji tüketimi olur
Sinyal yüzeylerden yansıyabilir
• but cannot penetrate solid objects
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
59
16.14 Other Short-Distance
Communication Technologies
• Radio Frequency Identification (RFID)
– RFID technology uses an interesting form of wireless communication
to create a mechanism
– A small tag contains identification information
• that a receiver can “pull” from the tag
• Some features of RFID:
– Over 140 RFID standards exist for a variety of applications
– Passive RFIDs draw power from the signal sent by the reader
– Active RFIDs contain a battery
• which may last up to 10 years
– Limited distance
• although active RFIDs extend farther than passive
– Can use frequencies from less than 100 MHz to 868-954 MHz
– Used for
• inventory control, sensors, passports, and other applications
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
60
16.14 Other Short-Distance
Communication Technologies
• Radio Frequency Identification (RFID)
– RFID teknolojisi kablosuz iletişim için enteresan iletişim mekanizması
oluşturmulştur
– Küşük etiket (tag ) belirleme bilgisi içermektedir
• that a receiver can “pull” from the tag
• RFID bazı özellikleri:
– 140 RFID standart’ı bulunmaktadır ve uygulamalara göre değişiklik
göstermektedir
– Pasif RFIDs sakuyucudan sinyal’i göndermektedir
– Aktif RFIDs batarya içermektedir
• which may last up to 10 years
– Limitli mesafe
• although active RFIDs extend farther than passive
– 100 Mhz ile 868-954 Mhz arasında çalışmaktadır
– Şunlar için kullanılır
• Stok kontrolü,sensörler, pasaportlar, ve diğer uygulamalarda
© 2009 Pearson Education Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.
61

similar documents