Draadloze locale netwerken (LAN’s)

EVL

Draadloze locale netwerken (LAN’s)

• Algemene problemen:– Interferentie (microgolf ovens)– Verzwakking (25 dB per verdieping/dikke muren)– Fading (frequentie selectief)

• oplossingen: ruimte diversiteit, equalisers

– Spreiding op de vertragingstijden • delay spread; grootte-orde 50 nsec.

– Beveiliging

EVL

Draadloze locale netwerken

•Acces methodes (MAC laag) –Kanaaltoewijzing

•Gecentraliseerd

•Gedistribueerd

–“Hidden Nodes” (A en C kunnen elkaar niet zien)A B

C

–Interferentie•Protectie marge (f or near-far effects)

EVL

Technologieën voor LAN’s

• Huidige systemen:– 1) ISM band (2,4-2,835 GHz)

– Standaarden: ETS 300-328 (100 mW EIRP !)

– IEEE 802.11 (oud 1 en 2 Mbit/s) (http://www.standards.ieee.org)• Extensies (voorzien in 1999): 4,5 (FH) en 25,5 (DS) Mbit/s

• Throughput: 5,5&11 @ 2,45 GHz; 6 12 en 24 @ 5GHz

– 2) IR: 115 kb/s te wijten aan vermogen beperkingen

– 3) DECT (ETS300-175): netto 552 kb/s (250 mW) • Bereik 30-100 m binnenshuis, tot 3 km buitenshuis

– 4) HiperLAN (ETS 300-658)

versie 1 (1 W; 5,15-5,3 GHz) 23,5294 Mbit/s

EVL


• “Toekomstige” systemen– 1) HiperLAN 2 (17,1-17,3 GHz)

– 2) Bluetooth (2,402-2,480 GHz)

– 3) LMDS-MVDS (rond 40 GHz)

In de VS: Local Multipoint Digital System

In Europa: Microwave Video Distribution System

– 4) 60 GHz systemen (“Mobile Broadband System”)

Problemen: Geen penetratie door muren: zou door vensters moeten gaan door vensters met externe “belichters”

EVL


Breedband extensie: 802.11 a (OFDM, cfr. xDSL, DAB):• 20 MHz subbanden 5000+5*n (0n200 niet allen geldig;

VS: 5,15-5,35 en 5,725-5,825 MHz)

EVL


802.11 a; Vermogens (VS) en constellatiediagramma’s

EVL


802.11 b; DSSS

EVL

Draadloze locale netwerken•Physische laag •D(irect)S(equence)-S(pread)S(pectrum)

- Minimale spreiding factor 11 (10 dB systeemwinst)

“chip”snelheid 11 MHz

- DBPSK (1 Mbit/s) en DQPSK (2 Mbit/s)

11 chip Barker code: +,-,+,+,-,+,+,+,-,-,-

heeft kleine correlatie met verschoven versie

Basic Access Rate en Enhanced Access Rate

11 kanaals, 9 in Europa (2,422 GHz + k 5 MHz); nu 2 bijgekomen

- 8 chip C(omplementary)C(ode)K(eying)

BPSK 4 bits/symbool (5,5 Mbit/s) of QPSK 8 bits/symbool (11 Mbits/s)

EVL

Draadloze locale netwerken•F(requency)H(opping)-S(pread)S(pectrum)

(wordt verlaten voor bluetooth: 1000 hops/sec.; nu 802.15)–Verplicht: 1 Mbps 2 level G(aussian)F(requency)S(hift)K(eying)

–Optioneel: 2 Mbps 4 level GFSK

–2 GFSK: + en - 100 kHz (nu > 110 kHz)

–4 GFSK: +225, +75, -75, -225 kHz

–79 kanalen van 2402 MHz tot 2480 MHz (1 MHz steps)

–Minimale afstand 6 MHz

–78 hoppingpatronen onderverdeeld in 3 sets van 26 patronen

–Minimale Snelheid: 2,5 Hops/sec. (t<400 msec.)

–In IEEE norm: “The minimum hop rate shall be governed by the regulatory authorities”.

EVL

Draadloze locale netwerken: CSMA/CA

6

9

4

5

2

53

3

EVL


•MACA (Multiple Access with Collision Avoidance)RTS naar ontvangerontvanger zendt CTS met lengte van framezo geen CTS ontvangen binair exponentiële backoff

•MACAW (Virtual Collision Detection)ACK na verzenden van dataBO ook verhoogd zo geen ACK ontvangen

RTS

CTSDATA

ACK

Tx Rx

EVL


•Vergelijking (Raf De Cock & Eddy Coussement)•2 DS-SS systemen: WaveLAN en ARLAN•2 FH-SS systemen: RangeLAN en BreezeNET•Afstand: ongeveer 1 km in de vrije ruimte•Interferentie testen met de microgolfoven

–FH slecht; DS beter

–5 cm van de oven: - 30.0%

–20 cm van de oven: -32.0%

–één boven de oven en één op 300 cm van de oven: -77.3%

EVL


Vergelijking (throughput per persoon & totaal)

EVL

Draadloze locale netwerken•Vergelijking:•2 parallelle verbindingen (één DS, één FH)

–2m tussen Rx & Tx en 10 cm uiteen FHDS

DS -8%; FH -100% DSFH

11

–1 m en 3 m tussen Rx & Tx and 1m uiteen 2 2

DS -22% (1m) of -69% (3m); FH -53% (1m) of -61% (3m)

–vierkant van 2 m FH DSDS -58%; FH -64%

DS FH

EVL


•HI(gh)PER(formance)LAN –ETS 300 652; Maart 1996

•2 (network) Service Access Points

–MSAP: voegt HIPERLAN MAC protocol data unit toe

–HCSAP: voegt HIPERLAN CAC PDU (HCPDU)

• uit http://www.etsi.org

EVL


ModulatieGSMK met BT=0.3 voor hoge data snelheden (23,5294 Mbit/s)FSK voor lage data snelheden (+-368 kHz) (1,4706 Mbit/s)

EVL


•Operationele elementen–Vermogen spaarfunctie

–Enkel ontvangen gedurende vooraf afgesproken intervallen

–3 timers (offset (0-65535), activiteit en periode (500-65535))

EVL


•Kanaaltoegangs prioriteiten

EVL


•EY-NPMA

EVL


•Prioritisatie Fase–luister gedurende n prioritisatie intervallen

–zo niets gehoord, zend kanaal toegangs sequentie

–tenminste 1 aanvrager overleeft deze fase (met dezelfde prioriteit)

•Eliminatie Fase–zend een eliminatie sequentie met een lengte tot 12

–lengte hangt af van een willekeurig getal

–overlevenden horen niets gedurende hun eliminatie overlevings controle interval

EVL


•Demonstratoren gebouwd (LAURA & HIPERION)Toekomst?????

EVL


Vergelijking HIPERLAN-802.11

EVL

Vergelijking: performantie

Alle producten:http://www.wirelessethernet.org/certified_products.asp802.11a (Gemtek, Global Suntech, RF TNC)Bron: PC magazine

Product Throughput (Mbps)Apple AirPort 4,49Cisco Aironet Wireless 340 Series 5,92Compaq WL 100, WL 400 4,55Lucent Orinoco Wireless Network 5,12RadioLAN Wireless Mobilink 7,593Com AirConnect 4,8210-Mbps Ethernet 9,10

EVL

Vergelijking: kost

Apple Cisco Compaq Lucent RadioLAN 3ComAirPort Aironet WL 100 Orinoco Wireless AirConnect

Wireless WL 400 Wireless Mobilink340 Series Network

List price (2001 in US$)PC $99 $249 $199 $167 $299 $219PCI - $359 $199 $69 $399 $329ISA - $359 - $69 $349 -AP $299 $1299 $899 $995 $999 $1195Beriek aan 11 Mbps Gesloten/open ruimte (voeten)

150/400 100/400 100/300 130/400 120/300 150/300Technologie 802.11b uitgenomen RadioLAN (Proprietair, 5,775 GHz)Supporteert SNMP: allen, uitgenomen RadioLAN (enkel backbone link)Access point kan als DHCP client fungeren bij alle modellen

EVL


• Besluiten– Draadloze LAN’s blijven duur:

– Op Apple Airport na draaien ze rond de kost van een vaste verbinding (300 €) : ongeveer 250 €/interface kaart + kost acces punt

– Beveiliging is niet (altijd) verzekerd

– Enkel nuttig in historische gebouwen/grote zalen

– Niet alle systemen zijn compatibel (FH-DS-Proprietair)

EVL


• Vragen??

Draadloze locale netwerken (LAN’s)

Documents

Transcript of Draadloze locale netwerken (LAN’s)