SZ

1
SZÉLESSÁVÚ ADATÁTVITELRÁDIÓS HOZZÁFÉRÉSI
ESZKÖZÖKKEL(RLAN, WiFi, WMAN, WiMAX, ...)fo
forrás www.nhh.hu

• Takács György
• 7. Eloadás

2
(No Transcript)
3
WPAN (Wireless Personal Access Network, Rádiós
személyi hozzáférési hálózat)

• Személyi eszközök közötti rövidtávú átviteli
  összeköttetés.
• Jellegzetes átviteli távolság 10 m vagy kisebb.
• Jellegzetes szabvány IEEE 802.15.
• Jellegzetes megoldás Bluetooth

4
RLAN (Radio LAN, Rádiós helyi hálózat más néven
WLAN)

• LAN rendszer rádiós megoldása.
• Jellegzetes átviteli távolság 150 m vagy kisebb.
• LAN (Local Area Network, Helyi hálózat) -- Egymás
  közelébe telepített számítógépek együttes
  muködését biztosító távközlo hálózat.
• WiFi (Wireless Fidelity) -- Olyan RLAN
  kereskedelmi neve, ami az IEEE 802.11 szabványnak
  felel meg és a 2,4 GHz-es sávban (2400 2483,5
  MHz) muködik.

5
WAN (Wireless Access Network, Rádiós hozzáférési
hálózat)

• Nagy területu (tipikusan országos) mobilitást
  biztosító hozzáférési hálózat. Ide tartoznak a
  mobil rádiótelefon rendszerek, valamint a WiMAX
  egyik szabvány-hátterének jelenleg folyamatban
  lévo továbbfejlesztése, az IEEE 802.16e szabvány.
• Jellegzetes lefedés bolyongási lehetoség
  következtében országos hatásköru.

6
WMAN (Wireless MAN, Rádiós MAN)

• MAN rendszer rádiós megoldása.
• MAN (Metropolitan Area Network, Városi hálózat)
  Olyan számítógépes hálózat, amelynek lefedési
  területe egy nagyváros méretével összevetheto.
• WMAN-t megvalósító szabványok
• IEEE 802.16, valamint
• ETSI HiperMAN
• Mindkét szabványnak van olyan alesete, ami nem
  elégíti ki a WiMAX követelményeket (pl. IEEE
  802.16a) és van olyan alesete, ami teljesíti a
  WiMAX-profil eloírásait
• Jellegzetes átviteli távolság 50 km vagy nagyob

7
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave
Access Világméretben csereszabatos mikrohullámú
hozzáférés)

• Olyan WMAN, amire a csereszabatosságot biztosító
  u.n. WiMAX-profil teljesül, és a kijelölt
  laboratórium tanúsítványt ad.
• Az IEEE 801.16d, IEEE 801.16-2004 és IEEE 802.18e
  szabványoknak megfelelo berendezéseknél megvan
  annak a lehetosége, hogy teljesítsék a
  WiMAX-profil eloírásokat
• Az ETSI HiperMAN szabványnak is van olyan
  opciója, ami lehetové teszi a WiMAX követelmények
  teljesítését.
• WiMAX-profil -- Azon járulékos tulajdonságok
  együttese, amelyekkel valamely WMAN rendszernek
  rendelkeznie kell, hogy teljesítse a WiMAX
  minosítéshez szükséges muszaki feltételeket.
• A WiMAX-profil paramétereit a WiMAX Fórum
  nemzetközi szervezet határozza meg.

8
(No Transcript)
9
A szabályozás frekvenciasávjai

• 2,4 GHz-es sáv 2400 2483,5 MHz
• 5,2 GHz-es sáv 5150 5350 MHz
• 5,6 GHz-es sáv 5470 5725 MHz.
• Tájékoztató jelleggel a jövobeli WiMAX típusú
  szélessávú hozzáférési rendszerek az alábbi
  frekvenciasávokban
• 3,5 GHz-es sáv 3410 3494 / 3510 3594 MHz
• 5,8 GHz-es sáv 5725 5875 MHz.

10
(No Transcript)
11

• Egyedi engedélyezési kötelezettség alól
  mentesített rádióalkalmazások Olyan
  rádióalkalmazások, amelyek a használt
  állomásokra, ill. összeköttetésekre vonatkozóan
  nem igényelnek
• frekvenciakijelölési határozatot,
• rádióengedélyt,
• hatósági regisztrációt.
• Az egyedi engedélyezési kötelezettség alóli
  mentesség egyúttal a frekvenciadíj alóli
  mentességet is jelenti.

12
Frekvenciahasználat
13

• Szolgáltatási nyilvántartás kötelezettsége
  Amennyiben valamely rádióösszeköttetés
  szolgáltatási célt szolgál, akkor ezen
  szolgáltatást csak olyan (természetes vagy jogi)
  személy, ill. jogi személyiséggel nem rendelkezo
  gazdasági társaság végezheti, aki (ami) az
  NHH-nál az adott szolgáltatás végzésére
  bejegyzést nyert. Szolgáltatási-bejelentés abban
  az esetben is kötelezo, ha az adott
  rádióalkalmazás a rádióengedély szempontjából
  mentes az egyedi engedélyezés kötelezettsége
  alól. A szolgáltatási bejelentés kötelezettsége
  független a technikai megoldástól, tehát
  valamennyi frekvenciasávban vonatkozik a
  szolgáltatás végzésére.

14

• Berendezés típus nyilvántartásba vételének
  kötelezettsége (ill. mentessége) A
  Magyarországon használt szélessávú adatátviteli
  berendezéseket általában hatósági
  típusnyilvántartásba kell venni. Egy szuk
  kategóriája van a berendezéseknek, amelyek
  mentességet kapnak a hatósági nyilvántartásba
  vétel alól. A mentesítés feltételeit az Európai
  Unió (EU) határozta meg. A típus nyilvántartásba
  vétele alól azok a berendezés típusok mentesek,
  amelyek az EU által meghatározott u.n.
  harmonizált frekvenciasávokban muködnek és
  betartják a harmonizált muködés feltételeit.

15
Berendezés használat
16

• Rádiószolgálati/rádióalkalmazási prioritás A
  Nemzetközi Rádiószabályzat a rádiószolgálatokat,
  ill. rádióalkalmazásokat zavartatási és
  interferencia-védettségi szempontból prioritási
  kategóriákba sorolja. A rádiós hozzáférési
  eszközök szabályozása megfelel a Nemzetközi
  Rádiószabályzat követelményeinek. Rádiós
  hozzáférési eszközöknél elsodleges és harmadlagos
  prioritás van (ezekre az eszközökre másodlagos
  prioritási kategória nem alkalmazható). A
  Frekvenciasávok Nemzeti Felosztási Táblázatát
  (FNFT) elrendelo kormányrendelet az alábbi módon
  definiálja az elsodleges és harmadlagos
  prioritást.

17

• Az elsodleges rádiószolgálat állomása
• a) nem okozhat káros zavarást az azonos vagy más
  elsodleges rádiószolgálat(ok) olyan
  rádióállomásainak, amelyek részére a
  frekvenciákat korábban már kijelölték
• b) nem tarthat igényt védelemre az azonos vagy
  más elsodleges rádiószolgálat(ok) olyan
  rádióállomásai által okozott káros zavarásokkal
  szemben, amelyek részére a frekvenciákat már
  korábban kijelölték.
• A harmadlagos rádióalkalmazások rádióállomásai
  
• a) nem okozhat káros zavarást az elsodleges és
  másodlagos rádiószolgálat rádióállomásainak
• b) nem tarthat igényt védelemre más
  rádióállomások által okozott káros zavarásokkal
  szemben.

18

• 2,4 GHz-es sávú RLAN használat Frekvenciasáv
  2400 2483,5 MHz
• a) A sáv általános használata és zavarviszonyai
• A sávot kijelölték ipari, tudományos és orvosi
  eszközök muködtetésére. Az ipari használat
  jellegzetes példája az a nagyszámú háztartási
  mikrohullámú süto, ami a 2,4 GHz-es sávban
  muködik. Az ipari berendezések mikrohullámú
  zavarkisugárzása a sávhasználat alapveto
  meghatározója.
• A 2,4 GHz-es sávot kijelölték továbbá kis
  hatótávolságú eszközök (távirányítók, riasztók,
  stb.) muködtetésére. Ezek az eszközök tovább
  növelik a nem ellenorizheto zavarszintet.
• Ebben a kisugárzásokkal erosen terhelt
  frekvenciasávban megengedett a kis hatótávolságú
  rádiótávközlés is. Tudatában kell azonban lenni
  annak, hogy a távközlo eszközök muködtetése során
  mindig lehet zavaró interferenciára számítani.
• A távközlési sávhasználat prioritási foka
  harmadlagos. Ez azt jelenti, hogy a berendezések
  nem tarthatnak igényt interferencia-védelemre más
  eszközök zavarásával szemben.
• A 2,4 GHz-es távközlés az egyszeruség és könnyu
  megvalósíthatóság miatt népszeru. Az elterjedt
  használat és az állomások nagy száma
  következtében mostanra már a 2,4 GHz-es
  távközlési összeköttetések kölcsönös egymásra
  hatása vált a zavarok elsodleges okozójává.

19
A 2,4 GHz-es sáv távközlési használata

• A sávhasználatot meghatározó muszaki szabályozás
  csak a kötelezoen betartandó teljesítményszinteket
  limitálja, az alkalmazott technológiára nem tesz
  megkötést, tehát technológia-semleges. Az
  eloírások betartása mellett bármilyen
  rádiótávközlési átviteli alkalmazás
  megvalósítható. A teljesítmény-korlátozási
  eloírásból adódóan a 2,4 GHz-es távközlési
  alkalmazások általában 150 m-nél kisebb távolságú
  átvitelre használhatók elonyösen. Jellegzetes
  alkalmazások
• Bluetooth (6. függelék), általában 10 m-nél
  kisebb távolságra
• HomeRF, általában 50 m-nél kisebb távolságra
• WiFi, az RLAN egy jellegzetes megoldása,
  amelyik az IEEE 802.11 szabvány eloírásainak tesz
  eleget (6. függelék), általában 150 m-nél kisebb
  távolságra.

20

• A 2,4 GHz-es RLAN-ok elonyösen épületeken belüli
  hozzáférési rendszerekhez használható. Külso téri
  RLAN (azaz ORLAN) nincs ugyan tiltva, de
  muszakilag rendkívül elonytelen ebben a
  frekvenciasávban (a CEPT deklarációja szerint nem
  rendeltetésszeru rádióhasználatnak minosítheto).
• Külso téri átvitelre az 5470 5725 MHz sávú
  ORLAN és WMAN eszközök javasolhatók.

21
A 2400 2483,5 MHz es sávban használt
rádióállomások üzemeltetési feltételei

• EIRP maximum 100 mW
• Spektrális teljesítmény suruség FHSS esetén max.
  -10 dBW/100 kHz, FHSS-tol eltéro rendszer esetén
  max. -20 dBW/1 MHz,
• Berendezésre meghatározott adatsebesség min. 250
  kbit/s,
• Antenna integrált (nincs antenna-csatlakozó),
• vagy
• dedikált (a berendezés tartozékát képezo külso
  antenna)
• A muszaki specifikáció technológia-semleges.
  Sokfajta különbözo szabványnak eleget tevo
  berendezés kielégíti a muszaki specifikációt, így
  a Bluetooth, HomeRF és WiFi is.

22
Az igen elterjedt WiFi a IEEE 802.11 szabvány
eloírásait teljesíti. Ebben a szabványban a
csatornaosztás definiálva van
23
The IEEE 802.11 Wireless LAN Standard

• 802. 11 a 5GHz, 54 Mbps
• 802. 11 b 2,4 GHz, 11Mbps
• 802. 11 d Multiple regulatory domains
• 802. 11 e Quality of Service (QoS) for Voice and
  Video over W-LAN
• 802. 11 f Inter-Access Point Protocol (IAPP)
• 802. 11 g 2,4 GHz 54 Mbps
• 802. 11 h Dynamic Frequency Selection (DFS) and
  Transmit Power Control (TPC)
• 802.11 i Security
• 802. 11 j Japan 5GHz channels (4,9-5,1 GHz)
• 802. 11 k Measurement
• 802. 11 m Maintenance
• 802. 11 n High speed

24

• A 2454 2483,5 MHz-es sávban az alacsony
  teljesítményjellemzok mellett harmonizált sávú a
  muködés, de egy bizonyos teljesítményszint fölött
  nem harmonizált sávú muködés definiálandó.
• A harmonizált és nem-harmonizált muködési
  tartományt elválasztó teljesítmények
• EIRP 10 mW
• Teljesítménysuruség FHSS esetén -20 dBW/100 kHz
  FHSS-tol eltéro rendszer esetén -30 dBW/1 MHz
• A harmonizáltság akkor teljesül, ha mindkét
  teljesítmény-típusú mennyiség a saját elválasztó
  értéke alatt marad.

25
(No Transcript)
26
Media Access Control (MAC)

• MAC is mandatory for all stations
• MAC is to assemble data into a frame including
  local address and error detection field
• MAC checks the frame address, perform error
  correction on the frame, disassemble the frame
  and passes it to the Logical Link Control.
• The LLC identifies higher layer programs to
  handle the data and provides and interface to
  these higher-layer programs while perform flow
  and error control.

27
Collision Avoidance Approach

• The access method differs from the wired
  Ethernets CSMA/CD (Carrier Sensing Media Access
  and Collision Detection) operation.
• 802.11 networks use a collision avoidance
  approach (CSMA/CA)
• Collisions are avoided rather than detected.
• This avoidance approach requires each station to
  listen for transmission from the others.
• If the channel is idle, this indicates that no
  one else is currently transmitting and thus the
  station can now transmit.

28
Timing and Power

• All station clocks within a BSS are synchronized
  by means of the periodic transmission of a time
  stamped beacon signal received from the APs.
• Stations employ two power-saving modes the awake
  and doze modes.
• In the awake mode, stations are fully powered and
  can receive packets at any time.
• Stations must inform the AP before entering the
  doze mode.
• In the doze mode, stations cannot receive
  packets.
• Each stations wake up periodically to listen for
  bacon signals to indicate whether the AP have
  messages for it.

29
Beaconing

• Every 100 ms, all APs send out a 50 byte frame
  containing an ID for its specific WLAN and a time
  stamp that is used by all stations that intend to
  access the network and transmit through a
  wireless AP.
• The time stamp is used to synchronize each
  stations local clock.
• The beacon message includes the speeds supported
  by the AP and the supported modulation technique.
• The User Stations listen to all the beacons
  received on every channel from a number of APs in
  the building and choose the one that has the
  strongest signal.

30
Two Way Access and Transmission Sequence
(It is not uncommon for transmitted frames not to
be successfully received due to the errors in the
over-the-air transmission and competing signals.)
Data Transfer
Acknowledgement of Transfer
Data Transfer
Acknowledgement of Transfer
Receiving Access Point
Sending Station
31
Four Way Access and Transmission Sequence
(used to further ensure transmission reliability)
Request to Send
Clear to Send
Data Transfer
Acknowledgement of Transfer
Receiving Access Point
Sending Station
Request to send message containing a source
address, destination address, duration of the
transaction
Clear to send message containing the same
information or a denial message
32
Media Access Methods for Control of Access to the
Network

1. The distributed access control where each mobile
   unit makes access decision independently
2. The centralised decision making (polling)
   approach where a central access protocol controls
   which stations can access the network by means of
   a centralized polling mechanism

33
The distributed Access and Avoidance Method

• Each station implements the DCF protocol as the
  means of determining whether there is competing
  traffic to the AP, which must be avoided.
• Thus avoidance is the approach 802.11 devices
  pursue, which is facilitated with the DCF
  protocol.

34
Distributed Coordination Function (DCF)
35
The Point (Centralized) Control Function

• Stations can communicate their need for a special
  service to a centralized coordination function,
  identifying themselves as one of the special
  point control function (PCF) stations.
• Stations must be necessity cycle between PCF mode
  and DCF mode to ensure that time-sensitive
  transmission doesnt block out all other types of
  transmissions and other users.

36
The MAC Frame Format

• The MAC header contains protocol and control
  information, the destination and source hardware
  address, and a cyclic redundancy check for error
  detection and correction

37
The MAC Frame Fields

• The 802.11 protocol version
• The 802.11 frame type (control frame, management
  frame, or containing users data)
• Data whether destined or leaving the DS
• Indicator whether or not more frames are follow
  present frame
• An indicator that specifies whether the present
  frame is a retransmission of a previously lost
  or damaged frame.
• Duration and connection ID,
• Sequence control number,
• Source and destination hardware address.

38
The Logical Link Control Fields

• Th LLC is common to all 802 networks.
• It provides for connectionless unacknowledged,
  connectionless acknowledged, and connection
  oriented networks.
• Contain the destination and source service APs.
• Provide for the acknowledgement of each frame.
• There is no flow or error control mechanism
  beyond the CRC field.
• Each datagram contained in a MAC frame is
  acknowledged.

39
3,5 GHz-es sávú WMAN és WiMAX használat

• Frekvenciasávok 3410 3494 MHz és 3510 3594
  MHz
• A sávhasználat szabályai
• A 3,5 GHz-es frekvenciasáv állandó és változó
  telephelyu pont-többpont struktúrájú digitális
  rádiórendszerek céljára használható. A
  pont-többpont rendszer terminál állomásai jelen
  esetben csakis végfelhasználói terminálok
  lehetnek. A frekvenciasáv nem használható mobil
  infrastruktúra céljára, tehát mobil távközlo
  rendszerek (pl. mobil telefon rendszerek, vagy
  RLAN hálózatok) bázisállomásait ilyen módon nem
  szabad összekapcsolni más állomásokkal a mobil
  távközlo rendszer muködtetése végett.
• A 3,5 GHz-es sáv FDD használatú, 5 darab
  kétirányú (duplex) blokkra van felosztva. Az
  egyenként 14 MHz-es sávszélességu blokkok között
  3,5 MHz-es szélességu szétválasztás van

40
(No Transcript)
41
A sáv szabályozási státusza

• A pont-többpont rendszerek központi állomásai
  egyedi engedélyeztetésre kötelezettek. A
  frekvenciahasználati jogosultsággal rendelkezok a
  központi állomásokat egyedi rádióengedély
  birtokában üzemeltethetik. Ugyancsak egyedi
  engedélyre kötelezett az átjátszó állomások
  üzemeltetése. A p-mp rendszerek terminál
  állomásai nem engedély-kötelezettek és
  bejelentésre, nyilvántartásba vételre sincsenek
  kötelezve.
• (2) A 3,5 GHz-es sávú pont-többpont állomások az
  állandóhelyu rádiószolgálat keretében muködnek, a
  rádióalkalmazási prioritás elsodleges. Ez nem
  csak fix telepítésu, hanem hordozható
  (portabilis) terminálokra is érvényes, amelyekre
  azért állandó helyuek, mert muködés közben nem
  mozognak. Hordozható terminálokkal u.n.
  nomadikus hozzáférés valósítható meg.

42
(No Transcript)
43
WMAN és WiMAX a 3,5 GHz-es sávban

• A 3,5 GHz-es pont-többpont rádióstruktúra
  használata technológia-független. Így lehetoség
  van arra is, hogy a p-mp hálózatok az IEEE 802.16
  szabvány, illetve az ETSI HiperMAN szabvány
  szerint valósuljanak meg. Ilyen módon a 3,5
  GHz-es sávban a jogosultak WMAN hálózatokat is
  létrehozhatnak.
• A 3,5 GHz-es sáv WiMAX-sávként van deklarálva. A
  profil-követelmények teljesülése esetén WiMAX is
  létrehozható.
• A 3,5 GHz-es WMAN és WiMAX muködés csakis FDD
  duplexitású lehet.
• Minthogy a 3,5 GHz-es sáv engedélyköteles, ezért
  az itt megvalósított WMAN és WiMAX hálózatok is
  engedély kötelesek. Éppen ebben rejlik a 3,5
  GHz-es WiMAX használat nagy jelentosége. Minoségi
  garancia ugyanis szabad hozzáférésu sávra nem
  biztosítható, ehhez engedélyköteles
  frekvenciasávra van szükség.
• A 3,5 GHz-es WiMAX rendszerek egyaránt lehetnek
  fixen telepítettek, vagy nomadikusak

44
Five steps to setting up your Wi-Fi network

• ?? Step 1 Planning
• ?? Step 2 Equipment Selection
• ?? Step 3 Set Up
• ?? Step 4 Adding Wi-Fi to Desktop Computers
• ?? Step 5 Security

45
Step 1Planning

• Wi-Fi devices "connect" to each other by
  transmitting and receiving signals on a specific
  frequency of the radio band. Your components can
  connect to each other directly (this is called
  "peer-to-peer") or through a gateway or access
  point. When you create your Wi-Fi network it will
  consist of two basic components Wi-Fi radios and
  access points or gateways.
• Wi-Fi networks, like wired networks, are a shared
  medium. An 802.11b Wi-Fi network may provide 11
  Mbps of bandwidth to an individual user.
  Theoretically, if ten users are simultaneously
  using the network, each will have to share and
  may only get 1 Mbps or so each. However, network
  sharing is not quite this simple. A lot depends
  on the users' behaviors.

46
Planning (2)

• A typical Wi-Fi access point can support some 15
  to 20 users, so most homes and small offices need
  only a single access point. However, if you have
  a very large dwelling (or house) or if your
  office is spread out, you may need more. How far
  will your WLAN go? A basic rule of thumb is 100
  to 300 feet indoors and 2000 feet outdoors.
• Typical users (Sending e-mail, surfing the
  Internet and occasionally saving and retrieving
  large files). Solution single access point
• More demanding users (Transferring very large
  files often, access and use streaming video).
  Solution multiple access points clustered
  together using different channels
• Large working area (In excess of 300 feet as in a
  warehouse or large open office). Solution
  multiple access points spread out

47
Step 2 Equipment Selection

• Types of Equipment
• PC Card Radio
• ?? Mini-PCI Modules and Embedded Radios
• ?? USB Adapters
• ?? PCI and ISA Bus Adapters
• ?? Compact Flash and Other Small-Client Formats
• ?? Access Points and Gateways
• printers, scanners, cameras, video monitors,
  set-top boxes and other peripheral equipment

48
Equipment Selection (2)

• There are two types of Wi-Fi wireless base
  stations a gateway and an access point. However,
  the distinctions between the two are not always
  clear, in part because the functions they perform
  can overlap. Even more confusing, many wired
  devices and other home Internet appliances also
  call themselves gateways.
• A wireless gateway is targeted toward a totally
  wireless home or small-office environment an
  access point is targeted toward a more integrated
  combined Ethernet and wireless environment --
  usually larger businesses, campuses, or
  corporations. Gateways and access points can also
  differ regarding their capacity to perform
  security functions, provide firewall protection,
  and manage network traffic and tasks.

49
Equipment Selection (3)

• Gateways often include NAT (Network Address
  Translation) routing and DHCP (Dynamic Host
  Control Protocol) services. These create and
  provide the individual IP addresses all the
  wireless (and wired) clients need to function in
  a network and also enable a single Wi-Fi gateway
  to simultaneously provide Internet access to
  numerous users from a single shared Internet
  connection. Gateways may also include other
  applications and features such as encryption and
  security, VPN, firewall, and Voice over Internet
  Protocol (VoIP).

50
Step 3 Set Up

• 1. Count Your Computers
• 2. Pick out the Right Kind of Wi-Fi Radios for
  Your Computers
• 3. Decide Between a Wi-Fi Gateway or Access Point
• 4. Get the Right Wi-Fi Radio and Accessories
• 5. Read the Installation Instructions
• 6. Read the Instructions Again
• 7. Install Your Access Point or Gateway First
• 8. Install the First Wi-Fi Radio Device
• 9. Configure the Access Point
• 10. Connect the Rest of Your Computers and the
  Printer

51
Step 4 Adding Wi-Fi to Desktop Computers

• You should look in your specific product manual
  for the correct procedure to follow.
• USB Radio Installation
• PCI Adapter Installation
• Is a USB or a PCI Solution Better For You?
• Most USB and PCI solutions cost about the same.
  And if they're Wi-Fi CERTIFIED, you know they
  have been rigorously tested by the Wi-Fi
  Alliance. So which should you choose? Because a
  Wi-Fi USB adapter is "plug and play," you don't
  need to be a technical guru to install and
  configure it

52
Step 5 Security

• Deploy WPA (Wi-Fi Protected Access) or WPA2
• Change Your Default Password
• Close Your Network (If Possible)
• Change Your Network Name
• Move Your Access Point
• Use MAC Control Tables
• Other Simple Solutions
• Use a VPN (Virtual Private Network)