1. Dokonaj klasyfikacji metod (wielodostępu
Transkrypt
1. Dokonaj klasyfikacji metod (wielodostępu
1. Dokonaj kl asyf i kacj i met od ( wi el odost ępu) zwi el okr ot ni ani a i al gor yt mów ( pr ot okoł ów) dost ępu do podkanał ów czasowych ( częst ot l i wości owych) . Skoment uj wady i zal et y t ych met od ( koni eczni e w t abel i ) Metody zwielokrotniania: Częst ot l i wości owe( FDM) : ( Fr equenc y Di vi si on Mul t i pl exi ng) – zwi el okr ot ni ani e z podzi ał em częst ot l i wości . Sygnał nadawany zost aj e pr zeni esi ony na okr eśl oną częst ot l i wość, wszy s cy nadawcy na i nnej . Dzi ęki t emu możemy w medi um wysył ać ‘ ki l k a częst ot l i wości ’ , każda z sygnał em od i nnego nadawcy. Zwi ęk s za l i czbę kanał ów or az zmni ej sza ogr ani czeni a spowodowane t ł umi enności ą i dysper sj ą. Czasowe( TDM) ( Ti me Di vi si on Mul t i pl exi ng) – zwi el okr ot ni ani e z podzi ał em czasu. Nadawcy, kt ór zy chc ą użyć medi um dost aj ą dl a si ebi e szczel i nę czasu ( j edną z wi el u, kt ór e wyst ępuj ą w medi um) i mogą w j ej cz asi e nadawać. Szczel i ny czasowe powt ar zaj ą si ę do okr eśl ony czas. Kodowe( CDM) : ( Code Di vi si on Mul t i pl exi ng) – w t echni ce t ej kanał wysył a bi t y danych zakodowane w sposób t ypowy dl a s i ebi e. W t ym i st ni ej e wi el odost ęp ze skakani e po częst ot l i wości ach ( FH CDMA) or az wi el odost ęp kodowy ( DS CDMA) . SDM ( Space Di vi si on Mul t i pl exi ng) – zwi el okr ot ni ani e w dzi edzi ni e pr zest r zeni . WADY I ZALETY: Al oha: +ni sk i e opóźni ni e t r ansmi sj i pr ot okół pr zeznaczony dl a ni ewi el ki ch nadawców okr es kol i zyj ny ma dł ugość dwukr ot nego czasu r amki ( cał a r amka + czas pr zed r amka) st ar y ef ek t ywność 18% S Al oha +czas kol i z j i zmni ej szny o poł owę +kol i zj a nast api t l yko j esl i dwa nadaj ni ki zaczna t r ansmi t owac w t ym samym czasi e +ef ekt ywność 37% wyzsze opóźni eni e t r ansmi sj i CSMA +mozna z ni ego zr obi c CSMA/ CD / CA +ni e nadaj e do zaj et ego kanal u możl i we dł ugi e oczeki wani e na wol ny sl ot br ak mozl i wosci komuni kowani a si e wezł ów podpor ządkowanych r ozpad si ec i po awar i wezł a nadr zędnego CSMA/ CD +wszsyt ki e st acj e sa cal k owi ci e r ównoupr awni one +pr os t y pr ot okuł , br ak r amek or gani zacyj nych +doł ączani e/ odł ączni e st acj i ni e wymaga specj anych dzi ał ań +ni e kt or e zakł óceni a t r akt owane j ak o kol i zj , czyl i r et r ansmi sj a danych +żadani e nadawani a pr z y wol nym ł ąc zu j est nat ychmi ast r eal i z owane war st wa f i zyczna musi mi ec ni ezawodne ukł ady r ozpoznawani a kol i zj i ni eogr ani c z ony czas oc zeki wani a na dost ep do ł ącza( po 16 pr obach odzuca) ni ezal ecana dl a si eci kt or e pr acuj a w czasi e r zeczywi st ym CSMA/ CA +pr zewi dywani e kol i zj i +t ansza w i mpl ement acj i ( ni e pot r zeba ukł adow r ozpoznawani a kol i zj i ) +bar dzo wydaj ny al gor yt m back f f +możl i we i mpl ement acj e mechani zmów pr i or yt et ów wi eksze opozni eni a pr z ez back of f mni ej sza pr zepust owoś ć si eci 2. Dokonaj anal i zy pr zydat ności wybr anych t ypów pr ot okoł ów dost ępu do obsł ugi r óżny c h t ypów r uchu. W mi ar ę możl i wości dok onaj t aki ej anal i zy w t abel i ( posi ł kuj ąc si ę wykr esami wydaj ności owymi wydaj ność vs. z ł ożoność r eguł y dost ępu) . ALOHA duża kol i z y j ność + mał e opóźni eni a S ALOHA mni ej sza kol i zyj ność wi ększe opóźni eni a +gr y komput er owe, st r eam wi deo i VOI P audi o; zwykł y r uch i nt er net owy st r eam wi deo i gr y komput er owe, audi o, zwykł y r uch VOI P i nt er net owy + wi ększa ef ekt ywnoś ć CSMA + ni ewi el ki e opóźni eni a opóźni eni a zwi ększaj ą si ę w pr zypadku wi el u kol i zj i CSMA/ CA + uni kani e k ol i zj i st r eam wi deo i audi o, gr y komput er owe, VOI P( pr zy ni ewi el ki ej i l ości st acj i ) st r eam wi deo i audi o, gr y + wydaj ny al gor yt m komput er owe( DC back of f F) VOI P ( pr zy dużej i l ości st acj i ) VOI P, t el ekonf er encj e, gr y komput er owe( PC F) + dwa t r yby pr acy ( PCF i DCF) PCF wpr owadza opóźni eni e 3. Dokonaj ogól nej char akt er yst yki st andar du I EEE 802. 11. ( met oda dost ępu, t r yby pr acy, zasady or gani zacj i t r ans mi sj i i podst awowe wł aści wości ) . Wskaz ki er unki r ozwoj u st andar du. St andar d I EEE 802. 11 j est pr omowany pr zez komi t et st andar dow si eci l okal nych i mi ej s k i ch I EEE Comput er Soci et y. Zost ał pr zy j ęt y w czer wcu 1997r . Wcz eśni ej posi adał okoł o 6 wer sj i r oboczych. Końcowa j ego wer sj a zost ał a uznana j ako st anadar d I EEE i I SO/ I EC. Obecni e i st ni ej wi el e j ego st andar dów, naj popul ar ni esze t o 11a/ b/ g/ n. Dz i ęki dużej i l ości st andar dów t r zeba był o st wor zyć ki l ka war st w f i zycznych, daj ących pr oj ekt ant om wybór w zal eżności od wymagań syst emu i pot r zeb użyt kowni ków. St andar d 802. 11 def i nuj e 2 pi er wsze war st wy. St andar d pr zewi duj e dzi ał ani e w paśmi e 2, 4 i 5 GHz or az w paśmi e podczer wi eni . Wykozyst uj ąc st andar 802. 11 można st wor zyć si eci o t opol ogi ach np ad hoc( kazdy poł ączony z każdym) , czyl i wymaga si ę co naj mi ej 2 ur ządzeń z kar t ami bezpr zewodowymi . BSS Access poi nt y wzmacni aj a i r egener uj a odebr ane sygnal y , ki er uj a r uchem or az zapewni aj a dost ep do pr zewodowej si eci . Tr yby pr acy: dost ep r ywal i zacyj ny CSMA/ CA dost ep r ywal i zacyj ny z wykor zyst ani em mechani zmów r ezer wacj i medi um dost ęp kont r ol owany z pr zepyt ywani em Real i zowane t opol ogi e ∙ Punkt punkt ∙ Ad hoc ( br ak okr eśl onej i nf r ast r ukt ur y si eci , pr zesył t yl ko asynchr oni czny) ∙ I nf r ast r uct ur e Ki er unki r ozwoj u st andar du 802. 11 802. 11b: ∙ Tr ansmi sj a 5, 5Mbps i 11Mbps ∙ Pasmo 2, 4ghz ∙ Techni ka r ozpr aszani a wi dma DSSS 802. 11a/ g: ∙ Pr ędkośc i t r ansmi sj i od 6Mbps do 54Mbps ∙ Pasma 5/ 2, 5 ghz ∙ Modul acj a OFDM ∙ Kompat ybi l ność z HI PERLAN/ 2 802. 11e: ∙ QoS ∙ Dynami czny pr zydzi ał częst ot l i woś ci ∙ Kont r ol a pozi omu mocy 802. 11n: ∙ Pr zepust owość >= 108Mbps ∙ Syst emy wi el oant enowe MI MO. 4. Podaj ogól ną st r ukt ur ę r amki w st andar dzi e I EEE 802. 11. Wskaż podst awowe r óżni ce w st osunku do post aci r amki w si eci LAN st andar du 802. 3. Wyst ępuj ą 3 r odzj e r amek : zar ządzaj ąca, kont r ol na i t r ansmi sj i danych. Maj ą one swoj e podt ypy. Można wyr óżni ć w r amce nagł ówek MAC, ci ał o r amki i CRC. Jej dł ugość ni e pr zek r acza 1500 B. Pr ot ocol Ver si on: wer sj a st andar du. Typ, Subt yp t yp r amki i podt yp To DS, Fr om DS sposób post ępowani a z r amką Mor e f r agment s czy powst ał a z f r agment acj i wi ekszej r amki Ret r y czy j est ona ponowani e r et r anmi t owana Power Managment i nf or muj e o st ani e osczedzani a ener gi l ub st ani e akt ywnym ur zadz eni a Mor e Dat a powi adami a host a w st ani e oszczedzani a ener gi ze w buf or ze sa nadal dl a ni ego kol ej ne dane Pr ot ect ed f r ame i nf or macj a o zaszy f r owani u danych or der wymuszeni e pr zet war zani a r amek w danej kol ej nosci Dur at i on/ I D i dent yf i kat or st acj i nadawczej , czas pot r zebny na t r ansmi sj ę Addr ess 4 pol a adr esowe Sequence c ont r ol uzywany j ak r amki sa pof r agment owane QoS r oze r zeczy o j akosci HT Cont r ol uzywany w r amkach kont r ol nych i zar zadzaj acych Fr ame body ci al o r amki f cs suma k ont or l na CRC Różni ce: 4 adr esy MAC, zawar t oś ć pól adr esowych moze być r óżna w zal eżności od t ypu r amki . Ramk a 802. 11 ni e posi ada pol a dł ugości danych i pr eambuł y. Pr eambuł a j est części ą war st wy f i z y cznej , nat omi ast dł ugość danych sygnal i zowana j est w nagł ówku pol a danych. 5. Schar akt er yzuj kr ót ko podst awo we r ozwi ązani a WF w si eci ach Wi Fi ( 802. 11a/ b/ g/ n) . 6. Por ównaj met ody dos t ępu CSMA/ CA ( 802. 11 DCF) ( si eć WLAN) i CSMA/ CD ( 802. 3) ( pr zewodowa si eć LAN) . W ymi eń podobi eńst wa i r óżni c e. Protokoł CSMA/CA (Collision Aviodance). Pr ot okuł używa wykr ywani e kanał u f i zycznego i wi r t ual nego. Dzi ał a w 2 t r ybach: st acj a, kt or a chce nadawać, spr awdza st an ł ącza. Gdy kanał j est wol ny, po pr ost u zacz yna nadawać. Ni e spr awdza st anu kanał u podczas nadawani a, l ecz wysył a cał ą swoj ą r amk ę. Jeśl i kanał j est zaj ęt y, nadaj ni k czeka na j ego zwol ni eni e i zacz yna nadawać. W r azi e kol i zj i st acj e odczekuj ą l osowy czas i ponawi aj ą pr obę. dr ugi t r yb wykozyst uj e MACAW i wy kr ywa kanał wi r t ual ny. st acj a, kt or a chce nadawać, wysył a r amkę RTS do odbi or cy z ządani em pozwol eni a na t r ansmi sj e danych. Odbi or ca decyduj e czy zezwol i ć j ak t ak odsył a r amkę CTS. Nadawca gdy ot r zyma CTS wysył a r amkę i ur uchami a c zasomi er z ACK. Po popr awnym odebr ani u r amki danych B odpowi ada r amką ACK, końc ząc wymi anę. Jeśl i w A czas oczeki wani a na ACK upł yni e pr zed powr ot em t ej r amki , cał a pr ocedur a j est pr zepr owadzana j eszcze r az. CSMA/CD (Collision Detection). Pr ot okuł wykr ywaj ący kol i zj e. Gdy t aka zost ani e wykr yt a nast ępuj e pr zer wani e t r ansj mi sj i r amki kt or a i t ak by si e z ni szczyl a. uz ywa si ę go w si eci ach LAN w war st wi e MAC. Jesl i j akas st acj a skonczy nadawac swoj e dane i nast api pr zer wa i nne st acj e moga nadawac sowj e r amki , j esl i j ednoczesni e wysl a nast api kol i zj a, kol i zj e mozna wykr yc pr zez obser wacj e mocy l ub sz er okosc i mpul su sy gnal u odebr anego i por owani e go z sygnal em nadawanym. po kol i zj i st acj a odczekuj e l osowy czas i j esl i pasmo j est wol ne wysyl a ponowni e r amki . W t ym model u wyst ępuj ą napr zemi enne okr esy r ywal i zacj i i t r ansmi sj i , z okr esami bezczynności wyst ępuj ąc y mi , gdy żadna st acj a ni e będzi e nadawać. War t o t eż zauważyć, że każda st acj a nadaj ąca musi ni eust anni e moni t or ować kanał , nasł uchuj ąc i mpul sow zakł oceń, kt or e mogą oznaczać kol i zj e. Z t ego powodu CSMA/ CD z poj edynczym kanał em z nat ur y j est syst emem poł dupl eks owym. Podobi eńst wa: oba al gor yt my st anowi ą odmi anę al gor yt mu CSMA, pr zed r ozpoczęci em nadawani a nasł uchuj ą kanał i r ozpoczynaj ą nadawani e, gdy st wi er dzą, ż e j est on wol ny, k ol i zj e mogą wyst ąpi ć t yl ko w ok ni e wykr ywani a kol i zj i , Różni ce: CSMA/ CD j est wykor zyst ywany w si eci ach pr zewodowych i ni e nadaj e si ę do wykor zyst ani a w si eci ach bezpr zewodowych, z r óżni c owane czasy opóźni eń dost osowane do pr i or yt et ów pr zesył anych wi adomości ( CSMA/ CA) , s pecj al ne paki et y ( r amki ) st er uj ąc e: RTS i CTS, pozwal aj ąc e na wst ępną r ezer wacj ę medi um i szybsze r ozwi ązywani e ewent ual nych kol i zj i ( CSMA/ CA) , l i czni ki czasu wyznaczaj ące nar z ucone pr ot okoł em DFW dzi ał ani a st acj i ( CSMA/ CA) . ?7. Por ównaj al gor yt my dost ępu opi sane w st andar dzi e I EEE 802. 11 or az I EEE 802. 11e. 8. Podaj podst awowe cechy, t r yby pr acy or az f azy zwi ązane z dost ępem do medi um w pr ot okol e HI PERLAN 1. 9. Dokonaj char akt er yst yki i por ównani a met od dost ępu opi s anych w r ozwi ązani ach I EEE 802. 11e, HI PERLAN or az Bl uet oot h. 10. Pr zedst aw możl i we sposoby koegzyst encj i si eci WLAN 802. 11 ( Wi Fi ) or az PAN Bl uet oot h 11. Pr zedst aw podst awowe mechani zmy pozwal aj ące na ogr ani czani e ni ekor zyst nego wpł ywu st acj i ukr yt ych, zwi ązanego z br aki em „ peł nej i nf or macj i o st ani e i nnych ur ządzeń” . Hi dden Node ( w pr zypadku obecnoś c i t zw. st acj i ukr yt ych) . Pr ocedur a t a j est st osowana w pr zypadku, gdy st acj a po pr zegr ani u r ywal i zacj i ni e sł yszy t r ansmi sj i w kanal e l ub st acj a ni e ot r zymał a r amki AK pot wi er dzaj ącej r amkę DT. St acj a pr zechodzi wówczas w st an t zw. „ ukr yt ej ” el i mi nacj i , t r waj ący 500 ms. Kol ej ne pr óby dost ępu st acj i do kanał u są opóźni ane o pr zedzi ał czasu okr eśl any j ako czas wst r zymani a t r ansmi sj i . Opóźni ani e pr ób dost ępu pr zez st acj ę oznacza t eż, że ni e uczest ni c zy ona w r ywal i zacj i o pr awo do t r ansmi sj i w każdym cykl u t r ans mi syj nym, l ecz wł ącza si ę do r ywal i zacj i co pewi en l osowy pr zedzi ał czasu. Ni ekor zyst ny wpł yw ef ek t u st acj i ukr yt ych na j akość pr acy si eci ul ega t ym samym ogr ani czeni u. Wydł uża si ę j ednakże opóźni eni e w t r ansmi sj i r amek. 12. Podaj podst awowe zał ożeni a i ogól ne post aci e r ównań ( ni er ównosci ) zwi ązanych z bi l ansem ener get ycznym w i nst al acj ach si eci Wi Fi . Pr opagacj a sygnał u w kanał ach r zeczywi st ych r óżni si ę znaczni e od pr opagacj i w wol nej pr zes t r zeni . Moc odebr ana Pr mal ej e pr opor cj onal ni e do 1/ dα, gdzi e 2 < α < 5 zal eży od śr odowi ska pr opagacyj nego. Wi ększe t ł umi eni e sygnał u zwi ązane j est ze zj awi skami , kt ór ych ni e uwzgl ędni ono w pr zy padku wol nej pr zest r zeni , a kt ór ych ni e można pomi nąć 13. Schar akt er yzuj met odę PCF pod kąt em możl i wości obsł ugi zr óżni cowanych t ypów r uchu. Funkcj a PCF j est opcj onal ną met odą dost ępu w st andar dzi e 802. 11. Może być st osowana t yl ko w si eci z i nf r ast r ukt ur ą pr zewodową. Zost ał a st wor zona z myśl ą o usł ugach, w kt ór ych i st ni ej ą ogr ani czeni a co do czasu obs ł ugi i / l ub częst ot l i wości dost ępu do kanał u. Funkcj a PCF umoż l i wi a wybr anym st acj om pr i or yt et owy dost ęp do medi um bezpr zewodowego, t zn. zapewni a wskazanym st acj om t r ans mi sj ę bez pot r zeby r ywal i zacj i o dost ęp do kanał u. Rol ę koor dynuj ąc ego t en dost ęp peł ni t zw. koor dynat or punkt owy PC ( ang. Poi nt Coor di nat or ) , zl okal i zowany w punkci e dost ępu AP. Wskazuj e on, kt ór a st acj a w obr ębi e danej BSS ma w danej chwi l i t r ansmi t ować r amkę. W pr ot okol e PCF wskazana st acj a ma pr awo wysł ać t yl ko j edną r amk ę MPDU. Funkcj a PCF ma wyższy pr i or yt et , ni ż f unkcj a DCF, poni eważ umożl i wi a r ozpoczęci e t r ansmi sj i po czasi e PI FS, kr ót szym ni ż DI FS. W pr zypadk u r eal i zacj i pr ot okoł u PCF oś czasu j est dzi el ona na powt ar zaj ące si ę cykl i czni e t zw. super r amki . Super r amka skł ada si ę z dwóch części : okr esu bezkol i zyj nego dost ępu CFP or az okr esu r ywal i zacj i CP . W okr esi e CFP dost ępem do medi um t r ansmi syj nego st er uj e f unkcj a PCF, nat omi ast w okr esi e CP – f unkcj a DCF. 14. Por ównaj r ozwi ązani a st andar dowe I EEE 802. 11 i I EEE 802. 11e. St andar dowo 802. 11 dost ar cza nast ępuj ące met ody r ywal i zacj i o zasoby: DCF – zdec ent r al i zowany al gor yt m r ywal i zacyj ny. Po wykr yci u wol nego medi um odczekuj emy pewi en czas ( wyni kaj ący z mechani z mu uni kani e kol i zj i ) i al bo zaczynamy nadawać al bo czekamy na nast ępną ok azj ę. Za ‘ j ednym zamachem’ wysył amy j edno MSDU ( MAC Ser v i ce Dat a Uni t ) o wi el kości maksymal nej 2304B. PCF scent r al i zowany pr ot okół dost ępu. W hi er ar chi i war st wowej znaj duj e si ę wyżej od DCF i j ego usł ugi maj ą wyższy pr i or yt et . Umożl i wi a r eal i zacj ę r uchu pr i or yt et owego. Punkt koor dynuj ąc y odpyt uj e s t acj e znaj duj ące si ę na j ego l i ści e i zgodni e z pewną kol ej ności ą pozwal a i m na nadawani e. Po t ym czasi e zwanym Cont ent i on Fr ee Per i od, nast ępuj e dost ęp r ywal i zacy j ny zgodny z zasadami DCF Cont ent i on Per i od – CP) . St andar d 802. 11e j est wci ąż w t r akci e opr acowywani a. Skupi a si ę on na r ozszer zeni u met od obecnych w zwykł ym 802. 11 w t aki s posób, by zapewni ć j akość obsł ugi r uchu. Skł ada si ę z dwóch części : HCF bez pr zepyt ywani a, znany r ówni eż j ako EDCA/ EDCF – r ozszer zeni e al gor yt mu DCF HCF z pr z epyt ywani em – r ozszer zeni e PCF. EDCA Jest t o r ozszer zeni e DCF, podobni e j ak on zapewni a r ywal i zacyj ny dost ęp do medi um. W por ównani u do DCF z ost ał r ozbudowany o: Obsł ugę do 4 kl as r uchu dzi ęki pr i or yt et om. Możl i wość pr zypi sani a j ednej kl asi e r uchu wi el u par amet r ów, kt ór e maj ą wpł yw na odst ępy mi ędzyr amkowe. Zr óżni cowani e par amet r ów al gor yt mu back of f ( czt er y czasy AI FS) Możl i wość nadani a wi ęcej ni ż j ednej r amki w r amach pr zydzi el onego medi um. HCF z pr z epyt ywani em Jest t o r ozszer zeni e al gor yt mu PCF ze st andar du 802. 11. Podobni e j ak w PCF mamy t u super r amkę podzi el oną na CFP i CP. Różni ce w st osunku do PCF t o: W czasi e CP dost ęp r ywal i zacyj ny zgodny z EDCA W czasi e CFP dost ęp pr zyznaj e hybr ydowy koor dynat or ( Hybr i d Coor di nat od – HC) zai mpl ement owany w punkci e dost ępu i mogący uzyskać dost ęp do HCF w dowol nym momenci e W czasi e CFP HC może wysł ać do dowol nej st acj i z l i st y r amkę QoS CF Pool i zezwol i ć j ej na nadawani e ( TxOp) Ramka t a pr ócz zezwol eni a zawi er a r ówni eż dozwol ony czas na użyci e medi um Żadna st acj a ni e nadaj e bez ot r zymani a TxOp Okr es bezkol i zyj ny super r amki kończy si ę wr az z wysł ani em pr zez HC r amki beacon l ub CF end. HCF zna st an kol ej ek w każdym AP na swoj ej l i ści e. Pr awo do t r ansmi sj i pr zyznaj e na podst awi e ki l ku czynni ków: Pr i or y t et y danego TC Wymagań QoS danej kl asy r uchu Dł ugości kol ej ek w danej kl asi e Dł ugości kol ej ek w danej st acj i Cał kowi t ego dost ępnego czasu TxOp Popr z edni ego pozi omu QoS danej k l asy. 802. 11e 802. 11 Wspar ci e dl a QoS Br ak QoS Dynami cz ny pr zydzi ał częst ot l i wości Nowy sposób koor dynacj i r uch HCA DCF i PCF DLS( Di r ect Li nk Set up) – mechani zm Br ak możl i wości bezpośr edni ego ł ączeni a poz wal aj ący na komuni acj ę mi ędzy st acj ami si ę st acj i poł ączonych w BSS. zawar t ymi w BSS z pomi ni ęci em punkt u dos t ępowego ( coś j ak Ad hoc w obr ębi e BSS) . NoAck – W t r ybi e QoS ni ekt ór e r amki Wszyst ki e r amki wymagaj ą pot wi er dzeni a. ( oznaczone j ako NoAck) ni e będą wymagał y pot wi er dzeni a odebr ani a. Kont r ol a pozi omu mocy St ał y pozi om mocy 15. Dokonaj opi su zasad dost ępu zdef i ni owanych w r ozwi ązani u HI PERALN 1. Okr eśl one są t r zy pr ocedur y dost ępu do kanał u: • dos t ęp do kanał u wol nego • dos t ęp do kanał u zaj ęt ego z synchr oni zowani em si ę pr acy st acj i z końcem cykl u zaj ęt ości kanał u • dos t ęp do kanał u w pr zypadku t zw. „ ukr yt ej el i mi nacj i " Dost ęp do kanał u wol nego Jeśl i st acj a ni e zaobser wuj e akt ywnoś ci w kanal e pr zez okr es odpowi adaj ący czasowi t r ansmi sj i dokł adni e spr ecyzowanej w st andar dzi e l i czby bi t ow ( 1800 bi t ow HBR) , st acj a t r akt uj e kanał j ako wol ny i r ozpoczyna t r ansmi sj ę z pomi ni ęci em dodat kowy ch dzi ał ań. Dost ęp do kanał u zaj ęt ego Pol ega na s ynchr oni zowani u si ę pr acy st acj i z końcem cykl u zaj ęt ości kanał u. 1. St acj a ok r eśl a pr i or yt et r amki . 2. Zgł asza pr i or yt et r amk i . 3. Wchodz i w okr es r ywal i zacj i wysył aj ąc ci ąg el i mi nacj i o l osowej dł ugości . 4. Nast ępuj e wer yf i kacj a pr zeżyci a f azy r ywal i zacj i . 5. St acj a l os owo opóźni a nadawani e. 6. Może nadawać w j ednym z 3 scenar i uszy: a) Wysł ać j ednoadr esową r amkę DATA i pot em ACK b) Tak samo, al e bez ACK c) Wysł ać wi el oadr esową r amkę DATA. Dost ęp do kanał u w pr zypadku t zw. „ ukr yt ej el i mi nacj i " Pr ocedur a t a j est st osowana w pr zypadku, gdy: • st acj a po pr zegr ani u r ywal i zacj i ni e sł yszy t r ansmi sj i w kanal e • st acj a ni e ot r zymał a r amki AK pot wi er dzaj ącej r amkę DT. o St acj a pr zechodzi wowczas w st an t zw. „ ukr yt ej ” el i mi nacj i , t r waj ący 500 ms. o Kol ej ne pr oby dost ępu st acj i do kanał u są opoźni ane o pr zedzi ał czasu okr eśl any j ako czas wst r zymani a t r ansmi sj i . o Opoźni ani e pr ob dost ępu pr zez st acj ę oznacza t eż, że ni e uczest ni czy ona w r ywal i zacj i o pr awo do t r ansmi sj i w każdym cykl u t r ansmi syj nym, l ecz wł ącza si ę do r ywal i zacj i co pewi en l osowy pr zedzi ał czasu. o Ni ekor zyst ny wpł yw ef ekt u st acj i uk r yt ych na j akość pr acy si eci ul ega t ym samym ogr ani czeni u. o Wydł uża si ę j ednakże opoźni eni ei eni e w t r ansmi sj i r amek. 16. Podaj ar chi t ekt ur ę i podst awowe zasady pr acy si eci Bl uet oot h/ Zi gBee Podst awową j ednost ką s yst emu Bl uet oot h j est t zw. pi conet , kt ór a skł ada si ę z węzł a gł ównego i maksymal ni e si edmi u akt ywnych węzł ów podr zędnych w odl egł ości do 10m. W j ednym pomi eszczeni u może dzi ał ać j ednocześni e ki l ka t aki ch mi kr oskopi j nych si eci , a nawet można j e ł ączyć węzł em most u. Poł ączony ze sobą zbi ór si eci pi conet nosi nazwę si eci r ozr zuconej . Poza si edmi oma akt ywnymi węzł ami podr zędnymi w si eci pi conet może znaj dować si ę do 255 węzł ów zapar kowanych. Są t o ur ządzeni a, kt ór e węzeł gł ówny pr zył ączył w st an ni ski ego pobor u ener gi i , aby oszczędzać i ch bat er i e. W st ani e zapar kowanym ur ządzeni e ni e może zr obi ć ni c poza zar eagowani em na sygnał akt ywac j i l ub nawi gacyj ny ze swoj ego węzł a gł ównego. Są j eszcze dwa pośr edni e st any zasi l ani a hol d( wst r zymani e) i sni f f ( węszeni e) . Powodem wybr ani a st r ukt ur y mast er sal ve był o t o, ż e pr oj ekt anci chci el i umożl i wi ć i mpl ement acj ę kompl et nych ukł adów Bl uet oot h w ceni e poni żej 5 dol ar ów. W konsekwenc j i t ej decyzj i ukł ady podr zędne r obi ą t yl ko t o, co każe i m węzeł gł ówny. Pi conet w i st oci e j est scent r al i zowanym syst emem TDM, w kt ór ym węzeł gł ówny kont r ol uj e zegar i pr zydzi el a szczel i ny czasowe ur ządzeni om. Cał a komuni kacj a odbywa si ę pomi ędzy węzł em gł ównym i podr zędymi ; bezpośr edni a komuni kacj a pomi ędzy dwoma węzł ami podr zędnymi j est ni emożl i wa. St andar d Bl uet oot h zwi er a wi el e pr ot okoł ów l uźno pogr upowanych w war st wy. Na samym dol e znaj duj e si ę f i zyczna war st wa r adi owa, kt ór a dość dokł adni e odpowi ada war st wi e model i OSI i 802. 11 Zaj muj e si ę t r ansmi sj ą r adi ową i modul acj ą. Nast ępna war st wa zawi er a gr upę do pewnego st opni a powi ązanych pr ot okoł ów. Menedżer ł ączy zaj muj e si ę t wor zeni em l ogi cz nych k anał ów pomi ędzy ur ządzeni ami , w t ym zar ządzani em zasi l ani em, uwi er zyt el ni ani em i j akoś ci ą usł ug. Pr ot okół adapt acj i st er owani a ł ączem l ogi cznym i zol uj e war st wy wyższe od szcz egół ów t r ansmi sj i . Pr ot okoł y audi o i st er uj ący zaj muj ą si ę odpowi edni o dźwi ęki em i st er owani em. Nast ępna i dąc w gór ę war st wa pośr edni a, zawi er a mi esz ankę r óżnych pr ot okoł ów. Pr ot okoł y Rf comm, t el ef oni i i wykr ywani a usł ug są t u r dzenne. Rf comm ( komuni kacj a na c zęst ot l i wości ach r adi owych) j est pr ot okoł em emul uj ącym st andar dowy por t szer egowy. Pr ot okół t el ef oni i dzi ał a w czasi e r zeczywi st ym i obsł uguj e pr of i l e zwi ązane z mową, a opr ócz t ego zar ządza nawi ązywani em i kończeni em poł ączeń t el ef oni cznych. Na koni ec pr ot okół wykr ywani a usł ug sł uży do znaj dowani a usł ug w si ec i . W naj wy ższej war st wi e mi eszczą si ę apl i kacj e i pr of i l e, kt ór e do swoi ch dzi ał ań wykor zyst uj ą pr ot okoł y z war st w ni ższych. Zasada dzi ał ani a t echnol ogi i Bl uet oot h: – Bl uet oot h t o st andar d bezpr zewodowej t r ansmi sj i danych wykor zyst uj ący kr ót kozakr esowe f al e r adi owe, zapewni aj ący pr ędkość t r ansmi sj i na pozi omi e 1 MB/ s. – Bl uet oot h zost ał pomyśl any j ako pr ost y sposób ł ączeni a ur ządzeń t el ei nf or mat ycznych powszechnego użyt ku komput er ów, dr ukar ek, t el ef onów komór kowych, i t p. – Wykor zyst uj e pasmo częst ot l i wośc i 2, 4 GHz, kt ór e ni e wymaga uzyskani a l i cencj i . – Si eci Bl uet oot h maj ą s t r ukt ur ę hi er ar chi czną j ej naj mni ej sze j ednost ki ( t zw. pi kosi eci ) skł adać si ę mogą z maksymal ni e 8 ur ządzeń. Pi kosi eci mogą być ł ączone w wi ększe st r ukt ur y. – Zas t osowani e nadaj ni ków r adi owych mał ej mocy ogr ani cza pol e zasi ęgu do 10m, wi ększych do 100m. – Jedno z ur ządzeń peł ni zawsze r ol ę nadr zędną ( mast er ) , nadzor uj ąc t r ansmi sj ę danyc h pomi ędzy pozost ał ymi ur ządzeni ami ( sl ave) . – Bezpi eczeńst wo pr zesył anych i nf or macj i zapewni ać ma częs t a ( 1600 r azy na sekundę) zmi ana częst ot l i wości nadawanego sygnał u w cel u ut r udni eni a ewent ual nego j ego pr zechwyceni a. – Poł ączeni e j est nadzor owane pr zez LMP, zar ówno pod kąt em popr awności t r ansmi sj i , j ak i pod kąt em wykor zyst y wanej do ni ego mocy. 17. Schar akt er yzuj r odzaj e poł ączeń r eal i zowanych w si eci Bl uet oot h/ Zi gBee. 1) Radi o: pasmo r adi owe ( I SM) 2, 4 GHz t echni ka modul acj i ( FHSS) 79 k anał ów o szer okości 1 MHz 1600 pr zeskoków częst ot l i wości w ci ągu sekundy modul acj a bi nar na GFSK – nomi nal na pr ędkość t r ansmi sj i 1 Mbi t / s moc nadaj ni ka ( zasi ęg) : 1mW ( 10c m) , 2, 5mW ( 10m) , 100mW ( 100m) 2) Baseband: war st wa r eal i zuj ąca część f unkcj i war st wy f i zycznej i podwar s t wy dost ępu do medi um war st wy ł ącza danych model u I SO/ OSI mechani zmy ni ezawodnej t r ansmi sj i ( z wyższymi war st wami ) t r ansmi sj a synchr oni cz na SCO ( r ezer wacj a szczel i n czasowych) i asynchr oni czna ACL ( w pozost ał yc h) zabezpi eczeni a kr ypt ogr af i czne, bezr ywal i zacyj ny dost ęp do medi um 3) LMP ( Li nk Manager Pr ot ocol ) : pr ot okół k omuni kacyj ny sł użący do konf i gur acj i i zar ządzani em poł ączeń war st wy Baseband pr ot okół t r ansakcyj ny i komuni kacj i kont r ol nej pomi ędzy ur ządzeni ami 4) L2CAP ( Logi cal Li nk Cont r ol and Adapt at i on Pr ot ocol ) : mul t i pl eksacj a pr ot okoł ów war st w wyższych segment acj a i skł adani e war st w wyższych zapewni ani e usł ug poł ączeni owych i bezpoł ączeni owych t r ansmi sj a danych asynchr oni cznych, wzgl ędni e i zochr oni cznych wspar ci e j akości usł ug dl a poszczegól nych kanał ów 5) SDP ( Ser vi ce Di scover y Pr ot ocol ) : pr ot okół pr zekazywani a i nf or macj i o usł ugach r eal i zowanych pr zez ur ządzeni a w r amach pr of i l i Bl uet oot h odpowi ada za usł ugi apl i kacyj ne ur z ądzeń Bl uet oot h zapewni a uzyskani e i nf or macj i o pr of i l ach i usł ugach zapewni a uzyskani e i nf or macj i o par amet r ach usł ug or az wyk or zyst ywanych pr ot okoł ach i adr esach umoż l i wi aj ących dost ęp do danej us ł ugi 6) TCS BI N ( Tel ephony Cont r ol pr ot ocol Speci f i cat i on Bi nar y) : pr ot okół s ł użący do st er owani a poł ączeni ami t el ef oni cznymi 7) RFCOMM: pr ot okół emul acj i por t ów szer egowych RS 232 w poł ączeni u Bl uet oot h t r ansmi sj a i nf or macj i pr zesył anych l i ni ami danych emul owanych por t ów w kanał ach l ogi cz nych t ych por t ów t r ansmi sj a sygnał ów o zmi ani e st anów l i ni i kont r ol nych emul owanych por t ów w kanal e kont r ol nym br ak ut r z ymywani a zadanej pr ędkoś ci t r ansmi sj i ( np. 57600 czy 115200 bi t / s) usł ugi świ adczone war st wom wyższym zor i ent owane baj t owo 7) OBEX ( Gener i c Obj ect Exchange Pr of i l e) : pr ot okół war st wy sesj i sł użący do r eal i zacj i obi ekt owej wymi any danych Obj ect Push Pr of i l e dost ar cza f unkcj i ni ezbędnych do wymi any bi znesowych wi zyt ówek pomi ędzy kl i ent em, a ser wer em Fi l e Tr ansf er Pr of i l e ( FTP) : Wymi ana obi ekt ów ( pomi ędzy PC, t el ef onami , PDA) Pr zesył ( bez ogr ani czeń) pl i ków, f ol der ów, kat al ogów Obsł uga vCar d; Zar ządzani e, pr zegl ądani e kat al ogów. Synchr oni zat i on Pr of i l e dot yczy s y nchr oni zacj i współ dzi el onych danych, ki edy dwa ur ządzeni a Bl uet oot h wc hodzą wzaj emni e w swój zasi ęg. 9) Audi o: war st wa r eal i zuj ąca wymi anę dany ch dźwi ękowych mi ędzy war st wą Baseband, a apl i kacj ami 10) Host Cont r ol l er I nt er f ace: i nt er f ej s RS 232, UART, USB, PC Car d l ub i nny 18. Dokonaj kl asyf i kacj i met od r out i ngu w si eci ach ad hoc. Pr ot okoł y r ut ni ngu dzi el a si e na Pr ot okoł y r eakt ywne i pr oakt ywne r eakt ywne t o DSR, AODV i TORA Pr oak t ywne : DSDV i WRP Pr oak t ywne pr zechowuj ą i nf or macj e o wszyst ki ch t r asach co wymaga ci ągł ego odnawi ani a i nf or macj i o ści eżkach. Dzi ęki t emu można zapewni ć dopasowywani e si ę do zmi any t opol ogi i ( pr zeci ążeni e medi um l ub zer wani e poł ączeni a) . Char akt er yzuj ą si ę mał ymi opóźni eni ami , al e dużym nar zut em sygnal i zacyj nym. ∙ Uak t ual ni aj ą t r asy do wszyst ki ch l ub wybr anych węzł ów ∙ Akt ual i zacj a t r asy częs t o j est i ni cj al i zowana pr zez węzeł , kt ór y zmi eni ł t opol ogi ę si eci Reakt ywne wyszukuj ą t r asy na żądani e, cechuj e j e wi ększe opóźni eni e i obci ążeni e ł ącza. Char akt er yzuj ą si ę wi ększym opóźni eni em, al e mni ej szym nar zut em sygnal i zacyj nym. ∙ Za okr eśl ani e t r as odpowi edzi al ne są węzł y źr ódł owe ( r out i ng źr ódł owy) ∙ Swoj ą akt ywność ogr ani czaj ą do mi ni mum ni ezbędnego do dz i ał ani a si eci ∙ Zmi ana t opol ogi i ni e ur uchami a aut omat yczni e mechani zmu akt ual i zacj i t r as. 19. Opi sz podst awowe mechani zmy pr ot okoł u AODV bądź DSR. Oba t e pr ot okoł y nal eżą do pr ot okoł ów r eakt ywnych, co znaczy , że oba si ę cechuj ą r out i ngi em ź r ódł owym, mał ym nar zut em sygnal i zacyj nym i zwi ększonymi opóźni eni ami . Oba używaj ą t eż mechani zmów r out e di scover y i r out e mai nt enance. Rout e di sc over y Jest r ozsył any, gdy chcemy zakt ual i zować t r asę od j ednego węzł a do i nnego. Wysył a komuni k at r out e r equest i oczekuj e komuni kat u r out e r epl ay z t r asą. Rout e Mai nt enance Jest t o mechani zm pozwal aj ący wykr yć, że j akaś t r asa ni e j est j uż akt ual na. Ur uchami any j est j ednak t y l ko dl a t r as, kt ór ych używamy, a ni e dl a wszyst ki ch. AODV Węzeł ni e pr zechowuj e żadnej wi edzy o l okal i zacj i i nnych węz ł ow ( chyba, że z ni mi kor es ponduj e) . AODV r eal i zuj e pr ocedur y wykr ywani a i ut r zymywani a t r as ( r out e di scover y i r out e mai nt enance) . AODV mi ni mal i zuj e l i cz bę br oadcas t ow do zest awi eni a t r as na żądani e. AODV wykor zyst uj e wy ł ączni e ł ącza symet r yczne, poni eważ paki et y r out e r epl y pr zesy ł ane są wzdł uż ści eżek pr zes ył u r out e r equest . AODV uż ywa wi adomoś ci hel l o by uzyskać i nf or macj ę o sąsi adach i zagwar ant ować ł ącza symet r ycz ne. DSR ( Dynami c Sour ce Rout i ng) Szybka r eakcj a na zmi any w używanych t r asach. Może f unk cj onować w s i eci ach z j ednoki er unkowymi ł ączami . Aby pr ot okół f unkcj onował ef ekt ywni e, węzł y muszą ze sobą współ pr acować. Pr ot okoł wyznacza t r asy wył ączni e do poj edynczych węzł ow. Źr odł owy dobor t r as ( sour ce r out i ng) st acj a źr odł owa chcąca nadać paki et do st acj i docel owej musi samodzi el ni e odnal eźć wł aści wą t r asę i umi eśc i ć kompl et ną l i st ę węzł ow pośr edni ch w nagł owku paki et u. Znal ezi one t r asy są wol ne od pęt l i . Br ak pot r zeby uakt ual ni ani a i nf or mac j i r out i ngowej . Węzł y podsł uchuj ące, l ub pr zekazuj ące mogą zapami ęt ywać w pami ęci podr ęcznej ( cache) i nf or macj e r out i ngowe na pr zyszł e pot r zeby. Zaczer pni ęt e z pami ęci podr ęcznej t r asy ni e muszą być akt ual ne ( znaj duj ą si ę one t am do czasu gdy podczas pr oby nadani a okażą si ę ni eakt ual ne) . 20. Podaj podst awowe al gor yt my zał ożeni a i cechy f unkcj onal ne pr ot okoł u MI Pv4 i v6. Węzeł r uchomy ( Mobi l e Node , MN) ma swój st ał y adr es domowy, kt ór y j est j ego uni kat owym i dent yf i kat or em w si eci . W cel u r ozwi ązani a pr obl emu r eguł adr esacj i i r ut i ngu paki et ów w kl asycznych si eci ach I P, wpr owadza si ę do si eci dodat kowe węzł y, kt ór ych i st ni eni e umoż l i wi a kor zyst ani e ze st ał ego adr esu domowego. Węzł ami t ymi są: Agent maci er zyst y/ domowy ( Home Agent , HA) t o r ut er w maci er zyst ej si eci mobi l nego węzł a, kt ór y t unel uj e dat agr amy, aby dost ar czyć j e węzł owi r uchomemu w syt uacj i , gdy j est on poza swoj ą si eci ą maci er zyst ą ( węzeł t en ma i nf or macj ę o akt ual nej l okal i zacj i węzł a mobi l nego) ; Agent zdal ny ( For ei gn Agent , FA) r ut er w si eci , do kt ór ej węzeł mobi l ny j est obecni e podł ączony i kt ór y zapewni a usł ugi z ar ej est r owanemu węzł owi r uchomemu I st ni eni e agent a zdal nego ni e j est j ednak koni eczne . Mobi l e I P może f unkcj onować w r amach t r ybu z agent em zdal nym l ub w t zw. t r ybi e z adr esem współ l okowanym. Typowa pr ocedur a mi ędzysyst emowego pr zeł ączeni a opar t ego na Mobi l e I P j est nast ępuj ąca: t er mi nal po wykr yci u nowej si eci wys ył a akt ual i zacj ę adr esu CoA do węzł a domowego. Po ot r zymani u akt ual i zacj i agent domowy r ozpoczyna t unel owani e dat agr amów do nowego adr esu CoA, dzi ęki czemu możl i we j est ut r zymani e akt ywnej sesj i TCP. Cechą f unkcj onal ną Mobi l e I P j est aut omat yzacj a pr ocesów. Dzi si aj mamy wi el e kar t , PI N ów, kodów dost ępu, haseł i t p. Każda z si eci wymaga osobnych mechani zmów uwi er zyt el ni eni a, a pr zy t ym ni e ma możl i wości pł ynnego pr zeł ączani a mi ędzy ni mi . Mobi l e I P r ozwi ązuj e pr obl em mi ędzysys t emowej mobi l ności t er mi nal i na pozi omi e si eci I P. Choci aż st osowani e mechani zmów t unel owani a pr zez HA pr owadzi do zwi ększeni a opóźni eń w si eci i zmni ej szeni a dost ępnej pr zepust owości , t o j ednak koncepcj a wi el oi nt er f ej sowych t er mi nal i wyposażonych w opr ogr amowani e Mobi l e I P j est kr oki em na dr odze do syst emów Al l I P. 3 PODSTAWOWE ALGORYTMY: Al gor yt m r ej est r acj i : Pr ocedur a r ej es t r acj i j est zadani em pr zebi egaj ącym w HA . Ma ona naj wy ższy pr i or yt et co oz nacza , że może upr zedzi ć każde i nne zadani e dl a danego użyt k owni ka. Np. j eżel i podczas pr oc esu t unel owani a ot r zymane zost ani e żądani e r ej est r acj i , t unel owani e zost ani e opóźni one , aż r ej est r acj a si ę zakończy. Al gor yt m odkr ywani a: Ma pośr edni pr i or yt et . Al gor yt m r ut owani a i t unel owani a: Ma naj ni ższy pr i or yt et 21. Podaj char akt er yst ykę si eci Wi MAX. Technol ogi a WI MAX ma zapewni ć możl i wość budowy si eci o wysoki ej pr zepust owości or az dużej skal owal ności . Si eci opar t e o t echnol ogi ę WI MAX popr zez zast osowani e wi el u skal owal nych r ozwi ązań war st wy f i z y cznej , j ak r ówni eż war st wy MAC, daj ą oper at or om możl i wośc i dost osowani a konf i gur ac j i si eci do akt ual nych wymagań kl i ent ów. Uzyskuj e si ę dzi ęki t emu możl i wość k onf i gur acj i st acj i bazowych dost osowanych do bi eżącego obci ążeni a si eci , dost ępnego pas ma, war unków w kanal e komuni kacyj nym, co poz wal a na ef ekt ywne wykor zyst ani e pasma, spr zęt u i ogr ani czeni u koszt ów i nwest ycj i . Si eci WI MAX są t ypowymi si eci ami bezpr zewodowymi o zasi ęgu mi ej ski m MAN i w z wi ązku z t ym, wymagaj ą one w cel u pokr yci a t er enu o powi er zchni podobnej do osi ągal nej w si eci ach t el ef oni i komór kowej wi ększej i l ości st acj i nadawczych. [ 16] Podst awę f unkcj onal ności si eci Wi MAX st anowi st acj a bazowa, kt ór a za pomocą ant en wysył a i odbi er a sygnał od ur ządzeń kl i encki ch, zapewni aj ąc dost ęp do si eci . W st andar dach t wor zących t echnol ogi ę WI MAX pr zy j ęt o podzi ał obszar u dzi ał ani a si eci na komór ki or az sekt or y podobni e j ak w i nnych r ozwi ązani ac h bezpr zewodowych, dzi ęki t emu st wor zono możl i wość dużej skal owal ności i zwi ększeni e ef ekt ywności dzi ał ani a. Pod wzgl ędem ef ekt ywności t r ansmi sj i t echnol ogi a Wi MAX pozwal a t eor et yczni e osi ągnąć pr ędkości r zędu 70Mbps, c o pr zy wspar ci u mobi l nośc i czy choci ażby dost ępu nomadycznego syt uuj ę j ą w czoł ówce dost ępnych r ozwi ązań. [ 7] Technol ogi a WI MAX w dni u dzi si ej szym pozwal a na t wor zeni e si eci umoż l i wi aj ących t r zy t r yby dost ępu: I Dos t ęp st ał y ( ang. Fi xed access) bez możl i wości pr zeł ączani a pomi ędzy sekt or ami , c o wykl ucza j aki ekol wi ek aspekt y mobi l ności ; I I Pr zenośność ( ang. Nomadi ci t y/ Por t abi l i t y wi t h si mpl e Mobi l i t y) możl i we pr zeł ączeni a ze st r at ami w t r ansmi sj i , możl i wość poł ączeni a do si eci z dowol nego mi ej sca w zasi ęgu sys t emu; I I I Peł na mobi l ność ( ang. Ful l mobi l i t y) szybki e pr zeł ączeni a w i nf r ast r ukt ur ze si eci z bar dzo mał ymi st r at ami paki et ów – akcept owal nymi pr zez apl i kacj e czasu r zeczywi st ego, j ak np. VoI P; Zadani a war st wy f i zycznej : ∙ Adapt acj a modul acj i do war unków t r ansmi sj i ∙ Modul acj a dost osowana do war unk ów br aku l i ni i ∙ Kodowani e dost osowane do mul t i pl eksacj i w dzi edzi ni e częst ot l i wości ∙ Mechani z my MI MO – wykor zyst ani e wi el u ant en ∙ Kont r ol a mocy nadawani e st acj i kl i encki ch ∙ Ant eny adapt acyj ne War st wa MAC Obsł uguj e: • Zar ządzani e st acj ami ( podł ączeni e, odł ączni e, kont r ol a) • Twor zeni e j ednost ek danych ( PDU – Pr ot ocol Dat a Uni t ) do t r ansmi sj i • pr zez war st wę PHY. Posi ada mechani zmy: • Zachowani a j akości obsł ugi ( QoS – Qual i t y of Ser vi ce) • Ni ezawodnej t r ansmi sj i ( ARQ – Aut omat i c Ret r ansmi ssi on Request ) Posi ada mechani zmy: • Zachowani a j akości obsł ugi ( QoS – Qual i t y of Ser vi ce) • Ni ezawodnej t r ansmi sj i ( ARQ – Aut omat i c Ret r ansmi ssi on Request ) Char akt er yst yczną cechą si eci opar t ych o st andar d 802. 16, j es t możl i wość pr acy ur ządzeń pr zy bezpośr edni ej wi doczności opt ycznej j ak i bez ni ej , co w dot ychczasowych si eci ach bezpr zewodowej , szer okopasmowej t r ansmi sj i danych był o t r udne do osi ągni ęci a na wi ększych odl egł ości ach r zędu set ek met r ów l ub ki l omet r ów) pr zy zachowani u dużej pr zepust owości . 22. Omów sposoby r eal i zacj i wi el odost ępu TDMA Ti me Di vi si on Mul t i pl e Access wi el odost ęp z podzi ał em czasowym) w t echni c e t ej kanał f i zyczny podzi el ony j est w czasi e na szczel i ny czasowe. Użyt kowni kowi na pot r zeby t r ansmi sj i pr zydzi el ana j est pewna l i czba szczel i n czasowych. Tr ansmi sj a danych ni e j est wi ęc ci ągł a. St acj e nadaj ą w okr eśl onych, ni epokr ywaj ących si ę, okr esach czasu. Kanał y dedykowane ( Synch) st at yczny pr zydzi ał szczel i n czasowych, kanał y komut owane ( Sy nch) zmi enny pr zydzi ał szczel i n czasowy c h i dost ęp asynchr oni czny dynami czny pr zydzi ał okr es ów czasu. FDMA ( Fr equency Di vi si on Mul t i pl e Access wi el odost ęp z podzi ał em częst ot l i wości ) w met odzi e t ej , cał kowi t e pasmo, kt ór e pr zeznaczone j est do t r ansmi sj i , podzi el one zost aj e na pr zedzi ał y częst ot l i wośc i t zw. kanał y o okr eśl onej szer okości , kt ór e mogą być używane w i ndywi dual nej t r ansmi sj i mi ędzy dwoma dowol nymi użyt kowni kami syst emu. Mogą t eż być st osowane w t r ybi e r ozsi ewczym. Sz er okość wydzi el onych pr zedzi ał ów częst ot l i wości owych musi być ni ewi el ka, aby można był o st wor zyć j ak naj wi ęcej kanał ów, a t ym samym aby maksymal ni e duża l i czba osób mogł a w t ym samym czasi e kor zyst ać z syst emu. Jednocześni e pr zedzi ał y częst ot l i wości owe muszą być na t yl e szer oki e, aby zapewni ć j akość t r ansmi sj i na pewnym, ści śl e ust al onym pozi omi e. Specj al ny mechani zm kont r ol uj e, aby w danym momenci e z konk r et nego kanał u kor zyst ał t yl ko j eden użyt kowni k. Ni e ma al t er nat ywnej met ody wi el odost ępu w pr zypadku t r ansmi sj i o char akt er ze anal ogowym, poni eważ t yl ko FDMA gwar ant uj e ni epr zer wany dost ęp do medi um t r ansmi syj nego, wymagany w pr zypadku t r ansmi sj i s y gnał ów anal ogowych. Char akt er yst yczną cechą wi el odost ępu z podzi ał em częst ot l i wości j est wyst ępowani e, w dzi el onym paśmi e specj al nych pasm ochr onnych pomi ędzy wydzi el onymi pr zedzi ał ami . Pasma ochr onne, są t o odst ępy pomi ędzy wysel ekcj onowanymi kanał ami sł użące zwi ększeni u ni ezawodności . Gdyby ni e był o t ych mar gi nesów bezpi eczeńst wa a kanał y pr zyl egał yby bezpośr edni o do si ebi e, t o mogł oby si ę zdar zyć, że t r ansmi sj a z j ednego pr zedzi ał u częst ot l i wości zakł ócał aby t r ansmi sj ę w sąsi edni m pr zedzi al e. Wyst ępowani e pasm ochr onnych zmni ej sza możl i wą i l ość wydzi el onych kanał ów c zęst ot l i wości i obni ża ef ekt ywność wi dmową syst emu. Nadaj ni k i i odbi or ni ki st osowane w syst emach opar t ych na FDMA muszą być wyposażone w wysok i ej j akości st r ome f i l t r y kanał owe, kt ór e po st r oni e nadawczej kszt ał t uj ą wi dmo nadawanego sygnał u w t aki sposób, aby mi eści ł o si ę ono w paśmi e kanał u. Po st r oni e odbi or czej , zadani e f i l t r ów pol ega na wydzi el eni u wi dma sygnał u z okr eśl onego kanał u, r ównocześni e ogr ani czaj ąc wszel ki e ni epożądane sygnał y, kt ór ymi są zakł óceni a od i nnych kanał ów i szumów spoza pasma. Nal eży dążyć do t ego, aby sąsi aduj ące ze sobą kanał y mi ał y moce na podobnym pozi omi e, gdy ż w pr zeci wnym wypadku st ł umi one l i st ki boczne kanał u odbi er anego z dużą mocą, mogą by ć na podobnym pozi omi e z pozi omem l i st ka gł ównego kanał u odbi er anego z mni ej sza moc ą w t ym samym paśmi e. Zai st ni ał a syt uacj a może pr owadzi ć do znaczącego spadku j ak ości odbi or u sygnał u sł abego. Aby t emu zapobi ec wymagana j est r egul acj a mocy t r ansmi t owanych sygnał ów. CDMA ( Code Di vi si on Mul t i pl e Acc ess) met oda dost ępu do medi um t r ansmi syj nego pol egaj ąca na pr zypi sani u poszczegól nym użyt kowni kom kor zyst aj ącym z t ego samego kanał u do pr zesył ani a danych, sekwencj i r ozpr aszaj ących, dzi ęki kt ór ym, odbi or ni k j ednoznac zni e zi dent yf i kuj e pr zeznaczoną dl a ni ego t r ansmi sj ę. Technol ogi a CDMA zwi ązana j est z e sposobem t r ansmi sj i nazywanym r ozpr oszeni em wi dma, pol egaj ącym na pr zesy ł ani u ci ągu danych w paśmi e częst ot l i woś c i szer szym ni ż j est t o koni eczne w danej t r ansmi sj i . Dwi e naj cz ęści ej wykor zyst ywane t echni ki w CDMA: Fr equency hoppi ng umożl i wi a t r ansmi sj ę na zmi eni aj ących si ę pseudol osowo częst ot l i wości ach. Dost ępne spekt r um r adi owe podzi el one j est na pewne zakr esy częst ot l i wości , kt ór e mogą być wykor zyst ane do pr zesył ani a danych. Nadawca na czas t r ansmi sj i ot r zymuj e pseudol osowy c i ąg, kt ór ego używa zmi eni aj ąc w kr ót ki ch odci nkach czasu częs t ot l i wość. Tec hni ka t a zmni ej sza wpł yw zakł óceń ( i nt er f er encj i ) , kt ór e mogą w danym momenci e koncent r ować si ę na pewnym wąski m paśmi e częst ot l i wości . Di r ect Sequence umożl i wi a r ozpr oszeni e pr zesył anego sygnał u na cał e dost ępne spekt r um częst ot l i wości i pr zypi sani e mu pewnych " wł aści wości " umożl i wi aj ących odbi or cy wyodr ębni eni e zwi ązanej z ni m t r ans mi sj i z danych pr zesył anych na t ych częst ot l i wości ach nal eżących do wi el u ni ez al eżnych poł ączeń. SDMA ( Space Di vi si on Mul t i pl e Ac c ess – zwi el okr ot ni eni e pr z est r zenne) wykor zyst uj e ogr ani czeni e zasi ęgu f al el ekt r omagnet ycznych. 21. Pr zedst aw znane sposoby kodowani a i nf or macj i w medi um r adi owym i i ch zast osowani e, podaj par amet r y opi suj ące kody or az t w. Shannona Har t l eya Ogól nym z ast osowani em j est ni wel acj a ni edoskonał ości kanał u, koszt em nadmi ar owości . Kodowani e skł ada si ę z t r zech et apów: 1. r andomi zacj a ( scr ambl owani e) bi t ów i nf or macyj nych dl a każdej r amki ma post ać ni eskompl i kowanego ( szybki ego numer yczni e) , kodowani a sek wencyj nego. Popr awi a l osowość r ozk ł adu i nf or macj i , kt ór e maj ą zost ać pr zesł ane. 2. kodowani e w cel u wykr ywani a bł ędów a. k ody Reeda Sol omona b. k ody BTC ( Bl ock Tur bo Code) c. kody CTC ( Convol ut i onal Tur bo Code) d. dodat kowe met ody kodowani a i t er acyj nego 3. pr z epl at ani e ( w OFDM) Cel em j es t dekor el acj a zakodowany c h bi t ów Pr zepl at ane są wcześni ej zakodowane ci ągi bi nar ne Popr awi a odpor ność na gr upowani e bł ędów w kanal e Dwi e f azy pr zepl at ani a: 1. pr z est awi eni e sąsi aduj ących bi t ów t ak, żeby był y pr zesył ane na r óżnych podkanał ach OFDM 2. pr z est awi eni e sąsi aduj ących bi t ów t ak, żeby był y odwzor owane na pr zemi an na bar dzi ej i mni ej znaczące bi t y konst el acj i , żeby zapobi egać dł ugot r wał emu wykor zyst ywani u ni epewnyc h bi t ów konst el acj i Twi er dzeni e Shannona Har t l eya 1. zał ożeni ami są: char akt er yst yczny dl a danego kanał u st osunek mocy sygnał u do szumu dost ępna szer okość pasma 2. ok r eśl a maksymal ną i l ość i nf or macj i , j aki e można pr zesł ać w kanal e w j ednost ce czasu 3. wy znacz ona pr zepł ywność może być osi ągni ęt a na dr odze ef ekt ywnego kodowani a Kod Reeda Sol omona kod bl okowy , opi er a si ę na i nt er pol acj i wi el omi anowej na zbi or z e skońc zony m. możl i wość modyf i kacj i par amet r ów kodu, w t ym nadmi ar owośc i ( zawar t ości i nf or macyj nej ) , a t ym samym odpor ności na bł ędy ust al ony s t opi eń kodowani a dl a r amek w pr ocesi e podł ączani a do si eci Zawar t ość i nf or macyj na Over al l Codi ngRat e ( w zal . od modul acj i : ½ ¾) Tur bokody wysył ane są t r zy gr upy bi t ów: 1. k bi t ów i nf or macyj nych 2. m/ 2 bi t ów sumy kont r ol nej pr zesył anej ( CS – CheckSum) i nf or macj i 3. m/ 2 bi t ów sumy kont r ol nej z nanej per mut acj i bi t ów i nf or macyj nych Zawar t ość i nf or macyj na wyni ka z f akt u, że „ w sumi e po zakodowani u pr zesył anych j est n bi t ów ( n = k + m) ” BTC – ang. Bl ock Tur bo Codi ng Naj pi er w i nf or macj a j est kodowana w kol ej ności pr zesył anych bi t ów ( wi er sze) – suma kont r ol na ( CS) . Nast ępni e kodowany j est co kx t y bi t ( kol umny) r azem sumą kont r ol ną z popr zedni ego kr oku. Zawar t ość i nf or macyj na Over al l Codi ngRat e ( w zal . od modul acj i : ½ 5/ 6) CTC – ang. ( Convol ut i onal Tur bo Code) kodowani e spl ot owe syst emat yczne, cykl i czne i r ekur encyj ne ( CRSC) aby uzyskać pośr edni e war t ości st opni a kodowani a st osuj e si ę usuwani e wybr anych poz ycj i kodu kont r ol nego N – i l ość podkanał ów ( Nsub) wykor zyst anych w t r ansmi sj i Zawar t ość i nf or macyj na Over al l Codi ngRat e ( w zal . od modul acj i : ½ 3/ 4) zdol ność det ekcyj na ( kor ekcyj na) – l i czba bł ędów bi nar nych, j aki e kod j est w st ani e wyk r yć ( skor ygować) w sł owi e kodowym 22. Podaj i kr ót ko schar akt er yzuj omawi ane mechani zmy war st wy f i zycznej , j aki e wyst ępuj ą w st andar dzi e I EEE 802. 16: 1 Modul acj a OFDM OFDM t echni ka t r ansmi sj i OFDM ( ang. Or t hogonal Fr equency Di vi si on Mul t i pl exi ng) pozwal a znaczni e zwi ęk szyć dost ępną w si eci ach WLAN pr zepł ywność pomi ędzy ur ządzeni ami . Techni ka OFDM pol ega na kodowani u poj edynczego st r umi eni a danych w wi el u podnośnych ( ang. subcar r i er s) . W syst emi e t r ansmi sj i OFDM wykor zyst uj e si ę 52 podnośne, dl a kt ór ych st osuj e si ę modul acj e BPSK, QPSK l ub QAM/ 64 QAM ( ang. Quadr at ur e Ampl i t ude Modul at i on) . Maksymal ną szybkość t r ansmi sj i ( 54 Mbi t / s) uzyskuj e si ę dl a modul acj i 64 QAM ( 216 bi t ów danych na j eden symbol OFDM) . Modul acj a OFDM j est opar t a na FDM, al e j est używana j ako modul acj a cyf r owa. St r umi eń bi t ów, j aki ma być t r ansmi t owany j es t r ozdzi el any na ki l kanaści e r ównol egł ych st umi eni , zwykl e wi ęc ej ni ż 12. Dost ępne pasmo j est dzi el one mi ędzy ki l ka podkanał ów, i każdy mni ej szy s t r umi eń j est t r ansmi t owany pr zez 1 podkanał , modul uj ąc j ego nośną, pr zy użyci u zwykł ej modul acj i , na pr zykł ad PSK c zy QAM. Podnośne ( nośne podkanał ów) są wybi er ane t ak, ż eby każdy zmodul owany st r umi eń był or t ogonal ny w st osunku do i nnych, dzi ęki t emu el i mowane są zakł óceni a mi ędzykanał owe. Wyr ównani e kanał u j est upr oszczone, pr zez użyci e wi el u wol ni ej szych sygnał ów ąskopasmowych zami ast j ednego szer okopasmowego. Zasadni czą cechą OFDM j est r adzeni e sobi e z r óżnymi , czasem ci ężki mi war unkami kanał u, na pr zykł ad wąskopasmową i nt er f er enc j ą bez używani a f i t r ów. 2 kodowani e det ekcyj ne kodowani e det ekcyj ne wykr ywa bł ędy t r ansf er u al e ni e wyst ar cza do odt wor zeni a wł aści wej i nf or macj i . Odbi or ni k ma możl i wość spr awdzeni a, czy odebr ał popr awne dane. Jeśl i t ak, pr zek azuj e j e komput er owi odbi or czemu. Jeśl i ni e, kanał em zwr ot nym pr osi nadaj ni k o powt ór zeni e ost at ni ego bl oku danyc h. Wyni ka st ąd, i ż kody det ekcyj ne można st osować t yl ko w pr zypadku t zw. t r ansmi sj i z pot wi er dzeni em. met ody: Bi t par zyst ości do pr zes ył anego sł ówka dodaj emy j eden bi t o t aki m st ani e, aby l i czba wszyst ki ch bi t ów o st ani e 1 w t ak powi ększonym sł owi e i nf or macyj nym był a par zyst a ( cz y l i podzi el na pr zez 2) . bł ędy par zyst e ( na 2, 4, 6 . . . bi t ach) pr zej dą ni ezauważone, poni eważ ni e powoduj ą one ut r at y par zyst ości . Suma kont r ol na Kol ej nym sposobem zabezpi eczani a t r ansmi sj i pr zed bł ędami j est t zw. suma kont r ol na ( ang. check sum) . Pol ega ona na t ym, i ż kol ej no pr zesył ane por cj e danych t r akt uj emy j ak l i czby bi nar ne. Sumuj emy j e ogr ani czaj ąc wyni k do okr eśl onej l i czby bi t ów ( np. 8, 16, 32 l ub 64) . Ot r zymaną w t en sposób sumę doł ączamy na koni ec pr zesł anego bl oku i nf or macj i . Odbi or ni k r ówni eż t wor zy sumę kont r ol ną odbi er anych danych. Nast ępni e spr awdza swoj ą sumę z sumą odcz yt aną na końc u t r ansmi sj i bl oku danych. Jeśl i sumy si ę r óżni ą, t o znaczy, i ż w odebr anym bl oku wyst ąpi ł bł ąd. l i czby ze znaki em I nnym, bar dzo podobnym sposobem, j est pot r akt owani e pr zesył anych danych j ako l i czb ze znaki em. Ot r zymaną sumę kont r ol ną neguj e si ę ar yt met yczni e ( wyznacza si ę war t ość o pr zec i wnym znaku) i doł ącza na końc u pr zesył anego bl oku danych. Odbi or ni k po pr ost u sumuj e wszyst ki e odebr ane dane, ł ąc zni e z sumą kont r ol ną. Jeśl i w wyni ku ot r zyma war t ość r óżną od zer a, t o znaczy , i ż w odebr anym bl oku są bł ędy. Adl er 32 Aby usunąć ni edogodności zwykł ej sumy kont r ol nej , wymyśl ono wi el e ef ekt ywnych al gor yt mów wyznaczani a zł ożonych sum kont r ol nych, kt ór e są czuł e na wszel ki e zmi any danych w zabezpi eczany m bl oku. Adl er 32 j est j ednym z al gor y t mów wyznaczani a t aki ej zł ożonej sumy kont r ol nej . Al gor yt m Adl er 32 pol ega na wyl i czani u dwóch sum kont r ol ny ch, kt ór e nazwi emy A i B. Obi e sumy są 16 bi t owe. Suma A powst aj e pr zez zsumowani e modul o 65521 danych w bl oku suma ma począt kowo war t ość 1. Suma B j est sumą modul o 65521 kol ej nych war t ości sumy A. Na końc u sumy A i B ł ączy si ę w j edną sumę kont r ol ną 32 bi t ową B zaj muj e st ar sze 16 bi t ów, A zaj muj e mł odsze. W ef ekci e ot r zymuj emy 32 bi t ową sumę kont r ol ną, kt ór a j est j uż c zuł a na: zmi any danych zmi any kol ej ności danych dodani e zer l ub usuni ęci e zer z bl ok u dodani e t ej samej war t oś ci do j ednej danej i odj ęci e t ej war t ości od i nnej danej Suma kont r ol na Fl et cher a Jest t o bar dzo podobny al gor yt m do s umy kont r ol nej Adl er 32. Różni ca pol ega na zast ąpi eni u oper acj i modul o 65521 oper acj ą modul o 65535 ( j est t o war t ość 16 bi t owa, w kt ór ej wszyst ki e 16 bi t ów znaj duj e si ę w s t ani e 1) . Sumy począt kowe st ar t uj ą od war t ości 65535. 3 Fr equency Di vi si on Dupl ex) W pr zypadk u dupl eksu z podzi ał em częst ot l i wości FDD ( ang. Fr equency Di vi si on Dupl ex) każdy z uż yt kowni ków posi ada pr zydzi el one dwa pasma częst ot l i wości Jednym z ni ch j es t t zw. kanał „ w dół ” ( ang. downl i nk) , pr zekazuj ący i nf or macj e od st acj i bazowej do użyt kowni ka ( st acj i r uchomej ) . Dr ugi kanał t zw. „ w gór ę” ( ang. upl i nk) sł uży do t r ansmi sj i od użyt kowni ka do st acj i bazowej . W pr z ypadku t echni ki FDD dowol ny kanał dupl eksowy ( dwuki er unkowy) skł ada si ę z dwóch kanał ów si mpl eksowych ( j ednoki er unkowych) . Dl a danego syst emu odst ęp mi ędzy częst ot l i wości ami nośny mi kanał ów „ w gór ę” i „ w dół ” j est st ał y. W cel u umożl i wi eni a ednoczesnego nadawani a i odbi or u w kanał ach dupl eksowych zar ówno st acj a bazowa j ak i st acj a r uchoma muszą posi adać pr zeł ączni k ant enowy, t zw. dupl ekser . . 4 Ant eny adapt acyj ne Ant eny adapt acyj ne t o t ak napr awdę ukł ad ant en , w kt ór ym możl i we j est st er owani e i ch char akt er yst yką. Umożl i wi a t o np. napr owadzeni e gł ównej wi ązki ant eny na st acj ę kl i encką ( j ak i napr owadzeni e gł ównej wi ązki ant eny st acj i kl i encki ej na st acj ę bazową) , co pozwal a na opt ymal i zacj ę war unków pr acy si eci , ogr ani cza zakł óceni a i nt er f er encyj ne czyl i popr awi a wykor zyst ani e wi dma. Adapt acyj ny ukł ad ant enowy skł ada si ę z ki l ku el ement ów ozmi eszcz onych pr zest r zenni e i poł ączonych za pomocą ukł adu sumuj ącego decyzyj nego, kt ór y st osowni e do odbi er anego sygnał u i j ego par amet r ów zmi eni a współ czynni ki pr zet war zani a sygnał ów z poszczegól nych el ement ów ant enowych t ym samym zmi eni aj ąc char akt er yst ykę ant enową. I dea t aki ch ant en znana j est od dawna, al e ni ekt ór zy pr oduc enci ant en WLAN r ekl amuj ą j e j ako nowość, używaj ąc nazwy ant eny i nt el i gent ne. 5 kont r ol a mocy st acj i kl i encki ch ( ni ewi el e udal o mi si ę znal ezc, al e mam nadzi ej e ze wyst ar czy) Kont r ol a mocy zar ówno podczas nadawani a j ak i odbi or u j est i s t ot na dl a wydaj ności syst emu i dl at ego t eż powi nna być akt ywni e zar ządzana. Pozi omy mocy są dynami czni e pr zydzi el ane zal eżni e od pot r zeb i war unków np. odl egł ości od st acj i bazowej . Odbi or ni k musi być w st ani e zdekodować sygnał wej ś ci owy o par amet r ach 30dBm ( 1 μW) , musi r ówni eż bez uszkodzeń t ol er ować sygnał 0 dBm ( 1 mW) . Nadaj ni k musi mi eć dynami czną kont r ol ę w zakr esi e c o naj mni ej 50 dB z dokł adności ą ni e mni ej szą ni ż 1 dB. 23. Opi sz naj bar dzi ej char akt er yst yczne cechy pr zesył ani a i nf or macj i w st andar dzi e I EEE 802. 16: o Zas i ęg – s t andar d wymyśl ony j ako bezpr zewodowa si eć met r opol i t ar na MAN, or az w cel u zapewni eni a t zw. ł ączności ost at ni ej mi l i , w cel u zast ąpi eni a t ec hnol ogi i DSL. Maksymal ny zasi ęg wynosi nawet ponad 100km w pr zest r zeni ot war t ej , of er uj ąc pr zepust owość 10Mb/ s. W pr zes t r zeni mi ej ski ej , pr zy t ej samej modul acj i , zasi ęg spadni e j uż do 2km ( br ak LOS, sygnał doci er a t yl ko dzi ęki pr opagacj i wi el odr ogowej , zasi ęgi dl a br aku wi doczności r adi owej są znacz ni e k r ót sze i ni e można i ch w sposób wi ar ygodny wyl i czyć) . Zał ożeni e pr oj ekt owe gr upy 802. 16, by ł o j ednak t aki e, by uzyskać 70Mb/ s na odl egł ości 70mi l ( okoł o112km) . W r zeczywi st ości zasi ęg i pr zepł ywnoś ć są zmi enne i zal eżą od nast ępuj ących czynni ków: ∙ Szer okoś ć kanał u r adi owego ( np. 3, 5 MHz al bo 7 MHz) ∙ Zast osowana modul acj a ( obecni e st osuj e si ę modul acj e z zak r esu od BPSK do 64 QAM) ∙ Moc nadawani a i czuł ość odbi or ni ka w konkr et nym ur ządzeni u konkr et nego pr oducent a ∙ Rodzaj i wi el kość ant en po st r oni e st acj i bazowej i st acj i abonencki ej ∙ Rodzaj t echnol ogi i r adi owej ( TDD l ub FDD) zwi ązanej z dupl exem ( wpł yw na pr zepust owość) ∙ St r ef a kl i mat yczna i uks zt ał t owani e t er enu ∙ Wymagana dost ępność ł ącza( bo zasi ęgu ni e okr eśl a si ę j ako odl egł ości , pr zy kt ór ej ł ącze w ogól e pr zest aj e dzi ał ać, al e j ako odl egł ość, pr zy kt ór ej st at yst yczna dost ępność j est powyżej okr eś l onego pozi omu) ∙ St opi eń wy kor zyst ani a pr zepust owości ( r el acj a pomi ędzy pr zepust owości ą r adi ową a ef ekt ywną pr zepł ywności ą na por ci e danych) o Pasmo –st andar dy opi sane są w paśmi e od 10 do 66GHz, or az od 2 do 11 GHz( 802. 16d, t zw. f i xed WI MAX) , okr eśl ono j uż pr of i l e na pasmo l i cencj onowane 3, 5GHz or az 2, 5GHz , a t akże na pasmo ni el i cencj onowane 5, 8GHz o szer okoś ć kanał u 1, 75MHz l ub 3, 5MHz o pr zepł ywności – pr obl em opi sany r azem z kwest i ą zasi ęgu o t r yby pr acy: st acj onar ny MS j est na st ał e umi es zczony w j ednym mi ej scu i j est kont r ol owany pr zez j edną st acj e bazową nomadyczny : Możl i we j est pr ost e pr zeni esi eni e SS z obszar u j ednej BS do obszar u i nnej BS Koni eczność zer wani a wszyst ki ch poł ączeń w t r akci e pr zej ści a Koni eczność wpr owadz eni a mechani zmu uwi er zyt el ni ani a SS wobec BS Koni eczność wpr owadz eni a scent r al i zowanego mechani zmu uwi er zyt el ni ani a użyt k owni ków. Pr z enośny : Aut omat y czne pr zeni esi eni e użyt kowni ka pomi ędzy obszar ami r óżnych BS. Poł ączeni a ni e są zr ywane Ni e gwar ant uj e si ę j akości poł ączeni a podczas pr zej ści a Umowna pr ędkość por uszani a si ę t er mi nal a t o szybkość pi eszego ( 5km/ h) Mobi l ny: Aut omat y czne pr zeni esi eni e użyt kowni ka pomi ędzy obszar ami r óżnych BS. Poł ączeni a ni e są zr ywane Ni e gwar ant uj e si ę j akości poł ączeni a podczas pr zej ści a Umowna pr ędkość por uszani a si ę t er mi nal a t o szybkość pi eszego ( 5km/ h) o obsł uga QoS j est i nt egr al ną częśc i ą st andar du, opi er a si ę na pr zydzi el ani u gr ant ów t r ansmi syj nych, r ozumi anych j ako wy dzi el ony czas t r ansmi sj i w r amce, za pr zydzi ał zasobów w zal eżnoś c i od t ypu st r umi eni a odpowi ada BS( zwal ni a t o MS z obsł ugi skompl i kowanego al gor yt mu, j ednakże zwi ększa r uch k ont r ol ny w si eci ) ; możl i we j est kont r akt owani e par amet r ów o kont r ol a mocy st acj i kl i encki ch – al gor yt my kont r ol i mocy są używane by zwi ększyć ef ekt ywność ekonomi czną i ener get y c zną syst emu, or az popr awi ć j ego wł asności kompat ybi l ności el ekr omagnet ycznej . Al gor yt my t e są zai mpl ement owane w st acj i bazowej , kt ór a wysył a do t er mi nal i r uchomych i nf or macj e st er uj ące, na bazi e kt ór ych MSy r egul uj ą moc sygnał u t ak, że j est t o mi ni mal na moc, pr zy kt ór ej BS może bezbł ędni e odebr ać i nf or macj e. Taki e post ępowani e zmni ej sza zapot r zebowani e syst emu na ener gi ę( dł uższy czas życi a bat er i i MS) or az obni ża pozi om i nt er f er encj i z i nnymi st acj ami bazowymi 24. Opi sz cechy war st wy ł ącza danych t r ybu punkt wi el opunkt , schar akt er yzuj wi el odost ęp w t r ybi e DAMA i podaj podst awowe cechy mechani zmów QoS war st wy MAC I EEE 802. 16: DL t r yb r ozgł oszeni owy UL wi el odost ęp DAMA, podzi ał c zasowy i częst ot l i wości owy pas mo j est r ezer wowane dl a danych i dal szych r ezer wacj i na podst . r ezer wacj i z gł aszanych pr zez SS gwar ancj a par amet r ów pr of i l u r uchu, spr awi edl i wy podzi ał pasma, maksymal i zować ef ekt ywność wykor zyst ani a kl asy obs ł ugi , mechani zmy konf i gur acj i , pr ot okł ó sygnal i zacyj ny, kont r ol a t r ansmi sj i o znanych par amet r ach 6. Znaj ąc st r ukt ur ę pl anowanej of er t y usł ugowej ( śr edni a pr zepł ywność do kl i ent a i ndywi d. / i nst yt ucj onal nego) , zakr es gęst ości zal udni eni a HH/ km2 ( i SME/ km2) i podanej penet r acj i usł ug opi sz sposób wyznaczeni a wymaganej gęst ości pasma na km2. Pr zedst aw pr zy kł adowe wykr esy. Z mat er i ał u dot yczącego modul acj i ( wykł ad uzupeł ni aj ący) pyt ani e: 25. Zdef i ni uj cyf r ową modul acj ę sygnał ów, podaj znane sposoby opi su modul acj i i podaj omawi ane na wykł adzi e pr zykł ady modul acj i cyf r owych: Modul acj a opi suj e pr oces modyf i kac j i sygnał u okr esowego, zwanego nośną, w cel u zawar ci a w ni m i nf or macj i . Cel em modul acj i j es t pr zesuni ęci e wi dma sygnał u z pasma podst awowego do wy ższego zakr esu. Par amet r ami j aki e możemy modyf i kować w sygnal e nośnym są ampl i t uda ( AM) , częst ot l i wość ( FM) i f aza ( PM) . Modul acj a c yf r owa: zbi ór war t ości modul uj ących j est dyskr et ny ( skończony) Modul acj a ampl i t udy: ASK ( Ampl i t ude Shi f t Keyi ng – modul acj a z kl uczowani em ampl i t udy) QAM ( Quadr at ur e Ampl i t ude Modul at i on – kwadr at ur owa modul acj a ampl i t udowa) Modul acj a f azy ( PSK – Phase Shi f t Keyi ng – kl uczowani e z pr zesuni ęci em f azy) BPSK – Bi nar y PSK ( 2 PSK) QPSK – Quadr at ur e PSK ( 4 PSK) Modul acj a c zęst ot l i wośc i ( FSK – Fr equency Shi f t Keyi ng – kl uczowani e z pr zesuni ęci em częst ot l i wości ) MSK ( Mi ni mum Shi f t Keyi ng) GFSK ( Gaussi an Fr equency Shi f t Keyi ng) GMSK ( Gaussi an Mi ni mum Shi f t Keyi ng) Modul acj e s zer okopasmowe: DSSS – Di r ect Sequence Spr ead Spect r um – r ozpr aszani e wi dma sekwencj ą bezpośr edni ą FHSS –Fr equency Hoppi ng Spr ead spekt r um – r ozpr aszani e wi dma ze skakani em po częst ot l i wości ach ODM – Or t hogonal Fr equency Di vi s i on Mul t i pl exi ng CDMA – Code Di vi si on Mul t i pl e Access – wi el odost ęp ze zwi el okr ot ni eni em kodowym – BPSK ( ang. Bi nar y Phase Shi f t Key i ng) t o naj pr ost sza f or ma modul acj i PSK w kt ór ej f aza może pr zyj mować j edną z dwóch war t ości pr zesuni ęt ych wzgl ędem si ebi e o 180° r epr ezent uj ąc l ogi czne " 0" l ub " 1" . – Modul acj a QPSK ( ang. Quadr at ur e Phase Shi f t Keyi ng) . Modul acj a pol ega na kodowani u dwubi t owym na 4 or t ogonal nych pr zesuni ęci ach f azy. – Modul acj a QAM ( Quadr at ur e Ampl i t ude Modul at i on ) j est kombi nacj ą modul acj i ampl i t udy i f azy. Dane f or mowane są w dwój ki , t r ój ki , czwór ki i t d. , kt ór e odpowi adaj ą zar ówno ampl i t udzi e j ak i f azi e. Twor zone są wedł ug di agr amu konst el acj i ( ang. Const al at i on di agr am) . Nośna powst aj e w wyni k u sumowani a dwóch pr zebi egów: cosi nusoi dal nego i si nusoi dal nego ( powst ał ego z pr zesuni ęci a cosi nusoi dy w f azi e o π/ 2) . 26. Schar akt er yzuj pr obl emy wyni kaj ące z zast osowani a koder a st r umi eni owego RC4 w mechani zmi e WEP. Sł abości ą RC4 w WEP j est met oda gener acj i st r umi eni a szyf r uj ącego. RC4, będąc al gor yt mem szyf r owani a st r umi eni owego wymaga dl a bezpi eczeńst wa aby t en sam st r umi eń szyf r uj ący ni e zost ał uży t y dwa r azy bo wykozyst uj ac f unkcj e xor mozemy uzyskac t ekst j awny . Ni est et y WEP śr edni o r ozwi ązuj e t o wymagani e, pr zez dodani e do shar ed key, 24 bi t owy I ni t i al i zat i on Vect or . I V dodat kowo j est w pr ost y spos ób dokl ej any do kl ucza, c o dodat kowo osł abi a st r umi eń szyf r uj ący. 24 bi t y daj e t r ochę mni ej ni ż 17 mi l i onów, j ednak f akt yczna war t ość po kt ór ej si ę powt ór zą st r umi eni e szyf r uj ące j est mni ej sza i pr akt yczni e po 5000 paki et ow wyst ępuj e 50 % szans y ze si ę j aki ś kl ucz szyf r uj ący powt ór zy, co pozwal a na at ak. Można t eż wykor zyst ać sł aboś ć gener owani a st r umi eni a szyf r uj ącego, gdy znamy zawar t ość t ekst u j awnego. Pr obl emem z wykor zyst ani em RC4 j est chyba j eszcze t o że j est pr obl em pr zy r et r ansmi sj ach, bo t r z eba j eszcze r az st r umi eni owo pr zel eci eć paki et ? Czyl i met oda gener acj i st r umi eni a szyf r uj ącego j est zł a, I V j est za kr ót ki e i ni e ma ust al onego dobr ego sposobu gener owani a go. Wi edząc ze ni ekt ór e kl ucze są sł abe i znaj ąc met odę t wor zeni a st r umi eni a szyf r uj ącego, zbi er amy paczki z I V suger uj ącym ż e może być zaszyf r owane s ł abym kl uczem. Wi edząc że począt ek pol a danych ma t en sam nagł ówek ( SNAP) , ł at wi ej możemy okr eśl i ć czy nasz odgadni ęt y kl ucz j est dobr y. koder st r umi eni owy RC4 j est ni edos t osowany do t r ansmi sj i paki et owej ni e można wygener ować dowol nego bi t u kl ucza w czasi e O( 1) 27. Z j aki c h części skł ada si ę kl ucz s zyf r uj ący WEP i j ak j est t wor zony. Wymi eń i kr ót ko schar akt er yzuj st r at egi e dobor u wekt or a i ni cj al i zacyj nego WEP. Kl ucz WEP skł ada si ę z wekt or a i ni cj al i zuj ącego I V ( 24 bi t y) i kl ucza współ dzi el onego ( 40 bi t ów) . Dl a każdej r amki st r umi eń szyf r uj ący powi ni en być i nny, do i ch zr óżni cowani a dodano wł aśni e wekt or I V, kt ór y moż e powst awać zgodni e z j edną z t r zech st r at egi i ( choci aż st andar d ni e pr ecyzuj e t ego) : ∙ st ał y I V – dl a każdej r amki i nny kl ucz ∙ r osnący I V – powr ót do t ego samego kl ucza szyf r uj ącego j ak dwi e st acj e wyśl ą po j ednej r amce ∙ l osowy I V – po okoł o 4800 r amek ( ok. 3s) mamy 50% szansy na powt ór zeni e si ę kl ucza. 28. . Opi sz zal et y st osowani a uwi er zy t el ni ani a opar t ego na pr ot okol e 802. 1x or az ser wer ze RADI US w si eci 802. 11. Uwi er zyt el ni eni a użyt kowni kow. Wzaj emne uwi er zyt el ni ani e syst emu i użyt kowni ka. bezpi eczna wymi ana i nf or macj i . Ust anawi any j est zabezpi eczony t unel pomi ędzy ur ządzeni em, a ser wer em. Ser wer spr awdza t ożsamość użyt kowni ka. Ni e uwi er zyt el ni eni użyt kowni cy ni e mogą pr zesył ać danych, nawet j eśl i posi adaj ą pr awi dł owy kl ucz WEP. Wi el e AP pr acuj e z użyc i em t ego samego ser wer a. ser wer może kor zyst ać z r ożnor aki ch baz danych. Kl ucze WEP mogą r ożni ć si ę u r ożnych użyt kowni kow. Jest możl i we aut omat yc zne zar ządzani e i r ot acj a kl uczy. 29. Opi sz r óżni ce pomi ędzy mechani zmami bezpi eczeńst wa si eci 802. 11 opar t ych na WEP or az WPA. WEP Podst awowe cel e WEP: ochr ona i nf or macj i w war st wi e ł ącza danych, zapewni eni e bezpi eczeńst wa na pozi omi e co naj mni ej por ownywal nym z bezpi eczeńst wem si eci pr zewodowych. El ement y bezpi eczeńst wa: uwi er zyt el ni eni e, i nt egr al noś ć, pouf ność, ni ezapr zeczal ność. Sł abe Kl ucze Ze wzgl ędu na sposob t wor zeni a kl uc za szyf r uj ącego, poj awi aj ą si ę „ sł abe kl ucze” dl a k t or ych ukł ad bi t ow w pi er wszyc h 3 baj t ach k l ucza powoduj e poj awi ani e si ę podobnych ukł adow w pi er wszych baj t ach ci ągu szyf r uj ącego. Kl ucz e t e są r ozpoznawal ne po zawar t ości I V. War t ość pi er wszych baj t ow pol a danych r amki j est znana – nagł owek SNAP. Pozwal a na ust al eni e pi er wszych baj t ow ci ągu sz y f r uj ącego. Umoż l i wi a t o zawężeni e możl i wych war t ości kl ucza szyf r uj ącego i / l ub ust al eni e war t ośc i ni ekt or ych bi t ow. I nt egr al ność: Do paki et ow doł ączana j est suma kont r ol na I CV ( 32 bi t owa f unkcj a kont r ol i CRC 32) . Ni e obej muj e cał ej r amki ( nagł owek) . Sł abości w t ym el emenc i e pr ot okoł u pozwal aj ą na: o ł at wą modyf i kacj ę danych nagł owk a, o modyf i kacj ę danych bez r ozszyf r owani a, o odt wor zeni e wcześni ej zapi sanego r uchu si eci owego. Uwi er zyt el ni ani e Nadawca wpr owadza wspol ny, st ał y kl ucz WEP ( 40 bi t ow) or az dane do pr zesł ani a. Nadawca obl i cza I CV ( CRC 32) obej muj ące pol e danych. Nadawca t wor zy kl ucz szyf r uj ący popr zez zest awi eni e wybr anego wekt or a I V i wpr owadzonego kl ucza sekr et nego Pol a danych i I CV są szy f r owane ot r z ymanym kl uczem. Nagł owek i I V są doł ączane w post aci ni ezaszyf r owanej . Odbi or ca odczyt uj e I V z odebr anej r amki i odt war za kl ucz szyf r uj ący dzi ęki znaj omości sekr et nego kl ucza. Pol e danych i I CV j est odszyf r owywane, a nast ępni e spr awdzana j est suma kont r ol na. Jeśl i użyt o wł aści wych k l uczy i t r ansmi sj a był a bezbł ędna, r amk a j est pr zyj mowana j ako pr awi dł owa WPA W peł ni zgodne z WEP. Może pr acować na obecnym spr zęci e po dokonani u uakt ual ni eni a Wykor zyst uj e RC4, z powodu ogr ani czonej mocy obl i czeni owej spr zęt u Popr awi ono naj gor sze sł abości WEP: o obl i gat or yj ny mechani z m uwi er zyt el ni ani a, o nowy sposob t wor zeni a wekt or a i ni c j al i zuj ącego, o w mi ej sc e I CV wst awi ono MI C o nowy sposob t wor zeni a kl ucza szy f r uj ącego: f unkcj a mi eszaj ąca, o mechani zmy zar ządzani a i dyst r ybucj i kl uczy. Zmi any w WPA wzgl ędem WEP: ∙ 3 r odzaj e k l uczy ( uni wer sal ny, par zyst y uni wer sal ny, t ymczasowe) ∙ Mi chael z ami ast I CV( obej muj e cał ą r amkę, chr oni pr zed at akami bi t f l i ppi ng, 64 bi t y) ∙ 48 bi t owy I V sł użący za l i czni k r amek, nowy kl ucz po pr zekr ęceni u si ę l i czni ka – I V z t ym samym kl uczem si ę ni e powt ór z y ∙ Ramka o numer ze ni żs zym ni ż naj wyższa do t ej por y ot r zymana j est odr zucana ∙ Key Mi xi ng ( f unkcj a mi eszaj ąca do t wor zeni a kl ucza szyf r uj ącego, kl ucz szyf r uj ący t wor zony na podst awi e t ymczasowego kl ucza szyf r uj ącego dane: zr óżni cowani e kl ucza publ i cznego mi ędzy st acj ami > dekor el acj a publ i cznego I V i kl ucza szyf r uj ącego) ∙ Br ak uwi er zyt el ni eni a t y pu Open Sy s t em. ∙ Współ pr ac uj e z 802. 1x / EAP w cel u gener acj i i wymi any kl uczy. 31. Opi sz t r yby użyci a koder a AES wr az z i ch podst awowymi cechami char akt er yst yczny mi or az sposobami zast osowani a w syst emi e WPA2. AES wykonuj e 10, 12 l ub 14 r und sz y f r uj ących. Skł adaj ą si ę one z subst yt ucj i wst ępnej , per mut acj i m aci er zowej ( mi eszani e wi er szy, mi eszani e kol umn) i modyf i kacj i za pomocą kl ucza. Funkcj a subst yt ucyj na ma bar dzo or ygi nal ną konst r ukcj ę, kt ór a uodpar ni a t en al gor yt m na znane at aki kr ypt oanal i zy r óżni cowej i l i ni owej . W pr zypadk u WPA2 użyt o pr ot okoł u CCMP: ● szyf r owani a AES w t r ybi e Count er Mode ( CTR) , wyst ępuj e l i czni k, kt ór y j est szy f r owany pr zez kl ucz, a nast ępni e wykonywana j est f unkcj a xor na ni m i danyc h. Bezpi eczeńst wo na pozi omi e CBC i bł ędy są i zol owane. ○ Skut eczni e pr zekszt ał ca AES do szyf r u st r umi eni owego ○ Wysoki e bezpi eczeńs t wo podobni e j ak CBC ○ bł ędy są cał kowi ci e i zol owane ○ Każdy z bl oków j est zakodowany i nną war t ości ą, mi mo wykor zyst ywani a t ego samego t ymczasowego kl ucza ● ELECTRONI C CODEBOOK ( ECB) każdy bl ok szyf r owany j est osobno kl uczem, ni ezbyt dobr y sposób ze wzgl ędu na t o, że t e same dane wej ści owe daj ą t e same dane wyj ści owe, al e za t o bł ędy są i zol owane. ○ naj mni ej bezpi eczny ○ bł ędy są cał kowi ci e i zol owane ○ w pl i kach wi edeo i obr azach obser wowane sa wzor y ● CI PHER BLOCK CHAI NI NG ( CBC) Pi er wszy bl ok szyf r owany j est pr zez xor wekt or a I V z danymi or az kl ucz, po czym dl a nast ępnego bl oku zast ępuj e wekt or I V i t ak aż si ę bl oki skończą. Jeden bł ąd powoduj e, że t r zeba wszyst ko r obi ć od nowa, al e bezpi eczeńst wo j est bar dzo wysoki e. ○ naj bar dzi ej bezpi eczny ○ cał kowi t e zepsuci e st r umi eni a ze wzgl adu na zagubi eni e danych pr zy szyf r owani u 32. Opi sz zagr ożeni a dl a bezpi eczeńst wa si eci wyni kaj ące z zast osowani a UWI ERZYTELNI ANI A opar t ego na s t andar dowym mechani zmi e " WEP Shar ed secr et " w si eci st andar du 802. 11. Sł abości ą uwi er zyt el ni ani a " WEP shar ed key" j est j ego mechani zm: Ur ządzeni e kl i encki e wysł a żądani e aut or yzacj i do AP. AP wysył a ni eszyf r owani e wyzwani e. Kl i ent musi zaszyf r ować t r eść wyzwani a używaj ąc swoj ego kl uc za WEP i wysł ać do AP. AP odszyf r owuj e t r eść k omuni kat u i por ównuj e j e z t r eści ą wysł aną w wyzwani u. W zal eżności od wyni ku t ego por ównani a, AP wysył a pozyt ywną l ub negat ywną odpowi edź . Kt oś może naj pi er w podsł uchać cl ear t ext chal l enge, a nast ępni e usł yszeć zakodowany pr zez użyt k owni ka kl ucz. Ter az wys t ar czy: cl ear t ext chal l enge XOR zakodowany chal l enge pr zez użyt kowni ka = RC4 keyst r eam Jednak znaj ąc key st r eam dl a danego I V możemy bez znaj omości kl ucza r ozszyf r owywać paki et y z t ym samym I V. Znaj ąc RC4 keyst r eam możemy t er az bez pr obl emu uwi er zyt el ni ć si ę u AP koduj ąc chal l enge naszy m odkr yt ym st r umi eni em szyf r uj ącym, er go uwi er zyt el ni eni e poszł o si ę j ebać mozna r obi c di ct i onar y at t acks