Wykład 6

Wykład 6
Ethernet c.d.
Interfejsy bezprzewodowe
Gigabit Ethernet
• Gigabit Ethernet należy do rodziny standardów
Ethernet 802.3
• Może pracować w trybie full duplex (przesył
danych po 2 parach) lub tzw double-duplex (4
pary).
• Gigabit Ethernet może wykorzystywać do
transmisji danych medium optyczne jak również
skrętkę kategorii 5 i wyższej
Standardy Gigabit Ethernet
Standardy 10 Gigabit Ethernet
Ethernet vs. inne technologie sieciowe
Ethernet - sprzęt
Ethernet – schemat blokowy
Interfejs MII
• Interfejs MII (Media Independent Interface) jest
ustadaryzowanym interfejsem służącym do
podłączenia kontrolera sieci (MAC) do warstwy
fizycznej (PHY) w Ethernecie 100Base-T
• Dzięki pełnej standaryzacji możliwe jest
podłączenie dowolnego typu medium fizycznego
• Istnieją wersje MII dla praktycznie każdego typu
połączenia ethernetowego (np.. AUI, GMII, RMII)
Interfejs MII – odbiór danych
Interfejs MII – nadawanie
Ethernet MAC – STE100P
• Główne cechy:
– Układ kontrolera sieci dostępny w ilościach
detalicznych
– Wsparcie dla standardów 10Base-T oraz 100Base-TX
– Wsparcie dla mechanizmów autonegocjacji prędkości
– Interfejs MII
– Dostęp do medium poprzez CSMA/CD lub full-duplex
– Wewnątrz układu zaimplementowane potrzebne
kodery, skramblery i equalizery
Ethernet MAC – STE100P
STE100P - aplikacja
Interfejsy bezprzewodowe
Interfejsy bezprzewodowe
• Popularność komunikacji bezprzewodowej
rośnie obecnie w znacznym tempie
• Samo zagadnienie komunikacji jest
zagadnieniem skomplikowanym – środowisko
jest kapryśne i bardzo zatłoczone
• Dzięki efektowi skali na rynku dostępne są
obecnie gotowe i tanie(!) układy komunikacji
bezprzewodowej
Interfejsy bezprzewodowe
• Dostępne na rynku rozwiązania pozwalają na
transmisję o prędkościach od pojedynczych B/s
do dziesiątek MB/s
• Dostępne zasięgi: od metrów do kilometrów
• Dostępne częstotliwości są ograniczane przez
regulacje lokalne. W Europie wykorzystuje się
zazwyczaj: 433MHz, 868MHz oraz 2.4GHz
Interfejsy bezprzewodowe
ZigBee
Interfejsy bezprzewodowe
ZigBee
ZigBee
IEEE 802.15.4
ZigBee
• Główne cechy:
–
–
–
–
–
–
–
–
Przewidziany do pracy głównie w zakresie 2.4GHz
Zdefiniowany również dla kilku innych częstotliwości
Zdefiniowano 27 kanałów
Możliwe jest podłączenie praktycznie dowolnej liczby
urządzeń
Urządzenia tworzą sieć „dynamic mesh”
Duuuży nacisk położony na mały pobór prądu
Metoda dostępu do medium: CSMA/CA
Modulacja O-QPSK
ZigBee – architektura sieci
ZigBee – architektura oprogramowania
ZigBee – architektura oprogramowania
ZigBee – struktura ramki
• Typy transmisji:
–
–
–
–
–
–
Potwierdzana
Nie potwierdzana
Unicast
Broadcast
Transmisja wielokanałowa
Transmisja jednokanałowa
ZigBee – przykład zastosowania
ZigBit
• Główne cechy:
–
–
–
–
–
–
Kompaktowe wymiary
Przyzwoita cena
Bardzo duża czułość (-101dBm)
Moc wyjściowa do +3dBm
Bardzo mały pobór prądu: sen <6µA, transmisja <20mA
Człon radiowy zintegrowany z mikrokontrolerem
ATMega1281
– Zintegrowana antena
– Praca w paśmie 2.4 GHz
Dziękuję za uwagę
Bluetooth
IEEE 802.15.1
Bluetooth
• Główne cechy:
– Przewidziany do pracy w zakresie 2.4GHz
– Zdefiniowano 3 klasy mocy nadawczej o zasięgu 1,
10 oraz 100 metrów
– Możliwe jest podłączenie do sieci tylko kilku urządzeń
– Urządzenia tworzą pikosieć z jednym hostem i do 7
urządzeniami typu slave
– Metoda dostępu do medium: TDMA, zarządzane
przez hosta
– Modulacja FSK
Bluetooth
• Główne cechy:
– Wykorzystywane jest 79 kanałów o szerokości 1MHz
– Teoretyczna przepływność to 1Mb/s
– Używana jest technika Frequency Hopping (1600
skoków na sekundę)
– Ze względu na zajętość tego samego pasma co WiFi
(tj. 802.11) może nastąpić wzajemne zakłócanie się
obu standardów
Bluetooth – stos protokołów
Bluetooth – stos protokołów
• Warstwa radiowa
• Baseband layer:
– Upakowuje luźne bity w ramki
– Sloty czasowe: 625 µs
– Sloty parzyste wykorzystuje master, nieparzyste –
urządzenia slave
– Ramki mają długość 1,3 lub 5 slotów
• Warstwa L2CAP:
– Zamienia pakiety od warstw wyższych na ramki
– Dba o zapewnienie jakości usług
Bluetooth – format ramki
• Istnieje kilka formatów ramek
• Najczęściej stosowana jest pokazana poniżej
• Ramka trwa 288 µs z 625 µs – reszta jest
tracona na synchronizację!
Moduł BTM-112 – parametry elektryczne
Dziękuję za uwagę
Moduł BTM-112 – schemat blokowy
Dziękuję za uwagę
ZigBee vs Bluetooth
Dziękuję za uwagę