EVL Draadloze locale netwerken (LAN’s) Algemene problemen: –Interferentie (microgolf ovens) –Verzwakking (25 dB per verdieping/dikke muren) –Fading (frequentie.

Presentatie over: "EVL Draadloze locale netwerken (LAN’s) Algemene problemen: –Interferentie (microgolf ovens) –Verzwakking (25 dB per verdieping/dikke muren) –Fading (frequentie."— Transcript van de presentatie:

1 EVL Draadloze locale netwerken (LAN’s) Algemene problemen: –Interferentie (microgolf ovens) –Verzwakking (25 dB per verdieping/dikke muren) –Fading (frequentie selectief) oplossingen: ruimte diversiteit, equalisers –Spreiding op de vertragingstijden delay spread; grootte-orde 50 nsec. –Beveiliging

2 EVL Draadloze locale netwerken Acces methodes (MAC laag) –Kanaaltoewijzing Gecentraliseerd Gedistribueerd –“Hidden Nodes” (A en C kunnen elkaar niet zien) ABC –Interferentie Protectie marge (  f or near-far effects)

3 EVL Technologieën voor LAN’s Huidige systemen: –1) ISM band (2,4-2,835 GHz) –Standaarden: ETS 300-328 (100 mW EIRP !) –IEEE 802.11 (oud 1 en 2 Mbit/s) (http://www.standards.ieee.org) Extensies (voorzien in 1999): 4,5 (FH) en 25,5 (DS) Mbit/s Throughput: 5,5&11 @ 2,45 GHz; 6 12 en 24 @ 5GHz –2) IR: 115 kb/s te wijten aan vermogen beperkingen –3) DECT (ETS300-175): netto 552 kb/s (250 mW) Bereik 30-100 m binnenshuis, tot 3 km buitenshuis –4) HiperLAN (ETS 300-658) versie 1 (1 W; 5,15-5,3 GHz) 23,5294 Mbit/s

4 EVL Draadloze locale netwerken “Toekomstige” systemen –1) HiperLAN 2 (17,1-17,3 GHz) –2) Bluetooth (2,402-2,480 GHz) –3) LMDS-MVDS (rond 40 GHz) In de VS: Local Multipoint Digital System In Europa: Microwave Video Distribution System –4) 60 GHz systemen (“Mobile Broadband System”) Problemen: Geen penetratie door muren: zou door vensters moeten gaan door vensters met externe “belichters”

5 EVL Draadloze locale netwerken Breedband extensie: 802.11 a (OFDM, cfr. xDSL, DAB): 20 MHz subbanden 5000+5*n (0  n  200 niet allen geldig; VS: 5,15-5,35 en 5,725-5,825 MHz)

6 EVL Draadloze locale netwerken 802.11 a; Vermogens (VS) en constellatiediagramma’s

7 EVL Draadloze locale netwerken 802.11 b; DSSS

8 EVL Draadloze locale netwerken Physische laag D(irect)S(equence)-S(pread)S(pectrum) - Minimale spreiding factor 11 (10 dB systeemwinst) “chip”snelheid 11 MHz - DBPSK (1 Mbit/s) en DQPSK (2 Mbit/s) 11 chip Barker code: +,-,+,+,-,+,+,+,-,-,- heeft kleine correlatie met verschoven versie Basic Access Rate en Enhanced Access Rate 11 kanaals, 9 in Europa (2,422 GHz + k 5 MHz); nu 2 bijgekomen - 8 chip C(omplementary)C(ode)K(eying) BPSK 4 bits/symbool (5,5 Mbit/s) of QPSK 8 bits/symbool (11 Mbits/s)

9 EVL Draadloze locale netwerken F(requency)H(opping)-S(pread)S(pectrum) (wordt verlaten voor bluetooth: 1000 hops/sec.; nu 802.15) –Verplicht: 1 Mbps 2 level G(aussian)F(requency)S(hift)K(eying) –Optioneel: 2 Mbps 4 level GFSK –2 GFSK: + en - 100 kHz (nu > 110 kHz) –4 GFSK: +225, +75, -75, -225 kHz –79 kanalen van 2402 MHz tot 2480 MHz (1 MHz steps) –Minimale afstand 6 MHz –78 hoppingpatronen onderverdeeld in 3 sets van 26 patronen –Minimale Snelheid: 2,5 Hops/sec. (t<400 msec.) –In IEEE norm: “The minimum hop rate shall be governed by the regulatory authorities”.

10 EVL Draadloze locale netwerken: CSMA/CA 6 9 4 5 2 5 3 3

11 EVL Draadloze locale netwerken MACA (Multiple Access with Collision Avoidance) RTS naar ontvanger ontvanger zendt CTS met lengte van frame zo geen CTS ontvangen binair exponentiële backoff MACAW (Virtual Collision Detection) ACK na verzenden van data BO ook verhoogd zo geen ACK ontvangen RTS CTS DATA ACK Tx Rx

12 EVL Draadloze locale netwerken Vergelijking (Raf De Cock & Eddy Coussement) 2 DS-SS systemen: WaveLAN en ARLAN 2 FH-SS systemen: RangeLAN en BreezeNET Afstand: ongeveer 1 km in de vrije ruimte Interferentie testen met de microgolfoven –FH slecht; DS beter –5 cm van de oven: - 30.0% –20 cm van de oven: -32.0% –één boven de oven en één op 300 cm van de oven: -77.3%

13 EVL Draadloze locale netwerken Vergelijking (throughput per persoon & totaal)

14 EVL Draadloze locale netwerken Vergelijking: 2 parallelle verbindingen (één DS, één FH) –2m tussen Rx & Tx en 10 cm uiteen FHDS DS -8%; FH -100%DSFH 11 –1 m en 3 m tussen Rx & Tx and 1m uiteen 2 2 DS -22% (1m) of -69% (3m); FH -53% (1m) of -61% (3m) –vierkant van 2 m FHDS DS -58%; FH -64% DSFH

15 EVL Draadloze locale netwerken HI(gh)PER(formance)LAN –ETS 300 652; Maart 1996 2 (network) Service Access Points –MSAP: voegt HIPERLAN MAC protocol data unit toe –HCSAP: voegt HIPERLAN CAC PDU (HCPDU) uit http://www.etsi.org

16 EVL Draadloze locale netwerken Modulatie GSMK met BT=0.3 voor hoge data snelheden (23,5294 Mbit/s) FSK voor lage data snelheden (+-368 kHz) (1,4706 Mbit/s)

17 EVL Draadloze locale netwerken Operationele elementen –Vermogen spaarfunctie –Enkel ontvangen gedurende vooraf afgesproken intervallen –3 timers (offset (0-65535), activiteit en periode (500-65535))

18 EVL Draadloze locale netwerken Kanaaltoegangs prioriteiten

19 EVL Draadloze locale netwerken EY-NPMA

20 EVL Draadloze locale netwerken Prioritisatie Fase –luister gedurende n prioritisatie intervallen –zo niets gehoord, zend kanaal toegangs sequentie –tenminste 1 aanvrager overleeft deze fase (met dezelfde prioriteit) Eliminatie Fase –zend een eliminatie sequentie met een lengte tot 12 –lengte hangt af van een willekeurig getal –overlevenden horen niets gedurende hun eliminatie overlevings controle interval

21 EVL Draadloze locale netwerken Demonstratoren gebouwd (LAURA & HIPERION) Toekomst?????

22 EVL Draadloze locale netwerken Vergelijking HIPERLAN-802.11

23 EVL Vergelijking: performantie Alle producten: http://www.wirelessethernet.org/certified_products.asp 802.11a (Gemtek, Global Suntech, RF TNC) Bron: PC magazine Product Throughput (Mbps) Apple AirPort 4,49 Cisco Aironet Wireless 340 Series 5,92 Compaq WL 100, WL 400 4,55 Lucent Orinoco Wireless Network 5,12 RadioLAN Wireless Mobilink 7,59 3Com AirConnect 4,82 10-Mbps Ethernet 9,10

24 EVL Vergelijking: kost Apple Cisco Compaq Lucent RadioLAN 3Com AirPort Aironet WL 100 Orinoco WirelessAirConnect Wireless WL 400 Wireless Mobilink 340 Series Network List price (2001 in US$) PC $99 $249 $199 $167 $299 $219 PCI - $359 $199 $69 $399 $329 ISA - $359 - $69 $349 - AP $299 $1299 $899 $995 $999 $1195 Beriek aan 11 Mbps Gesloten/open ruimte (voeten) 150/400 100/400 100/300 130/400 120/300 150/300 Technologie 802.11b uitgenomen RadioLAN (Proprietair, 5,775 GHz) Supporteert SNMP: allen, uitgenomen RadioLAN (enkel backbone link) Access point kan als DHCP client fungeren bij alle modellen

25 EVL Draadloze locale netwerken Besluiten –Draadloze LAN’s blijven duur: –Op Apple Airport na draaien ze rond de kost van een vaste verbinding (300 €) : ongeveer 250 €/interface kaart + kost acces punt –Beveiliging is niet (altijd) verzekerd –Enkel nuttig in historische gebouwen/grote zalen –Niet alle systemen zijn compatibel (FH-DS-Proprietair)

26 EVL Draadloze locale netwerken Vragen??