Bežične mreže
UVOD U BEŽIČNE MREŽE
„Bežične mreže su vrsta komunikacijske (računarske) mreže u kojoj
medij prijenosa ne koristi kablove napravljene od bakra, legure ili stakla
metala. Bežične mreže koriste radio valove kao medij preko kojeg se šalju
podaci.“
Bežična mreža je fleksibilni podatkovni komunikacijski sistem koji koristi
bežični medij, kao što je tehnologija radio frekvencija, za slanje i primanje
podataka zračnim putem, minimizirajući potrebu za žičanim vezama.
Bežične mreže se koriste za povećanje mogućnosti, a ne za zamjenu, žičanih
mreža i najviše se koriste da bi osigurali povezivanje mobilnog korisnika
sa žičanom
mrežom. One koriste elektromagnetske valove za prijenos informacije sa
jedne na drugu tačku ne oslanjajući se na fizičku vezu. Radio valovi se
koriste kao radio nosioci jer jednostavno obavljaju funkciju isporuke
energije udaljenom prijemniku. Poslani podatak se modulira radio nosiocem
tako da se može tačnije rekonstruisati na prijemnom mjestu. Kada se podatak
modulira radio nosiocem, radio signal zauzima više od jedne frekvencije,
budući da se frekvencija ili brzina prijenosa bita modulirajuće informacije
dodaje nosiocu.
Mogućnost bežične komunikacije postala je veoma interesantna za širok
spektar IT aplikacija u posljednjih desetak godina (mada je razvoj ove
tehnologije započeo još davnih 1940- tih godina).
Naročito su interesantna sljedeća četiri oblika bežičnih komunikacija:
1. ćelijski komunikacijski serveri
2. bežične LAN mreže
3. Bluetooth personalne mreže
4. bežične mreže za prenos podataka.
Osim toga, tzv. virtualne privatne mreže često se inkorporiraju u bežične
komunikacije kao način za bezbijedno slanje privatnih poruka.
Porast broja i funkcionalnosti elektroničkih uređaja uz stalnu tendenciju
njihove međusobne komunikacije dovodi do brzog porasta broja potrebnih
žica i kabela kojim se ti uređaji povezuju.Ovo je jedan od razloga nastanka
bežičnih mreža.
“Bežične mreže sa stajališta produktivnosti, pogodnosti i manjih troškova
su u prednosti u odnosu na standardne žičane mreže, što se ogleda u sljedećem:
1. mobilnost: omogućuju mobilnim korisnicima pristup
informacijama u realnom vremenu, tako da se oni mogu kretati unutar
mreže bez prekida od strane mreže. Ova mobilnost pruža produktivnost
i servisne mogućnosti koje nisu moguće sa žičanim mrežama.
2. brzina i jednostavnost instalacije. Instalacija
bežičnog sistema može biti brza i jednostavna i može eliminisati potrebu
za provlačenjem kabela kroz zidove i plafone.
3. doseg mreže. Mreža može biti proširena do mjesta
koja ne mogu biti povezana žicama.
4. veća fleksibilnost. Bežične mreže pružaju veću fleksibilnost
i lakše se adaptiraj na promjene u konfiguraciji mreže.
5. smanjenje vlastitih troškova, dok početno ulaganje
zahtijevano za bežične mreže može biti veliko. Troškovi cjelokupne instalacije
i troškovi njihovog “doživotnog” održavanja mogu biti značajno niži
u dinamičkim sredinama.
6. skaliranje. Bežični sistemi mogu biti konfigurirani
u različitim topologijama s ciljem postizanja specifične aplikacije
i instalacije. Konfiguracije mogu biti lahko promijenjene od peer-to-peer
mreža za mali broj korisnika do velikih infrastrukturnih mreža koje
omogućuju roaming preko širokog područja.”
LAN (engl. Local Area Network)
LAN
je računarska mreža namijenjena za lične računare (PC, personal computer).
„LAN može imati jedan ili nekoliko stotina čvorova (umreženih računara).
Računari se najčešće umrežavaju specijaliziranim kabelima koji imaju veliku
propusnost podataka (npr. UTP kabel) koji se priključuju na hub ili preklopnik.
Komunikacija se odvija preko TCP/IP protokola. Najčešće umrežava radne
stanice, računare, printere, servere i ostale uređaje. LAN omogućava dijeljenje
podataka, uređaja kao i programa. LAN radi na najniža dva sloja OSI modela.
Najčešći standardi koji se koriste su Ethernet, FDDI te Token Ring.
Half-duplex- u mrežama koje koriste CSMA/CD (en. carrier sense multiple
access collision detect) tehnologiju kao što je Ethernet, slanje podataka
se izvodi tako da mrežni uređaj koji treba slati podatak prvo nadgleda
ima li drugih uređaja u mreži koji šalju podatak. Ako to nije slučaj,
uređaj počinje slanje podataka. Dva uređaja ne mogu slati podatke istovremeno,
ako se to dogodi uređaj čeka određeno vrijeme za ponovno slanje podataka,
što obični korisnik i ne primjeti. Što je više uređaja u LAN-u to je veća
šansa da se dogodi kolizija, i to je razlog što se performanse Ethernet
mreže smanjuju ako se broj uređaja na jednoj mreži poveća. CSMA/CD mreže
ne mogu u isto vrijeme slati i primati podatke.
Full-duplex preklopnici su omogućili istovremeno slanje i primanje podataka,
tzv. full-duplex način rada. Sa preklopnicima mogućnosti i brzina Ethernet
LAN mrežese povećala i unaprijedila. Sa 100 Mbps Ethernet mreža može prebacivati
200 Mbps podataka, no samo 100 Mbps može ići u jednom smjeru.“
Prijenos podataka u LAN mreži se dijeli na tri osnovne skupine:
1. Unicast,
2. multicast
3. broadcast.
Kod unicast prijenosa jedan paket je poslan od izvora do odredišta na
mreži. Izvorišni čvor adresira paket koristeći adresu koja će biti na
odredištu, potom se paket šalje na mrežu, i konačno na odredište.
Multicast prijenos podataka se sadrži od jednog paketa podataka koji se
kopira i šalje na specifične podskupove uređaja na mreži. Izvor adresira
paket koristeći multicast adresu, nakon toga kopira paket i šalje kopije
svakom čvoru (korisniku) koji je dio multicast adrese.
Broadcast prijenos podataka se sastoji od jednog paketa podataka koji
se kopira te šalje svim čvorovima koji se nalaze u mreži. Tada se koristi
broadcast adresa, te se nakon toga kopira paket koji se šalje svim korisnicima
na mreži.
BLUETOOTH
“Razvitak Bluetooth tehnologije započela je tvrtka Ericsson 1994. godine
istraživanjima koja su imala za cilj realizovati troškovno i tehnološki
učinkovito radio sučelje, male potrošnje za mobilne uređaje namijenjene
radu na malim udaljenostima.
Naziv Bluetooth nastao je od imena danskoga kralja Haralda Bluetootha
koji je živio od 910. do 940. godine. U historiji je poznat po tome što
je ujedinio Dansku i Norvešku.
Godine 1998. formirana je posebna grupa SIG (engl. Special Interest Group)
za razvoj i standardizaciju Bluetooth sučelja. Specifikacija ove tehnologije
objavljena je 1999. godine. U martu 2002. godine IEEE radna grupa za standardizaciju
ličnih mreža PAN (engl. Personal Area Network) usvojila je Bluetooth bežični
standard.”
Osnovna svojstva
Bluetooth bežična tehnologija omogućuje povezivanje prijenosnih i stolnih
računara, računarske opreme, mobilnih telefona, kamera i drugih digitalnih
uređaja upotrebom bežičnih veza na relativno malim udaljenostima. Komuniciranje
između uređaja i njihovo bežično povezivanje se obavlja putem Bluetooth
pristupnih tačaka s mrežom za prijenos govora ili s Internet mrežom velikim
brzinama. To pretpostavlja da se Bluetooth radio i kontroler osnovnog
pojasa mogu ugraditi u uređaj (kamera, slušalica, mobilni telefon) ili
spojiti putem univerzalne serijske sabirnice (engl. Universal Serial Bus-USB)
i serijskoga priključka ili preko PC kartice s računarom ili bilo kojim
drugim korisničkim uređajem. Osnovne osobine ove tehnologije su robusnost,
te značajna troškovna učinkovitost i ekonomičnost u potrošnji snage i
energije.
Tehničke karakteristike
Bluetooth uređaji rade u frekvencijskom pojasu od 2.4 GHz do 2.4835 GHz,
tj. u tzv.
industrijsko-znanstveno medicinskom ISM (Industrial-Scientific-Medicine)
pojasu. Kako je ISM pojas svakome otvoren, radio sistemi koji rade u ovom
frekvencijskom pojasu moraju biti tako projektovani da se mogu uspješno
nositi s problemima interferencije i fedinga (engl.fa ding- promjena jakosti
signala). Ovi su problemi riješeni upotrebom tehnologije frekvencijskog
preskakivanja s raspršenim spektrom (engl. Frequency Hopping Spread Spectrum-FHSS).
Frekvencijsko područje 2.4 – 2.4835 GHz podjeljeno je u 79 odvojenih kanala
i tokom
komunikacije radio primopredajnici preskaču s kanala na kanal na pseudo
slučajni način. Drugim riječima, u Bluetooth kanalima se primjenjuju šeme
frekvencijskog preskakivanja i
dvosmjernog prijenosa s vremenskom raspodjelom. Kanal je podijeljen u
vremenske odsječke
trajanja 625 m/s, a za svaki pojedini odsječak određuje se drukčija frekvencija
preskakivanja. To rezultira nominalnom frekvencijom od 1600 preskoka u
sekundi.
Bluetooth bežični sistem
Dvije ili više jedinica koje dijele isti kanal čine mrežu nazvanu “piconet”,
tj. jednog master
čvora i do sedam slave čvorova povezanih u zvijezdastu mrežu u odnosu
na master.U njoj se
jedna jedinica ponaša kao nadređena (master), kontrolirajući promet u
piconet mreži. Ostale sujedinice podređene (slave). Master dodjeljuje
jedinstvene adrese svojim slave čvorovima i
uspostavlja povezivanje fizičkih podataka u slučaju prijenosa podataka.
Svi korisnici unutar jedne piconet mreže dijele isti kanal, pa porastom
broja uređaja u toj mreži propusnost po korisniku brzo pada. Nekoliko
piconet mreža koje nisu međusobno sinhronizirane čine “scaternet” mrežu.
Veza između piconet mreža ostvaruje se upotrebom jednog od Bluetooth uređaja
uključenog u dvije ili više piconet mreža. Maksimalni broj piconet mreža
koje mogu sačinjavati scaternet mrežu je 10.
Tri klase snage su podržane standardom. U praksi su gotovo svi Bluetooth
uređaji razvijeni da podržavaju jednu od ovih klasa od kojih većina podržava
klasu najmanje snage (kratkog dosega).
|
Snaga |
Snaga dBm |
Doseg |
Klasa 3 |
1mW |
0dBm |
10m |
Klasa 2 |
2.5mW |
4dBm |
20m |
Klasa 1 |
100mW |
20dBm |
100m |
Baseband: Baseband i Link Control Layer omogućavaju RF vezi između Bluetooth
uređaja u piconet mreži.
Link Manager Protocol: Link Manager Protocol je odgovoran za postavljanje
poveznih kanala između Bluetooth uređaja nakon provedbe sigurnosnih metoda
kao što su autentifikacija i enkripcija
Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP): L2CAP paketi prenose
pakete u gornji sloj protokola.
Service Discovery Protocol (SDP): Koristeći SDP, informacije uređaja,
dopuštene usluge i karakteristike usluga se međusobno zahtijevaju među
omogućenim Bluetooth uređajima.
Cable Replacement Protocol (RFCOMM): RFCOMM je emulacijski protocol.
Telephony Control Protocol: Koristi se za uspostavljanje govornih i podatkovnih
poziva između uređaja.
ULTRA WIDEBAND COMMUNICATIONS
Ultra Wideband – UWB tehnologija potiče iz 60-tih godina prošlog stoljeća
i pretežno je korištena za aplikacije temeljene na radarima. U novije
vrijeme razvojem tehnologija za brzi prijenos podataka UWB postaje sve
atraktivniji za jeftinije aplikacije UWB još nije standardiziran pa su
različiti poslodavci razvili vlastita rješenja temeljena na UWB tehnologiji
. IEEE specifikacija je također respektirani kandidat za UWB temeljen
na WPAN-u. UWB je revolucionaran komunikacijski mehanizam koji koristi
visoko-frekventne mikro- talasne pulseve za slanje digitalnih podataka
preko širokog spektra frekvencijskih pojaseva sa vrlo malim intenzitetom
snage, tj. UWB može prenijeti vrlo velike količine podataka na male udaljenosti
uz malo snage.
Uspredba zauzeća frekvencijskih pojaseva između uskopojasnih i UWB tehnika
Tehničke karakteristike
UWB komunikacije se razlikuju od tradicionalnih radio frekvencijskih
(RF) tehnologija jer umjesto nosioca podataka iz uskog frekvencijskog
pojasa, koristi energijske impulse duž širokog spektra frekvencija (tipično
od 3 do 10 GHz).
Umjesto da koristi sinusne valne signale, UWB koristi radio odašiljanje
digitalnih pulseva koji su tajmirani vrlo precizno na signalu iz vrlo
širokog spektra. Odašiljač i prijamnik moraju biti koordinirani, da bi
mogli primati i slati pulseve, sa točnošću 10-12 dijela sekunde.
ZIGBEE
„ZigBee je komunikacijski protokol namijenjen upotrebi u bežičnim senzorskim
mrežama. Karakteriziraju ga niska propusnost (engl. data rate) od najviše
250 kbit/s, mala potrošnja energije i domet primjeren namjeni. Komunikacija
se odvija na 2,4 GHz. Omogućuje jednostavnu izgradnju mreža zvjezdastih
i isprepletenih (engl. mesh) topologija. Ugrađene sigurnosne mogućnosti
čine ZigBee idealnim rješenjem za bežično upravljanje uređajima u WPAN
mreži.
Prema slici, ZigBee mrežu čine komponente opisane u nastavku. ZigBee mreža
služi samo za transport poruka. Za potpuno razumijevanje značenja pojedinih
poruka, nužno je poznavanje protokola po kojem radi alarmni sistem i načina
rada sistema za brigu o životinjam. Zadnja 2 bita svake poruke određuju
odredište odnosno izvor poruke, već prema kontekstu: 01 » čvor A1,
10 » A2 i 11 » M1.“
LITERATURA
1. www.hr.wikipedia.org
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_network
3. http://hr.wikipedia.org/wiki/LAN
4. www.google.ba/lan_images
5. http://electronics.howstuffworks.com/bluetooth.html
6. http://spvp.fer.hr/pametna_kuća
PROČITAJ
/ PREUZMI I DRUGE SEMINARSKE RADOVE IZ OBLASTI:
|
|
preuzmi
seminarski rad u wordu » » »
Besplatni Seminarski
Radovi
SEMINARSKI RAD |