Politecnico di Milano. Facoltà di Ingegneria dell Informazione. WLAN e PAN. Reti Radiomobili

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1 Politecnico di Milano Facoltà di Ingegneria dell Informazione WLAN e PAN Reti Radiomobili

2 Wireless LAN Il mondo delle reti dati wired è dominato nell accesso dalle LAN Ethernet (IEEE 802.3) Il meccanismo base di trasmissione è su mezzo trasmissivo condiviso (broadcast) Appare naturale voler estendere il concetto di LAN al mondo wireless che pure si basa su un mezzo condiviso 2

3 Wireless Extension Al contrario che per i sistemi radiomobili la comunicazione è diretta tra i terminali (non serve la Base Station!) Ma è possibile usare degli Access Point (AP) per accedere ad una rete infrastrutturata BSS Basic Service Set AP LAN (DS (DS-- Distribution System) AP BSS Basic Service Set ESS Extended Service Set 3

4 WLAN Protocollo per Wireless LAN standard IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineering) Accesso multiplo casuale simile a quello di Ethernet Supporta diverse modalità di trasmissione e diverse velocità a - 2 Mb/s banda ISM 2.4 GHz (obsoleto) b 11 Mb/s banda ISM 2.4 GHz In fase di standardizzazione: 54 Mb/s banda 5 GHz 4

5 IEEE : Trasmissione Radio Per poter usare la banda ISM (Industrial( Scientific Medical) ) occorre fare spread spectrum bit Codice di spreading DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) chip Σ bit B Processo di spreading nb 5

6 MAC: Accesso Multiplo MAC Physical Layer Convergence Procedure SL Physical Medium Dependent SL L accesso dell Ethernet è di tipo CSMA- CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect) Ascolto il canale e trasmetto solo quando è libero Se collido smetto di trasmettere In ambito wireless Il carrier sense è limitato Il collision detect non si può fare 6

7 MAC: Accesso Multiplo Carrier Sense: problema del Hidden Terminal collisione collisione Collision Detect: Occorre trasmettere e ricevere allo stesso tempo Ricevitore accecato dal trasmettitore 7

8 MAC: CSMA/CA Si usa il CSMA-CA (Collision Avoidance) sorgente DIFS RTS DATA SIFS SIFS SIFS destinazione CTS ACK NAV (RTS) altre staz. NAV (CTS) Backoff casuale DCF (Distributed( Coordination RTS (Request( To Send) Function) CTS (Clear( To Send) Nei pacchetti RTS e CTS c è scritta la DIFS (Distributed( Inter durata della trasmissione Frame Space) Gli altri settano un contatore Virtual SIFS (Short IFS) CS chiamato NAV (Network Allocation Vector) 8

9 MAC: CSMA/CA (PCF) Point Coordination Function AP PIFS POL SIFS sorgente destinazione DATA SIFS ACK Si possono gestire priorità Si possono gestire traffici real-time con il meccanismo PCF Polling (PCF) Supertrama CSMA-CA (DCF) 9

10 802.11: Sicurezza WEP (Wired Equivalet Privacy) Autenticazione AP Chiave segreta condivisa (nota) Response ( data crittato con algoritmo RC4 usando la chiave) Challenge (data) De-crittatare messaggio. OK? Cifratura Sempre basata su una chiave nota a priori e algorimo RC4 10

11 Ad-Hoc Networking Ogni terminale può fungere da router Condivisione di file e risorse durante una riunione Scambio di informazioni tra sensori distribuiti Scambio di informazioni tra autovetture su una autostrada ecc. 11

12 Personal Area Network (PAN): PSTN, ISDN, LAN, WAN, xdsl Sostituzione dei cavi Supporto di voce e dati Uso di gateway personali per la connettività (cellulare, card WLAN, ecc.) Condivisione di dati tra dispositivi personali Accesso a reti infrastrutturate 12

13 Bluetooth TM Re Re danese del del medioevo, Harald Blaatand II, II, detto Bluetooth ( ) 981) Unificò la la Danimarca e la la Svezia Tecnologia radio A basso costo Raggio ridotto (10-20 m) Bassa complessità Piccole dimensioni Trasmissioni radio nella banda ISM 2.4 GHz Nato da un consorzio di costruttori E in fase di standardizzazione da parte di IEEE

14 Trasmissione radio 1 Mb/s (720 kb/s data rate) Sono definite 79 portanti nella banda ISM Frequency Hopping: ogni dispositivo radio usa in sequenza tutte le frequenze saltando da una all altra secondo una sequenza nota Accesso radio ordinato a divisione di tempo Una stazione assume il ruolo di master Le altre quello di slave 14

15 Bluetooth: Piconet Master Ci possono essere fino a 7 slave attivi Gli altri possono essere in stand-by Un stazione slave non può trasmettere se non in riposta a messaggi inviati dal master La sequenza di hopping viene fissata dal master, gli slave devono sincronizzarsi 15

16 Bluetooth: : Accesso radio Master SCO (Synchronous Connection Oriented) ACL (Asynchronous ConnectionLess) 16

17 Bluetooth: Scatternet Master Master Master/ Il concetto di ad-hoc networking di Bluetooth Una stazione può appartenere a più piconet e può svolgere anche differenti ruoli 17

18 Per maggiori informazioni: Specifiche: : Tutorial (BreezeCom( Wireless Communications) sss-mag.com/.com/pdf/802_11tut.pdf Libri: 18

19 Per maggiori informazioni: Bluetooth Specifiche Bluetooth bluetooth.com Specifiche: : Libri: 19