PAN. Bluetooth jellemzık IEEE IEEE LAN. Mihalik GáspG. FHSS: 1600 ugrás/s volság. IEEE részei: r

Átírás

1 PAN Vezeték k nélkn lküli li hálózatok h és s a kábeltelevk beltelevízió Mihalik GáspG spár Bluetooth: tipikusan vezetékek kivált ltására tervezték Vannak Bluetooth routerek így akár r internetelérés s is lehetıvé válik Felhasználás: s: Fülhallgató PDA Adatátvitel tvitel Nyomtatás Elıny nyök: könnyebb k mozgatás, vezeték összegabalyodás-szakadás s nincs IEEE (Task( Group 1) Bluetooth 1.1: FHSS, 1 Mb/s sebesség (TG 2) A és s a hálózatok h együttes alkalmazásával foglalkozik: mindkét t hálózat h ISM sávban mőködik m ezért ajánl nlásokat dolgoz ki (TG 3) Nagyobb sebesség: 11, 22, 33, 44 és s 55 Mb/s (TG 4) Kis adatátviteli tviteli sebesség kis fogyasztás: s: 20, 40 és 250 Kb/s Bluetooth jellemzık FHSS: 1600 ugrás/s - 2,4 GHz-en Hatótávols volság Kis teljesítm tményő eszközök: k: ~2 m Nagyobb teljesítm tményőek: ~20 m LAN IEEE részei: r Felhasználói i eszközök Hozzáférési pontok Routerek Ismétl tlık Antennák IEEE b (1997) DSSS; 2,4 GHz max.. 11 Mb/s sebesség; viszonylag nagy hatótávols volság; interferencia(!) a (1999) OFDM; 5 GHz max.. 54 Mb/s; viszonylag kis távolság g (<=30 m): nem kompatibilis a b-vel g (2003) OFDM; 2,4 GHz max.. 54 Mb/s; viszonlyag nagy hatótávols volság; interferencia(!): kompatibilis a b- vel 1

2 Wi-Fi Wi-Fi Alliance (Wi-Fi Szövets vetség): a wireless LAN eszközök együttm ttmőködésével és s marketingjével foglalkoznak Tanúsítj tják k a termékeket WEP helyett WPA HiperLAN/2 Európai szabvány A csomagok tovább bbítására TDMA-t használ kiszámíthat thatóbb adási idık: multimédi diás s alkalmazásokhoz jobb Max. 54 (42) Mb/s sebesség g (a fizikailag ezt soha nem éri el (18 Mb/s)!) OFDM; 5 GHz-en Kapcsolatot tud létesl tesíteni teni más m hálózatokkal 3G, ATM IEEE MAN Vezeték k nélkn lkül l mőködım telefonok Zsinór r nélkn lkülili Mobiltelefonok Analóg g beszédtov dtovábbítás Digitális beszédtov dtovábbítás s (1G) Digitális beszéd- és s adattovább bbítás s (2G, 2.5G, 3G) 4G Rendszerek Analóg Amerikában szabályozott, Európában nem szabályozott rendszerek épültek Digitális Európa szabványos nyosított (GSM) Amerika a piacra bízta b a szabványos nyosítást st (az USA-ban ma 2 nagy egymással inkompatibilis rendszer, plusz egy kisebb van használatban) A mobiltelefonok elterjedése Európában sokan Az USA-ban kevesebben használj lják 2

3 Analóg g beszédátvitel Elısz ször r 1946-ban St. Louisban átkapcsolós s rendszer (CB rádir diók) 1960-as években az IMTS (Improved( Mobile Telephone System javított mobiltelefon-rendszer) 200 wattos adótorony 2 frekvencia: adáshoz, vételhezv Fejlesztett mobiltelefon-rendszer AMPS: Cellákra osztás a cellák k olyan frekvenciákat kat használnak, amelyek a szomszédos cellákban nem használatosak IMTS egy frekvencián n 1 hívást, h az AMPS hívást h bonyolíthat Cellák A cellák k méretm retének csökkent kkentésével növelhetik a kezelhetı hívások számát A kisebb cellákhoz kisebb adóteljes teljesítményekre van szüks kség Kézi telefonok 0,6 W Autókba építve 3 W A bázisb zisállomások antennáit megfelelı magasságban gban kell elhelyezni - egyház Cellák k további osztása sa A túlterhelt t cellákat kisebb mikrocellákra kra osztják Néha ideiglenesen is telepítenek tenek mikrocellákat kat nagyobb rendezvényekn nyeknél Ezeket mőholdas m hordozható állomásokkal oldják meg Bázisállomás Minden cella közepk zepén n van egy bázisállomás MTSO (Mobile Telephone Switching Office mobiltelefon kapcsolóá óállomás) v. MSC (Mobile Switching Centre mobil kapcsolóközpont) Nagyobb rendszerekben többszintt bbszintő MTSO kapcsolatok lehetnek Cellavált ltás s problémája A telefonok minden pillanatban egy adott cellához tartoznak 1. A váltv ltásnál l a bázisb zisállomás észreveszi a telefon jelének gyengülését 2. Körbekérdez, rdez, melyik szomszédn dnál l erısödik a jel 3. Átadja annak, akinél l a legerısebb 4. A telefont felkéri az új fınök,, hogy váltson v csatornát hívás s esetén Ez az átadás. Ideje ~300 ms 3

4 Átadás s lehetséges módjaim Puha átadás: 2 frekvenciára ra kell tudnia egyszerre ráhangolr hangolódni a telefonnak erre az elsı és s a második m generáci ciós készülékek nem képesekk Kemény átadás Híváskezelés Minden telefon rendelkezik egy 32 bites gyári számmal, és s egy 10 számjegy mjegyő hívószámmal Bekapcsoláskor skor a telefon végignv gignézi a vezérl rlıcsatornákat Kiküldi a gyári ri- és s a telefonszámát (digitális jel, analóg g beszédtov dtovábbítás) A bázisb zisállomás s jelez az MTSO-nak új elıfizet fizetı érkezett Híváskezdeményezés Be kell kapcsolni a telefont A hívott h szám bebillentyőzése se,, hívás h s indítása A telefon elküldi ldi a hívott h fél, f és s a saját t számát ütközés s esetén n a telefon késıbb k újra próbálkozik A bázisb zisállomás s tájékoztatja t az MTSO-t Az MTSO keres egy üres csatornát, t, aminek számát t visszaküldi a hívóh telefonnak A két k t telefon összekapcsolódik Hívás s fogadás Minden telefon, ami nincs hívásban, h figyeli a hívási h csatornát A beérkez rkezı hívás s az MTSO-hoz megy, aki a hívott h telefont az éppen aktuális cellában szólítja A hívott h telefon visszajelez A bázisb zisállomás s küldi k a hívott h telefonnak, hogy melyik csatornán n van beérkez rkezı hívása Második generáci ciós s mobiltelefonok Digitális beszédtov dtovábbítás Nincs világm gmérető szabványos nyosítás négy rendszer: D-AMPS GSM CDMA PDC (Japánban használt) Digitális beszédtov dtovábbítás A telefonok a mikrofon jelét t digitalizálj lják, majd tömörítikt tik A sávszs vszélesség g 8 kb/s (PCM( PCM-nél 56 kb/s) A tömörítést t az ún. vokóder áramkör r végziv A tömörítést t azért a telefon végzi, v mert így a tovább bbított adat mennyisége kisebb 4

5 TDM keret Egy TDM keret 40 ms Minden keret 6 idıszeletre oszlik Minden idıszelet 324 bit hosszú (64 bit védıidv idı, vezérl rlés, szinkronizáci ció; ; 101 bit hibajavítás; 159 bit adat) Az elérhet rhetı sávszélesség g 8 kb/s Még g több t felhasználó Jobb tömörítéssel t le lehet menni 4 kb/s-ra Ekkor nem 3, hanem 6 felhasználó között osztható egy TDM keret Vezérl rlési szerkezet 16 keret alkot egy szuperkeretet amelyben valamennyi vezérl rlési informáci ció is van Hat fıf vezérl rlési csatorna: Rendszerbeáll llítás Valós s idejő, és Nem valós s idejő vezérl rlés Hívás Hozzáférési válaszv SMS Mőködés Nagyjából l mint az AMPS Az átadás s már m r más: m Az AMPS-nál a teljes átadást az MTSO végziv A D-AMPS-nál azokban az idıszeletekben, mikor a telefon nem ad, a vonal minıségét méri Mikor a jel gyengül, jelez az MTSO-nak Az megszakítja a kapcsolatot, hogy a telefon másik bázisb zisállomáshoz kapcsolódhasson GSM GSM (Global System for Mobile communication globális lis mobilkommunikáci ciós s rendszer) A D-AMPS-hez hasonlít: Cellás s rendszer Frekvenciaosztásos, sos, azon belül Idıoszt osztásos sos rendszert használ A telefonok különbk nbözı frekvenciákon kon adnak-vesznek A GSM csatornái i sokkal szélesebbek: 200 khz - 30 khz Kicsivel több t felhasználót t képesek k kiszolgálni lni 124 frekvenciacsatorna, 8 idıréses TDM 5

6 GSM keretezési struktúra ra Sávszélesség Csatornák k teljes kapacitása 270,833 kb/s Ez 8 felhasználó között oszlik szét 33,854 kb/s ez több t mint kétszerese k a D-AMPS 16,2 kb/s sávszs vszélességének A hibajavítással együtt 24,7 kb/s Hibajavítás s nélkn lkül l 13 kb/s - beszédátvitelre Vezérl rlıcsatornák Közös s vezérl rlıcsatorna: a bázisb zisállomás által generált folytonos adatfolyam bázisállomás azonosítóját, t, ill. a csatorna állapotinformációját tartalmazza jelszint figyelés Megkülönb nböztetett vezérl rlıcsatorna: helymeghatároz rozás, regisztráci ció,, hívásfelh sfelépítés Közös s vezérl rlıcsatorna: Felhívó csatorna Véletlen hozzáféréső csatorna Hozzáférés s engedélyez lyezı csatorna CDMA CDMA (Code( Division Multiple Access kódosztásos sos többszt bbszörös s hozzáférés) (DSSS) Koktélparti elmélet let Készülékekre jellemzı töredéksorozat 3G mobilok IMT-2000 szabvány: A tervezett elindítási év Üzemi frekvencia (MHz) A tervezett sávszs vszélesség g (khz) A mozgó állomásoknak a 2Mb/s adatátvitel tvitel túl t l gyors: ez csak az otthoni felhasználóknak, a mozgóknak 384 kb/s, autósoknak 144 kb/s Szolgáltat ltatások Kiváló minıségő beszédtov dtovábbítás Üzenetküldés s ( , fax, SMS kivált ltására) Multimédia Internet-hozz hozzáférés 6

7 Adattová Adattovábbí bbítás W -CDMA (Wideband (Wideband CDMA szé szélessá lessávú CDMA) EU (Ericsson) CDMA2000 Amerika (Qualcomm (Qualcomm)) Végül az Ericsson felvá felvásárolta a QualcommQualcomm-ot Közös 3G szabvá szabvány Kábelteleví beltelevízió zió Közös antenná antennás televí televízió zió Spektrum kiosztá kiosztása A teljes bevezeté bevezetéséig 2.5G GSM, csak tö több bitet visz át baudbaud-onké onként GPRS (General Pocket Radio System) a meglé meglévı GSM v. DD-AMPS rendszerre épül rá rá: IP csomagokat kü küldhetnek a ké készü szülékek Egyesek má már a 4G rendszeren dolgoznak dolgoznak mások azt mondjá mondják, hogy az IEEE miatt nem lesz tere. Internet a ká kábelhá belhálózaton HFC (Hybrid (Hybrid Fiber Coax fényvezetı nyvezetı-koax hibrid) Letö Letölté ltési csatorna A teljes letö letölté ltési sá sávszé vszélessé lességet 6 v. 8 MHzMHz-es letö letölté ltési csatorná csatornát QAMQAM-6464-gyel modulá modulálnak (né (néha QAMQAM tal) 8 MHzMHz-es sá sávon QAMQAM-6464-et haszná használva ~48 Mb/s Mb/s sebessé sebesség, fejlé fejlécek és vezé vezérlé rlés nélkü lkül 36 Mb/s Mb/s QAMQAM tal ugyanez 52 Mb/s Mb/s Ameriká Amerikában 1/31/3-dal alacsonyabbak ezek az érté rtékek 7

8 Feltölt ltési csatorna A frekvenciasáv v alján sok a zaj, ezért QPSK-t használnak (2 bit/baud baud) Kábelmodemek Elısz ször r minden szolgáltat ltató saját t modemet épített Késıbb CableLabs néven a nagyobb szolgáltat ltatók k tömörültek t közös modemszabvány: DOCSIS (Data Over Cable Service Interface a kábelszolgáltatáson keresztül l törtt rténı adattovább bbítás s interfész szének specifikáci ciója), ill. EuroDOCSIS Mőködés Bekapcsoláskor skor a modem elkezdi pásztázni zni a letölt ltési csatornát t egy speciális csomag után n kutatva, mely tartalmazza a rendszer paramétereit Az egyik feltölt ltési csatornán n a modem bejelenti a jelenlétét A fejegység g kijelöli li a modem fel- és letölt ltési csatornáit Mőködés s (folyt.) A modem megállap llapítja a fejállom llomástól l mért m távolságát t (távols volságbecslés) s) idızítések miatt A feltölt ltési csatornát t idıben miniszeletekre osztják A fejállom llomás s mindig bejelenti az új miniszeletcsoport kezdetét idızítés Feltölt ltés A modem bejelenti az igény nyét A fejállom llomás s nyugtázza Ütközés s esetén n véletlen v idejő várakozás Az elsı csomaggal IP címet c kér k r (DHCP) Biztonság - kódolás Letölt ltés Nincs versenyhelyzet: csak a fejállom llomás ad 204 bájtos b rögzr gzített méretm rető csomagokat használnak, 184 bájt b a felhasználói adatoké (MPEG-2 2 kompatibilitás) 8

9 Összefoglalás Bluetooth Fejlesztések, sek, tulajdonságok IEEE Tulajdonságok, különbk nbözı szabványok, Wi-Fi Mobiltelefon rendszerek törtt rténeti áttekintése Analóg, digitális (1G, 2G, 2.5G, 3G) Frekvencia újrahasznosítás: s: cellarendszer Cellavált ltás s problémája Cellavált ltási módokm A GSM rendszer Sávok (adási, vételi) v Egy sáv s v széless lessége TDM 8 felhasználó CDMA Kábel TV spektrum kiosztás Feltölt ltési csatorna problémái, megoldások Köszönöm m a figyelmet! 9