Föreläsning 2.1 Aloha, Ethernet!

En presentation över ämnet: "Föreläsning 2.1 Aloha, Ethernet!"— Presentationens avskrift:

1 Föreläsning 2.1 Aloha, Ethernet!
Trådlöst LAN Föreläsning 2.1 Aloha, Ethernet!

2 Under förra passet En historisk tillbakablick på WLAN Wi-Fi Alliance
WLAN på jobbet WLAN i hemmet WLAN i det publika rummet WLAN som den nye barpianisten WLAN med olika smak En kort nätverksrepetition

3 Under det här passet IEEE IEEE 802 Aloha Net Ethernet
CSMA/CD och Kollisioner Ramformat LLC 802.2 Ethernet vs. WLAN Säkerhet i LAN / lager 2

4 IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
medlemmar i cirka 175 länder Producerar 30% av världens litteratur om el-, dator- och kontrollteknik Håller mer än 300 konferenser varje år Har 900 aktiva standarder, 700 under utveckling

5 IEEE 802 802.1 Internetworking 802.2 LLC – Logical Link Control
802.3 CSMA/CD 802.5 Token Ring LAN 802.6 MAN – Metro Area Network 802.9 Integrated Data & Voice Networks Network Security Wireless LAN Cable-TV Based Broadband Access Wireless PAN

6 Aloha Net Norman Abramson Under 1960-talet på University of Hawaii
Kommunikation mellan öar Delade radiokanaler Slumpad tid för sändning Kvittering, annars omsändning Den första modellen för belastning av i delade nät

7 Ethernet Xerox Skrivardelning Robert Metcalfe (3Com) & David Boggs
Multipoint Data Communication System with Collision Detection 1979 – DIX Digital, Intel, Xerox 1980 – IEEE / 10BASE5 1981 – DIX II Enkel, billig och utbyggbar

8 Ethernet, fortsättning
Tvinnade par (TP) Fiber VLAN QoS 10Gb/s Fullduplex

9 Ethernet i OSI-modellen
Lager 1 Fysiska (IEEE: PHY) Underlager: PCS – Physical Coding Sublayer som beskriver kodningen PMD – Physical Media Dependent som beskriver mediet

10 Ethernet i OSI-modellen
Lager 2 Datalänkslagret Underlager: LLC – Logical Link Control som bland annat beskriver hur länken kontrolleras och om den skall arbeta förbindelselöst eller förbindelse orienterat MAC – Machine Access Control som bland annat beskriver hur maskinen får tillgång till mediet och adressering (MAC-adress).

11 CSMA/CD 802.3 Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection Nej
Har mediet varit ledigt under en IFG? Nej Finns det ett ledigt media? Ja Stationen redo att sända Ja Sänd Succé! Nej Blev det kollision? Sänd Jam-signal och vänta en slumpvis tid Ja

12 Ethernetram PDU – Protocol Data Unit, protokollets data enhet.
Preamble / SFD Destination Address Source Address Type / LLC Payload FCS

13 802.2 LLC 802.1 Internet-working 802.2 Logical Link Control
802.3 CSMA / CD 802.5 Token Ring Med flera ... 802.11 Wireless LAN

14 802.2 LLC Är en del av och gemensam för alla IEEE-standarder för nätverk Ger alla protokoll lager 3, nätverklagret, samma gränssnitt mot alla IEEE standarder för lager 2, datalänklagret. Erbjuder: 1. Förbindelselös överföring utan omsändning 2. Kvitterad överföring 3. Förbindelseorienterad överföring med omsändning

15 Ethernet vs. WLAN WLAN ersätter helt Ethernet för de överliggande lagren WLAN är helt transparant, lager 3, nätverkslagret, pratar med LLC precis som det gör när man använder Ethernet, eller Token Ring, eller… I moderna Ethernet-nätverk uppstår inte kollisioner och all trafik sker i full duplex I WLAN-nätverk uppstår kollisioner och all trafik sker i halv duplex

16 Säkerhet i Ethernet / lager 2
Generellt för Ethernet och lager 2 gäller: LAN skall vara öppna, säkerheten skall ligga i lagren ovanför lager 2 Man loggar inte in i lager 2. Är man ansluten, så är man Lager 2 ansluter till omvärlden i lager 3 För WLAN gäller helt andra regler…

17 Under det här passet IEEE IEEE 802 Aloha Net Ethernet
CSMA/CD och Kollisioner Ramformat LLC 802.2 Ethernet vs. WLAN Säkerhet i Ethernet / lager 2

18 Radiovågor, frekvenser, antenner, modulation och kodning
Trådlöst LAN Föreläsning 2.2 Radiovågor, frekvenser, antenner, modulation och kodning

19 Under förra passet IEEE IEEE 802 Aloha Net Ethernet
CSMA/CD och Kollisioner Ramformat LLC 802.2 Ethernet vs. WLAN Säkerhet i Ethernet / lager 2

20 Under det här passet Aristoteles fem element Radiovågor Frekvensplaner
Antenner Interferens Att dela kanal med andra Modulering Kodning

21 Aristoteles fem element
Jord Vatten Luft Eld Eter – ”det perfekta elementet av vilket himlen består”, och som gav namn till Ethernet Vi vet bättre, eller?

22 Radiovågor Maxwell 1870-talet Hertz 1888
Marconi Transatlantiskt Det som egentligen skiljer trådburet från trådlöst är mediet Ju högre frekvens desto kortare räckvidd och större förmåga att bära information

23 Frekvensplaner 30-47MHz - VHF Radio (som i för ljud) 47-68MHz – VHF TV
68-87MHz – Blåljusradio 87-108MHz – FM Radio osv… MHz – NMT450 MHz – UHF TV och DVB-T … MHz – GSM900 … MHz – GSM1800 MHz – DECT Europe MHz – 3G / UMTS ,5MHz – ISM-bandet Bluetooth, WLAN b,g,n … MHz – UNII-bandet HiperLAN … MHz – UNII-bandet WLAN a

24 Antenner Decibel används för att jämföra och beskriva förhållanden mellan storheter 100 mW = 20 dBm 1 mW = 0 dBm EIRP – Equivalent Isotropically Radiated Power Antennvinst Strålningsdiagram Riktningsverkan Interferens

25 Antenner Dipol som man använder bland annat för GSM består av två element i linje med varandra Vertikal som man använder för bla. FM-radio består av ett element och ett jordplan vertikalt mot elementet Yagi som används bla. För UHF-TV består av flera element monterade paralellet vertikalt mot en gemensam axel Parabol som består av en reflektor och ett huvud

26 Antenner Det svenska ISM-bandet 2400MHz tillåter en EIRP på 20 dBm
Vid användning av en antenn med riktverkan måste man i Sverige begränsa sändningseffekten

27 Interferens Radiovågor studsar
Interferensfädning är när de olika vägarna släcker ut varandra eftersom de når mottagaren efter olika lång tid och därmed är förskjutna inbördes. För att motverka detta använder man fler antenner och har därmed större chans att en antenn alltid har en användbar signal jmf. Ringar på vattnet Symbolinterferensen gör att flera av varandra efterföljande informationsbärare slås ihop till nya och mottagaren uppfattar fel. Jmf. Ekon i ett stort rum

28 Att dela frekvensband med andra
Begränsa räckvidd Kanaler FDM - Frequency Division Multiplex Tidsluckor TDM - Time Division Multiplex Frekvenshoppning FHSS - Frequency Hop Spread Spectrum Utbredning DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum

29 Modulation Information överförs genom att förändra ett media, en bärvåg 1940-talet Claude Shannon ”Kanalens överföringkapacitet är lika med kanalens bandbredd multiplicerat med andralogaritmen av summan av 1 och kanalens signal-till-brus-förhållande”

30 Modulering För att ”lura” Shannon måste man:
Förstärka signalen så man får en bättre förhållande signal till brus (S/N) Öka kanalens bredd (B) Utnyttja flera kanaler Generellt gäller: 1Hz = 1bit/sekund Modulera så vi kommer i närheten av max genom att öka symbolhastigheten…

31 Modulering ASK – Amplitude Shift Keying FSK – Frequency Shift Keying
PSK – Phase Shift Keying BPSK – Binary Phase Shift Keying QPSK – Quadrature Phase Shift Keying MPSK – Multiple Phase Shift Keying XQAM – Multiple Quadrature Amplitude Modulation, egentligen MQAPSK Differentiell - DBPSK, DQPSK, DMPSK och DMQAM X är valfri siffra!

32 Kodning För att motverka interferens och annan störkänslighet
Använder flera eller bredare kanaler för högre datahastighet CCK – Complimentary Code Keying FEC – Forward Error Correction, redundans i överförd data

33 Under det här passet Aristoteles fem element Radiovågor Frekvensplaner
Antenner Interferens Att dela kanal med andra Modulering Kodning