Politechnika Gdańska
WYDZIAA
ELEKTRONIKI
TELEKOMUNIKACJI I INFORMATYKI
Katedra Teleinformatyki
Wielousługowe architektury IP
Ewolucja sieci komórkowych i bezprzewodowych
Część 2
Dr hab. inż. Wojciech Molisz
Prof. nadzwyczajny P.G.
IrDA
IrDA
1994 r. Standard IrDA (Infrared Data Association) 
pierwsza bezprzewodowa sieć lokalna (WLAN)
pracująca w zakresie podczerwieni; zasięg do 500 m.
Obecne zakresy szybkości transmisji:
Typ Nazwa Szybkość transmisji
SIR Serial Infrared 2,4  115,2 kbit/s
MIR Medium Infrared 576  1152 kbit/s
FIR Fast Infrared do 4 Mbit/s
VFIR Very Fast Infrared do 16 Mbit/s
AIR Advanced Infrared do 100 Mbit/s
Wojciech Molisz 3
Klasyfikacja bezprzewodowych sieci lokalnych
Klasyfikacja bezprzewodowych sieci lokalnych
Systemy WLAN
Systemy WLAN
Fale elektromagnetyczne
Zakres optyczny
(zakres radiowy)
Systemy szerokopasmowe
Laser
Systemy wąskopasmowe Podczerwień
z rozpraszaniem widma
(Line of sight)
(Głównie sieci WAN)
(Sieci LAN)
Z roszpraszaniem
bezpośrednim -DS
(Direct sequence)
DECT, inne
Tryb
tego typu
Tryb punkt - punkt
Różnorodne
Z przeskokami rozgłoszeniowy
sieci
(Point -to- point)
rozwiązania
po częstotliwościach (Broadcast)
firmowe
-FH
(Frequency hopping)
Z przeskokami
czasowymi - TH
Z wolnym wyborem
(Time hopping)
cz. nośnych -SFH
Z szybkim wyborem
cz. nośnych -FFH
y
ródło: H. Będowski, Podstawowe własności WLAN
Wojciech Molisz 4
Bezprzewodowe sieci lokalne (WLAN)
Bezprzewodowe sieci lokalne (WLAN)
Zapewniająłączność
bezprzewodową na
odległość do 30  300 m.
Znane są przypadki
komunikacji na odległość
kilkudziesięciu kilometrów.
Mogą służyć jako:
sieci dostępowe,
łącza punkt-punkt,
sieci lokalne peer-to-peer.
y
ródło: J. Woz
niak, K. Gierłowski, T. Gierszewski, P. Machań, T.
Mrugalski, T. Klajbor, R. Orlikowski- Referat Plenarny na KST 2007
Wojciech Molisz 5
Bezprzewodowe sieci lokalne (2)
Bezprzewodowe sieci lokalne (2)
1990 r. IEEE rozpoczyna prace nad koncepcją
rozszerzenia sieci lokalnych Projektu 802 na media
bezprzewodowe.
1997 r. Pierwsza specyfikacja standardu IEEE
802.11:
Distributed Foundation Wireless MAC (DFWMAC);
Różne warianty wielodostępu kodowego;
Protokół CSMA/CA;
Dwa typy sieci radiowych;
Inne szczegóły.
Ostatecznie podczerwień nie przyjęła się ze względu
na konkurencję standardu IrDA.
Wojciech Molisz 6
Ewolucja standardu 802.11
Ewolucja standardu 802.11
pasmo 2,4 GHz
pasmo 5 GHz
y
ródło: J. Woz
niak, K. Gierłowski, T. Gierszewski, P. Machań, T.
Mrugalski, T. Klajbor, R. Orlikowski- Referat Plenarny na KST 2007
Wojciech Molisz 7
Ważniejsze standardy 802.11
Ważniejsze standardy 802.11
WLAN
a  54 Mbit/s; pasmo 5 GHz
b  11 Mbit/s; pasmo 2,4 GHz
802.11
g  54 Mbit/s; pasmo 2,4 GHz
n  108 Mbit/s; pasmo 2,4 i 5 GHz
Wojciech Molisz 8
Standardy 802.11
Standardy 802.11
802.11a (zatw. 1999 r.):
niekoncesjonowane pasmo częstotliwości 5 GHz;
maksymalna teoretyczna szybkość transmisji: 54
Mbit/s; osiągana: do ok. 20 Mbit/s.
802.11b (zatw. 1999 r.):
standardowe anteny 802.11b pozwalają na
transmisję z szybkością nominalną 11 Mbit/s
(praktycznie: 5,5 Mbit/s);
pasmo częstotliwości 2400 - 2500 MHz standardu
802.11b podzielono na 14 (w Polsce: do 2483,5
MHz czyli kanały od 1 do 13) niezależnych kanałów
o szerokości 22 MHz każdy.
Wojciech Molisz 9
Dalsze standardy IEEE 802.11
Dalsze standardy IEEE 802.11
802.11c: Bezprzewodowe mosty
Definicja procedur podwarstwy MAC rozszerzająca standard
IEEE 802.1D
802.11d: Regulacje międzynarodowa
Standard określa zasady wdrażania sieci 802.11 w zależności
od regulacji regionalnych (wybór kanału, częstotliwości)
802.11e: Jakość usług
Rozszerzenie specyfikacji podwarstwy 802.11 MAC dla
spełnienia wymagań jakości aplikacji (Quality of Service) oraz
zwiększenia efektywności protokołu
Definicja parametrów strumienia ( połączenia ) takich, jak:
przepływność, paczka, okres&
Dodatkowe mechanizmy oszczędzania energii i bardziej
efektywnej retransmisji
Wojciech Molisz 10
Dalsze standardy IEEE 802.11
Dalsze standardy IEEE 802.11
802.11f: Roaming: (Inter-Access Point Protocol)
Definiuje protokół IAPP (Inter-Access Point Protocol) wymiany
danych przez system distribucji (roaming).
802.11g (zatw. 2003 r.):
pracuje w paśmie ISM 2,4 GHz (zapewniając wsteczną
kompatybilność z 802.11b);
pozwala uzyskać szybkości transmisji do 54 Mbit/s (takie jak w
IEEE 802.11a);
obsługuje te same kanały operacyjne co wcześniejsze
standardy wykorzystujące technikę bezpośredniego
rozpraszanie widma (DSSS oraz HR/DSSS);
wprowadza nową warstwę fizyczną ERP (ang. Extended Rate
PHY).
Wojciech Molisz 11
Dalsze standardy IEEE 802.11
Dalsze standardy IEEE 802.11
802.11h: Kontrola mocy w pasmie 5 GHz
Definiuje zasady pracy europejskich systemów
802.11a.
Wprowadza mechanizmy:
dynamicznego wyboru częstotliwości (Dynamic Frequency
Selection - DFS),
kontroli mocy (Transmit Power Control - TPC).
802.11j: Modyfikacja dla Japonii
Odpowiednik 802.11h dla Japonii. (pasmo
częstotliwości: 4.9  5.0 GHz)
Wojciech Molisz 12
Dalsze standardy IEEE 802.11
Dalsze standardy IEEE 802.11
802.11i: Zwiększenie bezpieczeństwa
Definicja procedur podwarstwy MAC 802.11 zwiększająca
bezpieczeństwo
TKIP zwiększa bezpieczeństwo WEP
(producenci zaproponowali WPA)
Uwierzytelnianie dopuszcza stosowanie sprawdzonych
protokołów: EAP, Kerberos, Radius, TLS, i innych
Nowy sprzęt umożliwia szyfrowanie AES
802.11k: Metody pomiarów kanału
Określenie jednolitych dla całego 802.11 sposobów pomiaru
stanu kanału radiowego i stanu sieci aby móc wybrać
najlepszy punkt dostępowy
Wojciech Molisz 13
IEEE 802.11 Wireless LANs
IEEE 802.11 Wireless LANs
802.11
Local Area Networks
802.11a
802.11b
5 GHz
2.4 GHz
54 Mbit/s
11 Mbit/s
802.11g
802.11i
802.11e
2.4 GHz
Mechanizmy bezpieczeństwa
Mechanizmy jakości
54 Mbit/s
Wojciech Molisz 14
Dalsze standardy IEEE 802.11
Dalsze standardy IEEE 802.11
802.11n: Wyższe przepływności powyżej 100 Mbit/s
Zmiany podwarstw PHY i MAC; cel 100 Mbit/s w MAC SAP
Anteny MIMO (Multiple Input Multiple Output) do 600 Mbit/s
Nadal duży narzut (nagłówki, nieefektywne mechanizmy)
802.11p: Komunikacja między samochodami
Komunikacja między samochodami (samochód  samochód
oraz samochód  pobocze)
Szybkość względna powyżej 200 km/h zasięg ponad 1000m
Pasmo 5.850-5.925 GHz w Ameryce Pólnocnej
Wojciech Molisz 15
Dalsze standardy IEEE 802.11
Dalsze standardy IEEE 802.11
802.11r: Szybsze przełączanie (Handover) między
BSS
Bezpieczne i szybkie przełączanie (Handover) między
stacjami od danego AP do innego AP w obrębie ESS
Obecne mechanizmy i niekompatybilne urządzenia różnych
producentów utrudniają wprowadzenie np. VoIP w WLAN
Przełączanie powinno być szybkie (poniżej 50 ms) aby
efektywnie wprowadzić aplikacje multimedialne.
802.11s: Sieci kratowe (Mesh Networking)
Samo-konfigurujący się Wireless Distribution System (WDS)
802.11
Komunikacja punkt-punkt i rozsiewcza z kilkoma
przeskokami
802.11t: Ocena jakości (Performance evaluation)
sieci 802.11
Standaryzacja metod pomiarowych
Wojciech Molisz 16
Dalsze standardy IEEE 802.11
Dalsze standardy IEEE 802.11
802.11u: A
ączenie z innymi sieciami
802.11v: Zarządzanie sieciami
Rozszerzenie istniejących funkcji; pomiary kanału
Definicja jednolitego interfejsu
802.11w: Bezpieczeństwo zarządzania
Rozszerzenie zabezpieczeń na ramki sterujące.
IEEE 802.11-2007  Nowe wydanie standardu.
Zawiera uzupełnienia: a, b, d, e, g, h, i & j. (lipiec
2007)
Wojciech Molisz 17
Zasięgi sieci WLAN
Zasięgi sieci WLAN
Przepływność
[Mbit/s]
100
Rozszerzenie
przewodowej
A
ączenie oddalonych przewodowych sieci LAN
sieci LAN o dużej
(Typ II)
przepływności
(Typ I)
10
Sieć zapewniająca usługi
dla użytkowników mobilnych
1
(Typ III)
0,1
Odległość [m]
0,01
550 500 5000
y
ródło: H. Będowski, Podstawowe własności WLAN
Wojciech Molisz 18
Właściwości WiFi (IEEE 802.11)
Właściwości WiFi (IEEE 802.11)
Do niedawna:
Zasoby: przepływność do 54 Mbps.
Efektywność: dostęp rywalizacyjny i opcjonalny tryb
dostępu kontrolowanego (PCF).
Zasięg: 50-300 m
(sieci dostępowe: 20-40 m, łącza PtP: 10+ km).
Zawodne.
Niebezpieczne.
Zarządzanie: Brak mechanizmów monitoringu i
zarządzania.
Quality of Service: Brak mechanizmów QoS.
Brak wsparcia dla tworzenia systemów złożonych.
Wojciech Molisz 19
WiFi obecnie
WiFi obecnie
Szybkości: 54 Mbit/s  248 Mbit/s. (802.11 a/b/g/n)
Bezpieczeństwo: Uwierzytelnianie i silna ochrona kryptograficzna.
Rozszerzalna architektura systemu zabezpieczeń. (802.11 i/m)
Quality of Service: priorytyzacja, dostęp z rezerwacją, transmisje
bezpośrednie, transmisje typu  burst .
Efektywność: dostęp rywalizacyjny z opcją odstępu kontrolowanego.
Zarządzanie: wiele rozwijanych standardów (k, s, v, m)
Kontrolery sieci bezprzewodowych i punkty dostępowe typu LWAPs.
Niezawodność: bez zasadniczych zmian, lecz obecność mechanizmów
monitoringu i zarządzania umożliwia stabilną pracę.
Metodologia testowania i certyfikacji urządzeń: Best practice 802.11T
Tworzenie systemów złożonych: wiele rozwijanych standardów (d, p, r, s,
u).
Wojciech Molisz 20
Standardy sieci bezprzewodowych ETSI
Standardy sieci bezprzewodowych ETSI
W 1991 r. ETSI rozpoczęła prace nad europejskim
standardem dla WLAN.
W 1996 r. został opublikowany standard pod nazwą
HiPeRLAN typ 1 (ang. High Performance Radio Local
Area Network).
W 1997 r. opracowano rodzinę standardów dla sieci
HIPERLAN zawierającą cztery typy sieci:
typ 1 - bezprzewodowa sieć LAN o dużej szybkości
transmisji;
typ 2 - bezprzewodowy dostęp o małym zasięgu do sieci
ATM;
typ 3 - bezprzewodowy zdalny dostęp do sieci ATM;
typ 4 - bezprzewodowe połączenie sieci ATM.
Wojciech Molisz 21
Architektura logiczna HIPERLAN 1
Architektura logiczna HIPERLAN 1
Funkcje warstw wyższych
Protokoły warstw wyższych
Funkcje
dostęp stacji do łącza;

realizacja funkcji mostu;

specyfikacja i transmisja bloków danych HMSDU
MAC
(HIPERLAN MAC Service Data Unit)
(Media Access Control)
zbieranie informacji o sąsiednich sieciach

Podwarstwa kontroli dostepu do
HIPERLAN;
medium
ustanawianie i obsługa tablic trasowania;

sterowanie statusem stacji mobilnych;

DLC
realizacja tramsmisji wieloetapowej (w trybie

Warstwa łącza
"multihop".
danych
max. dlugość jednostki danych MAC2422 [B]
Funkcje
dostęp do kanału z wykorzystaniem protokołu

CAC
EY-NMPA (ang. Elimination Yield - Non -preemptive
(Channel Access Control)
Prioritety Multiple Access)
Sterowanie dostępem
generowanie potwierdzeń;

do współdzielonego kanału
wykrywanie błędów - CRC;

Funkcje
modulacja / demodulacja FSK lub GMSK;

synchronizacja bitów i paczek (burst);

PHY
nadawanie i odbiór;

Warstwa fizyczna
bezpośrednia i prewencyjna korekcja błędów - FEC;

określanie poziomu sygnału radiowego - RSSI

y
ródło: H. Będowski, Podstawowe własności WLAN
Wojciech Molisz 22
Standardy sieci bezprzewodowych ETSI
Standardy sieci bezprzewodowych ETSI
W latach 2000 - 2002 ETSI wprowadziło kolejne modyfikacje
HIPERLAN HIPERLAN HIPER- HIPERLINK HIPERMAN
TYP 1 TYP 2 ACCESS
Bezprzewodowe Bezprzewodowa
Bezprzewodowa Bezprzewodowa Bezprzewodowa IP,
połączenia IP (pętla lokalna)
LAN 8802 IP, ATM i dostęp ATM dla urządzeń
szerokopasmowe
do UMTS dla wyniesionych
małych odległości
DLC DLC DLC DLC DLC
PHY PHY PHY PHY PHY
(5 [GHz]) (5 [GHz]) (zmienne pasmo) (17 [GHz]) (< 11 [GHz])
(19 [Mbit/s]) (54 [Mbit/s]) (25[Mbit/s]) (155 [Mbit/s]) (25 [Mbit/s])
Wojciech Molisz 23
Dalsza klasyfikacja sieci bezprzewodowych
Dalsza klasyfikacja sieci bezprzewodowych
Systemy WLAN
Ramki o zmiennej długości
Ramki o stałej długości
(np. komórki ATM)
IEEE 802.11 ETSI HIPERLAN/1 Bluetooth MMAC (Japonia) ETSI HIPERLAN/2
y
ródło: H. Będowski, Podstawowe własności WLAN
Wojciech Molisz 24
WPAN
WPAN
" WPAN  Wireless Personal Area Network 
bezprzewodowa sieć osobista
" Dostęp do danych i usług oferowanych przez urządzenia
w bezpośrednim otoczeniu
" Technologie:
 Bluetooth
 IrDA
 UWB
 RFID
 NFC
 ZigBee
y
ródło: J. Woz
niak, K. Gierłowski, T. Gierszewski, P. Machań, T.
Mrugalski, T. Klajbor, R. Orlikowski- Referat Plenarny na KST 2007
Wojciech Molisz 25
Charakterystyka Bluetooth
Charakterystyka Bluetooth
Uniwersalny interfejs radiowy dla okazjonalnych sieci
bezprzewodowych (ad-hoc);
Przewidziany do łączenia komputerów i urządzeń peryferyjnych,
przenośnych, PDA, telefonów komórkowych  zastępuje IrDA;
Mały zasięg (10 m), mały pobór mocy, nielicencjonowane
pasmo częstotliwości ISM - 2.45 GHz;
Szybkość transmisji mowy i danych do ok. 1 Mbit/s.
y
ródło: Ericsson
Wojciech Molisz 26
Bluetooth
Bluetooth
Rozwój Bluetooth:
1994: Ericsson (Mattison/Haartsen),  MC-link project
Zmiana nazwy projektu na:  Bluetooth na cześć Haralda  Bl�tand
Gormsen [syna Gorm a], króla Danii w 10 wieku
1998: Powstanie Bluetooth SIG, www.bluetooth.org
1999: posadowienie kamienia runicznego przed siedzibą Ericsson w
Lund
2001: pierwsze urządzenia dla użytkownika masowego,
opublikowanie specyfikacji version 1.1
2005: 5 milionów układów tygodniowo
Special Interest Group
Założyciele: Ericsson, Intel, IBM, Nokia, Toshiba
Promotorzy: 3Com, Agere (Lucent), Microsoft, Motorola
Ponad 2500 członków
Specyfikacje i certyfikaty
Wojciech Molisz 27
Historia i Hi-Tech&
Historia i Hi-Tech&
1999:
Ericsson
Mobile
Communi
-cations
AB
instaluje
w Lund
kamień
runiczny
łączący
tradycję i
Hi-Tech.
Wojciech Molisz 28
& i prawdziwy kamień runiczny.
& i prawdziwy kamień runiczny.
Zlokalizowany w Jelling, w Danii,
ufundowany przez króla Haralda  Bl�tand
Dla uczczenia pamięci rodziców.
Kamień ma trzy strony  jedna ze stron
zawiera postać Jezusa Chrystusa.
Inscription:
"Harald king executes these sepulchral
monuments after Gorm, his father and
Thyra, his mother. The Harald who won the
whole of Denmark and Norway and turned
Możliwe oryginalne kolory
the Danes to Christianity."
kamienia.
Inscription:
Note: Bl�tand means  of dark complexion
 auk tani karthi kristna (and
(not having a blue tooth& )
made the Danes Christians)
Wojciech Molisz 29
Replika kamienia runicznego
Replika kamienia runicznego
Znajduje się w Rouen (Normandia)
przy kościele St-Ouen.
Jest to dar Kopenhagi z 1911 r.
Wojciech Molisz 30
Charakterystyka Bluetooth
Charakterystyka Bluetooth
Pasmo 2.4 GHz ISM:
79 (23) kanałów radiowych, odstęp 1 MHz (carrier spacing)
Kanał 0: 2402 MHz & Kanał 78: 2480 MHz
Modulacja G-FSK (Gaussian Frequency Shift Keying),
Moc nadajnika: 1-100 mW
FHSS i TDD
Frequency hopping: 1600 hops/s
Pseudo Random Hopping Sequence określona przez
master a
Time division duplex (separacja nadawania/odbioru)
Zasięg:
POS (Personal Operating Space)  do 10 m
Dla specjalnych wykonań  do 100 m
Wojciech Molisz 31
Charakterystyka Bluetooth
Charakterystyka Bluetooth
Transmisja mowy:
SCO (Synchronous Connection Oriented)
FEC (forward error correction), brak retransmisji, 64 kbit/s
duplex, point-to-point, komutacja kanałów
Transmisja danych:
ACL (Asynchronous ConnectionLess)
Asynchroniczna, szybkie potwierdzanie, point-to-multipoint,
do 433.9 kbit/s symetrycznie
lub do 723.2/57.6 kbit/s asymetrycznie, komutacja pakietów
Topologia
Nakładające się częściowo piconets (gwiazdy) tworzą
scatternet
Wojciech Molisz 32
Ważniejsze WPAN
Ważniejsze WPAN
WPAN
802.15.1 802.15.3 802.15.4
UWB ZigBee
Bluetooth
Wojciech Molisz 33
Dalsze standardy WPAN: IEEE 802.15
Dalsze standardy WPAN: IEEE 802.15
802.15-2: Coexistence (współistnienie)
Współistnienie sieci:
Wireless Personal Area Networks (802.15)
oraz Wireless Local Area Networks (802.11)
Określenie wzajemnych interferencji.
Wojciech Molisz 34
Dalsze standardy WPAN: IEEE 802.15
Dalsze standardy WPAN: IEEE 802.15
802.15-3: High-Rate (szybkie sieci)
Standard WPAN dla dużych przepływności (20
Mbit/s i więcej)
Niska moc, małe zużycie mocy
Niski koszt
Przepływności : 11, 22, 33, 44, 55 Mbit/s
Protokół izochroniczny z określoną jakością
Ad hoc - peer-to-peer
Bezpieczeństwo (wysokie)
Spełnia wymagania aplikacji multimedialnych (w
tym wideo) użytkownika ruchomego
Wojciech Molisz 35
Dalsze standardy WPAN: IEEE 802.15
Dalsze standardy WPAN: IEEE 802.15
802.15-4: Low-Rate, Very Low-Power
Rozwiązanie z małymi przepływnościami i małą
złożonością przy jednoczesnym wydłużeniu czasu
życia baterii na wiele miesięcy/ lat
Potencjalne zastosowania: sensory, zabawki
interaktywne, joysticks, przywieszki interaktywne,
automatyzacja w mieszkaniu
Przepływności: 20-250 kbit/s, opóz
nienia poniżej
15 ms
Master-Slave lub Peer-to-Peer
Do 254 urządzeń lub do 64 516 prostych węzłów
Wojciech Molisz 36
ZigBee
ZigBee
Związane z 802.15.4, podobne do Bluetooth / 802.15.1
Stworzone przez Chipcon, ember, freescale
(Motorola), Honeywell, Mitsubishi, Motorola, Philips,
Samsung
Ponad 150 członków
Opłaty:
Promoter (40 000 USD/rok), Participant (9500 USD/rok),
Adopter (3500 USD/rok)
Specyfikacje nie są udostępniane publicznie (Dostęp
mają tylko promoters i participants)
Platformy ZigBee zawierają
IEEE 802.15.4 layers 1 i 2
Stos protokołów ZigBee do w. aplikacji
Wojciech Molisz 37
UWB
UWB
UWB  Ultra Wide Band
ć% DS-UWB  Direct Spectrum UWB
transmisja w bardzo szerokim pasmie (3,1  4,85 GHz i 6,2  9,7
GHz)
przepływność 28  1320 Mb/s (obecnie 200 Mb/s)
ć% MB-OFDM  Mulit Band OFDM
pasmo podzielone na podzakresy o szerokości 528 MHz
transmisja realizowana na części podzakresów (3  14)
każdy podzakres podzielony na 128 podkanałów o szerokości
4,125 MHz, w którym stosowana jest modulacja OFDM
przepływność 53  480 Mb/s
ć% zastosowania: transmisja danych multimedialnych
Wojciech Molisz 38
RFID
RFID
RFID  Radio Frequency Identification
transmisja danych identyfikacyjnych towarów 
rodzaj asortymentu, numer partii
identyfikatory mogą być pasywne lub aktywne
zastosowanie w transporcie, spedycji, produkcji
Możliwa praca w trzech pasmach
< 100 MHz
> 100 MHz
UHF (868  954 MHz)
Wojciech Molisz 39
WMAN
WMAN
Zapewniają transmisje na
maksymalną odległość od
kilku do kilkudziesięciu
kilometrów.
Są wykorzystywane jako:
sieci dostępowe,
sieci szkieletowe,
awaryjne systemy
łączności.
y
ródło: J. Woz
niak, K. Gierłowski, T. Gierszewski, P. Machań, T.
Mrugalski, T. Klajbor, R. Orlikowski- Referat Plenarny na KST 2007
Wojciech Molisz 40
WMAN
WMAN
WMAN
a  2003
802.16 d  2004
e  2005
WiMAX
Wojciech Molisz 41
WiMAX
WiMAX
WiMAX  Wireless Interoperability for Microwave
Access
WiMAX Forum  organizacja skupiająca ponad 300
firm z branży bezprzewodowych sieci metropolitalnych
(WMAN) i szerokopasmowych (BWA)
WMAN  Wireless Metropolitan Area Network
BWA  Broadband Wireless Access
Publikuje standardy o zasięgu międzynarodowym
Wykonuje testy certyfikacyjne systemów WiMAX
Wojciech Molisz 42
Charakterystyka WiMAX
Charakterystyka WiMAX
Potencjalny zasięg działania wynosi maksymalnie ok. 50 km,
Szybkość transmisji do 70 Mbit/s
Sieć WiMAX działa w pasmie częstotliwości 2-66 GHz
Wojciech Molisz 43
Standardy WiMax
Standardy WiMax
Wojciech Molisz 44
Porównanie WiMax z WiFi
Porównanie WiMax z WiFi
Właściwość 802.11a/b/g 802.16-2004 802.16e
Mobilność stacji tak brak tak
klienckich
Zasięg 100 m NLOS 3  10km NLOS ~3 km NLOS
10 km LOS 50 km LOS
Przepływność maks. 54 Mb/s maks. 75 Mb/s maks. 15Mb/s
Szerokość kanału 20 MHz 1,75 MHz (maks. 28) 1,75 MHz (maks. 28)
Wydajność 2,7 b/s/Hz (0,6 - B) do 5 b/s/Hz do 5 b/s/Hz
widmowa
Modulacja OFDM 48 (DSSS - B) OFDM 256 OFDM 2048
Częstotliwość 5 GHz (2,4 GHz - B) 2-11 GHz 2-11 GHz
pracy
Wielodostęp w czasu czasu czasu/częstotliwości
dziedzinie
Dostęp do medium rywalizacja rezerwacja rezerwacja
Wojciech Molisz 45
WiMax na tle innych standardów
WiMax na tle innych standardów
Wojciech Molisz 46
WWAN
WWAN
WWAN
802.20
Celular
Mobile-Fi
2,5G 3G
GPRS 1xRTT EV-DO UMTS
Wojciech Molisz 47
Pasma częstotliwości sieci bezprzewodowych
Pasma częstotliwości sieci bezprzewodowych
Dopuszczalna moc
WiMAX++
Down load
Up load
2W
0,2W
0,1W
0,O1
WiFi WiMax WiFi5 UWB.. BLR WMS UE .
GHz 2.4/2.5 3.4/3.5 5.6/5.8 10.410.5 26 28 40.5 43.5
Pasmo S Pasmo C Pasmo X Pasmo Ka Pasmo Q
Sieci dostępowe: Pasma koncesjonowane
Sieci lokalne: ograniczona przepustowość i zasięg, pasma nielimitowane
(ryzyko interferencji)
Wojciech Molisz 48
WRAN - wymagania funkcjonalne
WRAN - wymagania funkcjonalne
Zakres częstotliwości
Pasma TV rozsiewczej VHF/UHF: 54 ~ 862 MHz
Użytkownicy stacjonarni
Zasięgi:
Typowo 33 ~ Max 100 km
Szeroka oferta usług
Dane, mowa, wideo
Mieszkańcy, SME (Small & Medium Enterprises), SOHO (Small
Office / Home Office)
Możliwości
Podobne do ADSL & modemów kablowych ale dla słabiej
zaludnionych obszarów wiejskich
Dostępność usług:
50% lokalizacji przez 99.9% czasu
Wojciech Molisz 49
WRAN - wymagania funkcjonalne (2)
WRAN - wymagania funkcjonalne (2)
Pasmo:
6 MHz (7, 8 MHz)
Wymagana minimalna szczytowa przepustowość na
granicy pokrycia/ dla użytkownika:
1.5 Mbit/s (w przód) �12 aktywnych użytkowników 18 Mbit/s
384 kbit/s (wstecz)
Efektywność wykorzystania pasma:
Minimum: 0.5 bit/s / Hz 3 Mbit/s
Typowo: 3 bit/s / Hz 18 Mbit/s
Wojciech Molisz 50
802.22 Network Overview
802.22 Network Overview
WRAN
Base Station
Wireless
MIC
TV Transmitter
WRAN
Base Station
WRAN
Repeater
Typical ~33km
Wireless
Max. 100km
MIC
: WRAN Base Station
: CPE
y
ródło: Cadence
Wojciech Molisz 51
Standardy IEEE sieci bezprzewodowych
Standardy IEEE sieci bezprzewodowych
RAN
(Regional)
<100km
IEEE 802.22
WAN
(Wide Area)
<15km
IEEE 802.20
Mobile-Fi
MAN
(Metropolitana)
<5km
IEEE 802.16
Wi-MAX
LAN
(Local)
<100m
IEEE 802.11
Wi-Fi
PAN
(Pessoal)
Bluetooth
IEEE 802.15
ZigBee
<10m
UWB
Wojciech Molisz 52
IEEE 802.21
IEEE 802.21
Wykonanie
Decyzja o
Przygotowanie
przełączenia
przełączeniu
przełączenia
IEEE 802.21
Przekazanie
Zestawienie
Wyszukanie
połączeń
nowego łącza
nowego łącza
Wykrywanie sieci
Sygnalizacja przełączenia
A
ączność w warstwie 2
Przeniesienie kontekstu
Wybór sieci
A
ączność IP
Przekazywanie pakietów
Negocjacja przełączenia
IEEE 802.21 wspomaga decyzję o przełączeniu,
wybór sieci i aktywację interfejsu.
Wojciech Molisz 53
Przykład wykorzystania 802.21
Przykład wykorzystania 802.21
Praca na 3G WWAN
3G WWAN
3G WWAN
Strefa 1 Strefa 2 Strefa 3
Podłączenie zasilania
Aktywacja Wi-Fi
Uruchomienie WiFi
Kontynuacja sesji na WiFi
Strefa 6
Strefa 5
Strefa 4
Lotnisko
Lotnisko
Utrata łącza WiFi
Otoczenie
Podłączenie Radio
Otoczenie
Otoczenie
Otoczenie
Otoczenie
Otoczenie
RadioState
Otoczenie
State
Otoczenie
Otoczenie
Otoczenie
Otoczenie
Otoczenie
do Wi-Fi
3G WWAN
3G WWAN
3G WWAN
3G WWAN
3G WWAN
3G WWAN
3G WWAN
Kontynuacja sesji
Dom
Dom
na 3G WWAN
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Wi-Fi
Kontynuacja
sesji na WiFi
WiMAX
WiMAX
WiMAX
WiMAX
WiMAX
WiMAX
WiMAX
Niski poziom baterii
Zainicjowane przez operatora
Wyłączenie WiMAX
GPS
GPS
GPS
GPS
GPS
GPS
przełączenie na WiMAX GPS
Przełączenie na 3G WWAN
Kontynuacja sesji na WiMAX
Wyłączenie WiFi
WiMAX WiMAX
WiMAX WiMAX
Strefa 7 Strefa 8 Strefa 9
IEEE 802.21, SIP, VCC, IMS dla wsparcia wyboru sieci i zachowania
VCC, SIP, IMS do zachowania ciąępnych sieci. (Wi--Fi Wi
ł ci usług
IEEE 802.21, SIP, VCC, IMS dla wsparcia wyboru sieci i zachowania )
VCC, SIP, IMS do zachowania ci głgł ci usług
802.21, SIP, IMS do zachowania ciąośości usług (3G WWAN WiMAX)-)
IEEE 802.21 do wykrywania dostągąośości usług (Wi-Fi
802.21, SIP, IMS do zachowania ci gł
IEEE 802.21 do wykrywania dostępnych sieci. (3G WWAN Wi-)
ciągłości usług przy zamianie technologii (3G WiMAX
Wi-Fi WiMAX
Fi) WiFi
ciągłości usług przy zamianie technologii (3G WiMAX
Fi)
Wojciech Molisz 54