IEEE 802.11 a/b/g/n WiFi - PowerPoint PPT Presentation

Loading...

PPT – IEEE 802.11 a/b/g/n WiFi PowerPoint presentation | free to download - id: 729d36-MzhlN



Loading


The Adobe Flash plugin is needed to view this content

Get the plugin now

View by Category
About This Presentation
Title:

IEEE 802.11 a/b/g/n WiFi

Description:

IEEE 802.11 a/b/g/n + WiFi – PowerPoint PPT presentation

Number of Views:65
Avg rating:3.0/5.0
Slides: 54
Provided by: Mada160
Learn more at: http://iota.ee.tuiasi.ro
Category:
Tags: ieee | wifi | ieee | wireless

less

Write a Comment
User Comments (0)
Transcript and Presenter's Notes

Title: IEEE 802.11 a/b/g/n WiFi


1
IEEE 802.11 a/b/g/n WiFi
2
Introducere
  • IEEE 802.11 - set de standarde care se refera la
    comunicatiile wireless in banda de frecvente 2.4,
    3.6 si 5 GHz.
  • Primul standard wireless IEEE 802.11 a fost
    adoptat in 1997, incluzand specificatii pentru
  • FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)
  • DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum )

3
Standardele IEEE 802.11
  • Standardul original 802.11 specifica viteze de 1
    sau 2 Mbps
  • folosea Forward Error Correction Code
  • definea ca metoda de acces la mediu CSMA/CA
    (Carrier Sense Multiple Access with Collision
    Avoidance)

4
Introducere
  • 802.11a
  • 802.11b
  • 802.11g
  • 802.11n
  • 802.11ac

5
Standardele IEEE 802.11
  • 802.11a
  • banda 5 GHz
  • folosea o tehnica de modulare numita orthogonal
    frequency division multiplexing (OFDM)
  • initial folosea 12 canale diferite
  • latime de banda mai mare ca 802.11b

6
Standardele IEEE 802.11
  • 802.11a avantaje
  • viteza mare (54 Mbps)
  • eficienta mai mare
  • transferarea unei cantitati mai mare de date
    intr-o latime de banda mai mica
  • mai putine interferente
  • putine aparate folosesc frecventa de 5 GHz
  • majoritatea folosesc 2.4 GHz

7
Standardele IEEE 802.11
  • 802.11a dezavantaje
  • standardul nu e acceptat pretudindeni
  • nu e compatibil cu 802.11b
  • semnalului (50m, fata de 100m la 802.11b) - mai
    usor obstructionat
  • consum mai mare de putere
  • OFDM nu este la fel de eficient ca si DSSS

8
Standardele IEEE 802.11
  • 802.11b
  • banda 2.4 GHz
  • 11 canale (3 non-overlapping)
  • transfer 1, 2, 5.5, 11 Mbps (medie 4Mbps)
  • foloseste CSMA/CA definit in standardul original
  • tehnica de modulare CCK (Complementary Code
    Keying)
  • cost redus
  • compatibilitatea cu 802.11 DSSS
  • incorporarea unei schema de codare mai eficienta

9
Standardele IEEE 802.11
  • 802.11b dezavantaje
  • interferenta cu alte produse ce opereaza in banda
    2.4GHz
  • viteza de transfer maxima mai mica
  • nu suporta mai multi utilizatori simultan

10
Standardele IEEE 802.11
  • 802.11g
  • a aparut in 2003
  • frecventa 2.4GHz
  • 54Mbps
  • incearca sa combine avantajele 802.11a si 802.11b
  • suporta latime de banda de pana la 54Mbps (media
    de transfer 25Mbps)
  • este compatibil cu 802.11b
  • foloseste OFDM (802.11a)

11
Standardele IEEE 802.11
  • 802.11g
  • avantaje
  • viteza maxima mare de transfer
  • suporta multi useri simultani
  • compatibil cu stantardul 802.11b (migrarea usoara
    a utilizatorilor)
  • suport pentru produsele 802.11b existente
  • dezavantaje
  • cost mai ridicat decat 802.11b
  • interferenta cu alte produse ce opereaza in banda
    2.4GHz

12
Standardele IEEE 802.11
  • 802.11n
  • aparut recent (oct. 2009)
  • 100 Mbps
  • imbunatatiri prin adaugarea MIMO
  • utilizarea mai multor antene atat la transmitere
    cat si la receptie
  • precodare
  • multiplexare spatiala
  • Codare diversificata

13
Wi-Fi 802.11ac Este un nou standard Wi-Fi
pentru conexiuni fara fir la internet care
utilizeaza exclusiv banda de 5 GHz, similara cu
cea folosita de actualul standard 802.11n.
Tehnologia mai este cunoscuta si sub numele de
5G WiFi (pentru ca este a cincea generatie de
retea Wi-Fi), Gigabit WLAN sau 5G-WLAN si este
compatibila si cu Wi-Fi 802.11 a/b/g/n.
14
Principalul avantaj al noului standard Wi-Fi
802.11ac este cresterea vitezei de transfer a
datelor. Viteza maxima teoretica este de 6.93
Gbps, însa pentru început dispozitivele care
suporta aceasta tehnologie vor avea o viteza
maxima teoretica de 1.3 Gb/s. În plus, vor
exista o serie de dispozitive mai putin
performante care vor suporta viteze de pâna la
450 Mb/s. Chiar si în aceste conditii, tehnologia
Wi-Fi 802.11ac va fi de cel putin trei ori mai
rapida decât Wi-Fi 802.11n.
15
Care vor fi avantajele noii tehnologii Wi-Fi
802.11ac? Serviciile multimedia vor fi
principalele beneficiare ale noii tehnologii,
întrucât viteza sporita va permite unui router sa
faca streaming de continut video HD catre mai
multi clienti în acelasi timp. În plus,
tehnologia va permite conectarea simultana a mai
multor clienti în retea, iar aria de acoperire a
retelei va fi mai mare. De asemenea, tehnologia
consuma mai putina energie, astfel ca autonomia
gadgeturilor va creste.
16
Wi-Fi
  • Wireless Fidelity
  • extinderea retelei prin unde radio
  • bazat pe familia de specificatii 802.11
  • viteze de 11 Mbps (802.11b) sau 54Mbps (802.11a)
  • raza 100 m spatiu inchis, 300 m spatiu deschis
  • componente hardware speciale
  • integrarea prin access points

17
Wi-Fi
  • 3 componente principale
  • Card WI-FI
  • Semnalul radio
  • Access point-urile

18
Wi-Fi
  • Accesul la mediu
  • CSMA/CA
  • collision avoidance mechanism - Distributed
    Control Function (DCF)
  • o statie WiFi va transmite numai daca este
    canalul liber
  • toate transmisiile primesc un semnal ACK
  • in functie de ACK se vor retransmite datele dupa
    un interval de timp

19
Standardele 802.11
20
Comparatie intre standardele 802.11
802.11a 802.11b 802.11g 802.11n
Banda(GHz) 5 2.4 2.4 5, 2.4
Modulatie OFDM DSSS DSSS OFDM MIMO-OFDM
Viteza(Mbps) 54 11 11 54 248 (2 siruri)
Distanta(m) 35m 35m 35m 70m
Avantaje Viteza mare Putin predispus spre interferenta Cost redus Distanta mare Viteza mare Distanta mare Greu obstructionat Viteza mare Distanta mare
Dezavantaje Cost mare Distanta mica Viteza mica Predispus spre interferenta Predispus spre interferenta in banda de 2.4GHz
21
Canale Wi-Fi Wireless LAN
  • Impartirea/divizarea benzilor in canale
  • Ex. Banda 2.4 - 2.4835 GHz impartita in 13 canale
    de 22 MHz fiecare, distantiate cu 5 MHz intre ele
  • Exceptie canalul 14 distanta de 12 MHz
  • Disponibilitatea canalelor este reglementata de
    fiecare tara

Figura 2. Canale pentru banda
2.4 GHz (802.11 b/g/n)
22
Canale Wi-Fi Wireless LAN
  • Se recomanda folosirea canalelor 1, 6, 11 si 14
    pentru evitarea interferentei
  • Pentru banda 2.4 GHz ISM
  • America de Nord 11 canale
  • Canalele 12 si 13 folosite la putere redusa
  • Europa 13 canale
  • Japonia 14 canale
  • Canalul 14 folosit doar in .11b (DSSS)

ISM Industrial Scientific and Medical Banda
ISM (Industrial Scientific and Medical-
Industrial stiintific si medical)
23
Spread Spectrum
  • FCC impune limitarea puterii transmisiilor spread
    spectrum (spectru imprastiat)
  • Puterea de iesire a transmitatorului max. 1W
  • Puterea maxima radiata max. 4W
  • Tipuri de modulatie
  • Frequency hopping (FH sau FHSS)
  • Direct sequence (DS sau DSSS)
  • Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)

24
FHSS
  • 79 subcanale, fiecare de 1MHZ, in banda de 2.4GHz
    ISM
  • Sare de la o frecventa la alta intr-un model
    aleator transmitand o rafala scurta la fiecare
    subcanal
  • Generatorul de numere pseudoaleator produce
    secventa de frecvente
  • Statiile sar simultan la aceleasi frecvente
  • Durata petrecuta pe fiecare frecventa
  • Timp de pe fiecare canal este un parametru
    ajustabil, mai mic de 400ms
  • Avantaje
  • Alocare eficienta a spectrului in banda
  • Securitate
  • Rezistenta buna in ceea ce priveste atenuarea la
    transmisia pe mai multe cai
  • Putin sensibil la interferenta radio
  • Dezavantaj
  • Latime de banda redusa - 2Mbps

25
DSSS
  • Imprastie puterea peste o banda de frecventa mai
    mare folosind functii de codificare matematice
  • Fiecare bit este transmis ca o secventa de 11
    fragmente folosindu-se secventa Barker
  • 2Mbps

HR/DSSS
  • 2.4GHz ISM
  • 11 milioane fragmente/secunda, 11Mbps
  • 802.11b HR/DSSS PHY
  • modularea schimbarii de faza, compatibil cu DSSS

26
OFDM
  • Divide canalul in mai multe subcanale si codifica
    o portiune de semnal peste fiecare subcanal in
    paralel
  • 5GHz ISM, 2.4GHz ISM
  • 52 frecvente
  • 48 pentru date
  • 4 pentru sincronizare
  • Codificare
  • Modularea schimbarii de faza pentru viteze de
    pana la 10Mbps
  • QAM pentru viteze mai mari de 10Mbps
  • La 54Mbps 216 biti de date sunt codificati in
    simboluri de 288 biti
  • Avantaje
  • Imunitate mai buna la interferenta de banda
    ingusta
  • Imunitate buna in fata atenuarii la transmisia pe
    mai multe cai
  • 802.11a (5GHz ISM)
  • 802.11g (2.4GHz ISM)

27
MIMO
  • Draft
  • Imparte sirul de date in mai multe siruri si le
    transmite simultan folosind antenele disponibile
  • 2 siruri permit o viteza maxima teoretica de
    248Mbps

28
Metode de acces
  • CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with
    Collision Avoidance)
  • Protocol in sublayer-ul MAC al layer-ului 2 din
    OSI model
  • Principiul CSMA
  • O statie trebuie sa asculte activitatea pe canal
    inainte de a trimite. Daca e idle va transmite,
    daca e busy va amana transmiterea
  • Canal este simtit ocupat -gt amanare transmitere
    pentru interval de timp random
  • CD (Collision Detection)
  • Detectarea coliziunii, transmitere mesaj de
    blocare si asteptare timp aleator (backoff
    delay, determinat prin algoritm specializat)
  • Folosit in Ethernet 802.3
  • CA se foloseste unde nu se poate implementa CD
  • 802.11 Wireless LANs si 802.15.4 Wireless PANs
  • Medii unde nu e posibila ascultarea canalului in
    timp ce se transmite gt detectia coliziunii
    imposibila

29
Asociere client la AP
30
Topologii 802.11
  • Ad-hoc
  • Fara AP (Access Point)
  • Conexiune peer-to-peer
  • Independent Basic Service Set (IBSS)
  • BSS (Basic Service Sets)
  • Un singur AP
  • Conexiunea este de la client la AP
  • Arie de acoperire Basic Service Area (BSA)
  • ESS (Extended Service Sets)
  • Mai mult de un singur AP
  • BSS extins (mai multe BSS legate)
  • Arie de acoperire Extended Service Area (ESA)

31
Structura Layer 2
  • Se transmit 3 tipuri de date
  • Management
  • Stabilire si mentinerea comunicatiilor
  • Autentificare / de-autentificare
  • Cerere / raspuns de asociere / reasociere
  • Probe request / response
  • Terminare asociere
  • Beacon
  • Control
  • Ajuta la livrarea frame-urilor de date
  • Date

32
Structura Layer 2
  • Frame control informatii de control necesare
    procesarii
  • Duration ID indica durata pana la urmatorul
    frame
  • Address 1-4
  • campuri pentru adrese MAC
  • Destinatar, expeditor, filtrare, optional
  • Sequence control folosite pentru defragmentare
    si respingerea frame-urilor duplicate
  • Frame body sarcina utila (en. payload)
  • FCS (Frame Check Sequence) folosita in
    verificarea integritatii frame-urilor

33
Securitate
  • Mediu comun
  • Oricine poate asculta/intercepta transmisia
  • Atacuri
  • Acces neautorizat
  • Wired Equivalency Privacy (WEP)
  • IEEE 802.11i (WPA2, WPA - implementare partiala)
  • 802.1X pentru autentificare (EAP si un server de
    autentificare)
  • protocoale de securitate pentru
    confidentialitate, integritate
  • IEEE 802.11w-2009
  • Protected Management Frames
  • Imbunatatirea layer-ului MAC (Medium Access
    Control)

34
WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave
Access
35
1. Prezentare generala
  • Definitie
  • tehnologie Broadband Wireless Access, bazata pe
    standardul IEEE 802.16 care ofera viteze mari de
    transfer a datelor
  • infrastructura similara cu retelele GSM
  • banda de frecvente licentiata (3.7 GHz in
    Romania)
  • benzi de frecventa nelicentiate 2.4GHz, 5.3GHz,
    5.4GHz, 5.8GHz

36
1. Prezentare generala
  • Ce ofera
  • viteze ridicate echivalente serviciilor broadband
  • acces wireless
  • raza de acoperire foarte mare (65 km2 in conditii
    optime)
  • numar mai mare de utilizatori
  • WiMAX pentru internetul broadband telefonia
    mobila pentru telefon
  • mod de functionare similar cu WiFi

37
2. Retele WiMAX
  • Componente
  • turn WiMAX
  • similar cu turnurile din telefonia mobila
  • ofera o acoperire de arie mare (km2 )
  • reciever WiMAX
  • un dispozitiv separat
  • card PCMCIA
  • integrat intr-un dispozitiv mobil (laptop,
    telefon)

38
2. Retele WiMAX
  • turn WiMAX
  • conectat direct la internet (cablat)
  • conectat la alt turn WiMAX (backhaul)

39
2. Retele WiMAX
  • doua tipuri de servicii wireless
  • non-line-of-sight
  • conexiune intre un dispozitiv mobil si turn
  • frecvente de la 2GHz la 11GHz
  • raza de actiune pana la 12 km
  • suprafata acoperita 65 km2
  • line-of-sight
  • o antena fixa este indreptata catre un turn WiMAX
  • intre doua tunuri WiMAX
  • frecvente pana la 66GHz
  • raza de actiune pana la 48 km
  • suprafata acoperita 9000 km2

40
2. Retele WiMAX
  • Conexiuni
  • non-line-of-sight
  • line-of-sight

41
3. WiMAX vs WiFi
  • 802.16 vs 802.11
  • analogie telefonie mobila vs telefonie fixa fara
    fir
  • WiMAX foloseste frecvente licentiate
  • pe distante mici se asteapta ca 802.11 sa
    depaseasca performantele 802.16 in ceea ca rata
    de transfer si nr de utilizatori
  • se propune extinderea retelelor WiMAX cu retele
    WiFi
  • WiMAX nu poate asigura necesarul de banda pentru
    utilizatorii unui intreg oras
  • zonele mai mici sunt acoperite de retele 802.11
  • retelele 802.11 interconectate cu WiMAX

42
3. WiMAX vs WiFi
  • WiMAX ofera acces de tip FDD sau TDD orientat pe
    MAC
  • FDD Frequency-Division Duplexing
  • transmitatorul si receptorul opereaza pe
    frecvente diferite
  • statia poate trimite si primi mesaje in acelasi
    timp
  • TDD Time-Division Duplexing
  • transmitatorul si emitatorul folosesc aceeasi
    frecventa
  • statia nu poate trimite si primi mesaje in
    acelasi timp

43
3. WiMAX vs WiFi
WiMAX WiFi WiFi WiFi WiFi
WiMAX a b g n
Dimensiune WMAN WLAN WLAN WLAN WLAN
Acces TDD/FDD CSMA-CA CSMA-CA CSMA-CA CSMA-CA
Modulatie OFDM SOFDMA OFDM DSSS OFDM DSSS OFDM
Frecv. (GHz) 2-11/66 3.7/5 2.4 2.4 2.4/5
Raza (m) 12km/48km 35/110 38/140 38/140 70/250
Viteza (Mbit/s) 70/? 54 11 54 108
44
3. WiMAX vs retele celulare
  • retelele celulare pot fi considerate concurentul
    principal
  • au arie de acoperire mai mare
  • retelele celulare (CDMA, GSM)
  • construite pentru servicii de voce
  • trebuie sa migreze catre comunicatii IP pentru a
    putea oferii servicii de date
  • WiMAX are la baza IP
  • gt suport implicit pentru aplicatii voce si date
  • retelele HSDPA (High Speed Downlink Packet
    Access)
  • includ GPRS si EDGE
  • viteze pana la 14.4 Mbit/s
  • au costuri mai ridicate de dezvoltare decat
    WiMAX
  • performantele WiMAX sunt net superioare fata de
    performanelele retelelor celulare

45
3. WiMAX vs GAN
  • 802.16 vs 802.20
  • tehnologii concurente
  • frecvente (GHz)
  • WiMAX 2-11
  • GAN 3.5 sau mai jos
  • viteza maxima pt utilizator (km/h)
  • WiMAX 140 la 70 Mbit/s
  • GAN 250 la 1Mbit/s gtviteza mai mare de
    deplasare
  • 802.20 aprobat in 12.06.2008
  • se lucreaza la 802.20b draft
  • 802.16 are deja 3 standarde a,d,e

46
4. Securitatea WiMAX
  • dezvoltarea 802.16 dependenta de securitate
  • autentificarea
  • fiecare statie client (subscriber station) are un
    certificat X.509 prin care este unic identificata
  • se ingreuneaza atacurile spoofing
  • o consecinta a rezei mari de acoperire este
    numarul scazut de statii de baza (base stations)
  • creste probabilitatea unui atac MITM

47
4. Securitatea WiMAX
  • Criptarea
  • se folosesc standardele AES si DES3 considerate
    de ultima generatie
  • toate datele trimise sunt criptate
  • Disponibilitate
  • se folosesc spectre licentiate
  • se ofera protectie fata de interferente
    neintentionate
  • este posibil ca un atacator se bruieze semnalul
    si sa impiedice accesul la mediul de transmisie

48
4. Securitatea WiMAX
  • Amenintari
  • atacuri DoS
  • atacuri MITM
  • statii de baza compromise
  • deocamdata tehnologia nu este destul de
    raspandita pentru a se cunoaste potentialul
    sistemului de securitate

49
8. Echipamente WiMAX
  • Motorola WAP 650
  • access point
  • suprafata de acoperire cu 50 mai mare decat WAP
    450
  • respecta IEEE 802.16e
  • putere de transmisie 20W/s
  • frecvente de operare 2.3GHz, 2.5GHz, 3.5GHz
  • bandwidth channel 5, 6 sau 7 MHz

50
8. Echipamente WiMAX
  • Motorola CPEi 150
  • dispozitiv fix de acces
  • respecta IEEE 802.16e
  • bandwidth channel 5MHz si 10MHz
  • 1 port ethernet
  • 5Mbps Down- Linkgt 2 Mbps Up-Link

51
8. Echipamente WiMAX
  • Motorola USBw 200
  • respecta IEEE 802.16e
  • bandwidth channel 5MHz si 10MHz
  • frecvente de operare 2.3GHz, 2.5GHz, 3.5GHz
  • autentificare bazata pe X.509
  • compatibil doar cu Windows XP (SP2/ SP3) and
    Vista

52
8. Echipamente WiMAX
  • Dispozitive mobile

Asus K50IJ
Samsung M8000
HTC T8290
53
9. Concluzii WiMAX
  • suprafata de acoperire foarte mare la viteze
    broadband
  • WiMAX a fost folosit pentru a restabili
    comunicatiile in Aceh, Indonezia dupa tsunami-ul
    care a lovit in decembrie 2004
  • WiMAX a restabilit comunicatiile din zonele
    afectate de uraganul Katrina in 2005
  • Securitate sporita fata de 802.11
About PowerShow.com