web tehnologii wireless - BITNET home page · PPrrooiieeccttuull HHOOTTSSAATT 22000055

PPPrrroooiiieeeccctttuuulll HHHOOOTTTSSSAAATTT 222000000555

Introducere tehnologii şi arhitecturi wireless:

sisteme terestre wireless WAN sisteme spaţiale wireless WAN

sisteme wirelessLAN

Cuprins

1. Clasificarea tehnologiilor wireless

2. WWANs (Wireless Wide Area Networks) – Reţele wireless regionale

2.1 Componentele reţelelor wireless regionale

2.2 Arhitectura sistemelor terestre wireless WAN

2.3 Generaţia 1G

2.4 Generaţia 2G

2.5 Gernaraţia 2.5G

2.6 Gernaraţia 3G

2.7 Sisteme spaţiale wireless WAN. Reţele de sateliţi

3. WLANs (Wireless Local Area Networks) – Reţele wireless locale

3.1 Standardul IEEE 802.11

3.2 Standardul IEEE 802.11b

3.3 Standardul IEEE 802.11a

3.4 Standardul IEEE 802.11g

3.5 Standardul IEEE 802.11e

3.6 Standardul IEEE 802.11n

Bibliografia


1. Clasificarea tehnologiilor wireless

Sistemele radio (wireless) includ o varietate de categorii de reţele de voce şi de date ce permit utilizatorilor stabilirea unor conexiuni pe distanţe mai lungi sau mai scurte funcţie de aria de serviciu acoperită. Ca şi în cazul sistemelor de comuncaţii cablate (wired), funcţie de aria de acoperire, sistemele wireless pot fi clasificate în câteva categorii, şi anume:

1. WWANs (Wireless Wide Area Networks) – Reţele wireless regionale Tehnologiile de tip WWAN permit conexiuni wireless distante, peste reţele publice sau private. Aceste conexiuni pot fi stabilite şi menţinute peste arii geografice exinse cum ar fi oraşe sau ţări, prin amplasarea unor sisteme de antene sau utilizarea unor sisteme de comunicaţii prin satelit. Dintre tehnologiile WWAN amintim: generaţia de sisteme 2G cu exponenţii săi GSM (Global System for Mobile Communications) şi CDMA (Code Division Multiple Access), generaţia de sisteme 2.5G şi generaţia de sisteme 3G. Această categorie de sisteme poate fi înglogată în ceea ce numim reţeaua terestră wireless WAN. Pe lângă aceste sisteme, în cadrul reţelelor wireless regionale este inclusă reţeaua spaţială wireless WAN, reţeaua salelitară.

2. WMANs (Wireless Metropolitan Area Networks) – Reţele wireless metropolitane Tehnologiile de tip WMAN permit conexiuni între locaţii multiple ale unei zone metropolitane (între clădirile unui oraş sau campus universitar). Dintre tehnologiile WMAN amintim: WiMAX (Worldwide

interoperability for Microwave Access – IEEE 802.16), ETSI BRAN (Broadband Radio Access Networks) HiperMAN (HIgh PERformance Radio Metropolitan Area Networks), ETSI BRAN HiperACCESS (HIgh PERformance Radio ACCESS), MMDS (Multichannel Multipoint Distribution Service) şi LMDS (Local Multipoint Distribution Services).

3. WLANs (Wireless Local Area Networks) – Reţele wireless locale Tehnologiile de tip WLAN permit conexiuni wireless în interiorul unei arii locale (în interiorul unei cladiri sau spaţiu public). Dintre tehnologiile WLAN amintim: WiFi (Wireless Fidelity – IEEE 802.11, 802.11b, 802.11a), ETSI HiperLAN1 (HIgh PERformance Local Area Networks – Type 1), ETSI HiperLAN2 (HIgh PERformance Local Area Networks – Type 2).

4. WPANs (Wireless Personal Area Networks) – Reţele wireless personale

Tehnologiile de tip WPAN permit conexiuni wireless de tip ad-hoc utilizate în aşa numitul spaţiu de operare personal (POS, Personal Operating Space) care nu depăşeşte distanţa de 10 metri. Dintre tehnologiile WPAN amintim: Bluetooth, IR (InfraRed) şi WPAN (Wireless Personal Area Networks – IEEE 802.15). Este greu de intuit şi totodată de specificat care va fi tehnologia viitorului, specificarea unui singur standard de acces wireless. Ceea ce este sigur este însă faptul că această reţea de acces va fi una strâns corelată conceptului de reţea heterogenă incluzând un număr mare de tehnologii şi arhitecturi de acces wireless, a cărei infrastructui multimedia va fi cu siguranţă stiva de protocoale IP. În acest scenariu, este evident faptul că sistemele de comunicaţii wireless, celulare sau non-celulare, terestre şi spaţiale, de bandă ingustă sau de bandă largă, vor coexista în cadrul acestei reţele heterogene oferind conexiuni oriunde, oricând, pentru diferite categorii de utilizatori, nomadici sau mobili.


2. WWANs (Wireless Wide Area Networks) – Reţele wireless regionale

Reţele wireless regionale sunt destinate realizării unei acoperiri exinse, la nivel naţional şi continental. În cele mai multe cazuri, reţelele wireless regionale oferă utilizatorilor conexiuni la distanţă, în zonele deschise. Deşi sistemele regionale oferă servicii şi în interiorul clădirilor, performanţele sunt mai scăzute în comparaţie cu cele oferite în spaţii deschise. Avantajul de necontestat al reţelelor wireless regionale este aria de acoperire şi preţul scăzut al serviciilor oferite utilizatorilor. Reţelele wireless regionale pot oferi conexiuni mai uşor accesibile în diverse locaţii corelat însă categoriei de aplicaţie solicitată. Astfel, un scenariu care poate fi imaginiat este al unui utilizator care accesează resursele reţelei prin intermediul unei conexiunui la satelit. Dezavantajul provenit însă din spectrul de frecvenţă îngust conduce la performanţe scăzute. 2.1 Componentele reţelelor wireless regionale

Componentele reţelelor wireless regionale variază funcţie de tipul aplicaţiilor furnizate utilizatorilor mobili sau ficşi şi totodată fincţie de tehnologia şi configuraţia reţelelor. Astfel, componentele unei sistem satelitar vor fi diferite în comparaţie cu cele ale unui sistem celular. Dintre componentele reţelelor wireless regionale amintim: telefoane mobile, calculatoare portabile şi dispozitive PDA (Personal Digital Assistant). Dimensiunile acestor tipuri de echipamente sunt reduse datorită cerinţei de portabilitate. Carduri wireless (wireless NICs)

Datorită faptului că există o categorie extinsă a tipurilor de sisteme wireless regionale, principala problemă constă în identificarea interfeţei wireless la reţeaua pe care un utilizator doreşte să o utilizeze. Astfel, pentru a interfaţa un calculator portabil sau un dispozitiv de tip PDA, este necesar un card wireless. Carduri wireless destinate reţelelor wireless regionale (WWAN) pot arăta în acelaşi fel ca şi cele utilizate în reţele wireless locale (WLAN) sau personale (WPAN), tehnologiile putând fi însă incompatibile.

În cazul utilizării unei reţele wireless regionale satelitare, este necesară achiziţionarea la sol a unui terminal compatibil. Terminalele care se pot conecta la reţeaua de sateliţi sunt interfaţate de o antenă directivă cu reflector parabolic (dish) de dimensiuni reduse şi câştig ridicat. Aceste antene pot fi montate la utilizator sau pe caroseria unui autovehicol.

Staţii de bază (base stations)

Staţiile de bază specifice sistemelor wireless regionale sunt instalate în medii deschise pentru a deservi zone cât mai largi şi acoperire maximă. În aglomeraţiile urbane şi zone cu facilităţi publice, sunt instalate staţii de bază celulare în vederea deservirii unui număr mare de utilizatori. O altă formă a staţiilor de bază wirless regionale sunt sateliţii orbitali. Rolul acestora este de a retransmite semnalul către Pământ. La sol, utilizatorul va recepţiona semnalul prin intermediul unei antene parabolice de tip dish. Elementul dificil în acest scenariu sunt însă costurile ridicate ce presupun menţinerea în bune condiţii de funcţionarea a sistemului de sateliţi.


Antene

Staţiile de bază wireless regionale utilizează o gamă larsă de tipuri de antene. În cazul sistemelor celulare, antena la terminalul utilizator este de tip omnidirecţional în timp ce antenele staţiilor de bază sunt directive. În sistemele satelitare, antenle au reflectorul de tip parabolic. 2.2 Arhitectura sistemelor terestre wireless WAN

Reţelele wireless sunt sisteme multi-utilizator în care informaţia este transmisă prin intermediul undelor radio. Reţelele celulare terestre wireless WAN au evoluat de-a lungul câtorva generaţii: generaţia 1G (tehnologie analogică, furnizare de servicii de telefonie), generaţia 2G (tehnologie digitală, eficienţă spectrală îmbunătăţită, securitatea transmisiei şi capabilităţi de autentificare a utilizatorului), generaţia

2.5G (bazată pe tehnologie 2G cu îmbunătăţiri în ceea ce priveşte transferul datelor) şi generaţia 3G

(sisteme capabile în a oferi suport transferului de date multimedia). Majoritatea sistemelor wireless WAN sunt de tip celular. Arhitecturile reţelelor wireless sunt specificate de diferite organizaţii de standardizare şi astfel constatăm o mare diversitate tehnologică. Cu toate acestea, putem identifica o structură comună în ceea ce înseamnă un sistem wireless. Câteva componente de bază şi totodată caracterisitice fiecărui sistem wireless ar fi:

Figura 2.1 Arhitectura unui sistem celular wireless WAN

Staţia mobilă MS (Mobile Station) Staţia mobilă încheie traseul radio al reţelei înspre utilizator, garantând accesul utilizatorului la serviciile reţelei. Staţia mobilă integrează funcţii de interfaţare, funcţii radio şi funcţii de control. Poate funcţiona ca şi entitate independentă sau conectată la o altă entitate. Astfel, o staţie mobilă poate fi privită ca şi un echipament terminal TE (Terminal Equipment), adaptor terminal TA (Terminal Adapter) şi terminal mobil MT (Mobile Terminal). TA funcţionează ca o interfaţă între TE (un fax sau o staţie conectată la terminalul mobil) şi MT (echipament ce realizează funcţiile wireless).


Staţia de bază BS (Base Station) Staţia de bază încheie traseul radio dinspre reţea şi asigură conexiunea cu reţeaua. Este alcătuită din două elemente: Staţia transceiver de bază BTS (Base Transceiver Station) şi controlerul staţiei de bază BSC (Base

Station Controller). Staţia trasceiver de bază BTS conţine echipamentele radio şi asigură acoperirea în interiorul unei celule sau sector. Controlerul staţiei de bază BSC are rolul de a gestiona unul sau mai multe staţii treansceiver de bază şi de a interfaţa echipamentele BTS cu reţeaua. Controlerul staţiei de bază poate fi localizat împreună cu staţia transceiver de bază. Centrul de comutaţie a serviciilor mobile MSC (Mobile Switching Center)

Centrul de comutaţie realizează funcţiile de comutaţie dintre utilizatorii acelei reţele sau ale utilizatorilor conectaţi în alte reţele, coordonează apelurile şi procedurile de rutare a acestora. În general un MSC controlează mai multe BSC. Registru cu localizările vizitatorilor VLR (Visitor Location Register) Registrul cu localizările vizitatorilor este o bază de date ce conţine informaţii despre localizarea curentă a abonaţilor cu statut de vizitator. Este considerat vizitator un abonat care este deservit de un alt sistem din aria de servicii proprii sau de către un alt sistem din afara ariei de servicii proprii. De obicei, un VLR este localizat împreună cu un MSC. Informaţia conţinută la nivel de VLR este obţinută de la un HLR. Registru cu localizările abonaţilor proprii HLR (Home Location Register) Registru cu localizările abonaţilor proprii este o bază de date ce conţine propriii abonaţi. Conţine informaţii legate de locaţia curentă, identificatorii abonatului şi profilul utilizatorului. Poate fi localizat împreună cu un MSC sau poate deservi mai multe MSC fiind localizat independent de acestea. Gateway GTW (Gateway) Un gateway serveşte ca şi interfaţă între reţeaua wireless şi reţelele esterne. Punct de control al serviciului SCP (Service Control Point)

Asigură transferul serviciului către utilizator. Este responsabil de serviciile de strat superior care nu sunt incluse în cadrul MSC. Punct de transfer al serviciului STP (Service Transfer Point)

Echipament ce asigură comutaţia pachetelor ce asigură transmportul informaţiei de control între diferitele elemente ale reţelei. Reţeaua externă

Reţeaua externă este alcătuită dintr-o serie de reţele cum ar fi ISDN (Integrated Services Digital Networks), CSPDN (Circuit-Switched Public Data Network), PSPDN (Packed-Switched Public Data Network), respectiv PSTN (Public-Switched Telephone Network). 2.3 Generaţia 1G

Prima generaţie a reţelelor wireless de tip celular a fost lansată la sfârşitul anilor 1970 în Statele Unite şi începutul anilor 1980 în Europa. Prima generaţie a sistemelor wireless celulare a fost bazată pe tehnologie analogică şi era utilizată doar pentru serviciile de voce. Dintre limitările acestei categorii de sisteme, amintim: grad ridicat al nivelului de interferenţă, mobilitate redusă cu pierderea comunicaţiei în timpul mişcării, capacitate redusă şi vulnerabilitate din punct de vedere al securităţii. Aşa cum se poate observa, sistemele primei generaţii nu aveau suport pentru transportul de date. În ciuda acestor limitări, versiuni comerciale ale reprezentanţilor primei generaţii au fost implementate în numeroase ţări, dintre cei mai reprezentativi expomenţi amintim:


AMPS (Advanced Mobile Phone System) A fost lansat în 1982. Acesta s-a dovedit a fi cel mai reuşit standard analogic al primei generaţii de sisteme wireless. Reţelele AMPS sunt utilizate la scară largă şi pot şi pot fi întalnite pe toate continentele. TACS (Total Access Communication System) Primele specificaţii au fost implementate în Anglia şi au avut la bază standardul AMPS. Specificaţiile iniţiale TACS au fost extinse sub denumirea de ETACS. NMT (Nordic Mobile Telephone)

A fost primul sistem analogic disponibil comercial, introdus în Suedia şi Norvegia în 1979. NTT (Nipon Telephone and Telegraph) sau MCS-L1 (Mobile Cellular Service - L1) a fost implementat în 1979 în Japonia.

Sistem celular

analogic

Benzi de frecvenţă

(UL/DL)

Ecart între

purtătoare

Număr de

canale

Regiuni

AMPS 824–849/869–894 [MHz] 30 [KHz] 832 America, Europa, Australia, China, Asia TACS 890–915/935–960 [MHz] 25 [KHz] 1,000 Anglia NMT-450

NMT-900

453–457.5/463–467.5[MHz] 890–915/463–467.5 [MHz]

25 [KHz] 12.5 [KHz]

180 1,999

Europa Europa, China, India, Africa

NTT 925–940/870–855 [MHz] 915–918.5/860–863.5 MHz] 922–925/867–870 [MHz]

25/6.25 [KHz] 6.25 [KHz] 6.25 [KHz]

600/2,400 560 480

Japonia

Tabelul 2.1 Reprezentanţii primei generaţii de sisteme WAN celulare

La ora actuală, sistemele primei generaţiei 1G sunt scoase din exploatare în multe dintre ţările în care au funcţionat, fiind întâlnite numai în zonele cu populaţie redusă, acolo unde înlocuirea cu sistemele de generaţia a doua 2G nu a fost fezabilă. 2.4 Generaţia 2G

Dacă sistemele primei generaţii 1G de comunicaţii wireless celulare erau analogice introducând limitări legate de incompatibilitatea între sisteme, imposibilitatea procesului de handover şi roaming, capacitate scăzută şi calitate slabă a semnalului de voce, sistemele generaţiei a doua 2G vin să îmbunătăţească şi să completeze aceste aspecte. Astfel, au fost dezvoltate sistemele generaţiei a doua de comunicaţii wireless celulare cunoscute şi sub numele de sisteme digitale de comunicaţii celulare mobile. Sistemele generaţiei a doua 2G au fost introduse la începutul anilor 1990. Au fost dezvoltate în scopul de a furniza o calitate mai bună pentru transmisiile de voce, creşterea capacităţii sistemului (prin codare eficientă a vocii, utilizarea unor modulaţii digitale eficiente, codare pentru protecţie la erori şi securitate), roaming global, consum scazut de putere, suport pentru servicii simple de date. Elementul esenţial introdus de sistemele generaţiei a doua a fost trecerea de la transmisii şi prelucrări analogice la standarde digitale. Toate sistemele generaţiei a doua asigură suport pentru comunicaţiile de date, cu rate de transfer cuprinse ître 9.6 şi 19.2 kbps. Aceste debite sunt suficiente pentru aplicaţii ce au la bază protocolul WAP (Wireless Application Protocol) sau serviciul de mesaje scurte SMS (Short Mesage

Service). De asemenea, terminalele generaţiei a doua pot avea ataşate interfeţe IR (InfRared) sau Bluetooth. Dintre reprezentanţii generaţiei a doua 2G amintim:


DAMPS (Digital AMPS) Mai este cunoscut şi sub numele de TDMA (Time Division Multiple Access). Păstrează avantajele primei generaţii AMPS, completând cu suport pentru abonaţi digitali şi analogici ce pot fi deserviţi în interiorul graniţelor aceleaşi celule. Standardele care au propus această tehnologie au fost IS-54 şi apoi IS-136. CDMA IS-95 (Code Division Multiple Access IS-95, Interim Standard 95) IS-95 este primul standard digital celular ce are la bază tehnică de acces la mediu CDMA (Code Division

Multiple Access). IS-95 mai este cunoscut sub numele de cdmaOne sau TIA/EIA/IS-95. Standardul TIA/EIA/IS-95 a fost răspunsul american la standardul european GSM. Stabilea două tipuri de servicii: servicii de voce şi servicii de mesaje scurte. Standardul intordus de compania Qualcomm Inc. la începutul anilor 1990 şi care propunea o schemă de acces CDMA ce a fost implementată şi testată împrună cu Pacific

Telesis. Specificaţiile iniţiale au fost adoptate ca şi standarde de firmele TIA (Telecommunication Industry

Association) şi EIA (Electronic Industry Association). Standardul TIA/EIA/IS-95 defineşte specificaţiile de oparare pentru un sistem dual (analog şi digital). Principala caracteristică a acestui sistem constă în utilizarea simultană de către mai mulţi utilizatori a unei benzi largi de frecvenţe fără ca interferenţele să afecteze calitatea semnalului transmis prin folosirea unor secvenţelor ortogonale pseudo-aleatoare. Standardul TIA/EIA/IS-95 are la bază secvenţe directe de împrăştiere a spectrului pe canale duplex cu banda de 1.25 MHz. O altă inovaţie adusă de sistemul CDMA este utilizarea receptoarelor GPS (Global Positioning System) la receptoarele staţiilor de bază. Sistemul GPS utilizat ajută la sincronizarea elementelor arhitecturii, astfel procedura de handover este mult mai performantă. Versiunea iniţială cunoscută şi sub numele de TIA/EIA/IS-95A a cunoscut îmbunătăţiri specificate în versiunea TIA/EIA/IS-95B. Noile reglementări imbunătăţesc ratele de transfer a datelor, algoritmii de handover şi tehnicile de control al consumului de putere.

Figura 2.2 Arhitectura sistemului TIA/EIA/IS-95 (ANSI-41)

Sistemul TIA/EIA/IS-95 este dezvoltat pe o platformă ANSI/TIA/EIA-41 (pe scurt platformă ANSI-41). Arhitectura defineşte entităţi funcţionale şi interfeţele dintre acestea. GSM (Global System for Mobile communications)

La începutul anilor 1980, cu suportul autorităţilor, CEPT (Conference of European Postal and

Telecommunications) a înfiinţat GSM (Group Special Mobile) cu scopul de a dezvolta un standard Pan-European destinat comunicaţiilor celulare. Numele proiectului a fost GSM iar standardul implementat a


purtat acelaşi nume. Responabilitatea dezvoltării complete a standardului a fost transferată ETSI (European Telecommunications Standard Institute) şi câtorva operatori de reţea. Este cea mai populară reţa celulară 2G. A fost primul standard digital disponibil în domeniul comercial introdus în anul 1992. Sistemul funcţionează în benzile de frecvenţă de 900 MHz (900-MHz), 1.8 GHz (1800-MHz) în Europa, respectiv 1.9 GHz (GSM-1900) în America de Nord. Pentru a compensa diferenţele introduse de bezile de frecvenţă utilizate, au fost dezvoltate terminale dual-band sau tri-band ce comută între diferitele frecvenţe ale sistemului GSM atunci când utilizatorul este mobil, permitând roaming fără schimbarea terminalului.

Transmisia radio se bazează pe tehnicile de acces multiplu TDMA (Time Division Multiple Access) şi FDMA (Frequency Division Multiple Access). GSM a aparut din nevoia unui standard comun pentru toate ţările de a face posibil roaming-ul şi transferul sigur de informaţie la un nivel calitativ satisfăcător. GSM se bazează pe comutaţia de circuite. Suportul pentru transmisiuni de date la rata joasa (9.6 kbps) a fost introdus la începuturile serviciilor comerciale şi a fost utilizat mai ales pentru scriere/citire de e-mail-uri de la un calculator portabil. Spre deosebire de sistemele funcţionale la acel moment, GSM era digital, ceea ce a adus importante îmbunătăţiri cum ar fi: securitate, capacitate, calitate şi suport pentru servicii integrate. Serviciile oferite în sistemul GSM sunt grupate în trei categorii majore: teleservicii (TS, TeleServices), servicii de transport (BS, Bearer Services) şi servicii adăugate (SS, Supplementary Services). Reţeaua terestră publică mobilă PLMN (Public Land Mobile Network System) cu arhitectură GSM conţine patru blocuri majore: subsistemul staţie mobilă MSS (Mobile Station Subsystem), subsistemul staţie de bază BSS (Base Station Subsystem), subsistemul reţea şi comutaţie NSS (Network and Switching Subsystem) şi subsistemul operare şi suport OSS (Operation and Support Subsystem).

Figura 2.3 Arhitectura sistemului GSM

Standardul GSM a propus o soluţie digitală pentru interfeţele radio analogice ale diferitelor standarde celulare ce operau la momentul respectiv în Europa. De asemenea, un element deosebit de importanat a fost introducerea roaming-ului global, fiind definite astfel o serie de interfeţe cu restul reţelelor fixe sau mobile. Specificaţiile revizuite ale standardului GSM-900 definite în extensia EGSM (Enhanced GSM) includ terminale de putere scăzută şi deservirea unor arii de tip microcelulă sau picocelulă. PDC (Personal Digital Cellular) La fel ca şi DAMPS şi GSM, PDC foloseşte tehnica de acces TDMA, fiind primul standard digital implementat în Japonia. Standardul a fost dezvoltat de ARIB (Association of Radio Industries and

Businesses) în colaborare cu NTT DoCoMo (Do Communications Over the Mobile Network) şi lansat la


începutul anului 1993. Sistemul este implementat în benzile de 800 MHz şi 1.5 GHz. Sistemul oferă servicii de voce, servicii suplimentare (apel în aşteptare, mail vocal, redirectarea apelurilor, etc.).

Sistem celular

digital

Benzi de frecvenţă (UL/DL) Ecart între

purtătoare

Număr de

canale

Utilizatori

per canal

Tehnica de

acces

Tehnica de

duplexare

Modulaţia

IS-54 869–894/824–849 [MHz] 30 [KHz] 832 3 TDMA/FDMA FDD DQPSK GSM-900

DCS-1800

890–915/935–960 [MHz] 1,710–1,785/1,805–1,880 [MHz]

200 [KHz] 200 [KHz]

124 375

8 8/16

TDMA/FDMA TDMA/FDMA

FDD FDD

GMSK GMSK

IS-95 824–849/869–894 [MHz] 1,250 [KHz] 20 63 CDMA/FDMA FDD BPSK/QPSK PDC-800

PDC-1800

940–956/810–826 [MHz] 1,477–1,501/1,429–1,453 [MHz]

25 [KHz] 25 [KHz]

1,600 1,600

3 TDMA/FDMA FDD π/4 DQPSK

Tabelul 2.2 Reprezentanţii celei de-a doua generaţii de sisteme WAN celulare

2.5 Gernaraţia 2.5G

Internetul şi suportul pentru transferul de date multimedia este forţa din spatele dezvoltărilor din domeniul retelelor de telecomunicaţii, wireless sau cablate. Generaţia 2.5G este un pas intermediar între generaţiile 2G şi 3G de tehnologii celulare wireless. Termenul de generaţie 2.5G este utilizat pentru a descrie adăugarea suportului de comutaţie de pachete peste comutaţia de circuite în transferul de date. Sistemele incluse în această generaţie includ tehnici de modulaţie superioare care cresc ratele de transfer şi totodată îmbunătătesc eficienţa spectrală. Pentru a oferi suport varietăţii de aplicaţii rulate în Internet, reţeaua wireless trebuie să asigure suport pentru comutaţia de pachete. Pot fi specificate trei tehnologii wireless de generaţie 2.5G care reprezintă o alternativă la reţelele cu comutaţie de pachete: HSCSD (High-Speed Circuit-Switched Data) HSCSD este o variantă îmbunătăţită a sistemului GSM ce permite utilizatorului GSM să stabilească legături de date de până la 57.6 kbps pe baza comutaţiei de circuite şi atribuirea a patru canale de trafic per utilizator. Astfel, rata de transer a datelor per canal de trafic este crescută de la 9.6 kbps la 14.4 kbps. Tehnologia HSDCS nu presupune modificări la nivelul arhitecturii GSM, fiind o reţea care care utilizează comutaţia de circuite în transmisia de date. Din acest motiv este utilă şi eficientă în aplicaţiile netransparente cum ar fi transferurile de fişiere, operare în baze de date, monitorizare procese, servicii e-mail, navigare Internet. GPRS (General Packet Radio Service)

Tehnologia GPRS reprezintă o soluţie eficientă pentru transferul de date peste sistemele celulare de generaţia doua. A fost optimizat pentru a asigura un anumit nivel de calitat a serviciilor oferite, oferind patru clase de servicii: conversational (Clasa 1), streaming (Clasa 2), interactive (Clasa 3) şi background (Clasa 4). Pentru definirea acestor clase sunt utilizaţi cinci parametrii de trafic ce definesc profilul QoS al clasei respective: precedenţă, fiabilitate, rata meximă per bit, rata medie per bit şi întârzierea pachetelor. Adăugarea suportului GPRS peste reţelele wireless mobile de generaţie 2G, oferă următoarele avantaje: alocarea în mod dinamic şi flexibil a resurselor radio, servicii bazate pe comutaţia de circuite şi servicii bazate pe comutaţia de pechete, creşterea eficienţei spectrale, posibilitate de conectare eficientă cu alte reţele bazate pe comutaţia de pachete, servicii bazate pe solicitări QoS, servicii punct-la-punct şi punct-la-multipunct. GPRS reprezintă o infrastructură ce permite într-o reţea GSM transferul de date pe baza comutaţiei de pachete. Prin alocarea celor opt canale de trafic per utilizator, rata de transfer a datelor în reţele GPRS ajunge la 171.2 kbps. Arhitectura reţelei GPRS are la bază arhitectura GSM. Este introdus un nod logic numit GSN (GPRS

Support Node) în vederea asigurării unei rutări independente a pachetelor şi transferului în interiorul


PLMN. Un astfel de nod este GGSN (Gateway GPRS Support Node) iar un altul este SGSN (Serving GPRS

Support Node). Celelalte elemente arhitecturale sunt întâlnite şi sistemul clasic GSM. Nodul GGSN reprezintă o interfaţă logică cu reţelele de date bazate pe comutaţia de pachete PDN (Packet Data Network), reţele IP, X.25, X.75. Dintr-o reţea IP externă, GGSN este văzut ca un router IP ce deşerveşte toate adresele IP asociate staţiilor mobile. Suplimentar, nodul GGSN poate implementa mecanisme de filtrare a pachetelor. Nodul SGSN acţionează ca şi o interfaţă logică cu reţeaua de acces wireless, fiind responsabil de livrarea pachetelor către staţiile de bază. Nodul SGSN implementează mecanisme de criptare şi autentificare, menegementul legăturilor şi al mobilităţii.

Figura 2.4 Arhitectura sistemului GPRS

EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) EDGE reprezintă încă un pas pe calea creşterii eficienţei utilizării resurselor GSM. Din punct de vedere al evoluţiei GSM-GPRS-EDGE, standardizarea ultmului sistem are în vedere două aspecte esenţiale: tehnica de modulaţie şi setul schemelor de codare utilizate. EDGE evoluează din GPRS păstrându-i caracteristicile: operare multislot, codare adaptivă, comutaţie de pachete pentru transmisia de date. EDGE introduce în plus o modulaţie cu eficienţă spectrală mai ridicată, 8PSK. În cadrul sistemului, debitul maxim pe care îl poate obţine un utilizator este de 384 kbps. EDGE este considerat ca o alternativă pentru operatorii GSM care nu au câştigat licenţe 3G. Faţă de 3G, EDGE preezintă avantajul că se dezvoltă în spectrul 2G deja deţinut, cu investiţii rezonabile. 2.6 Gernaraţia 3G

Conceperea standardelor şi sistemelor wireless de generaţie 3G s-a dezvoltat într-o reuniune a mai multor standarde de acces radio trerestru şi prin satelit, denumită familia IMT-2000 (International Mobile

Telecommunications-2000). Standardele şi specificaţiile dezvoltate de diferite organizaţii de standardizare s-au dezvoltat sub directa coordonare a ITU (International Telecommunications Union). În conceptul ITU, IMT-2000 reprezintă o federaţie de sisteme ce oferă utilizatorilor capabilitatea de roaming global. Pentru IMT-2000, ITU a primit propuneri de la organisme de standardizare din Europa, Asia şi America de Nord, grupate în două parteneriate: 3GPP (3G Partnership Project) care formulează extensiile 3G ale GSM şi 3GPP2 care se ocupă de evoluţia cdmaOne şi UWC-136. Ceea ce diferenţiază in primul rând aceste sisteme este interfaţa radio. În esenţă, un sistem de generaţie 3G trebuie să asigure: acces wireless la serviciile de telecomunicaţii pentru utilizatori ficşi şi mobili, servicii integrate prin operare in mod circuit cât şi în mod pachet, , acoperirea unei game largi de utilizatori, încorporarea unei game largi de tehnologii şi oferirea unei


acoperiri wireless globale deci implemetare de roaming global între reţele terestre şi prin satelit în zone izolate, suport QoS, implementarea conceptului VHE (Virtual Home Environment). Conceptul VHE presupune portabilitatea serviciilor personalizate indiferent de reţeaua în care se găseşte şi indiferent de terminalul pe care îl va utiliza. Se poate observa o tendinţă clară de orientare spre tehnologia de transmisie cu spectru împrăştiat, UWC-

136 fiind singura propunere pentru o schemă de acces multiplu cu divizare a timpului. Cele trei sisteme de comunicaţii 3G sunt: cdma2000 (Code Division Multiple Access 2000) cdma2000 reprezintă o interfaţă wireless de spectru împrăştiat proiectată pentru a îndeplini cerinţele sistemelor wireless 3G. Oferă compatibilitate completă cu sistemele TIA/EIA-95-B, un terminal cdma2000 putând fi folosit într-un sistem TIA/EIA-95-B. cdma2000 îndeplineşte cerinţele de transmisie de bandă largă în două moduri diferite: prin tehnologii de împrăştiere directă DS (Direct Spread) sau tehnologii multipurtătoare MC (MultiCarrier). În arhitectura cdma2000 specificaţiile reţelei centrale se bazează pe arhitectura ANSI-41 şi pe o reţea IP.

Figura 2.5 Arhitectura sistemului cdma2000

UWC-136 (Universal Wireless Consortium 136) Interfaţa wireless TDMA unipurtătoare a familiei IMT-2000 poartă numele de UWC-136. Reprezintă o interfaţă wireless de implementează o schemă de acces multiplu cu divizare în timp în vederea indepinirii cerinţelor 3G. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) UMTS este sistemul wireless standardizat în comun de către forurile europene şi japoneze şi reprezintă punctul de convergenţă dintre GSM şi PDC. Interfaţa sa radio, numită UTRA (UMTS Terrestrial Radio

Access), are la bază accesul multiplu cu divizare în cod de bandă largă WCDMA (Wideband CDMA).


WCDMA are două ce se deosebesc prin modul de separare a sensurilor transmisiei. Modul FDD (Frequency Division Duplexing) utilizează pentru transmisia pe traseu ascendent, respectiv descendent benzi separate de un ecart constant. Modul TDD (Time Division Duplexing) utilizează aceeaşi bandă pentru ambele sensuri de transmisie dar acestea sunt multiplexate în timp. În acord cu specificaţiile IMT-2000, există trei blocuri ce compun sistemul UMTS: echipamentul utilizator UE (User Equipment), reţeaua radio de acces UMTS (UMTS Terrestrial Radio Access) şi reţeaua de bază CN (Core Network).

Figura 2.6 Arhitectura sistemului UMTS

2.7 Sisteme spaţiale wireless WAN. Reţele de sateliţi

Complementar sistemelor celulare terestre wireless WAN sunt sistemele spaţiale wireless WAN. Comunicaţiile prin satelit permit stabilirea comunicaţiilor oriunde în lume, atât în zone dens populate cât şi în zone izolate, acolo unde altor sisteme de comunicaţii le este foarte dificil să ajungă. În mod tradiţional sateliţii sunt utilizaţi pentru difuzarea (unidirecţională) a programelor de televiziune. În ultimii ani însă, industra sateliţilor a evoluat, putând fi posibilă o comunicaţie bidirecţională. Această evoluţie a fost posibilă ca urmare a performanţelor tehnologice atinse, a costurilor scăzute a echipamentelor utilizator şi accesibilităţii serviciilor în toate regiunile lumii. Sistemele satelitare sunt arhitecturi standardizate sau proprietare unei anumite companii. În Europa, ETSI (European Telecommunications Standards Institute) a dezvoltat standarde pentru comunicaţiile prin satelit. Standardele vizând sateliţii au fost publicate în cadrul proiectului DVB (Digital Video Broadcasting). Scopul a fost acela de a oferi un standard global care sa furnizeze utilizatorilor servicii de televiziune şi servicii de date. Reţelele de sateliţii sunt caracterizate funcţie de distanţa fată de Pământ. Sateliţii pot orbita în jurul Pământului pe trei mari orbite cunoscute sub numele de orbite geostaţionare GEO (Geostationary Earth

Orbit), orbite medii MEO (Medium Earth Orbit) şi orbite joase LEO (Low Earth Orbit). Aceşti sateliţi operează în banda Ku (10-17 GHz) sau în banda Ka (18-31 GHz). Un satelit geostaţionar apare unui observator de pe Pământ ca având o poziţie fixă pe cer, care nu se modifică, deci nu sunt necesare antene


de urmărire. Satelitul realizează o mişcare de revoluţie în jurul Pământului în acelaşi înterval te timp care îi este necesar Pământului pentru a se roti o dată in jurul propriei axe. Orbita geostaţionară este plasată în planul ecuatorial la o distanţa de aproximativ 42,164 km de centrul Pământului. Deşi oferă o acoperire mare, dezavanatajul îl constituie însă distanţa pe care semnalul trebuie să o parcurgă până la destinaţie. Întârzierile mari de propagare vor conduce la dificultăţi în ceea ce înseamnă comunicaţiile bidirecţionale. Un sistem de satelit cu orbită medie MEO orbitează în jurul Pământului la o înălţime cuprinsă între 1,609 km şi 35,888 km deasupra suprafeţei Pământului. Aceşti sateliţi nu sunt staţionari în raport cu suprafaţa Pământului. Această categorie de sateliţi este utilizată în sistemele de poziţionare geografică. Un sistem de satelit cu orbită joasă LEO orbitează în jurul Pământului la o înălţime cuprinsă între 643 km şi 1,609 km deasupra suprafeţei Pământului. Această categorie de sateliţi este utilizată în comunicaţiile de date cum ar fi paging, email şi videoconferinţă. Sateliţii cu orbită joasă LEO nu au o locaţie fixă în spaţiu în raport cu suprafaţa Pământului. Ei se deplasează cu viteze foarte mari şi pentru a menţine comunicaţiile cap-la-cap, sateliţii comunică între ei formând o reţea. Datorită faptului că sunt localizaţi relativ la o înălţime mică deasupra Pământului, staţia de emisie de la sol va avea un consum de putere scăzut. Totodată întârzierile de propagare sunt mici, favorizând aplicaţiile multimedia. Sistemele de sateliţi oferă suport pentru voce, date şi servicii de difuziune globale. Au o arhitectură de bază asemănătoare sistemelor celulare, cu excepţia că staţiile de bază orbitează în jurul Pământului. Sateliţii geostaţionari GEO oferă arii de acoperire foarte extinse datorită înălţimii la care sunt plasaţi în raport cu Pământul. Reţelele de sateliţii ce orbitează la înălţimimi relativ mici în raport cu Pământul deservesc arii de acoperire mai mici, aceste arii de acoperire modificându-se în timp. Ca urmare a modificării ariei de acoperire deservite, pentru a menţine conexiunile pentru utilizatorii ficşi sau puncte fixe de serviciu, este necesară realizarea procedurii de transfer al legăturii între sateliţi. Şi în cazul sistemelor de satelit, dimensiunea celulei deservite este invers proporţională capacităţii sistemului. Cum sateliţii geostaţionari deservesc celule extinse, aceste sisteme au capacităţi reduse, costuri ridicate şi rate de transfer scăzute, sub 10 kbps. Dimensiunea celulei deservite de un satelit cu orbită joasă LEO este mult mai mare decât a unei macrocelule terestre. Tendinţa actuală în sistemele de sateliţi este de a utiliza sateliţii cu orbite joase LEO. Avantajul adus este faptul că dispozitivul utilizator se poate conecta direct la satelit iar întârzierile de propagare nu afectează calitatea comunicaţiei. Cei mai importanţi sateliţi geostaţionari GEO actuali în sunt EMS şi LLM în Europa, MSAT în America de Nord şi Mobilesat în Australia. Cele mai cunoscute sisteme de sateliţi cu orbite joase sunt Globalstar şi Teledesic. Sistemul de sateliţi Globalstar oferă servicii de voce, date şi roaming global la un debit de aproximativ 10 kbps. Reţeaua este alcătuită dintr-un număr de 50 de sateliţi. Sistemul de sateliţi Teledesic foloseşte o reţa formată din 288 de sateliţi oferind o acoperire globală utilizatorilor ficşi la un debit de 2 Mbps.


3. WLANs (Wireless Local Area Networks) – Reţele wireless locale Arhitectura completă a unei reţele WLAN constă în câteva echipamente şi structuri de bază, nedefinite neaparat complet de către standard. Pentru a răspunde cerinţei aplicaţiilor şi totodată utilizatorilor, sunt necesare şi alte structuri adiacente sistemului wireless.

Figura 3.1 Arhhitectura unui sistem WLAN

Astfel, pe lângă partea wireless a unui sitem, există un aşa numit sistem de distribuţie DS (Distribution

Systems) care poate fi Ethernet, Token Ring şi poate fi conectat la o reţea WAN sau LAN. Arhitectura unui sistem descrie protocoalele, elementele hardware şi software ce alcătuiesc reţaua. O arhitectură de reţea, fie ea wireless sau cablată, poate fi privită sub două aspecte: arhitectura fizică şi arhitectura logică. Elementele care nu sunt definite de standard sunt sistemul de distribuţie, software-ul de interconectare, diverele clienţilor wireless şi protocoalele de comunicare. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) şi ETSI (European Telecommunications Standards

Institute) sunt cele două organisme de standardizare au promovat standarde în domeniul reţelelor WLAN. Din familia standardelor WLAN promovate de IEEE amintim IEEE 802.11, IEEE 802.11b, IEEE

802.11a, IEEE 802.11g, IEEE 802.11e, IEEE 802.11n. Standardele WLAN propuse de ETSI au fost HIPERLAN/1 and HIPERLAN/2. 3.1 Standardul IEEE 802.11

Ca şi celelalte standarde IEEE 802.X, specificaţiile 802.11 definesc modul de operare la nivelul tehnicilor de control al accesului la mediu MAC şi la nivelul stratului fizic PHY. Astfel, standardele 802.11 definesc substratul MAC, serviciile şi protocoalele MAC şi trei categorii de straturi fizice PHY.

Figura 3.2 Formatul cadrelor 802.11


Cele trei opţiuni la nivel de strat fizic PHY pentru 802.11 sunt IR (InfraRed) şi două metode de trasmitere a semnalului cu spectru împrăştiat, DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) şi FHSS (Frequency Hopping

Spread Spectrum). Majoritatea sistemelor de tip 802.11 implemntează metoda DSSS. Stratul legături de date al modelului de referinţă OSI este împărţit în două: substratul de control al accesului la mediu MAC (Media Access Control) şi substratul de control logic al legăturii LLC (Logical Link

Control). La nivel de substratul LLC standardul IEEE 802.11 defineşte controlul legăturii între echipamentele din reţea şi este independent de mediul de transmisie sau de implementările substratului de control al accesului la mediul de transmisie.

Figura 3.3 Formatul cadrelor 802.11

Aşa cum am afirmat, sistemele wireless vor defini şi utiliza doar cele două straturi ale modelului de referinţă OSI, substratul PHY şi substratul MAC. Topologia reţelelor IEEE 802.11 este compusă din aşa numitele seturi (sets), cu scopul de a oferi staţiilor mobilitate. IEEE 802.11 defineşte următoarele trei seturi topologice:

1. Setul de servicii de bază BSS (Basic Service Set). Reprezintă topologia de bază în reţele 802.11. Constă din cel puţin un punct de acces AP (Access Point) conectat la o reţea cablată şi mai multe noduri wireless. Mai este cunoscut şi sub numele de mod infrastructură.

Figura 3.4 Topologia BSS

În cadrul toplologiei BSS punctul de acces AP are rol de server logic al staţiilor wireless care se afla în comunicare. Informaţia schimbată între două staţii va fi întotdeuna prin AP.


2. Setul independent de servicii de bază IBSS (Independent Basic Service Set). Topologia IBSS mai este cunoscută şi sub numele de modul ad-hoc.

Figura 3.5 Topologia IBSS

În configuraţie IBSS fiecare staţie wireless are funcţia logică de rutare a informaţiei către celelalte noduri, nodurile comunicând în mod direct unul cu celălalt. În general, toologia IBSS are o arie de acoperire mică şi nu este conectată la un sistem de distribuţie DS.

3. Setul de servicii extins ESS (Extended Service Set). Topologia ESS conţine mai multe seturi topologice BSS suprapuse (numite celule), fiecare fiind deservită de către un AP.

Figura 3.6 Topologia ESS

În cadrul cadrul topologiei ESS celulele sunt conectate împreună prin intermediul unei structuri cablate numită, aşa cum am văzut, sistem de distribuţie DS. Sistemul de distribuţie DS poate fi orice tip de reţea, în cele mai multe cazuri fiind de tip Ethernet. Staţiile wireless îşi pot utiliza capabilitatea de mobilitate deplasându-se între diferite AP fără a intrerupe comunicaţia. Fiecare staţie şi punct de acces AP din cadrul unei reţele IEEE 802.11 implementează servicii de strat MAC ce conferă posibilitatea schimbului de datagrame MSDU (MAC Service Data Unit) între puncetele de acces la servicii MAC. Una din funcţiile de bază ale stratului MAC este aceea de asigurare a accesului la mediul de transmisie. Înainte de a avea loc transmisia pe mediul radio, stratul MAC asigură câştigarea accesului la mediul de transmisie folosind una din cele două metode:

1. Acces multiplul cu detectarea purtătoarei şi evitarea coliziunilor, CSMA/CA (Carrier Sense

Multiple Access/Collision Avoidance). Standardul IEEE 802.11 defineşte acest mod ca şi funcţie de coordonare distribuită, DCF (Distributed Coordination Function)


Funcţia de coordonare distribuită este o metodă de acces ce permite staţiilor dintr-o reţea wireless LAN disputarea accesului la mediul de transmisie folosind tehnica CSMA/CA. Funcţia DCF poate fi folosită atât în modul infrastructură cât şi în modul ad-hoc. În cazul configuraţiei cu punct de acces, AP are rol de hub în transmiterea mai departe a datelor recepţonate.

2. Acces prioritar. Standardul IEEE 802.11 defineşte acest mod ca şi funcţie de coordonare centralizată, PCF (Point Coordination Function).

Funcţia de coordonare centralizată poate fi privită ca şi un protocol de acces fără disputare, utilizabil doar în configuraţiile infrastructură, funcţia de coordonare a accesului fiind asigurată de AP. 3.2 Standardul IEEE 802.11b

În septembrie 1999, IEEE a ratificat versiunea revizuită a standardului 802.11, noua versiune fiind numită 802.11 High Rate (HR/DSSS) sau 802.11b. Propunea rate de bit ridicate menţinând arhitectura, caracteristicile şi serviciile protocolul 802.11, modificările operându-se doar la nivel de strat fizic. La nivel de strat fizic foloseşte metoda DSSS, semnalul fiind îmrăştiat pe o lăţime a canalului de 22 MHz. Debite oferite de standardul IEEE 802.11b au fost setate la 5.5 Mbps, respectiv 11 Mbps. Pentru a atinge aceste debite, s-a folosit modul DSSS. Pentru la ratele de bit de 1 Mbps şi 2 Mbps noul standard interoperează cu doar cu sistemele ce implementează standardul 802.11 DSSS, sistemele putând coexista. Nu acelaşi lucru se întâmplă în cazul 802.11 FHSS, sistemele fiind incopatibile. Standardul permite comutarea rapidă între debitele oferite, permiţând astfel compensarea interferenţei sau îndepărtarea staţiilor wireless aflate în comunicare. În mod ideal, staţiile se conectează la o rată de bit de 11 Mbps. Dacă staţia wireless devine mobilă şi se depărtează de AP sau dacă apare fenomenul de interferenţă, se va comuta la un debit inferior, şi anume 5.5, 2 sau 1 Mbps. Acest mecanism al ratei de transfer este transparent utilizatorului. În modul de operare la 1 Mbps, se foloseşte o modulaţie de tip DBPSK, iar la debitele de 2, 5.5 şi 11 Mbps se foloseşte o modulaţie de tip DQPSK. Există numeroase echipamente care operează în banda de 2.4 GHz, majoritatea din spaţiul casnic, cum ar fi cuptorul cu microunde, telefoanele fără fir, echipamente implementând tehnologia Bluetooth ce foloseşte metoda FHSS. Pentru 802.11b există 14 frecvenţe centrale de emisie în această bandă. Toate acestea pot determina performanţele şi funcţionarea reţelei wireless. Majoritatea companiilor folosesc doar canalele 1, 6 şi 11 pentru a evita interferenţa la nivel de puncte de acces. Unul din avantajele oferite de 802.11b este raza acoperită de această tehnologie. Folosind un dispozitiv ce are implementat standardul 802.11b se poate acoperi o rază de aproximativ 100 m. 3.3 Standardul IEEE 802.11a

Standardul a fost ratificat în 1999. Standardul IEEE 802.11a extinde specificaţiile stratului fizic ale standardului 802.11. Abandonând complet metoda DSSS, 802.11a foloseşte tehnica OFDM (Orthogonal

Frequency Division Multiplexing). Staţiile wireless echipate 802.11a operează în banda de 5 GHz şi suportă o rată maximă de bit de 54 Mbps. Rata de bit poate fi redusă în condiţii nefavorabile la 48, 36, 24, 18, 12, 9 şi 6 Mbit/s. Modulaţiile folosite în atingerea debitelor de bit furnizate sunt BPSK, 4-QAM, 16-QAM şi 64-QAM. FCC (Federal Communications Commission) a alocat 300 MHz în banda de 5 GHz U-NII (Unlicensed National

Information Infrastructure) pentru standardul 802.11a. De asemenea FCC a divizat cei 300 MHz în trei domenii distincte a câte 100 MHz, fiecare bandă având definită o putere maximă de emisie. În banda inferioară cuprinsă între 5.15 şi 5.25 GHz este definită o putere de emisie de 50 mW, în banda mijlocie cuprinsă între 5.25 şi 5.35 GHz este definită o putere de emisie de 250mW, respectiv în banda superioară cuprinsă între 5.725 şi 5.825 GHz este definită o putere de emisie de 1W.


La nivel de strat MAC, 802.11a foloseşte aceeaşi schemă de acces la mediu ca şi 802.11b şi anume CSMA/CA. Chiar dacă utilizează aceeaşi schemă MAC, datorită faptului că operează în benzi diferite, standardele 802.11a şi 802.11b nu sunt interoperabile, în schimb coexistenţa standardelor este posibilă. Folosind un dispozitiv ce are implementat standardul 802.11a se poate acoperi o rază de aproximativ 25 and 50 m. 3.4 Standardul IEEE 802.11g

IEEE a ratificat în 2003 standardul 802.11g, standard compatibil cu 802.11b. IEEE 802.11g operează în banda de 2.4 GHz oferind o rată de bit de 54 Mbps prin utilizarea tehnicii OFDM. Pentru ratele de bit până la 11 Mbps, standardul 802.11g utilizează aceleaşi tehnici de modulaţie DSSS ca şi 802.11b. Pentru atingerea unor debite mai ridicate de până la 54 Mbps, 802.11g utilizează modulaţii eficiente de tip OFDM în banda de 2.4 GHz. Compatibilitatea între cele două standarde este perfectă până la atingerea debitului de 11 Mbps, elementul limitator fiind componenta 802.11b. Compatibilitatea cu

802.11b se păstrează şi la nivel de capacitate a reţelei şi la nivel de arie de acoperire. Comparaţia între 802.11g şi 802.11a este inevitabilă, standardele oferind aceeaşi rată de bit şi anume 54 Mbps. Cum ambele folosesc aceeaşi modulaţie OFDM, singura diferenţă rămâne la nivel de frecvenţă şi lăţime de bandă alocată. Lăţimea de bandă în 2.4 GHz rămâne aceeaşi ca şi în cazul 802.11b, în concluzie vom avea o capacitate mai scăzută a reţelei de tip 802.11g în comparaţie cu o reţea de tip 802.11a. Principalul avantaj al standardului 802.11g provine din compatibilitatea cu standardul 802.11b, 802.11g fiind o opţiune atractivă companiilor care au deja instalată o reţea de tip 802.11b. Ca şi dezavantaje este utilizarea benzii de 2.4 GHz, bandă în care operează şi alte echipamente casnice şi totodată apar constrângerile de capacitate datorate lăţimii de bandă în comparaţie cu 802.11a. Notă

Standardul 802.11b a fost prezentat înaintea standardului 802.11a datorită faptului ca a fost ratificat primul. Litera ce urmează numelui indică ordinea cronologică a înaintării specificaţiilor şi nu reprezintă neaparat ordinea în care acestea au fost adoptate. 3.5 Standardul IEEE 802.11e

Extensia privind calitatea serviciilor în reţele 802.11 s-a concretizat în specificaţiile IEEE 802.11e. Aceste recomandări se referă la îmbunătăţiri ale controlului accesului la mediu MAC (Medium Access Control) în vederea unui suport QoS mai bun. Extensia IEEE 802.11e, încă sub formă de draft, se aplică stratului fizic definit în standardele 802.11 şi 802.11a, b, şi g, permiţând suportul QoS pentru standardele enumerate. Necesitatea implementării unei astfel de extensii este generată de câteva probleme pe care modul PCF nu le rezolvă: imposibilitatea de a determina (1) întârzierile, (2) durata transmisiilor staţiilor interogate şi (3) lungimea cadrelor transmise, imposibilitatea (4) diferenţierii între diferite tipuri de trafic în vederea imprimării unor priorităţi (nu există un mecanism de clasificare). Specificaţiile 802.11e propun două tipuri de clasificări: categorii de trafic TC (Traffic Category) şi fluxuri de trafic TS (Traffic Stream). IEEE 802.11e a propus următoarele categorii de îmbunătăţiri în ceea ce priveşte calitatea serviciilor în reţele WLAN:

1. Clasificarea traficului prin categorii de trafic şi fluxuri de trafic 2. Accesul la canal şi ordonarea pachetelor folosind funcţii MAC îmbunătăţite de tipul EDCF

(Enhanced Distributed Coordination Function) şi HCF (Hybrid Coordonation Function) 3. Semanlizări QoS


4. Noi tipuri de cadre pentru suportul QoS 3.6 Standardul IEEE 802.11n

În ianuarie 2004 IEEE a anunţat formarea unui nou grup de lucru 802.11 în vederea dezvoltării unui nou amendament la standardul 802.11 pentru reţelele wireless locale de calculatoare, IEEE 802.11n. Debitul estimat a fi atins este de 540 Mbps. Pe lângă rata de bit ridicată ce se doreşte a fi atinsă, se urmăreşte şi oferirea unei acoperiri mult mai bune. Noua propunere, care se aşteaptă a fi ratificată la mijlocul anului 2006 are la bază utilizarea tehnicilor MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) şi OFDM. Tehnica MIMO utilizează antene multiple de emisie şi recepţie în vederea creşterii ratei de bit prin utilizarea diversităţii spaţiale. Bibliografia

[1] Michel Daoud Yacoub, Wireless Technology - Protocols, Standards and Techniques, CRC Press, 2002 [2] Martyn Mallick, Mobile and Wireless Design Essentials, Wiley, 2003 [3] Jim Geier, Wireless Networks First-Step, Cisco Press, 2004 [4] Ramjee Prasad, Marina Ruggieri Technology Trends in Wireless Communications, Artech House, 2003 [5] Ramjee Prasad, Luis Muñoz, WLANs and WPANs towards 4G Wireless, Artech-House, 2003 [6] Jeffrey Wheat, Randy Hiser, Jackie Tucker, Alicia Neely, Andy McCullough, Designing a Wireless

Network, Syngress Publishing, 2001 [7] Vern A. Dubendorf, Wireless Data Technologies Reference Handbook, John Wiley, 2003

Documents

web tehnologii wireless - BITNET home page · PPrrooiieeccttuull HHOOTTSSAATT 22000055