IMPORTANT: Per accedir als fitxer de subversion: http://acacha.org/svn (sense password). Poc a poc s'aniran migrant els enllaços. Encara però funciona el subversion de la farga però no se sap fins quan... (usuari: prova i la paraula de pas 123456)

Sistemes sense fils

sistemes de radioterrestres

Ones electromagnètics que es propaguen a velocitats properes a les de la llum

Ona curta (velocitats de Mhz): Radio i Televisió Microones (velocitats de Ghz): Telefonia mòbil Transmissions via satèl·lit: velocitats de fins a 100Ghz

  • Molt car posar un satèl·lit en orbita
  • Hi ha un retard notable
  • GPS (Global Positioning System)

Sistemes per a xarxes informàtiques

Bluetooth i infraroigs: utilitzats en les modernes xarxes personals (PAN)

WI-FI: aquest sistema és el que veurem en aquesta unitat didàctica

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access):

  • Sistema orientat a proporcionar accés Internet

WiMAX

Interoperabilitat Mundial per a l'accés per microones

IEEE 802.16 MAN (Metropolitan Area NetWork)

Similar a WI-FI

Norma de transmissió per ones electromagnètiques

Cobertura de fins a 48Km

Velocitat de fins a 70Mbps

WiMax és un concepte paregut a Wi_FI però dissenyat específicament per a donar més cobertura i ample de banda.

Orientat a oferir accés a Internet allà on no arriba el cable

Iberbanda és un operador espanyol que ofereix accés a Internet mitjançant aquesta tecnologia.

Ethernet

Nivell 1 TCP/IP (Nivells físics i d'enllaç (1 i 2) OSI).

Família d'estàndards IEEE 802

802.2: Capa LLC (Logical Link Control). Interfície comuna entre el nivell de xarxa i la família de protocols. La resta de protocols defineixen el nivell físic i el subnivell MAC.

802.3 Ethernet

802.4 Token Ring

.....

802.11 Wi-FI

802.15 Bluetooth

802.16 WiMAX

Nivell 3 Xarxa
Sub Nivell LLC
Sub Nivell MAC
Nivell 1 Físic

Nivell físic

Hi han cables específics per a radiofreqüència (diferents dels cables UTP)

S'utilitzen per connectar antenes amb targetes de xarxa

També hi han connectors específics

El nivell físic en xarxes sense fils té propietats específiques, que el fa diferent del nivell físic dels sistemes amb fils

Nivell LLC (Logical Link control). Compartit per tots els protocols de la família.

Lògica de reenviaments

Control de flux

Comprovació d'errors

Nivell MAC (Medium Acces Control)

Control d'accés a medi compartits (cables en bus, ràdio, etc.)

No utilitzat en protocols punt a punt (no hi ha medi compartit)

Adreça MAC: Sistema adreçament de nivell 2 equivalent a les adreces IP al nivell 3

Switch enllaça dos sistemes sense que hi hagi colisions

Components d'un xarxa local

Bridges o ponts

Són dispositius de comunicacions (ECD) formats per un maquinari i un programari que permeten a dues xarxes locals connectar-se entre si

Les dues xarxes unides per un bridge equivalen a una sola xarxa

Concentrador

Dispositiu utilitzat en topologies de xarxa en estrella per a realitzar la connexió entre nodes de la xarxa.

Hi ha xarxes que no utilitzen concentradors (Ethernet coaxial en bus)

Amb aquest sistema si falla un node la xarxa continua funcionant però a canvi si falla el concentrador tota la xarxa falla.

Concentradors passius: Només concentren les senyals

Concentradores actius: Concentren les senyals i les amplifiquen i/o regeneren funcionant com a elements amplificadors i/o repetidors

Interfícies de xarxa

WI-FI

Què és WI-FI

Wi-Fi és una marca registrada utilitzada per denominar la popular tecnologia sense cables utilitzada en xarxes informàtiques.

Actualment l'ús de Wi-Fi està molt expandit i el trobem en xarxes SoHo, dispositius mòbils, consoles, impressores i altres perifèrics de xarxa.

IMPORTANT| No podem anomenar WIFI a tot les tecnologies sense fils. Com veurem, WIFI fa referència a una tecnologia molt concreta

Concretament, WI-FI és refereix a les diverses tecnologies de l'estàndard IEEE 802.11 (802.11n, 802.11b, 802.11g, 802.11a...).

WI-FI Alliance

És una associació sense ànim de lucre, amb més de 300 membres (empreses del sector de les telecomunicacions)

Té com a objectiu promocionar l'ús de les xarxes sense fils (WLAN) Propietaris del logo WIFI

Certifiquen productes WIFI

Avantatges

Comoditat. Facilita la instal·lació de xarxes

Estàndard mundial (telefonia mòbil no)

Accés a Hotspots de tot el món.

Inconvenients Menor velocitat que les xarxes amb cable

  • 100Mbps (LAN) vs 54Mbps (WAN màxim teòric)
  • La pèrdua de velocitat es deguda al fet d'utilitzar un medi compartit (aire). No és tant adequat (compartir, interferències, etc.)

Menys seguretat. El medi és compartit i és més fàcil que tercers obtinguin informació de la WLAN. Les clau WEP no són segures.

No és pot controlar fàcilment l'àrea de cobertura

No és compatibles amb altres tecnologies sense fils: Bluetooth, GPRS, UMTS, etc.

Estàndards WIFI. IEEE 802.11

Desenvolupat per l'IEEE 802. Són els mateixos que desenvolupen els estàndards de xarxes LAN/MAN

2 freqüències de treball

  • 2.4 Ghz i 5 Ghz (bandes públiques a tot el món)

Versions

IEEE 802.11 (1997). Primer sistema WI-FI (1-2 Mbps) per infrarojos. Obsolet

  • Estàndard original del 1997. Aplicacions metges
  • Va ser substituït ràpidament per b. Obsolet=legacy

IEEE 802.11a. Del 1999. En la banda dels 2.4Ghz

  • Variant de b que treballa a 5Ghz. Incompatible amb b
  • Pocs productes en el mercat per problemes tècnics

IEEE 802.11b (1999). Velocitats de 11 Mbps. És la tecnologia més utilitzada juntament amb g.

  • És un dels més utilitzats. Velocitats inferiors que g

IEEE 802.11g (2003). Velocitat màxima de 24.7 Mbps

  • A 2008 el més popular. Banda molt ocupada

IEEE 802.11n. És la nova tecnologia

  • Utilitza les dos bandes (2,4 i 5)
  • Estàndard no aprovat però ja hi han productes al mercat

Potencia de la senyal

Jordiromerowifi12.png

Les potències s'expressen en Watts

dBm

Mesura utilitzada per mesurar potència en telecomunicacions

És una mesura que compara una senyal amb la senyal de referència 1mW

0dBm es la unitat de referencia que és igual a 1mW

La pèrdua a la mitat d'una senyal es pot calcular sobre 3dBm

Potencies i qualitat de la senyal

La potència d'emissió ve donada per l'antena

Una antena millor no fa que vagi més ràpida la xarxa

La senyal ha d'estar 10dBm per sobre del soroll com a mínim


SNR (Signal Noise Ratio) El SNR és la relació senyal soroll i es l'indicador de la qualitat del soroll

si la senyal és molt potent ue el soroll aleshores el SNR és alt i la qualitat és bona

Si la senyal té una potència similar al soroll, aleshores el SNR és baix

SNR =0 --> Soroll i senyal tenen la mateixa potència

  • SNR=10 --> La senyal és 10 vegades més potent
  • SNR=20 --> La senyal és 100 vegades més potent
  • SNR=30 --> La senyal és 1000 vegades més potent

CCQ

Client Connection Quality CCQ

És un valor en percentatge que indica quan efectiu és un enllaç segons el limit teòric d'ample de banda. Per cada frame es calcula.

Tmin/Treal

I es fa una mitja. on:

Tmin: el temps que hauria de portar retransmetre el frame en teòria. Treal: el temps que pren retransmetre el frame en la realitat (tenint en compte possibles retransmissions)

Jordiromerowifi13.png

Exemple de càlcul

Pout (radio emissora)

L1 (cable)

G1 (antena)

R

G2 (antena)

L2 (cable)

Pin (radio receptora)

Components d'una WLAN

Jordiromerowlan01.png

ESS (Extended Service Set)

Conjunt de serveis estès: es la unió de diferents BSS Connectem diferents accés points junts

BSA (Basic service area)

és la zona on es comuniquen les estacions d'una BSS

SSID (service Set Identifier)(Nom de xarxa)

Inclòs a tots els paquets d'una xarxa Wi_FI per identificar-los. 32 caràcters alfanumèrics

Tots els dispositius sense fils que es volen comunicar entre si han de tenir el mateix SID

  • BSSID (Basic Service Set Identifier): xarxes ad-hoc
  • ESSID (Basic Service Set Identifier): xarxes infraestructura

Xarxa amb infraestructura

Wireless infraestructure network

Necessiten d'un PA

Topologia en estrella

Similituds amb LAN

Les LAN commutades també necessiten infraestructura (switch)

Xarxa Ad-hoc

Wireless Ad-hoc network

Es caracteritzen per no necessitar d'infraestructura per a establir una comunicació entre estacions

Topologia mallada (també anomenada mesh)

Similituds amb LAN

Similars a les LAN per coaxial. No necessiten de dispositius específics per connectar màquines.

Creació d'una xarxa ad-hoc

Comprovem que ens podem connectar a la xarxa inhalambrica del centre amb la comanda $iwconfig

$iwconfig

Comprovem el resultat

[email protected]:~$ iwconfig
lo        no wireless extensions.

wlan0     IEEE 802.11bg  ESSID:"aula204"  
         Mode:Managed  Frequency:2.472 GHz  Access Point: 00:1C:F0:5C:D2:A7   
          Bit Rate=1 Mb/s   Tx-Power=20 dBm   
          Retry  long limit:7   RTS thr:off   Fragment thr:off
          Power Management:off
          Link Quality=30/70  Signal level=-80 dBm  
          Rx invalid nwid:0  Rx invalid crypt:0  Rx invalid frag:0
          Tx excessive retries:18  Invalid misc:40   Missed beacon:0

eth0      no wireless extensions.

Configuració de la xarxa per linia de comandes

Desconnectarem el network manager amb:

$sudo /etc/init.d/network-manager stop


Nivell Físic WIFI

Connectors de xarxa

En el cas de les xarxes sense fils no podem parlar de connectors sinó que parlem d'Antenes de RADIACIÓ

Els cables que connecten la targeta de xarxa amb l'antena s'anomenen pigtails (cua de porc)

Jordiromerowifi1.png


Jordiromerowifi2.png

Transductors

Són dispositius encarregats de transformar la naturalesa de les senyals

Jordiromerowifi3.png

Antenes

Són uns transductors específics

Transformen senyals elèctriques en ones electromagnètiques.

Jordiromerowifi1.png

Jordiromerowifi4.png

Direccionals

  • Utilitzades per fer un enllaç punt a punt (connectar dos nodes wifi remots)
    • Les més típiques són les antenes de rajola
    • Força assequibles (30€ aprox.)
    • N'hi han de la banda de 2.4Ghz i de la banda de 5Ghz i de diferents guanys. No es poden combinar antenes de diferents bandes
  • Antenes parabòliques
    • Més cares (150-300€). Útils per a distàncies més grans
    • Complicades d'encarar (molt sensibles)
  • Antenes de reixeta
    • 80-200€. Distàncies mitjanes

OmniDireccionals

  • Dipols
    • Són les més utilitzades en SoHo (Small Office Home Office)
    • Preus assequibles (4€ a 20€).
    • Rangs de cobertura limitats. Pensades per a interiors
    • Alguns dipols són duals (2.4 i 5Ghz)

Jordiromerowifi5.png

  • De pared
    • Normalment de millors característiques que els dipols. Interiors.

Jordiromerowifi6.png

  • Externes
    • Preus entre 60€ i 200€
    • Millors rangs de cobertura
    • Baixa cobertura vertical (cobreixen una àrea a similar alçada)

Jordiromerowifi7.png

Sectorials

  • Similars a les antenes de telefonia mòbil
  • Cobreixen 120º. Es necessiten 3 antenes per cobrir els 360º
  • Més cares (300€ en amunt)
  • Millor cobertura en distància i en alçada
  • També n'hi han de la banda de 2.4Ghz i de la de 5Ghz

Jordiromerowifi8.png

Connectors

N - Navy (marina)

  • Connector més habitual en antenes de 2.4 Ghz
  • Connector tipus rosca
  • N-mascle
    • Extrems cables RF
  • N-femella
    • Connectors de les antenes
  • Estrany de trobar en targetes WIFI o punts d'accés

Jordiromerowifi9.png

SMA (Sub-Miniature Connect)

  • Connectors petits de rosca
  • El més conegut és (RP-SMA) que és connector més utilitzat en targetes sense fils PCI
  • RP-SMA femella
    • Connectors targetes PCI
  • RP-SMA mascle
    • Connectors de les antenes tipus dipol

Jordiromerowifi10.png

Connector MC-card

  • Els connectors més petits
  • No són de rosca. Inserció per pressió. Delicats
  • MC-mascle
    • Extrem del cable
  • MC-femella
    • Alguns tipus de targetes sense fils com alguns PCMCIA

Vegeu també

WIFI

CCQ