Personal Area Networks Lähiverkot erikoistyökurssi Lassi Romanainen

Personal Area Networks (PAN) Yhdistämään henkilökohtaisia laitteita Lyhyet toimintaetäisyydet Monia eri tekniikoita  Bluetooth  Ultra Wideband (UWB)  ZigBee  Infrared Data Association (IrDA)  ym.

Esityksen sisältö: langattomat PAN-verkot, WPAN:it 1. Bluetooth 2. UWB ja sovellus Wireless USB (WUSB) 3. ZigBee 4. IrDA 5. eri tekniikoiden vertailu

Bluetooth - tavoitteet helppokäyttöisyys nopea tiedonsiirto tuki multimedialle maailmanlaajuinen toimivuus tuotteiden yhteensopivuus eri valmistajien laitteiden välillä

Bluetooth - tekniikkaa käyttää radiotietä, taajuus 2,4 GHz nopeus jopa 1 (- 10?) Mb/s pieni sähkönkulutus ad hoc –yhteydet, topologiat:  point-to-point  osa pikoverkkoa (piconet)  osa hajaverkkoa (scatternet).

Bluetooth - topologiat

Bluetooth - tekniikkaa äänen ja datan siirto erikseen data:  symmetrinen 432,6 kb/s   epäsymmetrinen 721 kb/s / 56,6 kb/s ääni  3 yhtäaikaista 64 kb/s synk. kanavaa

Bluetooth – toiminnalliset osat radio-osa radiolinkinhallintaosa yhteydenhallintaosa

Bluetooth – radio-osa lähetysteho: 1 mW, 2.5 mW tai 100 mW käyttää taajuushyppelyä (FHSS)  1600 kertaa sekunnissa  79 tai 23 eri taajuutta välillä 2,4 – 2,4835 GHz radiokanava jaettu 625 ms aikaväleihin (slot)

Bluetooth – radiolinkinhallintaosa normaalisti pakettikytkentäinen  pystyy piirikytkentäisyyteen tavallisesti 1 paketti = 1 aikaväli  max. 1 paketti = 5 aikaväliä taajuus pysyy vakiona yhden paketin ajan

Bluetooth – yhteydenhallitaosa huolehtii:  lähetyksestä ja vastaanotosta  yhteyksien muodostamisesta  autentikoinnista tarjoaa:  laitteistoriippumattoman HCI-rajapinnan ylemmän tason protokollille

Bluetooth – protokollat

Bluetooth – pakettirakenne

Bluetooth – turvallisuus taajuushyppely lisää turvallisuutta linkkitason salaus  jokaiselle yhteydelle yksilöllinen salainen avain  julkinen avain = 48 bittinen laiteosoite  vain kuljetettava data salataan parempi salaus  sovelustason salaus

Ultra Wideband tarve tekniikalle, joka siirtää  videokuvaa  ääntä  dataa nopeus jopa 480 Mb/s kantama 10 m

Ultra Wideband 3.1 – 10.6 GHz taajuusalue Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) standardointi kesken

UWB – Wireless USB sama siirtonopeus kuin USB 2.0 = 480 Mb/s säilyttää USB-arkkitehtuurin  1 keskuslaite (hub) max. 127 laitetta samassa hubissa kantama 10 m

ZigBee käyttää standardin PHY- ja MAC-kerroksia etuja:  pieni virrankulutus  edullisuus  yksinkertainen protokolla  koko pienimmillään 4 kilotavua

ZigBee hyviä sovelluskohteita esim.  valokatkaisimet  hiiret ja joystickit energia yleensä pattereista  kesto kuukausista jopa vuosiin (   )

ZigBee nopeus 250 Kb/s ja 20 Kb/s toimintaetäisyys n. 10 m, max. 100 m max. 255 laitetta samassa verkossa CSMA-CA kättely (fully handshaked)

Infrared Data Association (IrDA) voittoa tuottamaton järjestö perustettiin luomaan standardi infrapuna- tiedonsiirrolle ensimmäisenä Serial Infrared (SIR) ’94 nykyiset IrDA DATA ja IrDA CONTROL

IrDA DATA tiedonsiirtoon laitteiden välillä vaatii esteettömän näköyhteyden nopea tiedonsiirto lyhyillä etäisyyksillä  max. 4 Mb/s  etäisyys max. 2 metriä

IrDA Control langattomat joysticit, näppäimistöt, hiiret ei vaadi esteetöntä näköyhteyttä kantama n. 5 m 8 eri laitetta yhtä aikaa

Vertailua eri tekniikoiden välillä Max. nopeus Mb/s Taajuus MHz Max. kantama metriä VirrankulutusKokoHinta WLAN g 542,4300keskimääräinensuuri ei niin halpa Bluetooth102,4100pieni halpa UWB / WUSB 4803,1 – 10,610pieni halpa ZigBee0,25 2,4 tai 0,868 / 0, pieni / todella pieni pieni / tod. pieni halpa tai hyvin halpa IrDA DATA40,0382keskimääräinenpieni hyvin halpa IrDA CONTROL 0,0750,0385pieni hyvin halpa

Kysymyksiä?