1
FSK - Frequency Shift Keying ... QAM - Quadrature Amplitude Modulation ......
FSK - Frequency Shifted Keying; QPSK - Quadrature Phase Shifted Keying; QAM
- Quadrature Amplitude ...... bh Bahrain gs South Georgia mp Northern td Chad.
part of the document
1. Be~i
ni LAN-ovi
Danas, po
etkom dvadeset i prvog veka, be~i
ne komunikacije su bez sumnje tehnologija koja se najbr~e razvija. Zahtevi za povezivanjem uredjaja bez kablova su sve izra~eniji. Be~i
ne LAN-ove sreemo danas u hotelima, na univerzitetima, u industriji, kancelarijama, javnim objektima, i na druga mesta. U materijalu koji sledi koncentrisaemo se na objaanjenju osnovnih principa rada be~i
nih LAN tehnologija tipa: IEEE 802.11 be~i
ni LAN-ovi (WLAN-ovi),
esto nazvani be~i
ni Ethernet.
Be~i
ni u odnosu na ~i
ane LAN-ove
Pre nego ato se upustimo u analizu koja se odnosi na specifi
nosti protokola kod be~i
nih LAN-ova ukazaemo prvo na njihove arhitekturne specifi
nosti.
Medijum
Prva razlika koja se uo
ava izmeu ~i
anih i be~i
nih LAN-ova odnosi se na medijum za prenos podataka. Kod ~i
anih LAN-ova povezivanje host-ova vrai se pomou ~ica ili kablova, a kod be~i
nih pomou etra. Kod oba tipa mre~e sledea dva aspekta komuniciranja su va~na: tehnikama koje se koriste kod viaestrukog pristupa medijumu za prenos i na
inima na kojima se ostvaruje komunikacija tipa ta
ka ka ta
ki. Kod ~i
anih LAN-ova o problemima koji su tipi
ni za viaestruki pristup medijumu (multiple access), tj. konceptu CSMA/CD i pristupu tipa ta
ka-ka-ta
ki (point-to-point access) smo ve govorili kod Ethernet-a (odnosi se na nekomutirane veze). Sa druge strane, kod komutiranih LAN-ova sa ostvarenom komutacijom na nivou veze, komunikacija izmeu host-ova je tipa ta
ka-ka-ta
ki i potpuni dupleks.
Kod be~i
nih LAN-ova medijum za prenos je vazduh tako da se signal emituje svima (broadcast). Kada host-ovi kod be~i
nih LAN-ova meusobno komuniciraju oni dele isti medijum. U retkim situacijama mogue je kreirati izmeu dva be~i
na host-a komunikaciju tipa ta
ka-ka-ta
ki koristei pri tome ograni
eni propusni opseg i dve bidirekcione antene. U tekstu koji sledi diskusija bie orijentisana ka reaavanju problema koji se odnose na viaestruki pristup medijumu, tj. koriaenju MAC protokola.
Host-ovi
Kod be~i
nih LAN-ova host je uvek povezan na svoju mre~u u ta
ki koja ima fiksnu adresu na nivou veze pri
emu je ta adresa definisana od strane mre~ne kartice (network interface card - NIC) instalirane u host-u. Pri ovome treba naglasiti da je mogue premeatati host sa jedne ta
ke u Internetu na drugu ta
ku. U ovom slu
aju adresa na nivou veze ostaje ista, ali se njegova mre~na adresa menja. No, pre nego ato host mo~e da koristi usluge Interneta on mora fizi
ki da se pove~e na Internet.
Kod be~i
nih LAN-ova, host nije fizi
ki povezan na mre~u, on se mo~e slobodno premeatati sa jednog mesta na drugo, a pri tome mo~e da korisit usluge (servise) koje pru~a ta mre~a. To zna
i da mobilnost host-ova predstavlja klju
nu razliku izmeu ~i
anih i be~i
nih mre~a.
Izolovani LAN-ovi
Koncept ~i
ano izolovanih LAN-ova razlikuje se u odnosu na be~i
no izolovane LAN-ove. Kod ~i
ano izolovanih LAN-ova skup host-ova povezan je preko komutatora na nivou veze. Kod be~i
nih izolovanih LAN-ova, nazvani ad hoc mre~e, skup host-ova meusobno slobodno komunicira. Koncept komutatora na nivou veze ne postoji kod be~i
nih LAN-ova. Na slici 1 prikazani su izolovani LAN-ovi kod oba tipa mre~a.
Slika 1. Izolovani LAN-ovi: ~i
ani u odnosu na be~i
ne
Izolovani LAN-ovi
}i
ani LAN-ovi se povezuju na druge mre~e (tipi
no je to kod Interneta) preko rutera. Be~i
ni LAN se takoe mo~e povezati na ~i
ani LAN, ili na drugi be~i
ni LAN. Na slici 2 prikazani su na
ini povezivanja ~i
anih i be~i
nih LAN-ova.
Slika 2. Povezivanje ~i
anih i be~i
nih LAN-ova sa drugim mre~ama
Kao ato se vidi sa slike 2, be~i
ni LAN se naziva infrastrukturna mre~a, a povezivanje na ~i
anu infrastrukturu kakav je Internet, ostvaruje se preko ureaja nazvan ta
ka-pristupa (access point - AP). Komunikacija izmeu AP-a i be~i
nih host-ova se ostvaruje u uslovima koji va~e za be~i
no okru~enje, dok se komunikacija izmeu AP-a i infrastrukture deaava u ~i
anom okru~enju.
Premeatanje izmeu okru~enja
Oba LAN-a, ~i
ani i be~i
ni, operativni su na ni~a dva nivoa TCP/IP skupa protokola. To zna
i da ako u nekoj zgradi imamo ~i
ani LAN koji je povezan preko rutera ili modema na Internet, tada sve ato treba uraditi da bi se prebacili sa ~i
anog okru~enja na be~i
no okru~enje je sledee: Kao prvo, u svoju PC maainu treba promeniti mre~ni interfejs karticu namenjenu za rad u ~i
anom okru~enju sa mre~nom interfejs karticom projektovana za rad u be~i
nom okru~enju, a kao drugo, u mre~noj instalaciji zameniti komutator na nivou veze sa ta
kom pristupa a to je zadatak mre~nog operatora. Kod ove promene, dolazi do promene adrese na nivou veze (menja se mre~na kartica NIC), ali adresa na nivou mre~e (IP adresa) ostaje nepromenjena.
Karakteristike
Postoji nekoliko karakteristika koje su tipi
ne za be~i
ne mre~e. Ukazaemo na neke od njih.
Slabljenje
Slabljenje elektromagnetnog signala du~ prenosnog puta je veliko. Kroz vakuum i slobodan prostor srazmerno je sa d2 (d je rastojanje izmeu predajnika i prijemnika), a u sredinama gde postoje prepreke (industrijski ambijent ili naseljene sredine) srazmerno je, u najgorem slu
aju, sa d3.5.
Interferencija
Prijemnik mo~e da prima signale ne samo sa namenskog predajnika, nego i sa drugih predajnika koji koriste isti frekventni opseg.
Viaestruka propagacija signala
Prijemnik mo~e da primi viae od jednog signala od istog predajnika jer se elektromagnetni talasi reflektuju od objekata kakvi su zidovi, zemlja, i dr. Kao rezultat, do prijemnika pristi~u signali sa razli
itim fazama (signali prolaze razli
ite puteve) ato u suatini ote~ava proces dekodiranja.
Greake
U odnosu na ~i
ane, kod be~i
nih mre~a pojava greaaka u prenosu je
eaa, a takoe i sam postupak detekcije je neato slo~eniji. Nivo greaaka se
esto indirektno procenjuje merenjem odnosa signal-aum (signal to noise ratio - SNR). Ako je odnos SNR veliki, to zna
i da je signal ja
i u odnosu na aum (ne~eljeni signal) pa je lako konvertovati signale u aktuelne podatke. Sa druge strane, kada je SNR mali, signal je slab a aum veliki pa je tada te~e izdvojiti podatke.
Upravljanje pristupom
Jedan od veoma va~nih aspekata u toku rada be~i
nih LAN-ova odnosi se na upravljanje pristupom deljivom medijumu za prenos podataka (tj. etru). Kao ato je poznato, kod standardnog Ethernet-a pristup medijumu je definisan CSMA/CD algoritmom. Kod ovog metoda svaki host se takmi
i da pristupi medijumu, a aalje svoj okvir kada ustanovi da je medijum slobodan. Ako doe do kolizije, ona se mo~e detektovati, pa se okvir ponovo aalje. Detekcija kolizije kod CSMA/CD se korisit za dve namene. Ako se kolizija detektuje, to zna
i da okvir nije primljen i da ga treba slati iznova. Ako kolizija nije detektovana, tada prijemnik aalje ACK ili NACK poruku predajniku.
CSMA/CD algoritam kod be~i
nih LAN-ova ne radi korektno iz sledea tri razloga:
Da bi detektovao koliziju, host treba istovremeno da predaje i prima (predaje okvir, a prima signal kolizije) ato zna
i da host treba da radi u dupleks re~imu rada. Be~i
ni host-ovi nemaju dovoljnu energiju da obavljaju ove aktivnosti jer su obi
no baterijski napajani ureaji. Drugim re
ima, istovremeno be~i
ni host mo~e samo da preda ili prima, a ne i jedno i drugo. Pored toga va~no je istai i sledee: Kako je amplituda prijemnog signala mnogo manja, veoma je teako realizovati prijemnik koji e izdvojiti prijemni signal od predajnog signala (prijemni signal bie tretiran viae kao aum).
Zbog postojanja problema skrivene stanice (hidden station) javljaju se ozbiljni problemi u toku prenosa. Naime, stanica koja predaje je nesvesna da postoji druga stanica koja istovremeno predaje ako izmeu te dve stanice postoji neka prepreka, ato zna
i da detekcija kolizije nije mogua. Na slici 3 prikazan je problem skrivene stanice. Oblast
ujnosti (pokrivenosti) stanice B je leva elipsa (sfera u prostoru), tako da svaka stanica koja se nalazi u ovoj oblasti mo~e da
uje stanicu A. Sa druge strane, oblast
ujnosti stanice C je prikazan desnom elipsom na slici 3, tako da svaka stanica koja se nalazi u ovoj oblasti mo~e da
uje stanicu C. Ono ato treba uo
iti je sledee: Stanica C je van
ujne oblasti stanice B, i obratno, B je van
ujne oblasti C. Stanica A se nalazi u oblasti
ujnosti kako stanice B tako i C. Pretpostavimo sada da stanica B aalje podatke stanici A. U toku prenosa i stanica C po
inje sa slanjem podataka stanici A. Poato C ne vidi B, ona zaklju
uje da je medijum za prenos slobodan i zbog toga po
inje sa prenosom. Kao rezultat, dolazi do kolizije u ta
ki A.
Rastojanje izmeu stanica mo~e biti veliko. Feding signala mo~e da dovede do toga da jedna stanica ne mo~e da osluakuje drugu koja se nalazi na drugom kraju.
Da bi se izbegli ovi problemi kod be~i
nih LAN-ova korisit se tehnika CSMA/CA (Carrier Sence Multiple Access with Collision Avoidance).
Slika 3. Problem skrivenih terminala
1.3 IEEE 802.11
Organizacija IEEE je definisala specifikacije (u formi standarda) za WLAN-ove, nazvane IEEE 802.11. Ovim specifikacijama definiau se karakterisitke sistema na fizi
kom nivou i na nivou veze. U nekim zemljama kao sinonim za WLAN koristi se termin Wi Fi (Wireless Fidelity).
1.3.1 Arhitektura
Standardom IEEE 802.11 definisana su sledea dva tipa servisa (usluga):
a) Skup osnovnog servisa (basic service set - BSS), i
b) Proaireni skup servisa (extended service set - ESS).
1.3.2 Osnovni skup servisa
IEEE 802.11 definiae BSS kao gradivni blok WLAN-a. BSS se sastoji od stacionarnih ili mobilnih be~i
nih stanica i opciono centralne bazne stanice, poznata kao ta
ka-pristupa (access point- AP). Na slici 4 prikazana su dva skupa ovog standarda.
BSS bez AP-a je samostalna mre~a koja ne mo~e slati podatke drugim BSS-ovima. Za ovaj tip mre~e ka~emo da karakteriae ad-hoc arhitektura. Kod ad-hoc arhitekture stanice mogu formirati mre~u bez potrebe da postoji AP, pri
emu se stanice mogu meusobno locirati i slo~iti (dogovoriti) da budu deo BSS-a.
BSS-ovi kod kojih postoji AP nazivaju se infrastrukturne mre~e.
Slika 4. Skupovi osnovnih servisa
1.3.3 Proaireni skup servisa
ESS
ine dva ili vei broj BSS-ova koji imaju AP-e. U ovom slu
aju BSS-ovi su povezani preko distribucionog sistema, koji je obi
no izveden kao ~i
ani (wired LAN). Distribucioni sistem povezuje AP-ove od BSS-ova. Standardom IEEE 802.11 ne ograni
ava se obim distribucionog sistema; on mo~e biti bilo koji IEEE LAN kakav je recimo Ethernet. Treba naglasiti da ESS koristi dva tipa stanica: mobilne i stacionarne. Mobilne stanice su standardne stanice u okviru BSS-a. Stacionarne stanice su AP stanice koje su deo ~i
anog LAN-a. Na slici 5 prikazan je ESS.
Slika 5. Proaireni skupovi servisa
Kada su BSS-ovi povezani, stanice koje se nalaze na meusobno vidljivom rastojanju mogu meusobno komunicirati bez posredstva AP-a. Komunikacija izmeu dve stanice koje pripadaju razli
itim BSS-ovima obi
no komuniciraju preko AP-ova.
1.3.4 Tipovi stanica
U zavisnosti od stepena mobilnosti kod WLAN-ova, standardom 802.11 se definiau sledea tri tipa stanica:
i) bez mobilnosti (no-transition),
ii) mobilnost u okviru BSS-a (BSS transition), i
iii) mobilnost izmeu ESS-a (ESS transition mobility).
Stanica tipa no-transition ne karakteriae mobilnost i stacionarnog je tipa. To zna
i da se ona, u krajnjem slu
aju, mo~e premeatati samo u okviru BSS-a. Stanica koju karakteriae BSS mobilnost mo~e se premeatati iz jedne BSS mre~e u drugu, ali je ta mobilnost ograni
ena u okviru jednog ESS-a. Stanica se mo~e premeatati sa jednog ESS-a na drugi, ali se u toku selibde standardom 802.11 ne garantuje neprekidna (kontinualna) komunikacija.
1.4 MAC podnivo
Kod protokola 802.11 postoje sledea dva razli
ita MAC podnivoa:
Distribuirana koordinisana funkcija (distributed coordination function - DCF), i
Ta
kasto koordinisana funkcija (point coordination function - PCF).
Na slici 6 prikazan je odnos izmeu ova dva MAC podnivoa, LLC podnivo i fizi
ki nivo.
Slika 6. MAC nivoi kod standarda 802.11
1.4.1 Distribuirana koordinisana funkcija
Jedan od dva protokola definisan od strane IEEE na MAC podnivou naziva se DCF. Kao metod pristupa mre~i DCF koristi CSMA/CA.
Kolizije kod be~i
nih mre~a, koje svoj princip rada zasnivaju na CSMA/CA metodi pristupa, izbegavaju se koriaenjem sledee tri strategije (vidi sliku 7):
razmakom izmeu okvira (interframe space - IFS),
prozorom za izbegavanje sudara (contention window), i
pozitivnom potvrdom (acknowledgment).
Slika 7. Dijagram toka upravljanja kod CSMA/CA pristupa
i) IFS kolizije izbegavaju se na taj na
in ato se ne dozvoljava po
etak prenosa odmah nakon prve detekcije da je kanal slobodan. To zna
i da kada se detektuje prvi trenutak kada je kanal slobodan
eka se (ne vrai prenos) odreeni vremenski period nazvan IFS. Vreme definisano od strane IFS-a omoguava signalu poslatom sa udaljene stanice da pristigne do ~eljene stanice. Nakon isteka IFS-a stanica mo~e da aalje. Promenljivi IFS se mo~e koristiti radi odreivanja prioriteta stanica ili tipova okvira koji se predaju. Tako na primer, stanica kojoj je dodeljen krai IFS ima viai prioritet.
ii) Contention window odnosi se na iznos vremena koje se deli na slotove. Stanica koja je spremna za predaju izabira proizvoljni broj slotova kao svoje odgovarajue vreme
ekanja pre po
etka prenosa. Broj slotova u prozoru menja se po binarnoj eksponencijalnoj back-off strategiji. To zna
i da se prozor prvo postavlja na jedan slot, a zatim se duplira svaki put kada stanica ne mo~e da detektuje slobodan kanal nakon isteka IFS vremena. Ono ato je va~no istai je sledee: Stanica treba da osluakuje kanal nakon svakog vremenskog slota. No, kada stanica ustanovi da je kanal zauzet, ona ne restartuje proces nego samo stopira tajmer, a restartuje ga kada ustanovi da je kanal slobodan. Na ovaj na
in prioritet u opslu~ivanju ima ona stanica koja je najdu~e
ekala (vidi sliku 8).
Slika 8. Contention window
iii) Acknowledgment i pored svih preduzetih predostro~nosti mo~e da doe do kolizije kod be~i
nog prenosa podataka. Koristei pozitivnu potvrdu (positive acknowledgment) i tajmer koji odbrojava istek vremena (time out) mo~e se obezbediti garancija da je prijemnik prihvatio okvir.
Razmena poruka u vremenu
Na slici 9 prikazana je razmena okvira podataka i upravlja
kih okvira tokom vremena.
Slika 9. CSMA/CA i NAV
Aktivnosti koji se preduzimaju su sledee:
1. Pre slanja okvira, izvoriana stanica osluakuje medijum proverom energetskog nivoa nosee u
estanosti
a) kanal koristi perzistentnu strategiju sa back-off (uzdr~avanjem) sve dok kanal ne postane slobodan
b) nakon ato je stanica ustanovila da je kanal za prenos slobodan, stanica
eka (uzdr~ava se od prenosa) joa za odreeni vremenski period koji se naziva distributed interframe space (DIFS) pa nakon toga stanica predaje upravlja
ki okvir (control frame) nazvan request to send, RTS.
2. Nakon prijema RTS, prijemnik se uzdr~ava od prenosa za vremenski period short interframe space, SIFS. Nakon isteka SIFS-a odrediana stanica predaje upravlja
ki okvir nazvan clear-to-send, CTS. CTS je namenjen izvorianoj stanici, a ukazuje na to da je odrediana stanica spremna za prijem podataka.
3. Izvoriana stanica po
inje sa predajom podataka nakon isteka SIFS-a.
4. Nakon prijema okvira odrediana stanica sa
eka vremenski period koji odgovara SIFS-u, i tek nakon toga aalje potvrdu (acknowledgment- ACK) kojom se obaveatava izvoriana stanica da je okvir primljen korektno. Kod ovog protokola je neophodna potvrda prijema jer predajna stanica nema mogunost da proveri da li je okvir korektno pristigao na strani odrediata. U slu
aju da dodje do kolizije nedostatak prijema ACK-a je znak da prenos nije bio korektan. Nakon odreenog vremenskog perioda po
inje se ponovo od koraka 1.
Mre~no alokacioni vektor
Standardno pitanje koje se postavlja
itaocu je sledee: Na koji na
in druge stanice ne dozvoljavaju slanje podataka ako je jedna od stanica dobila pravo pristupa nad medijumu za prenos (etru)? Drugim re
ima, na koji na
in se obezbedjuje aspekt protokola koji se odnosi na izbegavanje kolizije (collision avoidance). Odgovor na ovo pitanje se nalazi u uvoenju NAV.
Kada stanica predaje okvir RTS, u tom okviru se sadr~i i informacija koja ukazuje na to koliko je vremena potrebno predajnoj stanici da okupira (zauzme ili zadr~i) kanal. Stanice koje su kandidati za predaju i za koje je ova informacija od va~nosti aktiviraju svoj tajmer nazvan network allocation vector, NAV, koji ukazuje na to koliko je vremena potrebno da proe pre nego ato je svim stanicama ponovo dozvoljeno da provere zauzetost kanala. Svaki put kada stanica pristupa sistemu i aalje RTS okvir druge stanice aktiviraju svoj NAV. Drugim re
ima, svaka stanica, pre nego ato osluane fizi
ki medijum mora da proveri da li je on pasivan, i to radi tako ato prvo proverava da li je isteko njen NAV period. Na slici 9 prikazana je ideja koriaenja NAV-a.
Kolizija u toku handshaking-a
Pitanje koje se sada postavlja je sledee: `ta e se desiti ako u toku predaje upravlja
kih okvira RTS i CTS doe do kolizije? Ovaj vremenski period se naziva handshake period. Primera radi, analizirajmo sledeu situaciju: Neka dve ili vei broj stanica pokuaa istovremenu predaju RTS okvira. U tom slu
aju za upravlja
ke okvire ka~emo da su u koliziji. Ipak, poato ne postoji mehanizam za detekciju kolizije, predajnik e usvojiti strategiju da je doalo do kolizije ako za odreeni vremenski period ne primi CTS okvir od strane prijemnika. U ovom slu
aju ka~emo da se primenjuje back-off strategija, pa zbog toga e predajnik ponovo pokuaati sa predajom.
Problem skrivene stanice
Problem skrivene stanice se reaava koriaenjem handshake okvira RTS i CTS. Kao ato se vidi sa slike 3, RTS poruka od stanice B dopire do stanice A, ali ne i do stanice C. No, kako se B i C nalaze u oblasti pokrivanja A, to CTS poruka koja sadr~i podataka o trajanju prenosa podataka od B ka A, dolazi i do C. Nakon prijema CTS, stanica C zna da neka druga skrivena stanica korisit kanal i odla~e predaju sve dok ne istekne specificirani vremenski period.
1.4.2 Ta
kasto koordinisana funkcija - PCF
Ta
kasto koordinisana funkcija predstavlja opcioni metod pristupa medijumu koji se mo~e implementirati kod infrastrukturne mre~e (ne i kod ad hoc). On se implementira na vrhu DCF-a i koristi se kod vremensko kriti
nih (time sensitive) prenosa (vidi sliku 6). PCF je centralizovani metod kru~ne prozivke kod koga ne dolazi do kolizije (centralized contention free polling access method). Kod ovog metoda AT kru~no proziva stanice. Prozvana stanica ako ima spremnu poruku predaje je AP-u.
Da bi se ostvario prioritet u opslu~ivanju PCF-a u odnosu na DCF definisan je joa jedan interframe prostor (vremenski period) nazvan PIFS. PIFS (PCF IFS) je krai u odnosu na DIFS. To zna
i da ako istovremeno stanica ~eli da korisit samo DFC a AT ~eli da koristi PCF, AT e imati prioritet.
Zbog viaeg prioriteta PCF-a u odnosu na DCF, stanice koje koriste DCF mogu da ne dobiju pravo upravljanja nad medijumom. Da bi se izbegla ova situacija izveden je repetitivni interval
iji je zadatak da zadovolji potrebe PCF saobraaja kod koga ne dolazi do sudara (contention free PCF), kao i DCF saobraaja kod koga se javlja sudar (contention based DCF). Repetitivni interval se ponavlja neprekidno, a po
inje se specijalnim upravlja
kim okvirom nazvan beacon frame. Kada stanice prime beacon okvir, one aktiviraju svoje NAV u trajanju od contention free perioda u toku intervala repeticije. Na slici 10 prikazan je primer repetitivnog intervala.
Slika 10. Primer repetitivnog intervala
U toku repetitivnog intervala, PC (point controler) mo~e poslati okvir prozivke (poll frame) da primi podatke, poaalje ACK, primi ACK, ili da obavi bilo koju kombinaciju pomenutih aktivnosti. Na kraju contention free perioda PC predaje CF end (contention free end) okvir kako bi omoguio contention based stanicama da koriste medijum.
1.5 Fragmentacija
U principu be~i
ni prenos je veoma nepouzdan pa se zbog toga oateeni okviri moraju ponovo slati. Na nivou protokola se zbog toga preporu
uje fragmentacija, koja se odnosi na deobu okvira velokog obima na manje. Naime, efikasnije je ponovo slati manje okvire nego velike.
1.5.1 Format okvira
Okvir na MAC nivou
ine devet polja (vidi sliku 11).
SHAPE \* MERGEFORMAT
Slika 11. Struktura MAC okvira
i) Frame control (FC): ovo polje je obima dva bajta i definiae tip okvira i druge upravlja
ke informacije. U tabeli 1 dato je objaanjenje svakog pod-polja u okviru FC-a.
Tabela 1. Pod-polja kod FC-a
ii) D: kod svih tipova okvira, sa izuzetkom jednog, ovo polje definiae trajanje prenosa koje se koristi da postavi vrednost NAV-a. Kod jednog upravlja
kog (control) okvira ovo polje definiae ID okvira.
iii) Addresses: postoje
etiri adresna polja, svako obima aest bajta. Zna
enje svakog adresnog polja zavisi od vrednosti ToDS i FromDS pod-polja (bie objaanjeno kasnije).
iv) Sequence control: ovo polje
esto se naziva SC polje i definiae 16-bitnu vrednost. Prva
etiri bita odreuju broj fragmenta, a zadnja 12 bita odreuju redosledni broj, koji je isti u svim fragmentima, tj. redosledni broj okvira koji se koristi kod toka upravljanja (flow control).
v) Frame body: kada je vrednost ovog polja u opsegu od 0-2312 bajta, ono sadr~i informaciju koja se bazira na tipu i podtipu definisanim od strane FC polja.
vi) FCS: polje obima 4 bajta, sadr~i informaciju o detekciji greake putem CRC-32 polinoma.
1.5.2 Tipovi okvira
Kod WLAN-ova definisani standardom IEEE 802.11 postoje sledee tri kategorije okvira:
a) management okviri: koriste se za inicijalizaciju komunikacije izmeu stanica i AP-ova.
b) control okviri: namenjeni su za pristup kanalu i slanje acknowledging okvira. Na slici 12 prikazani su formati control okvira.
SHAPE \* MERGEFORMAT
Slika 12. Control okviri
Kod upravlja
kih okvira vrednost type podpolja (vidi tabelu 1) je 01, a vrednosti subtype polja kod control okvira prikazani su u tabeli 2.
Tabela 2. Vrednosti subtype polja kod control okvira
SHAPE \* MERGEFORMAT
c) data okviri: ovi okviri se koriste za prenos podataka i upravlja
ke (control) informacije.
1.5.3 Adresni mehanizmi
Adresni mehanizam kod IEEE 802.11 specificira
etiri slu
aja, koji su definisani vrednoau markera u FC polju, ToDS i FromDS. Svaki marker mo~e biti postavljen na 0 ili 1, ato dovodi (rezultira) da postoje
etiri razli
ite situacije. Interpretacija
etiri adrese (adresa 1 do adresa 4) kod MAC okvira zavisi od vrednosti ovih markera (vidi tabelu 3).
SHAPE \* MERGEFORMAT
Tabela 3. Adrese
Naglasimo da se adresa 1 uvek odnosi na adresu narednog ureaja do koga pristi~e okvir. Adresa 2 uvek predstavlja adresu prethodnog ureaja sa koga je poslat okvir. Adresa 3 je adresa kona
ne odrediane stanice osim ako ona nije definisana adresom 1 ili ako po
etna izvoriana adresa nije definisana adresom 2. Adresa 4 je adresa polazne (po
etne) izvorne stanice kada je distribuirani sistem izveden kao be~i
ni.
Slu
aj 1: 00 U ovom slu
aju, ToDS = 0 i FromDS = 0. Ovo zna
i da okvir nije usmeren ka distribuiranom sistemu (ToDS = 0) i ne dolazi od distribucionog sistema (FromDS = 0). Okvir ide od jedne stanice u BSS-u ka drugoj bez da proe kroz distribucioni sistem. Adrese su prikazane na slici 13.
Slu
aj 2: 01 U ovom slu
aju, ToDS = 0 i FromDS = 1. Ovo zna
i da okvir dolazi od distribucionog sistema (FromDS = 1). Okvir dolazi od AP i usmeren je ka stanici. Adrese su prikazane na slici 13. Naglasimo da se adresa 3 odnosi na po
etni predajnik okvira koji se nalazi u drugoj BSS.
Slu
aj 3: 10 U ovom slu
aju, ToDS = 1 i FromDS = 0. Ovo zna
i da je okvir usmeren ka distribucionom sistemu (ToDS = 1). Okvir ide od stanice ka AP. Po
etnoj stanici se predaje ACK. Adrese su prikazane na slici 13. Naglasimo da adresa 3 predstavlja kona
no odrediate okvira u disrtibucionom sistemu.
Slu
aj 4: 11 U ovom slu
aju, ToDS = 1 i FromDS = 1. Ovo situacija je tipi
na kada je distribucioni sistem be~i
ni. Okvir prelazi sa jedne AP na drugu AP. U ovom slu
aju potrebne su
etiri adrese, a to su: po
etni predajnik, kona
no odrediate, i dva AP-a koji su na prenosnom putu susedni. Adrese su prikazane na slici 13.
Slika 13. Mehanizmi adresiranja
1.6 Problemi koji prate nevidljive i izlo~ene stanice
Ukazaemo sada na probleme koji prate nevidljive i izlo~ene stanice.
1.6.1 Problem nevidljive stanice
Na slici 14 dat je primer nevidljive stanice. Stanica B ima oblast pokrivanja prikazana levom sferom (ovalom). Pri tome, svaka stanica koja se nalazi u ovoj oblasti pokrivanja mo~e da
uje stanicu B. Stanica C ima oblast pokrivanja prikazana desnom sferom, tako da svaka stanica koja se nadje u ovoj oblasti pokrivanja mo~e da
uje bilo koji signal koji se emituje od strane stanice C. Stanica C se nalazi van oblasti pokrivanja stanice B, i obratno B se nalazi van oblasti pokrivanja stanice C. Ipak stanica A se nalazi u oblast koju pokrivaju stanice B i C, tako da A mo~e da
uje signal koji se predaje kako od B tako i od C.
Slika 14. Problem skrivene stanice
Usvojiaemo da stanica B predaje podatke stanici A. Na sredini prenosa stanica C takodje po
inje da aalje podatke stanici A. Treba pri ovome naglasiti da je stanica C van oblasti pokrivanja stanice B, tako da signal koji se predaje od stanice B ne mo~e da stigne do stanice C. Zbog ovoga stanica C zaklju
uje da je medijum slobodan. Zbog toga stanica C aalje podatke ka stanici A ato dovodi do kolizije na mesto A, jer u ovom slu
aju ka~emo da su stanice B i C medjusobno skrivene u odnosu na A. Skrivene stanice (hiden stations) mogu redukovati komunikacioni kapacitet mre~e zbog toga ato mogu uzrokovati koliziju.
Reaenje problema skrivenih terminala sastoji se u koriaenju handshake okvira (RTS i CTS). Na slici 15 prikazano je kako RTS poruka od B sti~e do A, ali ne i do C. Ipak, poato su B i C u oblasti pokrivanja stanice A, poruka CTS koja sadr~i informaciju o vremenu trajanja prenosa podataka od B ka A sti~e i do stanice C. Na osnovu CTS-a stanica C sada zaklju
uje da postoji skrivena stanica koja koristi kanal i zbog toga se suzdr~ava od predaje sve dok vremenski interval specificiran u CTS ne istekne.
Drugim re
ima, CTS okvir kod CSMA/CA handshake-a atiti od kolizije zbog postojanja nevidljivih stanica.
Slika 15. Koriaenje handshake-a kako bi se obezbedili da ne dodje do kolizije usled nevidljive stanice
1.6.2 Problem izlo~ene stanice
Sada emo razmotriti situaciju koja je suprotna u odnosu na prethodnu, a naziva se problem izlo~ene stanice (exposed station). U ovom slu
aju kada je kanal dostupan stanica se uzdr~ava od koriaenja kanala. Na slici 16 stanica A predaje podatke stanici B, dok stanica C ima da preda podatke stanici D, pri
emu prenos mo~e da se ostvari bez interferencije sa A, ali se stanica C uzdr~ava od predaje. Drugim re
ima, C je suviae konzervativna i svesno ~rtvuje kapacitet kanala.
Slika 16. Problem izlo~ene stanice
U ovom slu
aju handshaking poruke ne mogu pomoi, a zbog
ega je to tako prikazano je na slici 17.
Slika 17. Koriaenje handshaking-a kod problema izlo~ene stanice
Kao ato se vidi sa slike 17 stanica C
uje RTS od A, ali ne
uje CTS od B. Stanica C, nakon ato je
ula RTS od A
eka odredjeno vreme u toku koga CTS od B pristigne do A. Obe stanice B i A mogu
uti ovaj RTS, ali se stanica A nalazi sada u stanju predaje, a ne u stanju prijema. Ipak stanica B se odaziva sa CTS. Upravo je tu problem. Ako je stanica A po
ela sa predajom svojih podataka, stanica C ne mo~e da
uje CTS od stanice D jer je doalo do kolizije, tj., C ne mo~e da poaalje svoje podatke D-u. Ona ostaje izlo~ena (exposed) sve dok A ne zavrai sa slanjem svojih podataka.
1.7 Fizi
ki nivo
Sagledaemo 6 specifikacija prikazanih u tabeli 4. Sve implementacije sa izuzetkom infracrveni prenos operativne su u ISM (industrial, scientific, medical) opsegu koji definie tri nelicencirana frekventna opsega u tri frekventne oblasti 902-928 MHz, 2.400-4.835 GHz, i 5.725-5.850 GHz.
Tabela 4. Specifikacije
IEEETehnikaOpsegModulacijaBrzina prenosa (Mbps)802.11FHSS2.400-4.835 GHzFSK1 i 2DSSS2.400-4.835 GHzPSK1 i 2nijednainfracrveniPPM1 i 2802.11aOFDM5.725-5.850 GHzPSK ili QAM6-54802.11bDSSS2.400-4.835 GHzPSK5.5 i 11802.11gOFDM2.400-4.835 GHzrazli
ite22-54802.11nOFDM5.725-5.850 GHzrazli
ite600
Napomena: PPM Pulse Position Modulation
1.7.1 IEEE 802.11 FHSS
IEEE 802.11 FHSS koristi metod rada u proairenom spektru sa frekventnim skakanjem. FHSS koristi ISM opseg od 2.400 - 4.835 GHz. Opseg je podeljen na 79 podopsega airine 1 MHz izmeu kojih postoje guard (zaatitni) opsezi. Sekvenca skakanja generiae se od strane generatora pseudoslu
ajnih brojeva. Kod ove specifikacije korisit se modulaciona tehnika dvo-nivovski FSK ili 4-nivovski FSK sa 1/2 bita po baud-u, ato rezultira bitskoj brzini prenosa od 1 ili 2 Mbps, kako je to prikazano na slici 18.
Slika 18. Fizi
ki nivo kod 802.11 FHSS
1.7.2 IEEE 802.11 DSSS
IEEE 802.11 DSSS korisit metod rada u proairenom spektru zasnovan na konceptu direktne sekvence. DSSS korisit ISM opseg u rasponu 2.400 - 4.835 GHz. Modulaciona tehnika kod ove specifikacije je PSK sa 1 Mbaud/s. Sistem obezbeuje prenos od 1 ili 2 bita po baud-u (BPSK ili QPSK), ato rezultuje bitskoj brzini od 1 ili 2 Mbps, kako je to prikazano na slici 19.
Slika 19. Fizi
ki nivo kod 802.11 DSSS
1.7.3 IEEE 802.11 infracrveni
IEEE 802.11 infracrveni koristi infracrvenu svetlost u opsegu od 800 do 950 nm. Modulaciona tehnika je PPM. Kod brzine prenosa od 1 Mbps, 4-bitna sekvenca se prvo preslikava u 16-bitnu sekvencu kod koje je samo jedan bit postavljen na 1, a ostali na 0. Kod brzine prenosa od 2 Mbps, 2-bitna sekvenca se prvo preslikava u 4-bitnu sekvencu kod koje je samo jedan bit postavljen na 1 a ostali na 0. Preslikane sekvence se zatim konvertuju u opti
ke signale, tako ato se prisustvo svetlosti odnosi na 1, a odsustvo na 0 (vidi sliku 20).
Slika 20. Fizi
ki nivo kod 802.11 infracrveni
1.7.3 IEEE 802.11a OFDM
IEEE 802.11a OFDM metod koristi ISM band u opsegu od 5.725 - 5.850 GHz. OFDM je sli
an FDM prenosu sa jednom razlikom: U datom trenutku svi podopsezi se koriste od strane jednog izvoriata podataka. Izvoriata informacije takmi
e se meusobno na nivou veze radi pristupa medijumu. Ceo band je podeljen na 52 podopsega, pri
emu po 48 podopsega se predaje 48 grupa bitova, a 4 podopsega su rezervisana za prenos upravlja
ke informacije. Deobom ukupnog opsega na podopsege smanjuje se uticaj usled efekta interferencije. Ako se podopsezi koriste slu
ajno (randomly) poveava se sigurnost u prenosu podataka. OFDM koristi PSK i QAM modulacione tehnike. Standardne brzine prenosa su 18 Mbps (PSK) i 54 Mbps (QAM).
1.7.4 IEEE 802.11b DSSS
IEEE 802.11b DSSS (high rate direct sequence spread spectrum HR-DSSS) metod koristi ISM band u opsegu od 2.400-4.835 GHz. HR-DSSS je sli
an DSSS-u sa izuzetkom metode kodiranja koja se naziva complementary code keying CCK. CCK kodira 4 ili 8 bita u jedan CCK simbol. Da bi se ostvarila kompatibilnost sa DSSS, HR-DSSS definiae
etiri brzine prenosa podataka, 1, 2, 5.5, i 11 Mbps. Prve dve koriste modulacione tehnike kao i DSSS. Verzija DSSS od 5.5 Mbps korisit BPSK i predaje 1.375 Mbaud/s sa 4-bitnim CCK na
inom kodiranja. Kod verzije DSS od 11 Mbps korisit se QPSK a predaje se 1.375 Mbps sa 8-bitnim CCK. Na slici 21 prikazana je mod$&6v2 4 ° î ð ò ö : r
¬ÖRpà
^fj|¢¨ ¢¤´âêú*RZÆÎÐòóçß×ßÏßÇßÇ߾ǾǵǪ¢¢¢¢¢¢¢¢wh³`mHsHh}eÿ6mHsHh}eÿ5mHsHh}eÿmHsHhOE(6mHsHhOE(mHsHhA@hA@mHsHhA@6mHsHhA@5mHsHhA@mHsHh)mHsHh8TmHsHhÝ ÝmHsHhÝ Ýh+?¿5mHsHhÝ ÝhÝ Ý5mHsH-&(ô ö < > p
r
Æ¢¤¶¸¶ ¸ Ü Þ ýýñéÞéééÓéééËÀËË˸¸ $
& Fa$gdô/¿$a$gdô/¿ $
& Fa$gd}eÿ$a$gd}eÿ $
& Fa$gdA@ $
& Fa$gdA@$a$gdA@ $Ð`Ða$gdA@LMýòúÀÈ( 0 ´ ¶ ¸ Ú Ð Ø ° ¸ þ !!!!x!!!,"r#t#v#x#z#t%%ä%ì%''@'þ,- - -Ü-÷÷ïï÷÷ä÷÷÷ïï÷÷ÜÑÜÜɾÉÉ $
& Fa$gd`,^$a$gd`,^ $
& Fa$gd3d¶$a$gd3d¶ $
& Fa$gdô/¿$a$gdÄ81$a$gdô/¿- -Þ-ò-Ú.Ü.ü/&00060:00Z0d1¢1ô345À5¬7°7Â7Æ7Ü7ì9ô9¢>þ>?@ @@HB¢B¾BÂBºHöîöîâîÚîÑÚÉÚÀÚÀÚÀÚ·Ú¯¦¦¯¯{{{{{sh
ÝmHsHhi4f6mHsHh VÑmHsHhi4fmHsHh0U6mHsHh W5mHsHh0U5mHsHh0UmHsHhGº6mHsHhGº5mHsHh3d¶mHsHhGºH*mHsHhGºmHsHh`,^h`,^H*mHsHh`,^mHsHh`,^5mHsH+Ü-Þ-ô-ö-0\0^0b1d1¢1¤1ò3ô344¬7®7°7Ü7Þ7=¤=LB÷÷÷ïïïïïïïïïïïïïïïäÜÜÜÑ $
& Fa$gdi4f$a$gd0U $
& Fa$gd0U$a$gdô/¿$a$gd`,^LBÒJLL"M$M(MMMM²M´MÖOØOþOPPüPlQpQªQ¬QôéáááÙÙ××××ÏÇÇÇ¿ÇÇÇÇÇ$a$gdßH $a$gdã$a$gd W$a$gdBp$a$gdä ã?ãDãTãXãJ>>2> $$Ifa$gdá@ $$Ifa$gdÙ]åµkd&
$$Ifl4ÖÖrÿô U@,"`ëuaëì
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿö6ööÖÿÿÿÿÿÖÿÿÿÿÿ Öÿÿÿÿÿ Öÿÿÿÿÿ4Ö4Ö
laöXã^ã_ã`ãhãtãxã~ãó>óóóóóµkdÏ
$$Ifl4ÖÖrÿô U@," ëuaëì
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿö6ööÖÿÿÿÿÿÖÿÿÿÿÿ Öÿÿÿÿÿ Öÿÿÿÿÿ4Ö4Ö
laö $$Ifa$gdÙ]å~ããããã¨ãJ>>2> $$Ifa$gdá@ $$Ifa$gdÙ]åµkdx
$$Ifl4ÖÖrÿô U@," ëuaëì
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿö6ööÖÿÿÿÿÿÖÿÿÿÿÿ Öÿÿÿÿÿ Öÿÿÿÿÿ4Ö4Ö
laö¨ãã®ã¶ã»ãËãó?óó3 $$Ifa$gdá@³kd!
$$IflÖÖrÿô U@,"ëuaëì
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿö6ööÖÿÿÿÿÿÖÿÿÿÿÿ Öÿÿÿÿÿ Öÿÿÿÿÿ4Ö4Ö
laö $$Ifa$gdÙ]åËãÏãØãÙãáãæãóó?óó³kdÂ
$$IflÖÖrÿô U@,"ëuaëì
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿö6ööÖÿÿÿÿÿÖÿÿÿÿÿ Öÿÿÿÿÿ Öÿÿÿÿÿ4Ö4Ö
laö $$Ifa$gdÙ]åæãöãä ä"ä2äóçç3ç³kdc
$$IflÖÖrÿô U@,"ëuaëì
tàÖ0ÿÿÿÿÿÿö6ööÖÿÿÿÿÿÖÿÿÿÿÿ Öÿÿÿÿÿ Öÿÿÿÿÿ4Ö4Ö
laö $$Ifa$gdÙ]å $$Ifa$gdá@2ä 1Mbps. Ali ako je cilj da se kod be~i
nih komunikacija vrai prenos i predaja relativno jednostavnih komandi i/ili vrai prikupljanje podataka od senzora za temperaturu, vla~nost, pritisak, i dr. (akvizicija sa senzora promenljivih veli
ina), tada ZigBee predstavlja efikasno reaenje.
2.2 Klase be~i
nih mre~a kratkog dometa
Be~i
ne mre~e kratkog dometa (vidi sliku 2.2) se mogu podeliti na sledee dve kategorije:
a) Be~i
ne lokalne ra
unarske mre~e (WLAN) analizirane u poglavlju IEEE 802.11 WLAN;
b) Be~i
ne personalne mre~e (Wireless Personal Area Networks) WPAN
Slika 2.2 Klase be~i
nih mre~a kratkog dometa
Kao ato se vidi sa slike 2.2, WPAN-ovi se dele na sledee tri klase:
i) High-Rate (HR-WPAN) definisane su standardom IEEE 802.15.3, a koriste se za bitske brzine od 11 do 55Mbps. Ove brzine prenosa tipi
ne su za be~i
ni prenos signala sa video kamere u realnom vremenu u kunom okru~enju (u okviru jedne sobe).
ii) Bluetooth (Medium Rate WPAN) karakteriae se velikom bitskom brzinom od 3Mbps. Bluetooth je pogodan za aplikacije kod be~i
nog povezivanja ureaja (maksimalno rastojanje od 2 do 10m), tipa mobilni mia ili mobilni telefon sa PC maainom, be~i
ni telefon sa lokalnom kunom telefonskom centralom, prenos visoko-kvalitetnog govornog signala kod be~i
nih sluaalica, tj. kod onih aplikacija i mre~a gde se zahteva srednja bitska brzina prenosa (medium data rate MR WPAN).
iii) LR WPAN ( Low Rate WPAN) karakteriae se maksimalnom bitskom brzinom od 250 kbps.
2.3 Odnos izmeu ZigBee i IEEE 802.15.4 standarda
Nivoi protokola kod ZigBee be~i
nog umre~avanja prikazani su na slici 2.3
Slika 2.3 Nivoi protokola kod ZigBee be~i
nog umre~avanja
Kao ato se vidi sa slike 2.3 donja dva nivoa definisana su standardom IEEE 802.15.4. Ovim standardom definiau se specifikacije na fizi
kom PHY i MAC nivou, ato zna
i da je 802.15.4 razvijenih nezavisno od ZigBee standarda, i da se mo~e samostalno implementirati (vidi sliku 2.4).
Parametri koji se na fizi
kom nivou protokola IEEE 802.15.4 definiau su: frekvencija rada, bitska brzina prenosa podataka, osetljivost prijemnika, i tip ureaja.
Slika 2.4 Protokol umre~avanja se mo~e zasnovati na 802.15.4 pri
emu on ne mora da bude u saglasnosti sa ZigBee
2.4 Frekventni opsezi i brzine prenosa
Kod zadnje verzije IEEE 802.15.4 od septembra 2006. godine postoje sledea tri frekventna opsega za prenos podataka:
1) 868-868.6 MHz ( opseg 868 MHz) koristi se u Evropi
2) 902-928 MHz (opseg 915 MHz) koristi se u Severnoj Americi
3) 2400 2483.5 MHz ( opseg 2.4 GHz) koristi se airom sveta
Detalji koji se odnose na sva tri opsega prikazani su u tabeli 2.1. Standardom IEEE 802.15.4 zahteva se da svi primopredajnici (transceivers) podr~avaju rad u oba opsega 868 MHz i 915 MHz, pa se zbog toga ova dva opsega
esto u kataloakim podacima navode kao 868/915 MHz.
Tabela 1. Brzina prenosa podataka i frekvencija rada kod IEEE 802.15.4
Kod IEEE 802.15.4 postoje sledea tri tipa modulacije:
1) Binary Phase Shift Keying ( BPSK)
2) Amplitude Shift Keying (ASK)
3) Offset Quadrature Phase Shift Keying (O-QPSK)
Kod BPSK i O-QPSK digitalni podatak odgovara fazi signala, a kod ASK amplitudi signala.
U cilju poboljaanja RF propagacione karakteristike prijemnika usled refleksije signala du~ razli
itih puteva ( multipath propagation) koriste se sledee dve tehnike prenosa:
a) DSSS (direct sequence spread spectrum)
b) PSSS ( parallel sequence spread spectrum)
2.5 Tipovi ureaja
Standardom IEEE 802.15.4 definisana se sledea dva tipa ureaja:
1) Potpuno funkcionalni ureaji (full-function devices-FFD) u stanju su da obavljaju sve zadatke definisane standardom IEEE 802.15.4.
2) Ureaji sa redukovanom funkcijom (reduced-function devices-RFD) namenjeni su za jednostavne aplikacije kakve su uklju
ivanje i isklju
ivanje svetla.
2.6 Uloga ureaja
Kod IEEE 802.15.4 mre~a, FFD ureaji mogu imati tri razli
ite uloge:
a) Koordinator u stanju je da prenosi poruke na relejni na
in (posrednik u prenosu)
b) PAN koordinator glavni kontroler PAN-a
3) Ureaj kada se ne ponaaa kao koordinator naziva se ureaj (device)
Kod ZigBee standarda (vidi sliku 2.5) koristi se neato druga
ija terminologija. ZigBee koordinator odgovara IEEE 802.15.4 PAN koordinatoru. ZigBee ruter je ureaj koji mo~e delovati kao IEEE 802.15.4 koordinator. Kona
no, ZigBee krajnji ureaj (end device) je ureaj koji nije ni koordinator ni ruter.
Slika 2.5 Uloga ureaja kod IEEE 802.15.4 i ZigBee standarda
2.7 ZigBee mre~ne topologije
Na nivou toplogije mre~e upravljanje kod ZigBee se obavlja od strane mre~nog nivoa. Standardom IEEE 802.15.4 specificirane su dve topologije: zvezda i peer-to-peer (P2P).
Kod topologije zvezda (vidi sliku 2.6) svaki ureaj u mre~i mo~e da komunicira sa PAN koordinatama.
Slika 2.6 Mre~na topologija tipa zvezda
Kod P2P topologije (vidi sliku 2.7) svaki ureaj mo~e direktno da komunicira sa drugim ureajem ako su ureaji locirani u odgovarajuoj oblasti u kojoj je mogue ostvariti vezu.
Slika 2.7 Mre~na topologija tipa reaetka (mesh)
FFD ureaj mo~e biti PAN kontroler, a to je obi
no onaj ureaj koji prvi na po
etku rada inicira komunikaciju. Svi ureaji u mre~i koji u
estvuju u relejnom prenosu su FFD, jer RFD nije u stanju da radi u relejnom re~imu rada.
Pored mre~ne topologije reaetka, postoji i topologija stablo (tree). Kod ove topologije ZigBee koordinator (PAN koordinator) inicira uspostavljanje mre~e, dok ZigBee ruteri formiraju grane i relejno prenose poruke. Na slici 2.8 prikazan je na
in prenosa poruke od ureaja A do ureaja B u vei broj preskoka (multihopping).
Slika 2.8 Mre~na topologija tipa stablo kod ZigBee
Nezavisno od topologije, mre~u tipa 802.15.4 kreira PAN koordinator. Uloga PAN koordinatora je sledea:
1) Svakom ureaju u mre~i dodeljuje jedinstvenu 16-ili 64- bitnu adresu.
2) Inicira, zavraava i rutira poruku kroz mre~u
3) Za potrebe mre~e selektuje jedinstveni PAN identifikator, koji ureajima u okviru mre~e omoguava 16-bitni metod adresiranja koristei adrese manjeg obima
Na nivou mre~e postoji samo jedan PAN koordinator koji je povezan na mre~no napajanje, a ne baterijsko. Svi ostali ureaji napajaju se baterijski.
2.8 Osnovni koncepti komuniciranja kod ZigBee i IEEE 802.15.4
Mehanizmi pristupa kanalu koji se koristi kod IEEE 802.15.4 je CSMA-CA. Kada ureaj ~eli da preda signal on prvo osluakuje kanal. Ovaj zadatak se naziva uateda-energije (energy detection- ED) pri
emu prijemnik ne dekodira signal nego samo nadgleda da li postoji emisija. Ako kanal nije slobodan ureaj se isklju
uje za proizvoljni period i pokuaava nakon toga ponovo da se uklju
i.
2.8.1 Beacon-zasnovano u odnosu na non-beacon umre~avanje
Postoje sledea dva metoda koji se ti
u pristupa kanalu:
1) Pristup kanalu baziran na izbegavanju sudara (contention-based channel access) svi ureaji koji ~ele da emituju na istom frekventnom kanalu koriste CSMA-CA mehanizam, a prvi koji ustanovi da je kanal slobodan po
ne sa predajom.
2) Pristup kada ne postoji sudar (contention free)- PAN koordinator pojedinom ureaju dodeljuje specificirani vremenski slot koji se naziva garantovani vremenski slot ( guaranted time slot-GTS). Kod predaje u okviru GTS-a ne dolazi do kolizije.
Da bi se koristio GTS, PAN koordinator mora da sinhronizuje sve ureaje u mre~i. Beacon je poruka koja ima specifi
ni format, a koristi se za sinhronizaciju oscilatora
vorova u mre~i. Koordinator koji ima mogunost da emituje beacon signal za potrebe sinhronizacije rada mre~e naziva se beacon-enabled PAN. Nedostatak ovog pristupa je taj ato se skrauje ~ivotni vek ureaja, tj. baterija se br~e troai. Mre~e kod kojih PAN koordinator ne emituje beacon nazivaju se non-beacon mre~e. U ovom slu
aju glavni problem koji se javlja je izbegavanje sudara u toku slanja.
2.8.2 Metodi prenosa podataka
Kod IEEE 802.15.4 postoje sledea tri tipa prenosa podataka:
1) Prenos podataka od ureaja ka koordinatoru (vidi sliku 2.9)
2) Prenos podataka od koorinatora ka ureaju (vidi sliku 2.10)
3) Prenos izmeu dva ravnopravna ureaja (Peer Devices)
Sva tri metoda se koriste kod P2P tehnologije, dok se kod topologije stablo koriste samo prve dve.
Slika 2.9 Prenos podataka ka koordinatoru kod IEEE 802.15.4: a) Beacon-enabled
b) Non-beacon enabled
Slika 2.10 Prenos podataka od koordinatora ka ureaju: a) Beacon-enabled, b) Non-beacon enabled
Verifikacija ispravnosti prenosa podataka kod IEEE 802.15.4 vrai se pomou 16-bitne FCS.
2.8.3 Adresiranje kod ZigBee
Svaki ureaj u mre~i ima svoju jedinstvenu adresu. Kod IEEE 802.15.4 koriste se sledea dva metoda adresiranja:
a) 16-bitna kratka adresa omoguava komunikaciju u okviru mre~e. Kombinacijom jedinstvenog PAN identifikatora i kratke adrese mogue je ostvariti komunikaciju izmeu nezavisnih mre~a.
b) 64-bitna adresa mogui broj adresa je 264 ~ 1.8*1019
Mre~ni nivo (NWK) kod ZigBee protokola dodeljuje 16-bitnu NWK adresu pored IEEE adrese. Na osnovu Look-Up tabele vrai se preslikavanje 64-bitne IEEE adrese u NWK adresu.
Svaki radio u mre~i mo~e da ima jedinstvenu IEEE i jedinstvenu NWK adresu, ali se na jedan radio mogu maksimalno povezati do 240 ureaja, pri
emu je svakom ureaju dodeljen broj od 1 do 240 poznat kao krajnja adresa (endpoint address).
2.9 Funkcije mre~nog nivoa kod ZigBee i IEEE 802.15.4
Kao ato smo ve napomenuli, nivoi protokola kod ZigBee-a prikazani su na slici 2.3.
2.9.1 Fizi
ki nivo i struktura paketa
Fizi
ki nivo, PHY, je najbli~i hardveru i direktno upravlja i komunicira sa radio primo-predajnikom. Ovaj nivo aktivira radio koji prima ili predaje pakete, selektuje frekvenciju kanala ili proverava da li se kanal tekue koristi od strane drugih ureaja.
Opata struktura paketa prikazana je na slici 2.11. Paket
ine sledee tri komponente:
1) Zaglavlje sinhronizacije (synchronization header SHR)
2) PHY zaglavlje (PHR header)
3) PHY informacija (PHY payload)
Slika 2.11 Stuktura paketa kod ZigBee
2.9.2 MAC nivo
MAC nivo-om se ostvaruje interfejs izmeu PHY i NWK nivoa. MAC je odgovoran za generisanje beacon-a i sinhronizaciju ureaja na beacon-enabled mre~u.
Strukture kod MAC nivoa
a) MAC zaglavlje (MAC header- MHR) sadr~i informaciju koja se ti
e adresiranja i bezbednosti (security).
b) MAC informacija (MAC payload) polje promenljive du~ine i sadr~i komande i podatke.
c) MAC rep (MAC footer- MFR) sadr~i 16-bitnu FCS za proveru greaaka u prenosu podataka.
Standardom IEEE 802.15.4 definiau se sledee
etiri strukture MAC okvira:
1) Beacon okvir (vidi sliku 2.12)
2) Okvir podataka (vidi sliku 2.13)
3) Okvir potvrde ( vidi sliku 2.14)
4) MAC komandni okvir (vidi sliku 2.15)
Slika 2.12 Struktura MAC beacon okvira
Slika 2.13 Struktura MAC data okvira
Slika 2.14 Struktura MAC acknowledgment okvira
Slika 2.15 Struktura MAC command okvira
2.9.3 NWK nivo
NWK okvir se sastoji od dva dela (vidi sliku 2.11):
a) NWK zaglavlje (NHR) sadr~i informaciju koja se odnosi na adresiranje na mre~nom nivou kao i upravlja
ku informaciju
b) NWK payload dostavlja se od strane APS podnivoa
2.9.4 APL nivo
APL nivo je najviai nivo protokola kod ZigBee. APS okvir (vidi sliku 2.11) se sastoji od:
b1) APS zaglavlje (APS header) sadr~i informaciju koja se ti
e upravljanja i adresiranja na aplikacionom nivou
b2) Pomono zaglavlje okvira (auxiliary frame header HDR) sadr~i informaciju o mehanizmu koji se odnosi na bezbednost okvira i bezbednost koriaenja klju
a
b3) APS payload sadr~i komande i podatke
b4) Poruka o integritetu poruke (message integrity code MIC) poruka bezbednosti APS okvira koja se koristi za neautorizovanu promenu sadr~aja poruke.
3. Bluetooth
Bluetooth je WLAN tehnologija namenjena za povezivanje ureaja koji obavljaju razli
ite funkcije, kakvi su na primer telefoni, notebook-ovi, ra
unari (desktop i laptop), kamere, atampa
i i drugi ureaji koji su meusobno rasporeeni na kratka rastojanja. Bluetooth LAN je ad-hoc mre~a ato zna
i da se mre~a formira spontano, a ureaji nazvani naprave (gadgets), meusobno sami se pronalaze i formiraju mre~u koja se naziva piconet. Bluetooth LAN se mo~e povezati na Internet ako jedna od naprava ima tu mogunost. Po svojoj prirodi, Bluetooth LAN ne mo~e biti mre~a velikog obima, jer kada veliki broj naprava pokuaa da se meusobno pove~e nastaje haos.
Bluetooth tehnologija ima nekoliko aplikacija. Be~i
ni mia ili tastatura mogu komunicirati sa ra
unarom koristei ovu tehnologiju. Monitoring ureaji u bolnicama mogu komunicirati sa senzorima lociranih na telu pacijenta, senzori u sistemima za protiv-po~ar i protiv-provalu obi
no se be~i
no povezuju sa glavnom stanicom, itd.
Danas Bluetooth tehnologija predstavlja implementacija protokola definisan standardom IEEE 802.15. Ovim standardom se definiae WPAN koji je operativan u okviru jedne sobe ili male hale.
3.1 Arhitektura Bluetooth-a
Kod Bluetooth-a definisana su sledea dva tipa mre~e:
a) Piconet
Piconet je mala mre~a koju
ine do 8 stanica, pri
emu se jedna od njih naziva primarna, a ostale su sekundarne. Sve sekundarne stanice sinhronizuju svoje taktne oscilatore i sekvence skakanja frekvencije u odnosu na primarnu. Piconet ima samo jednu primarnu stanicu. Komunikacija izmeu primarne i sekundarnih stanica mo~e biti tipa jedan-prema-jedan ili jeda-prema-viae. Na slici 3.1 prikazan je piconet.
Slika 3.1 Piconet
I pored toga ato piconet mo~e da
ini do maksimalno 7 sekundarnih stanica, dodatne (viaak) sekundarnih stanica se mogu nalaziti u stanje-parkirano (parked state). Parkirana stanica u sinhronizmu je sa primarnom, ali ne mo~e u
estvovati u komunikaciji sve dok ne pree iz stanja parkirano u stanje aktivno. S obzirom da samo 8 stanica mo~e biti u stanje aktivno, aktiviranje iz stanja parkirano u stanje aktivno podrazumeva da neka od aktivnih stanica mora da pree u stanje parkirano.
b) Scaternet
Piconet-ovi se mogu kombinovati (grupisati) kreirajui pri tome formu WLAN-a koja se naziva scaternet. Pri tome sekundarna stanica iz jednog piconet-a mo~e biti primarna u drugom piconet-u. Ova stanica mo~e da prima poruke od druge primarne stanice u prvom piconet-u (kao sekundarna), a da deluje kao primarna, tj. da isporu
uje poruke sekundarnim stanicama u drugom piconet-u. Drugim re
ima, stanica mo~e da bude
lan dva piconet-a. Na slici 3.2 prikazan je scaternet.
Slika 3.2 Scaternet
3.1 Bluetooth ureaji
Svaki Bluetooth ureaj ima ugraeno radio-primo-predajnik malog dometa (short-range radio transmitter). Tekua brzina prenosa podataka je 1 Mbps, a frekventni opseg rada 2.4 GHz. To zna
i da postoji realna mogunost od interferencije izmeu IEEE 802.11b WLAN-a i Bluetooth WLAN-a.
3.3 Bluetooth nivoi
Bluetooth koristi nekoliko nivoa koji nisu baa mnogo u skladu sa Internet modelom. Na slici 3.3 prikazani su ovi nivoi.
Slika 3.3 Bluetooth nivoi
3.3.1 L2CAP
Logical Link Control and Adaptation Protocol ili L2CAP (L2 zna
i LL), u grubim crtama je ekvivalentan LLC podnivou kod LAN-ova. L2CAP se koristi za razmenu podataka kod ACL (asynchronous connectionless link) veza, poato SCO (synchronous connection-oriented) kanali ne koriste L2CAP. Na slici 3.4 prikazan je format paketa podataka na ovom nivou.
Slika 3.4 L2CAP-ov format paketa podataka
Polje Length obima 16 bita definiae obim podataka u bajtovima koji dolaze sa viaih nivoa protokola. Podaci mogu biti obima od 0 do 65535 bajta. Polje Channel ID (CID) definiae jedinstveni identifikator za potrebe virtuelnog kanala koji se kreira na ovom nivou. Osnovne funkcije koje obavlja L2CAP su sledee:
Multipleksiranje
L2CAP mo~e da obavi multipleksiranje. Na predajnoj strani L2CAP prihvata podatke od gornjih nivoa protokola i predaje ih baseband nivou. Na prijemnoj strani L2CAP prihvata okvire od baseband nivoa, izvla
i podatke, i predaje ih odgovarajuem protokol nivou. U suatini, L2CAP kreira virtuelni kanal.
Segmentacija i reasembliranje
Maksimalni obim payload polja na baseband nivou iznosi 2774 bita ili 343 bajta. Ovo polje sadr~i
etiri bajta kojim se definiae paket i obim paketa. Zbog toga, obim paketa koji mo~e da pristigne od gornjeg nivoa mo~e biti maksimalnog obima od 339 bajta. Ipak, aplikacioni nivoi ponekad imaju potrebe za slanjem paketa podataka koji mo~e biti i do 65535 bajta (kao na primer, Internet paket). L2CAP deli ovako velike pakete na segmente i dodaje ekstra informaciju kako bi definisao lokaciju segmenta u okviru izvornog paketa (broj segmenta u okviru paketa). Drugim re
ima, L2CAP segmentira paket na strani izvoriata, a reasemblira ga na strani odrediata.
Kvalitet servisa
Bluetooth omoguava stanicama da definiau odreeni nivo kvaliteta servisa (Quality of Service- QoS). Za slu
aj da QoS nije definisan, Bluetooth po definiciji (by default) koristi seris nazvan best-effort servis.
Upravljanje grupom
Dodatna L2CAP mogunost ogleda se u tome ato omoguava ureajima me~usobno da kreiraju logi
ki tip adresiranja. Ova varijanta sli
na je kao i selektivna emisija (multicasting). Na primer, dva ili tri sekundarna ureaja mogu biti deo multicast grupe kako bi bili u stanju da primaju podatke od primarne stanice.
3.3.2 Baseband nivo
U grubim crtama, baseband nivo ekvivalentan je MAC podnivou kod LAN-ova. Metod pristupa je TDMA. Primarna i sekundarne stanice meusobno komuniciraju koristei vremenske slotove (time slots). Du~ina vremenskog slota iznosi 625 ¼s. To zna
i da se u toku tog perioda koristi jedna frekvencija, a to odgovara vremenu kada primarna stanica predaje okvir sekundarnoj, ili sekundarna predaje okvir primarnoj. Naglasimo da se komunikacija obavlja samo izmeu primarne i sekundarne stanice, dok sekundarne ne mogu meusobno komunicirati.
TDMA
Bluetooth koristi jedan oblik TDMA nazvan TDD-TDMA (time division duplex-TDMA). TDD-TDMA je u suatini polu-dupleks komunikacija kod koje predajnik i prijemnik aalju i primaju podatke ali ne istovremeno, a pri tome komunikacija u svakom pravcu koristi razli
ite frekventne skokove (koristi se FHSS). Ovakav na
in prenosa sli
an je toki-voki prenosu, pri
emu se koriste razli
iti frekventni nosioci. U odnosu na to kako se ostvaruje komunikacija izmeu primarne i sekundarnih stanica, razlikujemo:
a) Komunikacija sa jednom sekundarnom stanicom Ako piconet ima samo jednu sekundarnu stanicu, tada je TDMA rad jednostavan. Vreme se deli na slotove trajanja 625 ¼s. Primarna stanica koristi parno-numerisane slotove (0, 2, 4, ...), a sekundarna neparno numerisane slotove (1, 3, 5, ...). TDD-TDMA omoguava primarnoj i sekundarnoj stanici da komuniciraju u polu-dupleks re~imu rada. U toku trajanja slota 0, primarna predaje a sekundarna prima, dok u slotu 1, sekundarna predaje a primarna prima. Ciklus, prikazan na slici 3.5 ukazuje na na
in komuniciranja.
Slika 3.5 Komunikacija sa jednom sekundarnom stanicom
b) Komunikacija sa veim brojem sekundarnih stanica proces komuniciranja je neato slo~eniji kada u jendom piconet-u postoji viae od jedne stanice. Ponovo, primarna koristi parno numerisane slotove, dok sekundarna predaje u naredno neparno numerisanom slotu pod uslovom da je paket iz prethodnog slota bio adresiran (namenjen) za tu sekundarnu stanicu. Sve sekundarne stanice osluakuju parno numerisane slotove, ali samo jedna od sekundarnih stanica predaje podatke u neprano numerisanom slotu. Na slici 3.6 prikazan je ovaj scenario.
Slika 3.6 Komunikacija sa veim brojem sekundarnih stanica
Analizom slike 3.6 uo
avaju se sledee aktivnosti:
1) U slotu 0, primarna stanica predaje okvir sekundarnoj stanici 1;
2) U slotu 1, samo sekundarna stanica 1 predaje okvir primarnoj, jer je prethodni okvir bio adresiran na sekundarnu stanicu 1, ostale su bile u stanju mirovanja;
3) U slotu 2, primarna predaje okvir sekundarnoj 2;
4) U slotu 3, sekundarna 2 predaje okvir primarnoj, jer je u prethodnom okviru bila adresirana sekundarna 2. Ostale stanice su u stanju mirovanja;
5) Ciklus produ~ava
Mo~e se slobodno kazati da je ovaj metod pristupa sli
an operaciji poll/select sa rezervacijom. Kada primarna izabere sekundarnu, ona je takoe i proziva (polls). Naredni vremenski slot je rezervisan (namenjen) da prozvana stanica preda svoj okvir. Ako prozvana stanica nema okvir za predaju, po kanalu se ne prenose podaci.
VEZE
Izmeu primarne i sekundarne stanice mogu se kreirati sledea dva tipa veza:
a) SCO (synchronous connection oriented) veza se koristi kada je izbegavanje latencije (kaanjenje u isporuci podataka) mnogo va~nije u odnosu na integritet (isporuka podataka bez greaaka). Kod SCO veze izmeu predajne i prijemne stanice kreira se fizi
ka veza putem rezervisanja specifi
nih slotova u regularnim vremenskim intervalima. Osnovna vremenska jedinica konektiranja je du~ine dva slota, po jedan za svaki smer prenosa. Kada se paket oateti, on se nikad ne reemituje. SCO se koristi za prenos govornog signala u realnom vremenu, tj. u situacijama kada je izbegavanje kaanjenja najva~nije. Sekundarna stanica mo~e da kreira do tri SCO veze sa primarnom, predajui digitalizovani audio signal (PCM) brzinom od 64 kbps po svakoj vezi (link-u).
b) ACL (asynchronous connectionless link) koristi se kada je integritet podataka mnogo va~niji od latencije (kaanjenja). Kod ovog tipa veze, ako su korisni podaci (payload data) ,enkapsulirani u okviru, oateeni tada se zahteva retransmisija. Sekundarna stanica vraa ACL okvir u dostupno neparno numerisanom slotu, ako je prethodni slot bio adresiran (odnosio se) na tu stanicu. ACL mo~e da koristi jedan, tri ili vei broj slotova kako bi ostvario maksimalnu bitsku brzinu prenosa od 721 kbps.
Format okvira kod baseband-a
Postoje tri tipa okvira kod baseband nivoa: jedan-slot, tri-slota i pet-slota. Slot je trajanja 625 ¼s. Kod okvira tipa jedan-slot, 259 ¼s je potrebno vremena za realizaciju frekventnog skakanja i upravlja
kih mehanizama. To zna
i da okvir tipa jedan-slot traje 625 259= 366 ¼s. Sa 1 MHz propusnim opsegom i 1 bit/Hz, veli
ina (obim) okvira tipa jedan-slot odgovara prenosu od 366 bita.
Okvir tipa tri-slota zauzima tri slota. S obzirom da se 259 ¼s vremena troai za potrebe freknventnog skakanja, to ostaje 3*625 259 = 1616 ¼s, ili 1616 bita. Ureaj koji koristi okvir tipa tri-slota ostaje na istom frekventnom skoku (isti je frekventni nosioc) za vreme trajanja sva tri slota. I pored toga ato se koristi samo jedini
ni preskok, potroae se tri preskok broja. To zna
i da broj preskoka za svaki okvir jednak je broju koji odgovara prvom slotu okvira.
Okvir tipa pet-slota takoe koristi 259 ¼s za potrebe frekventnog skakanja, ato zna
i da je du~ina okvira 5*625 259 = 2866 bita.
Va~ei format za sva tri tipa okvira prikazan je na slici 3.7.
Slika 3.7 Tipovi formata okvira
3.3.3 Radio nivo
Radio nivo, grubo posmatrano, ekvivalentan je PHY nivou kod Internet modela. Bluetooth ureaji troae malo energije, a domet predajnika je obi
no ograni
en na 10 m.
Frekventni opseg Bluetooth koristi 2.4 GHz ISM frekventni opseg podeljen na 79 kanala, svaki airine 1 MHz.
FHSS Bluetooth u cilju izbegavanja interferencije sa drugim ureajima i mre~ama na fizi
kom nivou koristi FHSS (frequency hopping spread spectrum) metod. U sekundi se ostvaruje do 1600 preskoka, ato zna
i da svaki ureaj menja svoju modulacionu frekvenciju 1600 puta u sekundi. Ureaj koristi jednu frekvenciju samo u toku 625 ¼s (1/1600 s) pre nego ato se obavi skok na drugu frekvenciju, tj. vreme rada na jednoj frekvenciji je 625 ¼s.
Modulacija Da bi se bitovi transformisali u signale, Bluetooth koristi sofisticiranu verziju FSK, koja se naziva GFSK (FSK sa Gausovim filtriranjem propusnog opsega). Kod GFSK postoji nosea frekvencija. Bit 1 se predstavlja frekventnom devijacijom iznad nosioca, a 0 frekventnom devijacijom ispod nosioca. Frekvencije, u MHz, za svaki kanal se definiau na sledei na
in:
fc = 2402 + nMHz, n= 0, 1, 2, ..., 78
Primera radi, prvi kanal koristi noseu frekvenciju 2402 MHz (2.402 GHz), a nosea frekvencija drugog kanala je 2403 MHz (2.403 GHz).
WiMAX
Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) je IEEE standard 802.16 (za fiksne be~i
ne mre~e) i 802.16e (za mobilne veze) kojim se obezbeuje airoko-pojasni be~i
ni pristup na nivou zadnje milje , koji predstavlja alternativno reaenje za kablovski modem i telefonski DSL servis. WiMAX nudi optimalan opseg i propusnost za pretplatnike koji se nalaze na direktno-vidljivom-putu (line-of-sight (LOS) subscribers) tj. du~ puta na kome ne postoje prepreke, kao i prihvatljivi opseg i propusnost pretplatnicima koji nisu-na-direkto-vidljivom putu (non-line-of-sight, NLOS), u odnosu na baznu stanucu.
Mnogi korisnici uporeuju WiMAX sa WiFi-om. Kod WiMAX-a kao i kod WiFi-a koristi se infrastruktura bazirana na baznoj stanici, ali WiMAX nudi mnogo viae u odnosu na WiFi. Dok se WiFi-om pokriva oblast od oko 60-ak metara, kod WiMAX-a oblast pokrivanja iznosi oko 10 km. Takoe WiMAX nudi znatno veu sigurnost, pouzdanost, QoS, i propusnost u odnosu na WiFi.
Arhitektura
Analiziraemo u kratkim crtama arhitekturu WiMAX-a.
Bazna stanica
Osnovni gradivni blokovi WiMAX bazne stanice su radio podsistem i antena. Svaki WiMAX radio podsistem poseduje predajnik i prijemnik, i predaje/prima signale
ija je frekvencija izmeu 2 i 11 GHz. WiMAX koristi softverski definisani radio (SDR) sistem. Sa ciljem da se optimiziraju performanse za datu aplikaciju kod WiMAX-a se koriste tri tipa antena, omni-direkciona, sektorska, i panelna. WiMAX koristi beamstearing adaptivni antenski sistem (addaptive antenna system AAS, sistem koji koristi vei broj antena kako na strani terminala tako i bazne stanice sve sa ciljem da poboljaa performanse). Kada predaje, AAS antena mo~e da fokusira svoju predajnu energiju u smeru prijemnika, a dok prima, da se fokusira u smeru predajnog ureaja.
Dodatne mere koje se kod WiMAX-a koriste za izbegavanje interferencije se odnose na primenu OFDMA i MIMO antenskog sistema. OFDMA predstavlja metod viaestrukog pristupa koji omoguava simultani prenos ka i od nekoliko korisnika, radi u skladu sa AAS i MIMO u cilju zna
ajnog poboljaanja propusnosti, poveanja opsega pokrivanja veze, i smanjenje interferencije.
Pretplatni
ke stanice
Pretplatni
ka stanica (subscriber unit ili customer premises equipment - CPE) dostupna je u dve varijante, za unutraanju (indoor) i spoljaanju (outdoor) ugradnju. Unutraanja jedinica veli
ine je i forme kablovskog ili DSL modema i samostalno je instaliran korisnik, ali zbog radio gubitaka, po~eljno je da pretplatnik bude bli~i baznoj stanici. Verzija za spoljaanju ugradnju obima je rezidentne satelitske antene (tanjir) i mora da se instalira od strane stru
nih lica.
Prenosiva jedinica
Koriaenjem potencijala mobilnog WiMAX-a, javlja se poveani interes za koriaenjem prenosivih jedinica, koji uklju
uju handset-ove, razne PC periferije, embedded ureaje u laptopovima, komercijalne ureaje kakvi su MP3 plejeri, terminali za video igre i td.
Nivo veze
MAC kod WiFi-a korisit metod pristupa medijumu za prenos koji se bazira na sudaru (contention access). Ovakav pristup dovodi do toga da pretplatni
ke stanice koje su udaljene od AP-a mogu repetitivno da prekidaju rad bli~ih stanica. MAC kod WiMAX-a koristi scheduling algoritam. Pretplatni
ka stanica treba prvo da se takmi
i kako bi inicijalno uala u mre~u. Slot pristupa se zatim dodeljuje tom pretplatniku uvek kad se poziva.
Fizi
ki nivo
Standardom 802.16e-2005 specificiraju se opseg od 2 do 11 GHz, skalabilni OFDMA (scalable OFDMA - SOFDMA), MIMO antena, i mogunost za potpunu podraku mobilnosti.
Aplikacije
Cilj WiMAX-a je da obezbedi jeftina alternativna reaenja za postojee telekomunikacione strukture, uklju
ujui telefonske kompanije koje koriste ~i
ani (kablovski) razvod, celularne mre~e, i kablovsku TV koaksijalno kablovsku infrastrukturu.
