SEMINARSKI RAD Bežične komunikacije

1. SEMINARSKI RADBežične komunikacije Student: Nevenka Šušnjara

2. SADRŽAJ: Uvod Bežične komunikacije Bežična pristupna tačka Wi-Fi komunikacije Bluetooth Štetnost bežične komunikacije Zaključak

3. Uvod: Na polju elektronike, bežične komunikacije su, bez sumnje, jedan od većih ostvarenih inženjerskih uspjeha tokom zadnjih 25 godina. Postignuti rezultati na polju bežičnih komunikacija nisu samo važni sa naučne tačke gledišta, gde je stvarno učinjen fenomenalan progres, nego i sa aspekta obima tržišta kao i uticaja bežičnih komunikacija na cijelokupno naše društvo. Kompanije koje su takoreći bile nepoznate prije dvadesetak godina, kakva je recimo Nokia, postale su poznate širom svijeta, prvenstveno zbog svojih bežičnih proizvoda, a u nekoliko zemalja, kakva je recimo Finska, bežična industrija je danas dominantna po profitu koji ostvaruje u cijeloj ekonomiji. Radne navike, su izmijenili mogućnosti da se sa nekom udaljenom osobom (čovjekom) komunicira (razgovara) ’’bilo gdje da se ona (on) trenutno nalazi, a također ta komunikacija može da se ostvari i u bilo koje vrijeme ’’.

4. Bežične računarske mreže • Od početka 90-tih godina značajno veliki napredak je učinjen na polju razvoja bežičnih lokalnih računarskih mreža (Wireless LANs- WLANs). Uređaji koji rade shodno standardu IEEE 802.11 obezbjedile su da se računari povezuju na mreži na sličan način kao i mobilni ćelijski telefoni. Skoro svi WLAN-ovi rade u nelicenciranim frekventnim opsezima od 900 MHz, 2.4 GHz, i 5.8 GHz. • Široko-pristupne bežične tehnologije obezbedjuju veliku brzinu u prenosu podataka između tačaka sa fiksnim pristupom i većeg broja terminala. WiMAX je jedna od tih tehnologija koja pripada 4G-ji, a zasniva se na standardu IEEE 802.16. WiM koristi radio frekvencije izmedju 10 GHz i 66 GHz, a brzina prenosa podataka je 40 Mbps za fiksne korisnike, a 15 Mbps za mobilne, za opseg pokrivanja od nekoliko kilometara. • Zadnje decenije napori istraživača su usmereni ka razvoju bežičnih senzorskih mreža koje nude brojne mogućnosti kakve su monitorisanje i kontrolisanje fabrika, šuma, poljoprivrednih dobara, autoputeva, strateških tačaka u gradu (saobraćajne raskrsnice, mostovi, i dr.), a šta više i kuća ili stanova sa udaljenih mjesta.

5. FDMA (Frequency Division Multiple Access) - Dva uređaja koja komuniciraju koriste jedan kanal neprekidno bez obzira postoji li signal ili ne. Na slici 1.prikazana su 3 mobilna uređaja koja s nadređenim sustavom komuniciraju preko zasebnih kanala (svaki kanal sastavljen je od dva podkanala, za oba smjera komuniciranja - duplex). Ovo rješenje je vrlo nepraktično u mobilnim vezama jer kanal veći dio vremena nije u funkciji. Većinom se koristi u analognim sustavima. • TDMA (Time Division Multiple Access) - Ako se digitalni signal poruke šalje u kratkim vremenskim intervalima, moguće je kroz isti kanal omogućiti da svaki od uređaja slijedno šalje svoj dio signala u vremenskom ciklusu od recimo 3 segmenta kako prikazuje slika 7.5.4. Kako se slijed prima odmah se razvrstava prema pripadnom odredištu. Dakle, uporabljivost kanala je povećana, a od 3 kanala sa slike FDMA tipa može se dobiti 9 'kanala' TDMA tipa zahvaljujući VREMENSKOM MULTIPLEKSU. Ovo ne bi bilo moguće da se analogni signal poruke ne pretvori u digitalni koji nakon kompresije treba puno manje 'vremenskog prostora' za istu poruku.

6. CDMA (Code Division Multiple Access) - Ne koristi kanale za komunikaciju veće se svi kanali, bolje rečeno cijeli raspoloživi nepodijeljeni frekventni spektar, koriste za komunikaciju. Svaki uređaj koji trenutno komunicira zauzme određeni broj slobodnih malih dijelova frekventnog područja u kratkom vremenskom intervalu. Prvi zauzme nekoliko dijelova frekventnog područja, a naredni uređaji uzimaju prve raspoložive slobodne dijelove frekventnog područja koje nađu. Nema strogo definiranih kanala. Svakom digitalnom komunikacijskom signalu dodjeljuje se jedinstveni kod raspoznavanja. Signal poruke je digitalni. Iskoristivost raspoloživog frekventnog područja je velika. Dakle, vremenska razdioba duž cijelog raspoloživog frekventnog spektra, mješavina rada prva dva opisana načina.

7. Bežična pristupna točka • Bežične pristupne točke unutar ustanove moraju se pažljivo razmijesiti. Svaki od uređaja ima moguće područje komunikacije koji ne može imati kružni oblik zbog zapreka (zidova) koje remete rasprostiranje elektromagnetskih valova. Razmještaj pristupnih točki opće namjene, za prijenosnike na primjer, mora biti takav da se ova područja međusobno preklapaju, dok za pristupnu točku koja opslužuje jedan pisač to nije bitno. Da se pristupne točke ne bi međusobno 'svađale' zbog preklapanja područja na mjestima gdje to nije poželjno dobro je svaku od njih podesiti da radi na različiti radnim frekvencijama - kanalima i podesiti snagu predajnika na što manju vrijednost. Mehanizam bežične komunikacije u osnovi je suprotan Ethernet mehanizmu komunikacije. Ethernet koristi mehanizam detekcije kolizije signala (CSMA / CD - Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect), dok WLAN koristi mehanizam izbjegavanja kolizije. Dakle, uređaji koji pristupaju mreži ne nadmeću se tko će prvi pristupiti mediju nego čekaju kad će medij biti slobodan (CSMA / CA - Carrier-Sense Multiple Access / Collision Avoidance), odnosno čekaju odsustvo komunikacijskog signala (kakav signal? - vodeni, strujni, elektromagnetski, svjetlosni, podatkovni, akustički ...).

8. Pojam bežine pristupne točke nije osobitost koja se koristi samo u profesionalne svrhe. Svako domaćinstvo danas koristi neki od ADSL uređaja (SOHO), bili da radi i 'bridge' ili 'router' modu, koji od naprednijih mogućnosti ima WI-FI (Wireless Fidelity) bežičnu komunikaciju zasnovanu na mrežnom bežičnom protokolu IEEE 802.11. Raspon uspješne komunikacije ostvariv je u krugu promjera 20-70 m. Koristi se visokofrekventni signal od 2.4 Ghz, 3.7 GHz ili 5 GHz kao nositelj digitalnog signala poruke, najčešće koristeći OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing) modulaciju, slično DVB standardu. Ovisno primijenjenoj o reviziji protokola (od 'a' do 'n' sufiksa) različita je radna frekvencija koja se koristi i različite su i brzine prijenosa podataka (od 1-150 Mbps). SOHO uređaji obično imaju i više priključaka za Ethernet žičnu komunikaciju i omogućavaju nesmetanu komunikaciju između bežične i žične veze

9. Wi-Fi komunikacije WI-FI komunikacije koriste MAC adresu kao temelj prepoznavanja uređaja te se po tome može prepoznati dali je u SOHO uređaj možda 'zalutao' neki susjedov uređaj. Pristup uređaju ostvaruje se kriptiranom prijavom prema WEP (Wired Equivalent Privacy) i/ili WPA (Wi-Fi Protected Access) modelu. WEP koristi 40 bit-nu enkripciju a WPA 128 bit-nu enkripciju. WPA tijekom rada dinamički mijenja pristupne ključeve, a i način kontrole na grešku je različit. WEP koristi CRC (Cyclic Redundancy Check) metodu a WAP koristi MIC (Message Integrity Code). Iz navedenog je jasno koja je vrsta pristupa mreži sigurnija, mada je u osnovi svaka bežična komunikacija potecijalna sigurnosa 'rupa'. Nasljednik WI-FI tehnologije, kojeg odlikuje daleko veći komunikacijski domete je WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access), definiran IEEE 802.16 skupom protokola. Podržava brzine komunikacije oko 40 Mbps. Domet je sličan mobilnim uređajima, ovisno o uvjetima i preko 10 km, i koristi repetitore slične njima. Dakle, vrlo pogodan mehanizam komunikacije s nepristupačnim ili manje naseljenim mjestima. WiMax se ponekad naziva 'Wi-Fi na steroidima' i može se koristiti za niz primjena, uključujući širokopojasne veze, pristupne točke i drugo. Osim toga omogućava istovremeno raznolike usluge kao pristup Internetu, VoIP i TV (triple play service). Komunikacijska antena i uređaj obično su nešto veći od USB stika, objedinjeni u jedinstvenu cjelinu i s jednostavnom signalizacijom rada. Korisnik posjeduje SU uređaj (Subscriber Unit), koji obično koristi USB port za komunikaciju s računalom, a visokofrekventnim signalom komunicira s repetitorom. Za rad koristi se frekventni raspon od 10 GHz do 66 GHz i SOFDMA (Scalable Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) modulaciju. Kako bi se omogućio istovremeni pristup više korisnik, koriste se različiti visokofrekventni noseći signali unutar jednog kanala. Naravno, računalo i repetitor prepoznaju uređaj preko njegove MAC adrese koju nadzire ISP (Internet Service Provider)

10. BLUETOOTH • Za male prijenosne uređaje koristi se BLUETOOTH tip bežične komunikacije između dva ili više uređaja. Za razliku od WI-FI nema enkripcije i domet je vrlo mali, do 10 m, a koristi se visokofrekventni signal u rasponu od 2.4 GHz do 2.48 GHz, uz propusnost od približno 1-2 Mbps. Većina današnjih modernih računala, mobitela, mp3 player-a i sličnih uređaja imaju mogućnost komunikacije pomoću Bluetooth-a, dakle isključivo PAN mreža. Koristi GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulaciju kod koje se binarna jedinica predstavlja kao pozitivna frekventna devijacija a binarna nula kao negativna frekventna devijacija u odnosu na frekvenciju nosećeg signala, pri čemu je minimalna devijacija 115 kHz. Jedno od obilježja ove tehnologije je mala antena koja najčešće sliči memorijskom stiku i obično se uključi u USB port računala. Kod prijenosnika antena je ukomponirana u njegovo kućište i sustav se uključuje pritiskom na neku od tipki i na njegov rad obično ukazuje signalna LED dioda koja emitira plavo svijetlo.

11. Štetnost bežicne komunikacije Bežične komunikacije nisu prva veoma riskantna i opasna sprava koju su ljudi iz potrošačkog i manipuliranog društva nekritički prihvatili. Tu su i rendgen aparati, kao i ultrazvuk, sprave  bez kojih je savremena medicinska dijagnostika postala “nemoguća”. Tu su i mnogi ljekovi kao i brojne ljekovite i korisne supstance , sastavni dio mnogih proizvoda koje svakodnevno koristimo. Ipak, najveći je problem kada su neki od ovih nekritički prihvaćenih tehnoloških izuma opasni po život i zdravlje čitavih generacija, a državne instutucije i nadležni o tome šute ili prikrivaju informacije kojima raspolažu. Šta reći o doktorima koji danas vide da su kancerogena oboljenja dobila epidemiološke razmjere, ali su i uvjereni da se uzrok ove bolesti i dalje ne zna. Naravno, oni čekaju da im neki znanstvenik ili medicinski autoritet to kaže. Ali, postoje interesi koji vrijede više i od milijardu ljudskih života.

12. ZAKLJUČAK: Bežične komunikacije su jeftinije za instalaciju od tradicionalnih ožičenih sistema jer, prosto, nema kablova! Kad nema kablova, nema ni kablovskih cijevi, ožičenih stalaka ili kopanja za podzemne kablovske vodove, što su sve skupe stavke u ukupnoj cijeni koštanja automatike, posebno ako se instalacija vrši unutar postojećeg postrojenja ili fabrike. Troškovi rada i održavanja također se značajno smanjuju, jer nema kablova koje treba zamijeniti zbog slučajnog oštećenja ili preopterećenja. Udari groma, udari napajanja ili kontakt sa industrijskim vozilima, kao što su kopači ili teretni kamioni koji prelaze preko njih, mogu uništiti kablove. Kada se kontrolni signali prenose kao radiosignali, nijedan od ovih fizičkih problema nije prisutan. Jednom kada se instalira bežična mreža, cijena dodavanja uređaja je minimalna, što čini instalaciju vrlo fleksibilnom. Korisnik može zahtijevati dodatni senzor ili aktuator na drugoj strani postrojenja. Njihovo povezivanje na tradicionalni ožičeni sistem tražilo bi stotine metara dodatnog kabla. Bežičnim povezivanjem, cijena se dramatično smanjuje. Kao i svaku novu tehnologiju, i ovu prate određene smetnje i nizbrdice. Tehnike bežičnih veza su nove za industrijsko okruženje te stoga nisu dobro shvaćene u dosta sektora. Kada manjka iskustva kod korisnika, uvijek postoji rizik za implementaciju sistema. Najveću muku za bežičnu instalaciju, možda, predstavljaju konfliktni standardi, jer, ne samo da postoje raspoložive sasvim različite tehnologije iz iste oblasti, nego, također, postoje različite organizacije koje rade na standardima, a koji će možda biti korišteni za buduću neophodnu integraciju.