Bezdrátové sítě - režimy, přenosové médium, problémy, bezpečnost

Režimy

• Base station - infrastrukturní režim
  • řídí komunikaci připojených (asociovaných) uzlů
  • obvykle stanice komunikují pouze s base station
  • přepínač + most: typicky připojený do jiné drátové sítě
  • např. AP (Wi-Fi), BTS (mobilní sítě)
• Ad-hoc režim
  • komunikace stanic přímo mezi sebou
  • typicky bez base station
• Mesh
• Opakovač
• Mostový režim

Příklady

• Wi-Fi (IEEE 802.11), WiMax (802.16)
  • (W)LAN/MAN
  • jednotky Mb/s až Gb/s
  • desítky m až jednotky km
• Mobilní sítě
  • WAN
  • jednotky kb/s až stovky Mb/s
  • stovky m až desítky km
• Bluetooth (IEEE 802.15.1)
  • PAN
  • stovky kb/s až jednotky Mb/s
  • jednotky až desítky metrů
• Satelitní sítě
  • WAN
  • až stovky Mb/s
  • stovky až tisíce km

Přenosové médium

• Pomocí elektromagnetické záření. (rádiové a mikro vlny)

• Přenos dat pomocí šíření signálu na dané frekvenci

• SNR (Signal-to-Noise Ratio)

  • poměr úrovně přijímaného signálu a šumu prostředí
  • měření v dB
  • absolutní minimum -100 dBm, pak nelze rozpoznat od šumu

• Šíření signálu ve frekvenčním pásmu (band)

  • pásmo se uvažuje jako okruh (vyhrazená část spektra)
  • FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)
    • pseudo-náhodné přeskakování v čase mezi více frekvencemi
    • podle klíče který by měl znát pouze příjemce a odesílatel
    • starší metoda
  • DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)
    • současné využití více frekvencí v rámci spektra
    • dnes používáme skoro všude

• Modulace bitů

  • vysílání/přijímání pořád analogovým způsobem
  • musíme tedy převést bity (digitální signál) na analogový signál
  • Způsoby:
    • změna amplitudy
    • změna frekvence
    • změna fáze
    • kombinace amplitudy s fází (nejčastější)

• Multiplex

  • frekvenční (FDM) - rozděluje pásmo na nepřekrývající se podpásma dané šířky pro přenos
  • časový multiplex (TDM) - rozdělení času na časové rámce, každý rámec má konstantní počet slotů, každý slot asociovaný s daným přenosem
  • ortogonální frekvenční (OFDM(A)) - využívá současně více nosných frekvencí pro přenosy s podpásmy. nyní se využívá nejvíce
  • Kódový (CPM(A)) - kódování přenosu v celém pásmu (využívá chipping)

Problémy

1. Path fading - klesající úroveň signálu se vzdáleností a průchodů materiály
2. Interference signálu a šumu na stejném frekvenčním pásmu
3. Multipath propagation - více cest s modifikovaným signálem k příjemci
4. Více chyb s vyšší frekvencí a nebo nižší úrovní signálu

• Řešení:
  • Více frekvencí (spread, multiplex)
  • více vyšílačů/přijímačů
  • různé metody modulace bitů do signálu
  • opakování přenosu
  • opravné kódy

Bezpečnost

Wi-Fi zabezpečení

• Původní specifikace WEP (problém)
• dočasné WPA, pak WPA2 a nejnovější WPA3
• Autentizace:
  • Stanice vůči AP (AP se vždy důvěřuje)
  1. Pomocí sdíleného hesla (personal)
  2. autentizační protokol (enterprise) - až od WPA2
• Šifrování
  • Šifrují se rámce, data a kontrolní součty rámce
  • u WPA2/3 se šifrují i některé hlavičky
• WPS (Wi-Fi Protected Setup)
  • generování a distribuce SSID a nastavení zabezpečení z AP na stanice

Navigace

Předchozí: Bezpečnost počítačových sítích Následující: Wi-Fi - standardy, access point, použití média, linkový rámec, zabezpečení Celý okruh: 2. Informační technologie