VÕRGUD
Raadiovõrgud
Bluetooth tehnoloogia
Bluetooth on suvalist tüüpi traadita ühenduste tehnoloogia. Selle funktsiooniks on väikeste ja ökonoomsete seadmete määratlemine autonoomse vooluallikaga sülearvutite, PDA seadmete (elektronmärkmike), mobiiltelefonide ja teiste mobiilsete süsteemide vaheliseks raadioühenduseks.
Seda iseloomustab saatjate madal energiaemissioon Po, mis on väikese ulatuse põhjuseks ja üks eeldustest, et lähestikku paigaldatud võrkudel puuduks soovimatu mõju üksteisele. Kasutatakse kolme klassi: Klassil 1 on Po = 100 mW ja ulatus 100 m, klassil 2 on Po = 2.5 mW ja ulatus 20 m, klassil 3 on Po = 1 mW ja ulatus 10 m.
Bluetooth seadmed kasutavad sagedust 2.4 GHz, koos Wi-Fi/IЕЕЕ 802.11b seadmetega. Et vältida häireid Wi-Figa, kasutab Bluetooth signaali edastusmeetodit, mida nimetatalse sagedushüplemiseks (frequency hopping spread spectrum), mis lülitab täpset sagedust Bluetooth sessiooni ajal 1600 korda sekundis mööda 79 Bluetooth kanalit. Bluetooth on arendatud spetsiaalsete ajutiste võrkude jaoks, milles kaks seadet suhtlevad ainult selle aja jooksul, mis on neile vajalik andmete üle kandmiseks, seejärel ühendus katkestatakse.
Bluetooth seadmed kontakteeruvad kohe, kui satuvad saatja-vastuvõtja ulatusse, ühenduse loomise, autentimise jms eest hoolitseb tarkvara.
Tavaliselt on Bluetooth võrgud ülem-alluv tüüpi, maksimaalne alluvseadmete arv on 7. Neist eraldi võib eksisteerida piiramatu hulk mitteaktiivseid alluvseadmeid, mis on ülemseadmega ühenduse loonud ja ootavad vaba ruumi, et sooritada andmeülekanne. Sellist tüüpi seadmetevahelist ühendust nimetatakse piconet'iks.
Piconet-ühenduse kaadris saab olla ainult üks ülemseade. Kui vajalik, saab ülemseadme külge ühendatud alluvseade muuta oma staatust ülemseadmeks, moodustades sellega oma piconet'i struktuuri. Seda tüüpi liitstruktuuri tuntakse Scatternet'i nime all (Joonis 5.27c), milles iga seade saab olla nii ülem kui alluv, sõltuvalt spetsiifilisest olukorrast ja selle seadme kohast üldstruktuuris.
Seadme dubleerimise või mõne muu soovimatu kõrvalekalde vältimiseks toimib iga seade teistest erineval ühenduskanalil, erineval sagedusel ja erineva hüplemisparameetriga. Hüplemisparameeter (Hopping) on perioodiline sageduse muutmine, mille määrab hüplemissageduse parameeter. Algselt sooritab iga mingis ruumis asuv Bluetooth seade ühenduskanalite otsingu seadmete tuvastamiseks. Ühendus luuakse või seda ei lubata sõltuvalt sellest, millises reziimis leitud seadmed on.
Madala andmeedastuskiirusega tehnoloogiad
Need on mõeldud tööstuslikus ja kodukeskkonnas elektrooniliste seadmete juhtimiseks, selle keskmine andmeedastuskiirus on kuni mõnisada kbps, mis tuleneb teiste eeliste arvelt nagu madal hind ja kasutatavate seadmete madal energiakulu. Selliseid tehnoloogiaid on mitmeid, mõned näited:
ZigBee võrgud
ZigBee traadita võrgu omaduseks on unikaalne ise-seadistus ja ise-taastumine sel hetkel, kui eraldiseisvad võrguseadmed lülituvad võrku, identifitseerides üksteist. Mõne sellise seadme vea korral taastab võrk ennast ja alustab andmete ülekannet uut marsruuti pidi. Andmed, sealhulgas võrgu teenuseinformatsioon, kantakse üle kiirusel 250 Kbit/s. ZigBee traadita võrk töötab sageduskanalite ulatustel 868 МHz, 915МHz, 2, 4МHz. Selle tegevusulatus on paarikümnest meetrist hoonetes paarisaja meetrini väljas.
EnOcean
See traadita tehnoloogia sarnaneb ZigBee'le ja selle arendas välja EnOcean GmbH, mille asutas Siemens AG 2001. aastal.
See on täielikult keskkonnasõbralik, kuna sellesse kuuluvad seadmed, sensorid ja saatjad ei vaja töötamiseks patareisid. Need on iselaaduvad, kasutavad energia laadimiseks ümbritsevast keskkonnast erinevaid meetodeid. See standard leiab rakendust valgustussüsteemides, turvasensorites, erinevat tüüpi meditsiiniseadmetes ja tööstuslikes süsteemides. EnOcean tehnoloogia tegutsemisulatus on umbes 300 meetrit ja selle andmeedastuskiirus on kuni 120 Kbit/s.
Z-Wave
Z-Wave on protokoll traadita andmeedastuseks lühikestel distantsidel minimaalse energiakuluga. Z-Wave protokollil põhinevad seadmed rakendavad suhteliselt madalat kiirust umbes 40 Kbit/s 30 meetri ulatuses ja töötavad ühe patareiga kauem kui ühe aasta.
Põhimõtteliselt kasutatakse seda tehnoloogiat tarkades kodudes, eriti valgus- ja soojusjuhtimissüsteemides, tulekahjuhoiatussensorites, videojälgimis- ja kaitsesüsteemides. Z-Wave võimaldab kõiki neid sensorite ja seadmete võrkusid juhtida ühe kaugjuhtimisüksuse abil.
Traadita võrkude loogilised topoloogiad
Traadita võrkusid ehitatakse erinevate loogiliste topoloogiate järgi.
AD-HOC
Selles reziimis (Joonis 5.28), mida kasutatakse kõige enam mobiilseadmete omavaheliseks ühendamiseks, ei ole vajalik, et mõni traadita võrguseade kanali ligipääsu sünkroniseeriks. Seda iseloomustab madal produktiivsus ja võimalik kokkupõrgete tekkimine.
Juurdepääsupunkt - klient
Praktiliselt on see kõige sagedamini kasutatud topoloogia seadmete traadita võrkudesse ühendamiseks. Suur hulk mobiilseadmeid kasutavad ühe põhijaama (base station, BS) teenuseid, seda nimetatakse ka pääsupunktiks (Access point, AP), mis juhib/haldab kõiki sellega seotud kliente. Põhijaam juhendab klienti, millist kanalit andmete ülekandmiseks kasutada ja millal. Sõltuvalt omistatud reeglitest võivad mõned kliendid saada teiste klientide ees prioriteete (QoS). Niiöelda "varjatud terminalide" poolt ei ole kokkupõrke ohtu, kuna kõik kliendid peavad võrku pääsemiseks kasutama pääsupunkti; teiste sõnadega – pääsupunkt (AP) näeb kõiki kliente, samal ajal kui need üksteist ei näe.
Traadita võrk (WDS, Wireless Distributed System)
Traadita võrgusüsteemid kasutavad pääsupunkt-klient topoloogiat, kus iga pääsupunkt moodustab kuuldava tsooni. Erinevus pääsupunkt-klient topoloogiast seisneb erinevate pääsupunktide traadita sides, et võimaldada ligipääsu viitevõrku. Kõik pääsupunktid peavad töötama samal raadiokanalil ja omama teiste WDS võrgu moodustavate MAC aadresside nimekirja.
Repiiter
Kasutab sama kanalit nagu pääsupunkt, mis võimaldab ligipääsu viitevõrku. Repiiterile on antud MAC aadress, mis võimaldab läbipaistvat viidatud pääsupunkti stimuleerimist kaugtsoonis. Viidatud pääsupunkt on kaugtsoonis teada oma originaalnime ja parameetritega; ainus erinevus on MAC aadress ja kaugvõrgus on see MAC aadress repiiteri oma.
Sild
See on mõeldud kahe võrgusegmendivahelise läbipaistva ühenduse loomiseks, võimaldades sel viisil kohtvõrkude traadita ühendust eemalolevates kontorites. Traadita ühendus on võimalik ainult sellise kahe seadme vahel, mis töötavad pääsupunkt-silla (AP Bridge) reziimis. Sel viisil annavad nad läbipaistvalt üle iga paketi ühest lokaalsest kohtvõrgusegmendist eemalolevasse segmenti.
Andmekaitse
Kõik traadita tehnoloogiad kasutavad andmete kaitsmiseks ühel või teisel viisil andmete kodeerimist. IЕЕЕ802.11 standardile vastavad võrgud kasutavad WEP krüpteerimisfunktsioone informatsiooni kodeerimiseks, kusjuures sõltuvalt seadmeklassist võib krüpteerimine olla 64-bitine või 128-bitine. Bluetooth'il on 3 andmekaitse viisi, kus kõige paremini kaitstud Security Mode 3 (viida tasandil täidetud turvalisus) tegutseb seansivõtmetega, mis genereeritakse kahe seadme ühendamise protsessi käigus ja kasutatakse ka linkimiseks, identifitseerimiseks ja andmeülekandeks nende seadmete vahel.
802.11b tagab andmekontrolli MACi tasemel ja kontrollib ka Wired Equivalent Privacy (WEP) krüpteerimismehhanismi, mida saab sisse ja välja lülitada. Kui WEP on sisselülitatud, kaitseb see ainult andmepaketti, mitte selle päist, võimaldades kõigil võrgus asuvatel seadmetel mööduvaid andmeid "läbi vaadata". Pääsu reguleerimise sätestamiseks on igas pääsupunktis installeeritud ЕSSID (või WLАN Service Area ID) ilma milleta ei ole võimalik jaamal ühenduda pääsupunkti. Lisaks sellele suudab ta salvestada kõikide autoriseeritud seadmete "lubatud" MAC-aadresside nimekirja; sel viisil võimaldab ta nimekirja kuuluvatel seadmetel ühenduda võrku. Andmete krüpteerimine teostatakse RC4 algoritmide abil 40-bitise võtmega, olemas on ka lihtsamaid krüpteerimisviise.
[1]Media Access Control (MAC) – 48-bitine unikaalne tootja poolt omistatud võrguseadme identifikaator.
Open System Interconnect (OSI) – võrgumudel, milles kommunikatsiooniprotsess on jaotatud seitsmeks iseseisvaks etapiks (kihiks).
