Nonstandard Wireless Technologies

Multe dispozitive transmit in benzile de frecventa folosite de retelele noastre wireless, de aceea este foarte important sa intelegem cum aceste device-uri interactioneaza cu mediul nostru 802.11. Printre technologiile cu care WLAN-urile impart frecventele de lucru se numara si :

  •   Bluetooth
  •   Telefoanele cordless
  •   ZigBee

Bluetooth este o tehnologie de tipul “personal area”, care si-a primit numele de la regele Danemarcei Harald Bluetooth Gormson. Numele sau s-a folosit pentru numirea acestei tehnologii datorita faptului ca Harald a avut un rol important in unificarea Danemarcei si a Norvegiei.

Tehnologia a luat nastere in 1998 cand s-a format Bluetooth  Special Interest Group (SIG). Membrii acestui grup dezvolta si promoveaza Bluetooth-ul folosind protocolul 802.15.1.

Bluetooth-ul a fost creat cu scopul de a unifica industria telecomunicatiilor cu industria IT. Astazi putem intalni Bluetooth-ul in telefoanele mobile, PDA-uri, imprimante, casti, tastaturi, camere video, si nu numai. Scopul Bluetooth-ului este de a conecta pana la sapte dispozitive ca cele enumerate mai sus (numite slave) la PC sau laptop (numit si master) pentru a transfera informatii. Aria acoperita de o astfel de retea poarta numele de piconet. Bluetooth-ul are un consum scazut de energie, facandu-l o alegere optima pentru echipamente mobile, alimentate de baterii. De asemenea, ne scapa si multitudinea de cabluri pe care trebuia sa o folosim pentru interconectarea device-urilor mentionate mai sus. Si tot vorbind de energie, sunt trei astfel de clase:

  •  Clasa 1 – are o putere maxima de transmisie de 100mW, asemanatoare cu majoritatea clientilor wireless si a access point-urilor 802.11. Din fericire sunt putine produsele din aceasta categorie, lucru pentru care trebuie sa fim recunoscatori.
  • Clasa 2 – are o putere maxima de transmisie de 2.5 mW, care poate acoperi o zona cu o raza de aproximativ 10 metri.
  • Clasa 3 – are o putere maxima de transmisie de 1mW si o raza de 1 metru.

In prezent, cea mai populara versiune de Bluetooth este 2.1+EDR (Enhanced Data Rates). Aceasta versiune ofera un proces mai rapid de “pairing” (imperechere) a device-urilor, in care pur si simplu se tin cel doua echipamente unul langa celalalt. Inca un nou feature prezent in aceasta varianta se numeste “sniff subrating” care mareste durata de viata a bateriei de pana la 5 ori decat in versiunea anterioara de Bluetooth.

Bluetooth foloseste Frequency Hopping Spread Spectrum  ca tehnica de modulatie pentru transmisia datelor. Canalele folosite au latimea de 1 MHz, spre deosebire de 802.11b sau 802.11g unde canalele au latime de 22 MHz, canale care sunt folosite aproximativ 400 ms pana a se trece pe urmatorul canal (hopping). Viteza maxima de transfer a datelor se face la 2 Mbps.

Intrucat Bluetooth-ul foloseste spectrul de 2.4 GHz pentru a transmite pot aparea interferente cu retelele 802.11. Insa cum Bluetooth-ul este o tehnologie de proximitate si cum majoritatea dispozitivelor sunt din clasa 2 sau 3 aceste interferente sunt suficient de mici pentru a nu afecta calitatea transmisiilor din mediul 802.11.

Telefoanele cordless exista de mult timp printre noi, si unele dintre acestea functioneaza in spectrul wireless folosit si de 802.11. Unele telefoane opereaza in 2.4 GHz, iar altele  in 5.8 GHz.

Aceste telefoane folosesc in mod obisnuit standardul DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications), dezvoltat initial de catre ETSI (European Standard Communications Institute).

Telefoanele DECT utilizeaza TDMA (Time Division Multiple Access) sau FDMA (Frequency Division Multiple Access)  nivelul fizic in vederea transmiterii pachetelor de voce. Tehnologiile de acces multiplu se folosesc pentru a permite ca mai multe telefoane sa fie folosite simultan.

Puterea emisa de un telefon DECT este de 10 mW in Europa si de 4 mW in Statele Unite, insa poate ajunge la varfuri de 250 mW si 100 mW in State, lucru care poate poate afecta in mod negativ retelele 802.11 care de obicei lucreaza la puteri de 100 mW. Daca avem AP-uri si clienti care folosesc spectrul de 2.4 GHz cel mai indicat ar fi sa se foloseasca telefoane DECT care lucreaza in 5.8 GHz, iar daca WLAN este in banda de 5GHz ar trebuie sa se aleaga telefoane in 2,4 GHz, pentru a minimiza efectul eventualelor interferente.

ZigBee este o tehnologie relativ recenta, documentata in standardul 802.15.4. Device-urile tinta pentru ZigBee sunt cele care functioneaza pe baterii, si datorita consumului foarte redus de energie, este un concurent important pentru Bluetooth. Insa spre deosebire de acesta, vitezele oferite sunt mai mici, maxim 250 Kbps, iar in mod uzual se folosesc rate de transfer cuprinse intre 20 si 40 de Kbps. Avantajul este ca distanta la care poate ajunge ZigBee este de 100m, mai mare ca cea oferita de Bluetooth. Problema este ca si ZigBee foloseste spectrul de 2.4 GHz in care utilizeaza 16 canale separate, fiecare de cate 5 MHz si poate interfera cu 802.11.

ZigBee-ul este destinat aplicatiilor de control (de exemplu senzori de diferite tipuri – seismici, chimici) , aplicatiilor de  monitorizare (in spitale, pentru pacienti), pentru automatizarea cladirilor si nu in ultimul rand este destinat si pentru perifericele care le conectam la calculatoare.

ZigBee foloseste urmatoarele topologii:

  • mesh
  • star
  • cluster

 

In orice topologie ZigBee exista urmatoarele roluri pentru dispozitive:

  • Network Coordinator (NC) – orice topologie are un astfel de NC;
  • Full-function – un astfel de device poate primi, transmite date si indeplini alte functii;
  • Reduced-function – echipamente care fac doar raportarea de date, cum ar fi un senzor care monitorizeaza temperatura.

Toate aceste tehnologii radio folosesc acelasi spectru sau o parte din el ca si retelele wireless 802.11. Din cauza acestui lucru interferente vor exista, oricat de mici ar fi ele, si pentru a minimiza acest lucru este important sa stim modul in care Bluetooth-ul, ZigBee si telefoanele cordless functioneaza si interactioneaza cu tehnologiile WLAN.