WLAN 802.11
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Local Area Network (LAN)
Ethernet
Server
Hub
Internet
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Wireless Local Area Network
(WLAN)
Ethernet
Server
Access
Point
Internet
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Perchè le Wireless LAN
Riduzione costi di manutenzione e aumento della
flessibilità per un maggior ritorno sull’investimento
• Possibiltà di
interconnettere client
in ambienti dove la
cablatura risulta
difficile
• Deployment rapido
• Costi di realizzo e
stesura rete minimi
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Estensione dell’utilizzo delle WLAN
Apparati per Wireless LANs
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Configurazione WLAN singola cella
CM – Control
Module
UM – User
Module
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Configurazione WLAN Multipla cella
CM – Control
Module
UM – User
Module
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Bande di frequenza
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Regolamentazione per l’Europa
della banda a 5 GHz
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Lo Standard
Comitato IEEE, Giugno 1997:
Standard 802.11
IEEE 802
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IEEE 802.11
• Livello fisico: due metodi di utilizzo di frequenze radio, DSSS (Direct
Sequence Spread Spectrum), FHSS (Frequency Hopping Spread
Spectrum) ed un metodo basato sull’infrarosso (DFIR). Ai primi due è stato
presto affiancato OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
• Livello MAC: variante di Ethernet CSMA/CD (CSMA/Collision Detection)
definita come CSMA/CA (CSMA/Collision Avoidance)
• Banda utilizzata: 2.4 Ghz ISM (Industrial, Scientific, Medical)
• Power management: possibilità di porre il dispositivo radio in uno stato di
attesa per un periodo di tempo specifico o selezionabile dall’utente
• Stazione: qualunque dispositivo che implementi le funzionalità previste
dallo standard, ossia i livelli MAC e PHY ed un’interfaccia verso il canale
radio
IEEE 802.11(i)
• 802.11 (1997): trasmissione a 2.4 GHz con throughput massimo di 2 Mbps
• 802.11a (1999): trasmissione a 5 GHz con throughput massimo di 54 Mbps
• 802.11b (1999): trasmissione a 2.4 GHz con throughput massimo di 11 Mbps
• 802.11d: rispetta le leggi di alcuni Paesi per l’utilizzo della banda a 5 GHz
• 802.11e (2003): supporta QoS su 802.11a, b e g
• 802.11f (2003): interoperabilità tra diversi Vendor
• 802.11g (2003): trasmissione a 2.4 GHz con throughput massimo di 54 Mbps
• 802.11h (2003): rispetta le leggi europee per l’utilizzo della banda a 5 GHz
• 802.11i (2004): aumenta la sicurezza introducendo nuovi metodi di
autenticazione e di cifratura che si applicano ad 802.11a, b e g
• 802.11n: bit rate fino a 600 Mbps
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IEEE 802.11
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•
802. 11b
versione migliorata dello standard originale
funziona nella banda ISM a 2.4 GHz
velocità massima di 11 Mbps, leggermente più veloci di Ethernet 10-BASE-T
tecnica DSSS
802.11a
approvato poco dopo 802. 11b
funziona nella banda a 5 GHz
velocità massima di 54 Mbps
tecnica OFDM
banda più ampia = più canali
costo elevato
802.11g
terzo standard di rete wireless IEEE approvato nel 2002
funziona nella banda ISM a 2.4 GHz
velocità massima di 54 Mbps
tecnica è la OFDM avanzata
compatibilità all’indietro con 802.11b
IEEE 802.11n
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IEEE 802.11n
• 802.11n è la più recente revisione dello
standard IEEE 802.11
• Il suo scopo è quello di aumentare
significativamente il data rate ottenibile
(fino a 600 Mbps)
• L’innovazione principale consiste
nell’adozione di tecniche MIMO
(Multiple Input Multiple Output)
802.11n MIMO
•
I percorsi multipli sono causa di interferenza per gli schemi di ricezione tradizionali
•
La tecnica MIMO usa i segnali provenienti da percorsi multipli per migliorare la
ricezione
•
Inoltre, la tecnica MIMO è usata per realizzare la “Spatial Division Multiplexing”
(SDM)
•
Con la SDM più flussi indipendenti possono essere trasmessi contemporaneamente sullo
stesso canale
•
Ogni canale SDM richiede un’antenna dedicata su ciascun apparato
•
La tecnica MIMO richiede di moltiplicare l’hardware che realizza le catene di
trasmissione e ricezione
•
Essa richiede inoltre una operazione di “precoding” ed una di “postcoding” ai due capi
della trasmissione
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802.11n MIMO (2)
Radio
D
S
P
Radio
Radio
canale
Radio
TX
D
S
P
Radio
Radio
RX
• Le radio multiple trasmettono e ricevono contemporaneamente sullo
stesso canale
DSP
Radio
canale
Radio
DSP
TX
RX
• Diversamente a quanto accade negli schemi tradizionali, dove al
massimo si può sfruttare la diversity in ricezione
802.11n MIMO (3)
• Il sistema MIMO si descrive con una notazione del tipo:
axb:c
a  numero di catene RF in trasmissione
b  numero di catene RF in ricezione
c  numero di canali SDM
• Il draft 802.11n prevede configurazioni fino a 4x4:4
• Configurazioni comuni sono 2x2:2, 2:3:2 e 3x3:2
• Ciascun flusso utilizza la modulazione OFDM
• Aumento del numero di portanti: 48 (802.11g)  52 (il throughput sale
da 54 Mbps a 58.5 Mbps)
• Aumento del rate di codifica di canale (FEC): 3/4 (802.11g)  5/6 (il
throughput sale da 58.5 Mbps a 65 Mbps)
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Rate Massimo
• Miglioramento della modulazione
54 Mbps  65 Mbps
• Uso di MIMO 2x2 o 2x3
65 Mbps  130 Mbps
• Riduzione del overhead dei protocolli
130 Mbps  145 Mbps
• Channel Bonding (20MHz  40MHz)
145 Mbps  300 Mbps
• Uso di MIMO 4x4
300 Mbps  600 Mbps
Planning sistema WiFi
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Intel PRO/Wireless 3945ABG
(802.11a/b/g) Card
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Marvell Semiconductor Inc. Ultra
Low-Power 90nm
WLAN Single Chip Solution
(88W8686)
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