Trådlös kommunikation En introduktion av Open Systems Engineering AB

Transkript

1 Trådlös kommunikation En introduktion av Open Systems Engineering AB

2 Trådlös Kommunikation Terminologi Trådlös teknologi ; för- och nackdelar Teletekniska lösningar (telefoni) WiFi lösningar Radio, företagsspecifika Industriella användningsområden

3 Översikt IEEE a och g 54 Mbit/s b 11 Mbit/s n 54 Mbit/s -> 600 Mbit/s ; även kallad WIMedia Mbit/s ; ZigBee ; WiMAX

4 Peer-to- peer Alla kan sända till alla; exempel: Internet TCP Master- Slave Mastern tar initiativ till kommunikation, slaven svarar Peer-to-Multi Peer En sänder till många. exempel: UDP. Multi master- Multi Slave Exempel : Modbus, redundanta nätverk.

5 FHS- Frequency hopping spectrum Började användas av militären. Frekvensbyte vid varje sändning. Inte bandbreddsoptimalt. Store-and-Forward Ladda ned hela meddelandet, sänd sedan. Ökar sändarstyrkan. Repeater Lyssnar och återutsänder trafik. db Gain (förstärkningsfaktor) Ger högre sändarstyrka (0,5W I Europa, 1 W i USA). Dubbel sändarstyrka= 3dB mer DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) Ökar motståndskraften mot frekvensstörningar (jamming). Låter fler användare använda samma frekvens. Reducerar bakgrundsstörningar (noise). OFDMA (Othogonal Frequency Division, Multiple Access) Tillåter samtidig överföring medllan flera användare med låg baud rate. Lågt effektbehov. Sändareffekt Allt över 500 mw kräver tillstånd I Europa.

6 PAN (Process Area Network): Bluetooth, Wireless HART LAN (Local Area Network): WLAN, ETSI MAN : Wireless MAN WAN (Wide Area Network), 3GPP, EDGE

7 Teknik Telefon WiFi Radio ZigBee/Bluetooth Säkerhet Hyfsad Bättre (WEP) God God Avstånd Kostnad Bandbredd Standard Installation Bra om det finns täckning Månadsavgift m.m. Medium 1 Mbaud Ja, men olika för olika system Inget för hemmabyggare 100 m Upp till 15km om antennen syns Låg Hög 54 Mbaud Beror på tillämpning Låg 230 kbaud c:a 100m Låg, avståndsberoende Låg 230 kbaud Ja Nej På gång Lätt Medium, tillämpningsberoende Svårbedömd, beror på nätverk Övrigt Välkänd teknik Välkänd teknik Störningar? Strömsnålt

8 The american view WiMax 16,75 Mbit/s Amerikansk öppen plattform för 3G Motsvarar trådlös DSL

9 Nät standard b g a Spridning Vanligast Vanlig Ovanligt Bandbredd 11 Mbaud 54 Mbaud 54 Mbaud Frekvens 2,4 GHz trångt 2,4 GHz trångt 5 GHz ledigt Avstånd 300m utomhus 50 m inomhus 300 utomhus 50 m inomhus Begränsad (20m) Teknik DSSS OFDM OFDM

10 WEP (Wired Equivalent Privacy) Kryptering i WiFi nätverk. WPA WiFi protected Access. WAP (Wireless Access Protocol) WPA2 Innehåller TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) Wireless HART (Highway Addressable Remote Transducer) Tidig fältbuss, 31 enheter/slinga. Används för process datainsamling. Kan kommunicera över gammal 4-20mA tråtråd.

11 CDMA (Används mest I USA) 800/1900 MHz. GSM Quad band (1900/850) och (1800/900 Mhz) EDGE och GPRS Max 240 kbaud ( kbaud typiskt) Säkerhet SSL, SSH v2.0 (Linux/Unix), FIPS 197 (USA), HTTPS Router/brandvägg NAT; port forwarding, VPN, IP filtrering

12 Varje standard har sina egna egenskaper och fördelar Tillämpningar: video, data, tal, styrning och övervakning Avstånd och bandbredd varierar Säkerhetsskillnader Regionala skillander i antal företag som stöder respektive teknik

13 Ju högre frekvens desto kortare våglängd Om objekt i vägen är tjockare än våglängden sker dämpning av signal Högre frekvens innebär begränsning i avstånd Vanlig frekvens 2,4 GHz EU släppte 868 MHz band 2009 Högre effekt tillåts i Europa (0,5 W men 10% av tiden)

14 Signaler som studsar mot olika objekt på vägen mellan sändare och mottagare kommer fram ur fas med varandra. Emellertid kan nettoeffekten bli förutom att signalstyrkan reduceras vid mottagaren att relationen mellan (signal+brus)/brus blir bättre vilket kan förefalla oväntat, som att förbättra signalkvaliteten genom att reducera antennens höjd Avstånd 2,5 GHz 868 MHz d Fresnelzon b Fresnelzon b 300m 7 m 5.4 m 1.6 km 12 m 8.4 m 8 km 23 m 15.2 m 16 km 31 m 20.2 m

15 Via GPRS inhämtas data från en fjärrgivare för att styra temperaturen i ett intelligent hus

16 Via radiomodem inhämtas nivåer i tankar på större avstånd

17 Via en PDA kan man se värden från givare på förpackningmaskin oberoende av var man befinner sig: praktiskt vid felsökning och kalibrering