Wlan Mesh Network

Transmisión de Datos3Tema 8: Redes LAN Inalámbricas WLAN

Departamentode Automática

The IEEE 802 Wireless Space

Data Rate (Mbps)

Range

ZigBee

802.15.4

15.4c802.15.3802.15.3cWPAN

WLAN

WMAN

WWAN

WiFi

802.11

0.01 0.1 1 10 100 1000

Bluetooth

802.15.1

IEEE 802.22

WiMax

IEEE 802.16

IEEE 802.20

Fuente: Zigbeealliance.org


Departamentode AutomáticaCómo y Por qué de redes inalámbricas

� Conveniencia de no usar cables para conectarse dio paso a implementaciones propietarias.

� Problema de incompatibilidad entre si.� Mediados 1990: Estándar IEEE 802.11, llamado, en jerga, WiFi� Compatible Ethernet en capa 2, dado su predominio, con diferencias

como:� Escucha antes de transmitir no funciona: Problema del nodo

oculto A-B-C A no oye a C.� Desvanecimiento por trayectos múltiples.� Software incompatible con movilidad de los terminales (ejemplo

lista de impresoras).� Movilidad a otra estación base requiere manejo.



WLAN de celda única

CM

servidor

HUB UM

Ethernet

Ethernet

Router



WLAN de celdas múltiples

CMUM

Ethernet

Router

UM

UM

CM

CM

UM

UM

UMUM

UM

UM

FRECUENCIA 1

FRECUENCIA 2

FRECUENCIA 3



WLAN de celdas múltiplesModo bridge

Ethernet

Router

CM

UM

UM

UM

FRECUENCIA 1

Ethernet



Configuraciones de WLANs

CELDA ESTACIÓN NOMADA

Backbone de alta velocidad Wired LAN

INFRAESTRUCTURA WLAN WLAN AD HOC

Nuevo std IEEE en preparción MESH: Ad Hoc para conexión autoconfigurada a INFRAESTRUCTURA



Técnicas de transmisión utilizadas

� Infrarrojos: límite habitaciones.

� Espectro expandido.

� Microondas de banda estrecha.

Infrarrojos difusos

Infrarrojos haz directo

Espectro Expandido (Salto de

frecuencia)

Espectro Expandido (Secuencia

Directa)

Radio Microondas

Banda Estrecha

OFDM Orthogonal Frequency

División Modulation

Velocidad Transmisión (MBPS)

1 a 4 1 a 10 1 a 3 2 a 20 10 a 20 54

Cobertura (m) 20 a 70 30 35 a 100 35 a 300 15 a 40

MAC CSMA Token Ring y CSMA

CSMA CSMA ALOHA, CSMA



Qué: capas 802.11 y modelo OSI

Figure 2-1. The IEEE 802 family and its relation to the OSI model (M. Gast802.11 Definitive Guide)



Para qué : aplicaciones de WLANs

� Ampliaciones de redes LAN.

� Interconexión de edificios de tejado a tejado.

� Lugares públicos: Aeropuertos, Bibliotecas, Hoteles,

Congresos, Universidades

� Acceso Nómada.

� Trabajo en red ad hoc.

� Cobertura de zonas sin infraestructuras.



Ventajas de las redes inalámbricas

� Movilidad:�Salas de reuniones, aulas, campus.

� Flexibilidad:�Uso compartido: hot spots, cibercafés, aeropuertos,

congresos.�No se requiere adicional infraestructura al añadir nuevos

usuarios�En edificios históricos menor impacto de cableado.


Departamentode AutomáticaInconvenientes de las redes inalámbricas

� Ancho de banda limitado�Medio compartido

� Seguridad menor– Red expuesta físicamente

�Ataques : de negociación, escucha, man in the middle, jamming� Protección

– WEP: historia, funcionamiento y vulnerabilidad– AES: Advanced Encription Standard– Filtrado de direcciones. – TKIP (Protocolo de intercambio de claves temporal)– VPN– 802.1X– 802.11i, WPA



Requisitos específicos de las WLANs

� Rendimiento: uso eficiente del medio.

� Soporte a múltiples nodos.

� Posibilidad de conexión a LAN troncal.

� Área de servicio amplia (100-300 m. diámetro)

� Optimización del consumo de batería.

� Robustez y seguridad en la comunicación.

� Evitar interferencias entre WLANs diferentes.

� Soporte a estaciones nómadas.

� Configuración dinámica.



Estándar IEEE 802.11

� Tipos de equipos:� Estación inalámbrica.� Puntos de acceso (estaciones base).

� Modos de operación:� Modo infraestructura (Infrastructure Basic Service Set).� Modo ad hoc (peer to peer o Independent Basic Service Set).

� Servicios:� BSS (Basic Services Set), servicios básicos: celda o célula.� ESS (Extended Services Set), servicios de ampliación.

� Sistema de distribución.� Aparecen en el nivel LLC y definen una única LAN lógica.

� Conceptos de asociación y reasociación



Especificación del medio físico IEEE 802.11 (y hiperlan2) y otras espec.

Espectro Selección de Frecuencias

Máxima velocidad

Estado Qué define

IEEE 802.11 2,4 GHz FHSS y DSSS 2 Mbps Finalizado en 1997

Estándar inicial de las WLANs

IEEE 802.11b 2,4 GHz DSSS 11 Mbps Finalizado en 1999

Estándar WLAN que domina actualmente

IEEE 802.11a 5 GHz Single Carrier 54 Mbps Finalizado en 1999

Estándar para WLAN de alta velocidad.

HiperLAN2 (ETSI)

5 GHz Single Carrier with dynamic

frequency selection

54 Mbps Finalizado en 2000

Estándar para WLAN de alta velocidad. (del ETSI)

IEEE 802.11g 2,4 GHz DSSS por debajo de 20

Mbps OFDM por encima de 20

Mpbs

22 Mbps Finalizado en pocos meses

Estándar WLAN de alta velocidad alternativo, evolución

de 802.11b y compatible con éste.

IEEE 802.1x No procede

No procede No procede Finalizado en 2001

Marco global de seguridad para todas las redes IEEE, incluidas las Ethernet y las inalámbricas.

IEEE 802.11i No procede

No Procede No procede 2003 previsto Estándar de seguridad WLANs con Wireless Protected Access:

intermedio y final

FHSS: Frequency Hopping Spread Spectru DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum OFDM: Ortogonal Frequency Division Multiplexing


Departamentode AutomáticaLos estándares continúan elaborándose...

� IEEE 802.11n : Mayor capacidad (>100 Mbps)� IEEE 802.11r: Fast hand-off (movilidad en la misma

WLAN)� IEEE 802.11s : ESS Mesh (Los AP s se interconectan

autoconfigurando entre ellos una red de interconexionhasta el AP conectado a la infraestructura)

� WAVE: Wireless en entornos de vehículos� IEEE 802.11e: Quality of Service (QoS), para voz (VoIP) y

video sobre 802.11.



MAC IEEE 802.11

� Protocolos de acceso distribuido (CSMA)� Para redes ad hoc.� Para tráfico a ráfagas.

� Protocolos de acceso centralizado.� Para datos con requerimientos temporales especiales o

de alta prioridad.

� 802.11 utiliza una mezcla de ambos tipos:� DCF: Función de coordinación distribuida� PCF: Función de coordinación puntual� HCF: Función de coordinación híbrida (nuevo)

CSMA: Acceso Múltiple a Detección de Portadora (Carrier Sense Multiple Access)



MAC

� La capa MAC es la mas importante de 802.11

� Fiabilidad baja en medio radio: tramas asentidas.

� Las colisiones en medio radio son caras en procesado y difíciles. (Problemas de la estacion oculta y de la estacion expuesta)

� Semejante a Ethernet en el acceso al medio, pero las diferencias son por el medio.

� NAV: Temporizador (duración estimada de emisión de la trama) que permite al emisor silenciar el medio durante la transmision.

� WDS: Wireless Distribution System. Transporte de tramas. (Ver formato de tramas)



RTS/CTS (Request To Send)

�El nodo tiene una trama para enviar, envia una trama RTS�La trama RTS reserva el enlace radio y silencia a las estaciones que la oyen�La estación destino (MAC) responde con CTS (Clear To Send). La trama CTS

silencia a sus estaciones vecinas (nodos ocultos ) �A continuacion 1 transmite ya sin peligro de nodos ocultos



RTS/CTS (Request To Send)

�La transmision RTS/CTS multitrama es costosa en ancho de banda extra por el retardo (latencia) hasta que se puede empezar a transmitir. Se usa en entornos de alta capacidad.

�Muchas veces se usa conjuntamente con la fragmentación para asegurar la transmisión.

�En entornos de baja capacidad se envia la trama simplemente.



MAC IEEE 802.11 (II)

SERVICIO SIN COMPETICIÓN

SERVICIO CON COMPETICIÓN

CAPA MAC

CAPA FÍSICA

FUNCIÓN DE COORDINACIÓN DISTRIBUIDA (DCF)

FUNCIÓN DE COORDINACIÓN PUNTUAL (PCF)


Departamentode AutomáticaMAC IEEE 802.11 (III)

� Función de coordinación distribuida (DCF)� CSMA, no Collis. Detect. (dificultad diferenciar ruido y colisiones)� Conjunto de retardos para esquema de prioridades. IFS: espacio

intertramas.� Funcionamiento:

�Si A quiere transmitir primero escucha� Si el medio está libre, espera IFS (inter frame space) y si continua libre:

transmite� Si ocupado, espera final de transmisión actual, luego IFS y si sigue libre:

transmite.� Varios valores del espacio intertrama IFS :

� SIFS < PIFS < DIFS que corresponden a: � Intervalo IFS Corto (Short) < Int. Coord. Puntual (PCF) < Intervalo Coord.

Distribuida (DCF)� Para respuesta inmediata < Para sondeos < Para tramas asíncronas.



MAC IEEE 802.11 (V)



MAC IEEE 802.11 (IV)

� Función de coordinación puntual (PCF)� Funciona en un nivel superior, sobre DCF.� Las estaciones con tráfico sensible al retardo son controladas desde un

coordinador puntual, que toma el medio y usa PIFS para realizar sondeos a dichas estaciones, como PIFS es < DIFS � bloquea el tráfico no sensible al retardo.

� El coordinador sondea y cede el medio a las estaciones de tráfico prioritario, mediante un turno rotatorio. Las estaciones prioritarias utilizan SIFS para contestar.

� Supertrama: para evitar ocupación del medio por las estaciones prioritarias. En ella se incluye un periodo inicial PCF (coordinado) de duración variable y otro de competición (DCF), si cuando toca la siguiente supertrama está ocupado con DCF sigue y se aplaza PCF, reduciendose la duracion de esta supertrama.

� El resto del tráfico compite usando CSMA.� PCF está poco implementada.

� Ultimos estándares: Función de coordinación Híbrida. QoS



MAC IEEE 802.11 (VI)



Formatos de trama 802.11Encapsulado

� 802.11 utiliza encapsulado logical-link control (LLC) para transportar los paquetes IP (usa SNAP/DSAP=0xAA)

� El formato de trama 802.11 permite fragmentación para minimizar repeticiones. El AP reensambla la trama.

� Los AP son los elementos frontera con la red Ethernet, realizan la conversión de formato de trama Ethernet a 802.11.



Formatos de trama 802.11Cabecera

La cabecera tiene 24 ó 30 octetos según lleve 3 ó 4 La cabecera tiene 24 ó 30 octetos según lleve 3 ó 4 direciones direciones MACMAC

Campos de dirección en tramas 802.11Campos de dirección en tramas 802.11

IBSS 0 0 DA SIBSS 0 0 DA SA BSSID A BSSID notnot usedused

ToTo AP 1 0 BSSID SA AP 1 0 BSSID SA DA DA notnot usedused

FromFrom AP 0 1 DA BSSID AP 0 1 DA BSSID SA SA notnot used used

WDS 1 1 RA TAWDS 1 1 RA TA DA SADA SA

((BridgeBridge) )

AddressAddress

44AddressAddress

33

AddrAddr 22

TransmiTransmi

--ttertter

AddrAddr 11

ReceivrReceivrFromDSFromDSToDSToDSFunciónFunción



Equipos WLAN 802.11

� Tarjetas : PCI, PCMCIA, Compact Flash, USB

� Puntos de Acceso

� Modos Raíz, Bridge, Repetidor.

� Antenas� Potencia de salida� Conectividad

� Controladores de Puntos de Acceso

� Diversidad de equipos

� Power over Ethernet



Unidades de medida de potencia

- 12 dBm - 9 dBm -6 dBm -3 dBm 0 dBm +3 dBm + 6 dBm + 9 dBm +12 dBm

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 mW 10 100 1000 10.000 mW

62,5 uW 125 uW 250 uW 500 uW 1 mW 2mW 4mW 8mW 16 mW

* 2

+ 3 dB

+ 10 dB

* 10

Sumar 10 dB equivale a multiplicar la potencia por 10



0.0001 0.001 0.01 0.1 1 mW 10 100 1000 10.000 mW


* 2

+ 3 dB

+ 10 dB

* 10


0.0001 0.001 0.01 0.1 1 mW 10 100 1000 10.000 mW


* 2

+ 3 dB

+ 10 dB

* 10





Unidades de potencia

� Los niveles de potencia radiada se expresan en decibelios relativos a 1 miliwatio (dBm) o en miliwatios. O dBm equivale a 1 miliwatio de potencia. Los decibelios se suman (ganancias o atenuaciones en dB de los dispositivos) y las watios se multiplican (ganancia o atenuacion como factor k veces). En la figura se muestran la equivalencia de niveles en ambas unidades y las

reglas básicas para calcular potencias


Departamentode AutomáticaRadio y Antenas

� Los aspectos radio son esenciales en WLANs� Propagacion funcion de la potencia y decae con el cuadrado de la

distancia.� Potencia emitida está limitada por el estandar� La potencia emitida/recibida equivalente depende de la ganancia

(direccionalidad) de la antena.

� Antenas� Omnidireccionales� Direccionales:

� Semidireccionales� Muy direccionales


Departamentode AutomáticaAntenas

4 a 214 a 25Parabólica

14 a 6430 a 78Yagi

6 a 9030 a 78Patch, Panel

7 a 80 o360 oOminidireccional

(Lóbulo plano vertical)Lóbulo plano horizontal (grados )Tipo de antena

Las antenas muy direccionales pueden sobrepasar los límites de potencia emitida legales,

por lo que debe verificarse los cálculos de potencia.


Departamentode AutomáticaÍndice

� Introducción

�WLAN: Wi-Fi IEEE 802.11

�WMAN: Wi-Max IEEE 802.16

�WPAN: IEEE 802.15.x: BLUETOOTH, Zigbee



Wi-Max: Redes inalámbricas Metropolitanas


Departamentode AutomáticaThe IEEE 802 Wireless Space

Data Rate (Mbps)

Range

ZigBee

802.15.4

15.4c802.15.3802.15.3cWPAN

WLAN

WMAN

WWAN

WiFi

802.11

0.01 0.1 1 10 100 1000

Bluetooth

802.15.1

IEEE 802.22

WiMaxWiMax

IEEE 802.16IEEE 802.16

IEEE 802.20



Departamentode AutomáticaEstándares IEEE 802

Wired

CSMA/CD

IEEE 802.3

Wireless

WLAN IEEE 802.11

a,b,g,n

Wireless

WPAN IEEE

802.15.1/4BT, Zigbee

WirelessWireless

AccessAccess

WMAN WMAN

802.16802.16WiMaxWiMax

Mobile

WirelessAccessWMAN

802.20WiMax

Wireless

RegionalArea

Networks

802.22

Media

Independent

Handoff

802.21

IEEE 802.2. Logical Link Control (LLC)

IEEE 802.1

Architecture

Interoperability

Config.

Management

Red E

nla

ce F

ísic

o


Departamentode AutomáticaWiMax

� Introducción

�WiMax frente a Wi-Fi

� Conceptos básicos

� Protocolo

�Arquitectura

�WiMax Forum


Departamentode AutomáticaWiMax

� IEEE 802.16 Wireless Metropolitana MAN.

� Wireless acceso fijo a muchos AP 802.11 wi-fi o redes fijas

� Asignacion de ancho de banda asc/desc según necesidades de los usuario en tiempo real (protocolo MAC)

� MAC interoperable con clientes 802.11. 802.16

� Aplicaciones: acceso ultima milla, backhaul de hotspots Wifi.

� Rango de 31 millas teórico

� Adecuado donde no llega DSL o cable


Departamentode AutomáticaWi-Max vs Wi-Fi

� Ejemplo: Telefono movil vs telefono inalámbrico

� Orientados a aplicaciones distintas

� Wi-Max:� Wi-Max acceso largo alcance (Kms) a ISP� Rango de frecuencias con licencia� Conexión punto a punto a un ISP� Diferentes estandares para diversos accesos: fijo, móvil

� Wi-Fi: centenares de metros, acceso a red propia

� Frecuencias libres, sin licencia

� Multipunto


Departamentode AutomáticaAspectos técnicos WiMAx

� Foro WiMax : asegurar interoperabilidad entre equipos 802.16� 802.16 es muy diferente a 802.11� Subcapa MAC:

� En 802.11 se usa contención (competencia random). Problemas estaciones alejadas del AP para mantener calidad de servicio (VoIP).

� En 802.16 acceso planificado (compite para entrar en la red). Sele asigna interv. tiempo.

� Intervalo de tiempo de tamaño variable pero permanece asignado a la estación.

� Algoritmo de planificación mejorado y mas resistente a sobre carga que 802.11.

� Reparte tiempo entre estaciones f(QoS)


Departamentode AutomáticaCapa Física 802.16

� 802.16 rango 10 a 66 Ghz

� 802.16a (2004)/802.16d. Wimax “fijo”.�200 subportadoras�Añade 2-11 Ghz

� 802.16e (2005). “Móvil”. OFDM escalable�Soporte movilidad�MIMO. Antenas múltiples soportadas.

�Mayor cobertura, reutiliz. Frecuencias.�Autoconfiguración, menor consumo

�Mayor interés en frecuencias bajas, menos afectadas por atenuación y mejor penetración.

� Instalaciones actuales: 802.16d (“fijo”)


Departamentode Automática802.16e-2005 Mobile WiMax

� Para Movil y Fijo mejorando el alcance sin visión directa (Non Line Of Sight, NLOS)

�Mejora de modulacion OFDMA: Escalable OFDMA respecto a OFDMA256

�Automatic Retransmission reQuest (ARQ) híbrido y MIMO, diversidad de antenas

�Subcanalización canal descendente (config. cobertura respecto a capacidad)

� Codificación LDPC y Turbo Coding



� Introducción






� Introducción






The IEEE 802 Wireless Space

Data Rate (Mbps)

Range

ZigBeeZigBee

802.15.4802.15.4

15.4c15.4c802.15.3802.15.3cWPAN

WLAN

WMAN

WWAN

WiFi

802.11

0.01 0.1 1 10 100 1000

Bluetooth

802.15.1

IEEE 802.22

WiMaxWiMax

IEEE 802.16IEEE 802.16

IEEE 802.20




Introducción a Bluetooth


Departamentode AutomáticaIntroducción

� Bluetooth es un protocolo para la conexión inalámbrica de diversos dispositivos (PDAs, teléfonos móviles, ordenadores portátiles, hornos microondas, etc.)

� Bluetooth SIG (Special Interest Group): Bluetooth fue ideado por Ericsson a finales de los 90. Hoy en día, empresas como Nokia, IBM, Toshiba, Intel, Microsoft, 3COM y la propia Ericsson forman parte del SIG de Bluetooth.

� El nombre Bluetooth viene del rey danés Harold Bluetooth, quien gobernó por el año 900 a daneses y noruegos.


Departamentode AutomáticaIntroducción (la piconet)

� En Bluetooth, puede existir el punto-a-punto y punto-a-multipunto.� En el punto-a-punto, la comunicación es directa entre dos

dispositivos.� En el punto-a-multipunto, el canal se comparte por varios

dispositivos BT.

� Dos o más unidades compartiendo un canal, forman una piconet.

� En una piconet, existe una unidad Maestro y hasta 7 unidades BT activas.

� Varias piconets que se solapen, forman una scatternet


Departamentode AutomáticaIntroducción (piconet)

� Posibles Configuraciones

Maestro

Esclavo

Punto a Punto Piconet

Scatternet



�Una unidad BT consiste en:� Una unidad radio� Una unidad de control de enlace� Una unidad para administración de enlace e interfaz para

comunicación con el host.

�BT opera en la banda de 2.4 GHz (ISM)

�Tiene un alcance de 10cm, 10 m ó 100 m.

�Usa salto en frecuencia para baja interferencia y poco desvanecimiento.



� BT usa TDD (Time Division Duplex)

� El protocolo BT usa una combinación de conmutación de paquetes y de circuitos.

� La pila BT soporta:� Un Enlace ACL (Asynchronous Connection-Less) para datos.� Hasta tres enlaces SCO (Synchronous Connection-Oriented) para

voz o una combinación de datos asíncronos y voz síncrona.



� Cada canal de voz soporta 64 Kb/s en cada dirección.

� El canal asíncrono puede soportar como máximo:� 723 Kb/s de subida y 57.6 Kb/s de bajada (o viceversa) en

forma asimétrica.� 433.9 Kb/s en forma simétrica.


Departamentode AutomáticaIntroducción (Pila BT)

� La pila BT tiene:� Una Bandabase como capa física.� Administrador y controlador de enlace como capa de enlace.� Las capas superiores dependen de como esas dos capas estén implementadas y las

necesidades de las aplicaciones.


Departamentode AutomáticaBT Radio

� BT opera en la banda de 2.4 GHz

� En EE.UU. y Europa se dispone de 83.5 MHz. En esta banda se definen 79 canales de RF, espaciados 1 MHz.

� Japón, Francia y España sólo usan 23 canales de RF, separados por 1 MHz.


Departamentode AutomáticaBT Radio

�Un canal está representado como una secuencia de saltos pseudo-aleatoria entre los 79 o 23 canales RF.

� La secuencia de salto es única para una piconet y se determina por la dirección BT del maestro; la fase en la secuencia es determinada por el reloj del maestro.

� El canal está dividido en slots temporales, cada uno de 625 us, donde cada slot se corresponde a un salto de frecuencia.

� La velocidad nominal de saltos es de 1600 hops/s.



BT Bandabase

� Forma parte de la capa física

�Administra:� Canales físicos� Enlaces� Corrección de errores� Blanqueado de datos� Selección de saltos� Seguridad BT


Departamentode AutomáticaPaquetes BT

� Los datos en una piconet se transmiten en paquetes BT.

� Los paquetes BT tienen el siguiente formato:

Código de Acceso [72] Cabecera [54] Payload [0 – 2745]



Payload

� Puede contener datos, voz o las dos a la vez

� Puede tener CRC para comprobación y corrección de errores.

� Existen 5 paquetes comunes, 4 SCO y 7 ACL.


Departamentode AutomáticaCorrección de errores

� Existen 3 esquemas:� FEC 1/3. Cada bit es repetido tres veces para redundancia.� FEC 2/3. 10 bits de entrada generan 15 de salida.� Esquema ARQ. Se retransmiten los paquetes hasta que se

reciba un asentimiento.


Departamentode AutomáticaEjemplo

625 us

Maestro

Esclavo 1

Esclavo 2

f1 f2 f3 f4 f5 f6


Departamentode AutomáticaL2CAP

�Ofrece, a las capas superiores, servicios de transporte de datos en modo conectado y no conectado, con capacidades para la multiplexación, segmentación y reensamblado y abstracción de grupo.

� Permite a las capas superiores, transmitir paquetes L2CAP, mayores de 64 Kb.

� L2CAP solo soporta paquetes ACL.

�Usa el concepto de canal, para abrir diferentes caminos entre diferentes aplicaciones (CIDs).


Departamentode AutomáticaRFCOMM

� El protocolo RFCOMM da servicios de emulación de puertos serie sobre el protocolo L2CAP.

�Basado en el estándar TS 07.10 de la ETSI


Departamentode AutomáticaVentajas de BT

�Bajo consumo (1 mA en standby y 60 mA de pico) WLAN (10 mA – 400 mA)

� Pequeño (1 cm2)

�Bajo coste ($5-$10)

�Distancias 10 cm, 10 m y 100 m según potencia.



Zigbee


Departamentode AutomáticaZigbee

� Para cubrir el espacio bajo Bluetooth en consumo, ancho de banda.

� Especificaciones basadas en radio digital, cercanas a Bluetooth, enfatizando la reducción de consumo de potencia y en particular la simplicidad de los nodos y software de varias veces menor tamaño.

� Redes grandes hasta 65000 nodos

� Adecuado para aplicaciones de menor ancho de banda que las de Bluetooth: Domótica, Automatización Industrial y de edificos, seguridad.

� Basado en IEEE WPAN 802.15.4

� Opera en Banda ISM (868 Mhz Europa, 915 Mhz USA, 2,4 Ghzresto). Dos

� 250 kbps frente hasta 1 Mbps Bluetooth



�WPAN

�Bajo coste

�Bajo consumo

�DSSS iso FHSS (BT)

�Grandes tamaños de red

Application profile Zigbee ú OEM

Application framework Zigbee Alliance platforrm

NWK/ Security Layers

MAC layer

PHY



The ZigBee Promoters


Departamentode AutomáticaThe ZigBee Product

IEEE 802.15.4

Application Profile

ZigBee Stack

Certified

Product

Compliant

Platform



� Redes con muchos nodos

�Tipos de nodos: � Coordinador de red. El más complejo� De función completa FFD. Mensajes 802.15.4. Opera

como router o en dispositivos interfaz usuarios.� De funcion reducida RFD: 10-75 m, 20 Kbps, DSS.

Sensores. Nivel físico y MAC

�Topologias: estrella, cluster tree , malla


Departamentode AutomáticaTipos de nodo



� Encaminamiento Ad Hoc (AODV). Búsqueda de ruta on-demand.

� Los nodos routers suelen estar alimentados via red y los terminales con batería. Pueden pasar a “sleep” en periodos intermedios. Modos balizadoo normal.

� Precios de alrededor de 3-4 $ por dispositivo incluyendo procesador y memoria.

� Zigbee Alliance: consorcio similar a la Wi-Fi Alliance

� www.zigbee.org

MESH NETWORK

La tecnología de Red Mallada (Mesh) reúne las ventajas del Wifi y el móvil con instalaciones a coste mínimo. La percepción que tenemos de las redes informáticas públicas es que el dueño de la red nos proporciona acceso a ella a cambio de una contratación del servicio. Este sistema permite un cambio en el planteamiento de la red. La red y su acceso puede pertenecer a una institución. Este tipo de tecnología de red hace que Internet sea sólo un servicio más que se puede prestar. La topología en malla fue una topología de red en la que cada nodo está conectado a uno o más de los otros nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada access point tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.

Hardware e instalación Sencilla y barata: Montar ACCess Point a una densidad de 25 unidades (dependiendo del tipo de instalación) por cada milla cuadrada. Estos puntos de acceso (suministrados por una larga lista de proveedores) permiten su instalación de manera rápida y económica. Los puntos de acceso son repetidores de señal inalámbrica que no tienen porque estar conectados a la red eléctrica dado que se pueden montar con un sistema de alimentación solar y batería. Estos puntos de acceso no tienen porque estar en puntos fijos. Estas redes abarcan áreas como lo harían las antenas de móviles. Este sistema de “celdas” puede cubrir con facilidad un área metropolitana sin zonas de oscuridad. La gestión de una red mallada se puede llevar desde un servidor. Este servidor sería el sistema desde donde se lanzarían los servicios de nuestra red. La banda que empleamos es la de 2,5GHz y 5,4GHz que es una frecuencia Libre que no requiere licencia.

Existen dos posibles planteamientos para la aplicación de una red de este tipo: Vender la red a una institución pública: Se montaría el sistema y se vendería la propiedad del mismo a una institución publica, la gestion del sistema y su mantenimiento sería el servicio prestado. La red puede crecer a medida que la población vaya obteniendo equipamiento informático con un router. La segunda opción es una empresa privada monta y alquila la red y su uso asi como los servicios que se prestan a través de ella. Servicios que se pueden prestar a través de esta infraestructura: Páginas web locales: ayuntamiento, negocios locales. Solo serian visibles dentro de la red mallada, NO es Internet.

- Correo electrónico metropolitano. - Sistemas de video vigilancia wifi. Cámaras conectadas al sistema (sin cables) en cualquier punto de la ciudad fijo o

móvil. Podemos instalar cámaras sin cables en cualquier vehículo de policía y controlarlo todo desde un programa. - Servicios de telemetría - Control del tráfico, semáforos y estaciones de bombeo. - Telefonía móvil wifi dentro de la red. - Lectura y gestión de contadores. - Paneles informativos. - Estaciones de radio wifi. - Aplicaciones específicas para el sector servicios bibliotecas…Reservas en restaurantes y hoteles, cines

Documents

Wlan Mesh Network