Mạng cục bộ không dây (WLAN) và mạng Ad hoc (MANET)

Chương 5:
Mạng cục bộ không dây (WLAN)
và mạng Ad hoc (MANET)
Nội dung chương
•
WLAN
–
Giới thiệu
–
Tôpô của WLAN
–
Tầng vật lý
–
Tầng MAC
•
MANET
–
Giới thiệu
–
Ứng dụng của mạng ad hoc
–
Tầng mạng và định tuyến
WLAN
•
Giới thiệu
–
Quyết định cho phép sử dụng công cộng băng ISM
đã kích hoạt sự phát triển của WLAN
–
Các sản phẩm không tương thích dẫn đến yêu cầu
của một tiêu chuẩn

–
Nhóm làm việc 802.11 chịu trách nhiệm phát triển
một chuẩn chung
–
Ba tiêu chuẩn thuộc nhóm 802.11 hoàn thành vào
cuối năm 1999
WLAN
•
Lợi ích của mạng LAN không dây
–
Mạng có dây đòi hỏi kết nối cố định gây ra sự khó
khăn cho việc cài đặt mạng và không đáp ứng được
nhu cầu di động
–
Không phải đi dây mạng giảm thời gian cài đặt và
giá thành mạng
–
Sử dụng mạng LAN không dây giảm được các vấn
đề bảo trì đường dây như mạng ngừng hoạt động
và giá thành thay đổi dây
WLAN
•
Các ứng dụng của WLAN
–
Mở rộng mạng LAN
–
Truy nhập không dây
–
Mạng ad hoc
–

Kết nối các mạng LAN
WLAN
•
Các vấn đề của mạng LAN không dây
–
Nhược điểm chính của truyền không dây là tỉ lệ lỗi bit
cao, gấp khoảng mười lần tỉ lệ đó của mạng LAN
–
Nhược điểm thứ hai là tôpô của mạng không thể xác
định do vấn đề trạm bị che giấu và trạm bị phô bày.
WLAN
–
Phát hiện lỗi không thể thực hiện được trong mạng
WLAN
–
Nguồn điện cung cấp cho một trạm có giới hạn, cần
giảm tiêu thụ điện năng, thỏa hiệp giữa hiệu suất và
duy trì nguồn
–
Rất nhiều giao thức được thiết kế cho mạng có dây. Ví
dụ TCP sẽ giảm hiệu suất hoạt động trong môi trường
không dây
–
Cài đặt WLAN đòi hỏi phải tính đến môi trường trong
đó tín hiệu lan truyền
–
Bảo mật luôn là một vấn đề của mạng không dây
Các thành phần của 802.11
•
Station (trạm)

–
Wireless network interface
–
Laptop, thiết bị cầm tay, desktop
•
Access point (Điểm truy nhập)
–
Các khuông (frame) của mạng
802.11 phải được chuyển thành các
dạng khuông khác trước khi gửi đi
–
Cầu (bridge)
•
Wireless medium (phương tiện truyền
dẫn không dây)
–
Sóng radio (Radio Frequency – RF)
–
Tia hồng ngoại
Tôpô của mạng WLAN
•
Khối căn bản của mạng 802.11 là BSS (Basic Service Set) bao gồm một
nhóm các trạm truyền thông với nhau
•
BSS gồm có hai loại: Independent BSS (Ad hoc) và Infrastructure BSS (BSS)
Tôpô của mạng WLAN
•
Ad hoc: Một số lượng không lớn các trạm lập ra mạng
tạm thời để trao đổi dữ liệu, vd. hội nghị, hội họp
•

BSS
–
Sử dụng AP (Access Point)
–
Hai trạm truyền thông cho nhau qua AP: cần 2 hop, từ MH
đến AP và từ AP đến MH
–
Các trạm phải nằm trong tầm phủ của AP
–
Ưu điểm của BSS
•
Sử dụng AP làm giảm sự phức tạp tại MH do không phải duy trì mối
quan hệ với các nốt liền kề trong mạng
•
AP có thể hỗ trợ các trạm giảm tiêu thụ điện bằng cách yêu cầu các
trạm tắt thiết bị thu phát
Tôpô của mạng WLAN
•
Extended Service Set –
ESS - Tập dịch vụ mở
rộng
–
Cung cấp vùng phủ lớn
hơn
–
Nối nhiều BSS với một
mạng xương sống, vd.
Ethernet
Tầng vật lý của 802.11
•

Phổ điện từ
–
Phần phổ điện từ được sử dụng trải từ 10
7
đến 10
11
MHz
có thể tăng vùng phủ sóng nhưng giảm khả năng bảo mật
và tăng sự giao thoa.
–
Khoảng phổ này được sử dụng bởi rất nhiều thiết bị, tăng
thêm sự giao thoa
•
Các sản phẩm của WLAN hoạt động với các băng tần
ISM và bắt buộc sử dụng kỹ thuật trải rộng phổ và điện
năng truyền phát thấp để giảm giao thoa
•
Các băng có tần số cao hơn ít nhiễu hơn và tác dụng sử
dụng tốt hơn
•
Phổ trải rộng được sử dụng trong WLAN do các ưu
điểm của nó. Thông tin truyền đi trải trên một băng
thông rộng.
Tầng vật lý của 802.11
•
Frequency-hopping (FH) Spread Spectrum (SS)
•
Direct-sequence (DS) Spread Spectrum (SS)
•
Orthogonal Frequency Division Multiplexing

(OFDM)
Phổ trải rộng, Spread Spectrum
•
Là công nghệ truyền tín hiệu trên một khoảng tần số rộng
Frequency hopping (FH) Spread Spectrum (SS)
•
Sự thay đổi tần số truyền dựa
trên một mẫu xác định trước,
vd. {2, 8, 4, 6}
•
Tần số thay đổi theo thời gian
•
Mỗi tần số được sử dụng trong
một khoảng thời gian ngắn gọi
là thời gian chững (dwell time)
FHSS
•
Tránh nhiễu với người sử dụng
sử dụng một tần số nhất định
–
Lần truyền trên khe thời gian
thứ 4 bị làm hỏng, nhưng 3 lần
truyền khác thành công
•
Các hệ thống nhảy tần có thể
chia sẻ băng
–
Cấu hình các mẫu nhảy tần khác
nhau: {2, 8, 4, 7}, {6, 3, 7, 2}
–

Mẫu nhảy trực giao, orthogonal