torino, 11 aprile 2005 all rights reserved 1 sommario piccola e media industria e wireless - uno...

Torino, 11 aprile 2005

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1

Sommario

Piccola e Media Industria e Wireless - uno schema di relazione e

qualche esempio

Cosa può offrire una rete locale senza fili - l’impronta della

tecnologia

Le tecniche, i limiti, l’integrazione

Alcuni spunti

Giovanni Colombo


Seminario su tecnologie Wireless

Tecnologie Wireless e opportunità applicative


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2

Le soluzioni wireless – diversi livelli di integrazione

nel contesto produttivo

Connettività dati

connettività all’interno dell’Impresa

accesso pubblico in ambito privato

accesso pubblico

Inclusione nel processo produttivo

accesspoint

internetgateway

accesspoint

lettore diTAG

RF ID TAG


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La creazione del valore intorno alle reti locali wireless

Fornitore dicontenuti

Gestore direte

Impresa• privata• fondo pubblico

Utilizzatore• privato• pubblico

Fornitoredi copertura


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La relazione tra gli attori

contenuti

rete

impresa

coperturalocale

utilizzatore

•sicurezza del contenuto

•connettività

•autenticazione•mobilità

•affiliazione•accesso

•diritti d’accesso•registrazione

•copertura globale e locale•gestione

•distribuzione punto-punto


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Diverse catene del valore - esempi

contenuti

rete

impresa

copertura

utilizzatore

contenuti

rete

impresa

copertura

utilizzatore

il Gestore di rete gestisce anche la retewireless locale

l’Impresa gestisce la rete wireless locale


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I vantaggi di un sistema globale

rete d’accesso radio

controllo di chiamatae di servizio

applicazioniservizi

terminal

rete core

radiocontrol

PSTN PLMN ISDN

Internet

GW

trasporto

service control points

switchingrouting

network control

• Mobilità continua e copertura globale

• Esternalità della connessione

• Autenticazione

• Apertura a terze parti sulle capacità di rete


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L’area di una cella viene suddivisa in settoriLa capacità di banda di un settore e la copertura si calcolano sulla base di:

Canalizzazione adottata (3,5 o 7 MHz) Modulazione: è auto adattativa sulla base della distanza fra la cella e l’antenna ricevente presso il cliente e

della qualità del canale trasmissivo (rumore, riflessioni, …). Determina il bit rate disponibile Visibilità antenna-CPE

Ambiti d’impiego: Sul local loop come tecnologia alternativa all’ADSL Sul trasporto come sostitutivo dei collegamenti dati Per applicazioni nomadiche

WiMax – la sostituzione della rete d’accesso

Rural/Urban with fiber or PtP backhaul

Metro3/4/6 sectors

Rural with self backhaul Aggregation

X

X

XXX

XX

Source: Alcatel

WiMAX nasce per fornire copertura broadband wireless alle aree rurali, ma è possibile l’utilizzo anche in città

WiMAX nasce per fornire copertura broadband wireless alle aree rurali, ma è possibile l’utilizzo anche in città

Tipica configurazione

di una cella“metropolitana”


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Una soluzione per:• ambienti a difficile cablaggio (es. edifici storici, negozi)

• ambienti con frequenti riorganizzazioni• realizzazione di LAN temporanee (intranet á la carte)

• ambienti con forti esigenze di mobilità e molti terminali connessi (es. campus universitari)

RR

HubHub

Switch

rete del tuttocablata

Internet

cablatura per i soli Access Point

RRAPAP

APAP

Internetterminali

utente

W-LAN – il ruolo originale: un’alternativa alla rete cablata


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Una soluzione per:• mobilità trasparente all’interno dell’azienda• roaming sicuro all’interno di aziende partner (senza continuità del servizio durante gli spostamenti inter-aziendali)

• roaming sicuro con continuità del servizio (anche durante gli spostamenti inter-aziendali con transito su reti wireless geografiche)

Rete wirelessgeografica

(GPRS, UMTS)

sede A sede B

APAP APAP

BSBS BSBS

WLAN WLAN

W-LAN - un modo per abilitare nuovi servizi


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La bolla personale: una rete a corto raggio attorno

alle esigenze della persona - l’esempio del mobile

cuffie

terminale mobile

memoriapalmtop

PDA


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Una soluzione per la rete personale - bluetooth

• Rete locale senza fili (dalla radio frequenza alle applicazioni)

• Connettività tra:

• apparati di comunicazione (PDA, terminale mobile, notebook)

• terminazioni domestiche, PC, elettrodomestici, sistemi di controllo

• apparati di una catena produttiva

• Blootooth: Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba, INTEL i promotori

• basso costo, basso consumo energetico completa connettività

locale

• banda non licenziata intorno ai 2.4Ghz, frequency hopping, raggio

massimo intorno ai 10m, fino a 500 Kbit/s, funzioni di master/slave

• connessioni sincrone ed asincrone


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Comunicare attraverso l’identità - le TAG passive e attive

E-Tag passive

• tecnica in rapida diffusione

• non alimentate (accoppiamento elettromagnetico con il reader)

• breve raggio di azione (<1.0 m)

• funzioni di elaborazione limitate e contenuto informativo dell’ordine delle decine byte

• produttori: LabID, Oxley Inc., Intermec, RFID Inc.

• dimensioni tipiche: 3x5cm

• frequenza tipica 13.56 MHz; progettazione antenna secondo parametri di accoppiamento di tipo induttivo o capacitivo

• costo: RF-TAG ~ € 0.30; reader ~ € 30


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Sommario


qualche esempio


tecnologia


Alcuni spunti


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UMTS – il modello Open Service Architectureun’apertura che può creare nuove opportunità

Operatornetwork resources

API

Third partydeveloper

useruser

externalSCS

internal SCS

SCS: Service Capability Server

Operatorapplication

Third partyprovider

Valore in:• riuso di specifiche

funzioni di rete• efficienza delle risorse

Valore in:• indipendenza dal Costruttore• creatività esterna

Valore in:• abilitazione di nuove

applicazioni basate sulle capacità di rete

• valorizzazione della creatività esterna


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Standard per Metropolitan Area Networks (WMAN)

IEEE 802.16 Radio access solutions for Metropolitan Area Networks; banda 10-66GHz

IEEE 802.16a Radio access solutions for Metropolitan Area Networks; amendment al 802.16 per banda 2-11GHz

IEEE 802.16c Detailed system profiles for .16

IEEE 802.16d Detailed system profiles for .16a

IEEE 802.16e Amendment to 802.16: Air interface for fixed and mobile in licensed bands

IEEE 802.20 Full mobility

IEEE 802.21 Handover (tra WLAN, WMAN, Eth; interop. con 2.5-3G)


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Modulazione Capacita’ di banda

per settore a 3,5 e a 7 MHz

Raggio LOS a 3,5 e a 7 MHz Raggio NLOS con CPE “outdoor” a 3,5 e a 7 MHz

Raggio NLOS con CPE “indoor” a 3,5 e a 7 MHz

4 QAM 2,3 4,5 Mb/s 10 9 Km 2 1,8 Km 0,4 0,35 Km

16 QAM 4,6 9 Mb/s 7,5 6,5 Km 1,5 1,3 Km 0,3 0,25 Km

64 QAM 9,2 18 Mb/s 6 5 Km 1 0,8 Km 0,25 0,2 Km

1. banda di frequenza a 3,5 Ghz (più probabile in Italia)2. 28 Mhz di banda a disposizione di un operatore (su 200 complessivi)3. cella a 4 settori

WiMAX – una vocazione rurale (che può essere estesa)

In aree urbane copertura limitata dai numerosi ostacoli alla propagazione del segnale (1-2 km. con CPE outdoor, dai 200 ai 400 mt. con CPE indoor). Necessario installare numerose stazioni radio base (> investimenti)

In aree rurali utilizzata in modo efficiente e con minor impegno di risorse (copertura di una cella: da 5 a 10 km di raggio in LOS)

Servizi: banda massima per settore tra i 9 e i 18 Mb/s: tecnologia critica per la fornitura di servizi a banda molto larga”, come ad es. la TV. Servizi tipici: voce + Internet, anche grazie alla possibilità di assegnare classi di priorità al traffico.

In aree urbane copertura limitata dai numerosi ostacoli alla propagazione del segnale (1-2 km. con CPE outdoor, dai 200 ai 400 mt. con CPE indoor). Necessario installare numerose stazioni radio base (> investimenti)

In aree rurali utilizzata in modo efficiente e con minor impegno di risorse (copertura di una cella: da 5 a 10 km di raggio in LOS)

Servizi: banda massima per settore tra i 9 e i 18 Mb/s: tecnologia critica per la fornitura di servizi a banda molto larga”, come ad es. la TV. Servizi tipici: voce + Internet, anche grazie alla possibilità di assegnare classi di priorità al traffico.


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WiMax – un’alternativa all’accesso su rame?

Wired solution(ADSL)

WiMAX

Rame

DSLAMIAD

VoIP

PC

IP Backbone

IP router

SWATM

router modem

IAD

PC

BS

CDN 155Mbit/s

WiMAXAir

InterfaceIP

Backbone

IP routerBRAS

Modem + antenna

155Mbit/s


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Caratteristiche dei sistemi WLAN - le capacitàT

hro

ug

hp

ut

Th

rou

gh

pu

t

BandaBanda

IEEEIEEEIEEEIEEE

802.11b802.11b 802.11a802.11a 802.11g802.11g

ETSIETSIETSIETSI

HIPERLAN/2HIPERLAN/2

NominaleNominale

Reale MaxReale Max

Tipico per utente (max 10

nodi)

Tipico per utente (max 10

nodi)

2.4 GHz2.4 GHz 5 GHz5 GHz 2.4 GHz2.4 GHz 5 GHz5 GHz

11 Mbps11 Mbps 54 Mbps54 Mbps 54 Mbps54 Mbps 54 Mbps54 Mbps

7 Mbps7 Mbps 35 Mbps35 Mbps 35 Mbps35 Mbps 35 Mbps35 Mbps

da 700 kbps a 7 Mbps

da 700 kbps a 7 Mbps

MobilitàMobilità Sistema nomadico(velocità inferiore a 30 km/h)

Sistema nomadico(velocità inferiore a 30 km/h)

Nomadico(< 30 km/h)Nomadico(< 30 km/h)

CoperturaCopertura

DisponibilitàApparati

DisponibilitàApparati

10-40 mt@11Mbps10-40 mt

@11Mbps

5-10 mt@35Mbps

10-40 mt@15Mbps

5-10 mt@35Mbps

10-40 mt@15Mbps

n/an/a n/an/a n/an/a

Diffuso sul mercato

Diffuso sul mercato

In vendita negli USAIn vendita negli USA

2H-2002(Cisco)

2H-2002(Cisco) Primi prototipiPrimi prototipi

n/an/a n/an/a

Capacità Access Point

Capacità Access Point ~50 Utenti~50 Utenti n/an/a n/an/a n/an/a

• throughput funzione del traffico

• da 700 kbps a 7 Mbps per utente (da 10 a 1 cliente per AP)


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Th

rou

gh

pu

tT

hro

ug

hp

ut

Il confronto con i sistemi 2.5-3G

Banda [Ghz]Banda [Ghz]

IEEE802.11b

IEEE802.11b

NominaleNominale

Reale Max Reale Max

Tipico per utente

Tipico per utente

2.42.4

11 Mbps11 Mbps

7 Mbps7 Mbps

da 700 kbps a 7 Mbps(da 10 a 1 utenti/AP)

da 700 kbps a 7 Mbps(da 10 a 1 utenti/AP)

Coperturasingola cellaCopertura

singola cella10-40 mt

@11Mbps

10-40 mt

@11Mbps

QoSQoS Best EffortBest Effort

GPRSGPRS

0.9 e 1.80.9 e 1.8

Da 500 mt a 30 km

Da 500 mt a 30 km

GarantitaBest EffortGarantita

Best Effort

UMTSUMTS

2.2 2.2

2 Mbps2 Mbps

384 Kbps384 Kbps

Da 100 a 5000 mt

Da 100 a 5000 mt

Da 64 a 384 kbps ¹ ²

(da 30 a 3 utenti/cella)

Da 64 a 384 kbps ¹ ²

(da 30 a 3 utenti/cella)

GarantitaBest EffortGarantita

Best Effort

(¹) Servizio dati interference sensitive(²) Minore nel caso di contemporanea presenza del servizio voce

MobilitàMobilità NomadicitàNomadicità GeograficaGeografica

WLAN Sistemi Radiomobili

Le WLAN sono adatte a realizzare coperture radio in aree poco estese

• aree indoor o outdoor molto circoscritte

• proibitivo realizzare coperture WLAN in aree outdoor estese

Il throughput: punto di forza di WLAN

• già per IEEE 802.11b è superiore rispetto ai sistemi 2.5-3G

• gap destinato ad aumentare

– evoluzione verso i 5 GHz

– throughput reale fino a 35 Mbps

La mobilità all’interno di una WLAN è limitata (max 30 Km/h)

170 Kbps170 Kbps

53.6 kbps DL53.6 kbps DL

30-40 kbps DL, 10-20 kbps UL

30-40 kbps DL, 10-20 kbps UL


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I raggi di copertura - indoor

Variano a seconda dello standard, del costruttore e della potenza di trasmissione comprensiva del guadagno di antenna [EIRP] (sempre entro i 100 mW)

Cisco

Indoor:

• 130 ft (40m) @ 11 Mbps

• 350 ft (107m) @ 1 Mbps

Outdoor:

• 800 ft (244m) @ 11 Mbps

• 2000 ft (610m) @ 1 Mbps

Lucent-Orinoco

Indoor:

• 80 ft (25m) @ 11 Mbps

• 165ft (80m) @ 1 Mbps

Outdoor:

• 525 ft (160m) @ 11 Mbps

• 1750 ft (550m) @ 1 Mbps

Nokia

Indoor:

• 66 ft (20m) @ 11 Mbps

• 327 ft (100m) @ 1 Mbps

Outdoor:

• xxx ft (xxxm) @ 11 Mbps

• 1308 ft (400m) @ 1 Mbps

Il throughput nominale raggiungibile varia in rapporto alla distanza dall’Access Point (stazione) nella modalità di gestione automatica, altrimenti è fissato

115.5

21

20-40m40-80m80-100m


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Copertura di interni con W-LAN

La copertura è assicurata da 10 access point che trasmettono con una potenza di 13dBm.


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Dalla copertura alle frequenze: piano di frequenza o selezione dinamica

1

5GHz – dynamic frequency selection

1 misura della potenza ricevuta2 trasmissione all’Access Point3 selezione frequenza effettuata da AP4 cambio della frequenza (in broadcast)

AP

2

3 Banda

4

1

6

11

1

6

2,4 GHz 2,4835 GHz

2,432 GHz 2,457 GHz5 10

1 62,412 GHz 2,437 GHz 2,462 GHz

11

2,417 GHz 2,442 GHz 2,467 GHz2 7 12

2,427 GHz 2,452 GHz4 9

2,422 GHz 2,447 GHz 2,472 GHz3 8 13

2.4 GHz piano di frequenza


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23

Le configurazioni di rete della W-LAN

EthernetEthernet

Ad-hoc configuration• Rete indipendente, comunicazione diretta• Tutte le comunicazioni con lo stesso

Service Set Identifier• Stessa chiave di cifratura

Infrastructure configuration• Gli access point connessi a reti esterne

(bridge function)• Comunicazione sempre attraverso AP• Il Basic Service Set (stessa

identificazione) può essere estesa all’ Extended Service Set (stessa ESS-ID)


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La sicurezza nella W-LANIl mezzo di trasmissione utilizzato (radio) minaccia la sicurezza fisica dei canali

Lo standard IEEE 802.11 prevede due meccanismi di sicurezza:• Autenticazione (Open System o Shared Key)• Cifratura a livello 2 (data link) tramite WEP

Questi meccanismi non garantiscono un adeguato livello di sicurezza!!!

I costruttori hanno implementato un ulteriore meccanismo di sicurezza basato su MAC ACL (Access Control List)

chiave segreta condivisa

XyuvhfbgTsaFkuydrgu plfoDnvn

the cat ison the chair

the cat ison the chair

Wireless Equivalent Privacy


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Alcune contromisure per aumentare la sicurezzaDefinizione di una politica di configurazione dell’AP • modifica delle configurazioni di default

• collocazione lontano da finestre e aperture

• limitazione della potenza di emissione dell’AP

• contromisure fisiche (vetri, vernici e pannelli assorbenti)

• utilizzo di antenne direzionali

Implementazione di un’architettura “sicura” • la rete wireless deve essere considerata come untrusted

• separazione logica della rete wireless mediante firewall

• utilizzo di meccanismi forti di autenticazione (es. RADIUS) su base utente e non su base condivisa

• utilizzo di sistemi di Intrusion Detection (per individuare possibili tentativi di attacco)

• utilizzo di tecniche basate su VPN-IP (per garantire cifratura integrità e autenticità del traffico scambiato)

• Impiego di 802.1x in alternativa alle VPN


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Lo standard 802.1x – controllo degli accessi in due fasi

802.1x è uno standard per il controllo degli accessi a livello 2 che utilizza il protocollo EAP (Extensibile Authentication Protocol) ed è basato sul modello:

Supplicant-Authenticator-Authentication Server

AuthenticatorAuthenticator( Access Point)( Access Point)

Supplicant Supplicant

Enterprise NetworkEnterprise NetworkSemi-Public Network/Semi-Public Network/Enterprise EdgeEnterprise Edge

EAP Over Wireless (EAPOW)

EAP Over Wireless (EAPOW)Authentication Authentication

ServerServer

EAP Over RADIUS

EAP Over RADIUS


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La situazione internazionale

• servizi commerciali già attivi (accesso a Internet) soprattutto da parte di operatori mobili (es. in nord Europa) e WISP (es. USA), con tariffe medio-alte (fino a 150 euro/mese)

• emersione di nuovi ruoli: proprietari di aree hot spot, gestori di reti WiFi, aggregatori e roaming broker

• gli operatori mobili che sono entrati in questo mercato hanno annunciato strategie di integrazione con sistemi 2.5-3G

• nuovi segnali (ancora in parte da decifrare) provengono dal mondo ICT (es. Intel, IBM, HP, Microsoft)

• In USA emergono esperienze spontanee di reti metropolitane WiFi e possibili trasformazioni di queste in modelli strutturati di mercato


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Sommario


qualche esempio


tecnologia


Alcuni spunti


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29

2.4 GHz - assegnazioni in Europa

2.100 2.200 2.300 2.400 2.500 2.600 2.700 2.800 2.900 3.0002.000

MHz

EIRP(mW)

2.400 2.483,5

100

10

ERC/REC 70-03 - Short Range Devices (SRD)

Annex 3 Wideband Data Transmission systems and HIPERLANs(ERC/DEC (01)07 - Radio-LAN SRDs in 2400-2483.5 MHz)Annex 1 Non-specific Short Range DevicesAnnex 6 Equipment for Detecting Movement and Alert

25


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30

5 GHz - assegnazioni in Europa

5.100 5.200 5.300 5.400 5.500 5.600 5.700 5.800 5.900 6.0005.000

MHz

EIRP(mW)

200

5.150 5.350 5.470 5.725 5.875

1.000Indooronly

* Power control mechanisms and dynamic frequency selection mechanisms are to be implemented

25

ERC/REC 70-03 - Short Range Devices (SRD)

Annex 3 Wideband Data Transmission systems and HIPERLANs*(ERC/DEC (99)23 - Harmonised frequency bands for HIPERLANs)

Annex 1 Non-specific Short Range Devices


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Capacità e Standard

1 BPSK 1/2 6

2 BPSK 3/4 9

3 QPSK 1/2 12

4 QPSK 3/4 18

5 16-QAM 9/16 27

6 16-QAM 3/4 36

8 64-QAM 3/4 54

Modo ModulazioneRate delcodice

Velocità[Mbit/s]

HIPERLAN/2

N.B.: the only optional mode is mode 8

1 BPSK 1/2 6

2 BPSK 3/4 9

3 QPSK 1/2 12

4 QPSK 3/4 18

5 16-QAM 1/2 24

6 16-QAM 3/4 36

7 64-QAM 2/3 48

8 64-QAM 3/4 54


Velocità[Mbit/s]

IEEE 802.11gIEEE 802.11a

N.B.: Modes 1, 3 e 5 are mandatory;the other are opzional

1 DBPSK 1/2 1

2 DQPSK 3/4 2

3 CCK/DQPSK 1/2 5,5

4 CCK/DQPSK 3/4 11


Velocità[Mbit/s]

IEEE 802.11b


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32

c(t)1

-1

t

b(t)1 t

-1

c(t)b(t)1

-1

t

Direct Sequence Spread Spectrum

trasmissione ricezione


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33

Frequency Hopping Spread Spectrum

t

f

Sequenza #1 Sequenza #2 Sequenza #3

salti in frequenza secondo sequenze pseudo casuali (codici)

B


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34

Multicarrier transmission (OFDMA)

t

B

Tcf

Tmc=N•Tsc

1 2 3

Multiplare su molte sotto-portanti data rate ridotto sulla singola portante

Maggior durata di simbolo ridotta interferenza intersimbolica

Bassa complessità di equalizzazione


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35

Tecniche di modulazione – modulazione di fase

I

Q

Binary Phase Shift Keying

Quadrature Phase Shift Keying

I

Q

10

00

01

10

11


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36

WLAN – funzioni di mobilità interne

B1

2

Procedure di mobilità (modo passivo)1. Il terminale misura i canali disponibili2. Riceve il canale diffusivo (synch, SSID,

periodo di broadcast)3. Il livello 2 effettua uno scansionamento

continuo3

Procedure di mobilità (modo attivo)1. Il terminale invia un probe request su ogni canale radio alla ricerca di

di un AP con lo stesso Service Set Identity2. L’AP risponde con un probe response (synch, SSID)3. Vengono avviate le procedure di autenticazione e di affiliazione con il

nuovo AP

1

2


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37

Come evitare le collisioni - Carrier Sense Multiple Access - Collision Avoidance (Distributed Control Function)

Data

DIFS

Data

DIFS

Data

DIFS (DCF Interframe Space)

Data

Data

stazione 1

stazione 2

stazione 3

stazione 4

stazione 5

Collisione

arrivo pacchetto

Data pacchetto trasmesso

tempo trascorso

tempo rimanente


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38

WLAN - punti di forza e di debolezza

+ Installazione• posa cavi (LAN)• identificazione siti

+ Economia e logistica• costo intrinseco della tecnologia• ambiente• flessibilità negli sbilanciamenti di

traffico

+ Scalabilità• estendibilità radio• riconfigurazione della rete (topologia,

terminazioni)• elevate capacità

+ Nomadicità• il modello Internet (mobilità discreta)• integrazione con rete cellulare

- Incompletezza funzionale• autenticazione, sicurezza• integrazione in rete• mobilità tra aree

- Interferenza• errori• non predicibilità delle situazioni

operative

- Consumi• ritrasmissione• circuitistica


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39

Bluetooth – una tecnologia per pico reti

• Inizialmente pensato come rete di connessione tra dispositivi elettronici di

vasto consumo (requisiti stringenti di dimensioni e potenza)

• Banda ISM, sovrapposta con quella assegnata a W-LAN, forni a

microonde, alcuni cordless domestici

• 2.4Ghz, frequency hopping – spread spectrum, raggio massimo intorno ai

10m, fino a 500 Kbit/s, funzioni di master/slave

• 79 sottoportanti (ognuna di 1 MHz di ampiezza); sequenza di hopping

come codice pseudo-casuale assegnato ad ogni singola connessione

• Time Division Duplex per garantire la bidirezionalità; slot di 0.625 ms;

salto di frequenza ad ogni slot (1600 salti/s)

• Modulazione Gaussian Frequency Shift Keying

• Copertura intorno ai 10m o ai 100m (1mW o 100mW)

• Connessioni sincrone ed asincrone


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40

Frequency Hopping / canale time division multiplexing

uno slot: 625 s

t

t

master

slave

f(k) f(k+1) f(k+2)

una trama: 1250 s

• Trasmissione e ricezione su canali differenti• Massima cadenza di salto in frequenza: 1600 salti/s


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41

Gestione della pico rete

• collegamenti orientati alla connessione

• algoritmi di risparmio energetico

• organizzazione in piconet

• distinzione (momentanea) tra ruoli master e slave

• la piconet è definita da una specifica sequenza di salti di frequenza

• piconet differenti usano diverse sequenze (non necessariamente ortogonali) sono possibili sovrapposizioni di frequenza

active slave

master

parked slavestandby

• slot dispari e pari per M=>S e S=>M rispettivamente

• trasmissione bidirezionale secondo meccanismi di polling

• max 7 membri attivi nella piconet

• tutti i membri (attivi e parked) rimangono sincroni e agganciati alla master attraverso il suo codice di accesso


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hts

re

serv

ed

42

Bluetooth – formato del pacchetto

access code header payload

72 bit 54 bit 0-2475 bit

contiene l’indirizzo del membro attivodestinatario

contiene il codice d’accesso (identifica la picocella)

• lo slave (indirizzato dal master) trasmette nello slot successivo all’autorizzazione• gli altri membri attivi leggono i due soli campi iniziali (risparmio energetico)• i membri parked leggono solo un canale di broadcast cadenzato su tempi lunghi

(mantenimento sincronismo e paging)• due tipi di connessione

• sincrona, orientata alla connessione per la voce (2 slot consecutivi a cadenza costante, assegnati su base segnalazione)

• asincrona, per pacchetti dati (1, 3 o 5 slot)


All

rig

hts

re

serv

ed

43

Bluetooth - trasmissione multi-slot

f(k)

625 s

f(k+1) f(k+2) f(k+3) f(k+4)

f(k+3) f(k+4)f(k)

f(k)

f(k+5)

f(k+5)

f(k+5)


All

rig

hts

re

serv

ed

44

slave

master

master/slave

Piconet multiple – come recuperare la connettività estesa


All

rig

hts

re

serv

ed

45

Home RF Working Group – accesso home RF

• Intel, Compaq, Motorola, Siemens i promotori nel 1998

• interconnessione tra apparati a livello domestico

• banda ISM, sovrapposta con quella assegnata a W-LAN, forni a

microonde, alcuni cordless domestici

• 2.4Ghz, frequency hopping – spread spectrum

• protocollo di accesso al canale:

• TDMA-TDD per la voce (a 32Kbit/s)

• CSMA per i dati (come nell’802.11)

• connessioni sincrone ed asincrone

• struttura di trama variabile

• reti ad-hoc e infrastructure

• velocità trasmissiva 1-2 Mbit/s (con affasciamento canali fino a 10Mbit/s)


All

rig

hts

re

serv

ed

46

Home RF: i protocolli

CSMA/CACSMA/CA

Protocolli dati (es. TCP/IP)Protocolli dati (es. TCP/IP) DECTDECT

SpecificheSpecificheHomeRFHomeRF

• Servizi dati• Servizi dati

TDMATDMA

PHYPHY

• Servizi voce• Servizi voce

CSMA/CACSMA/CAcon prioritàcon priorità

• Servizi video/voce su IP• Servizi video/voce su IP


All

rig

hts

re

serv

ed

47

Trama Home RF

BDL#1

Salto di frequenza B Beacon

Dati DatiAck Ack

20 ms

Dati Ack

10 ms

B UL#1

Dati Ack

10 ms

UL#1

DL#1

Dati Ack

10 ms

B UL#1

BDL#1

UL#2

DL#2

Dati Ack

10 ms

UL#1

DL#1

UL#2

DL#2

Dati DatiAck Ack Dati Ack

20 ms

(a)

(b)

(c)

(d)

Pacchetto Dati/Ack Comunicazioni vocali


All

rig

hts

re

serv

ed

48


Sommario


qualche esempio


tecnologia


Alcuni spunti


All

rig

hts

re

serv

ed

49

• mobilità: indipendenza dallo spazio• ricchezza del contenuto affidata alla

capacità di comunicazione vocale• messaggio: indipendenza dal tempo

Persona-Contenuto

P-P Voce

UMTS - l’arricchimento della comunicazione verbale

• integrazione di componenti (testo, video)• simultaneità• mobilità, dipendenza dallo spazio: dal

comunicare in movimento al comunicare del luogo

• messaggio: indipendenza dal tempo come criticità


All

rig

hts

re

serv

ed

50

La distribuzione dei contenuti

Contenuto-Persona(diffusione TV)

))))

• esperienza uniforme del mondo• mancanza (o limitazioni) di interattività• mobile: canale di ritorno• rigidità di palinsesto• globalità di diffusione

• recupero della comunicazione p-to-p (differenziale di esperienze)

• recupero della relazione col contesto (mobilità come segmentazione)

• classificazione del contenuto secondo: Peculiarità, Esclusività, Volatilità, Località

TV

comunicazionepersona-persona

ritorno


All

rig

hts

re

serv

ed

51

Messaggi, scambio di contenuti e ambienti virtuali

Clientinstant messaging

GW

HW platform

Java VM

Operating System

API

Mobile terminal

Middleware

API

application

HW platform

Middleware

Operating System

API

SIM

Java VM

API

SIM applicationt

distributed application

• condividere le sensazioni in una stanza virtuale

• comunicazione cieca o virtuale• interazioni a carattere comunitario• l’attitudine sociale determina il fenomeno

complessivoGli snodi innovativi• creazione del contesto virtuale

(anche aperta all’utente)• definizione di modalità efficaci di

scambio• back-up in rete dei contenuti• regolare il processo comunitario


All

rig

hts

re

serv

ed

52

L’uso delle interfacce aperte

LocationService Engine

Location Service Center

Operatornetwork resources

application

Framework

API(X; Y)stima dell’accuratezza

Identificativo di cellaPotenza misuratatiming advance


All

rig

hts

re

serv

ed

53

AAA ProxyAAA Proxy

W-LAN e l’integrazione con la rete cellulare

AAArete fissarete fissa

AAA

rete mobilerete mobile

WLAN Provider

cliente mobile

utente dell’Impresa

Service Provider B

Service Provider A

[email protected]

[email protected]

[email protected]@xxx.it

[email protected]@xxxx.com

Visitatore

Accordi bilateralidi roaming

Accordi bilateralidi roaming

Roaming tramite BrokerRoaming tramite Broker

ServiceProvider C

RoamingBroker

(e.g. i-Pass)

ServiceProvider D


All

rig

hts

re

serv

ed

54

WLAN e UMTS – una coesistenza possibile

• Il mercato dei servizi wireless a larga banda è completamente da sviluppare

• La tecnologia WLAN appare particolarmente competitiva per i servizi di accesso a Internet ad alta velocità e per applicazioni audio/video di entertainment (non real time), per le quali il 3G potrebbe non essere competitivo (prezzi e bit rate)

~510-

1510-

15

15-20

50-

55%

Messaging

InformationAccess/browsingTransactions

Entertainment

Possible 3G use – but locally WLAN more effective

Possible 3G application (short clips) – but bandwidth required could be expensive

• Per applicazioni bandwidth intensive real time (es. video comunicazione) occorre risolvere problemi tecnologici importanti (es. QoS) e predisporre in rete le funzionalità di controllo necessarie

fonte: McKinsey


All

rig

hts

re

serv

ed

55

Modelli di business per ISP/operatori

Cliente

A) Offerta di servizi al cliente finale

B) Offerta di servizi a Content Provider, Aziende, etc.

Piattaforma dilocalizzazione

ServiziLocation-Based

HotspotWLAN

Cliente

$

ISP

HotspotWLAN

Piattaforma dilocalizzazione

InterfacciaAperta

$

$

ISP

Content Provider,Azienda, etc.


All

rig

hts

re

serv

ed

56

Reti ad-hoc – una potenziale discontinuità nel modello di comunicazione

Sviluppo di soluzioni (reti ad-hoc) per realizzare configurazioni wireless capaci di

• autoconfigurarsi e di funzionare senza bisogno di un’infrastruttura di rete fissa

• controllare in modo distribuito l’instradamento del traffico

Gateway

Rete IPFissa

TrafficoDati

Rete IPad-hoc

Rete IP Wiredo Wireless

TrafficoDati

Terminali con funzionidi packet relay

host


All

rig

hts

re

serv

ed

57

PMI - Trarre vantaggio dall’integrazione dei diversi contesti di impiego (e dalle relative tecnologie)

accesspoint

W-LAN

lettore diTAG

RF ID TAG

centro servizi

trasporto

GSM

Esempio: GSM; W-LAN; RF TAG


All

rig

hts

re

serv

ed

58

PMI e tecnologie wireless a corto raggio – non solo comunicazione in senso stretto

directory service

Services provided by a0

Comunicazioni basate su Agenti: il modello peer-to-peer

• Autonomia; controllo lasco da parte dell’utente

• Capacità di risolvere problemi in ambienti

• complessi• eterogenei• dinamici• con informazioni

limitata/ridondante• Distribuzione di controllo,

risorse e dati• Intrinsecamente peer-to-

peer

UserAgent

ua2

Agent a0UserAgent

ua1

represent services

register available services

queryrespond

connect

cooperate, negotiate, delegate, ….


All

rig

hts

re

serv

ed

59

L’evoluzione del modello di servizio: peer-to-peer

Intelligenza e info centralizzate

Client – server

Applicazioni reattive con iniziativa utente diretta ed esclusiva

Intelligenza scaricabile sul client.

Info centralizzate

Client – server con midlet

Applicazioni reattive / Iniziativa utente o via push

del server

Intelligenza, info e controllo distribuito. Applicazioni multi-

party. Comunicazione M2M

peer 2 peer

Applicazioni pro-attive con iniziativa agente

sul terminale


All

rig

hts

re

serv

ed

60

Esempio - tecnica degli agenti per coordinamento di mezzi autonomi semoventi e funzioni produttive

mezzo semovente

scaffale

assemblaggio/produzione

verifica

percorso


All

rig

hts

re

serv

ed

61

PMI e W-LAN – operare tra l’estensione del mercato e le differenziazioni locali

dimensione globale della produzione

dimensione locale della produzione

basata su standard di conoscenza universali

basata (anche) su conoscenza di contesto

codifica, virtualizzazioneconoscenza non standardizzata e implicita

valorizzazione attraverso:• integrazione locale delle conoscenze• creazione di processi esclusivi• differenziazione delle soluzioni produttive• apertura rispetto al processo globale

W-LAN come elemento abilitatore:• comunicazione• innovazione locale del

processo produttivo

torino, 11 aprile 2005 all rights reserved 1 sommario piccola e media industria e wireless - uno...

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