RMV3_Mediji_ 2010_2011

Fakultet informacijskih tehnologija

[email protected]

Računarske mreže::workshop Copyright © by: FIT

5

Notacija imenovanja kablova Kada se razmatraju osobine kablova u obzir se uzima slijedeće:

• Koja se brzina prijenosa podataka može postići kablom koji se razmatra? • Koje su vrste prijenosa podataka moguće na datom kablu (digitalne ili analogne)? • Koliko daleko se može postaviti kabl bez repeater‐a?

Dosta odgovora možemo saznati iz same oznake

Prva oznaka predstavlja brzinu prenosa podataka koju podržava data vrsta kabla. Druga stavka govori da li je u pitanju baseband signal (signal predstavlja podatak) ili broadband signal (imamo signal nositelj, a preko tog signala po određenim frekventnim opsezima saljemo nekoliko podataka, npr ADSL, imamo jedan signal preko kojeg na određenim frekvencijama imamo glas, a na drugim prenos podataka).

Posljednja oznaka govori maksimalan segment kabla, odnosno udaljenost na koju se može prenijeti signal. S obzirom na tip kabla postoje slijedeće specifikacije Ethernet mreža:

• 10BASE‐T • 10BASE5 • 10BASE2


[email protected]


6

KOAKSIJALNI KABL

Koaksijalni kabl se sastoji od bakarnog provodnika omotanog slojem fleksibilnog izolatora. Središnji provodnik se obično pravi od aluminijuma, radi manjih troškova proizvodnje. Preko izolatora se nalazi bakarna mrežica ili metalna folija koja se koristi kao drugi provodnik, ili kao štit za unutarnji provodnik. Ovaj drugi sloj, ili štit, reducira vanjsku elektromagnetsku interferenciju. Preko ovog sloja je košuljica kabla. Koaksijalni kablovi se često koriste za izgradnju LAN‐ova, zbog niza dobrih karakteristika. Mogu premostiti dužine dvostruko veće nego STP (shielded twisted pairs), UTP (unshielded twisted pairs), ScTP (screened twisted pair) kablovi, bez repeater‐a. 10BASE5 Poznatiji kao thicknet, karakteriše propusnost od 10 Mbps, prenosi baseband signal na udaljenosti do 500 m. Transiveri omogučavaju spajanje računara na kablo koje je aktivno, kroz koji teće saobračaj. Transiver se naziva i „vampire tap“ (vampirski ujed) zbog toga što se transiver spaja na kablo tako što zareže izolaciju sve do bakarne jezgre, i tako napravi kontakt. Transiveri su se spajali sa nodovima pomoću AUI priključka.

Naravno mrežne kartice su morale imati AUI (Attachment Unit Interface) kao na slici.

Ova vrsta implementacije imala je dodatno ograničenje koje je poznato kao 5 – 4 – 3 pravilo. Problem sa ovim tipom kabliranja jeste debljina kabla koja je samu implementaciju mreže predstavljalo pravi problem pogotovo kada je kablo trebalo provući kroz postojeće otvore u zidu ili kanalice.


[email protected]


7

10BASE2

Poznati kao thinnet, karakteriše propusnost od 10 Mbps, prenosi baseband signal na udaljenosti od 185 m. Koristio je tanju izvedbu koaksijalnog kabla pa otud i naziv thin. Ova vrsta kabliranja koristila je BNC konektore, jedan kraj spajao se na mrežnu karticu a drugi kraj spajao se na T BNC konektor.

BNC konektor T BNC konektor

Kada govorimo o termintoru njegova funkcija je da apsorbuje signale koji dođu do kraja kako se ne bi dogodilo da se signal odbije i pravi smetnju novim signalima. Naravo to se postiže uzemljenjem terminatora.

IZOLIRANE UVRNUTE PARICE (STP KABL)

STP kabl kombinuje tehnike poništavanja, dodavanja izolacije i uvrtanja parica. Svaki je par žica obmotan metalnom folijom. Dva para žica su upakovana u zajedničku metalnu pletenicu ili foliju. To je obično 150‐omski kabl. Kao što je dato u specifikaciji Token Ring mrežnih instalacija, STP reducira električni šum u kablu, kao što su preslušavanja i sprega menu paricama.

STP reducira i vanjski elektični šum, poput elektromagnetske interferencije i interferencije na radio frekvencijama. STP pruža veću zaštitu od vanjskih inteferencija, ali je skuplji i teže ga je ugrađivati nego UTP.


[email protected]


8

Hibridna verzija UTP‐a je ScTP (screened UTP), poznat i kao folijom zaštićene uvrnute parice (FTP – foiled twisted pairs). ScTP je dakle klasičan 100 ohm‐ski UTP kabl umotan u metalnu foliju. Mnogi instalateri i proizvonači koriste termin STP dok rade sa ScTP kablovima.

Važno je znati da je najveća vjerovatnoća kada neko spominje STP kablove danas, zapravo spominje kabliranje sa kablovima koje čine četiri umotane parice. Vrlo se rijetko koristi pravi STP. Metalna zaštita kod STP i ScTP kablova mora biti uzemljena na oba kraja. Ukoliko se ne uzemlji adekvatno, ili ukoliko postoje neki diskontinuiteti na dužini materijala za uzemljenje, STP i ScTP će postati kablovi sa velikim problemima sa šumovima. Osjetljivi su jer njihov štit ima ulogu antene koja prima neženjene signale. No, štit ima i ulogu zaštite okruženja od elektromagnetskog zračenja iz kabla. STP i ScTP kablovi se ne mogu koristiti ukoliko su velika rastojanja, za razliku od koaksijalnih kablova ili optičkih vlakana, osim ukoliko se signal ne regeneriše repeater‐ima. Materijali koji se koriste za zaštitu čine terminiranje kabla težim i osjetljivijim na lošu radnu snagu. UVRNUTE PARICE (UTP KABL)

UTP je medijum u kojem je četiri para žica i koristi se u različitim mrežama. Svaka od osam žica u UTP kablu je prevučena izolatorom. Po dvije žice se uvrću jedna oko druge i čine par, radi smanjenja degradacije signala uslijed EMI i RFI. Od efekta poništavanja koji proizvodi uvrtanje zavisi i tip kabla. Proizvonači UTP kablova moraju slijediti jasne preporuke koliko uvrtanja mora biti na jediničnoj dužini kabla. TIA/EIA‐568‐B.2 sadrži specifikaciju koja se odnosi na osobine kabla. Uključuje vezu izmenu dva kabla, jedan za govor, drugi za podatke na oba kraja. Kabl za glas mora biti 8‐žični UTP. Kategorija 4 je kabl najčešće preporučivan za instalacije, i najčešće upotrebljavan. Istraživanja ukazuju da će kategorija 6 preuzeti mjesto kablova kategorije 5e. UTP kablovi imaju slijedeće karakteristike:

• jednosatavni za instalaciju • jeftini (cijena po metru je najniža u konkurenciji sa svim drugim LAN kablovima) • tanak • osjetljiv na šumove • ograničen na upotrebi na udaljenosti do 100 m bez repeater‐a.

Danas, UTP kablovi podržavaju velike brzine prijenosa podataka, veće nego bilo koji drugi

bakarni kablovi. Da bi se ostvarila komunikacija potrebno je pin pošiljaoca spojiti sa pinom primaoca. Gledano koje uređaje povezuje kabl i koji su pinovi na oba kraj spojeni, razlikujemo:


[email protected]


9

• straight‐through kablove (veza izmenu LAN switch‐a i računara) • crossover kabl (veza izmenu dva switch‐a, ili dva računara) • rollover kabl (veza izmenu RJ‐45 adaptera na com portu i konzolnog porta routera ili

switcha.

Tehničari porede oba kraja kabla stavljajući ih jedan do drugog i poredeći boje žica koje su ubačene u konektore mogu procijeniti koja je to vrsta kabla i koja mu je uloga.

Straight‐through kabl ima identična oba kraja. Kod crossover kabla boje na pinovima broj 1 i 2 na jednoj strani će se pojaviti na pinovima 3 i 6 na drugoj strani i obrnuto.

Rollover kabl ima potpuno suprotne kombinacije boja na pinovima. Naime, gledajući sa

lijeva na desno, kombinacija boja na jednoj strani, pojavljuje se i na drugoj strani, samo unazad.

OPTIČKI KABLOVI Optički kablovi su najčešće u upotrebi za spajanje lokacija na većim udaljenostima, gdje je potrebna velika širina opsega, poput LAN backbone‐a i u izgradnji WAN‐ova. Optički medij korist svjetlost za prijenos podataka. Predajnik vrši konverziju električnih signala u svjetlosne i šalje svjetlosne signale kroz kabl do prijemnika, a prijemnik vrši konverziju svjetlosnih signala u električne, koji se dalje obranuju prema potrebi. Elektromagnetski spektar

Svjetlost ima dualnu, talasno‐korpuskularnu prirodu. Posmatrana kao talas, svjetlost je vrsta elektromagnetske energije. Električni naboj u pokretu stvara elektromagnetsku energiju, koja kao talas putuje kroz vakuum, zrak i neke materijale poput stakla. Jedna od karakteristika elektromagnetskih talasa je talasna dužina. Radio talasi, mikro talasi, vidljivi talasi, x‐zraci i gama zraci su tipovi elektromagnetske energije samo na različitim talasnim dužinama. Ukoliko se svi elektromagnetski talasi poredaju po talasnoj dužini, od najduže do najkraće, kreirani kontinuum je elektromagnetski spektar. Talasna dužina je u relaciji sa frekvencijom i to prema slijedećoj formuli:

λ = c/f (1) gdje je: λ – talasna dužina (u metrima) c – brzina svjetlosti u vakuumu (jedinica m/s) f – frekvencija (jedinica Hz, ili 1/sekund).

Dakle, talasna dužina je odrenena frekvencijom, odnosno informacijom o učestanosti kretanja električnog naboja naprijed nazad. Što je ta promjena sporija, odnosno frekvencija manja talasna dužina je veća, na šta ukazuje i obrnuta proporcionalnost izmenu talasne dužine i frekvencije, prema formuli (1).

S obzirom da se generišu na isti način, elektromagnetski talasi dijele mnoge zajedničke

osobine, a osnovna je da prolaze kroz vakuum istom brzinom od približno 300.000 kilometara u sekundi, odnosno brzinom svjetlosti.


[email protected]


10

Iz elektromagnetskog spektra ljudsko oko može osjetiti samo zračenja iz opsega od 400 nm

– 700 nm, koje se naziva vidljiva svjetlost. Ova zračenja se javljaju kao dugine boje. Zračenja na većim talasnim dužinama, od oko 700 nm imaju crvenu boju, a zračenja na talasnim dužinama od oko 400 nm imaju ljubičastu boju. Za prijenos podataka kroz optičko vlakno koristi se elektromagnetsko zračenje na talasnoj dužini koja je iznad vidljivog dijela elektromagnetskog spektra. To su talasne dužine malo iznad svjetlosti crvene boje, a nazivaju se infracrvena svjetlost. S obzirom na osobine optičkih vlakana, talasne dužine elektromagnetskih zračenja na kojima se ostvaruje najbolji prijenos podataka kroz optičko vlakno su: 850 nm, 1310 nm, ili 1550 nm. Osobine svjetlosnih zraka

Elektromagnetski talasi se prostiru od izvora u pravim linijama, koje nazivamo zracim.Zrak se može zamisliti kao uski snop svjetlosi, poput onog koji proizvede laser. U zavisnosti od materije kroz koju prolazi zrak mijenja se brzina prostiranja. U vakuumu je ona 300.000 km, ali je manja kada zrak prolazi kroz vazduh, vodu, staklo ili slično. Zrak koji prelazi iz jedne materije u drugu, upadni zrak, ne prolazi kompletan, već se jedan dio odbije. Ovaj dio koji se odbio naziva se reflektovani zrak. Ova pojava daje mogućnost da vidimo svoj odraz u ogledalu.

Onaj dio upadnog zraka koji se nije odbio prolazi kroz materiju, ali ne pod istim uglom. Savijanje zraka zavisi od ugla izmenu upadnog zraka i površine druge materije. Indeks refrakcije neke materije je odnos izmenu brzine svjetlosti u vakuumu i brzine svjetlosti u toj materiji. Što je veći indeks refrakcije to je brzina svjetlosti u toj materiji manja. Recimo staklo, brzina prolaska svjetlosti kroz staklo je manja u odnosu na brzinu svjetlosti u vakuumu, odnosno indeks refrakcije je veći. Menutim, ukoliko se uklone nečistoće iz stakla, brzina svjelolsti će se uvećati.

Ugao izmenu upadnog zraka i normale na površinu materiju na koju nailazi zrak naziva se

upadni ugao. Ugao izmenu normale i reflektovanog zraka se naziva ugao refleksije. Zakon refleksije definiše relaciju izmenu ova dva ugla i to prema slijedećem: upadni ugao jednak je uglu refleksije (slika 1).

Slika 1. Zakon refleksije: upadni ugao jednak je uglu refleksije.

Ukoliko je upadni ugao zraka koji dolazi do staklene površine tačno 90 stepeni, zrak ulazi

direktno u staklo i ne savija se. Menutim, ukoliko je ugao različit od 90 stepeni dio zraka koji une u staklo savija se. Ovo savijanje se naziva refrakcija. U kojoj mjeri se zrak savija zavisi od indeksa refrakcije. Ukoliko zrak dolazi iz materije u kojoj je indeks refrakcije manji od indeksa refrakcije materiju u koju ulazi, zrak se savija prema normali.


[email protected]


11

U suprotnom, zrak se savija u smjeru suprotnom od normale. Svjetlosni zrak koji se

pojavljuje i nestaje kako bi se prenijeli podaci („1“ i „0“) kroz optičko vlakno, mora ostati unutar vlakna dok ne done do dalekog kraja. Zrak se ne smije refraktovati u materijal koji obmotava vlakno, jer bi to prouzrokovalo gubitak dijela energije zraka. Dakle, potrebno je dizajnirazi vlakno tako da se ponaša kao ogledalo za svjetlosne talase koji prolaze kroz vlakno. U tom slučaju bi se svi zraci koji krenu prema bočnim stranama vlakna reflektovali prema vlaknu, a to vlakno bi predstavljalo dobar talasovod. Gubici energije u takvom talasovodu bi bili minimalni. Da bi se svjetlosni zracizadržali unutar vlakna bez gubitaka uslijed refrakcije moraju se zadovoljiti dva uslova:

1. Jezgro optičkog vlakna mora imati veći indeks refrakcije (n) od omotača.Materijal koji obavija jezgro naziva se omotač.

2. Upadni ugao svjetlosti mora biti veći od kritičnog ugla omotača.

Slika 2. Prolazak svjetlosnog zraka kroz optičko vlakno.

Kada su oba uslova ispunjena, kompletan upadni zrak se reflektuje unutar vlakna, što se naziva totalnom internom refleksijom. Ona izaziva odbijanje svjetlosnog zraka u vlaknu ogranice jezgro – omotač, i nastavak „putovanja“ prema kraju vlakna. Svjetlost prolazi po cik‐cak putanji kroz vlakno. Vlakno koje ispunjava prvi uslov može biti lahko napravljeno. Može se kontrolisati i upadni ugao svjetlosnih zraka koji ulaze u jezgro. Restrikcija slijedeća dva faktora utiče na ugao upadanja:

• numerička apertura vlakna – to je opseg uglova upadanja svjelotsnih zraka u vlakno, tako da done do totalne interne refleksije

• modovi – putanje po kojima se svjetlost kreće kroz vlakno.


[email protected]


12

Multimodna i monomodna (singlemod) optička vlakna

Optičko vlakno može biti multimodno i monomodno. Dio optičkog vlakna kroz koji prolazi zrak se naziva jezgro. Svjetlosni zrak može ući u jezgro jedino ukoliko je njegov ugao unutar numeričke aperture vlakna. Kada zrak une u jezgro prolazi kroz jednu od optičkih optičkih putanja koje nazivamo modovi. Ukoliko je prečnik jezgra optičkog vlakna dovoljno velik, tako da postoji više optičkih putanja po kojima zrak može prolaziti kroz vlakno, onda to vlakno nazivamo multimodno vlakno. Monomodno vlakno ima značajno manji prečnik jezgra, time omogućavajući samo jednom zraku da prolazi kroz vlakno.

Slika 3. Tipične veličine prečnika jezgra optičkih kablova (u mikro metrima).

Svaki optički kabl koji se koristi za umrežavanje sastoji se od dva staklena vlakna. Jedno vlakno može prenositi podatke od urenaja A do urenaja B. Drugo vlakno nosi podatke od uređaja B do uređaja A. Ova komunikacija se naziva full‐duplex (puni dupleks) komunikacijom. Ova dva vlakna su u zajedničkoj vanjskoj košuljici do mjesta spajanja sa konektorima. Kod bakarnih uvrnutih parica koriste se različiti parovi žica za slanje i primanje podataka. Kod optičkih kablova nema crosstalk‐a, stoga je veoma često da se više parova optičkih vlakana pakuje unutar samog kabla. Ovo omogućava da se samo jedan kabl vodi između spratova ili zgrada. Ovako upakovan kabl može da sadrži 2 do 48 odvojenih vlakana. Za povezivanje dvije lokacije UTP kablovima, za svaku vezu bi se morao povući po jedan UTP kabl.


[email protected]


13

Optičko vlakno se sastoji od 5 dijelova:

1. jezgro (core) 2. omotač (cladding) 3. bafer (buffer) 4. ojačanje (strengthening material) 5. vanjska košuljica (outer jacket).

Kroz jezgro se prenosi svjetlost i u središtu je optičkog vlakna. Obično je stakleno, a izrađuje se

kombinacijom silikon dioksida i drugih elemenata. Mutimodna vlakna kao imaju jezgro od tzv. stakla sa gradijentnim indeksom prelamanja. To znači da staklu opada indeks refakcije prema vanjskoj ivici jezgra. Tako je vanjska dio jezgra optički gušći nego centralni dio jezgra, a svjetlost može brže prolaziti kroz vanjski dio jezgra. Ovo je korisno, jer svjetlosni zrak koji prati putanju kroz sami centar vlakna ima kraći put do drugog kraja vlakna, a svi zraci moraju stići u isto vrijeme ne drugi kraj vlakna. Tako prijemnik primi jaki svjetlosni impuls, bolje nego dugi, slbiji svjetlosni impuls. Omotač jezgra (cladding) se takone pravi od silicijum dioksida ali sa manjim indeksom refrakcije u odnosu na jezgrp. Svjetlosni zrak koji prolazi kroz jezgro reflektuje se na granici jezgro‐omotač i to sa totalnom unutrašnjom refleksijom. Standardno multimodno vlkano je najćešće u upotrebi u izgradnji LAN‐ova. Jezgro multimodnih vlakana je standardno 62.5 ili 50 mikro metara, dok je omotač 125 mikrometara. Obično se ovo označava kao 62.5/125 ili 50/125 mikronsko optičko vlakno. Oko omotača je plastični materijal, bafer, kojim se štiti vlakno i omotač od fizičkih oštećenja. Bafer može biti u direktnom kontaktu sa omotačem (tight‐buffered) ili bez nužnog direktnog kontakta (loose‐buffered) sa omotačem. Tight‐buffered kablovi se koriste unutar zgrade, a loosebuffered se koriste za vanjske instalacije. Ojačanje kabla se postavlja oko bafera kako bi se spriječila mogućnost istezanja kabla od strane instalatera koji vuče kablove. Za izradu ovog dijela vlakna se koristi kevlar, materijal koji se koristi i za izradu pancira. Vanjska košuljica štiti kabl od abraziva, materija koje razgranuju vlakno i drugih štetnih vanjskih uticaja. Obično je ova košuljica narandžaste boje, ali ima ih i u drugim bojama. Za generisanje svjetlosnog zraka koriste se obično dvije vrste uređaja:

• Infrared Light Emitting Diodes (LEDs) • Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs)

Dakle, dioda koja emituje infracrvenu svjetlost i laser. LED je jeftinija i manje zahtjevna sa

aspekta zaštite bezbjednosti okruženja u odnosu na laser. Ipak, LED ima mnogo manji domet nego laser. Multimodna vlakna mogu vršiti pouzdan prijenos podataka na rastojanjima do 2km. Monomodna vlakna imaju iste dijelove kao i multimodna vlakna. Boja vanjske košuljice je obično žuta. Najveća razlika izmenu monomodnog i multimodnog vlakna je u tome što monomodno vlakno dozvoljava prolazak svjetlosi po samo jednoj putanji (samo jednog moda) kroz malo jezgro optičkog vlakna. Jezgro monomodnog vlakna je prečnika 8‐10 mikrona. Najčešća veličina prečnika jezgra monomodnog vlakna je 9 mikrona, u kombinaciji sa 125 mikronskim omotačem, što se obično obilježava sa 9/125.

Slika 4. Prostiranje svjetlosi kroz: a) monomodno, b) multimodno vlakno.


[email protected]


14

Kao izvor svjetlosti se za monomodna vlakna obično koristi laser, čiji zrak ulazi u jezgro

pod uglom od 90 stepeni. Svjetlosni zrak tada prolazi kroz vlakno gotovo pravolinijski kroz sami centar jezgra. Ovo povećava brzinu kojom se prenose podaci i udaljenosti na koje se mogu prenijeti podaci. To ukazuje da se monomodnim vlaknima mogu prenijeti podaci većom brzinom i na većim udaljenostima u odnosu na multimodna vlakna. Monomodnim vlaknima se mogu prenijeti podaci na udaljenosti do 3km bez repeater‐a, a novije tehnologije izrade vlakana omogućavaju i prijenos na veće udaljenosti. Laseri i monomodna vlakna su skuplji od LED‐a i multimodnih vlakana. Laseri su opasni po zdravlje čovjeka, a izlaganje očiju laserskom zraku može značajno oštetiti funkcionalnosti oka. Pri instalaciji optičkih kablova nužno je pridržavati se strogih sigurnosnih zaštitnih mjera. Prijenos podataka optičkim medijem

Većina signala koji se prenose LAN‐om su u ofrmi električnih signala. Menutim, optička vlakna koriste svjetlost za prijenos podataka. Dakle, da bi se optička vlakna integrisala u LAN potrebni su urenaji koji će vršiti konverziju električnih signala u optičke signale i obrnuto. Pomenuta su dva izvora svjetlosti koja se koriste u optičkim mrežama, LED i laseri. Diode koje emituju svjetlost (LED), infracrvenu svjetlost na talasnim dužinama od 850 nm ili 1310 nm se koriste u kombinaciji sa multimodnim vlaknom. Sočiva se koriste za fokusiranje infracrvene svjetlosti kako bi pravilno zraci ušli u vlakno. Laser koji proizvodi jak i uzan zrak infracrvene svjetlosti na talasnim dužinama od 1310 nmili 1550 nm se koristi u kombinaciji sa monomodnim vlaknima čest su odabir za izgradnju WANova. Oba izvora se mogu brzo zamračiti ili se može pustiti svjetlost jako brzo, šaljući podatke („1“‐ce ili „0“) velikom bitskom brzinom. S druge strane, nasuprot predajniku nalazi se prijemnik. To je obično fotodioda koja primi svjetlosne signale i pretvori ih u električne signale, koji se mogu prenijeti bakarnim kablovima ka bilo kojem urenaju, poput računara, switch‐eva ili router‐a. Ove diode, poluprovodnički urenaji koji se koriste kao prijemnici u optičkim linkovima se nazivaju pintrinsic‐ n fotodiode (PIN fotodiode). PIN fotodiode se proizvode da detektuju svjetlost na talasnim dužinama od 850, 1310, ili 1550 nm, a koje generišu svjetlosni izvori, odnosno predajnici u optičkim linkovima. Kada svjetlost done do fotodiode, ona automatski generiše električnu struju sa odgovarajućim naponom, a čim nestane svjetlosti nestane i električne struje na fotodiodi. To generiše promjene napona koje predstavljaju promjene napona na bakarnom kablu. Konektori se postavljaju na krajevima kabla, kako bi se kablovi povezali na predajnike i prijemnike.

Najčešće se upotrebljavaju:

• Subscriber Connector (SC) na multimodnim kablovima, i • Straight Tip (ST) na monomodnim kablovima


[email protected]


15

Pored pomenutih elemenata:

• predajnika, • prijemnika, • konektora i • vlakana,

u optičkim linkovima se često susreću i:

• repeater‐i i • optički patch panel‐i.

Repeater‐i su optički pojačavači koji primaju svjetlosne impulse i vraćaju im prvobitnu formu, jačinu i vremenske karakteristike. Tako obnovljeni signal može nastaviti svoj put do udaljenog kraja vlakna. Optički patch panel‐i, isto kao i kod patch panel‐a za optičke kablove, povećavaju fleksibilnost optičkih mreža, omogućavajući brzu promjenu uređaja (poput switch‐eva i router‐a). Wireless

Kada govorimo o bežičnim mrežama, ne možemo govoriti o mediju u onom klasičnom smislu, jer se za prenos podataka koristi zrak i radio talasi. Bežične mreže se uglavnom koriste kao samostalne ili kao nadopuna žičanim mrežama u situaciji kada je kabliranje teže implementirati. Radio talase koriste mreže tipa Wi‐Fi koje pokrivaju određena područja u kojima segmenti mreže nisu nužno vidljivi.

Kada je riječ o bežinim mrežama tada treba reći da imamo nekoliko standarda i svaki od njih se razlikuje bilo da je u pitanju brizina ili tehnika prenosa signala. Bežični standardi su:

• 802.11a standard ima teoretsku brzinu od 54 megabita u sekundi, no najčešće ona iznosi oko 30 megabita/s. Ovaj standard je skuplji jer WiFi kartice zasnovane na a standardu rade na višim frekvencijama (5GHz, za razliku od 2.4 GHz kod b i g standarda). Ovaj standard nije kompatibilan sa standardom 802.11b. U slučaju ovog standarda koristi se orthogonal frequencydivision multiplexing (OFDM), transmisiona metoda koja podijeli radio signal na nekoliko pod signala a zatim se signal šalje primaocu, ovom tehnikom se dosta efikasno smanjuje interferencije koje se mogu pojaviti tokom slanja podataka.

• 802.11b standard predstavljen 1999. u isto vrijeme kada i 802.11. U ovakvim mrežama brzina protoka podataka je do 11 megabita u sekundi, ali uz velike prepreke i smetnje brzina može spasti na malih 1 do 2 megabita/s. Ovo je ujedno i najjeftinija varijanta WiFi mreže. Također ne postoji komaptiblinost sa standardom 802.11 a. 802.11 koristi frequency hopping spread spectrum (FHSS) i direct sequence spread spectrum (DSSS). FHSS je metoda transmisije slanjem radio talasa stalnim mijenjanjem frekvencije u određenom spektru. Dakle, ako imamo neki frekventni opseg i tu definisano nekoliko frekvencija, onda će se signal slati tako da će emitovanje krenuti jednom frekvencijom, zatim će skočiti na drugu, treću i tako redom. DSSS je metoda transmisije gdje se jedan bit emituje po svim frekvencijama, ovako se umanjuje mogučnost da signal ne bude isporučen do destinacijske tačke.


[email protected]


16

• 802.11g je predstavljen 2003. godine i objedinio je prethodna dva standarda. Rradi na 2.4 GHz, ali ima skoro istu brzinu kao i 802.11a standard. Najveća prednost ovog standarda je kompatibilnost sa 802.11a i 802.11b. Također koristi OFDM tehniku.

• 802.11n se očekuje sredinom 2007. godine (dostupna su draft izdanja). Prema očekivanjima standard bi trebao raditi 2.4 GHz, sa dosta povećanom najvišom brzinom koja će iznositi do 540 Mbps.

Elektromagnetni talasi na radio i mikrotalasnim frekvencijama se prenose putem zraka i pomoću njih definišemo binarne jedinice i nule. Bežične mreže rade dobro u otvorenim sredinama, gdje nema nekih večih prepreka, ako talasi u svom prostiranju naiđu na prepreku kao što su zgrade, zidovi i sl. tada se smanjuje domet tih talasa. Pored ovih bežični prenos može biti ometan od strane nekih drugih talasa, koji nastaju kao rezultat rada nekih kučanskih aparata poput, mobilnih telefona, bežičnih telefona, mikrovalnih pećnica i sl.

Još jedan jako bitan aspekt koji se treba uzeti u razmatranje kada su bežične mreže u

pitanju jeste i sigurnost ovakvih mreža, naime podaci putuju zrakom, zrak je dostupan svakom i bilo ko sa odgovarajućom opremom može osluškivati saobraćaj.

Kada govorimo o bežičnom prenosu podataka postavlja se pitanje kako pomoću radio talasa predstaviti binarne vrijednosti jedinice i nule. Vidjet ćemo da postoji nekoliko tehnika kao što su fazna modulacija gdje promjena faze signala predstavlja ili jedinicu ili nulu. Frekventna modulacija gdje imamo da je signal sa manjom frekvencijom jedna binarna vrijednost a sa većom frekvencijom druga vrijednost i na kraju imamo amplitudnu modulaciju gdje koristimo povećanje ili smanjenje amplitude za prenos informacija. Pogledajmo sliku bit će puno jasnije


[email protected]


17

Kada govorimo o bežičnim mrežama u pitanju su mreže koje se mogu susresti u dva moda, to su: Ad‐hoc mod Predstavlja implementaciju bežične mreže kada imamo samo klijente sa odgovarajućim mrežnim karticama.

Infrastrukturni mod (Access Point) Najčešća bežična implementacija je omogučavanje uređajima da se putem bežične mreže spoje na LAN mrežu. Ovakva implementacija zahtijeva postojanje uređaja koji se naziva Access Point (pristupna tačka) koji predstavlja čvorište na koje se drugi bežični uređaji spajaju i preko njega pristupaju lokalnoj mreži. Pored access pointa, potrebno je da svaki klijent bude opremljen odgovarajućom wireless mrežnom karticom. Na slici vidimo i tipični izgled ovakve jedne mreže.


[email protected]


18

Osnovni vidovi zaštite bežičnih mreža su:

• Wired Equivalency Privacy (WEP) koristi 64‐bitnu ili 28‐bitnu enkripciju 128‐bitna enkripcija je mnogo sigurnija opcija. Ako neko želi da koristi WEP zaštičenu mrežu mora znati WEP ključ, koji je obično numerički password.

• WiFi Protected Access (WPA) je korak dalje od WEP a i sada čini dio standarda 802.11i wireless network security protokola. Kao i WEP, WPA sigurnost uključuje pristupanje mreži koristeći password. Večina javnih hotspotova (priključnih tačaka) su ili otvorenog tipa ili koriste WPA ili 128‐bit WEP tehnologiju.

• Media Access Control (MAC) adresno filtriranje koje se razlikuje od WEPa ili WPA. Ne koristi password ili autentifikaciju korisnika, nego koristi kompjutesku fizičku adresu. Znamo da svaki računar ima fizičku MAC adresu koja je utisnuta u svaku mrežnu karticu. Ovaj vid zaštite se oslanja na činjenicu da samo računari sa određenom MAC adresom mogu pristupiti mreži. Svaki novi korisnik mora biti autorizovan na AP kako bi mu se dozvolilo da pristupi mreži.

Tek sada kada smo se upoznali sa različitim vrstama medija, možemo krenuti sa izradom

određenih tipova kablova. Fokusirat ćemo se na bakarne UTP provodnike jer oni danas predstavljaju najčešću implementaciju u Lokalnim računaskim mrežama (LAN mrežama).

Documents

RMV3_Mediji_ 2010_2011