Ethernet c.d.Interfejsy bezprzewodowe

Wykład 6

Gigabit Ethernet

• Gigabit Ethernet należy do rodziny standardów Ethernet 802.3

• Może pracować w trybie full duplex (przesyłdanych po 2 parach) lub tzw double-duplex (4 pary).

• Gigabit Ethernet może wykorzystywać do transmisji danych medium optyczne jak równieżskrętkę kategorii 5 i wyższej

Standardy Gigabit Ethernet

Standardy 10 Gigabit Ethernet

Ethernet vs. inne technologie sieciowe

Ethernet - sprzęt

Ethernet – schemat blokowy

Interfejs MII

• Interfejs MII (Media Independent Interface) jest ustadaryzowanym interfejsem służącym do podłączenia kontrolera sieci (MAC) do warstwy fizycznej (PHY) w Ethernecie 100Base-T

• Dzięki pełnej standaryzacji możliwe jest podłączenie dowolnego typu medium fizycznego

• Istnieją wersje MII dla praktycznie każdego typu połączenia ethernetowego (np.. AUI, GMII, RMII)

Interfejs MII – odbiór danych

Interfejs MII – nadawanie

Ethernet MAC – STE100P

• Główne cechy:– Układ kontrolera sieci dostępny w ilościach

detalicznych– Wsparcie dla standardów 10Base-T oraz 100Base-TX– Wsparcie dla mechanizmów autonegocjacji prędkości– Interfejs MII– Dostęp do medium poprzez CSMA/CD lub full-duplex– Wewnątrz układu zaimplementowane potrzebne

kodery, skramblery i equalizery

Ethernet MAC – STE100P

STE100P - aplikacja

Interfejsy bezprzewodowe

Interfejsy bezprzewodowe

• Popularność komunikacji bezprzewodowej rośnie obecnie w znacznym tempie

• Samo zagadnienie komunikacji jest zagadnieniem skomplikowanym – środowisko jest kapryśne i bardzo zatłoczone

• Dzięki efektowi skali na rynku dostępne sąobecnie gotowe i tanie(!) układy komunikacji bezprzewodowej

Interfejsy bezprzewodowe

• Dostępne na rynku rozwiązania pozwalają na transmisję o prędkościach od pojedynczych B/s do dziesiątek MB/s

• Dostępne zasięgi: od metrów do kilometrów

• Dostępne częstotliwości są ograniczane przez regulacje lokalne. W Europie wykorzystuje sięzazwyczaj: 433MHz, 868MHz oraz 2.4GHz

Interfejsy bezprzewodowe

ZigBee

ZigBee

Interfejsy bezprzewodowe

ZigBeeIEEE 802.15.4

ZigBee

• Główne cechy:– Przewidziany do pracy głównie w zakresie 2.4GHz

– Zdefiniowany również dla kilku innych częstotliwości

– Zdefiniowano 27 kanałów

– Możliwe jest podłączenie praktycznie dowolnej liczby urządzeń

– Urządzenia tworzą sieć „dynamic mesh”

– Duuuży nacisk położony na mały pobór prądu

– Metoda dostępu do medium: CSMA/CA

– Modulacja O-QPSK

ZigBee – architektura sieci

ZigBee – architektura oprogramowania

ZigBee – architektura oprogramowania

ZigBee – struktura ramki

• Typy transmisji:– Potwierdzana– Nie potwierdzana– Unicast– Broadcast– Transmisja wielokanałowa– Transmisja jednokanałowa

ZigBee – przykład zastosowania

ZigBit

• Główne cechy:– Kompaktowe wymiary– Przyzwoita cena– Bardzo duża czułość (-101dBm)– Moc wyjściowa do +3dBm

– Bardzo mały pobór prądu: sen <6µA, transmisja <20mA– Człon radiowy zintegrowany z mikrokontrolerem

ATMega1281– Zintegrowana antena– Praca w paśmie 2.4 GHz

Dziękuję za uwagę

BluetoothIEEE 802.15.1

Bluetooth

• Główne cechy:– Przewidziany do pracy w zakresie 2.4GHz

– Zdefiniowano 3 klasy mocy nadawczej o zasięgu 1, 10 oraz 100 metrów

– Możliwe jest podłączenie do sieci tylko kilku urządzeń

– Urządzenia tworzą pikosieć z jednym hostem i do 7 urządzeniami typu slave

– Metoda dostępu do medium: TDMA, zarządzane przez hosta

– Modulacja FSK

Bluetooth

• Główne cechy:– Wykorzystywane jest 79 kanałów o szerokości 1MHz

– Teoretyczna przepływność to 1Mb/s

– Używana jest technika Frequency Hopping (1600 skoków na sekundę)

– Ze względu na zajętość tego samego pasma co WiFi(tj. 802.11) może nastąpić wzajemne zakłócanie sięobu standardów

Bluetooth – stos protokołów

Bluetooth – stos protokołów

• Warstwa radiowa

• Baseband layer:– Upakowuje luźne bity w ramki

– Sloty czasowe: 625 µs

– Sloty parzyste wykorzystuje master, nieparzyste –urządzenia slave

– Ramki mają długość 1,3 lub 5 slotów

• Warstwa L2CAP:– Zamienia pakiety od warstw wyższych na ramki

– Dba o zapewnienie jakości usług

Bluetooth – format ramki

• Istnieje kilka formatów ramek

• Najczęściej stosowana jest pokazana poniżej

• Ramka trwa 288 µs z 625 µs – reszta jest tracona na synchronizację!

Dziękuję za uwagę

Moduł BTM-112 – parametry elektryczne

Dziękuję za uwagę

Moduł BTM-112 – schemat blokowy

ZigBee vs Bluetooth

Dziękuję za uwagę