FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 1 RETI DI CALCOLATORI HiperLAN.

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1 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 1 RETI DI CALCOLATORI HiperLAN prof. G. Russo (grusso@unina.it) grusso@unina.itgrusso@unina.it prof. E. Burattini (burattini@na.infn.it) prof. E. Burattini (burattini@na.infn.it)burattini@na.infn.itburattini@na.infn.it ing. A. Violetta (violetta@unina.it) ing. A. Violetta (violetta@unina.it)violetta@unina.it ©2008-2009 ©2008-2009

2 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 2 HIgh PErformance Radio LAN HIPERLAN Standard WLAN europeo, nasce come alternativa allo standard americano IEEE 802.11h 5 GHz spectrum, abbatte le barriere del tagging. HIPERLAN differisce dallo standard 802.11h a livello del Media Access Control: sono incompatibili. HIPERLAN è una possibile soluzione al problema del digital divide permettendo una comunicazione in tempo reale. Le reti wireless su Hiperlan/2 hanno una copertura con un raggio di 1-15 kilometri dalla stazione emittente.

3 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 3 L’European Telecommunications Standards Institute (Etsi) EN 301 893, ha realizzato delle soluzioni per le wireless Lan: HiperLan1: sfrutta la tecnologia Gsm nel mondo delle WLan. throughput 23,5 Mbps – frequenza ISM 5 GHz – HiperLan1: sfrutta la tecnologia Gsm nel mondo delle WLan. throughput 23,5 Mbps – frequenza ISM 5 GHz – compatibile con reti locali wired Ethernet e Token Ring compatibile con reti locali wired Ethernet e Token Ring HiperLan2: revisione versione precedente. HiperLan2: revisione versione precedente. throughput 54 Mbps - frequenza ISM 5 Ghz throughput 54 Mbps - frequenza ISM 5 Ghz connettività distribuita - tecnica delle future reti cellulari di quarta generazione connettività distribuita - tecnica delle future reti cellulari di quarta generazione progettato per i backbone radio all’interno degli edifici progettato per i backbone radio all’interno degli edifici HIgh PErformance Radio LAN HIPERAccess: interconnessioni fisse via radio in ambienti esterni HIPERAccess: interconnessioni fisse via radio in ambienti esterni frequenze superiori agli 11 GHz - date rate di 25 Mbit/s frequenze superiori agli 11 GHz - date rate di 25 Mbit/s HIPERLink: sistemi radio a banda larga point-to-point per interconnessioni fisse di reti HIPERLink: sistemi radio a banda larga point-to-point per interconnessioni fisse di reti (per connettere reti HiPERAccess o i punti di accesso di una rete HiPERLAN) (per connettere reti HiPERAccess o i punti di accesso di una rete HiPERLAN) frequenza 17 GHz - date rate di 155 Mbit/s frequenza 17 GHz - date rate di 155 Mbit/s

4 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 4 HIPERLAN permette l’accesso alla banda larga anche dalle zone poco redditizie per le normali reti telefoniche o poco raggiungibili per motivi geografici trasmettendo informazione, in maniera affidabile e veloce, in un sistema mobile, attraverso le reti wireless, molto meno dispendiose, in termini economici, di infrastrutture wired: HIPERLAN Campi di battaglia Calamità naturali Zone prive d’infrastrutture Perché Hiperlan? LeWLAN con tecnologia HIPERLAN risultano vantaggiose, anche, in vecchi edifici di valore storico dove il cablaggio risulta critico, oppure dove esiste l'esigenza di ristrutturazioni frequenti. Sono impiegate anche in siti industriali e cantieri, per realizzare reti temporanee o per applicazioni con terminali mobili. Le WLAN con tecnologia HIPERLAN risultano vantaggiose, anche, in vecchi edifici di valore storico dove il cablaggio risulta critico, oppure dove esiste l'esigenza di ristrutturazioni frequenti. Sono impiegate anche in siti industriali e cantieri, per realizzare reti temporanee o per applicazioni con terminali mobili.

5 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 5  Libero uso delle frequenze delle bande non protette R-LAN ed HiperLan(2,4 e 5 GHz) sia in modalitàpunto-multipunto(offerta di servizio alle utenze fisse) che in modalitàpunto-punto (offerta di servizio al pubblico e trunking tra sedi e stazioni base dell'operatore).  Nessun costo di licenza né per l'operatore né per l'utenza.  Utilizza bande non “licenziate”  Nessuna limitazione sulle aree di copertura, né geografiche né territoriali  Nessuna limitazione circa la tipologia di servizi IP offerti con tecnologia wireless.” Vantaggi Hiperlan

6 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 6 Le problematiche sono connesse sia alla tipologia delle reti che alla mobilità degli host: è, particolarmente complesso, ad esempio, instaurare una connessione stabile multi-hop, ossia che coinvolge più nodi, tra host che possono cambiare la loro posizione in maniera del tutto indipendente uno dall’altro. In questo scenario diventano frequenti attivazioni e cadute di link mono e bidirezionali causando continui cambiamenti nella topologia della rete. Un’ulteriore problematica può essere rappresentata dal fatto che essendo un sistema totalmente distribuito, si può verificare che due o più host trasmettano contemporaneamente generando delle interferenze sul canale o collisioni. Il fenomeno delle collisioni nelle reti wireless si verifica in ricezione, cioè quando un host riceve contemporaneamente due o più segnali sovrapposti, originati da mittenti diversi, che risultano pertanto impossibili da interpretare. Svantaggi Hiperlan

7 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 7 La realizzazione di una rete metropolitana wireless a banda larga prevede l’integrazione di due tecnologie wireless/radio, direttamente connesse ad una fonte, già esistente, di fibre ottiche: o WiFi su 2.4Ghz per l’erogazione di servizi dati, video, VoIP o HiperLan a 5Ghz per il trasporto/dorsale dati, video, VoIP. HIPERLAN/2 La banda è lasciata di libero impiego SOLO per le applicazioni che prevedono potenze EIRP (Massima Potenza Equivalente Irradiata da antenna Isotropica) di non più di 20 dBm (100mW) ed utilizzate ALL'INTERNO DI UNA PROPRIETÀ PRIVATA (no attraversamento suolo pubblico). Frequenze comprese nella banda 5.150-5.350 MHz, in ambito pubblico, ai fini della limitazione delle interferenze dannose ad altri servizi previsti nel PNRF (Piano Nazionale di Ripartizione delle Frequenze), possono essere utilizzate solo all’interno di edifici.

8 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 8 La banda di frequenze 5.470-5.725 MHz puo'essere impiegata, ad uso collettivo, per usi civili, da apparati a corto raggio per la trasmissione dati ad alta velocità (Hiperlan) aventi le caratteristiche tecniche della raccomandazione della CEPT ERC/REC 70-03 (annesso 3), anche per uso outdoor. La normativa tecnica ETS 300-328, nel caso di sistemi HiperLAN operanti nella banda 5.470-5.725 MHz, impone di irradiare con una potenza E.I.R.P. pari ad 1W (0,5 dBi) HIPERLAN/2 L’EIRP definisce il sistema trasmittente come la potenza che dovrebbe essere trasmessa, a parità di potenza ricevuta, se l’antenna trasmittente fosse isotropa: EIRP = WT*GT  Aumentando la distanza del collegamento punto-punto aumenta il guadagno delle antenne  Aumentando il guadagno delle antenne i collegamenti da omnidirezionali diventano settoriali o direttivi, migliorando l’integrità dei dati.

9 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 9 GT= guadagno in trasmissione, ovvero è il rapporto tra tensioni di ingresso e di uscita: G dB = 10 lg 10 (P u /P i ) Se il valore di GT è 1 (quindi a 0 dB) significa che ingresso ed uscita presentano lo stesso valore sia sul voltaggio sia sulla potenza: guadagno unitario. dB HIPERLAN/2 Esempio: Un'antenna ricevente, come quella del computer portatile, dovrà essere isotropa (e quindi GT=1=0dB) in modo che l'utente possa ricevere il segnale in qualunque posizione si metta (come per il telefonino). Nel caso il guadagno sia compreso tra uno e zero (guadagno in decibel negativo) l'output è più piccolo dell'input: attenuazione.

10 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 10 Formula di Friis: è un’equazione per il trasferimento radioattivo, calcola la potenza ricevuta da un'antenna in funzione dei parametri del link radio: P R = P T * [G T * G R * 2 / (4  ) 2 * R 2 ] dove: PT (WT)= potenza trasmessa GT/GR = guadagni delle antenne trasmittenti/riceventi λ = lunghezza d'onda R = distanza tra le antenne HIPERLAN/2

11 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 11 Naturalmente il segnale trasmesso diminuisce con R 2 e quindi non si annulla mai, prosegue all'infinito: ad un certo punto diventa così piccolo che non siamo in grado di rivelarlo perché si confonde con il rumore. Il rumore è un disturbo che esiste sempre in natura e che è dovuto all'agitazione termica degli elettroni nella materia; per calcolare la portata di un sistema di trasmissione dobbiamo conoscere la minima potenza ricevuta che permette ancora di rivelare il segnale. HIPERLAN/2 Agendo sui guadagni delle antenne trasmittenti/riceventi si può aumentare la portata per i collegamenti HIPERLAN (in realtà subentrano poi delle perdite atmosferiche): G T =G R =20dB portata di 25km E’ importante comprendere il valore dell’ unità di misura della potenza in trasmissione: DECIBEL (Per le antenne si parla di decibel relativi ). dBi e dBm sono unità per le potenze dei segnali.

12 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 12 dB esprime un rapporto fra due grandezze dello stesso tipo, ad esempio un'attenuazione o un guadagno dBi si riferisce ad un'antenna con un guadagno effettivo rispetto ad un'antenna isotropica, ovvero un'antenna "ideale" che propaga il segnale uniformemente in tutte le direzioni: un'antenna che in realtà non esiste e che ha la proprietà di irradiare in modo equo la potenza in ogni direzione, che viene utilizzata per facilitare i calcoli dal punto di vista matematico. HIPERLAN/2 ATTENZIONE!!! dB, dBi e dBd sono grandezze scalari, numeri puri privi unità di misura, mentre dBm esprime una potenza: dB + dBm = dBm dBm + dB = dBm dBm - dBm = dB

13 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 13 Il punto di compressione ad 1dB indica il valore della potenza d’ingresso per il quale la potenza di uscita reale è inferiore di 1dB rispetto al caso ideale; quindi rappresenta la massima potenza applicabile in ingresso in condizioni di linearità. HIPERLAN/2 Un'antenna non ha un guadagno di tot potenza, ma di tot volte! Esempio: un’antenna da 50 dB = 100000 volte! segnale 50 dBm = 20 dBi = 100000 mW = 100W Non ha senso dire guadagno di un'antenna 20dBi o che guadagna 100W: l’antenna guadagna 100 volte il segnale. Per segnali a 5W un'antenna a 20dBi porterebbe il segnale a 105W, non a 500W.

14 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 14 Conversione di potenza espressa in mW in dBm: dBm = 10 * log(mW) Quindi se si ha un trasmettitore di 200 mW, la sua potenza espressa in dBm sarà di: dBm = 10 * 2.301 = 23.01 dBm La formula utilizzata per convertire la potenza espressa in dBm in mW è la seguente: mW = 10^(dBm / 10) HIPERLAN/2

15 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 15 L' EIRP è utilizzato per stimare il servizio area del trasmettitore, e per coordinare i trasmettitori sulla stessa frequenza in modo che le loro zone di copertura non si sovrappongono. In aree edificate, è possibile limitare l’EIRP di un trasmettitore per evitare l'esposizione del personale a campi elettromagnetici ad alta potenza. EIRP tuttavia è normalmente limitato a ridurre al minimo le interferenze di servizi su frequenze simili. HIPERLAN/2 L'ufficio Europeo della Radiocomunicazione (ERO) ha definito alcune precisazioni sulla densità spettrale di potenza del segnale emesso dai trasmettitori degli apparati Hiperlan outdoor: operanti nel range di frequenze 5.470 - 5.725GHz operanti nel range di frequenze 5.470 - 5.725GHz limite E.I.R.P. è 1Watt, pari a 30dBm inferiori a quelle delle antenne cellulari limite E.I.R.P. è 1Watt, pari a 30dBm inferiori a quelle delle antenne cellulari densità di trasmissione spettrale massima di 50mW/MHz densità di trasmissione spettrale massima di 50mW/MHz Massima larghezza del canale 20MHz (50mW/MHz x 20MHz = 1W) Massima larghezza del canale 20MHz (50mW/MHz x 20MHz = 1W)

16 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 16 802.11802.11b802.11aHiperlan/2 Spettro 2.4 GHz 5 GHz Velocità max 2 Mbit/s 11 Mbit/s 54 Mbit/s MACCSMA/CACSMA/CACSMA/CATDMA/TDD Connettività Senza Connessione Orientato alla connessione Selezione delle frequenze Freq.Hopping DSSS HR-DSSSOFDM OFDM con DFS Supporto fisso alla rete EthernetEthernetEthernet Ethernet, IP,ATM, UMTS Controllo della qualità radio NoNoNo TCP, Link Adaption HIPERLAN/2

17 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 17 Orthogonal Frequency Digital Multiplexing In genere senza tecnologia OFDM………  In ambienti tempo dispersivi il segnale radio trasmesso può essere riflesso molte volte da punti diversi facendo sì che i tempi di propagazione al ricevitore possano essere molto diversi da cammino a cammino.  La variabilità dei ritardi, in corrispondenza di un’alta velocità di trasmissione, può raggiungere una proporzione significativa del simbolo trasmesso (una forma d’onda modulata) portando tale simbolo ad interferire con il successivo.

18 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 18  L'accesso è di tipo TDM, Time Division Multiplexing  Due tipi di connessioni: point-to-point  bidirezionali point-to-multipoint  unidirezionali verso MT  Un canale broadcast è usato per raggiungere tutti i terminali da ogni punto di accesso Orthogonal Frequency Digital Multiplexing

19 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 19 La struttura tipica di HIPERLAN/2 prevede dei MT che comunicano via radio con un solo AP della rete fissa ed, in caso di movimento, il passaggio a punti di accesso adiacenti (handover) avviene in maniera automatica. E’ possibile anche la comunicazione diretta tra terminali mobili per mezzo di connessioni 'ad hoc' (create al momento, con una durata strettamente necessaria allo scambio di dati). Sono definiti due modi di funzionamento:  Centralized Mode (CM): tutto il traffico dati passa attraverso l’AP sia che lo scambio avvenga tra un MT ed un qualunque terminale della rete, sia che avvenga tra MT connessi allo stesso AP. Viene usato questo modo se la maggior parte del traffico ha luogo tra terminali in punti diversi della rete. La comunicazione da MT a AP è definita Uplink, quella da AP a MT Downlink.  Direct Mode (DM): l’accesso ai canali di trasmissione è ancora gestito in maniera centralizzata da parte dell’AP, ma il traffico dati avviene direttamente tra i terminali senza passare dall’AP. Questo modo viene usato in ambienti particolarmente piccoli (ad esempio le abitazioni) in cui ci si aspetta che la maggior parte del traffico avvenga tra terminali associati allo stesso AP. La comunicazione da MT a MT è definita Direct Link. Hiperlan: Struttura

20 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 20 HIPERLAN/2 implementa un meccanismo per il controllo della potenza di trasmissione (Transmit Power Control – TPC) sia da parte del MT (in uplink e direct-link) che da parte dell’AP (in downlink): semplifica il progetto del ricevitore nell’AP, non necessitando più di un sistema per il controllo automatico del guadagno (AGC – Automatic Gain Control) semplifica il progetto del ricevitore nell’AP, non necessitando più di un sistema per il controllo automatico del guadagno (AGC – Automatic Gain Control) riduce le interferenze, ad esempio, con sistemi satellitari riduce le interferenze, ad esempio, con sistemi satellitari Il livello di potenza di trasmissione viene adattato in base alle capacità di decodifica del ricevitore più lontano; nei casi in cui sia richiesta una maggiore potenza pur essendo già stato raggiunto il limite massimo o, viceversa, sia richiesta una minor potenza pur essendo già stato raggiunto il limite minimo. Hiperlan: Struttura

21 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 21 Livelli Hiperlan/2 Lo standard HIPERLAN/2 definisce:  livello fisico (Physical layer -PHY)  livello di controllo del collegamento dati (Data-Link Control layer -DLC)  al di sopra di questi, un set di livelli convergenza (Convergence Layer-CL), che accettano pacchetti o celle dai sistemi di networking già esistenti e li formattano per la trasmissione via radio

22 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 22 Apparati Hiperlan/2 Nell’architettura di rete il Ponte Hiperlan rappresenta il livello superiore che implementa un ponte radio ad alta efficienza per l’interoperabilità dei livelli inferiori. Per la configurazione del ponte radio Hiperlan punto-punto saranno utilizzati i seguenti apparati di rete:  antenne Doradus  apparati AT WR4500 collassati sui tronconi ethernet (per es. Switch AT9812T)

23 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 23 Le antenne sono state collocate line of Sight, ovvero devono essere poste sulla stessa direttrice, altrimenti il segnale genera un'onda riflessa. Nella nostra simulazione utilizzeremo due antenne paraboliche “Stella Doradus”, PAR5614:  hanno una potenza in entrata pari a 50Watts  il dipolo è protetto da scatola in plastica ABS resistente agli urti  coprono un range di frequenza di 5.15-5.9Ghz  hanno un guadagno di 14 dBi 25 con 3dB Beamwidth 8°*40° I dipoli di entrambe le antenne devono essere installate on line of Sight per ottenere massima propagazione del segnale. Antenne DORADUS

24 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 24 La PAR5614 è un modello di antenna parabolica ad alta efficienza con il più alto rapporto peso/efficienza Le antenne sono collegate ai Router Hiperlan mediante un cavo coassiale RF h100 Antenne DORADUS

25 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 25 Apparati Hiperlan/2 Il protocollo Hiperlan/2 lavora su frequenze di 5.4 gigahertz/20dBi e copre un raggio di 2-3 km dall'antenna con potenze d'emissione dell'ordine dei decimi di watt (come quelle dell'antenna di un telefonino)., con velocità di trasmissione fino a 54Mbps. Esistono antenne che lavorano su frequenze del wi-fi e di HiperLan, aumentando in questo modo la copertura. Con una serie di rilanci successivi che mettono in serie un certo numero di antenne HiperLan si coprono fino a 20 km teorici e 11 effettivi. E’ richiesta l’installazione di antenne direzionali paraboliche o di pannelli direzionali.

26 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 26 Caratteristiche Antenne Hiperlan/2 La tecnologia Hiperlan consente link radio a lungo raggio nel rispetto della normativa Europea, l’adozione di sofisticate tecnologie di traffic shaping e compressione permettono prestazioni ai massimi livelli. Per la realizzazione un Ponte Radio per connessioni Punto-Punto/Punto Multipunto le antenne devono rispecchiare le seguenti carateristiche: Antenna ad alto guadagno integrata Antenna ad alto guadagno integrata Antenna direttiva Antenna direttiva Maximum antenna output power: 30dBm max Maximum antenna output power: 30dBm max Maximum connector output power: 17dBm max Maximum connector output power: 17dBm max

27 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 27 Le antenne omnidirezionali trasmettono nello stesso modo in tutte le direzioni. Teoricamente dovrebbe avere un diagramma polare di forma sferica (antenna isotropica), quindi il campo da essa trasmesso può essere immaginato come una sfera. Nella realtà non esiste un'antenna del genere (per essere isotropica dovrebbe avere dimensione uguale a zero). Anche se il modello è teorico, in pratica, la "sfera" può assomigliare di più ad una palla schiacciata ai poli o ad una mela. Per una omnidirezionale il diagramma polare è un cerchio, o meglio, una sfera, (maggiore è il guadagno dell'antenna, più grande è il cerchio, quindi più vasta sarà la zona servita) Sono utili solo quando si installa l'antenna ad esempio al centro di un'area che deve essere coperta integralmente. Antenna Omnidirezionale Hiperlan/2

28 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 28 Antenna Direzionale/Direttiva Hiperlan/2 Antenna dipolo Parabola Pannello Settoriale Antenna Yagi CantennaBiQuad

29 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 29 In questa categoria si trovano una miriade di prodotti differenti, dal dipolo alla settoriale, dalla yagi alla "cantenna“, dalla biquad alla parabola e tante altre. La caratteristica principale di queste antenne è quella di privilegiare determinate direzioni di trasmissione ( "diagramma polare" ). Le antenne direttive, vanno usate principalmente quando si desidera fare un link (un collegamento) wi-fi tra due punti distanti anche molti chilometri. Antenna Direzionale/Direttiva Hiperlan/2

30 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 30 Come possiamo decidere quale antenna scegliere per le nostre esigenze? Un'antenna molto direttiva e ad elevato guadagno, quale per esempio una yagi da 18 dBi o una parabola da 26 dBi, oltre al vantaggio di permettere collegamenti più "lunghi" ha un altro grosso vantaggio: attenua (= quasi blocca) tutti i segnali provenienti da direzioni diverse da quella del suo puntamento. Questo è utilissimo nel caso (molto frequente) in cui ci siano altri servizi a 2,4 GHz che potrebbero disturbarci (o che noi potremmo disturbare). Si parla, oltre che di "diagramma polare" (o diagramma di irradiazione) anche di "rapporto avanti/indietro", "lobi secondari“. Il diagramma polare assume la forma di un'ellisse che inizia dalla punta dell'antenna e si sviluppa nello spazio antistante ad essa. Maggiore sarà il guadagno dell'antenna, maggiore sarà la sua direttività, quindi l'ellisse si presenterà (all'aumentare del guadagno) via via più lunga e più stretta. Antenna Direzionale/Direttiva Hiperlan/2

31 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 31 Antenne Hiperlan/2 Le antenne Outdoor sono state sviluppate per una vasta gamma di applicazioni, per consentire di ottenere performance elevate. FrequencyGainConnectorTypology Beam Width H Plane Beam Width V Plane 4,5 Antenna Ponte Radio 45° 5.15 – 5.875 GHz 28 dBi N-FemaleDirective45°4,5° Antenna Ponte Radio 60° 5.15 – 5.875 GHz 16 dBi N-FemaleSector60°11° Antenna Ponte Radio 90° 4.9 – 5.875 GHz 17 dBi N-FemaleSector90°5,5° Antenna Ponte Radio 120° 5.15 – 5.875 GHz 15 dBi N-FemaleSector120°6° -------

32 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 32 RETI DI CALCOLATORI Apparati HiperLAN: Border Router prof. G. Russo (grusso@na.infn.it) grusso@na.infn.itgrusso@na.infn.it prof. E. Burattini (burattini@na.infn.it) prof. E. Burattini (burattini@na.infn.it)burattini@na.infn.itburattini@na.infn.it ing. A. Violetta (violetta@unina.it) ing. A. Violetta (violetta@unina.it)violetta@unina.it ©2008 ©2008

33 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 33 Apparati Hiperlan/2 Un sistema ETSI a 5 Ghz NLOS opera con modulazione OFDM, in due versioni: o Point to Multipoint: adatto a coprire settori (60°, 90°, 120°) o Point to Point: destinato a costruire dorsali Per realizzare un sistema Punto-Multipunto IP sono necessarie:  Base station Multifunzione e Multistandard  Serie di subscriber units operanti nella banda ISM 5,470 - 5,725Ghz con standard Hiperlan2, 802.11h, e 2,4Ghz in standard 802.11b/g. Il sistema costituisce la base di un completo sistema di accesso ultimo-miglio classe operatore. Le interfacce radio sono singolarmente e indipendentemente gestibili tramite l'interfaccia utente. Per la realizzazione di un sistema Punto-Punto sono necessarie due subscriber units:  Un’unit funge da base station  Un’unit da AP

34 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 34 Apparati Hiperlan/2 Il Border Router rappresenta un punto di interconnessione tra l’antenna e la LAN. I BR effettuano:  gestione del processo di autenticazione delle singole unità  filtraggio del traffico broadcast/multicast  supportano l’802.1Q (VLAN Support)  gestione QOS via 802.1P  definizione policy:  gestione e configurazione da remoto (GUI)  supporto SNMP  supporto crittografia WPA e WEP livello di MAC - MAC filtering livello di MAC - MAC filtering livello di IP - IP Filtering livello di IP - IP Filtering livello di protocollo – Protocol filtering livello di protocollo – Protocol filtering

35 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 35 Serie BR AT 4500 IEEE 802.11 Dual Band Outdoor Wireless Routers I BR AT WR 4562 sono dual band dual radio outdoor wireless base router

36 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 36 Caratteristiche tecniche Specifiche fisiche Dimensions Dimensions 21.2cm x 5.7cm x 18.3cm (W x D x H) (W x D x H) 8.4” x 2.2” x 7.2” Weight Weight 1.2 Kg (2.7 lbs) 100% 100% die cast aluminium enclosure Specifiche ambientali Operating conditions temperature: Operating conditions temperature: -30°C to +65°C (-22°F to +140°F) Relative humidity: Relative humidity: 5% to 95% (non-condensing) Storage conditions temperature: Storage conditions temperature: -40°C to +70°C (-40°F to +158°F) Relative humidity: Relative humidity: 5% to 95% (non-condensing) Robustness IEC 60529 protection Level: Robustness IEC 60529 protection Level: IP66 (AT- WR4561, AT-WR4562) IP65 (AT-WR4542) MTBF: MTBF: 39,000 hrs Power Characteristics Power: Power: PoE IEEE 802.3af compliant Power consumption: Power consumption: 7W (AT-WR4561) 10W (AT-WR4562) Fast Ethernet interfaces Standard: Standard: IEEE 802.3u (MDI/MDI-X) Ports: Ports: 1 Connector: Connector: RJ-45 female Radio interfaces Standard: IEEE 802.11a/b/g/h Connectors: 2 x N type female (diversity)

37 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 37 Caratteristiche tecniche Specifiche Antenne Type: Type: Flat panel Polarization: Polarization: Linear Gain: Gain: 22 dBi 3dB beam width: 3dB beam width: 10.5° Frequency range: Frequency range: 5.1 to 5.8 GHz Bridging IEEE 802.1D Spanning-Tree Protocol IEEE 802.1w Rapid Spanning-Tree Protocol Multiple bridge interfaces Bridge firewalling MAC NAT VLAN IEEE 802.1Q VLAN IEEE 802.1Q VLAN tagging on Ethernet and wireless links Multiple VLANs VLAN bridging Routing Static routing Equal cost multi-path routing Policy-based routing RIPv1 / v2 OSPFv2

38 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 38 Firewall - NAT Stateful packet filtering Peer-to-Peer protocol filtering Source and destination NAT Packet classification by:  Source MAC  Interfaces  IP addresses and subnets  Ports and port range  Protocols  Protocol options (ICMP type, TCP flags and MSS)  ToS (DSCP)  Packet content (matching sequence/frequency)  Packet size  Time Caratteristiche tecniche QoS Managment Hierarchical HTB QoS system with bursts Per IP / protocol / subnet / port / firewall mark Per IP / protocol / subnet / port / firewall mark PCQ, RED, SFQ, FIFO queue PCQ, RED, SFQ, FIFO queue CIR, MIR, contention ratios, dynamic client rate equalizing CIR, MIR, contention ratios, dynamic client rate equalizing (PCQ), bursts, peer-to-peer protocol limitation Tunneling protocols PPTP, PPPoE and L2TP PPTP, PPPoE and L2TP access concentrators and clients PAP, CHAP, MSCHAPv1 and MSCHAPv2 PAP, CHAP, MSCHAPv1 and MSCHAPv2 authentication protocols RADIUS RADIUS authentication and accounting MPPE MPPE encryption; compression for PPPoE Data rate Data rate limitation Differentiated firewall PPPoE PPPoE dial on demand IPIP tunnels, EoIP (Ethernet over IP)

39 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 39 IPSec IP security AH and ESP protocols MODP Diffie-Hellman MODP Diffie-Hellman groups 1,2,5 MD5 and SHA1 MD5 and SHA1 hashing algorithms DES, 3DES, AES-128, AES-192, AES-256 DES, 3DES, AES-128, AES-192, AES-256 encryption algorithms Perfect Forwarding Secrecy Perfect Forwarding Secrecy (PFS) MODP groups 1,2,5 Caratteristiche tecniche PROXY FTP and HTTP FTP and HTTP caching proxy server HTTPS HTTPS proxy Transparent DNS and HTTP p Transparent DNS and HTTP proxying SOCKS SOCKS protocol support DNS DNS static entries Support Support for caching on a separate drive Access Control Lists Caching lists Parent proxy support DHCP DHCPserver per interface DHCP server per interface DHCP relay DHCP client Multiple DHCP networks Static and dynamic DHCP leases RADIUS support VRRP VRRP protocol for high availability UPnP Universal Plug & Play support NTP Network Time Protocol server and client

40 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 40 Monitoring/accounting IP traffic accounting Firewall actions logging Statistics graphsaccessible via HTTP GUI Statistics graphs accessible via HTTP GUI Caratteristiche tecniche Management SNMP read-only SSH and Telnet CLI Web GUI Windows-based GUI ToolPingTraceroute Bandwidth test Ping flood Packet sniffer Dynamic DNS update tool

41 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 41 Apparati Hiperlan/2 Nell’architettura di rete il Ponte Hiperlan rappresenta il livello superiore che implementa un ponte radio ad alta efficienza per l’interoperabilità dei livelli inferiori. Per la configurazione del ponte radio Hiperlan punto-punto saranno utilizzati i seguenti apparati di rete:  antenne Doradus  apparati AT WR4500 collassati sui tronconi ethernet (Switch AT9812T)

42 FACOLTA’ DI SCIENZE MM. FF. NN. - Corso di laurea magistrale in Informatica – corso di RETI DI CALCOLATORI A.A. 2008-2009 42 Router WR4500 Il WR4500 presenta 3 interfacce fisiche: 2 schede Wlan (nel tandem, 1 nel client) 2 schede Wlan (nel tandem, 1 nel client) 1 scheda Eth 1 scheda Eth Il cavo coassiale dell’antenna va collegato ad un’interfaccia WLan Alla porta Ethernet del router Hiperlan è collegato un PoE injector, Power Over Ethernet, che è un alimentatore che trasmette la corrente necessaria ad alimentare il WR4500, che, quindi, si alimenta tramite cavo Ethernet. Al PoE sono connesse due patch cord, in due porte opposte:  alla porta DataOut è connesso il cavo Ethernet che collega PoE e WR4500  alla porta DataIn è connesso il cavo Ethernet che collega PoE al troncone Ethernet o al PC.