Telecomunicazioni 2.

Presentazione sul tema: "Telecomunicazioni 2."— Transcript della presentazione:

1 Telecomunicazioni 2

2 Suddivisione delle reti in base all’estensione geografica

3 Suddivisione delle reti in base all’estensione geografica

4 Suddivisione delle reti in base all’estensione geografica
LAN (local-area network) definisce una tipologia di rete, o di parte di una rete, in cui i vari dispositivi che ne fanno parte sono tutti dislocati nell'ambito dello stesso edificio o al massimo in più edifici contigui (distanze nell'ordine delle centinaia di metri).

5 WSN PAN

6 Peculiarità Sistemi Wireless Vantaggi Sistemi Wireless

7 Svantaggi Sistemi Wireless

8

9

10 Bande di frequenza per la trasmissione:
banda internazionale ISM a 2.4 GHz banda europea a 868 MHz banda USA a 915 MHz N° canali: 16 (banda 2.4GHz) 1 (banda 868MHz) 10 (banda 915MHz) Data-rates: 250 kbit/s (banda 2.4GHz) 20 kbit/s (banda 868MHz) 40 kbit/s (banda 915MHz) Operabilità in configurazione a stella o “peer-to-peer” (mesh) Accesso al canale in modalità CSMA-CA Completa definizione del protocollo per trasferimento dei dati Basso consumo di energia

11

12

13 Livello Fisico e MAC: standard IEEE 802.15.4
Lo standard IEEE è pensato per realizzare: reti wireless a corto raggio e basso bit rate Permette di ottenere comunicazioni wireless caratterizzate da: basso costo, data rates relativamente bassi, basso consumo di potenza. come richiesto dalle Wireless Sensor Networks (WSN)

14 raccolta/elaborazione
Gli elementi di una WSN Centro raccolta/elaborazione dati WSN sensori

15

16

17

18

19

20

21 Esempi Trasferimento Dati
Trasmissione verso il coordinatore Trasmissione dal coordinatore

22 Protocollo IEEE 802.15.4 / ZigBee
ZigBee è un protocollo di alto livello si appoggia allo standard IEEE per i livelli sottostanti Stack ZigBee Customer Software Livelli: Network Security Application Hardware Livelli: Fisico, Media Access Control

23 Protocollo ZigBee (2.4 GHz)
Fornisce i servizi di rete e di livello applicativo (ad esempio :  Individua ed assegna i ruoli di coordinatore, router ed end-device ai diversi nodi della rete ;  Gestisce le connessioni di rete;  Si occupa della sicurezza dell’intera rete;  Assegna gli indirizzi per l’utilizzo nelle politiche di routing;  Realizza l’instradamento dei pacchetti.) Velocità massima di trasferimento : 250 Kbit/s Elevato numero di unità collegabili in rete (fino a 64000) Raggio di copertura : da 100 m a qualche Km (dipendente dal tipo di antenna utilizzata). Caratteristiche principali: Basso consumo di energia; Basso costo dei dispositivi; Versatilità e riadattamento della topologia di rete in caso di spostamento dei dispositivi;

24

25 Protocollo ZigBee (2.4 GHz): Topologie di rete

26 Protocollo ZigBee (2.4 GHz): Componenti della rete
Full-Function Devices (FFD): Sono dispositivi (nodi) in grado di eseguire tutte le operazioni necessarie per gestire la rete Coordinators Routers Reduced-Function Devices (RFD): Sono nodi più semplici con il compito di trasmetter dati utili all’applicazione. Non si occupano della gestione della rete End-devices

27 Modulo ZigBee Il modulo di dimensioni 26x15x3 mm3 contiene un blocco RF e un microcontrollore. E’ basato sul protocollo ZigBee® PRO. Supporta entrambe le funzionalità FFD e RFD. E’ basato sul chip Texas Instruments CC2530 System con 256 Kb di memoria dedicata. Può presentare o meno un’antenna integrata.

28 Modulo ZigBee Software : Telit in-house ZigBee Pro Stack
Performances Range Up to 4 Km (LOS) Output Power Up to 100 mW (20 dBm) Serial data rate Up to Kbps Radio data rate 250 kbps Sensitivity -100 dBm Power requirements Power supply 2 to 3.6 V Board consuption Rx: 31 mA Tx: 150 mA Std-by: 2.5 A Sleep: 1.5 A Networking Frequency MHz Channels 16 Modulation QPSK Serial Interface RS232 TTL ZigBee Pro Stack Download Over - the - Air Software : Telit in-house ZigBee Pro Stack (C/C++ Compiler)

29 Componenti Demoboard ZigBee Scheda madre Alimentazione:
> batteria (+9V) > Alimentatore (12 V, 500 mA) Porta seriale RS232 Connettori per accesso segnali I/O (ad es. per integrazione sensori esterni)

30 Connettori per montaggio
Componenti Demoboard ZigBee Scheda I/O Consente di interagire in modo semplice ed immediato con le porte I/O del modulo Zigbee Connettori per montaggio modulo Zigbee

31 Modulo con antenna integrata
Componenti Demoboard ZigBee Moduli ZigBee Modulo con antenna integrata Connettore antenna Modulo senza antenna

32 Demoboard ZigBee Modulo Zigbee Scheda I/O Demoboard assemblata
Scheda madre

33 Test Modulo ZigBee Software gestione dei moduli
Consente di caricare il Firmware sui moduli Gestione dei singoli moduli e della rete Analisi dei dati scambiati nella rete

34 Inizializzazione rete
Creazione nodo coordinatore  un modulo viene collegato tramite una porta seriale al PC sul quale è presente il Manager Tool  sul modulo viene caricato il firmware che assegna la funzione di coordinatore (FFD)

35 Inizializzazione rete
 Il nodo coordinatore viene connesso al PC per essere configurato Scelta protocollo e porta seriale Connessione modulo/PC Dispositivo connesso

36 Inizializzazione rete
2. Assegnazione canale di comunicazione e indirizzo rete ZigBee (ovvero Extended PAN ID) Scelta canale Riepilogo attributi modulo Impostazionechiave di sicurezza Scelta Extended PAN ID

37 Esempio modulo End-Device
Inizializzazione rete 3. Creazione nodi con funzioni di End-Devices (RFD) o Routers Si ripetono i passaggi effettuati per la creazione del nodo coordinatore per ogni end-device (ovvero caricamento firmware end-device, scelta canale, indirizzamento rete) Si avvia la richiesta al nodo coordinatore che accetta i nuovi nodi come membri della propria rete Esempio modulo End-Device Indirizzo nodo Tipologia nodo Extended PAN ID del nodo coordinatore

38 Esempio rete Nell’esempio sono stati creati due end-devices collegati al nodo coordinatore COORD RF link End device Address # 78-5E Address # AE-97 Address # COORD COORD 78-5E AE-97

39 Topologia rete trovata (i nodi end devices sono spenti)
Tool di monitoraggio della rete Topologia rete trovata (i nodi end devices sono spenti) Ricerca nodi rete Stato della rete

40 Il nodo 78-5E è stato acceso e risulta connesso
Tool di monitoraggio della rete Il nodo 78-5E è stato acceso e risulta connesso

41 Tool di monitoraggio della rete Informazioni nodo e comandi
Descrizione nodo

42 Tool di monitoraggio della rete Informazioni nodo e comandi
Finestra di dialogo Risposta al comando Descrizione nodo

43 Tool di monitoraggio della rete Informazioni nodo e comandi
comando ping

44 Tool di monitoraggio della rete Informazioni nodo e comandi
Risposta destinazione al comando ping e tempi di risposta

45 è stato acceso e risulta connesso
Tool di monitoraggio della rete Informazioni nodo e comandi Risposta nodo AE-97 Al comando Ping Anche il nodo AE-97 è stato acceso e risulta connesso

46 Test Outdoor modulo ZigBee
Nodo coordinatore

47 Test Outdoor modulo ZigBee
End-Device # 78-5E Risposta nodo 78-5E al comando Ping

48 Test Outdoor modulo ZigBee
End-Device # 78-5E Risposta nodo 78-5E al comando Ping

49 Test Outdoor modulo ZigBee
End-Device # 78-5E Risposta nodo 78-5E al comando Ping