UNINETT Trådløse Nettverk Jardar.Leira@uninett.no UNINETT AS 22.11.2000

Agenda UNINETT Trondløst Radio som medium IEEE 802.11 m. flere Radiointerferens og sikkerhet Mobilkommunikasjon Trender og utvikling

Agenda UNINETT Trondløst Radio som medium IEEE 802.11 m. flere Radiointerferens og sikkerhet Mobilkommunikasjon Trender og utvikling

UNINETT UNINETT er det norske landsomfattende datanettet for forskning og utdanning. UNINETT tilbyr nett-tjenester som binder det norske miljøet sammen med det internasjonale akademiske miljø og gir tilgang til ressurser i nettverk. UNINETT er det norske forskningsnettet. Medlemskap og tilknyting til UNINETT er åpent for norsk forskning og utdanning Består av flere grupper: Administrasjon, Tjenester, Nett og ”Testnett”. UNINETT FAS, et datterselskap som har domenenavnregistrering (NORID) og distribuerte applikasjoner og programvareavtaler.

Testnettgruppa 3.5 personer Jobber med: Utvikling av overvåkningsverktøy (Stasi, NEMO, NetFlow, kvalitetsmåling) IPv6, neste generasjons IP m. nok adresser Kvalitet på nett-tjenester (QoS, multimedia) Mobilitet (Trådløst, Alltid-på-nett) Prøver ut ny teknologi, teknikker og protokoller (gigabit nett, 802.11, multicast) Testnett (Kjeller, Oslo, Trondheim, Tromsø) Jobber internasjonalt og deltar i europeiske arbeidsgrupper for avansert uttesting.

Trådløst i UNINETT Har brukt STM-1 (155Mbps) laser mellom Max-bygget og NTNU (ca. 600m) Nå i Oslo (pilestredet-wergeland) 18GHz STM-1 radiolink med Nera CityLink flere steder i Norge. 2 i Oslo, 2 i Bergen. 2Mbps E1/G.703 nett-nett forbindelser på 2.4GHz 2-3Mbps nett-nett forbindelser med FHSS system. UiB har stort MAN for studenter/ansatte i Bergen. UiT har et IPv6 MAN over trådløst i Tromsø UiO med WEMAN, mobil-IP, IPv6 Trondløst

Agenda UNINETT Trondløst Radio som medium IEEE 802.11 m. flere Radiointerferens og sikkerhet Mobilkommunikasjon Trender og utvikling

Trondløst Trondløst = Trondheim Trådløst. Et trådløst MAN (Metropolitan Area Network) i Trondheim. Samarbeidsprosjekt mellom ITEA/NTNU og UNINETT Prosjektperiode: 01.01.99-01.11.99 (nå: drift) Mål: Se på trådløst som et alternativ for tilkobling av hjemmebrukere, se hvordan trådløst skalerer og på de reelle kostnader. Utbygging av 4 basepunkter for max 3Mbps fastlinje nett. 80-90 hjemmebrukere Ansatte ved NTNU og UNINETT I tillegg har vi trådløst på interne bærbare

Trondløst

Trondløst

45th IETF - Oslo Trådløs dekning på Oslo Plaza og Oslo Spectrum 7 etasjer 30 basestasjoner 200 bærbar-brukere, 120 samtidige på det meste Hotellet fikk midlertidig 155Mbps trådløs tilkobling fra UiO som Internet-forbindelse.

Trådløst Fordeler: Opp til 11Mbps fastforbindelse Ingen/få løpende avgifter Billig utstyr. Engangskostnad. Forbindelse der kabel ikke er tilgjengelig Ulemper: ”Lufta er for alle”  interferens. Ikke så pålitelig som kabel. Svak sikkerhet (om en ikke passer på)

Konklusjoner Prosjektet en suksess med veldig popularitet Trådløst tilfredsstiller de flestes krav til ytelse og stabilitet. Det skalerer bra om det gjøres riktig. Men feil bruk/misbruk kan lamme hele trådløsnettet for alle (Eks. Napster). Viktig å velge riktig trådløsteknologi Kostnaden er raskt inntjent i forhold til f.eks. ISDN. Konsekvens: Videre satsning på trådløst og NTNU vil gjerne utvide nettet til å omfatte studenter. (TrondSec)

Agenda UNINETT Trondløst Radio som medium IEEE 802.11 m. flere Radiointerferens og sikkerhet Mobilkommunikasjon Trender og utvikling

Krav til konsesjon Post- og Teletilsynet (P&T) styrer tildeling av frekvenser. 2.4GHz-2.4835GHz og 5.725GHz-5.850GHz to frie ISM bånd (Industrial, Scientific and Medical). Begrenset utgangseffekt: 100mW (20dBm EIRP). Begrenser dermed rekkevidden. Ellers er frekvensene fra 18GHz til 38GHz mye brukt for trådløst. Også 3.4GHz er brukt. Krever konsesjon og koster penger. Laser/IR krever ingen konsesjon

Ytelser Høyere frekvens muligjør større datamengde, men krever høyere effekt for å nå like langt. Lasersystemer har opp til 155Mbps. For 18GHz og over, eksisterer flere systemer fra 2 til 155Mbps. Enda raskere (1Gbps) er på trappene. Dyrt utstyr, beregnet for ende-til-ende forbindelser. På 5.8GHz ISM kommer systemer med 54Mbps. For 2.4GHz ISM er det max 11Mbps. 2Mbps vanligst. (En del overhead)

Agenda UNINETT Trondløst Radio som medium IEEE 802.11 m. flere Radiointerferens og sikkerhet Mobilkommunikasjon Trender og utvikling

IEEE 802.11 Standard for trådløse nettverk av 26. Juni 1997 Beskriver 3 fysiske medier: Ett IR og to RF. IR ikke benyttet av noen. CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) Bruker frekvensene 2.4-2.483GHz Får 2Mbps på de to RF teknikkene (som ikke er kompatible). Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS)

IEEE 802.11

CSMA/CA Som CSMA/CD ved at flere bruker samme mediet. RF er mer begrenset og sårbart. Har ikke råd til å prøve å feile for mye på transmisjoner. Vil bli for mye støy. Alle enheter ser ikke hverandre. Dersom mediet har vært ledig i en predefinert periode, sendes en reservasjonsforespørsel. Reservasjon angir periode på transmisjon og andre holder seg unna. Dermed unngår en i stor grad kollisjoner.

Spread Spectrum Betyr at en fordeler signalet over flere frekvenser. Øker muligheten for å overleve støy på en eller få frekvenser (Narrow Band Interference), men vil allikevel bukke under for kraftig støy over hele frekvensområdet (Broad Band Interference)

DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Deler opp tilgjengelig frekvensområde (83.5MHz) i 13 kanaler. Modulerer data med en spredekode (chipping) og sender på en av disse kanalene. Må være 30MHz mellom bærefrekvensene til systemet. Det gir max 3 DSSS system i samme område før en får interferens. Teknikken er ganske tolerant mot støy og kan rekke langt (ca. 11km på en god dag)

FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum Deler opp tilgjengelig frekvensområde (83.5MHz) i 79 kanaler. Bruker en kanal av gangen, men hopper mellom dem etter en predefinert periode - Dwell time. Typisk 128 eller 100 kilo-mikrosekund. Hoppmønster er predefinert i 78 forskjellige. Ortogonale så de aldri kolliderer med hverandre. Bruker mindre energi enn DSSS. Oppstår støy på en kanal, hopper den bare videre til neste. Veldig robust. Max ca. 15 samtidige FHSS system i ett område. Rekkevidde på ca. 5km.

IEEE 802.11a 16. September 1999 Opererer på 5GHz og dermed ulovlig i Norge Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) for datamodelring. Robust mot multipath Yter mellom 6Mbps og 54Mbps

IEEE 802.11b 16. September 1999 Utvidelse av DSSS på 2.4GHz Øker ytelsen til 5.5Mbps og 11Mbps med bakoverkompabilitet. Krever godt signal for å få godt ytelse Har blitt den mest populære standard for PCMCIA kort. (Alle bruker samme chip: PRISM II)

Flere IEEE standarder IEEE 802.16 – Broadband Wirless Access for Wireless Metropolitan Area Network (WMAN). Standardisering av høgkapasitets trådløs på også lisensierte frekvenser, typisk 10-66GHz. For ytelser på 1-155Mbps. IEEE 802.15 – Wireless Personal Area Network (WPAN). Lav rekkevidde (10m) med billig og energibesparende utstyr. Bruker FHSS på 2.4GHz og gir 1Mbps.

Andre standarder Bluetooth – 2.4GHz. Ligner litt på 802.11. FHSS på 1Mbps. Bruker nesten samme teknikk, men ikke kompatibel. 802.15 blir kanskje kompatibelt. HiperLAN2 – 5.8GHz. Ganske lik 802.11a OFDM med 54Mbps. Bruker nesten samme teknikk, utvider litt og er ikke kompatibelt. Støtter UMTS, ATM, Ethernet m.fl. Lov å bruke i Norge! I tillegg mange flere proprietære....

Ikke bare datanettverk! Utstyr som kan bruke trådløst: Trådløs ”seriekabel” Trådløs ”parallellkabel” for skrivere Trådløse PDA og butikkhjelpemiddel Trådløs overføring av lyd og bilde for kamera, videofilm, mikrofoner og telefoner.

Agenda UNINETT Trondløst Radio som medium IEEE 802.11 m. flere Radiointerferens og sikkerhet Mobilkommunikasjon Trender og utvikling

Interferens Konsesjon gir enerett på frekvens. ISM bånd er fritt fram for alle. Støy et økende problem på 2.4GHz pga. økende popularitet. Ikke bare trådløse nettverk: trådløstelefoner, DVD Anywhere, mikrobølgeovn. Velg teknikk etter forholdene. FHSS ved MAN. DSSS vs. mikrobølgeovn FHSS vs. mikrobølgeovn

Fri sikt ...og litt mer Når RF øker, nærmer egenskapene seg lysets. RF på ISM 2.4/5.8 kan stoppes av selv lett løvverk. Laser blir i tillegg også stoppet av tåke/snø. Fresnels sone >=80% fri sone = fri sikt

Fresnels sone

Sikkerhet Radiobølgene blir kringkastet! Ingen måte å vite om noen avlytter! Alt som kreves er tilsvarende utstyr og litt innsikt. (og noe programvare.. ;-) Standardoppsett på 802.11 utstyr har INGEN sikkerhet! Men FHSS utstyr er LITT vanskeligere å avlytte enn DSSS siden en må finne ID til nettverket. (Men det er lett!) 802.11 har definert Wired Equivalent Privacy (WEP) m. kryptering. Anbefales! Men koster mer penger (lisensbelagt). RCA RC4 algoritme m. 64-bits seed.

Sikkerhet Anbefaler uansett bruk av sikkre forbindelser for sesitive data som passord osv. (Bruk f.eks. SSH) 802.11 har ingen sikkerhet utover WEP, mot ulovlig tilkobling og (mis)bruk av WLAN. Noen produsenter tilbyr det som standard eller som ekstraprodukt.

Agenda UNINETT Trondløst Radio som medium IEEE 802.11 m. flere Radiointerferens og sikkerhet Mobilkommunikasjon Trender og utvikling

Mobilgenerasjoner 1G – Førstegenerasjons mobilkommunikasjon. Analoge systemer som NMT. 2G – Andregenerasjons mobilkommunikasjon. Digitale m. mulighet for dataoverføring. GSM, HSCSD, GPRS hører under denne generasjonen. 3G – Tredjegenerasjons mobilkommunikasjon. Planlagt driftsstart 2001-2002. I Europa får vi UMTS. 4G – Fjerdegenerasjons mobilkommunikasjon. Visjoner om ”Alle alltid på nett” og ”Alt-over-IP”

Global System for Mobile communications GSM Global System for Mobile communications 9600bps for dataoverføring SMS – Max 160 tegn WAP - Wireless Application Protocol. Et enkelt, stort sett tekstbasert grensesnitt mot enkle sider på Internet. GSM med HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) 43200 bps (3 kanaler = 3 ganger så dyrt!)

General Packet Radio Service GPRS General Packet Radio Service Fungerer sammen med HSCSD. Pakkesvitsjet som gjør at data kan sendes når den er tilgjengelig. I praksis koblet opp hele tiden og betaler bare for overført datamengde. 30-100kbps. Norske operatører planlegger 40 kbps.

Universal Mobile Telecommunications System UMTS Universal Mobile Telecommunications System Den nye planlagte standard for mobilkommunikasjon. UMTS vil kunne tilby datahastigheter fra 128Kbps til 2Mbps. UMTS vil IKKE kunne erstatte trådløse LAN/MAN. Men UMTS vil hjelpe til med å få folk til å tenke ”På nett, trådløst” og styre utviklingen dit, ikke bare med bruk av UMTS.

Agenda UNINETT Trondløst Radio som medium IEEE 802.11 m. flere Radiointerferens og sikkerhet Mobilkommunikasjon Trender og utvikling

Hva skjer? Priser for fastlinje går ned, også for trådløst. Kapasiteten går opp (men det gjør også kravet!) Går mot ”Alltid på nett” og ”Nett over alt”. Trådløs en veldig viktig komponent. ”Virtual Presence” – Alle kan nå deg på nett uansett hvor du er. Internet sin tilsvarende av mobiltelefonen i dag. Aktører tilbyr mobil-IP tilknytning? Alt med en CPU vil kommunisere med hverandre. PDAer begynner å bli nyttig og underholdende. Integrering med mobiltelefonen og trådløst. Internet blir stadig viktigere for stadig fler. Tilgjengelige tjenester øker. (Betaling, kart, beskjedformidling, opplysninger) Alt over IP!

Visjoner om hva som blir PDA som ditt adgangskort til dører, automatisk innlogging til datamaskiner, bilalarm osv. Med fingeravtrykkleser f.eks. PDA som kredittkort og elektronisk betaling! PDA gir automatisk sjekk av tilstand til vaskemskin, komfyr, kjøleskap, lys, bilen og annet elektronisk en måtte ha. PDA med full oversikt over varer og priser i en butikk en besøker. Kanskje med reklame og tilbud. PDA til ”sjekking” på utesteder. Legg inn din profil og hva du ser etter og den sier i fra når den finner en match! Kanskje med en ”peiler”?  PDA som navigering med integrert GPS. Hvor er nærmeste sted som selger øl? Beste pizza? PDA den neste ungdoms-fad etter mobiltelefonen?

Science Fiction? Nokia UMTS visjoner HP Jordana Fargeskjerm, MP3, filmavspilling, Bluetooth modul Ericsson 380 Ericsson MP3 Symbol NetVision Phone Compaq iPAQ http://www5.compaq.com/products/handhelds/pocketpc/features.html StrongARM, TFT fargedisplay. ANOTO penn http://www.digitoday.no/digi98.nsf/pub/dd20000609101647LMK2193636988 Bluetooth, tekstgjenkjenning (graffiti) Ericsson Bluetooth handsfree Ericsson Bluetooth Xircom Rex 6000 MicroPDA http://www.itavisen.no/art/1293302.html Touch skjerm. PCMCIA størrelse Microsoft/Sagem WA 3050 http://www.itavisen.no/art/1293364.html Dualband GPS. GPRS. PDA Samsung VideoMobil http://www.itavisen.no/art/1293227.html GSM, MPEG4 CyberBank Cybrid Mobil-PDA http://www.itavisen.no/art/1293389.html 640x480-256, Bluetooth, GSM, StrongARM Nokia 6210 http://www.nokia.no/mobiltelefoner/6210/ Dual band, HSCSD

Aktuelle linker HiperLAN2 http://www.hiperlan2.com/ http://www.etsi.org/technicalactiv/hiperlan2.htm UMTS http://www.umts-forum.org/ Bluetooth http://www.bluetooth.com/ IEEE http://www.ieee.org/ http://www.ieee802.org/ Post og Teletilsynet http://www.npt.no/