Metode de comunicatie wireless pentru echipamentele de calcul

Metode de comunicatie wireless pentru echipamentele de calcul

1.1. Descrierea tehnologiei bluetooth

BLUETOOTH este o tehnologie de comunicatii wireless "fara fir", bazata pe undele radio, care permite schimbul de informatii intre doua dispozitive.

Denumirea Bluetooth "dinte albastru" a fost adoptata in memoria unui rege danez din secolul X, Harald Bluetooth, care a unit Danemarca si Norvegia cu scopul de a determina oamenii sa comunice intre ei. Astazi tehnologia wireless Bluetooth permite oamenilor sa comunice intre ei, prin intermediul undelor radio si cu un cost redus.

INCEPUTUL

Ideea care a dat nastere tehnologiei wireless Bluetooth, a fost inlocuirea cablurilor de legatura dintre un telefon mobil si un laptop, cu dispozitive radio de dimensiuni reduse incorporate in aceste echipamente, care sa permita transmiterea de date si voce intre cele doua echipamente. In anul 1994 un grup de ingineri de la compania de telefonie mobila Ericsson incep investigarea fezabilitatii acestei tehnologii iar dupa un an apar primele rezultate.

EVOLUTIA

Principalele probleme cu care s-au confruntat producatorii dispozitivele Bluetooth au fost: interferenta cu alte dispozitive ce emit unde radio si interoperabilitatea defectuoasa dintre doua dispozitive fabricate de firme diferite. Pentru solutionarea acestor probleme, in anul 1998 a luat fiinta Grupul de Interes Special (SIG), care include companiile promotoare a tehnologiei wireless Bluetooth: Ericsson, Motorola, Nokia, Toshiba, IBM, Intel, Microsoft precum si alte mii de companii asociate. Scopul acestui grup este de a preveni devenirea acestei tehnologii proprietatea unei singure companii si de a garanta interoperabilitatea globala intre dispozitive indiferent de producator sau de tara unde sunt utilizate. Grupul testeaza dispozitivele si verifica daca sunt indeplinite cerintele cu privire la: calitatea legaturii radio, informatia specifica utilizatorului, profiluri si protocoale. Din anul 1999 au aparut mai multe versiuni Bluetooth.

Bluetooth 1.0 Este prima versiune bluetooth care apare in anul 1999. Aceasta versiune avea numeroase lipsuri si probleme:

interferente cu alte aparate ce emit unde radio;

incompatibilitate in cazul in care echipamentele erau produse de firme diferite.

Urmatoarea versiunea 1.1 lansata in februarie 2001, rezolva o serie din aceste probleme.

Bluetooth 1.2 Versiune lansata in noiembrie 2003, este compatibila cu versiunea 1.1 si aduce imbunatatiri semnificative:

sunt mai rezistente la interferente cu alte aparate ce emit unde radio;

creste calitatea semnalului audio;

creste viteza transferului de date la 721 Kbps.

Bluetooth 2.0 Versiune lansata in noiembrie 2004, este compatibila cu versiunile anterioare si aduce urmatoarele imbunatatiri:

creste viteza de transfer a datelor la 3,2 Mbps;

transport de semnale audio de calitate Wi-Fi si de semnale video;

alinierea Bluetooth la sistemele celulare 3G;

creste raza de actiune pana la 100m;

consum de energie mai mic;

gestionare buna a conexiunilor intre mai multe dispozitive;

Bluetooth 2.1 Versiune lansata in august 2007, este compatibila cu versiunile anterioare si aduce urmatoarele imbunatatiri:

proceduri de securitate mai bune(inclusiv proceduri de criptare);

o gestionare mai buna a consumului de energie;

Bluetooth 3.0 Versiune lansata in aprilie 2009, aduce urmatorele imbunatatiri:

viteza de transfer creste pana la 24 Mbps;

durata mai mare de viata pentru baterie;

sunt prevazute cu dispozitiv Enhanced Power Control, care micsoreaza riscul deconectarii accidentale.

PRODUSE BLUETOOTH

Primele produse in care a fost incorporata tehnologia wireless Bluetooth au aparut in perioada 2000-2001:

Ø      Adaptoare pentru telefoane mobile, PC-uri si laptop-uri (fig.1.1.1 a)

Ø      Cartele pentru PC-uri si laptop-uri (fig.1.1.1 b)

Ø      Headset-ul Bluetooth (fig.1.1.1 c)

Ø      PDA-uri (fig.1.1.1 d)

Ø      PC-uri handheld (fig.1.1.1 e)

Ø      Pocket PC (fig.1.1.1 f)

a  b c

d  e f

Figura 1.1.1 Produse Bluetooth

Din anul 2002 tehnologia Bluetooth este incorporata pe placile de baza ale PC-urilor si laptop-urilor anumitor producatori, in telefoanele mobile si pe tot mai multe dispozitive mobile si accesorii: imprimante, faxuri, camere foto digitale, tastaturi, mouse.

La ora actuala tehnologia Bluetooth este incorporata in produse industriale, medicale, dispozitive electronice pentru uz casnic, personale si de afaceri, cu tendinta de extindere in tot mai multe domenii. Odata cu extinderea productiei de masa preturile acestor produse vor scadea.

TEHNOLOGIA BLUETOOTH

Pe fondul cresterii accentuate a numarului de echipamente mobile de calcul si a aplicatiilor care presupun o mobilitate ridicata a utilizatorilor se remarca din ce in ce mai mult o tendinta de intrepatrundere a domeniului calculatoarelor cu cel al telecomunicatiilor, liniile traditionale din acestea devenind tot mai putin distincte. Tehnologia wireless Bluetooth este o tehnologie ideala pentru unificarea acestor "doua lumi" permitand tuturor tipurilor de dispozitive sa comunice, ele transportand fie date, fie voce, fie pe amandoua.

In tehnologia Bluetooth, comunicatia se face in radiofrecventa, fiind folosita o banda de frecvente nelicentiata ISM (Industrial Scientific and Medical) intre 2.402 GHz si 2.480 GHz alocata pentru domeniul industrial, stiintific, medical si poate fi folosita astfel aproape oriunde in lume. Banda este divizata in 79 de canale radio, fiecare canal avand o largime de banda de 1 MHz. Deoarece in aceasta banda mai opereaza si alte tehnologii de comunicatie, pentru eliminarea interferentelor radio, Bluetooth foloseste tehnica de imprastiere spectrala cu schimbare in salturi de frecventa, aceasta schimbare de frecventa producandu-se de 1600 ori pe secunda. Fiecare dispozitiv avand o gama de alegere a 79 de frecvente care se schimba de 1600 ori pe secunda, fiind putin probabil ca doua dispozitive sa fie pe aceeasi frecventa in acelasi moment, iar daca totusi interferenta are loc, ea dureaza doar o mica fractiune de secunda.

O caracteristica de baza a tehnologiei Bluetooth este capabilitatea de a transmite si receptiona simultan atat comunicatiile vocale cat si comunicatiile de date.

Comunicatiile vocale

Bluetooth utilizeaza simultan 3 canale vocale sincrone sau un canal care suporta simultan transmisie vocala sincrona si transmisie de date asincrona. Fiecare canal vocal suporta sincron 64 Kbps in fiecare sens.

Comunicatiile de date

Un canal de date asincron poate suporta maxim 723,2 Kbps in sens direct in conexiune asimetrica sau 433,9 Kbps in conexiune simetrica.

Distanta dintre doua dispozitive intre care se poate stabili un canal de comunicatie depinde de clasa de putere. Tabelul 1.1.1 afiseaza cele trei clase de putere si distanta de conectare maxima specifica fiecareia.

Tabelul 1.1.1

ARHITECTURA BLUETOOTH

Tehnologia wireless Bluetooth permite dispozitivelor realizate de diversi producatori sa lucreze impreuna. Din acest considerent, arhitectura Bluetooth se defineste atat ca un sistem radio cat si ca o stiva de protocoale prin intermediul careia este sesizata prezenta altor dispozitive Bluetooth, sunt descoperite si utilizate serviciile oferite de aceste dispozitive. Arhitectura Bluetooth este o imbinare intre o arhitectura hard si o arhitectura soft.

ARHITECTURA HARD reprezinta partea fizica a dispozitivului Bluetooth (fig.1.1.2) si este formata din:

Ø      Componenta analogica - Bluetooth Radio

Ø      Componenta digitala - Bluetooth Host Controller (HC)

RF LINK

Figura 1.1.2 Arhitectura hard - Bluetooth

Bluetooth radio este un dispozitiv electronic analogic cu dublu rol de transmitator si receptor (transceiver). Acest dispozitiv comunica pe de o parte cu nivelul radio din alt dispozitiv Bluetooth si pe de alta parte cu link controller-ul dispozitivului Bluetooth. Spre link controller exista o dubla interfata logica pentru transportul datelor si pentru transportul informatiei de control intre cele 2 parti ale dispozitivului Bluetooth.

Host Controller este componenta digitala a dispozitivului Bluetooth care contine:

Ø      Link Controller - un procesor de semnal digital care are mai multe functii: de transferuri sincrone si asincrone, codare radio, criptare. La nivelul Link Controller-ului este adresa dispozitivului Bluetooth BD_ADDR (similara adreselor MAC) si ceasul intern Bluetooth.

Ø      CPU core - este procesorul central al dispozitivului Bluetooth care cuprinde stiva de protocoale (partea de software)

Ø      External interfaces - este o interfata fizica intre modulul Bluetooth si dispozitivul gazda (host) la care este atasat modulul Bluetooth.

ARHITECTURA SOFT este reprezentata de stiva de protocoale Bluetooth (fig.1.1.3)

Figura 1.3 Stiva de protocoale Bluetooth

Potrivit acestor protocoale, dispozitivele Bluetooth se pot localiza, conecta si schimba date intre ele si pot desfasura aplicatii interactive.

Ø      Baseband: Link Manager, Link Controller, Radio - sunt protocoale de transport ce permit dispozitivelor Bluetooth sa se localizeze intre ele, permit crearea, configurarea si administrarea legaturilor logice si fizice pentru schimbul de date dintre protocoalele de niveluri superioare si aplicatii.

Ø      Host Controller Interface - este o interfata comuna intre nucleul Blutooth si gazda Bluetooth (ex. un laptop), care asigura compatibilitatea intre diverse implementari hard.

Ø      L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol) - protocol de control al legaturii logice si adaptarii prin care trece traficul de date. La nivelul L2CAP se face multiplexarea aplicatiilor si protocoalelor permitand acestora sa utilizeze in comun interfata aer. Tot aici se face segmentarea pachetelor de informatie de dimensiuni mari adaptandu-le la dimensiunea necesara transmisiunii la nivel baseband si corespunzator reasamblarea pachetelor la receptie.

Ø      RFCOMM - este un port serial virtual pentru aplicatii, care face posibila desfasurarea comunicatiilor seriale peste legaturile wireless oferite de tehnologia Bluetooth.

Ø      WAP (Wireless Application Protocol) - este un protocol pentru conectarea wireless la retelele de internet si este folosit de telefoanele mobile. Pentru conectarea la retelele de internet prin dial-up se utilizeaza protocolul AT Commands. Reteaua accesata este o retea de tip TCP/IP care foloseste protocolul IP. Dupa ce se stabileste prin dial-up legatura cu reteaua TCP/IP, dispozitivul care a initiat conexiunea foloseste protocoalele standard din stiva Internet: TCP, UDP, HTTP, etc. Un dispozitiv se mai poate conecta la o retea de tip TCP/IP printr-un punct de acces la retea PPP (Point to Point Protocol) -asa cum se procedeaza pentru accesul LAN. In acest caz, dispozitivul se conecteaza la punctul de acces la retea printr-un link Bluetooth, iar la randul sau acesta se conecteaza la o retea mai mare. Peste link-ul Bluetooth se foloseste protocolul PPP din Internet. Dupa ce s-a stabilit legatura prin acest protocol, pentru a interactiona cu reteaua sunt folosite protocoalele standard din stiva internet: TCP, UDP, HTTP. Accesul la o retea WAP folosind un gateway de tip WAP se desfasoara in mod similar cu diferenta ca in scopul interactionarii cu reteaua se foloseste protocolul WAP.

Ø      OBEX (Object Exchange) - este un protocol de comunicare care permite schimbul de obiecte intre doua dispozitive Bluetooth, cum ar fi: carti de vizita electronice (formatul vCard), e-mail-uri si alte tipuri de mesaje (formatul vMessage). OBEX este bazat pe modelul client-server si ofera aceeasi functionalitate ca si http dar la un nivel mai redus.

Ø      TCS (Telephony Control Specification) - este un protocol folosit pentru controlul comunicatiilor telefonice cu flux audio sau de date. In cazul unui apel telefonic, dupa ce apelul este stabilit, semnalul vocal ce constituie convorbirea telefonica este transmis printr-un canal audio Bluetooth. In cazul conectarii prin dial-up la o retea, dupa ce apelul de date (data calls) este stabilit, continutul convorbirii este transmis sub forma de pachete de date prin intermediul protocolului L2CAP.

Ø      SDP (Service Discovery Protocol) - este un protocol care sta la baza tuturor modelelor de utilizare, care defineste o metoda standard prin care un dispozitiv Bluetooth descopera si afla mai multe informatii despre serviciile si caracteristicile unui alt dispozitiv Bluetooth. Informatiile descoperite pot fi tabelate in liste, cu ajutorul carora utilizatorul, avand informatii despre serviciile dispozitivelor Bluetooth din vecinatate, poate selecta intre aceste servicii si stabilii conexiuni cu unul sau mai multe dispozitive Bluetooth.

Ø      Device Manager - este un bloc care controleaza comportamentul general al dispozitivului Bluetooth cum ar fi: administrarea numelui dispozitivului, cheile de link-uri memorate, detectarea altor dispozitive Bluetooth din vecinatate, conectarea la alte dispozitive Bluetooth

Ø      Grupul aplicatiilor - este constituit din aplicatiile care efectiv utilizeaza legaturile Bluetooth. O parte din aceste aplicatii sunt "mostenite" iar alta parte sunt proiectate pentru a folosi alte tehnologii care pot fi desfasurate prin link-uri Bluetooth, cu modificari minore ale software-lui respectiv.

ARHITECTURA RETELELOR BLUETOOTH

Unitatile Bluetooth aflate in acelasi domeniu spatial de actiune radio pot realiza conexiuni punct-la-punct (point-to-point) si/sau conexiuni punct-la-multipunct (point-to-multipoint), vezi fig.1.1.4. Unitatile pot fi adaugate sau deconectate in mod dinamic la retea.

master

slave

point-to-point point-to-multipoint

Figura 1.1.4 Moduri de conexiuni dintre unitatile Bluetooth

Cand doua dispozitive stabilesc o legatura Bluetooth, unul activeaza in rolul de master iar celalalt ca slave, existand posibilitatea ca un dispozitiv oarecare sa functioneze atat ca master intr-o legatura cat si ca slave intr-o alta legatura.

Un master poate utiliza in comun un canal cu pana la 7 dispozitive slave simultan active, sau inca 255 de dispozitive slave daca acestea sunt in modul inactiv, reteaua formata numindu-se piconet (pico-retea), vezi fig.1.1.5.

Rolul de master nu confera unui dispozitiv nici un fel de autoritate sau privilegiu, master-ul fiind responsabil de sincronizarea dispozitivelor legate la el. Toate dispozitivele slave care comunica cu un acelasi master isi schimba frecventa in acelasi timp cu master-ul.

Figura 1.1.5 Piconet

Pentru a realiza configuratii flexibile de comunicatii si schimburi de date, doua sau mai multe piconets se pot intersecta si formeaza un scatternet, fiind posibil ca unul dintre dispozitive sa aiba rol de master intr-un piconet si de slave in alt piconet, vezi fig.1.1.6. Pentru a se respecta normele de imunitate la coliziuni intre date, un scatternet poate cuprinde pana la 10 piconet-uri.

Daca in acelasi domeniu spatial se afla mai multe pico-retele, fiecare lucreaza independent si fiecare are acces la intreaga banda de frecventa. Fiecare pico-retea este stabilita pe un canal diferit, cu salt in frecventa. Toti utilizatorii dintr-o pico-retea sunt sincronizati pe canalul acesteia.

Figura 1.1.6 Scatternet

In prezent exista foarte putine implementari reale de scatternets datorita limitarilor de Bluetooth si adresa de protocol MAC.

SECURITATEA RETELEI BLUETOOTH

Deoarece semnalele radio pot fi usor interceptate, dispozitivele Bluetooth au incorporate proceduri de securizare. Pentru simplitatea conectarii a doua dispozitive Bluetooth, majoritatea producatorilor acestor dispozitive aleg varianta configurarii lor fara setari de securitate.

Standardul Bluetooth permite setarea a trei nivele de securitate:

Nivel 1 - No security(mod nesigur) Dispozitivul permite conectarea oricarui alt dispozitiv. Dispozitivele configurate cu acest nivel nu implica nici un mecanism de securitate.

Nivel 2 - Service level security(securitate la nivelul serviciului). Masurile de securitate sunt initiate dupa ce canalul de comunicatie a fost stabilit. Suporta autentificare, criptare si autorizare. Este cel mai flexibil nivel de securitate deorece pentru fiecare aplicatie sau serviciu se poate aplica un anumit nivel de securitate. De exemplu pentru o baza de date importanta se poate aplica autentificare, criptare si autorizare iar un anumit document sa nu fie securizat.

Nivel 3 - Link level security(securitate la nivelul conexiunii). Masurile de securitate sunt initiate inainte de stabilirea comunicatiei. Suporta autentificare si criptare. Autorizarea nu este necesara deoarece se presupune ca doua dispozitive conectate in nivelul 3, ar trebui sa poata accesa toate aplicatiile si serviciile disponibile pe fiecare dispozitiv. Acest nivel este cel mai securizat in schimb este mai putin flexibil deoarece toata informatia schimbata intre doua dispozitive este criptata.

Specificatiile Bluetooth definesc un model de securitate bazat pe 3 componente:

Ø      O rutina de interpelare pentru autentificare;

Ø      Cifrarea fluxului informational ca metoda de criptare;

Ø      Generarea unor chei de sesiune ca metoda de autorizare. Aceste chei pot fi oricand schimbate pe parcursul unei conexiuni stabilite.

In algoritmul de securizare sunt utilizate 3 entitati:

Ø      Adresa dispozitivului Bluetooth (BD_ADDR) (48 biti), care este o entitate publica, unica pentru fiecare dispozitiv;

Ø      O cheie privata (PIN) specifica utilizatorului (128 biti), care este o entitate secreta care deriva din procedura de initializare;

Ø      Un numar aleator (IN_RAND) (128 biti), care difera la fiecare noua tranzactie si deriva dintr-un proces pseudo-aleator specific unitatii Bluetooth.

COMUNICATII BLUETOOTH

Tehnologia Bluetooth permite atat comunicatii de date cat si comunicatii de voce si audio. Pentru efectuarea acestor comunicatii, in specificatiile Bluetooth exista doua tipuri de conexiuni fizice:

Ø      ACL(Asynchronous ConnectionLess) - pentru comunicatii de date. Aceste conexiuni lucreaza pana la 650 Kbps. Un dispozitiv cu rol de master poate avea un anumit numar de conexiuni ACL cu alte dispozitive, dar intre doua dispozitive poate exista doar o singura conexiune ACL. Conexiunile ACL asigura transmisii fara erori, ceea ce inseamna ca pachetele de date pierdute sau eronate sunt retransmise

Ø      SCO(Synchronous Connection Oriented) - pentru comunicatii vocale. Aceste conexiuni lucreaza la 64 Kbps si pot stabilii 3 legaturi vocale simultane duplex sau se poate combina transmisia vocala cu una de date. Un dispozitiv cu rol de master poate avea 3 conexiuni SCO simultane, toate cu acelasi dispozitiv slave sau cu 3 dispozitive slave diferite. Datorita ratei de transfer mici, conexiunile SCO nu sunt recomandate pentru transferuri audio de calitate sau transfeuri de date deoarece pachetele de date pierdute sau eronate nu sunt retransmise

Deoarece intre dispozitivele unei retele wireless Bluetooth nu exista cabluri de legatura, pentru realizarea comunicatiilor intre doua dispozitive, aceste dispozitive trebuie in primul rand sa se descopere si sa stabileasca o legatura intre ele, apoi sa se conecteze la o baza de date si in final sa se conecteze la un serviciu Bluetooth.

Ø      Descoperirea dispozitivelor (Inquiry) - este procedura prin care un dispozitiv Bluetooth A sondeaza vecinatatea cu un alt dispozitiv Bluetooth B din zona si cere adresa Bluetooth si ceasul acestui dispozitiv in vedera sincronizarii cu acesta. Pentru aceasta, dispozitivul Bluetooth A transmite o serie de pachete de interogare (inquiry) iar dispozitivul Bluetooth B raspunde cu un pachet FHS(Frequency Hop Synchronisation) care contine informatiile necesare pentru crearea legaturii intre cele doua dispozitive (vezi fig.1.1.7). Dispozitivele Bluetooth se pot descoperii automat intre ele daca sunt setate pe modul "inquiry scan", situatie in care saltul de frecventa este mai lent iar timpul de descoperire este mai mare.

A  B

Inquiry

Inquiry

FHS

Figura 1.1.7 Schimb de mesaje intre un laptop si un telefon celular

Utilizatorul laptop-ului deschide o aplicatie care necesita o legatura Bluetooth dial-up. Pentru a utiliza aceasta aplicatie laptop-ul trebuie sa afle ce dispozitive Bluetooth sunt in zona si initializeaza o procedura Inquiry. Pentru aceasta, laptop-ul transmite o serie de pachete de interogare (inquiry) iar telefonul celular raspunde cu un pachet FHS care contine toate informatiile de care laptop-ul are nevoie pentru crearea unei legaturi cu celularul.

Ø      Stabilirea legaturii (pairing) - este procedura prin care doua dispozitive Bluetooth se autentifica intre ele prin intermediul unei chei de autentificare. Daca dispozitivele nu schimba intre ele o astfel de cheie, legatura nu poate fi realizata. Generarea unei chei de autentificare este cunoscuta sub denumirea de pairing. Procesul de pairing presupune generarea unei chei de initializare, a unei chei de autentificare, urmate de autentificare reciproca (vezi fig.1.1.8).

Cheia de initializare este bazata pe o cerere catre utilizator, care este un numar personal de identificare (PIN) sau o parola si poate avea pana la 128 biti. Intre 2 dispozitive parola este secreta. Cheia de initializare este folosita pentru criptare cand se schimba date pentru crearea cheii de autentificare, apoi este distrusa.

Cheia de autentificare este bazata pe numere aleatoare si pe adresele Bluetooth ale ambelor dispozitive.

Cand procesul de pairing este complet, dispozitivele sunt autentificate reciproc. Dupa stabilirea legaturii dispozitivele impart aceeasi cheie de autentificare care este pastrata pentru utilizari viitoare.

Figura 1.1.8 Crearea unei chei de initializare

Ø      Conectarea la o baza de date Service Discovery - este necesara pentru a afla daca un dispozitiv Bluetooth suporta un serviciu anume (fig.1.1.9).

Figura 1.1.9 Secvente de conectare Laptop - Bluetooth la o baza de date

1. Laptop-ul trimite mesaje de paging telefonului celular, utilizand informatiile adunate prin procedura inquiry. Telefonul scaneaza mesajele de paging si raspunde, moment in care, intre cele doua dispozitive se seteaza o conexiune ACL  la nivelul benzii de baza pentru transferul de date.

2. Dupa stabilirea conexiunii ACL, se realizeaza conexiunea la nivelul protocolului L2CAP utilizata de fiecare data cand are loc un transfer de date intre dispozitive Bluetooth. Protocolul L2CAP permite mai multor servicii si protocoale sa utilizeze o singura legatura ACL in banda de baza.

3. Laptop-ul foloseste canalul L2CAP pentru a seta o conexiune la serverul Service Discovery din telefonul celular.

4. Clientul Service Discovery din laptop solicita serverului Service Discovery din telefonul celular sa-i trimita toate informatiile pe care le poseda referitoare la profilul Dial-Up Networking (DUN).

5. Serverul Service Discovery din telefonul celular cauta prin baza sa de date si returneaza caracteristicile referitoare la profilul Dial-Up Networking.

6. Dupa adunarea informatiilor de descoperire a telefonului celular, se poate decide inchiderea conexiunii cu acesta, daca se doreste stabilirea de conexiuni cu alte dispozitive din zona in vederea colectarii de informatii prin Service Discovery.

Ø      Conectarea la un serviciu Bluetooth - este identic cu cel pentru conectarea in vedera descoperirii serviciilor (fig.1.1.10).

Figura 1.1.10 Secvente de conectare Laptop - Bluetooth la un serviciu Bluetooth

1. Aplicatia care ruleaza pe laptop trimite  mesaje de paging telefonului celular, utilizand informatiile adunate prin procedura inquiry. Telefonul scaneaza mesajele de paging si raspunde, moment in care intre cele doua dispozitive se seteaza o conexiune ACL  la nivelul benzii de baza pentru transferul de date. Aplicatia de pe laptop trimite cerintele sale catre telefonul celular utilizand Host Controller Interface (HCI).

2. Managerul legaturii (LM), configureaza legatura utilizand Link Manager Protocol (LMP).

3. Dupa stabilirea conexiunii ACL, se realizeaza conexiunea la nivelul protocolului L2CAP utilizata de fiecare data cand are loc un transfer de date intre dispozitive Bluetooth.

4. Dupa stabilirea legaturii L2CAP, prin intermediul ei este setata o legatura RFCOMM (un simulator al interfetei RS-232). RFCOMM multiplexeza cateva servicii si protocoale intr-o singura conexiune.

5. Fiecarui serviciu sau protocol i se atribuie un numar propriu de canal. Laptop-ul, in urma procedurii Service Discovery, stie ce numar de canal (Dial-Up Networking) sa foloseasca de la telefonul mobil.

6. Prin intermediul legaturii RFCOMM se seteaza conexiunea Dial-Up Networking (DUN) si laptop-ul poate sa inceapa exploatarea serviciilor DUN oferite de telefonul celular

1.2. Descrierea tehnologiei infrarosu

RADIATIILE INFRAROSU (IR)  sunt radiatii electromagnetice invizibile cu lungimea de unda mai lunga decat cea a luminii vizibile dar mai scurta decat a undelor radio. Cuvantul infra provine din latina si inseamna "sub", prin infrarosu este caracterizat domeniul situat "sub capatul rosu" al spectrului de lumina vizibila (fig.1.2.1).

100nm 380nm 780nm 100 m

Figura 1.2.1 Spectrul radiatiilor luminoase

SCHEMA BLOC A UNUI SISTEM DE COMUNICATIE IN INFRAROSU

Schema bloc functionala a unui sistem de comunicatie in infrarosu este prezentata in figura 1.2.2:

Figura 1.2.2 Schema bloc a unui sistem de comunicatie in infrarosu

Ø      Sursa de informatii - pachete de date sub forma de semnale electrice logice.

Ø      Emitatorul - are rolul de a prelucra semnalul de intrare prin filtrare, amplificare, modulare, si de a transmite acest semnal catre un receptor. Emitatorul este o dioda emitatoare de lumina - LED (Light Emitting Diodes) care transforma un semnal electric in radiatie luminoasa.

Ø      Canalul de comunicatie - este constituit din spectrul infrarosu al radiatiilor electromagnetice.

Ø      Receptorul - are rolul de extrage cat mai fidel, prin demodulare, informatiile din semnalul transmis. Receptorul este o fotodioda care transforma radiatia luminoasa in semnal electric.

Ø      Utilizatorul - preia pachetele de date furnizate de receptor

TIPURI DE CONEXIUNI IN INFRAROSU

Clasificarea conexiunilor in IR se face dupa urmatoarele criterii:

1. Din punct de vedere al gradului de directionare dintre emitator si receptor:

Ø      Directe - cand emitatorul si receptorul sunt situate pe aceasi directie;

Ø      Indirecte - cand emitatorul si receptorul nu sunt aliniate, dar au un unghi mare de cuprindere;

Ø      Mixte - sunt combinate cele doua metode de mai sus.

2. Din punct de vedere al caii de vizibilitate optica dintre emitator si receptor:

Ø      Line of sight (Linie vizuala) - semnalul este transmis doar daca intre emitator si receptor este o vedere clara, neblocata;

Ø      Scatter (Imprastiata) - semnalul este deviat de tavan si de pereti prin reflectia luminii infrarosii;

Ø      Reflective (Reflexiva) - semnalul este transmis unui transceiver(emitator-receptor) optic si este redirectionat catre un receptor;

DIRECT INDIRECT MIXT

LINIE VIZUALA

IMPRASTIATA

Figura 1.2.3 Tipuri de conexiuni in infrarosu

INFRARED DATA ASSOCIATION (IrDA)

Pentru a standardiza comunicatiile in infrarosu, in anul 1993 este creata asociatia Infrared Data Association (IrDA). IrDA defineste un set de standarde care specifica felul in care se transmit datele fara fir, prin intermediul radiatiei infrarosii. Specificatiile IrDA se refera atat la dispozitivele hardware implicate in comunicatiile de date cat si la protocoalele folosite.

STIVA DE PROTOCOALE IrDA

O stiva de protocoale IrDA, este un set de protocoale, organizat pe mai multe nivele, fiecare avand un set de sarcini (fig.1.2.4).

Figura 1.2.4 Stiva de protocoale IrDA

Nivelele obligatorii sunt

Ø      IrPHY (Infrared Physical Layer) - specifica codificarea si formatul datelor.

o       Se bazeaza pe protocolul HDLC (High-level Data Link Control)

o       Raza de actiune standard: 1 m

o       Unghiul de deflexie: 15º

o       Viteza de transmisie: intre 2,4 Kbps si 16 Mbps

Ø      IrLAP (Infrared Link Access Protocol) - reprezinta nivelul legaturilor de date.

o       Se bazeaza pe protocolul HDLC.

o       Descopera dispozitivele din zona cu care poate comunica

o       Stabileste o conexiune bidirectionala

o       Stabileste comunicatia intre un dispozitiv primar si un dispozitiv secundar

o       Asigura transferul efectiv de date

Ø      IrLMP ( Infrared Link Management Protocol) - gestioneaza serviciile de conectare. Acest protocol este format din doua parti:

o       LM - IAS (Link Management Information Access Service) - protocol de interogare pentru determinarea serviciilor disponibile

o       LM - MUX (Link Management Multiplexer) - ofera multiple canale logice

Nivelele optionale sunt

Ø      Tiny TP (Tiny Transport Protocol) - ofera:

o       Transportul mesajelor prin segmentare

o       Controlul fluxului de date

Ø      IrOBEX (Infrared Object Exchange Protocol) - gestioneaza transferul de obiecte, fisiere sau alte blocuri de date.

Ø      IrCOMM (Infrared Communication Protocol) - este emulator de porturi seriale si paralele, permitand aplicatiilor existente(bazate pe comunicatii paralele si seriale) sa foloseasca comunicatia IR fara modificari.

Ø      IrLAN (Infrared Local Area Network) - ofera posibilitatea conectarii unui dispozitiv IR la o retea locala. Sunt 3 metode de conectare:

o       Peer to peer - punct la punct

o       Acces Point - punct de acces

o       Hosted - gazda

Ø      IrLPT (Infrared Line Printer) - este un protocol de utilizare a unei imprimante prevazute cu dispozitiv IR.

ECHIPAMENTE IrDA

Conform standardului IrLAP (Infrared Link Access Protocol) echimapentele IrDA se clasifica in doua categorii:

Ø      Statii primare - care solicita si controleaza realizarea unei legaturii

Ø      Statii secundare - care raspunde la solicitarile statiei primare

Intr-o conexiune IrDA poate exista numai o singura statie primara si mai multe statii secundare. O statie primara poate adresa o singura statie secundara dar poate transmite date tuturor statiilor secundare din zona. O statie secundara poate transmite date doar unei statii primare.

Exista multe firme care produc circuite pentru transferul de date IrDA. Ca variante constructive se poate opta pentru:

Ø      Interfata IrDA cu microcontroller

Ø      Transceiver IrDA conectat la un circuit UART existent

Ø      Circuit UART cu port IrDA

Schema bloc a unei interfete IrDA cu microcontroller din familia MCP 215x este prezentata in figura 1.2.5.

Figura 1.2.5 Schema bloc a interfetei IrDA cu microcontroller MCP 215x

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmiter) - este un circuit integrat care coordoneaza intreaga comunicatie seriala si contine softul de programare necesar controlului portului serial. Acest circuit transmite si receptioneaza date printr-un port serial. Circuitul UART contine mai multi registrii cu rol important in realizarea comunicatiei.

Comunicatia seriala este definita de standardul RS 232. O legatura de baza RS 232 necesita trei conexiuni:

Ø      conexiune pentru transmisia datelor

Ø      conexiune pentru receptia datelor

Ø      conexiune pentru controlul fluxului de date

Semnalele interfetei seriale conform standardului RS 232 sunt:

Transmit Data - TD (Transmisie date) - pe aceasta linie, datele sunt transmise serial de catre calculator. Pentru transmisie este necesar ca semnalele: RTS, CTS, DTR, DSR sa fie active.

Receive Data - RD (Receptie date) - pe aceasta linie, datele sunt receptionate de la un echipament extern.

Data Terminal Ready - DTR (Terminal de date operational) - semnalul DTR este activat cand calculatorul este pregatit pentru comunicatia de date.

Data Set Ready - DSR (Echipament extern operational) - semnalul DSR este activat cand echipamentul extern este pregatit pentru comunicatia de date.

Request to Send - RTS (Cerere de emisie) - semnalul RTS este activat cand calculatorul este pregatit pentru transmisia datelor.

Clear to Send -CTS (Gata de emisie) - semnalul CTS este activat cand echipamentul extern este pregatit pentru receptia datelor de la calculator.

Carrier Detect - CT (Detectare purtatoare de semnal) - semnalul CT este activat cand echipamentul extern detecteaza semnalul purtator al altui echipament extern din zona.

Ring Indicator - RI (Indicator de apel) - semnalul Ri este activat cand echipamentul extern detecteaza semnal de apel de la alt echipament extern.

Transmit Clock - TC (Ceas pentru transmisie) - este semnalul de ceas pentru transmisie furnizat calculatorului de catre echipamentul extern in cazul unei comunicatii sincrone.

Receive Clock - RC (Ceas pentru receptie) - este semnalul de ceas pentru receptie furnizat calculatorului de catre echipamentul extern in cazul unei comunicatii sincrone.

TRANSMITEREA DATELOR IN IR

Transferul de date in infrarosu a fost destinat sa inlocuiasca transferul serial RS 232, in mod half - duplex. Datele sunt comunicate in mod half-duplex, deoarece in timp ce transmite, receptorul dispozitivului este "orbit" de lumina propriului transmitator si de aceea comunicarea full-duplex nu este optima.

Rata de transmisie se imparte in 4 categorii:

Ø      Serial Infrared (SIR) - distanta de comunicare este de maxim 1 m la lumina zilei, sub un unghi de deflexie de 15º. Viteza de transmisie acopera vitezele de transmisie suportate de portul RS 232 (9600 bps; 19,2 Kbps; 38,4 Kbps; 57,6 Kbps; 115,2 Kbps).

Ø      Medium Infrared (MIR) - viteze de transmisie: 57,6 Kbps si 115,2 Kbps.

Ø      Fast Infrared (FIR) - viteza de transmisie pana la 4 Mbps

Ø      Very Fast Infrared (VFI) - viteza de transmisie pana la 16 Mbps

Pentru viteze mari de transfer, datele sunt transferate sub forma de pachete sau cadre. Un cadru poate avea intre 5 si 2050 octeti (vezi Tabelul 1.2.1)

Tabel 1.2.1 Structura cadrului

Campul de date trebuie sa fie multiplu de 8 biti. Campul de date este optional, deoarece unele cadre (cadrele de comanda) nu contin date.

Formatul unui cadru este definit in standardul IrLAP (Infrared Link Access Protocol). Acest protocol este bazat pe transmisia seriala RS 232, in mod sincron sau asincron, cu protocolul HDLC (High-level Data Link Control). Dupa modelul HDLC, standardul IrLAP utilizeaza 3 tipuri de cadre:

Ø      Cadre de initializare (Unnumbered Frames) - prin care se stabileste o conexiune

Ø      Cadre cu date (Information Frames) - care contin datele

Ø      Cadre de comanda (Supervisory Frames) - care controleaza traficul de date

. Pentru transmisiile lente si transmisiile de viteza se definesc urmatoarele protocoale:

Ø      Asyncron serial IR la viteze de 9,6 Kbps - 115,2 Kbps

Ø      Syncron serial IR la viteze de 576 Kbps - 1,15 Mbps

Ø      Syncron 4PPM la viteza de 4 Mbps

Conectarea si transmiterea datelor intre doua echipamente IrDA se face intr-o succesiune de 3 etape (vezi fig. 1.2.6):

Figura 1.2.6 Etapele de conectare intre doua echipamente IrDA

Ø      NDM (Normal Disconnect Mode) - este o stare de asteptare in care se verifica posibilitatea unei legaturi. Inainte de a transmite se urmareste activitatea mediul. Daca nu este detectata activitate mai mult de 0,5 s se initializeaza conexiunea.

Dispozitivul primar trimite comenzi de identificare catre dispozitivele secundare din raza sa de actiune.

Daca un dispozitiv secundar nu este in raza de actiune a dispozitivului primar sau daca este ocupat, dispozitivul respectiv nu raspunde.

Daca un dispozitiv secundar este in raza de actiune a dispozitivului primar si nu este ocupat, acesta va raspunde la o comanda a dispozitivului primar.

Dupa ce se identifica, dispozitivul secundar ignora alte comenzile de identificare trimise de dispozitivul primar.

Ø      DM (Discovery Mode) - este etapa in care doua echipamente IrDA s-au descoperit si stabilesc parametrii de comunicare.

Dupa ce doua dispozitive IrDA s-au identificat, dispozitivul primar trimite catre dispozitivul secundar comenzi cu parametrii sai de conectare si adresa de conectare. Dispozitivul secundar raspunde cu parametrii sai de conectare folosind adresa de conectare specificata de dispozitivul primar.

Dispozitivul primar deschide un canal de interogare a serviciului de acces la informatii, iar dispozitivul secundar confirma deschiderea acestui canal.

Dispozitivul primar trimite capacitatile sale cu privire la accesul la informatii(rata de transfer, dimensiunile pachetelor de date, etc.), iar dispozitivul secundar raspunde cu capacitatile sale de acces la informatii.

In vederea optimizarii performantelor sistemului, cele doua dispozitive vor utiliza capacitatile comune de acces la informatii.

Dispozitivul primar deschide un canal pentru transmisii de date iar dispozitivul secundar confirma deschiderea acestui canal si indica faptul ca link-ul este acum deschis si datele pot fi transmise

Ø      NRM (Normal Response Mode) - reprezinta modul de operare pentru echipamentele conectate.

Dupa conectare, cele doua diapozitive IrDA schimba intre ele date si informatii.

Dupa finalizarea comunicarii dispozitivul primar inchide link-ul de conectare iar dispozitivul secundar confirma inchiderea link-ului.

Dupa inchiderea link-ului de comunicare ambele dispozitive revin la starea NDM.

AVANTAJELE SI DEZAVANTAJELE TEHNOLOGIEI IR

v     AVANTAJE

o       dimensiuni mici;

o       puteri mici;

o       nu genereaza interferente electromagmetice (un avantaj major in zonele de lucru cu regim special: centrale nucleare, laboratoare de cercetare);

o       asigura o securitate intrinseca a datelor.

v     DEZAVANTAJE

o       viteze mici de transfer;

o       distanta mica de transfer;

o       unghi mic de transmitere a datelor.

UTILIZAREA TEHNOLOGIEI IR

Tehnologia IR este ideala pentru conectarea laptop-urilor la urmatoarele tipurilor de dispozitive:

v     Proiector multimedia

v     Imprimanta

v     Mouse wireless

v     Tastatura wireless

v     PDA

LIMITARILE TEHNOLOGIEI IR

Ø      Semnalele IR sunt afectate de sursele puternice de lumina (in special de iluminatul fluorescent)

Ø      Semnalele IR sunt sensibile la interferentele electromagnetice.

Ø      Razele IR nu pot trece prin peretii incaperilor.

Ø      Distantele dintre laptop-uri si dispozitivele IR trebuie sa fie de maxim 1 m cand sunt utilizate pentru comunicatii si transferuri de date.

1.3. Descrierea tehnologiei WAN celulare

WAN (WIDE AREA NETWORK) sunt retele extinse de calculatoare, care acopera arii geografice mari si foarte mari si conecteaza intre ele orase, tari sau continente.

CARACTERISTICILE RETELELOR WAN:

Ø      Conecteaza intre ele mai multe retele locale (LAN), facilitand comunicarea intre persoane si computere situate la distante mari unele fata de altele.

Ø      Includ liniile de telecomunicatii publice cu elementele de legatura si conectare necesare.

Ø      Utilizeaza serviciile liniilor telefonice inchiriate dedicate acestui scop si comunicatiile prin satelit.

Ø      Vitezele de transmisie variaza intre 1,2 Kbps si 16 Mbps, iar pentru liniile inchiriate si sistemele bazate pe ATM (Asynchronous Transfer Mode) pot ajunge la 156 Mbps.

TEHNOLOGIA WAN CELULARE

Tehnologia WAN pentru telefoane mobile permite accesarea internetului din orice locatie, mai ales in deplasare, prin intermediul unui adaptor WAN (modem sau telefon celular cu modem inclus) sau a unui card WAN conectat la un dispozitiv mobil.

CARACTERISTICILE RETELELOR WAN CELULARE:

Ø      Sunt conexiuni wireless de mare viteza ce functioneaza in ambele sensuri.

Ø      Inclund trei tipuri de tehnologii:

o       Tehnologii analogice pentru transport de voce;

o       Tehnologii digitale pentru transport de date;

o       Tehnologii de mare viteza pentru transport simultan de voce, video si date.

Ø      Opereaza in frecvente de 800 MHz si 1900 MHz.

Un WAN celular permite utilizarea telefonului mobil si a laptop-ului pentru comunicatii de tip voce si date. Pentru a conecta un laptop la o retea WAN celulara trebuie sa utilizati un adaptor WAN. Marile companii de telefonie mobila: Zapp, Vodafone, Orange, Cosmote pun la dispozitia utilizatorilor, pe baza unui abonament lunar, adaptoare WAN intr-o gama foarte diversificata(vezi tabelul 1.3.1)

Tabelul 1.3.1 Adaptoare WAN

MODEMUL Z020

Modemul a fost lansat in Romania in anul 2006 si utilizeaza serviciul companiei de telefonie mobila ZAPP, bazat pe tehnologia CDMA EVDO si CDMA 1X, care permite transferuri de date cu viteze pentru download de pana la 2,4 Mbps si de upload pana la 153 Kbps. Componentele modemului Z020 sunt prezentate in figura 1.3.1.

Figura 1.3.1 MODEL DE MODEM

STAREA LED-urilor SI INFORMATIILE INDICATE DE ACESTEA

Ø      LED INDICATOR STAND-BY

o       ALBASTRU - Modemul se afla in modul de conectare EVDO

o       INTERMITENT - Cautare retea in modul de conectare EVDO

o       AZURIU - Modemul se afla in modul de conectare HYBRID

o       INTERMITENT - Cautare retea in modul de conectare HYBRID

o       VERDE - Modemul se afla in modul de conectare CDMA 1X

o       INTERMITENT - Cautare retea in modul de conectare CDMA 1X

o       STINS - Modemul este oprit

Ø      LED INDICATOR CONECTARE

o       ALBASTRU - Conexiune de date in curs

o       VERDE - Conexiune de date sau voce in curs

o       INTERMITENT - Primire apel voce in curs de conectare

o       STINS - Modemul este oprit

Ø      LED INDICATOR SMS

o       GALBEN - Mesaje primite necitite

o       INTERMITENT - Mesaje noi primite

o       STINS - Modemul este oprit

Ø      LED INDICATOR STARE

o       ALBASTRU - Este folosita doar bateria ca sursa de alimentare

o       INTERMITENT - Avertizare nivel scazut al bateriei

o       ROSU - Este folosit numai alimentatorul extern

o       VIOLET - Sunt folosite atat alimentatorul extern cat si bateria

o       INTERMITENT - Incarcare in curs

o       STINS - Modemul este oprit

Sunt 3 modalitati de alimentare cu tensiune a modemului:

Ø      De la un alimentator extern care se conecteaza la mufa de alimentare a modemului

Ø      De la bateria proprie (care se ataseaza optional)

Ø      De la laptop sau PC prin intermediul portului USB prin care modemul se conecteaza la laptop sau PC

In zonele cu semnal slab, pentru modul de conectare EVDO, trebuie utilizata bateria modemului sau daca este posibil alimentatorul extern.

INSTALAREA DRIVERELOR MODEMULUI Z020

Descarcarcati de la adresa https://www.zappmobile.ro/data/ro-drivers.html fisierul Z020_Driver.zip.

Dezarhivati fisierul Z020_Driver.zip.

Conectati modemul la un port USB al PC-ului folosind cablul USB din dotare.

Dupa conectarea modem-ului se deschide ferestra din figura 1.3.2 unde trebuie sa bifati Install from a list or specific location apoi activati butonul NEXT

Figura 1.3.2

Dupa deschiderea ferestrei din figura 1.3.3 activati butonului Browse si selectati dosarul Win2K din locatia unde a fost dezarhivat fisierul Z020_Driver.zip . Activati butonul Next.

Figura 1.3.3

Dupa deschiderea ferestrei din figura 1.3.4, se deschide ferestra din figura 1.3.5 unde trebuie activat butonul Continue Anyway

Figura 1.3.4

Figura 1.3.5

Dupa finalizarea instalarii se deschide ferestra din figura 1.3.6, unde trebuie sa activati butonul Finish , iar instalarea modemului se finalizeaza.

Figura 1.3.6

Dupa scurt timp, se deschide fereastra din figura 1.3.4, moment in care porneste instalarea portului USB pentru modem. Parcurgeti din nou etapele de la punctele 4 - 6, iar in final se deschide fereastra din figura 1.3.7, unde trebuie sa activati butonul Finish, iar instalarea portului USB pentru modem se finalizeaza.

Figura 1.3.7

Dupa finalizarea procedurii de instalare a driverelor verificati daca acestea au fost instalate deschizand ferestra Device Manager astfel:

Click cu butonul dreapt al mouse-ului pe My Computer → Selectati Properties din lista care se deschide → In fereastra care se deschide activati butonul Hardware → Activati butonul Device Manager si se deschide fereastra din figura 1.3.8, in care trebuie sa apara elementele care sunt subliniate in figura.

Figura 1.3.8

CREAREA UNEI CONEXIUNI DIAL-UP

Click cu butonul drept al mouse-ului pe iconul My Network Place

Din lista care se deschide selectati Properties

In fereastra care se deschide activati comanda Create a new connection

In fereastra care se deschide activati butonul Next

In fereasta New connection Wizard din figura 1.3.9 bifati optiunea Connect to the network at my workplace apoi activati butonul Next

Figura 1.3.9

Dupa deschiderea ferestrei din figura 1.3.10, bifati Dial-up connection apoi activati butonul Next

Figura 1.3.10

Dupa deschiderea ferestrei din figura 1.3.11 bifati (daca nu este bifata) optiunea Modem - Any DATA CDMA USB Modem apoi activati butonul Next

Figura 1.3.11

Dupa deschiderea ferestrei din figura 1.3.12, in caseta Company Name introduceti un nume pentru conexiune apoi activati butonul Next

Figura 1.3.12

Dupa deschiderea ferestrei din figura 1.3.13, in caseta Phone number introduceti codul #777 apoi activati butonul Next

Figura 1.3.13

In fereastra care se deschide activati butonul Finish pentru a finaliza crearea legaturii. Dupa deschiderea automata a ferestrei din figura 1.3.14 , in caseta User name introduceti un nume apoi activati butonul Dial.

Figura 1.3.14

Se initializeaza conexiunea si se va deschide fereastra din figura 1.3.15, unde trebuie sa bifati Do not request the failed protocol next time apoi activati butonul Accept

Figura 1.3.15

INSTALAREA PROGRAMULUI ZAPP INTERNET EXPRESS

Instalarea acestei aplicatii se face in cazul in care nu se doreste crearea conexiunii Dial-up prezentata anterior, situatie in care conectarea modemului la internet se face prin intermediul aplicatiei Zapp Internet Express. Astfel se poate opta intre cele doua metode. Pentru instalarea programului Zapp Internet Express se parcurg urmatoarele etape:

Descarcarcati de la adresa https://www.zappmobile.ro/data/ro-drivers.html fisierul Z020_cd.zip.

Dezarhivati fisierul, apoi executati fisierul setup.exe din dosarul in care a fost dezarhivat fisierul Z020_cd.zip

Dupa deschiderea ferestrei din figura 1.3.16, selectati limba Romana apoi activati butonul OK

Figura 1.3.16

In fereastra care se deschide activati butonul Inainte

In fereastra care se deschide activati butonul De acord

In fereastra care se deschde activati butonul Instalare

In fereastra care de deschide activati butonul Terminare

Dupa finalizarea instalarii se deschide fereastra din figura 1.3.17. Pentru conectarea la internet activati butonul e

Figura 1.3.17 Figura 1.3.18

Dupa stabilirea conexiunii se deschide fereastra din figura 1.3.18

Pentru deconectarea de la internet activati butonul

DESCRIEREA FERESTRELOR APLICATIEI ZAPP INTERNET EXPRESS

FEREASTRA PRINCIPALA

Figura 1.3.19 Interfata aplicatiei Zapp Internet Express

Descrierea pictogramelor

Indicator intensitate semnal

Lipsa semnal

Conectare in modul EVDO

Conectare in modul 1X + EVDO

Conectare in modul 1X

Mod Rx Diversity

Modemul este conectat

Modemul este conectat prin cablu USB

Conexiune la internet activa

MENIUL SETARI

Ferestrele meniului Setari sun prezentate in figura 1.3.20

Figura 1.3.20 Ferestrele meniului SETARI

Din fereastra din stanga se seteaza numarul portului si viteza portului

Din fereastra din dreapta se seteaza tipul conexiunii:

Ø      In modul EVDO viteza de download este pana la 2,4 Mbps

Ø      In modul 1X viteza de download este pana la 153,6 Kbps

< NOTA> Modemul suporta modul EVDO daca in zona exista acoperire pentru acest mod. Daca exista acoperire si modemul nu se poate conecta in modul EVDO trebuie sa conectati la modem alimentatorul sau bateria acestuia.

MENIUL SMS

Ferestrele meniului SMS sunt prezentate in figura 1.3.21

Figura 1.3.21 Ferestrele meniului SMS

1.4. Descrierea tehnologiei WI-FI

WI-FI (WIRELESS FIDELITY) este o tehnologie avansata de conectare intr-o retea WLAN, care utilizeaza undele radio si se bazeaza pe standardele de comunicatie din familia IEEE 802.11.

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)- Institutul Inginerilor Electrotehnisti si Electronisti este cea mai mare organizatie de tehnicieni profesionisti din lume, care sprijina evolutia tehnologiilor bazate pe electricitate.

este un standard de comunicatie in retelele locale, elaborat de IEEE in anul 1990 care in decursul timpului a fost imbunatatit si a aparut in mai multe versiuni:

Ø      - a aparut in 1997 (aceast standard astazi nu mai este utilizat).

Ø      802.11 a - a aparut in anul 1999 ( nu este compatibil cu celelalte standarde 802.11 x, deoarece foloseste alta banda de frecventa).

Ø      802.11 b - a aparut in anul 1999.

Ø      802.11 g - a aparut in anul 2003 (este cel mai utilizat standard la ora actuala).

Ø      802.11 n - a aparut in anul 2006, este in faza de proiect si urmeaza sa fie definitivat in anul 2010.

IEEE 802.11

Standardele din familia IEEE 802.11 descriu protocoalele de comunicatie aflate la nivelul fizic (PHY) si la nivelul legaturii de date (MAC) ale unei retelele locale wireless. Stiva de protocoale IEEE 802.11 este prezentata in figura 1.4.1. Implementarile IEEE 802.11 trebuie sa primeasca pachetele de date de la protocoalele de la nivelul retea si sa se ocupe cu transmiterea lor evitand eventualele "coliziuni" cu alte statii din zona care emit. IEEE 802.11 este compatibil cu Ethernet-ul care este standardizat de IEEE in seria de standarde 802.3.

Figura 1.4.1 Stiva protocoalelor IEEE 802.11

WI-FI - NIVELUL FIZIC reprezinta mediile de transmisie wireless a pachetelor de date si include tehnologiile ce controleaza transmisia datelor. Nivelul fizic este format din doua subnivele:

Ø      PMD (Physical medium dependent) - Subnivelul dependent de mediul fizic - este echipat cu interfata de transmitere si receptie a pachetelor de date in mediul wireless

Ø      PLCP (Physical layer convergence protocol) - Subnivelul protocolului de convergenta a nivelului fizic - este o interfata catre subnivelul MAC (Media Acces Control). Subnivelul MAC se ocupa de modul cum primesc acces la date calculatoarele din retea, reprezinta conectivitatea fizica. Subnivelul PLCP indeplineste functia de adaptare a capabilitatilor subnivelului PMD la serviciul care trebuie sa-l ofere nivelul fizic. PLCP defineste o metoda de includere a unitatilor de date ale protocolului MAC intr-un format de cadru adecvat pentru transmiterea si receptia datelor de utilizator si a informatiei de administrare, intre doua sau mai multe statii, utilizand subnivelul PMD.

Structura cadrelor PLCP este dependenta de tipul transmisiei, care poate fi:

Ø      INFRAROSU - pachetele de date sunt transmise prin intermediul radiatiilor electromagnetice din spectrul de lumina infrarosu (vezi fisa suport 1.3).

Ø      FHSS (Frequency-Hopping spread spectrum) - Spectru imprastiat cu salturi de frecventa - pachetele de date sunt transmise prin intermediul undelor radio in banda de 2,4 GHz ISM (vezi fisa support 1.2). Sunt utilizate 79 canale de frecventa, fiecare de 1 MHz. Pentru alocarea eficienta a frecventelor acestea se schimba periodic (se sare de la o frecventa la alta in mod aleator) in urma unor numere pseudoaleatoare generate de statiile care comunica.

Ø      DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) - Spectru imprastiat cu frecventa directa - pachetele de date sunt transmise prin intermediul radio in banda de 2,4 GHz ISM. Sunt utilizate 14 canale de frecventa, fiecare de 5 MHz.

Ø      OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) - Multiplexare cu divizare in frecvente ortogonale - pachetele de date sunt transmise prin intermediul undelor radio, simultan, in paralel, pe mai multe frecvente. Sunt utilizate 52 de canale din care 48 de date si 4 de sincronizare. Pentru a intelege sensul termenului de frecventa ortogonala, se poate face o analogie intre transmiterea unui pachet de date si un jet de apa care curge print-un robinet(in cazul tehnologiei FDM) sau printr-un dus (in cazul tehnologiei OFDM). Aceasta tehnologie este folosita in banda de 5 GHz pentru 802.11 a si de 2,4 GHz pentru 802.11 g. Fiecare canal are 300 KHz, iar fiecare utillizator are disponibil 20 MHz. Teoretic viteza de transmisie poate ajunge la 54 Mbps.

Ø      HR - DSSS (High Rate - Direct Sequence Spread Spectrum) - Spectru imprastiat cu frecventa directa si rata ridicata - este asemanatoare cu tehnologia DSSS, dar cu o rata mai ridicata de transmitere a pachetelor in banda mai ingusta. Viteza de transmisie ajunge pana la 11 Mbps.

Ø      802.11 g - este un standard publicat in 2003 de IEEE, care combina banda ingusta a tehnologiei HR-DSSS cu tehnica de modulatie OFDM

Ø      802.11 n - este un standard adoptat in 2006, care urmeaza a fi definitivat in 2010. Acesta utilizeaza tehnologia MIMO (Multiple Input Multiple Output), care imparte un sir de date in mai multe siruri si le transmite simultan, cu viteza mare si la distanta mare, folosind mai multe antene. Doua siruri permit o viteza teoretica de maxim 248 Mbps.

WI-FI - NIVELUL LEGATURII DE DATE - reprezinta tehnicile de acces ale statiilor la mediul de transmisie wireless in standardul 802.11

Ø      DCF (Distributed Control Function) - Functie de Coordonare Distribuita - este tehnica prin care fiecare statie controleaza propriul acces la mediu, constituind o retea wireless ad-hoc (vezi figura 1.4.2).

Realizarea controlului accesului la mediu se face prin tehnica CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) - Acces aleator cu evitarea coliziunilor. Este o tehnica de control al accesului la mediu, care se utilizeaza in retelele wireless pentru a evita coliziunile. In eter coliziunile sunt foarte greu de detectat, de aceea pentru transmiterea datelor IEEE a recurs la aceasta strategie de control al accesului la mediu.

Statia care transmite cadre MAC asculta mediul de transmisie. Daca mediul este ocupat, statia amana incercarea de a transmite pana ce mediul devine liber. Daca mediul este liber statia poate transmite . In primul moment al transmisiei statia trimite un cadru RTS (Request To Send) si asteapta un raspuns la aceasta cerere. Daca destinatarul este liber, raspunde cu un CTS (Clear To Send). Dupa primirea CTS statia transmitatoare trimite cadrul de date. Dupa transmiterea cadrului se asteapta o confirmarea pozitiva pentru a semnala receptia corecta a cadrului. Daca nu se semnaleaza confirmarea pozitiva, cadrul este retransmis. Dupa o transmisie reusita statia trebuie sa aleaga un interval de revenire aleatoriu si sa decrementeze controlul intervalului de revenire in timp ce mediul este liber.

Figura 1.4.2 Retea IBBS (Independent Basic Service Sets)

Ø      PCF (Point Coordination Function) - Functie de Coordonare Punctuala - necesita o statie specializata numita punct de acces (AP) care gestioneaza accesul la mediu (vezi figura 1.4.3). AP este punctul central al comunicatiei pentru toate celelalte statii. Statiile nu pot comunica direct intre ele, acestea vor comunica doar cand li se permite de catre AP. Periodic, statia de baza (AP) emite un cadru care contine setari privind conexiunea fizica si care cere statiilor ce doresc sa se conecteze sa anunte acest lucru.

Figura 1.4.3 Infrastructura BSS (Basic Service Sets)

Ø      ESS (Extended Service Sets) - cele doua functii prezentate mai sus (PCF si DCF), sunt utilizate simultan in aceeasi retea. ESS este un set de doua sau mai multe structuri BSS care lucreaza impreuna pentru a forma o singura retea (vezi figura 1.4.4). Structurile BSS pot fi conectate cu ajutorul unei legaturi uplink. Interfata uplink conecteaza structurile BSS la un sistem de distributie, notat cu DS. Legatura uplink catre DS poate fi wired sau wireless.

Figura 1.4.4 Infrastructura ESS

Ø      LLC (Logical Link Control) - Nivelul logic al legaturii - este subnivelul care se ocupa cu controlul fluxului de date. IEEE a standardizat LLC sub numele de 802.2 cu mult inainte de elaborarea standardului 802.11. Standardul IEEE 802.2 este utilizat in retelele Ethernet. Folosirea de catre IEEE 802.11 a subnivelului LLC are drept scop realizarea unei tehnologii wireless compatibila cu tehnologia Ethernet.

SECURITATE WI-FI

Spre deosebire de retelele cablate, retelele wireless sunt mai expuse din punct de vedere al vulnerabilutatii la interceptari neautorizate. La nivel fizic securitatea este greu de asigurat deoarece la acest nivel o retea wireless este foarte usor de accesat. Pentru a obtine un nivel de securitate acceptabil, intr-o retea wireless, datele trebuie criptate si este obligatoriu controlul accesului la nivelurile superioare ale retelei. Barierele de securitate (securitatea de baza) care au fost prevazute initial in protocoalele retelelor Wi-Fi, asigura un nivel scazut al securitatii acestor retele.

1. Securitate de baza consta in controlarea accesului la retea prin utilizarea unor tehnici simple, suficiente pentru a indeparta unele intruziuni ocazionale. Tehnicile simple de control al accesului la o retea wireless sunt:

Ø      Filtrarea adreselor MAC (Media Acces Control). Adresa MAC, este un numar intreg pe 6 octeti (48 biti), care reprezinta adresa fizica (unica pentru fiecare dispozitiv de acces la o retea) prin intermediul careia orice dispozitiv de acces la o retea se poate identifica. Prin filtrarea adreselor MAC, un punct de acces in retea este configurat cu adresele MAC ale clientilor carora le este permis accesul in retea. Aceasta tehnica este ineficienta deoarece un intrus poate afla si falsifica adresa MAC a unei statii, apoi se poate conecta in retea sub identitatea statiei respective.

Ø      Stoparea transmiterii publice a SSID-ului unui punct de acces. SSID-ul (Service Set Identifier) - este un cod care defineste apartenenta la un anumit punct de acces wireless. Toate dispozitivele wireless care vor sa comunice intr-o retea trebuie sa aiba SSID-ul propriu, setat la aceeasi valoare cu valoarea SSID-ului punctului de acces pentru a se realiza conectivitatea. In mod normal un punct de acces isi transmite SSID-ul la fiecare cateva secunde. Oprirea transmiterii acestui semnal ascunde prezenta retelei fata de un atacator superficial, dar permite statiilor care cunosc SSID-ul punctului de acces sa se conecteze la retea. Deoarece SSID-ul este inclus in beacon-ul oricarei secvente wireless, orice hacker dotat cu echipament de monitorizare poate sa-i descopere valoarea si sa se conecteze la retea. Beacon-ul este un mic pachet de date transmis continuu de un punct de acces pentru a asigura managementul retelei.

Ø      Utilizarea algoritmului WEP (Wired Equivalent Privacy). WEP amelioreaza transmiterea continua a SSID-ului prin criptarea traficului dintre clientii wireless si punctul de acces.

WEP foloseste un cifru secvential RC4 pentru confidentialitate si un CRC32 pentru integritate in doua variante:

64 bit WEP- foloseste o cheie de 40 biti care este concatenata cu un vector de initializare de 24 biti pentru a forma cheia RC4.

128 bit WEP- foloseste o cheie de 104 biti care este concatenata cu un vector de initializare de 24 biti, care este introdusa de utilizator ca un sir hexazecimal format din 26 caractere.

Aceasta tehnica de criptare (vezi fig.1.4.5) a fost folosita din anul 1997 pana in anul 2001 cand a fost sparta si nu a mai fost considerata sigura. In iunie 2004, IEEE a adoptat standardul 802.11i care imbunatateste securitatea retelelor wireless.

ST trimite o cerere de autentificare catre AP

AP trimite un text de verificare catre ST

ST cripteaza textul cu o cheie partajata

si il trimite inapoi catre AP

AP decripteaza textul si il compara cu cel original

Daca textele corespund, AP autentifica ST

ST se conecteaza la retea

Figura 1.4.5 Pasii autentificarii WEP

In figura 1.4.5 este prezentata autentificarea prin cheie partajata. Un alt tip de autentificare pentru standardul IEEE 802.11 este autentificarea deschisa.

Autentificarea deschisa se realizeaza astfel:

Clientul trimite o cerere de autentificare care contine ID-ul statiei (de obicei adresa MAC a placii de retea)

Punctul de acces verifica ID-ul statiei si trimite un raspuns de autentificare care contine mesajul de succes sau de esec.

2. Imbunatatiri ale securitatii retelelor wireless.

Wi-Fi Alliance produce in anul 2003 specificatia WPA (Wi-Fi Protected Access), care este o solutie intermediara la criptare WEP.

IEEE a preluat specificatia WPA si a elaborat in anul 2004 standardul 802.11i, standard care stabileste o tehnica de criptare cunoscuta sub numele de WPA 2.

Ø      Algoritmul WPA - suporta atat autentificare cat si criptare.

Pentru autentificare sunt utilizate doua metode:

o       Autentificare EAP cu standardul 802.1x:

EAP (Extensible Authorization Protocol) este un cadru de autentificare , o metoda standard pentru autentificarea la o retea.

802.1x este un standard de control al accesului la retea bazat pe porturi, care asigura per utilizator si per sesiune o autentificare mutuala puternica. Pe baza EAP, 802.1x permite punctului de acces (AP) si clientilor din retea sa foloseasca in comun si sa schimbe chei de autentificare WEP in mod automat si continuu. Punctul de acces (AP) actioneaza ca un proxy server, efectuand cea mai mare parte a calculelor necesare criptarii.

Daca un utilizator este autentificat prin 802.1x pentru accesul la retea, un port virtul este deschis pe punctul de acces (AP) pentru a permite comunicarea. Daca nu este autorizat cu succes, portul virtual nu este pus la dispozitie si comunicarea este blocata. Aceasta metoda de autentificare este mai sigura decat folosirea metodei de autentificare prin utilizarea cheilor pre-partajate.

o       Autentificarea prin utilizarea cheilor pre-partajate

Prin aceasta metoda, aceeasi cheie este aplicata atat la cliet cat si la punctul de acces (AP). WPA foloseste o metoda care creaza o cheie unica pentru fiecare client.

Pentru criptare, s-a pastrat algoritmul de criptare simetrica RC4, dar s-a introdus o tehnica de schimbare a cheii de criptare pe parcursul sesiunii de lucru - TKIP (Temporary Key Integrity Protocol) si s-a inlocuit algoritmul de integrare CRC32, utilizat de WPE, cu un nou algoritm numit Michael, care este un algoritm de cautare in siruri de caractere. Acest algoritm foloseste functiile hash pentru a gasi un subsir al sirului de cautat. Functiile hash, numite si functii de dispersie sau functii de rezumat, sunt functii definite pe o multime cu multe elemente (poate fi o multime infinita) cu valori intr-o multime cu un numar mai mic de elemente( un numar finit de elemente). Una din cerintele fundamentale pentru o astfel de functie este ca, modificand un singur bit la intrare, sa produca o avalansa de modificari in bitii de la iesire. Functiile hash sunt utilizate in criptografie, drept componente in schemele de semnatura digitala, formand o clasa de algoritmi criptografici SHA (Secure Hash Algoritm).

Ø      Algoritmul WPA 2 - a fost elaborat in anul 2004 de catre IEEE pe baza specificatiilor algoritmului WPA. In WPA 2 algoritmul de criptare RC4 este inlocuit cu algoritmul AES (Advanced Encryption Standard) care este un algoritm standardizat, pentru criptarea simetrica, pe blocuri.

Algoritmul de integrare Michael este inlocuit cu mecanismul de criptare CCMP (Counter Mode with Cipher-Block Chaining Message Authentication Code Protocol) care este bazat pe cifrul AES. WPA2 contine imbunatatiri care faciliteaza roamingul rapid pentru clientii wireless aflati in miscare. Acest algoritm permite o preautentificare la punctul de acces spre care se deplaseaza clientul, mentinand in acelasi timp legatura cu punctul de acces de la care pleaca.

Premisele autentificarii WPA 2

o       Punctul de acces AP trebuie sa se autentifice clientului ST

o       Trebuie generate chei de criptare

o       EAP ofera o cheie de criptare permanenta PMK (Pairwise Master Key)

o       Cu un hash criptografic SHA (Secure Hash Algoritm) aplicat pe concatenarea: PMK; APnonce; STnonce; AP_MAC; ST_MAC, este generata cheia PTK (Pairwise Transient Key)

* nonce (number used once) - un numar aleator folosit o singura data intr-un protocol de autentificare

Pasii autentificarii WPA 2 (vezi figura 1.4.6):

Punctul de acces AP trimite catre clientul ST un APnonce;

Clientul ST genereaza cheia PTK;

Clientul ST trimite punctului de acces AP un STnonce impreuna cu un cod de intergritate a mesajului (MIC) ce include autentificarea;

Punctul de acces AP genereaza cheia GTK;

Punctul de acces AP trimite clientului ST cheia GTK utilizata pentru decriptarea traficului multicast sau broadcast si un alt MIC;

Clientul CT trimite inapoi catre AP un mesaj de confirmare ACK.

Figura 1.4.6 Pasii autentificarii WPA 2

Rezumatul masurilor de securitate Wi-Fi este prezentat in figura 1.4.7

Figura 1.4.7 Masuri de securitate Wi-Fi

COMPARATIE INTRE STANDARDELE 802.11

TABEL 1.4.1 Standarde 802.11

ECHIPAMENTE Wi-Fi

Ø      ACCESS POINT (figura 1.4.8) - este un transceiver care transmite si receptioneaza date prin intermediul undelor radio. Acesta permite conectarea dispozitivelor mobile intre ele intr-o retea wireless sau poate servii ca punct de interconexiune dintre o retea wireless si o retea LAN. Este prevazut cu unul sau mai multe conectoare pentru antena si un port LAN.

Figura 1.4.8 Access Point

Ø      ROUTER WIRELESS (figura 1.4.9) - este un dispozitiv de retea care realizeaza functia unui router wireless care include si functiile unui access point. Este prevazut cu un port WAN, 4 porturi LAN si 2 antene wireless.

Figura 1.4.9 Router wireless

Ø      ANTENE WIRELESS (figura 1.4.10) - sunt dispozitive utilizate pentru acoperirea unei anumite zone cu un semnal radio mai puternic. Sunt mai multe tipuri de antene wireless dar cele mai utilizate sunt:

o       Antene omnidirectionale - emit undele radio in toate directiile (sfera) si pot acoperii o suprafata cu o raza de 4 - 5 Km. Avantajul acestei antene consta in faptul ca antena clientului nu trebuie precis orientata, acesta trebuie doar sa se afle in aria de acoperire a antenei statiei care emite. Dezavantajul acestei antene este securitatea scazuta datorita riscului ridicat de interceptare a undelor radio.

o       Antene sectoriale - sunt antene omnidirectionale cu suprafata de acoperire mare

o       Antene directionale - emit si concentreaza undele radio pe o anumita directie in functie de orientarea antenei. Cu cat unghiul de emisie este mai mic, cu atat distanta de emisie este mai mare. Avantajul acestei antene este riscul scazut de interceptare a undelor radio. Dezavantajul acestei antene este ca antena clientului trebuie foarte precis acordata si orientata.

Antena omnidirectionala  Antena sectoriala Antena directionala

Figura 1.4.10 Antene wireless

Ø      Splitter (figura 1.4.11 a) - este un conector utilizat pentru conectarea la un access point a doua antene

Ø      Pig tail (figura 1.4.11 b) - este un cablu care conecteaza doua echipamente wireless si care are conectori diferiti la ambele capete. Se poate utiliza pentru conectarea unei placi wireless la o antena.

Ø      Surge protector (figura 1.4.11 c) - este un dispozitiv care protejeaza AP cand un fulger loveste antena. Acest dispozitiv trebuie conectat la pamant.

a b c

Figura 1.4.11 Accesorii wireless

1.5. Descrierea tehnologiei satelit

SATELITII ARTIFICIALI sunt nave robotizate create de om, care sunt lansate in spatiu si orbiteaza in jurul pamantului sau a altor corpuri ceresti.

In functie de parametrii lor orbitali satelitii artificiali se impart in 3 categorii:

Ø      Sateliti GEO (Geostationary Earth Orbit) - au orbita in plan ecuatorial, situati la 36000 Km de suprafata Pamantului si se rotesc sincron cu acesta.

Ø      Sateliti MEO (Medium Earth Orbit) - au orbita medie, situati la 1500-36000 Km de suprafata Pamantului.

Ø      Sateliti LEO (Low Earth Orbit) - au orbita joasa, situati la 500-1500 Km de suprafata Pamantului.

In functie de domeniul de utilizare satelitii artificiali pot fi:

Ø      Sateliti de telecomunicatii - utilizati pentru transportul undelor radio, tv si a semnalelor telefonice pe distante foarte mari.

Ø      Sateliti de navigare - utilazati pentru localizarea navelor si a mijloacelor de transport echipate cu GPS (Global Positioning System).

Ø      Sateliti meteorologici - utilizati pentru colectarea datelor privind prognoza meteo pe termen lung.

Ø      Sateliti militari - utilizati pentru transmiterea datelor codificate intre locatiile militare.

Ø      Sateliti stiintifici - utilizati pentru studierea Pamantului si a altor corpuri ceresti.

SATELITII DE TELECOMUNICATII - ComSat (Communication Satellite) -fac posibila realizarea unor canale de telecomunicatii. Sunt intrebuintati aproape in toate domeniile comunicatiilor: telefonie, televiziune, radio, internet, transmisii de date, videoconferinte, etc. Satelitii de telecomunicatii sunt de doua tipuri:

Ø      Activi - echipati cu aparatura de receptie-emisie, efectuand anumite modificari asupra semnalului primit

Ø      Pasivi - retransmit semnalele primite in urma reflexiei acestora de suprafata lor.

Avantajele majore ale satelitilor de telecomunicatii sunt:

Ø      Acoperire foarte mare, chiar globala, a serviciilor.

Ø      Comunicatii mobile catre vase, avioane.

Ø      Lipsa obstacolelor in calea undelor transmise sau receptionate.

Componentele de baza ale satelitilor de telecomunicatii (vezi fig.1.5.1)

Ø      ANTENA PARABOLICA - este un reflector metalic de forma unei portiuni dintr-un paraboloid de rotatie. Fascicolul undelor electromagnetice receptionat de parabola este reflectat si concentrat in focarul parabolei, de unde este preluat si prelucrat de un convertor (in cazul receptiei semnalului). Parabola transforma undele sferice emise de convertorul din focar, in unde plane, realizand o caracteristica de radiatie cu o pronuntata directivitate de-a lungul axei paraboloidului (in cazul transmisiei semnalului). Un satelit de telecomunicatii este prevazut cu mai multe antene:

Antena parabolica de transmisie

Antena parabolica de receptie

Antene parabolice reflectoare

Antena omnidirectionala

Antena de orientare

Ø      Panouri solare (6) - capteaza energia solara si o transforma in energie electrica

Ø      Sistem de comanda telemetrica a antenelor (7)

Ø      Programatoare BFM (Beam Forming Networks) (8)

Ø      Acumulatori - asigura alimentarea cu energie cand satelitul nu poate capta energie solara.

Figura 1.5.1 Componentele de baza ale unui satelit de telecomunicatii

INTERNET PRIN SATELIT - este un serviciu utilizat in locatiile terestre in care accesul la internet nu este disponibil si in locatiile care sunt in miscare in mod frecvent. Pentru accesarea internetului se utilizeaza sateliti de telecomunicatii. Pachetele de date circula pe doua cai:

Ø      Uplink - datele sunt transmise dinspre Pamant spre satelit

Ø      Downlink - datele sunt transmise de la satelit spre Pamant

Exista 3 tipuri de acces la internet prin satelit:

Ø      Acces one - way - foarte putin interactiv, deoarece nu permite raspuns din partea utilizatorului.

Ø      Acces one - way cu raspuns terestru - o combinatie intre serviciile internet via satelit si serviciile internet via cablu. Servciul internet via cablu este utilizat pentru transmiterea datelor spre satelit (uplink) prin intermediul unei linii telefonice inchiriare sau dial-up. Serviciul internet via satelit este utilizat pentru receptionarea datelor transmise de satelit (downlink)

Ø      Acces two - way - acces interactiv la internet direct prin satelit. Utilizeaza cai de date cu 2 directii. Un canal este utilizat pentru transmiterea datelor spre satelit (uplink) iar celalalt canal este utilizat pentru receptionarea datelor transmise de satelit (downlink).

Serviciul one - way - este utilizat de persoane particulare, scoli, diverse institutii si firme care detin o legatura la internet dar care nu eate suficient de rapida pentru nevoile lor. Legatura la internet este utilizata pentru uplink prin care se transmite internetului ce se doreste, iar prin instalatia de satelit se realizeaza downlink-ul prin care internetul raspunde cu o viteza de 15-30 ori mai mare decat in cazul unei legaturi dial-up.

Echipamentele necesare pentru implementarea acestui serviciu sunt:

Ø      ANTENA DE SATELIT +LNB (figura 1.5.2)

Figura 1.5.2 Antena de satelit + LNB

o       Antena de satelit - este o antena parabolica care receptioneaza pachetele de date transmise de satelit

o       LNB (Low Noise Block) (vezi fig.1.5.3) - este un convertor, plasat in focarul antenei parabolice, care are rolul de a amplifica semnalul primit de la satelit si a converti frecventa semnalului din banda 10,7 - 12,8 GHz in banda 950 - 2150 MHz.

a) LNB b) Schema bloc LNB

Figura 1.5.3 Convertor LNB

Ø      DBV(Digital Video Broadcasting) (vezi fig. 1.5.3) - este un dispozitiv care contine un receiver digital si un modem satelit, care receptioneaza serviciile de date digitale transmise prin satelit. Placa se conecteaza la convertorul LNB din focarul antenei parabolice prin intermediul unui cablu coaxial.

Figura 1.5.3 Placa DVB

Ø      Serverul de satelit - asigura navigarea pe internet si download-ul prin intermediul satelitului. Serverul este conectat printr-o retea VPN (Virtual Private Network) impreuna cu serverul retelei locale la internet. Contine si placa DBV.

Implementarea serviciului one - way (vezi fig. 1.5.4)

Figura 1.5.4 Retea cu serviciul ONE WAY

Cand un calculator din retea solicita informatii, aceasta solicitare este transmisa serverului satelit. Serverul satelit retransmite solicitarea serverului de retea si prin intermediul unei linii telefonice inchiriate sau dial-up catre internet.

Informatiile solicitate sunt trimise prin intermediul antenei de satelit catre serverul satelit care il trimite mai departe solicitantului.

Prin intermediul liniei telefonice inchiriate se solicita de catre un calculator accesarea unei pagini WEB din internet, iar prin intermediul antenei parabolice se receptioneaza pagina respectiva si se face download.

Traficul de mesaje e-mail si chat-ul se face numai prin intermediul liniei telefonice inchiriate sau dial-up, fara a mai trece prin serverul satelit.

Serviciul two - way (vezi fig. 1.5.5)- este un serviciu care se utilizeaza in zonele izolate unde nu este acces la o retea terestra de internet, in locatiile care se afla in miscare. Echipamentele utilizate pentru implementarea acestui serviciu sunt mult mai scumpe decat cele utilizate pentru serviciul one-way. Convertorul LNC si modemul IP sunt bidirectionale.

Figura 1.5.5 Retea cu serviciul TWO WAY