Πτυχιακή εργασία. Ασύρματη ζεύξη σημείου προς σημείου

Πτυχιακή εργασία Ασύρματη ζεύξη σημείου προς σημείου Σχολή: Τμήμα: Τομέας: Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Ηλεκτρονικών & Υπολογιστών Επιβλέπων Καθηγητής: Ξένος Θωμάς Σπουδαστής : Ατσοπάρδης Μιχαήλ ΑΕΜ: 4083

2

Περιεχόμενα 1. Ιστορία των ασύρματων δικτύων 2.1.1 Είδη επικοινωνίας 2.1.2 Μέσο επικοινωνίας 2.1.3 Κατηγορείς επικοινωνίας 3. Ασύρματων δικτύων 4. Το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.11 4.1.1 ΙΕΕΕ 802.11 4.1.2 ΙΕΕΕ 802.11a 4.1.3 ΙΕΕΕ 802.11b 4.1.4 ΙΕΕΕ 802.11e 4.1.5 ΙΕΕΕ 802.11g 4.1.6 ΙΕΕΕ 802.11i 4.1.7 HiperLAN/1 4.1.8 HiperLAN/2 4.1.9 WiMAX 4.1.10 LMDS και WLL 5. Υφιστάμενο καθεστώς για τα ασύρματα δίκτυα 5.1.2 (WLAN) στην Ελλάδα 5.1.3 Περιοχή 2,4GHz 5.1.4 Περιοχή 5GHz 6. Πλεονεκτήματα από τη χρήση ασύρματων δικτύων 7.1.1 Ζεύξεις δύο κτιριακών συγκριμάτων 7.1.2 Διαμόρφωση Προδιαγραφών ζεύξεις δύο κτιριακών συγκριμάτων 7.1.3 Αναλυτικότερα το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.11g 8. Ορθογώνια πολυπλεξία συχνότητας (OFDM) 3

9.1.1 Μουσείου βυζαντινού Πολιτισμού με Λευκό Πύργο 9.1.2 Βασικά υλικά 9.1.3 Παραμετροποίηση των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 9.1.4 Παραμετροποίηση του Cisco Aironet 1300 10. Configuration file 10.1.2 HTTP interface 10.1.3 Γραφικό περιβάλλον (interface) του Cisco Aironet 1300 11. Πρόγραμμα παραγωγής αρχείων 11.1.2 Πολύπλοκη προγράμματος Α και Β μέρος 11.1.3 Γραφική αναπαράσταση του προγράμματος 11.1.4 Κώδικας προγράμματος 11.1.5 Hex Editor 11.1.6 Περιορισμοί συσκευών 11.1.7 Δειγματοληψία 11.1.8 show int Dot11Radio0 12.1.1 Παράδειγμα επεξεργασίας πληροφοριών 12.1.2 Γ μέρος του προγράμματος, εξαγωγή τιμών 12.2.3 Πρόγραμμα επεξεργασίας τιμών 12.3.1 Β μέρος του προγράμματος 12.3.2 Σχεδιάγραμμα πειραματικών μετρήσεων 12.4.1 Γραφικές παραστάσεις 12.4.2 Πακέτα εξόδου και εισόδου 12.4.3 Σφάλματα 12.4.4 Bytes και errors 13.1.1 Παρεμβολή τεχνιτών προβλημάτων 13.1.2 Συμπεράσματα 13.1.3 Τοποθεσία 13.1.4 Τοποθεσία 4

Επικοινωνία, ανταλλαγή πληροφορίας Μέσο ασυρμάτου δικτύου 1. Ιστορία των ασύρματων δικτύων Η "τηλεπικοινωνία είναι η επικοινωνία μεταξύ ανθρώπων (ή και μηχανών) που βρίσκονται σε απόσταση μεταξύ τους και συνίσταται στη μετάδοση πληροφοριών που επιτυγχάνει ένας πομπός προς έναν δεκτή". Από τα αρχαία χρόνια οι άνθρωποι έβρισκαν τρόπους να επικοινωνούν από απόσταση. Ξεκινώντας από τους αγγελιοφόρους, δρομείς δηλαδή, που έκαναν τη μεταφορά προφορικών και γραπτών μηνυμάτων, περνώντας στις φρυκτωρίες που ήταν ένα σύστημα μεταβίβασης φωτεινών σημάτων με διαδοχικό άναμμα φωτιάς στις κορυφές βουνών και που χρησιμοποιήθηκαν για στρατιωτικούς κυρίως σκοπούς από την εποχή του τρωικού πόλεμου έως τους βυζαντινούς χρόνους από τους έλληνες, και στις πυρσίες που ήταν ο πρώτος οπτικός τηλέγραφος που αναφέρεται στην ιστορία, μέχρι τα ταχυδρομικά περιστέρια και τα τύμπανα των αφρικανικών φυλών και τα σήματα καπνού των ινδιάνων, φτάσαμε τελικά στο πρώτο πραγματικά ασύρματο τρόπο επικοινωνίας σύμφωνα με τον ορισμό που χρησιμοποιούμε και σήμερα. Ήταν ο ασύρματος του Μαρκόνι ο οποίος άρχισε να πειραματίζεται με τον ηλεκτρομαγνητισμό το 1894 και πέτυχε την πρώτη μετάδοση μηνύματος χωρίς την χρήση συρμάτων. Αυτή του η εφεύρεση χρησιμοποιήθηκε στα πλοία και χρησιμοποιούταν ακόμα και πριν από λίγα χρόνια. Συχνά δε τον ασυρματιστή του πλοίου τον αποκαλούσαν 5

μαρκόνι. Τον περασμένο αιώνα έγινε ένα μεγάλο άλμα τις τηλεπικοινωνίες. Κι αυτό έγινε με τη χρήση δορυφόρων που επέτρεψε την εύκολη διασύνδεση απομακρυσμένων περιοχών της υδρογείου και κατήργησε την ανάγκη χρήσης συρμάτινων αγωγών τεράστιου μήκους η την χρήση πολλών και ισχυρών επίγειων αναμεταδοτών. Ο πρώτος τηλεπικοινωνιακός δορυφόρος εκτοξεύτηκε από τη nasa στις 12 Αυγούστου 1960. Η ασύρματη επικοινωνία χρησιμοποιεί τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα τα οποία μεταδίδονται στη γήινη ατμόσφαιρα ή στο διάστημα. Έτσι για παράδειγμα τα ραδιοκύματα (με συχνότητες από 3KHz μέχρι 300MHz), χρησιμοποιούνται στα ασύρματα τηλέφωνα, στην κινητή τηλεφωνία, στη ραδιοεπικοινωνία, τη ραδιοφωνική και τηλεοπτική μετάδοση. Τα μικροκύματα (με συχνότητες από 300ΜΗz μέχρι 300GΗz) ) χρησιμοποιούνται στη ραδιοφωνική και τηλεοπτική μετάδοση και σε διάφορες μικροκυματικές ζεύξεις. Ακόμα και υπέρυθρη ακτινοβολία χρησιμοποιείται για ψηφιακή επικοινωνία σε δίκτυα περιορισμένης γεωγραφικής εμβέλειας. Με την δημιουργία των πρώτων δικτύων ηλεκτρονικών υπολογιστών, παράλληλα με τις μεθόδους που αναπτύχθηκαν για ενσύρματη σύνδεση των κόμβων, είχαμε και την προσπάθεια δημιουργίας ασύρματων τοπικών δικτύων που θα αποδέσμευε την επικοινωνία από τα ενσύρματα μέσα. Σήμερα τα ασύρματα τοπικά δίκτυα υπολογιστών, υλοποιούνται βασισμένα στις προδιαγραφές που ορίζει η οικογένεια πρωτοκόλλων του IEEE 802.11 και που στην ουσία είναι τον πρότυπο ethernet και το csma/ca, δηλαδή το πρωτόκολλο πολλαπλής πρόσβασης με ανίχνευση 6

φέροντος και αποφυγή συγκρούσεων. Ενδεικτικά αναφέρουμε το 802.11b που είναι τεχνολογία ασύρματης μετάδοσης που επιτρέπει ταχύτητες μέχρι 11Μbps και το 802.11g που είναι τεχνολογία ασύρματης μετάδοσης που επιτρέπει ταχύτητες μέχρι 54Mbps. Η κάρτα δικτύου που χρησιμοποιείται στην υλοποίηση, κάνοντας χρήση της ασύρματης τεχνολογίας επιτυγχάνει την ίδια δικτύωση με μια κλασσική κάρτα δικτύου, αλλά χωρίς καλώδια. Μια ειδική περίπτωση που μας ενδιαφέρει ιδιαίτερα, είναι το hotspot, το οποίο είναι το ασύρματο δίκτυο στο οποίο ο χρήστης μπορεί να έχει πρόσβαση στο internet. 2.1.1. Είδη επικοινωνίας Η διασύνδεση μεταξύ πηγών πληροφορίας και η μεταφορά της έχει γίνει σήμερα επιτακτική ανάγκη. Υπάρχουν αναρίθμητες «ανάγκες» για μεταφορά και πρόσβαση κάθε είδους πληροφορίας, είτε αυτή είναι μονόπλευρη όπως συμβαίνει στα τηλεοπτικά κανάλια, ραδιοφωνικοί σταθμοί, είτε αμφίπλευρη όπως συμβαίνει στα τηλεφωνικά δίκτυα, στα «δίκτυα υπολογιστών» και άλλα. Καταλάβουμε ότι σε αυτές του είδους επικοινωνία εξυπηρετούνται διαφορετικές ανάγκες. Στην μεν μονόπλευρη επικοινωνία έχει μορφή περισσότερο ενημερωτική, ψυχαγωγική, εκπαιδευτική δηλαδή εκ των πραγμάτων αποφασίζει η «πηγή» της πληροφορίας, την πληροφορία που θα διαθέσει. Με μόνο κριτήριο ενδεχομένως κάποιον περιορισμό με βάση κανόνων που μπορεί να θέτει προς τους λαμβανομένους της πληροφορίας αυτής (όπως συμβαίνει με τα συνδρομητικά κανάλια). Οι παραπάνω μπορούν μόνον να επιλέξουν μεταξύ διαφορετικών πηγών 7

πληροφορίας ή μία ομάδα πληροφορίας από μία συγκεκριμένε πηγή όπως είναι το teletext η οποία είναι οργανωμένη, εφόσον αυτό έχει την μορφή «υπερκειμένου». Στην αμφίδρομη επικοινωνία η πληροφορία λόγω ακριβώς στο ότι ανταλλάσσεται μεταξύ αποστολέα και παραλήπτη γίνεται πληρέστερη, χρησιμότερη, ευέλικτη «ασφαλέστερη» και γενικά «αποκτά» μια πλέον ολοκληρωμένη μορφή και αποτελεσματική λύση επικοινωνίας Η δυνατότητα της ανταλλαγής πληροφορίας στην αμφίδρομης επικοινωνία προϋποθέτει εξοπλισμό και μία σειρά υλοποιήσεων αρκετά εξειδικευμένη, είτε αυτό έχει να κάνει σε υλικό εξοπλισμό είτε σε τεχνικό λειτουργικό δυναμικό. Σε αυτήν την περίπτωση όμως ο εξοπλισμός και γενικά η αρχιτεκτονική της επίτευξης της επικοινωνίας γίνεται πολυπλοκότερη. Στην αμφίδρομη επικοινωνία διακρίνουμε δύο γενικούς τρόπος επικοινωνίας. Α) Ο «εναλλάξ» (half) τρόπος στον οποίο η μία πλευρά ενεργεί ως πομπός ενώ η άλλη πλευρά ως λήπτης, όπως είναι ο τηλέτυπο. Β) Η «ταυτόχρονη» (full) στην οποία και οι δύο πλευρές μπορούν να επικοινωνεί ταυτόχρονα όπως είναι τα τηλεφωνικά δίκτυα. Πέρα του τρόπου επικοινωνίας και ανταλλαγής πληροφορίας σημαντικό ρόλο παίζει ο όγκος, η ταχύτητα, το είδος αλλά και η σχέση στον χρόνο (σε πραγματικό χρόνο ή όχι ) της ανταλλαγής πληροφορίας. Εδώ μπορούμε να πραγματοποιήσουμε δύο γενικές κατηγοριοποιήσεις της πληροφορίας, η οπτικό ακουστική και η πληροφορία δεδομένων όπως είναι τα κείμενα, τα προγράμματα και άλλα. 8

Τέλος το μέσο που χρησιμοποιείται για τη επίτευξη της όποιας επικοινωνίας και ανταλλαγής πληροφορίας, ποικίλει. Το μέσο επιλέγεται σύμφωνα με τις ιδιαιτερότητες που η πληροφορία έχει, όπως αναλύθηκε μερικώς παραπάνω αλλά και σύμφωνα με τις ιδιαιτερότητες και το φυσικό μέσο που τα δύο σημεία βρίσκονται. Υπάρχουν ακόμα σημαντικοί παράγοντες για την επιλογή του μέσου όπως είναι το κόστος, συντήρησης, ασφάλεια, αξιοπιστία, αναβάθμιση, επεκτασημώτητα συμβατότητα, ευελιξία του μέσου που θα επιλεγεί. 2.1.2. Μέσο επικοινωνίας Ενσύρματη και οπτική ίνα Ασύρματη και lazier ζεύξη. 2.1.3. Κατηγορείς επικοινωνίας Αναλογική Τηλεοπτική Τηλεφωνική Ψηφιακή 9

Τηλεοπτική Τηλεφωνική Μετάδοση δεδομένων 3. Ασύρματων δικτύων Περιγραφή ειδικότερα των ασύρματων δικτύων μεταξύ Ηλεκτρονικών Υπολογιστών. 4. Το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.11 Ένα ασύρματο τοπικό δίκτυο είναι αυτό στο οποίο ένας κινούμενος χρήστης μπορεί να συνδεθεί σε ένα τοπικό δίκτυο μέσω μια ασύρματης σύνδεσης. Το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.11 περιγράφει τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στα ασύρματα τοπικά δίκτυα. Το 802.11 είναι μια οικογένεια προδιαγραφών για ασύρματα τοπικά δίκτυα που αναπτύχθηκαν από ομάδες εργασίας του ινστιτούτου ηλεκτρολόγων και ηλεκτρονικών μηχανικών, το γνωστό institute of electrical and electronics engineers (IEEE). 10

Όλα τα πρότυπα που περιλαμβάνει το 802.11, χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο ethernet και μέθοδο πολλαπλής πρόσβασης με ανίχνευση φέροντος και αποφυγή συγκρούσεων, το carrier sense multiple access with collision avoidance (csma/ca). Η μέθοδος διαμόρφωσης που χρησιμοποιήθηκε αρχικά ήταν το κλείδωμα μεταλλαγής φάσης ή διαμόρφωση διακριτής φάσης, phase-shift keying (psk). Σε νεότερες προδιαγραφές όμως, χρησιμοποιούνται και άλλα σχήματα ψηφιακής διαμόρφωσης, όπως το complementary code keying (cck). Οι νεότερες μέθοδοι διαμόρφωσης παρέχουν μεγαλύτερους ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν 4 πρότυπα στην οικογένεια 802.11: 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g και μέχρι το τέλος του έτους αναμένεται να εγκριθούν τα 802.11i και 802.11e. Και τα 4 χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο ethernet και μέθοδο πολλαπλής πρόσβασης με ανίχνευση φέροντος και αποφυγή συγκρούσεων, το carrier sense multiple access with collision avoidance (csma/ca). 4.1.1 ΙΕΕΕ 802.11 Εφαρμόζεται σε ασύρματα τοπικά δίκτυα και παρέχει ρυθμούς μετάδοσης 1 ή 2 Μbps στη μπάντα των 2.4 GHz. 4.1.2 ΙΕΕΕ 802.11a Είναι μια επέκταση του 802.11 που εφαρμόζεται σε ασύρματα τοπικά δίκτυα και παρέχει ρυθμούς μετάδοσης έως 54 Μbps στη μπάντα των 5 GHz. Συνήθως όμως οι επικοινωνίες πραγματοποιούνται στα 6Μbps, 12 Μbps ή στα 24 Μbps και χρησιμοποιείται πολυπλεξία επιμερισμού συχνότητας. Χρησιμοποιείται σε ασύρματα δίκτυα ΑΤΜ. 4.1.3 ΙΕΕΕ 802.11b Συνήθως το λέμε wi-fi και είναι συμβατό με το 802.11. Η μέθοδος διαμόρφωσης που χρησιμοποιήθηκε στο 802.11 ήταν το κλείδωμα 11

μεταλλαγής φάσης ή διαμόρφωση διακριτής φάσης, phase-shift keying (psk). Η μέθοδος διαμόρφωσης που επιλέχθηκε για το 802.11b είναι γνωστή ως complementary code keying (cck) και παρέχει μεγαλύτερους ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων. 4.1.4 ΙΕΕΕ 802.11e Το πρώτο ασύρματο πρότυπο για οικιακό ή εταιρικό δικτυακό περιβάλλον. Παρέχει χαρακτηριστικά ποιότητας υπηρεσιών και υποστήριξη πολυμέσων στα υπάρχοντα ασύρματα πρότυπα ΙΕΕΕ 802.11a και ΙΕΕΕ 802.11b ενώ ταυτόχρονα είναι και συμβατό με αυτά. Η ποιότητα υπηρεσιών και υποστήριξη πολυμέσων είναι ένας κρίσιμος παράγοντας στα ασύρματα οικιακά δίκτυα που θέλουμε να παρέχουν φωνή, video και ήχο (video on demand, audio on demand, voice over ip, υψηλής ταχύτητας πρόσβαση στο internet). 4.1.5 ΙΕΕΕ 802.11g Εφαρμόζεται σε ασύρματα τοπικά δίκτυα και παρέχει ρυθμούς μετάδοσης άνω των 20 mbps στη μπάντα των 2.4 GHz. Αυτό είναι το πρότυπο που εγκρίθηκε πιο πρόσφατα και παρέχει ασύρματη μετάδοση σε σχετικά κοντινές αποστάσεις με ταχύτητες μέχρι και 54mbps συγκριτικά με τα 11mbps του πρότυπου 802.11b. Όπως και το 802.11b, το ΙΕΕΕ 802.11g λειτουργεί στη μπάντα των 2.4 GHz οπότε είναι συμβατό με αυτό. 4.1.6 ΙΕΕΕ 802.11i Προσθέτει στο 802.11 πρότυπο ασύρματων τοπικών δικτύων, το πρωτόκολλο ασφάλειας advanced encryption standard (aes). Άλλα πρότυπα 12

4.1.7 HiperLAN/1 To HiperLAN (High Performance Radio LAN) αναπτύχθηκε στις ευρωπαϊκές χώρες ως πρότυπο υψηλής ταχύτητας WLAN και είναι παρόμοιο με το αμερικάνικο πρότυπο IEEE 802.11. Υπάρχουν δύο τύποι προδιαγραφών, το HiperLAN/1 και το 4.1.8 HiperLAN/2 Και τα δύο πρότυπα έχουν υιοθετηθεί από το ETSI. To HiperLAN/1 αναπτύχθηκε το 1996 και προσφέρει ταχύτητες δεδομένων μέχρι 20Mbps στη ζώνη των SCHz του φάσματος ραδιοσυχνοτήτων, κυρίως σε ad-hoc δίκτυα και χωρίς να εγγυάται την ποιότητα υπηρεσιών. To HiperLAN/2 προσφέρει ταχύτητες δεδομένων μέχρι 54Mbps στην ίδια ζώνη ραδιοσυχνοτήτων, καθώς και καλύτερη ποιότητα υπηρεσιών. Το φυσικό μέσο μετάδοσης είναι το ίδιο με αυτό του 802.11a και το ETSI συνεργάστηκε με το IEEE για την ανάπτυξη του. Δεδομένου ότι ο χαμηλότερος ρυθμός μετάδοσης του 802.11a περιορίζει τη χρήση του, ειδικά στις εφαρμογές πολυμέσων, η υψηλότερη ταχύτητα του HiperLAN, αν και είναι πιθανόν να κοστίζει περισσότερο, αποτελεί μια αποτελεσματική εναλλακτική τεχνολογία για ορισμένες εφαρμογές WLAN, ιδιαίτερα αυτές που περιλαμβάνουν μετάδοση τηλεοπτικών εικόνων. To HiperLAN είναι βασισμένο στην τεχνολογία ασύγχρονης μεταφοράς (ATM) και προσφέρει καλύτερη ποιότητα υπηρεσιών από τις αντίστοιχες του 802.11. 4.1.9 WiMAX To WiMAX είναι μια νέα τεχνολογία, που θα πραγματοποιήσει την ευρυζωνική πρόσβαση του "τελευταίου μιλίου" -έκφραση που αναφέρεται στην τελική διασπορά των υπηρεσιών τηλεφωνίας και δεδομένων σε αστικά περιβάλλοντα- σε μια μεγαλύτερη γεωγραφική περιοχή από ότι το WLAN, παρέχοντας στους επιχειρησιακούς πελάτες 13

ευρυζωνικές υπηρεσίες τύπου ΤΙ (1.544Mbps), ενώ στους απλούς χρήστες πρόσβαση ανάλογη του DSL. Με ακτίνα κάλυψης από 1,5 έως 9km, το WiMAX θα επιτρέψει μεγαλύτερη κινητικότητα στις εφαρμογές δεδομένων υψηλών ταχυτήτων. 4.1.10 LMDS και WLL To Local Multipoint Distribution System (LMDS), είναι η ευρυζωνική ασύρματη τεχνολογία, που χρησιμοποιείται για να μεταδώσει φωνή, δεδομένα/υπηρεσίες διαδικιύου και τηλεοπτικές υπηρεσίες στην περιοχή των 25CHz, καθώς και σε υψηλότερες συχνότητες. Ως αποτέλεσμα των χαρακτηριστικών διάδοσης του σήματος, σε αυτό το φάσμα, το LMDS χρησιμοποιεί μια κυψελοειδή δικτυακή αρχιτεκτονική, αν και οι παρεχόμενες υπηρεσίες είναι σταθερές και όχι κινητές. To LMDS είναι ένα σύστημα απευθείας μικροκυματικής μετάδοσης από μια τοπική κεραία στο σπίτι ή την επιχείρηση, εντός της ακτίνας οπτικής επαφής, αποτελώντας έτσι μια λύση στο αποκαλούμενο "πρόβλημα του τελευταίου μιλίου", προσφέροντας οικονομικές υπηρεσίες ευρείας ζώνης στους τελικούς χρήστες. To LMDS αποτελεί εναλλακτική λύση στην εγκατάσταση οπτικής ίνας για προσφορά ευρυζωνικών υπηρεσιών (η δυνατότητα αυτή δεν υφίσταται σήμερα στην Ελλάδα). Ανάλογα με την εφαρμογή, το LMDS παρέχει ταχύτητα μέχρι 1,SCbps προς το χρήστη (downstream) και 200Mbps από το χρήστη προς το δίκτυο (upstream), αν και ένας πιο ρεαλιστικός αριθμός είναι τα 38Mbps downstream. Το κόστος του LMDS θεωρείται πολύ χαμηλότερο από αυτό της εγκατάστασης οπτικών ινών ή της αναβάθμισης των συστημάτων καλωδιακής τηλεόρασης. 14

5. Υφιστάμενο καθεστώς για τα ασύρματα δίκτυα (WLAN) στην Ελλάδα Ως Σταθερή Ασύρματη Πρόσβαση (ΣΑΠ), ορίζεται η εφαρμογή της ασύρματης πρόσβασης, στην οποία η τοποθεσία του τερματισμού του χρήστη και του σημείου πρόσβασης του δημόσιου τηλεπικοινωνιακού δικτύου, στο οποίο συνδέεται ο χρήστης, είναι σταθερά, με χρήση αποκλειστικά και μόνο ραδιοσυχνοτήτων, που έχουν εκχωρηθεί για το σκοπό αυτό. Δεδομένου του καθορισμού των ζωνών Σταθερής Ασύρματης Πρόσβασης με Υπουργική Απόφαση στα 3,6 και 26GHz και της χορήγησης των σχετικών αδειών με τη διαδικασία της δημοπρασίας το Δεκέμβριο του 2000, δεν έχει επιτραπεί μέχρι σήμερα η χρήση των 2,4GHz για την παροχή υπηρεσιών ΣΑΠ. 5.1.2 Περιοχή 2,4GHz Δεν απαιτείται Εκχώρηση Ραδιοσυχνότητας για τη λειτουργία Σταθμών Ραδιοεπικοινωνιών, οι οποίοι πληρούν τις παρακάτω προϋποθέσεις (απόφαση ΕΕΤΤ 254/72, ΦΕΚ 895/Β/1672002/άρθρο 5): 1. Εκπέμπουν και λαμβάνουν στην περιοχή ραδιοσυχνοτήτων 2.400-2.483,5 MHz (ISM band). 15

2. Χρησιμοποιούν τεχνολογία διασποράς φάσματος (Spread Spectrum). 3. Είναι πλήρως συμβατοί με το εναρμονισμένο πρότυπο ΕΝ 300 328 του ETSI. Χρειάζεται ειδική άδεια για παροχή τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών, με τη χρήση αυτής της συχνότητας σε τρίτους. Στον Κάτοχο της Άδειας, δίδεται το δικαίωμα παροχής Δημόσιων Κινητών Τηλεπικοινωνιακών Υπηρεσιών Ασύρματων Τοπικών Δικτύων σε δημόσιους χώρους (hotspots), με χρήση ραδιοεξοπλισμού συμβατού με το πρότυπο ΕΝ 300 328 του ETSI, που χρησιμοποιεί ραδιοσυχνότητες που βρίσκονται στη ζώνη 2.400-2.483,5MHz. Ο κάτοχος της άδειας αποδέχεται ότι στους σταθμούς ραδιοεπικοινωνιών που εγκαθίστανται και οι οποίοι λειτουργούν στη ζώνη 2.400-2.483,5MHz για την παροχή Δημόσιων Κινητών Τηλεπικοινωνιακών Υπηρεσιών Ασύρματων Τοπικών Δικτύων, δεν παρέχεται προστασία από τυχόν παρεμβολές, ούτε επιτρέπεται οι σταθμοί αυτοί να προκαλούν επιζήμιες παρεμβολές σε άλλους σταθμούς ραδιοεπικοινωνίας. Τέλος, ο κάτοχος της Άδειας δεν επιτρέπεται να παρέχει υπηρεσίες Σταθερής Ασύρματης Πρόσβασης (δεν επιτρέπεται η ζεύξη σημείου προς σημείο) και δεν επιτρέπεται να αναπτύξει Δημόσιο Τηλεπικοινωνιακό Δίκτυο Κορμού, κάνοντας χρήση ραδιοσυχνοτήτων, που βρίσκονται στη ζώνη 2.400-2.483,5MHz. 5.1.3 Περιοχή 5GHz Γενικά, για τις περιοχές 5.150-5.250, 5.250-5.350, 5.470-5.725MHz και 1 7,1-1 7,3GHz, (ΦΕΚ 979/Β11672003, παρ. 3/ιδ) επιτρέπεται χωρίς άδεια, η λειτουργία συσκευών μικρής εμβέλειας, οι οποίες είναι σύμφωνες με το Προεδρικό Διάταγμα 44/2002, τη Σύσταση ERC/REC 7003 και τα Πρότυπα ΕΝ 3008361, 2, 3 και 4, για την υλοποίηση τοπικών ασύρματων δικτύων με πρωτόκολλο HIPERLAN, σε 16

εσωτερικούς μόνο χώρους. Η δημιουργία τέτοιων δικτύων σε εξωτερικούς χώρους, επιτρέπεται μόνο μετά από άδεια της ΕΕΤΤ, η οποία χορηγείται ύστερα από σύμφωνη γνώμη του Υπουργείου Εθνικής Αμύνης. Παρομοίως, με την περιοχή των 2,4GHz, δεν επιτρέπονται ζεύξεις σημείου προς σημείο. Δοθέντος του γεγονότος ότι η εγκατάσταση δικτύων σε εξωτερικούς χώρους απαιτεί τη σύμφωνη γνώμη του ΓΕΕΘΑ, καθίσταται πολύ δύσκολη έως αδύνατη, η χορήγηση αδειών για παροχή υπηρεσιών στο κοινό, λόγω του ότι θα πρέπει οι παροχείς να καθορίζουν εκ των προτέρων και με την αίτηση τους, τους χώρους στους οποίους επιθυμούν να εγκαταστήσουν δίκτυα για την παροχή υπηρεσιών. 6. Πλεονεκτήματα από τη χρήση ασύρματων δικτύων Τα ασύρματα δίκτυα έχουν φέρει αλλαγή στον τρόπο επικοινωνίας των υπολογιστών, αλλά και των χρηστών τους. Με την αύξηση του αριθμού των συσκευών που αλληλεπιδρούν με τους υπολογιστές τα ασύρματα δίκτυα μπορούν να προσφέρουν λύσεις, οι οποίες θα βελτιώσουν την επικοινωνία και θα αυξήσουν την αποδοτικότητα π.χ. σε ένα εργασιακό χώρο όπως μια εταιρεία, μια τράπεζα αλλά και μια σχολική μονάδα ή σε ένα νοσοκομείο. Με τη χρήση των ασύρματων δικτύων η επικοινωνία γίνεται πιο άμεση, το δίκτυο παρέχει κάλυψη χωρίς περιορισμούς και η επέκταση του γίνεται πολύ πιο εύκολα και με αμελητέο κόστος. Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται είναι εντελώς ακίνδυνος για τον ανθρώπινο οργανισμό. Η ακτινοβολία είναι μη ιονίζουσα και τα επίπεδα ακτινοβολίας είναι πολύ πιο χαμηλά από τα επιτρεπτά για τον 17

ανθρώπινο οργανισμό όρια. Αρκεί να αναφέρουμε ότι μια ασύρματη κάρτα δικτύου (802.11b) ακτινοβολεί ισχύ 50-100 mwatt, ενώ ένα κινητό τηλέφωνο φτάνει και τα 2000 mwatt. Επιπλέον, τα ασύρματα δίκτυα προσφέρουν διασύνδεση τοπικών δικτύων μεταξύ τους, όπως των καταστημάτων της επιχείρησης ή των εργαστηρίων ενός σχολικού εργαστηριακού κέντρου. 7.1.1 Ζεύξεις δύο κτιριακών συγκριμάτων Μία κατηγορία υλοποίησης ανταλλαγής πληροφορίας και επικοινωνίας είναι η ζεύξη δύο απομακρυσμένων περιοχών που έχουν οπτική επαφή και απέχουν περίπου 1 χιλιόμετρο. Οι περιοχές αυτές «κατέχουν» από ένα κτιριακό συγκρότημα η κάθε μία. Η ανταλλαγή πληροφορίας επικεντρώνετε με ανταλλαγή αρχείων, δεδομένα και έλεγχο σε ηλεκτρονική μορφή, ενώ η επικοινωνία αποσκοπεί στην ακουστική και οπτική ζεύξη. Οι απαιτήσεις και προδιαγραφές που θέτει η παραπάνω ζεύξη καθώς και ο οικονομικός παράγοντας, δημιουργεί τις προϋποθέσεις και τα κριτήρια που θα στραφεί η μελέτη υλοποίησης και πρωτίστως η διαμόρφωση των προδιαγραφών. 18

7.1.2 Διαμόρφωση Προδιαγραφών ζεύξεις δύο κτιριακών συγκριμάτων Θέτοντας τις επιμέρους απαιτήσεις στο είδος αλλά και στις παραμέτρους επικοινωνίας, επισημαίνονται οι κυριότερες, που καλύπτουν και τις υπόλοιπες απαιτήσεις. Αυτές είναι: 1) Κόστος 2) Αξιοπιστία 3) Ασφάλεια 4) Αμεσότητα 5) Ταχύτητα 6) Συμβατότητα 7) Επέκτασημότητα 8) Αναβάθμιση, ευελιξία 9) Συντήρηση, κόστος συντήρησης Λόγω του ότι το κόστος υλοποίησης του «έργου» πρέπει να κρατηθεί χαμηλά και με βάσει την αμεσότητα της επικοινωνίας που έχει η οπτικοαουστική ζεύξη, μπορεί να υλοποιηθεί μεταξύ άλλων με ασύρματη ζεύξη προτύπου ΙΕΕΕ 802.11g, με την προϋπόθεση ότι σε ένα σύστημα επικοινωνίας μη πραγματικού χρόνου, θα πραγματοποιούνται επικοινωνίες πραγματικού χρόνου. Αυτό μπορεί να θεωρηθεί αποδεκτό εάν η ταχύτητα μετάδοσης είναι αρκετά μεγάλη, έτσι ώστε οι χρόνοι απόκλισης (καθυστέρηση χρόνου) από τον πραγματικό χρόνο, να μην είναι μεγάλη, δηλαδή να μην ξεπερνά στην χειρότερη περίπτωση τα 3 με 4 δευτερόλεπτα. Για να συμβεί αυτό θα πρέπει καταρχήν η ταχύτητα 19

ζεύξης να πληρει τις προϋποθέσεις. Με βάση τις απαιτήσεις των επικοινωνιών βρέθηκε ότι μία ταχύτητα κοντά στα 10 Mbps είναι ικανοποιητική. Επομένως η επιλογή ασύρματης μικροκυματικής ζεύξης με το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.11g σε κανάλι που να επιτυγχάνεται ταχύτητα διαμεταγωγής 54 Mbps και τοπολογία peer to peer είναι εφικτή και ικανοποιεί τις προδιαγραφές. 7.1.3 Αναλυτικότερα το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.11g Χαρακτηριστικά: 1) Μπάντα των 2.4 GHz, και συγκεκριμένα το φάσμα ισχνοτήτων βρίσκεται μεταξύ 2.4 GHz έως 2. 497 GHz. 2) Ρυθμούς μετάδοσης έως 54 Mbps 3) Έχει τρία μή επικαλυπτόμενα κανάλια μετάδοσης σε ρυθμό 11 Mbps και τρία ανεξάρτητα μή επικαλυπτόμενα κανάλια μετάδοσης σε ρυθμό 54 Mbps. Α) 3 κανάλια επί 11 Mbps σύνολο 33 Mbps Β) 3 κανάλια επί 54 Mbps σύνολο 162 Mbps άρα συνολική μετάδοση 195 Mbps 4) Σε εξωτερικούς χώρους με οπτική επαφή οι ρυθμοί μεταδώσης είναι Α) 120m με ρυθμό μετάδοσης 54 Mbps Β) 460m με ρυθμό μετάδοσης 1 Mbps 5 ) Ταχύτητα μετάδοσης 20

Α) 54 Mbps Β) 48 Mbps Γ) 36 Mbps Δ) 24 Mbps Ε) 18 Mbps ΣΤ) 12 Mbps Ζ) 9 Mbps Η) 6 Mbps 6) Διαμόρφωση: Ορθογώνια πολυπλεξία συχνότητας (Orthogonal Frequency Division Multiplexing-OFDM) 7) Όπως και το 802.11b, το ΙΕΕΕ 802.11g λειτουργεί στη μπάντα των 2.4GHz οπότε είναι συμβατό με αυτό. 8. Ορθογώνια πολυπλεξία συχνότητας (Orthogonal Frequency Division Multiplexing-OFDM) Η κωδικοποίηση OFDM, είναι μια μορφή διαμόρφωσης πολλών φερόντων σημάτων και διαφέρει από αυτήν της διασποράς φάσματος. Η τεχνική OFDM χωρίζει το σήμα σε πολλά μικρότερα υποσήματα, τα οποία και εκπέμπει σε διαφορετικές συχνότητες. Αυτό μειώνει τη διαφωνία (crosstalk) στις μεταδόσεις σημάτων, κάτι το οποίο καθιστά το OFDM πολύ χρήσιμο για τη μετάδοση υψίρρυθμων και ευζωνικών πληροφοριών. Επίσης, με τον τρόπο αυτό, η μετάδοση είναι πολύ ανθεκτική στις παρεμβολές. Η IEEE επέλεξε να χρησιμοποιήσει OFDM στο πρότυπο 802.11a και 802.11g, με ταχύτητα μετάδοσης μέχρι 54Mbps. Η ίδια διαμόρφωση χρησιμοποιείται στην τεχνολογία ADSL, 21

που πετυχαίνει υψηλότατες ταχύτητες στα κοινά τηλεφωνικά δίκτυα, αλλά και στην επερχόμενη ψηφιακή τηλεόραση. Είναι μια τεχνολογία, που ενώ είχε αναλυθεί σε θεωρητικό επίπεδο εδώ και χρόνια, έκανε ξαφνικά, δυναμική εμφάνιση στη σκηνή των ψηφιακών επικοινωνιών και κατέλαβε εξ εφόδου όλες τις νέες εφαρμογές. 9.1.1 Μουσείου βυζαντινού Πολιτισμού με Λευκό Πύργο Πιο συγκεκριμένα η μελέτη αυτή γίνετε για την ασύρματη ζεύξη Μουσείου Βυζαντινού Πολιτισμού με Λευκό Πύργο. Ένα από τα αντικείμενα μελέτης αυτής της ζεύξης είναι καταμέτρηση ταχύτητας διαμεταγωγής ψηφιακής πληροφορίας και η καταγ ραφή προβλημάτων και λαθών. 9.1.2 Βασικά υλικά Τα βασικά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν για την υλοποίηση της επικοινωνίας είναι: Δύο Cisco Aironet 1300 Series Wireless Bridge Δύο κατευθυνόμενες κεραίες Omnis και 22

Δύο Η λεκτρονικοί Υπολογιστές μ ε λειτουργικό Windows XP Professional Μετά την τοποθέτηση τους σε κάθε κτίριο αντίστοιχα, έγινε η π αραμετροποίηση των Wireless Bridge ώστε να λειτουργούν τοπολογία ως «peer to peer». 9.1.3 Παραμετροποίηση των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών Η παραμετροποίηση των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών είναι μία απλή περίπτωση απόδοση IP, MASC, DNS, GETW και Domen. 23

195 251 213 46 255 255 255 224 195 251 213 13 195 251 213 106... 9.1.4 Παραμετροπο ίηση του Cisco Aironet 1300 Η παραμετροποίηση των Cisco Aironet 1300 έγινε αρχικά μέσω HyperTerminal αφού πρώτα δημιουργήθηκε ένας δίαυλος επικοινωνίας μέσο της συριακής θήρας του Η/Υ και της ΧΧΧΧΧ του Cisco Aironet. Εδώ δόθηκαν τα στοιχειά για την σωστή επικοινωνία όπως SSID, IP DNS, MASC, password και άλλα. Στο τέλος παραθέτετε το configuration file του παραπάνω. 24

10. Configuration file show interfaces BVI1 is up, line protocol is up Hardware is BVI, address is 0015.c6e8.b2b7 (bia 0016.4681.b550) Internet address is 195.251.212.210/28 MTU 1500 bytes, BW 54000 Kbit, DLY 5000 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation ARPA, loopback not set ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00 Last input never, output never, output hang never Last clearing of "show interface" counters never Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0 5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 0 packets input, 0 bytes, 0 no buffer Received 0 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort 24 packets output, 1746 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 0 interface resets 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out --More-- Dot11Radio0 is up, line protocol is up Hardware is 802.11G Radio, address is 0016.4681.b550 (bia 0016.4681.b550) MTU 1500 bytes, BW 54000 Kbit, DLY 1000 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation ARPA, loopback not set ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00 Last input never, output never, output hang never Last clearing of "show interface" counters never Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0 Queueing strategy: fifo Output queue: 0/ 30 (size/max) 5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 0 packets input, 0 bytes, 0 no buffer Received 0 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored 25

0 input packets with dribble condition detected 0 packets output, 0 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 1 interface resets 0 babbles, 0 late collision, 0 deferred 0 lost carrier, 0 no carrier 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out --More-- FastEthernet0 is up, line protocol is up Hardware is PowerPC405GP Ethernet, address is 0015.c6e8.b2b7 (bia 0015.c6e8.b2b7) MTU 1500 bytes, BW 100000 Kbit, DLY 100 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation ARPA, loopback not set Full-duplex, 100Mb/s, MII ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00 Last input 00:00:17, output 00:00:03, output hang never Last clearing of "show interface" counters never Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0 Queueing strategy: fifo Output queue: 0/40 (size/max) 5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 packets input, 676 bytes Received 2 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored 0 watchdog 0 input packets with dribble condition detected 31 packets output, 3370 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 2 interface resets 0 babbles, 0 late collision, 0 deferred --More-- 0 lost carrier, 0 no carrier 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out 26

10.1.2 HTTP interface Μέσω του HTTP interface και με την βοήθεια του γραφικού περιβάλλοντος που προσφέρει, γίνονται οι περαιτέρω τροποποιήσεις και αριθμήσεις που αφορούν περισσότερο την ασφάλεια μεταφοράς δεδομένων τον συγκεντρωτικό έλεγχο καθώς και την εποπτεία της ποιότητα σύνδεσης που επιτυγχάνεται. Μία πολύ χρήσιμη πληροφορία πού μπορούμε να αντλήσουμε από το «περιβάλλον» επικοινωνίας της συσκευής, είναι κάποια στατιστικά στοιχεία, που με αυτά μπορούμε να κάνουμε επαλήθευση των μετρήσεων. Αυτές τις πληροφορίες τις βλέπουμε στην πρώτη εικόνα της σελίδας 31, πρώτη εικόνα της σελίδας 32, πρώτη εικόνα της σελίδας 33, πρώτη εικόνα της σελίδας 34 και στην πρώτη και δεύτερη εικόνα της σελίδας 54, όπου στην συνείχα θα γίνει η επαλήθευση. 27

10. 1. 3 Γραφικό περιβάλλον (interface) του Cisco Aironet 1300 28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

11. Πρόγραμμα παραγωγής αρχείων Για την πειραματική μελέτη της ζεύξης γράφτηκε αρχικά ένα πρόγραμμα το οποίο πρώτον, δημιουργεί αρχεία με ψηφιακά «μονάδες ή μηδενικά» σε μεγέθη από 1 έως μερικές εκατοντάδες Mbyte. Δεύτερο πραγματοποιεί την ανάγνωση αυτών των αρχείων. Με αυτόν τον τρόπο που δημιουργούμε ένα αρχείο για τo οποίο γνωρίζουμε ακριβώς σε επίπεδο bit τα στοιχεία του και τις θέσεις του, και το τρίτο μέρος θα αναλυθεί παρακάτω. Συγκεκριμένα το πρώτο μέρος του προγράμματος δημιουργεί αρχεία με διαδοχικά δεκαεξάδικα ψηφία. Για την ακρίβεια δημιουργεί μία αλληλουχία μηδενικών και άσσων με μήκος 16 bit, που εισάγονται στο πρόγραμμα σε δεκαδική μορφή και αντιπροσωπεύουν δύο δεκαεξάδικα ψηφία. Το δεύτερο μέρος του προγράμματος που εγκαθίσταται και αυτό στον αντίστοιχο Η/Υ, αναλαμβάνει να διαβάσει το αρχείο που δημιουργήθηκε και να εντοπίσει τις αλλαγές που ενδεχομένως δημιουργήθηκαν καθώς και θέση τους. Ένα παράδειγμα. Θέτω το νούμερο : 255 Δηλαδή : FF Δηλαδή : 1111111111111111 59

11.1.2 Πολύπλοκη προγράμματος Α και Β μέρος Ο λόγος που δημιουργήθηκε αυτή η «πολύπλοκη» παραγωγή αρχείων έχει να κάνει με την μελέτη της επικοινωνίας των δύο συσκευών όταν εναλλάσσουν συγκεκριμένες πληροφορίες για μεγάλο χρονικό διάστημα. Έχει διαπιστωθεί ότι ενώ μία συσκευή πληρεί φαινομενικά τις προϋποθέσεις με ανεκτά όρια σφαλμάτων, όταν αυτά γίνονται με συγκεκριμένη αλληλουχία πληροφοριών, αυτά δεν αποκρίνονται στις από εργοστασίου προδιαγραφές. Καταλήγοντας με αυτόν τον τρόπο βγάζουμε πολύτιμα συμπεράσματα για την φύση των συσκευών αλλά και για τις ιδιαιτερότητες που παρουσιάζει η μεταξύ τους απόσταση με τα ενδιάμεσα εμπόδια. Εδώ πρέπει να γίνει μία παρατήρηση που αφορά την λειτουργία και τους μηχανισμούς που ακολουθούν οι συσκευές που επιλέχτηκαν. Υπάρχουν σε αυτές κυκλώματα αποσφαλμάτωσης, τα οποία για ένα συγκεκριμένο αριθμό σφαλμάτων ή όταν πληρούν κάποιες προϋποθέσεις ( όπως π.χ. πετρίτη, άρτια ισότιμα) διορθώνουν τα λάθη, ώμος ακόμα και αν δεν μπορέσει το κύκλωμα να διορθώσει τα λάθη στο πακέτο προς αποστολή τότε απλά το πακέτο δεν αποστέλλεται και γίνετε εκ νέου αποστολή του πακέτου. 60

11.1. 3 Γραφική αναπαράσταση του προγράμματος Εναπομείναν χρόνος Εδώ εισάγετε το μέγεθος σε ΜΒ αρχείο που θα δημιουργηθεί Εδώ εισάγετε το δεκαδικό αντίστοιχο μέρος του δεκαεξάδικου αριθμού. Εκτέλεση προγράμματος Α μέρος Β μέρος Διαβάζει το αρχείο που στάλθηκε Γ μέρος Εικόνα προγράμματος Εξάγει λίστα από το αρχείο του «show int Dot11Radio0» 61

11.1.4 Κώδικας προγράμματος Α μέρος του προγράμματος Private Sub Command1_Click() Dim a As String * 1 a = Chr(Val(Text2.Text)) Open "c:\out.hex" For Binary As #1 Command1.Caption = "Please Wait" For i = 1 To Val(Text1.Text) * 1048576 Put #1, i, a DoEvents 'Label3.Caption = i Next i Close 1 Command1.Caption = "Finish" End Sub Β μέρος του προγράμματος Private Sub Command2_Click() Dim a As String * 1 Open "c:\out.hex" For Binary As #1 Open "c:\errors.txt" For Output As #2 Command2.Caption = "Please Wait" For j = 1 To Val(Text1.Text) * 1048576 Get 1, j, a DoEvents If Asc(a) <> Val(Text2.Text) Then Print #2, "Error in byte " + Str(j) + " Character: " + Str(Asc(a)) End If Next j Close Command2.Caption = "Finish" End Sub 62

Γ μέρος του προγράμματος VERSION 5.00 Begin VB.Form Form1 Caption = "Form1" ClientHeight = 4545 ClientLeft = 60 ClientTop = 450 ClientWidth = 4680 LinkTopic = "Form1" ScaleHeight = 4545 ScaleWidth = 4680 StartUpPosition = 3 'Windows Default Begin VB.FileListBox File1 Height = 2625 Left = 2400 TabIndex = 9 Top = 1800 Width = 2175 End Begin VB.DirListBox Dir1 Height = 2115 Left = 120 TabIndex = 8 Top = 1800 Width = 2055 End Begin VB.DriveListBox Drive1 Height = 315 Left = 120 TabIndex = 7 Top = 4080 Width = 2055 End Begin VB.CommandButton Command2 Caption = "Check created file" Height = 375 Left = 120 TabIndex = 5 Top = 1200 Width = 2175 End Begin VB.TextBox Text2 Height = 285 Left = 3720 TabIndex = 4 Text = "255" Top = 240 Width = 855 End Begin VB.TextBox Text1 Height = 285 Left = 1320 TabIndex = 1 Text = "1" 63

Γ μέρος του προγράμματος Top = 240 Width = 1335 End Begin VB.CommandButton Command1 Caption = "Create" Height = 375 Left = 120 TabIndex = 0 Top = 720 Width = 2175 End Begin VB.Label Label3 BorderStyle = 1 'Fixed Single Height = 255 Left = 2520 TabIndex = 6 Top = 720 Width = 1815 End Begin VB.Label Label2 Caption = "Character" Height = 375 Left = 2760 TabIndex = 3 Top = 240 Width = 855 End Begin VB.Label Label1 Caption = "File size (MB)" Height = 375 Left = 120 TabIndex = 2 Top = 240 Width = 1935 End End Attribute VB_Name = "Form1" Attribute VB_GlobalNameSpace = False Attribute VB_Creatable = False Attribute VB_PredeclaredId = True Attribute VB_Exposed = False Private Sub Command1_Click() Dim a As String * 1 a = Chr(Val(Text2.Text)) Open "c:\out.hex" For Binary As #1 Command1.Caption = "Please Wait" 64

Γ μέρος του προγράμματος For i = 1 To Val(Text1.Text) * 1048576 Put #1, i, a DoEvents 'Label3.Caption = i Next i End Sub Close 1 Command1.Caption = "Finish" Private Sub Command2_Click() Dim a As String * 1 Open "c:\out.hex" For Binary As #1 Open "c:\errors.txt" For Output As #2 Command2.Caption = "Please Wait" For j = 1 To Val(Text1.Text) * 1048576 Get 1, j, a DoEvents If Asc(a) <> Val(Text2.Text) Then Print #2, "Error in byte " + Str(j) + " Character: " + Str(Asc(a)) End If Next j End Sub Close Command2.Caption = "Finish" Private Sub Dir1_Change() End Sub File1.Path = Dir1.Path Private Sub Drive1_Change() End Sub Dir1.Path = Drive1.Drive Private Sub File1_DblClick() Dim a As String Dim limit(30) 65

Γ μέρος του προγράμματος limit(1) = 12 limit(2) = 0 limit(3) = 0 limit(5) = 0 limit(6) = 20 limit(7) = 0 limit(8) = 0 limit(9) = 0 tmp = File1.Path If Right(tmp, 1) <> "\" Then tmp = tmp + "\" tmp = tmp + File1.FileName Open tmp For Input As #1 Open "c:\results.txt" For Output As #2 Print #2, "Input Packets" + Chr(9) + "Bytes" + Chr(9) + "broadcasts" + Chr(9) + "runts" + Chr(9) + "giants" + Chr(9) + "throttles" + Chr(9) + "input errors" + Chr(9) + "CRC" + Chr(9) + "frame" + Chr(9) + "overrun" + Chr(9) + "ignored" + Chr(9) + "packets output" + Chr(9) + "bytes" + Chr(9) + "underruns" + Chr(9) + "output errors" + Chr(9) + "collisions" + Chr(9) + "babbles" + Chr(9) + "late collision" + Chr(9) + "deferred" + Chr(9) + "lost carrier" + Chr(9) + "no carrier" + Chr(9) + "output buffer failures" + Chr(9) + "output buffers swapped out" Do Line Input #1, a If a = "Dot11Radio0 is up, line protocol is up " Then For i = 1 To 12 Line Input #1, a End Sub Loop Until (EOF(1)) Close Label3.Caption = "Done" Private Sub Text1_Change() End Sub Command1.Caption = "Create" 66

Γ μέρος του προγράμματος Next i s = "" t = "" For j = 1 To 9 Line Input #1, a For i = 1 To Len(a) - limit(j) If j = 4 Then Exit For If Mid(a, i, 1) = " " Then If s <> "" Then If (t <> "") Then t = t + Chr(9) End If t = t + s s = "" End If End If If Asc(Mid(a, i, 1)) > 47 And Asc(Mid(a, i, 1)) < 58 Then s = s + Mid(a, i, 1) End If Next i Next j Print #2, t End If End Sub Loop Until (EOF(1)) Close Label3.Caption = "Done" Private Sub Text1_Change() End Sub Command1.Caption = "Create" 67

11.1.5 Hex Editor Με την βοήθεια ενός απλού προγράμματος Hex Editor γίνεται η πότη εκτίμηση για την δημιουργία των αρχείων αυτών. Hex editor 68

11.1.6 Περιορισμοί συσκευών Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η δημιουργία κάποιου λάθους είναι αδύνατη να διαγνωσθεί άμεσα. Υπάρχει όμως μία δυνατότητα της παραπάνω συσκευής. Μέσω της επικοινωνίας με HyperTerminal μπορεί να δοθεί μία εντολή στο «Configuration file» και μεταξύ άλλων να δοθούν πληροφορίες για τα σφάλματα που έχουν προκληθεί στα τελευταία ΧΧ sec. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να γίνει μία εκτίμηση για την ύπαρξη αλλά και για τον αριθμό των σφαλμάτων. 11.1. 7 Δειγματοληψία Ένας τρόπος που χρησιμοποιήθηκε για τον καλύτερο χρονικά προσδιορισμό των λαθών που γίνονται, είναι παίρνοντας ανά τακτά, συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα την πληροφορία για τα λάθη. Η δειγματοληψία των πληροφοριών αυτών έγινε δυνατή με την βοήθεια ενός προγράμματος. Σε κάθε εντολή αναγράφονται οι παρακάτω πληροφορίες 11.1.6. Το μπλοκ αυτό επαναλαμβάνετε ανά πέντε δευτερόλεπτα. Με αποτέλεσμα την δημιουργία πλήθους επαναλήψεων του παρακάτω μπλοκ. 69

11.1.8 show interfaces Dot11Radio0 uomwireless1#show interfaces Dot11Radio0 εντολή Dot11Radio0 is up, line protocol is up Hardware is 802.11G Radio, address is 0016.4681.b550 (bia 0016.4681.b550) MTU 1500 bytes, BW 54000 Kbit, DLY 1000 usec, reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 Encapsulation ARPA, loopback not set ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00 Last input 00:00:00, output 00:00:04, output hang never Last clearing of "show interface" counters never Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0 Queueing strategy: fifo Output queue: 0/30 (size/max) 5 minute input rate 42000 bits/sec, 1 packets/sec 5 minute output rate 1000 bits/sec, 1 packets/sec 10880 packets input, 13643050 bytes, 0 no buffer Received 410 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored 0 input packets with dribble condition detected 7070 packets output, 603197 bytes, 0 underruns 9 output errors, 0 collisions, 1 interface resets 0 babbles, 0 late collision, 0 deferred 0 lost carrier, 0 no carrier 11.1.7 Προσαρμογή επεξεργασία πληροφορίας 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out Για να εξαχθεί μία πληροφορία των παραπάνω δεδομένων δημιουργήθηκε ένα πρόγραμμα που κατηγοριοποιεί τα δεδομένα σε λίστες ώστε να υπάρχει η δυνατότητα λήψης ορισμένων συμπερασμάτων. 70

12.1.1 Παράδειγμα επεξεργασίας πληροφοριών Input Packets Bytes broadcasts input errors CRC packets output Πίνακας 1 bytes output errors 257870 362143640 936 0 0 171926 13534929 209 259132 363926317 938 0 0 172766 13600249 216 263872 370651649 938 0 0 175923 13846531 216 267855 376301877 938 0 0 178573 14053231 216 271010 380773197 941 0 0 180680 14218049 217 274113 385174617 941 0 0 182755 14380057 217 276073 387958709 941 0 0 184092 14484883 217 276743 388909019 944 0 0 184540 14520025 217 278469 391362674 944 0 0 185674 14608621 217 281088 395078221 944 0 0 187427 14745613 217 282176 396624711 944 0 0 188169 14803901 218 282444 397002097 947 0 0 188349 14818109 218 283214 398091775 947 0 0 188854 14857589 218 284590 400043543 947 0 0 189775 14929535 224 284636 400108639 949 0 0 189809 14932251 230 284696 400193269 950 0 0 189853 14936043 235 285820 401782476 950 0 0 190594 14993841 237 290902 408992646 950 0 0 193976 15257637 237 297928 418962038 952 0 0 198661 15623131 237 303745 427209249 954 0 0 202533 15925362 237 Πίνακας 1 12.1.2 Γ μέρος του προγράμματος, εξαγωγή τιμών Την παραπάνω λίστα δημιουργεί το Γ μέρος του προγράμματος που αναφέρθηκε παραπάνω ( 10.1.3 ). Το πρόγραμμα αυτό διαβάζει τα δεδομένα που δημιουργήθηκαν μέσω των διαδοχικών εντολών σε περιβάλλον HyperTerminal όπως φαίνεται στο 10.1.8, και φιλτράρει μόνον τα στοιχεία που μας ενδιαφέρουν. 71

Τα οποία είναι : Input Packets Bytes Broadcasts runts giants throttles input errors CRC frame overrun ignored packets output bytes underruns output errors collisions babbles late collision deferred lost carrier no carrier output buffer failures utput buffers swapped out Πίνακας 2 Από τα παραπάνω μπορούμε να εξάγουμε για τις πειραματικές μετρήσεις που πραγματοποιούνται εδώ, τα εξής: Input Packets Bytes Broadcasts packets output bytes output errors Πίνακας 1 72

Αυτό συμβαίνει γιατί οι μετρήσεις στα υπόλοιπα (χρίσμα μεν), στοιχειά έδειχναν 0 ή πολύ σπάνια πολύ μικρούς αριθμούς, γεγονός το οποίο ακόμα και για μεγάλο αριθμό μετρήσεων δεν μας δίνει πληροφορίες για να εξαχθεί κάποιο συμπέρασμα. 12.2.1 Πρόγραμμα επεξεργασίας τιμών Στην συνέχεια, τα δεδομένα μεταφέρονται σε ένα πρόγραμμα επεξεργασίας τιμών. Να σημειωθεί εδώ ότι η παραπάνω εντολή μας δίνει τα αποτελέσματα των τελευταίων πέντε λεπτών οπότε για να μην έχουμε κλιμακούμενες αθροιστικά τιμές αφαιρούμε από το τελευταίο δείγμα το προ-τελευταίο. Με αυτόν τον τρόπο έχουμε την μέτρηση που αφορά τα τελευταία πέντε δευτερόλεπτα. Για να μπορέσουμε να κάνουμε συγκριτικές γραφικές παραστάσεις μερικές από τις τιμές αυτές τις πολλαπλασιάζουμε με έναν μεταβλητό συντέλεση. Τέλος μετά την επεξεργασία των τιμών βγάζουμε τις γραφικές παραστάσεις που ακολουθούν. 73

12.3.1 Β μέρος του προγράμματος Εδώ να σημειωθεί και η λειτουργία του Β μέρους του προγράμματος το οποίο αφού διαβάσει το αρχείο που δημιουργήθηκε με το Α μέρος του προγράμματος και μεταφερθεί ασύρματα, εντοπίζει τις τυχόν αλλαγές και μας επιστρέφει σε δεκαεξαδική μορφή. Σε αυτήν την αλλαγή, όπως φαίνεται στο παρακάτω παράδειγμα, στο οποίο αρχικά δόθηκαν μόνον μονάδες : FF και βρεθήκαν λάθη στα παρακάτω byte, είναι πολύ εύκολη η μετατροπή της σε δυαδικό σύστημα προκειμένου να εντοπισθεί η θέση του bit. Ακολουθεί παράδειγμα που μπορεί να πραγματοποιηθεί με πολλούς τρόπους. Error in byte 1 Character : 254............ Error in byte 843312 Character : 252 Error in byte 1048428 Character : 253 Error in byte 1048576 Character : 254 Μετατροπή σε δυαδικό σύστημα 12.3.2 11111110 11111100 11111101 11111110 74

12.3.2 Σχεδιάγραμμα πειραματικών μετρήσεων Παρακάτω παρατίθεται ένα σχεδιάγραμμα των βασικών σταδίων που πραγματοποιήθηκαν οι μετρήσεις. Με μπλε αρίθμηση είναι τα στάδια που έγιναν σε αυτήν την εργασία και με πράσινη αρίθμηση είναι τα στάδια που δίνουν ακριβέστερα και πληρέστερα αποτελέσματα. 75

Project1.exe A Μέρος FFFFFFF FFFFFFF FFFFFFF FFFFFFF FFFFFFF FFFFFFF FFFFFFF FFFFFFF Wireless Wireless FF2FFΔF FFFFFFF FFΕFFFF FFFFFFF FFFFFFF FFF6FFF FΑFFFF FFFFFFF Project1.exe B Μέρος Μακροεντολές 1 0 12 0 9 1 0 56 0 8 1 0 21 0 1 2 0 09 0 6 4 0 21 0 1 2 1 44 0 2 6 4 65 9 1 7712 Project1.exe Γ Μέρος Sho int do 0.0 pacet o error 123 byte e ffu eu 22 34 1 23 0 uy 0 HyperTerminal error 123 254 error 123 231 error 234 134 error 235 254 error 236 252 error 346 250 error 3457 231 error 5673 254 Hex to Bin Μακροεντολές 1 0 12 0 9 0 12 1 0 56 0 8 013 1 0 21 0 1 012 2 0 09 0 6 010 4 0 21 0 1 016 2 1 44 0 2 0910 1 0 12 0 9 0 12 1 0 56 0 8 013 1 0 21 0 1 012 2 0 09 0 6 010 4 0 21 0 1 016 2 1 44 0 2 0910 Μακροεντολές error 123 11011 error 123 11111 error 234 10111 error 235 01110 error 236 10111 error 346 11101 error 345711001 error 567311101 76

12.4. 1 Γραφικές παραστάσεις 25000000 20000000 15000000 10000000 input broc 5000000 0 1 4 7 10 10 13 13 16 16 19 19 22 22 25 25 28 28 31 31 34 34 37 37 40 40 43 43 46 46 49 49 52 52 55 55 58 58 61 61 64 64 67 67 70 70 73 73 76 76 Γραφική παράσταση: 1 6000000 5000000 4000000 3000000 outpot error 2000000 1000000 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 Γραφική παράσταση: 2 74

12.4.2 Πακέτα εξόδου και εισόδου 10000000 9000000 8000000 7000000 6000000 5000000 4000000 3000000 2000000 1000000 0 Packets output input Γραφική παράσταση πακέτων εξόδου και εισόδου. 12.4.3 Σφάλματα Γραφική παράσταση: 3 errors 8 7 6 5 4 3 2 1 0-1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 Packets output errors broadcasts Γραφική παράσταση: 4 75

12.4.4 Bytes και errors 700000 600000 500000 400000 300000 bytes error * 100 200000 100000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21-100000 Γραφική παράσταση: 5 400000 350000 300000 250000 200000 iput 150000 b 100000 50000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14-50000 Γραφική παράσταση: 6 76

14000000 12000000 10000000 8000000 6000000 output error 4000000 2000000 0-2000000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 Γραφική παράσταση: 7 Υπό φυσιολογικές συνθήκες οι μετρήσεις δείχνουν μία πολύ καλή ζεύξη των δύο σημείων. Τα σφάλματα που δημιουργούνται είναι ελάχιστα και μι ανιχνεύσιμα ή σωστότερα οι γραφικές παραστάσεις δεν μας πληροφορούν για τίποτε άλλο πέρα από την άριστη ζεύξη. Λόγω αυτών των συνθηκών αποφασίστηκε η παρεμβολή τεχνητών προβλημάτων ανάμεσα στην ασύρματη ζεύξη των δύο σημείων επικοινωνίας. 77

13.1. 1 Παρεμβολή τεχνιτών προβλημάτων Οι παραπάνω τιμές πάρθηκαν κάτω από συνθήκες τεχνητών προβλημάτων. Δηλαδή δημιουργήθηκαν εσκεμμένα παρεμβολές με εκπομπές που έχουν παραπλήσιες συχνότητες επικοινωνία με την προς μελέτη ζεύξη, όπως η παρουσία ενός ακόμα ασύρματου δικτύου που εκπέμπει και αυτό στο ίδιο κανάλι, είτε με παρεμβολή εμποδίων ανάμεσα στην ζεύξη, όπως μια μεγάλη μεταλίκι πλάκα κοντά σε μία από τις δύο κεραίες. 13.1. 2 Συμπεράσματα Παρατηρώντας τις παραπάνω γραφικές παραστάσεις βλέπουμε τα εξής: 13.1.3 Τοποθεσία Λόγω της τοποθεσίας (φυσικής) παρατηρήθηκε ότι υπάρχουν μικρές παρεμβολές από εξωτερικούς παράγοντες. Δεν υπάρχουν φυσικά εμπόδια και με δεδομένο, προαναφέρθηκε ειπώθηκε την ποιότητα και την αξιοπιστία της συσκευής, έχουμε μία πολύ καλή ασύρματη ζεύξη. 78

13.1. 4 Τεχνητές παρεμβολές Μετά από τις τεχνητές και βάσει των πληροφοριών των παραπάνω πινάκων καταλήγουμε στα εξής συμπεράσματα: Όταν τα πακέτα στην μονάδα του χρόνου είναι λιγότερα, δηλαδή υπάρχει χαμηλή μεταγωγή δεδομένων, τότε έχουμε περισσότερα σφάλματα μεταφοράς. Επιπλέων, ο αριθμός σφαλμάτων εξακολουθεί να είναι σε χαμηλό αριθμό και μόνον σε πολύ μεγάλες εξωτερικές παρεμβολές φτάνει σε μη αξιόπιστη για τις προδιαγραφές ζεύξη. 79

Βιβλιογραφία URL: WLAN Reports European Edition AWMN, http://www.awmn.gr IEEE 802.11 Group, http://grouper.ieee.org/groups/802/11/ Wi-Fi Networking News, http://www.wifinetnews.com/ Wireless Developer Network, http://www.wirelessdevnet.com/ Wi-Fi Alliance, http://www.wi-fi.org/opensection/index.asp Wisp Notes, http://www.wispnotes.com/ Ευχαριστίες Μανόλης Κοντάκης 80