Standard della Tecnologia Wireless


Attenti al Bluetooth
Uso una chiavetta Bluetooth per trasferire le foto dal cellulare al PC: potrebbero crearsi così interferenze con la rete Wi-Fi.
Sebbene il Bluetooth e i dispositivi Wi-Fi 802.11b/g usino la stessa banda di trasmissione (2,4 – 2,483 GHz), le interferenze sono ridotte, perchè fanno uso di canali differenti. Il Bluetooth ha anche una potenza inferiore: il suo segnale viene irradiato in un’area circoscritta, di solito di 10 metri

Standarf della tecnologia Wireless e le WLan 

La tecnologia Wireless ed il marchio Wi-Fi®
intrusi nel wirelessIl termine Wireless si riferisce ad una determinata tipologia di comunicazione, che comprende anche un monitoraggio e dei sistemi di controllo, all’interno della quale è possibile far viaggiare i messaggi nello spazio (impropriamente detto “etere”) anziché sui tradizionali mezzi fisici di trasmissione quali fili o cavi.
In un sistema di questo tipo, la trasmissione viene effettuata principalmente via radiofrequenza (RF) o via infrarossi (IR).
Il logo Wi-Fi è l’acronimo di Wireless Fidelity. Nonostante questo termine venga spesso utilizzato per intendere il wireless per reti locali in generale (wlan), esso è in realtà un marchio registrato dalla Weca o Wi-Fi Alliance (www.wi-fi.org), un’associazione no profit costituita nel 1999 da industrie leader nel settore quali Nokia, 3Com, Cisco System, Intersil, Compaq, IBM, ed altre con lo scopo di certificare il corretto funzionamento dei prodotti Wlan all’interno delle specifiche dello standard IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11. Per ottenere la certificazione ed il logo Wi-Fi ogni prodotto deve superare una serie di severi test imposti dalla Wi-Fi Alliance. Vengono effettuati test per ogni tipo di standard wireless esistente oltre che per le specifiche di sicurezza Wpa e Wep.
In definitiva il Wi-Fi è un protocollo di trasmissione wireless che supporta reti ad alta velocità, garantendo l’interoperabilità tra soluzioni wireless diverse.



Gli standard della tecnologia

Lo standard IEEE 802
A partire dal 1973 ha iniziato ad emanare una serie di norme col fine di trovare uno standard per le reti LAN/MAN definendone le tipologie:
802.1 Internetworking
802.2 LLC (Logical Link Control)
802.3 CSMA/CD – Ethernet
802.4 Token Bus LAN
802.5 Token Ring LAN
802.6 MAN (Metropolitan Area Network)
802.7 Broadband Techincal Advisory Group
802.8 Fiber – Optic Techincal Advisory Group
802.9 Integrated Voice/Data Networks
802.10 Network Security
802.11 WIRELESS NETWORKS
802.12 100 Base VG – AnyLAN, Demand Priority Access Lan
Tabella: IEEE 802
Lo standard IEEE 802.11

Esso è uno standard per le Wireless Lan (WLAn) che ne definisce tutte le specifiche per il livello fisico (Phisical LAyer) e per il livello MAC (Medium Access Control).
Tale standard ha subito notevoli evoluzioni a partire dalla sua prima tecnica di cifratura realizzata nel 1942 con scopi militari:

Tecnologia FHSS 
La tecnica FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) o tecnologia a spettro espanso permette ad un gruppo di più utenti diversi la condivisione di un certo insieme di frequenze variando la frequenza di trasmissione fino a 1600 volte al secondo, ovvero facendo “saltare” (hopping) il segnale, su un certo numero di frequenze portanti scelte in base ad un determinata sequenza di hop. In particolare gli hops corrispondono ai salti di frequenza all’interno della gamma assegnata (2,402 – 2,480 GHz) a salti di 1 MHz per un totale di 79 hops set.
Possiamo quindi dire che il segnale, nel corso del tempo di salto Th, modula una portante sempre diversa, inoltre la frequenza del segnale rimane costante per un certo periodo di tempo. La durata di tale periodo determina la velocità del sistema: infatti se il frequency hopping avviene con velocità superiore rispetto al bit-rate del messaggio allora saremo in presenza di un sistema veloce, diversamente avremo un sistema lento.
Tale tecnica consente inoltre un maggiore stabilità di connessione ed una riduzione delle possibili interferenze tra i canali di trasmissione garantendo inoltre una maggiore sicurezza dei dati contro possibili intercettazioni. Ecco perché è largamente utilizzata dal protocollo Bluetooth, dai telefoni cordless e dai dispositivi IEEE 802.11b ovvero di prima generazione. La velocità è limitata a 2Mbit/s.

Tecnologia DSSS 
La tecnica DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) o tecnologia a “frequenza diretta” a banda larga, per ogni bit viene generata una sequenza ridondante di bit che prende il nome di chip. Quindi la portante del segnale di trasmissione viene modulata proprio dal codice di chipping il cui bit-rate è superiore al bit-rate delle informazioni stesse. Visto che da ogni singolo bit viene generata una sequenza logicamente la trasmissione necessita di maggiore ampiezza di banda. Tale problema viene risolto suddividendo lo spettro a disposizione in una successione lineare di sottocanali sovrapposti, riducendo i fenomeni d’interferenza.
Tale metodo è certamente indicato per la trasmissione e ricezione di segnali deboli anche se con una notevole perdita della sicurezza dei dati che possono essere intercettati più facilmente.
Utilizzata dallo standard IEEE 802.11b è totalmente incompatibile con la trasmissione FHSS anche se consente l’interoperabilità tra le attuali reti wireless a 11 Mbit/s con le precedenti a 1-2 Mbit/s.
Infrarossi
Un’altra tecnologia per la trasmissione dei dati a corto raggio è quella IrDA (Infrared Device Application) che nasce come standard di interconnessione dati tramite infrarossi bidirezionale point-to-point tra dispositivi posizionati in visibilità reciproca LoS (Line of Sight). La distanza tra il dispositivo di trasmissione e quello di ricezione dev’essere inferiore ad un metro e la massima velocità teorica di trasmissione è di 4 Mbit/s.
Questa tecnologia, essendo a basso costo, viene largamente utilizzata per la sicronizzazione tra dispositivi palmari o PDA e telefoni cellulari, e personal computer.

Bluetooth

E’ lo standard di interconnessione per i sistemi wireless low-power (mWatt), in grado di collegare dispositivi elettronici quali notebook, palmari, PDA, computer, stereo e cellulari fino ad un massimo di 16 dispositivi. La tecnologia sfrutta onde a basso raggio emesse da trasmettitori incorporati all’interno di questi dispositivi. Inoltre Bluetooth consente la gestione sia dei dati (TD Trasmissione Dati) che della voce (TV Trasmissione Voce) utilizzando una trasmissione a pacchetto su rete radio per i dati ed una modalità connection oriented per la voce.

IEEE 802.11b 
Questo standard, introdusse nel 1997 il concetto di high rate (Wi-Fi), ovvero la seconda generazione delle specifiche per le comunicazioni locali senza fili. Infatti, nonostante operi nella stessa gamma di frequenza dello standard 802.11 ovvero a 2,4 GHz ha un bit-rate quasi dieci volte maggiore allo standard precedente cioè 11 Mbit/s contro 1-2 Mbit/s dell’802.11.
Il troughput effettivo di tale standard (da 6 a 18 metri) si attesta ai 4-6 Mbps che resta comunque un buon valore. La tecnica di modulazione utilizzata è la DSSS che però ne limita la compatibilità con gli standard successivi allo standard 802.11g soltanto se utilizzato in “mixed mode”. Inoltre tale standard prevede una copertura nello spazio indoor di 80-100 metri (ambienti chiusi) ed 11canali di cui non sovrapposti soltanto 3. La modulazione del segnale avviene secondo il DPSK (Differential Phase Shift Keying) che ad ogni bit di dati associa una sequenza pseudo random che prende il nome di sequenza Pn.



IEEE 802.11a 
La novità introdottà da questo standard è la gamma di frequenza adoperata per la trasmissione ovvero 5 GHz e 40 GHz con velocità di trasmissione teorica da 22 Mbps a 54 Mbps. Proprio l’intorno delle frequenze all’interno delle quali opera costituisce un grosso handicap per la sua diffusione: infatti non vi è compatibilità con i dispositivi che utilizzano gli standard 802.11b e 802.11g; inoltre a causa delle vigenti norme legislative che impediscono l’uso di tale banda in Europa in quanto riservata non è presente nei nostri stati.
Il troughput effettivo di tale standard (da 6 a 18 metri) si attesta ai 15-20 Mbps che è tutt’oggi il massimo bit-rate raggiunto da una Wlan. La tecnica di modulazione utilizzata è la OFDM (Ortogonal Frequency Division Multiplexing) in cui il segnale radio è diviso in sottobande di frequenza multiple per aumentare il bit-rate. La compatibilità con gli altri standard non c’è se non con un chipset a doppio standard. Questo standard prevede una copertura nello spazio ridotta intorno ai 20 metri e 12 canali di cui 8 non sovrapposti. L’IEEE 802.11a viene anche indicato con il termine Wi-Fi5.

IEEE 802.11g 
Tale standard rappresenta un evoluzione dello standard 802.11b, in quanto seppur operando a 2,4 GHz porta il troughput massimo teorico a 54 Mbps.
Il troughput effettivo di tale standard (da 6 a 18 metri) si attesta anch’esso ai 15-20 Mbps. Anche la tecnica di modulazione utilizzata è la stassa dlllo standard 802.11° ovvero la OFDM (Ortogonal Frequency Division Multiplexing). La compatibilità con lo standard 802.11b soltanto se utilizzato in “mixed mode”. Questo standard prevede 11 canali di cui 3 non sovrapposti.

IEEE 802.11a/g 
E’ un’ulteriore evoluzione dello standard 802.11g poiché ne conserva quasi tutte le caratteristiche (tranne che per il numero di canali non sovrapposti che sale a 16) pur prevedendo la coesistenza dei tre standard “a”, “b” e “g”; ecco perché in dispositivi wireless capaci di supportare questo standard prendono il nome di tri-standard. Tale proprietà potrebbe garantire , con una futura diffusione di questi ultimi, una completa interoperabilità tra Wlan differenti soprattutto in Europa dove lo standard 802.11a è ancora poco diffuso per i suddetti motivi.

IEEE 802.11i 
Questo standard è ancora soltanto una proposta la cui approvazione è prevista non prima della metà del 2004 ma che si prepone come obiettivo il rafforzamento dei sistemi di sicurezza all’interno delle Wlan. Tra le componenti di maggior rilievo vi sono Tkip, che fornisce una ricombinazione di chiave per ogni pacchetto ricevuto oltre che ad un controllo sull’integrità dell’intero messaggio e ad un meccanismo di riassegnazione delle chiavi; autenticazione 802.11x e Aes, ovvero uno standard di codifica dei dati con chiavi di criptaggio a 128, 129 e 256 bit.
Tale standard punta ad abbattere i vistosi limiti di sicurezza del Wep che prevede l’utilizo di chiavi di cifratura in maniera statica.

IEEE 802.11n 
Anche questo standard è ancora soltanto una proposta la cui approvazione è però prevista per il 2005 o 2006 che dovrebbe introdurre le reti wireless Lan di prossima generazione. L’obiettivo di tale stansard è quello di porare il troughput massimo teorico alla soglia dei 320 Mbps.
IEEE 802.11e 802.11f 802.11h Standard in fase di sviluppo.