Draadloos netwerk

Binnen deze kennisbank categorie kunt u:

Een draadloos netwerk is een computernetwerk of telefoonnetwerk waarbij de aangesloten apparaten niet via fysieke koperen kabels of glasvezelkabels communiceren, maar via elektromagnetische straling (radiosignalen, licht).

>De belangrijkste draadloze technologieën zijn:

  • Wi-Fi (lokaal netwerk)
  • Bluetooth (goedkoop, korte afstand, traag)
  • GSM (traag, overal beschikbaar)
  • GPRS (sneller, overal beschikbaar)
  • UMTS (zg. ’3e-generatienetwerk’, nog sneller, maar pas sinds 2004 in delen van Nederland beschikbaar)
  • HSDPA (zg. ’3e-generatienetwerk’, nog sneller, maar pas sinds 2006 in delen van Nederland beschikbaar)
  • IrDA (infrarood licht)

In ontwikkeling en veelbelovend zijn:

  • UWB of UltraWideBand (bijzonder snel, korte afstand, goedkoop)
  • WiMAX (snel, over grote afstanden – tot 50 kilometer)

Enkele technologieën toegelicht:

Wi-Fi

Wi-Fi staat voor Wireless Fidelity en is een certificatielabel (‘logo’) voor draadloze datanetwerkproducten, die werken volgens de internationale standaard IEEE 802.11 (draadloos Ethernet). Producten die volgens deze standaard werken maken gebruik van radiofrequenties in de 2,4 GHz en/of 5,0 GHz band die onder voorwaarden ongelicenseerd, dus zonder vergunning, gebruikt mogen worden. De eisen voor dit logo worden vastgelegd door de Wi-Fi Alliance.

Een product komt in aanmerking voor het Wi-Fi-logo als door een onafhankelijk certificatiebureau is aangetoond dat aan bepaalde functionaliteits-, performance- en interoperabiliteitseisen is voldaan. Vooral het laatste is van belang voor de consument, omdat dit garandeert dat producten met het Wi-Fi logo samenwerken met producten van andere fabrikanten.

De naam Wi-Fi (ook geschreven als wifi) bevat een duidelijke knipoog naar de uit de audiowereld bekende term Hi-Fi, hetgeen staat voor High Fidelity.

In de dagelijkse praktijk wordt Wi-Fi meer en meer gebruikt als synoniem voor ‘draadloos thuisnetwerk’.
Wi-Fi definieert twee verschillende topologieën: Ad-Hoc en Infrastructure. In Ad-Hoc mode communiceert een 802.11 cliënt direct met een andere cliënt. De maximale afstand tussen deze stations is daarmee automatisch begrensd tot het bereik van de beide zenders/ontvangers (afhankelijk van vele factoren, echter meestal maximaal zo’n 30 meter). In infrastructure-modus wordt gewerkt met basisstations, in 802.11 termen Access Points genoemd. De basisstations zijn onderling verbonden door een Ethernet-infrastructuur. Mobiele stations kunnen overschakelen van het ene naar het andere Access Point (‘roamen’), zonder de verbinding met het netwerk te verliezen (vergelijk GSM).

Veel publiek toegankelijke locaties zoals vliegvelden, hotels en bibliotheken installeren basisstations waardoor de mobiele computergebruiker op deze locaties over internettoegang beschikt en gebruik kan maken van informatiediensten van de betreffende organisatie. Dergelijke (semi-)openbare basisstations worden ook wel inbelpunt of hotspot genoemd. Er zijn zowel gratis inbelpunten, als inbelpunten waarvoor een abonnement of een toegangskaartje tegen betaling nodig is. Kleine ondernemers kunnen met een geringe investering lokaal een Wi-Fi-netwerk opzetten.

De bandbreedte en het bereik van Wi-Fi zijn groter dan die van Bluetooth. Om deze redenen wordt Wi-Fi door velen als een zeer kansrijke technologie gezien voor een alom aanwezig draadloos Internet. Een keerzijde van Wi-Fi, met name vergeleken met Bluetooth, is het relatief hoge energieverbruik. Dit is bij kleine apparaten met een beperkte batterijcapaciteit, zoals PDA’s, een probleem.

Versleuteling

Belangrijk aandachtspunt bij Wi-Fi-netwerken is de beveiliging van de door de ether gezonden informatie. Vanwege de lastige exportregelgeving in de V.S., die het uitvoeren van producten met goede versleuteling aan banden legde, standaardiseerde de Wi-Fi-alliantie aanvankelijk een zwakke vorm van versleuteling, die WEP, Wired Equivalent Privacy, werd genoemd. In de praktijk bleek deze vorm van versleuteling gemakkelijk te kraken. Het lang uitblijven van een nieuwe versleutelingsstandaard binnen Wi-Fi leverde de Wi-Fi-alliantie en fabrikanten veel kritiek op. Uiteindelijk lijkt dit probleem nu afdoende opgelost met de nieuwe WPA-standaard in juni 2004 gestandaardiseerd als IEEE 802.11i.

Typen Wi-Fi

Er zijn verschillende typen Wi-Fi:

  • IEEE 802.11b werkt in de 2,4 GHz-band en de bandbreedte is 11 Mbps.
  • IEEE 802.11a werkt in de 5 GHz band en de bandbreedte kan oplopen tot 54 Mbps.
  • IEEE 802.11g is de opvolger van 802.11b en werkt in de 2,4 Ghz-band, de bandbreedte is 54 Mbps. De producten die gebruik maken van 802.11g zijn achterwaarts compatibel met 802.11b en kunnen dus met beide standaarden overweg.
  • IEEE 802.11n de bandbreedte is 100Mbps.

Bluetooth

Bluetooth is een open standaard voor draadloze verbindingen tussen apparaten op korte afstand. Dankzij Bluetooth kunnen bijvoorbeeld adresgegevens tussen mobiele telefoons worden uitgewisseld, kan snel vanaf een handheld computer worden geprint, of kan een mobiele telefoon worden uitgerust met een draadloze headset. De techniek is ontwikkeld door het Zweedse Ericsson

De geschiedenis van Bluetooth begint in 1994, toen Ericsson zocht naar een goedkope manier om via een radioverbinding communicatie tot stand te brengen tussen mobiele telefoons en andere apparaten. Men had zich ten doel gesteld om allerlei kabels tussen mobiele telefoons en pc-cards, koptelefoons, desktopapparaten etcetera overbodig te maken.

Naarmate het onderzoek vorderde, werd het de onderzoekers duidelijk dat de toepassingsmogelijkheden voor een dergelijke korteafstandsradioverbinding legio waren.

De techniek zelf is ontwikkeld door de Nederlander Jaap Haartsen die bij Ericsson in dienst was. De naam Bluetooth verwijst naar de Vikingenkoning Harald Blauwtand (Harald Blåtand) die het christendom in Scandinavië introduceerde. Het was oorspronkelijk de werknaam van het project, maar bij gebrek aan een betere naam is het ook de definitieve naam geworden.

Voor de ontwikkeling en het ‘in de markt zetten’ van de Bluetooth-techniek is in 1998 besloten tot het oprichten van de ‘Bluetooth Special Interest Group’ (SIG), waarbij zich al gauw vrijwel alle grote elektronicabedrijven, software-ontwikkelaars en telecombedrijven aansloten (onder meer Palm, Ericsson, IBM, Intel, Lucent Technologies, Microsoft, Motorola, Nokia en Toshiba). Bluetooth moest vrij van royalty’s worden en geheel ‘open’.

De techniek

Bluetooth is een goedkope radioverbinding (in de 2,45 GHz band) voor spraak en data op de korte afstand. Het werkt ‘point to multipoint’, hetgeen inhoudt dat een enkele bron meer ‘ontvangers’ kan bedienen. Wanneer twee Bluetooth-apparaten een verbinding hebben opgebouwd, dan ontstaat een zogenoemd piconet. Er kunnen op dezelfde plek meerdere van dergelijke piconets naast elkaar bestaan, in wat men een scatternet noemt. Binnen een piconet ondersteunt Bluetooth maximaal acht verschillende apparaten.

Normaal gesproken zal het binnen een straal van 1 tot 10 meter functioneren, maar wanneer het zendvermogen wordt opgevoerd, kan de 100 meter worden gehaald. Een zogenoemde ‘zichtverbinding’ is niet nodig; dankzij de GHz-radioverbinding dringt het Bluetooth-signaal ook door vaste materialen (zolang het geen metaal is).

De communicatie van digitale spraak behoort tot de standaardmogelijkheden van Bluetooth. Bluetooth ondersteunt binnen een piconet tot drie gelijktijdige ‘full duplex’-gesprekken.
Omdat Bluetooth een vervanger is voor de (korte) kabels, kan het worden gebruikt om allerlei apparaten met elkaar te laten communiceren. De ontwerpers hebben met opzet gebruik gemaakt van een goedkope radiotechniek, zodat Bluetooth zonder veel bezwaar in ieder apparaat kan worden ingebouwd. Omdat Bluetooth normaal gesproken ook weinig stroom verbruikt (30 µA (microampère) in ‘hold mode’ en 8-30 milliampère bij een actieve verbinding), kan het ook worden toegepast in mobiele apparaten die afhankelijk zijn van batterijen.

Voor Bluetooth is een frequentie uitgezocht die ook wereldwijd beschikbaar is. Dit had wat voeten in de aarde, want met name voor Spanje, Japan en Frankrijk was het aanvankelijk een probleem. In Frankrijk was dit frequentiespectrum al in gebruik voor militaire toepassingen, maar sinds 1 januari 2001 staat ook daar de 2,45 GHz-band voor Bluetooth ter beschikking. Deze frequentie is vrij, en wordt ook gebruikt voor babyfoons, afstandsbedieningen van garagedeuren, draadloze telefoons, magnetrons, en Wi-Fi-toepassingen. Om storingen te voorkomen gebruikt Bluetooth frequency hopping.

Beveiliging

Omdat de radiosignalen kunnen worden opgevangen door alle ontvangers die zich in de buurt van de Bluetooth-apparaten bevinden, ondersteunt Bluetooth in het basisprotocol authenticatie en encryptie. Authenticatie vindt plaats middels een geheime sleutel, die zich op beide apparaten moet bevinden. Het protocol staat het wel toe dat het ene apparaat het andere authenticeert. Na authenticatie is het mogelijk om de verbinding te versleutelen (encryptie).

Als het Bluetoothapparaat niet voldoende beveiligd wordt, kan door middel van bluejacking informatie verzonden worden naar of verkregen worden van het apparaat.

Bluetooth versus IrDA

Bluetooth is net als de infrarode verbinding (IrDA), een communicatiemiddel voor de korte afstand. Beide verbindingsmogelijkheden concurreren dus met elkaar. Met name bij het uitwisselen van data, zoals het ‘synchroniseren’ van een handheld computer met een pc, mikken de beide technieken ook op dezelfde functionaliteit. Zij maken hiervoor zelfs gebruik van hetzelfde ‘upper layer’ protocol (OBEX) en beide streven ernaar om gebruik te kunnen maken van dezelfde applicatie.

Toch hebben Bluetooth en IrDA specifieke eigenschappen, waardoor zij in verschillende situaties de voorkeur verdienen. In een ruimte met veel apparaten op de Bluetooth-frequentie (veel mobiele telefoons, bijvoorbeeld), is het eenvoudiger om gegevens uit te wisselen via IrDA; het is dan mogelijk om beide apparaten op elkaar te ‘richten’, zonder dat andere tussenbeide kunnen komen. Met Bluetooth is het wat lastig ‘mikken’ en daardoor duurt het even voordat Bluetooth alle soortgenoten in de buurt heeft ontdekt. Vervolgens kan er nog tijd overheen gaan, voordat uit de naburige apparaten het juiste is geïdentificeerd, waarvoor extra informatie nodig kan zijn. Ook het beveiligingsmechanisme in Bluetooth vraagt tijd.

In andere gevallen verdient Bluetooth weer de voorkeur. Zo kan met mobiele apparatuur worden gecommuniceerd, zonder dat deze tevoorschijn hoeft te worden gehaald; de mobiele telefoon kan in de tas blijven tijdens het synchroniseren. Bovendien mag, in tegenstelling tot bij IrDA, een apparaat worden bewogen tijdens de communicatie, waardoor het apparaat ook klaar is om te ontvangen wanneer het ‘op het lichaam’ wordt gedragen. Hierdoor kan de gebruiker van een Bluetooth mobiele telefoon zijn telefoon gewoon in zijn zak laten zitten wanneer hij via een laptop een ‘dial up’-verbinding met het internet maakt. De telefoon hoeft niet, zoals bij infrarood, naast de laptop te liggen. Dankzij het ‘multi-point’-karakter van Bluetooth is het ook mogelijk om meerdere van Bluetooth voorziene apparaten, via een enkel LAN Access Point in een ruimte, toegang te geven tot een (bekabeld) netwerk. Hier kan echter wel de beperkte snelheid van Bluetooth een rol spelen. Bluetooth kan maar communiceren met 1 Mbps (bij IrDA is dat tot 4 Mbps, respectievelijk 16 Mbps voor modernere varianten).

Verder is Bluetooth niet merkgebonden wat als voordeel heeft dat men bijvoorbeeld in een wagen met een Bluetooth car-kit kan inloggen met elke GSM uitgerust met dit systeem. (Bemerking: hoewel een Ericsson GSM kan inloggen op een Nokia car-kit en omgekeerd is de geluidskwaliteit in beide gevallen minderwaardig doordat bij Nokia bepaalde correcties in de car-kit gedaan worden en bij Ericsson in de GSM, er treedt echo op.)
Bluetooth zal niet concurreren met het draadloze LAN 802.11 (Wi-Fi). Bluetooth biedt een lager bereik en een lagere bandbreedte, maar is veel goedkoper en energiezuiniger en daardoor beter op grote schaal toe te passen in (mobiele) apparatuur.

GPRS

Hoewel we spreken over GPRS-netwerken is GPRS (General Packet Radio Service) geen nieuw netwerk. Het is een techniek die een uitbreiding vormt op het bestaande gsm-netwerk. Met deze nieuwe technologie kan op een efficiëntere, snellere en goedkopere manier mobiele data verzonden en ontvangen worden.
Bij GPRS zijn gebruikers altijd online. Dit betekent dat ze een constante verbinding met Internet of bedrijfsnetwerk hebben en dus maar een keer in hoeven te bellen om de hele dag online te zijn. Ze betalen daarbij niet voor de tijd dat ze ingelogd zijn, maar worden afgerekend op de hoeveelheid data die ze downloaden of versturen. Technisch gezien houdt de gebruiker de lijn ook alleen maar bezet op momenten dat er daadwerkelijk gebruik van wordt gemaakt. Daardoor wordt de capaciteit beter benut en kan er meer en grotere data tegelijk uitgewisseld worden.

Het bestaande gsm-netwerk wordt uitgebeid met SGSN (Serving GPRS Support Node), welke ervoor zorgt dat de gebruikers mobiel kunnen zijn en toegang tot het netwerk kunnen krijgen, en GGSN (Gateway GPRS Support Node), welke zorgt voor een verbinding met internet of intranet. Hierdoor wordt het versturen en ontvangen van pakketgeschakelde data mogelijk.

Toestellen

Er bestaan 3 klassen toestellen:

  • Klasse A: tegelijk bellen en data versturen mogelijk
  • Klasse B: automatisch sequentieel overschakelen tussen bellen en data versturen is mogelijk, maar beide tegelijk niet
  • Klasse C: afwisselend gebruik (of data, of bellen), of enkel GPRS.

De laatste klasse komt vooral voor op PC-Cards op laptops, klasse B komt bij de meeste toestellen voor.

Datarate

GPRS kan meerdere timeslots inpalmen, assymetrische allocatie is ook mogelijk (bijvoorbeeld meer kanalen in downlink als in uplink selecteren).

Er wordt gebruikgemaakt van een aangepaste codering, hier gesorteerd van zware tot geen foutcorrectie:

  • CS1: 9KB/s
  • CS2: 13,4 KB/s
  • CS3: 15,6 KB/s
  • CS4: 21,4 KB/s

Beperkingen

Aangezien het netwerk niet alle timeslots zal toekennen aan 1 gebruiker, zal de theoretische datarate niet gehaald worden.
Er wordt dezelfde modulatietechniek gebruikt als bij gsm: Gaussian Minimum Shift Keying, welke specifiek gericht is op spraak en batterijverbruik door slechts een beperkt vermogen te gebruiken. Bovendien laat deze modulatietechniek niet toe meer dan 1 bit per symbool te versturen.
Delays kunnen oplopen

Opvolgers

  • EDGE: deze maakt gebruik van hetzelfde netwerk als gsm (en dus GPRS), maar gebruikt een andere modulatietechniek.
  • UMTS: maakt gebruik van een nieuwe netwerkarchitectuur, zowel voor spraak als voor data. Voor meer informatie over UMTS kunt u op onze MKB Mobility (UMTS) pagina bezoeken.
LinkedInTwitterGoogle+Facebook

Gebruikers die hebben bijgedragen aan deze kennisbank pagina:
Project
management
Online
marketing
Search engine
optimization
Search engine
advertising
Social media
marketing
Web
analytics
  • ICTloket.nl | Netwerkevenementen, Online Marketing en Projectmanagement
  • | ©2017 ICTloket.nl     Privacy Statement