Bezdrátová spojení Jiří Brabec, Martin Vichnar 3. A, Gymnázium Praha 4, Na Vítězné pláni, šk. rok 2007/2008 Abstrakt: Bezdrátové komunikace, jimiž jsou infraport, bluetooth a wi-fi, jsou bezpochyby velice důležitými součástmi našich životů. Dostáváme se k nim při práci, ve škole, doma i na veřejnosti.v článku nalezneme krátkou specifikaci právě těchto tří technologií. Zabýváme se touto oblastí, protože i my dva ji využíváme každý den, ať ve škole nebo doma... Infraport Obr. 1: Ilustrační obrázek. Infraport je nejstarší a nejprimitivnější technologií z třech výše uvedených. [1] Přenosová rychlost je ze všech nejpomalejší a pohybuje se okolo 9 kb/s. Komunikuje pomocí červených LED diod (viz. Obr. 1), proto se zařízení nazývá infračervený port. Funguje převážně na krátké vzdálenosti v infračervené oblasti světla těsně pod kmitočtovou oblastí viditelného světla. Přijímačem jsou fotoidy, ve kterých jsou dopadem světla uvolňovány elektrony, tudíž vzniká elektrický impuls. Tyto impulsy jsou upravovány různými filtry, aby vyhovovali standardům požadovaným pro tento druh komunikace. Obr. 2: LED dioda [2]. Nejprve se tato technologie vyskytla v dálkových ovladačích, avšak zde neprobíhal přenos informace, pouze impulz a také zde neprobíhala zpětná odpověď. Později se tento typ komunikace dostal do mobilních telefonů, počítačů a dalších zařízení. Odesílaní dat mohlo probíhat i mezi mobilním telefonem a počítačem. Formát dat na tomto portu je stejný jako na klasickém sériovém rozhraní tzn. pracuje na asynchronním bitovém slově, které je uvozeno startovacím bitem. Výhodou infraportu je, že není potřeba kabelů nebo jiných redukcí, ale záporem bývá, již zmiňovaná rychlost. Základní přenosovou rychlostí je asi 9,5 kb/s. Infračervený snímá v úhlu od 0 do 30. Jeho další obrovskou výhodou je prakticky nulová nabouratelnost od,,hackerů. Obr. 3: znak infraportu [3]. 1
Bluetooth Obr. 4: Ilustrační obrázek. Tato technologie pro bezdrátové připojení, je v dnešní době mnohokrát využívanější, než předchozí infraport. Funguje taktéž na krátké vzdálenosti.[4] Dělí se dle dosahu na tři třídy první (dosah-100 metrů), druhou (dosah-10 metrů) a třetí (dosah-1 metrů). Využíváme ho mezi sluchátky, tiskárnami, mobily, počítač, dokonce i autíčky na dálkové ovládání. Spadá do kategorie osobních počítačových sítí (PAN). Používá radiové vlny o vlnové délce 2,4 GHz a disponuje velice vysokou průchodností většinou materiálů (problém nastává v tzv. Faradayově kleci). Jednou z nemála výhod je, že bluetooth má tzv. duplexní spojení (viz. obr. 3), což znamená, že můžeme odesílat i přijímat informace na jednom přístroji zároveň a také tzv. Multipoint, tj., že můžeme mít spojených několik zařízení najednou. Obr. 3: duplexní spojení Jeho rychlost slábne při krajních hodnotách (6-8 metrů v class II.), naopak ideální kompatibilita je 1-2,5 m u všech tříd. Bluetooh je zabezpečen tzv. Bluetooth chipem, který je jedinečný u každého přístroje a před přenosem se přístroje musí spárovat (vyměnit si svoje BT chipy a zadat stejné číslo na obou přístrojích). Velkou výhodou je stabilita spojení, vysoká rychlost (až 720 kb/s), žádný kabel, možnost propojení jakýchkoliv dvou zařízení a v neposlední řadě snadná instalace. Naopak nevýhodou jsou časté útoky hackerů, avšak na zabezpečení se pracuje neustále a vývoj jde dopředu. Obr. 5: logo Bluetooth [5]. 2
Wi-fi Obr. 6: Ilustrační obrázek. Wireless Fidelity (bezdrátová věrnost) je snad nejdokonalejší komunikací.[6] Taktéž využívá bezlicenční nekoordinované pásmo 2,4 GHz a je založena na přenosovém protokolu 802.11b. Je určena k náhradě kabelové sítě a pracuje na buňkovém principu, tzn., že existuje centrální výstupový bod, který umožňuje připojení ostatním stanicím v dosahu a je vytvořena,,plástev GSM sítí. Největší výhodou je asi dosah a rychlost, na druhou stranu je zde enormní tlak na zabezpečení, protože hackeři si nacházejí mnoho cest přes všechny typy zabezpečení, kterými jsou: zablokování SSID, kontrola Mac Adres, 802.1X, WEP, WPA a nově i WPA2. Každé zabezpečení disponuje jinými vlastnostmi a má svá pro a proti. Rychlost dosahuje až několika megabytů za sekundu. Vysoká kompatibilita dodává wi-fi mnoho možností jak proniknout na trh. Obr. 7: logo Wireless Fidelity [8] Problém bezpečnosti bezdrátových sítí vyplývá zejména z toho, že jejich signál se šíří i mimo zabezpečený prostor bez ohledu na zdi budov, což si mnoho uživatelů neuvědomuje. [7] Dalším problémem je fakt, že bezdrátová zařízení se prodávají s nastavením bez jakéhokoliv zabezpečení, aby po zakoupení fungovala ihned po zapojení do zásuvky. Nezvaný host se může snadno připojit i do velmi vzdálené bezdrátové sítě jen s pomocí směrové antény, i když druhá strana výkonnou anténu nemá. Navíc většina nejčastěji používaných zabezpečení bezdrátových sítí má jen omezenou účinnost a dá se snadno obejít. Mimo tuto obrovskou nevýhodu je zde ještě jedna a tou je, že v prostorách měst dochází vně budov k velkému rušení, protože zde prochází mnoho dalších frekvencí. Proto se tento způsob komunikace nejčastěji vyskytuje v pracovním, domácím či školním prostředí, a nebo na veřejných přístupových bodech (KFC, obchodní centra atd.). Vlastní měření Našemu článku se krásně vybízelo udělat si pár pokusů, krátkých měření. [9] Níže jsou uvedeny tři tabulky, každá patří pro jeden typ bezdrátové komunikace. Každé měření jsme prováděli třikrát a pokaždé jsme použili stejný obrázek o velikosti 439,5 kb viz. Obr. 8. Infraport jak již bylo řečeno je nejpomalejší technologií a to se také potvrdilo. Obrázek se odesílal průměrnou rychlostí 4,726 kb za sekundu. Odesílání probíhalo mezi dvěma mobilními přístroji Sony Ericsson z 520i a Nokia 5300 xpress Music. 3
Čas [s] 92,70 93,10 93,20 93,000 Rychlost [kb/s] 4,741 7,421 4,716 4,726 Bluetooth měl ze všech tří rychlost střední a to se taktéž potvrdilo. Obrázek jsme poslali rychlostí asi 42 kb za sekun du. Přenos byl taktéž mezi Nokií 5300 xpress Music, avšak tentokrát nám posloužil Sony Ericsson k610i. Čas [s] 10,685 10,347 10,520 10,527 Rychlost [kb/s] 41,13 42,48 41,75 42,787 Wi-fi byl a nejrychlejší, ale zůstala daleko za očekáváním. Možná se to stalo obrovskou chybou měření, protože toto měřen í dosahovalo velkých ztrát. Rychlost této bezdrátové věrnosti nám vyšla 625 kb za sekundu. Přenos probíhal mezi dvěma počítači přes náš domácí modem. Byl to klasický domácí počítač a notebook Acer Travelmate. Čas [s] 0,70 0,72 0,69 0,703 Rychlost [kb/s] 627,87 610,42 636,96 625,083 Obr. 8: Odesílaný obrázek Veronika Fasterová [10]. Závěr Díky těmto technologiím můžeme komunikovat, posílat data, bavit se, pracovat atd. Mnohem efektivněji než dříve. Urychluje to naše snažení a tím to šetří čas, kterého nikdy není nazbyt. Na stinné stránce věci si však musíme dávat pozor na ataky hackerů, kteří se snad snaží vydělat si na živobytí či snad pomoci si ve své vlastní práci, ale toto všechno není v mezích zákona, a když nic jiného, tak to bude hlodat jejich svědomí. Nám osobně se vyplatí pouze dvě 4
technologie a to bluetooth a Wi-fi, protože jak se říká, infračervenému portu pomalu odzvonilo. Bluetooth používáme při odesílání dat mezi sebou, ať už jde o obrázky, hudbu nebo například videa či přes něj hrajeme hry a vytváříme multipoint. Wi-fi nám slouží k připojení na internetovou síť ve škole pomocí Playstation Portable a také v domácí síti k připojení notebooků. Literatura [1] http://www.mobilmania.cz/default.aspx?section=21&server=1&article=1107639 [2] http://www.dkimages.com/discover/previews/872/20080877.jpg [3] http://www.shivaranjan.com/shivaupload/windowslivewriter/10waystonetworktwo Computers_11F65/irdalogo_thumb.jpg [4] http://slovnik.mobilmania.cz/index.php/bluetooth [5] http://slovnik.mobilmania.cz/index.php/soubor:bluetooth-logo.png [6] http://slovnik.mobilmania.cz/index.php/wi-fi [7] http://encyklopedie.seznam.cz/heslo/181965-wifi [8] http://www.languagelink.co.uk/images/wifi%20logo.gif [9] vlastní měření [10] www.penthouse.com/models/fasterova-v53.jpg 5