1

Tipologie di Networkreti locali (Local Area Network, LAN), di limitata estensione, che consentono di collegare tra loro dispositivi collocati nello stesso edificio o in edifici adiacenti;reti metropolitane (Metropolitan Area Network, MAN), di dimensioni tali da consentire il collegamento di dispositivi collocati nella stessa area urbana;reti geografiche (Wide Area Network, WAN), di ampie dimensioni, impiegate per il collegamento di dispositivi diffusi in un'ampia area geografica;reti di reti" (Internet), collegamenti di più reti differenti (in termini sia hardware che software) mediante opportuni elementi di interfaccia, che si possono estendere su tutto il pianeta, come è il caso ben noto di Internet.

Tipologie

2

Topologie

Dorsale

Stella

Anello

Il livello fisicoI mezzi trasmissivi sono sostanzialmente di tre tipi:

mezzi elettrici (cavi): in essi il fenomeno fisico utilizzato è l'energia elettrica;mezzi wireless (onde radio): il fenomeno fisico èl'onda elettromagnetica, una combinazione di campo elettrico e campo magnetico variabili, che si propaga nello spazio e che induce a distanza una corrente elettrica in un dispositivo ricevente (antenna);mezzi ottici (LED, laser e fibre ottiche): in essi il fenomeno utilizzato è la luce. Si tratta dei mezzi piùrecenti, che hanno rivoluzionato il settore.

3

Cavo coassiale

Componenti per cavi a doppini intrecciati

4

Connessioni in fibra ottica

Vantaggi /SvantaggiVantaggi delle fibre ottiche rispetto al rame:

leggerezza a parità di banda (due fibre sono piùcapaci di 1.000 doppini, 100 kg/km contro 8.000 kg/km);totale insensibilità a disturbi elettromagnetici;difficile l'inserimento di intrusi per spiare il traffico.

Svantaggi delle fibre ottiche rispetto al rame:

costo delle giunzioni;comunicazione unidirezionale (due fibre sono necessarie per una comunicazione two-way).

5

Tecnologie wireless “Standard”

IEEE 802.11x (wireless LAN)

Home RF (HRFWG)

Bluetooth (SIG)

IrDa (Infrared Data Association)

6

IEEE 802.11x

IEEE 802.11a lavora a frequenze centrate a 5.8GHz 54MbpsIEEE 802.11b/g opera nella banda ISM 2.4GHz11Mbps/54Mbps50 / 200 m1-250 utenze

Home RF (HRFWG)

Opera a nella banda ISM 2,4 GHz

1.6 Mbps

50 m

7

Bluetooth (SIG)

Opera nella banda ISM 2,4Ghz

723 Kbps

2-8 utenze per piconet

10 cm /10 m /100 m in relazione alla

potenza di emissione

IrDa (Infrared Data Association)

Comunicazione tramite LED;4 Mbps con tecniche di modulazione avanzate;1-2 m di portata massima;Link Ottico;Solo due dispositivi alla volta;

8

Parametri di confronto fra le tecnologie wireless

Frequenza;Prestazioni;Costo relativo;Applicazioni;Portata;…

Confronto tra le tecnologie

Il Costo Relativo è relazionato a quello di un Modulo Bluetooth ~ 50$ (Basso)

875 nm

9

Bluetooth: Generalità

Standard Mondiale (Royalty Free);Trasmissioni a corto raggio;Banda Utilizzata ISM;Supporta traffico Voce e Dati;Ridotte dimensioni dei moduli trasmittenti;Bassi costi dei moduli e quindi maggiore accessibilità;

10

Reti Bluetooth

Le reti topologicamente più semplici che possono essere formate usando dispositivi Bluetooth vengono dette piconet, possono essere composte al massimo da otto elementi e sono caratterizzate dalla sequenza delle frequenze di salto seguita dai suoi membri. In essa si distingue un nodo particolare, detto Master, che ha il compito di controllare tutti gli altri, detti Slave.

Reti Bluetooth

Più piconet possono comunicare fra loro per mezzo di nodi ponte chepartecipano ad entrambe le piconet, formando così una scatternet, ovvero una rete composta da più piconet, fino ad un massimo di dieci in un ambiente ristretto.

Nodo B

Nodo A

11

PHY FHSSAnziché trasmettere un segnale in corrispondenza di una certa frequenza, il FHSS usa un insieme di canali stretti e salta su ciascuno di essi seguendo un predeterminato pattern di hopping ciclico pseudocasuale2,402 Ghz - 2,480 GHz salti di 1 Mhz, complessivamente 79 hops set (canali)Viene impiegata una modulazione gaussiana di tipo FskData rate massimi di 2MbpsOttima resa contro le interferenze ma velocità bassa

FHY DSSS 802.11DSSS è una tecnologia di trasmissione a "frequenza diretta" e a banda largaOgni bit viene trasmesso come una sequenza ridondante di bit, detta chip attraverso una multiplazione con un codice detto sequenza Barkerdi 11bitLo spettro del segnale viene spalmato su un intero canale e poi recuperato con una demodulazioneLa banda occupata è di 22MHzBuona immunità ai disturbi a banda stretta

12

MAC

DSSS FH IRPHY

WEP

802.11b5,11 Mbps

802.11a/g6,9,12,18,24

36,48,54 Mbps

OFDM

La famiglia IEEE 802.11

802.11 (1,2 Mbps)

13

FHY DSSS 802.11bAl posto della sequenza di Barker, 802.11b utilizza una tecnica di codifica chiamata Complementary Code Keying (CCK)Si raggiungono velocità di 11MbpsLa banda occupata dal segnale è sempre di 22MHz

14

Canali del 802.11b detto anche WiFi

Il protocollo WiFi definisce infatti 14 canali.Ogni canale ha una larghezza di banda pari a 22MHz ma I rispettivi centri banda sono distanti solo 5MHzBisogna scegliere canali non sovrapposti per celle adiacenti ragionando in 3 dimensioni.

WEP (Wired Equivalent Privacy)Autenticazione e protezione dei datiLa secret key lunga 40 bit è concatenata a un vettore di inizializzazione lungo 24 bit; si ottiene così una sequenza di 64 bit totali.Operazioni di XOR con lo stream dei dati in transitoSono state implementate WEP key fino a 256bit per i nuovi standardE’ possibile risalire alla chiave analizzando il traffico tra due terminaliDegrada la velocità della comunicazione

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

CASE STUDY: CLINICA VILLALBA

Obiettivi del progettoCreazione di un Diario Clinico elettronicoVisualizzabile e aggiornabile con un tablet pc direttamente al letto del paziente

WLAN

Hospital wards

Home CareWWW

G.P.

DB

Server

HOSPITAL

Router

31

User Friendly

Interface

Graphical Representation

Detailed reportof activities

Integration with medical device

Fasi del progetto

Analisi dei processi organizzativi della ClinicaProgettazione e realizzazione della rete wirelessSviluppo del softwareFase di test e collaudoSviluppo dell’interfaccia PDA

32

Pro e Contro sull’adozione di un rete wireless

PRODati al letto del pazienteEconomicitàScalabilitàMezzo di trasmissione che non si guastaFacile istallazione

CONTROInterferenzeSicurezzaSaluteRoamingConsumo energeticoArea copertura limitata

Aspetti tecnici della rete WiFi realizzata:rete Lan preesistente

33

Planimetria reparto secondo piano

Medicheria del piano

Terzo piano Clinica VillalbaScala 1:30

Legenda

Access points Hub del piano

Misure

Hardware utilizzato per la rete

D-Link AirPlus G+DWL2000AP+Standard IEEE 802.11g - IEEE 802.11bVelocità 54MbpsSicurezzaWEP Key 64/128/256 bitFrequenze di lavoro wirelessda 2.4 GHz a 2.4835 GHzDistanze limite Indoor 100 metriOutdoor 150 metriPotenza in uscita trasmettitore 15dBm (32 mW) ± 2dB

34

Tablet utilizzato

Acer C112TMobile Intel® Centrino™Windows® XP Tablet PC EditionDisplay 10.4" XGA TFTWiFi e Bluetooth integratiPeso 1,45KgDurata batterie 3 orePenna touch screen

Caratteristiche della rete WiFi realizzata

Standard IEEE 802.11b e 802.11gMode InfrastructureWEP KEY 64 bitAccess point in configurazione APDHCP disabilitatoControllo MAC addressCopertura limitata all’interno del repartoMulti canale

35

Misure di segnale effettuateIl programma utilizzato per le misurazioni èNetStumbler 0.4.0.I valori del rapporto segnale rumore sono tra -40dbm e -70dbm relativi a velocità di trasferimento tra 50Mbps e 54Mbps

Misure di segnale effettuate

Segnale Debole

36

Soluzione

Medicheria del piano

Terzo piano Clinica VillalbaScala 1:30

Legenda

Access points Hub del piano

Misure

RFID SYSTEM

37

Convertitori Seriali-Wifi