chapter 14 무선 lan (wireless lan)
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Chapter 14 무선 LAN (Wireless LAN). 14 장 무선랜. 14.1 IEEE 802.11 14.2 블루투스 14.3 요 약. 14.1 IEEE 802.11. IEEE 에서는 IEEE 802.11 이라 불리는 무선 LAN 에 대한 규격을 정의 했는데 , 이는 물리층과 데이터링크층을 포함하는 것이다. Topics discussed in this section:. Architecture MAC Sublayer Physical Layer. IEEE 802.11 ( 계속 ). - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Chapter 14무선 LAN
(Wireless LAN)
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14 14 장 무선랜장 무선랜
14.1 IEEE 802.11
14.2 블루투스
14.3 요 약
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14.1 IEEE 802.1114.1 IEEE 802.11
Topics discussed in this section:Topics discussed in this section:
IEEE IEEE 에서는 에서는 IEEE 802.11IEEE 802.11 이라 불리는 무선 이라 불리는 무선 LANLAN에 대한 규격을 정의 했는데에 대한 규격을 정의 했는데 , , 이는 물리층과 이는 물리층과 데이터링크층을 포함하는 것이다데이터링크층을 포함하는 것이다 ..
ArchitectureArchitectureMAC SublayerMAC Sublayer
Physical LayerPhysical Layer
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IEEE 802.11IEEE 802.11 (( 계속계속 ))
IEEE 802.11
■ 무선 LAN 에 대한 명세
구조
■ 기본 서비스 세트 (BSS, basic service set)
▶ 무선 LAN 기본 블록
▶ 고정 또는 이동 무선국과 접근점 (AP) 으로 구성
■ 확장 서비스 세트 (ESS, extended service set)
▶ AP 를 가진 2 개 이상의 BSS 로 구성
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IEEE 802.11IEEE 802.11 (( 계속계속 ))
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A BSS without an AP is called an ad hoc network;
a BSS with an AP is called an infrastructure network.
AP 가 없는 BSS 는 에드 혹 (ad hoc) 네트워크라 부르고 ,
AP 를 가진 BSS 는 기반구조 네트워크라 부른다 .
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 )) Basic service sets(BSSs)
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 )) Extended service sets(ESSs)
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
지국 유형 – 이동성 기반
■무전이 이동성 (NO-Transition Mobility)▶고정이거나 하나의 BSS 안에서 움직이는 경우
■BSS 전이 이동성 (BSS-Transition Mobility)▶한 BSS 에서 다른 BSS 이동은 가능하지만 ESS 내에서 한정
■ESS 전이 이동성 (ESS-Transition Mobility)▶한 ESS 에서 다른 ESS 이동 가능
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
MAC layers in IEEE 802.11 표준에서 MAC 부계층
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
분산 조정함수 (DCF, distributed coordination function)
■ 매체 접속에 CSMA/CA 사용
■ 무선 LAN 에서 CSMA/CD 를 구현할 수 없는 이유
▶ 충돌 검출을 위해 데이터통신과 충돌 신호를 동시에 수신할 수 있어야 한다 .
▶ 숨겨진 단말 분리로 충돌을 검출하지 못할 수 있다 .
▶ 지국간 거리가 멀 경우 신호 감쇠 현상으로 인해 한쪽 끝 지국은 다른 쪽 끝에서 발생한 것을 듣지 못할 수 있다 .
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 )) CSMA/CA flowchart
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
CSMA/CA 순서도
1. 프레임을 보내기 전 , 발신 지국도 반송 주파수의 에너지 레벨을 검사해서 매체 감시a. 채널이 유휴상태 (idle) 일 때까지 백 오프 (backoff) 값으로 지속성 전략
(persistence strategy) 사용b. 채널이 사용되지 않는 것을 알게 되면 DIFS(distribute interframe space)
라는 시간동안 기다린 후 , RTS(Request to Send) 라는 제어 프레임을 보낸다 .
2. RTS 프레임 수신 후 , SIFS(short interframe space) 라는 짧은 시간을 기다린 후 CTS(clear to send) 제어 프레임을 보낸다 . 이는 목적지 지국이 데이터를 받을 준비가 됐음을 알림 .
3. SIFS 와 같은 시간을 기다린 후 데이터를 보낸다 .4. SIFS 와 같은 시간을 기다린후 확인 응답 프레임을 보낸다 .
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 )) CSMA/CA and NAV
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
네트워크 할당 백터 (NAV, Network Allocation Vector)
■ 충돌 회피를 이루기 위한 방법
■ 어느 지국이 접근권한을 가지고 있으면 , NAV 타이머 가동
■ NAV 타이머 : 다른 지국이 채널을 사용 중인지 확인하기 위해
기다려야 하는 시간설정
■ 타이머가 끝난 후에 채널 사용 확인
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
핸드 쉐이킹 동안의 충돌
■ 제어 프레임인 RTS 와 CTS 전송 시간에 생기는 충돌
■ 두 지국이 동시에 RTS 를 보낼 수 있음
■ 수신자로부터 CTS 를 받지 못하면 충돌 발생으로 간주
■ 백오프 전략 사용가능하며 , 재전송 시도
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
포인터 조정 함수 (PCF, Point Coordination Function)
■ 기반 구조 네트워크에서 구현되는 접근 방법
■ 중앙 집중적이고 충돌 없는 폴링 (polling) 접근 방법
■ DCF 보다 PCF 가 우선권을 얻기 위해 PIFS(PCF IFS) 와 SIFS 사용
■ SIFS 는 DCF 에서와 같지만 PIFS 는 DIFS 보다 짧다 .
■ 지국이 동시에 DCF 를 사용하고 AP 가 PCF 를 사용하면 , AP 가 우선권을 가짐
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
반복 구간 (repetition interval)
■ DCF 보다 PCF 가 우선권이 있기 때문에 DCF 만을 사용하는 지국은 매체 접근 권한을 획득하지 못함
■ 충돌 없는 PCF 와 충돌 기반 DCF 트래픽을 모두 포함하는 반복 간격
■ 반복 구간은 비콘 프레임 (beacon frame) 에 의해 충돌 없는 기간
■ CF(contention free) end 프레임을 송신하면 충돌 기반 지국이 매체 사용 가능
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 )) Example of repetition interval
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
프레임 형식 (Frame format)
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
프레임 형식
■ 프레임 제어 (FC, frame control) : 프레임 종류 및 제어 정보 정의
■ 기간 (duration) : NAV 값을 설정할 때 사용되는 전송 기간의 정의
■ 주소 (address) : 6 바이트 길이의 4 개의 주소
■ 순서 제어 (SC, sequence control) : 프레임의 순서 제어
■ 프레임 몸체 (frame body) : 정보 (0~2312 바이트 길이 )
■ FCS(frame check sequence) : CRC-32 오류 검출 정보
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 )) Subfields in FC field
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
프레임 종류
■ 관리 프레임 (management frame) : AP 와 지국의 초기 통신에 사용
■ 제어 프레임 (control frame) : 채널 접근과 확인 응답 프레임을
위해 사용
■ 데이터 프레임 (data frame) : 데이터 및 제어 정보
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
제어 프레임(Control frames)
■ 채널 접근과 확인 응답 프레임에 사용
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 )) Values of subfields in control frames
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
주소 체계(Addresses)
■ 플래그 값에 따라 4 가지 경우 정의
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
Addressing mechanisms
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
숨겨진 지국 문제 ( Hidden station problem)
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
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The CTS frame in CSMA/CA handshake can prevent collision from
a hidden station.
CSMA/CA 핸드쉐이크의 CTS 프레임은 숨겨진 지국으로부터 충돌을 방지할 수 있다 .
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
숨겨진 지국 문제를 예상하기 위해 핸드쉐이크 사용
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
노출된 지국 문제 (Exposed station problem)
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
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노출된 지국 문제를 해결하기 위해 핸드쉐이크 사용
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
물리층
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
Industrial, scientific, and medical (ISM) band
■ 적외선을 제외한 모든 구현에 사용
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 )) Physical layer of IEEE 802.11 FHSS의 물리층 사용
■ 2.4 GHz 대역 사용■ 79개의 1 MHz 대역 사용
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
Physical layer of IEEE 802.11 DSSS의 물리층
■ 2.4 GHz ISM 대역 사용
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
IEEE 802.11 적외선의 물리층
■ 800에서 95 mm 적외선 파장 사용■ 펄스 위치 변조(pulse position modulation)기술 사용
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
IEEE 802.11a OFDM
■ 5 GHz ISM 대역 사용
■ 대역은 52 개의 부대역으로 나뉘는데 , 48 대역은 48 비트 그룹 통신 , 4 개의 부대역은 제어 정보 송신
■ 모든 부대역은 주어진 시간 동안 한 송신자에 의해 사용
■ 변조를 위해 PSK(18 Mbps) 와 QAM(54 Mbps) 사용
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 )) IEEE 802.11b의 물리층
■ 2.4 GHz ISM 대역 사용■ 고속(high rate DSSS) 방법 사용■ 1, 2, 5.5, 11 Mbps 데이터율 제공
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IEEE 802.11 (IEEE 802.11 ( 계속계속 ))
IEEE 802.11g
■ 2.4 GHz ISM 대역 사용
■ 오류 교정과 OFDM 기술 이용
■ 22 나 54 Mbps 전송율
■ 802.11b 와 호환 되지만 변조기술은 OFDM 사용
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14.2 14.2 블루투스블루투스 (BLUETOOTH)(BLUETOOTH)
Topics discussed in this section:Topics discussed in this section:
블루투스블루투스 ((BluetoothBluetooth)) 는 전화기는 전화기 , , 노트북노트북 , , 컴퓨터컴퓨터(( 데스크탑과 랩탑데스크탑과 랩탑 ), ), 카메라카메라 , , 프린터프린터 , , 커피메이커 커피메이커 등과 같은 서로 다른 기능을 가진 장치를 연결하기 등과 같은 서로 다른 기능을 가진 장치를 연결하기 위해 설계된 무선 위해 설계된 무선 LAN LAN 기술이다기술이다 . . 블루투스 블루투스 LANLAN은 네트워크가 자발적으로 형성되는 애드 혹 은 네트워크가 자발적으로 형성되는 애드 혹 네트워크이다네트워크이다 ..
ArchitectureArchitectureBluetooth LayersBluetooth LayersBaseband LayerBaseband Layer
L2CAPL2CAP
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블루투스블루투스 (( 계속계속 ))▶ Ericsson 사에서 프로젝트 시작
▶ 덴마크와 노르웨이를 통일했던 왕 Harald Blaatand 이름에서 유래
(영어로 Bluetooth)
서로 다른 기능을 가진 장치를 연결하기 위해 설계된 무선 LAN 기술
IEEE 802.15 표준안
무선의 개인 영역 네트워크 (PAN, personal area network) 로 정의
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블루투스블루투스 (( 계속계속 ))
피코넷 (piconet)
■ 블루투스 네트워크
■ 8 개의 지국으로 구성
■ 하나는 주국 (primary), 나머지는 종국 (Secondary)
■ 일 - 대 - 일 또는 일 - 대 - 다 통신 가능
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블루투스블루투스 (( 계속계속 )) Piconet
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블루투스블루투스 (( 계속계속 ))
스캐터 넷 (Scatternet)
■ 피코넷이 합쳐져서 이루어진 네트워크
■ 현 피코넷의 종국이 다른 피코넷의 주국이 됨
블루투스 장치
■ 무선 전송기
■ 2.4 GHz 대역에서 1Mbps 데이터율
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블루투스블루투스 (( 계속계속 )) Scatternet
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블루투스블루투스 (( 계속계속 ))
블루투스 계층 구조
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블루투스블루투스 (( 계속계속 )) 무선층 (radio layer)
■ 대역▶ 79 개의 채널의 2.4 GHz ISM 대역
■ FHSS▶ 물리층 의 주파수 도약 확산 스펙트럼 방식▶ 초당 1,600번 도약▶ 다른 주파수로 도약하기 전 625ms(1/1,600s) 동안 주파수 사용▶ 거주시간 (dwell time) 은 625ms
■ 변조▶ GFSK( 가우시안 대역 필터 ) 라고 불리는 FSK 사용▶ 비트 1 은 반송 주파수보다 높은 값으로 표현▶ 비트 0 은 반송 주파수보다 낮은 값으로 표현
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블루투스블루투스 (( 계속계속 ))
기저대역층 (baseband layer)■ LAN 에서의 MAC 부계층과 비슷■ 마스터와 슬레브는 타임 슬롯 (time slot) 을 사용 통신■ 타임 슬롯 길이는 거주시간 (625ms) 와 동일
TDMA■ 접근 방식으로 TDMA 사용■ TDD-TDMA(time division duplexing TDMA)■ 반이중 양방향 통신
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블루투스블루투스 (( 계속계속 ))
단일 종국 통신
■ 주국과 종국이 반이중 통신
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블루투스블루투스 (( 계속계속 ))
다중 – 종국 통신
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블루투스블루투스 (( 계속계속 ))
물리 링크
1. 동기 연결 지향 (Synchronous Connection-oriented)
▶ 대기 시간 ( 데이터 전송시 지연 ) 을 피하는 것이 무결성 보다 중요할때 사용
▶ 주국과 종국간에 규칙적인 간격에서 특정 틈새 예약
▶ 실시간 오디오에 사용
2. 비동기 무연결 링크 (Asynchronous Connectionless link)
▶ 무결성 ( 오류 없는 전송 ) 이 지연을 피하는 것보다 중요할 때 사용
▶ 프레임에 캡슐화도 페이로드가 손상되면 재전송
▶ 데이터율은 최대 721 kbps 까지
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블루투스블루투스 (( 계속계속 ))
프레임 형식 유형
▶ 1-슬롯 626ms – 259ms = 366ms 필요
▶ 2-슬롯 3×625ms – 259ms = 1,616ms
▶ 5-슬롯 5×625ms – 259ms = 2,866ms
■ 프레임 형식
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블루투스블루투스 (( 계속계속 ))
접근 코드 (access code)■ 피코넷의 프레임간의 구별
헤더■ 주소 : 7 개까지 슬레이브 지정■ 유형 : 상위 계층 데이터 유형 정의■ F. : 흐름 제어■ A. : 확인 응답■ S. : 순서 번호■ HEC. : 헤더 오류 정정
페이로드■ 0~2,740 비트의 길이
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블루투스블루투스 (( 계속계속 ))
L2CAP
■ LAN 에서의 LLC 부계층과 비슷
■ 다중화
■ 분할 및 재조립
■ 서비스 품질
■ 그룹 관리
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L2CAP 데이터 패킷 형식
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14.3 14.3 요약요약
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Report
■ 연습 문제 풀이
■ 다음주 이 시간까지
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