Labor 2 - traadita kohtvõrk, wlan (1)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
 
Raadio- ja sidetehnika instituut
 
 
 
 
Laboratoorne töö   nr. 3 aines Side (IRT3930)
Traadita kohtvõrk WLAN
 
ARUANNE
 
 
Töö tegija :       
 
Juhendaja :       
 
Töö tehtud:       20.oktoober 2008
 
Aruanne esitatud: 4. detsember 2008
 
1. Töö eesmärk
Tutvuda traadita kohtvõrgu signaalide ja spektriga, tugijaamade ja klientarvutite seadistamisega ning hinnata võrgu omadusi ja parameetreid.
 
2. Kasutatavad vahendid
Laboris on 4 ühesugust töökohta 4 grupile ja lisaks spektrianalüsaator “Advantest R313A ”, arvuti nr 5 ja veel üks WLAN tugijaam kanalil 1. Töökohtadel WLAN tugijaam, vajalikud ühenduskaablid (võrgukaabel), kaks lauaarvutit.
 
3. Töö käik
3.1 WLAN tugijaama seadistamine
Algseadistasime enda WLAN tööjaamad. Seejärel ühendasime arvuti kas Ethernet kaabli (või WLAN võrgu) kaudu tugijaamaga. Kontrollisime, et arvuti on saanud tugijaamalt omale IP aadressi võrgust 192.168.1.0 - DOS aknas (Start->Run->cmd) käsk ipconfig. Seejärel logisime kasutades IE aadressil: http://192.168.1.1/ olevase tugijaama haldusliidesesse ja tutvusime seejärel avanenud lehel olemasolevate seadistustega. Tugijaama DHCP serveri parameetrite muutmiseks liikusime Setup -> Basic Setup -> Network Setup, mille juures kõik parameetrid täitsime vastavalt individuaalselt valitud ja täidetud tabeli seadistuse variandi järgi (vaata tabel 1). Seejärel salvestasime muudatused.
 
Tabel 1: WLAN tugijaama seadistamine
Variant nr
Võrgu aadress
Maski bittide arv
Võrgus kasutatavate aadresside max arv
võrgumask
Esimene kasutatav aadress tugijaamale
Teine aadress, DHCP algus
Eelviimane kasutatav aadress, DHCP lõpp
Viimane aadress, levisaade ( broadcast )
3
10.202.190.96
27
30
255.255.255.224
10.202.190.97
10.202.190.98
10.202.190.126
10.202.190.127
Maski bittide arv määrab võrgus kasutatavate aadresside arvu. Viimane aadress on levisaade(brodcast), mis võtab ühendust eelnevatega, kõik ülejäänud aadressid antakse DHCP poolt välja, kusjuures esimene neist läheb alati tugijaamale. 
Maski bittide arv - 1-de arv maskis (antud juhul 27 ehk 11111111.11111111.11111111.11100000 ehk 255.255.255.224), määrab võrgus kasutatavate aadresside arvu.
Võrgus kasutatavate aadresside max arv - tuleb neljast (nullide arv maski lõpus) viimasest bitist. On antud 2^4 (ehk 16) bitti , millest tuleb maha võtta 2 bitti (reserveeritud esimesele ja viimasele aadressile ).
Võrgumask - tuleb maskibittide arvust (kuidas, see on näidatud maski bittide arvu juures).
Esimene kasutatav aadress tugijaamale - saadakse võrguaadressile arvu 1 liites.
Teine aadress, DHCP algus - saadakse kui liita arv 1 esimesele kasutatavale aadressile.
Eelviimane kasutatav aadress, DHCP lõpp - saadakse kui liita kasutatavate aadresside max arv esimesele kasutatavale aadressile ning lahutada sellest arv 1.
Viimane aadress, levisaade (broadcast) - saadakse kui liita kasutatavate aadresside max arv esimesele kasutatavale aadressile.
3.2 Spektri mõõtmine
Mõõtsime spektrianalüsaatoriga 2 WLAN tugijaamast kiiratavate signaalide spektri, kui mõlema tugijaama kaudu võrku ühendatud arvutitest laaditi alla suurt faili. Ühe tugijaama võrguga („ orinoco “, kanal 1) oli ühendatud arvuti nr 5, mis laadis alla suurt faili. Meie oma WLAN tugijaam laadis alla seda sama faili. Seadistasime oma WLAN tugijaama kasutama kanalit 6, panime suurt faili alla laadima ning salvestasime spektri. Seejärel seadistasime oma WLAN tugijaama kasutama kanalit 4 ning laadisime alla sama faili. Jälle salvestasime spektri.
On näha, et sagedusalad hakkavad kattuma,  kui kanali suurust vähendada... Alguses, kui kanal oli 6, siis olid sageduskühmud üsna eraldi, kui kanali arv vähenes 4,  hakkasid ka sagedused külgepidi kattuma, kühmud sattusid kokku.
Spektritelt mõõtes tegime tabeli.
Tabel 2: WLAN spektrite mõõtmine
katse
kanal
Kanali sagedus
Mõõdetud spektri kesksagedus
Mõõdetud spektri alumine sagedus
Mõõdetud spektri ülemine sagedus
Mõõdetud spektri laius
1
6
2,437GHZ
2,43696GHZ
2,42861GHZ
2,44547GHZ
16MHZ
2
4
2,427GHZ
2,42732GHZ
2,41768GHZ
2,43535GHZ
17MHZ
3.3 WLAN võrgu kiiruste uurimine
Oma seadistatud WLAN tugijaamaga tekitasime võrgu ning teise arvuti ühendasime tema poolt pakutavasse WLAN võrku. Uurisime klientarvutile pakutavaid võrgu kiirusi programmi ping kaudu suure faili allalaadimise ajal. Pingimisel saadeti ja võeti vastu 32 baiti .
Tabel 3. WLAN kiiruste uurimine
Host
Ping kaabliga võrgust
Ping WLANist
Arvutatud edastuskiirus kaabliga
Arvutatud edastuskiirus WLAN
192.168.252.13
1ms
4ms
512 000 b/s
128 000 b/s
rasi.lr.ttu.ee
3 ms
5 ms
170 666 b/s
102 400 b/s
www.ttu.ee
2 ms
4 ms
256 000 b/s
256 000 b/s
www.ee
3 ms
5 ms
170 666 b/s
102 400 b/s
www. linux .or.jp
295 ms
329 ms
1735 b/s
1556 b/s
Suurfaili laadimise kiirus:
 
 
Laadimise hetkekiirus kb/s
3080
Laadimise hetkekiirus kB/s
385
Nagu näha, siis on edastuskiirus kaabliga ikka tunduvalt suurem kui WLANiga, kuid WLAN on siiski mugavam, ei pea juhtme otsas rippuma. Mida kiirema vastusega serverit pingiti, seda suuremaks läksid erinevused kaabli ja WLANi vahel.
3.4 WLAN võrgu uurimine
Käivitasime programmi inSSIDer (Start menüüst kataloogis MetaGeek) ning salvestasime programmi skanneeritud ekraanipildi.
1. Mitu ja millised on A standardi, B/G standardi võrgud
A standard -  kuni 54Mb/s ja B/G kuni 11Mb/s
Päris palju on algelisi 802.11 standardi võrke, mis toetavad kiirusi kuni 2Mb/s.. enamus TTY1 nimelisi võrke on sellised. A standardile vastab 4 võrku: Henri (minu tekitatud võrk), Labor3, tiit ja teele,kanal10. B standardile vastavab orinoco.
2. Millised 2 võrku on kõige tugevama signaaliga?
Tugevamateks 2 TTY1 võrku, mille RSSI on -89.
3. Selgitada tabelis näidatavate MAC aadresside tähendust.
Arvutitööstuses on Media Access Control (MAC) või Ethernet Hardware Address (EHA) jne identifitseerimiskood,  mis antakse võrguseadmetele või liidestele nende tootjate poolt (nagu autode kerenumber põhimõtteliselt).
4. Millised raadiokanalid on kasutuses ja kus on veel vaba ruumi uute võrkude jaoks?
Enim on kasutuses 1 ja 11 kanal. Suurim kanal, mis üles võetud sai oli 48. Nende vahele mahu veel üsna mitu kanalit.
 
3.5 Individuaalülesanne
 
Minu matrikli viimane nr 7
________________________________________________________________________________________________________________
Shannoni valemi kasutamine sidekanali läbilaske arvutamiseks:
Valemi selgitus : R - edastuskiirus [Mb/s]; W - sagedusriba laius [MHz]; S – signaali võimsus; N - müra võimsus; S/N - signaali ja müra suhe kordades
________________________________________________________________________________________________________________
Tabel 5: ( tumedad numbrid on väljaarvutatud suurused)
 
 
Matrikli viimane number
Suurus
Ühik
7
 
R
Mbps
1.3
 
W
MHz
0,1
 
S
dBm
-40
 
N
dBm
-80
 
SNR
dB
40
 
S
mW
0.0001
 
N
mW
10-8
 
 
Algandmed :
 
W = 0,1 MHz
S = -40 dBm
SNR=40 dB - signal to noise ratio
 
1)Arvutan signaali müra suhte kordades (S/N):
SNR(dB) = 10log10(S/N)
40 = 10log10104
S/N = 10 000
2)Arvutan edastuskiiruse R:
R=0.1*log2(1+10 000)=log(10 001)0.1/log2=1.3 Mb/s
3)Leian S (mW):
S=10-40/10 = 0.0001 mW
4)Leian N (mW):
10 000 = 0.0001/N
N=0.0001/10000=10-8 mW
5)Leian N (dBm)
N=10log(10-8 )=-80
 
4. Kokkuvõte
Tutvusime WLAN ehk WIFI seadmetega, saime ühe ruuteri ise ära seadistada . Said tuttavaks erinevad WLAN infoedastusstandardid. Pingimisest järeldasime ka, et kaabliga oleks ühendus ikkagi kiirem,  kui WIFIga,  aga sellegipoolest WIFI mugavam. Shannoni valem näitas ära seosed ribalaiuse, andmeedastuskiiruse ning signaali ja müra suhte vahel.