7.5.2. Bežična komunikacija

Nekad davno, rabila se je bežična komunikacija, uglavnom u vojne svrhe. Pa kad se pogleda neki ratni film na temu II svjetskog rata nezaobilazno ostaje u sjećanju komunikacija koja je završavala s riječi 'OVER'. To je značilo da govornik otpušta botun za prelazak iz predajnog moda rada u prijamni. Dakle uređaj je imao predajni i prijamni dio koji su se mehaničkim preklopnikom naizmjenično priključivali na antenu (HALF-DUPLEX). U svakodnevnu uporabu prvi proboj bežičnih komunikacija bi je bežični telefon. Kućište telefona imalo je prenosivu slušalicu s akumulatorom i oba dijela imali su prijamni i predajni uređaj, ali je sama priroda žičnog telefonskog kanala omogućavala istovremeni razgovor i slušanje oba učesnika u komunikaciji (DUPLEX). Način ostvarivanja istovremene dvosmjerne komunikacije preko jedne parice omogućava 'fantomski vod' (osnove telefonije - tehnička škola - smjer laka struja - 60' godine). No moderne bežične komunikacije, imaju odvojene prijamne i predajne kanale, slično prijamnoj i predajnoj parici UTP kabla (FULL-DUPLEX) i za prijenos sve se više koristi digitalni signal 'skrojen' prema analognom uzorku.

Slika** 7.5.5 Bežična komunikacija. ( + / - )

Mobilni uređaj više je nego dobar primjer navedenog. Centralni primo-predajni sustav smješten na krovu nekog nebodera omogućava istovremenu dvosmjernu komunikaciju s mobilnim uređajem jednog korisnika i povezuje ga na isti način na nekom drugom udaljenom mjestu s drugim korisnikom. Komunikacijski kanal ima dva odvojena 'podkanala' koji se nazivaju UPLINK (od korisnika prema centralnoj anteni) i DOWNLINK (od centralne antene prema korisniku). Komunikacijski kanal je frekventni raspon u visoko-frekventnom području koji omogućava da se uspješno prenese signal poruke. Na primjer, TV signal zahtijeva kanal širine 6 MHz u UHF području (470 MHz-960 MHz) označene brojevima 21-69, dakle ukupno 48 kanala, za 48 signala poruke. Signal je u osnovi sinusnog oblika visoke frekvencije, moduliran s analognim ili digitalnim signalom poruke niske frekvencije. Niskofrekventni signal poruke 'utisnut' je u visokofrekventni signal koji ima svojstvo širenja prostorom te na neki način 'nosi' niskofrekventni signal poruke, No ovo je predmet bavljenja telekomunikacija. Tri su osnovna načela prijenosa signala u komunikacijskom sustavu.

• FDMA (Frequency Division Multiple Access) - Dva uređaja koja komuniciraju koriste jedan kanal neprekidno bez obzira postoji li signal ili ne. Na slici 7.5.4b prikazana su 3 mobilna uređaja koja s nadređenim sustavom komuniciraju preko zasebnih kanala (svaki kanal sastavljen je od dva podkanala, za oba smjera komuniciranja - duplex). Ovo rješenje je vrlo nepraktično u mobilnim vezama jer kanal veći dio vremena nije u funkciji. Većinom se koristi u analognim sustavima.
  
  
• TDMA (Time Division Multiple Access) - Ako se digitalni signal poruke šalje u kratkim vremenskim intervalima, moguće je kroz isti kanal omogućiti da svaki od uređaja slijedno šalje svoj dio signala u vremenskom ciklusu od recimo 3 segmenta kako prikazuje slika 7.5.4b. Kako se slijed prima odmah se razvrstava prema pripadnom odredištu. Dakle, uporabljivost kanala je povećana, a od 3 kanala sa slike FDMA tipa može se dobiti 9 'kanala' TDMA tipa zahvaljujući VREMENSKOM MULTIPLEKSU. Ovo ne bi bilo moguće da se analogni signal poruke ne pretvori u digitalni koji nakon kompresije treba puno manje 'vremenskog prostora' za istu poruku.
  
  
• CDMA (Code Division Multiple Access) - Ne koristi kanale za komunikaciju veće se svi kanali, bolje rečeno cijeli raspoloživi nepodijeljeni frekventni spektar, koristi za komunikaciju. Svaki uređaj koji trenutno komunicira zauzme određeni broj slobodnih malih dijelova frekventnog područja u kratkom vremenskom intervalu. Prvi zauzme nekoliko dijelova frekventnog područja, a naredni uređaji uzimaju prve raspoložive slobodne dijelove frekventnog područja koje nađu. Nema strogo definiranih kanala. Svakom digitalnom komunikacijskom signalu dodjeljuje se jedinstveni kod raspoznavanja. Signal poruke je digitalni. Iskoristivost raspoloživog frekventnog područja je velika. Dakle, vremenska razdioba duž cijelog raspoloživog frekventnog spektra, mješavina rada prva dva opisana načina, prema načelu prikazanom na slici 7.5.4c.

No pokretna telefonija nije predmet ovog štiva. Mada se pojmovi kao 'uplink' i 'downlink' koriste za opis veza koje povezuju nadređeni i podređeni aktivni uređaj u strukturnom kabliranju.

Bežična komunikacija u računalnim sustavima vrlo je srodna mobilnoj telefoniji glede medija koji se koristi za prijenos signala. Uobičajena kratica za bežične računalne mreže je WLAN (Wireless Local Area Network), što ukazuje na njenu ograničenu zemljopisnu prisutnost u sustavu neke firme ili ustanove, što se ne bi moglo kazati za mobilnu telefoniju. Ne samo to, već ponuditelj telekomunikacijskih usluga može omogućiti i bežičnu računalnu komunikaciju preko kanala za mobilne telefonske uređaje. Bežičnu računalnu mrežu u osnovi treba promatrati kao jednu vrlo korisnu mogućnost unutar strukture LAN-a ustanove. Ključni element koji omogućava povezanost bez klasičnih žica je bežična pristupna točka (Access Point), a moguća verzija predviđena za ugradnju unutar zgrade prikaza na narednoj slici.

Slika 7.5.6 Bežična pristupna točka.

Bežične pristupne točke unutar ustanove moraju se pažljivo razmjestiti. Svaki od uređaja ima moguće područje komunikacije koji ne može imati kružni oblik zbog zapreka (zidova) koje remete rasprostiranje elektromagnetskih valova. Razmještaj pristupnih točki opće namjene, za prijenosnike na primjer, mora biti takav da se ova područja međusobno preklapaju, dok za pristupnu točku koja opslužuje jedan pisač to nije bitno. Da se pristupne točke ne bi međusobno 'svađale' zbog preklapanja područja na mjestima gdje to nije poželjno dobro je svaku od njih podesiti da radi na različiti radnim frekvencijama - kanalima i podesiti snagu predajnika na što manju vrijednost. Mehanizam bežične komunikacije u osnovi je suprotan Ethernet mehanizmu komunikacije. Ethernet koristi mehanizam detekcije kolizije signala (CSMA / CD - Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect), dok WLAN koristi mehanizam izbjegavanja kolizije. Dakle, uređaji koji pristupaju mreži ne nadmeću se tko će prvi pristupiti mediju nego čekaju kad će medij biti slobodan (CSMA / CA - Carrier-Sense Multiple Access / Collision Avoidance), odnosno čekaju odsustvo komunikacijskog signala (kakav signal? - vodeni, strujni, elektromagnetski, svjetlosni, podatkovni, akustički ...).

Po svojoj prirodi rasprostiranja elektromagnetski valovi ne mogu se kanalizirati pa će jedan dio 'curiti' van željenog područja, što čini veliki sigurnosni problem. Problem sigurnosti nije samo u tome što će netko uporabiti resurse lokalne mreže da slobodno pristupi Internetu, već u činjenici da je moguće na tuđem računali ukrasti podatke, namjerno ih uništiti ili 'posaditi kukavičje jaje' koje će se iskoristiti za napad na neke druge tuđe resurse. Načini zlouporabe vrlo su raznoliki i prije konfiguriranja jednog bežičnog sustava treba temeljito proučiti njegovu dokumentaciju i sagledati sve moguće aspekte zlouporabe i zaštite u što većoj mjeri i osigurati što kvalitetniji nadzor. Najgore moguće rješenje je nezaštićeni ili slabo zaštićeni bežični sustav, čega nažalost ima. UTP-STP kabel ipak je još uvijek najsigurnije komunikacijsko rješenje, a za manje firme i najjeftinije, ako se gleda samo tehnički aspekt. Ljudski faktor je uvijek presudan ; 'nezakrpan' operativni sustav jednog računala zbog puke lijenosti i neodgovornosti njegovih korisnika može uzrokovati more nevolja. No to je već predmet SIGURNOSNE POLITIKE.

Zbog sigurnosti bežične komunikacije poželjno je uporabiti najnapredniji raspoloživi mehanizam enkripcije prometa i osigurati pristup samo autoriziranim korisnicima. Autorizacija se može ostvariti posredstvom upisivanja MAC adrese uređaja koji pristupa u listu dozvoljenih učesnika mreže ili nekim mehanizmom prijave korisnika na sustav (LDAP-RADIUS), a sigurnost se može dodatno pospješiti nadzorom pristupnih točaka strogo namjenskim WLAN kontrolnim sustavom (WCS - Wireless Control System) u sprezi s pripadnim mu bežičnim pristupnim točkama koje je u stanju nadgledati. No to su već profesionalna i skupa rješenja. Za male firme ili kućne korisnike dovoljno je rješenje opisano u narednom poglavlju.

Kako je pristupna točka u suštini maleni primo-predajnik koji mora imati izvor napajanja, vrlo je nezgodno rješenje dovoditi napojni priključak od 220 V za njegov ispravljač u njegovu blizinu. Bolje rješenje je uporaba razdjelnika koji omogućava da se iz komunikacijskog ormara preko UTP kabela dovede istosmjerni napon do pristupne točke koja će znati razlučiti korisni signal od napajanja ; mehanizam napajanja preko Etherneta (PoE - Power over Ethernet). Vrlo dobro rješenje je uporaba preklopnika koji je u stanju napajati pristupnu točku, ali je loša strana ovog rješenja što preklopnik i pristupna točka moraju biti od istog proizvođača da se izbjegnu moguće razlike u naponu napajanja i dozvoljenoj potrošnji energije, što u konačnici može biti jako skupo ako se o tome ne vodi računa.

Pojam bežične pristupne točke nije osobitost koja se koristi samo u profesionalne svrhe. Svako domaćinstvo danas koristi neki od ADSL uređaja (SOHO), bili da radi i 'bridge' ili 'router' modu, koji od naprednijih mogućnosti ima Wi‑Fi (Wireless Fidelity) bežičnu komunikaciju zasnovanu na mrežnom bežičnom protokolu IEEE 802.11. Raspon uspješne komunikacije ostvariv je u krugu promjera 20-70 m. Koristi se visokofrekventni signal od 2.4 Ghz, 3.7 GHz ili 5 GHz kao nositelj digitalnog signala poruke, najčešće koristeći OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing) modulaciju, slično DVB standardu. Ovisno primijenjenoj o reviziji protokola (od 'a' do 'n' sufiksa) različita je radna frekvencija koja se koristi i različite su i brzine prijenosa podataka (od 1-150 Mbps). SOHO uređaji obično imaju i više priključaka za Ethernet žičnu komunikaciju i omogućavaju nesmetanu komunikaciju između bežične i žične veze.

Wi‑Fi komunikacije koriste MAC adresu kao temelj prepoznavanja uređaja te se po tome može prepoznati dali je u SOHO uređaj možda 'zalutao' neki susjedov uređaj. Pristup uređaju ostvaruje se kriptiranom prijavom prema WEP (Wired Equivalent Privacy) i/ili WPA (Wi‑Fi Protected Access) modelu. WEP koristi 40 bit-nu enkripciju a WPA 128 bit-nu enkripciju. WPA tijekom rada dinamički mijenja pristupne ključeve, a i način kontrole na grešku je različit. WEP koristi CRC (Cyclic Redundancy Check) metodu a WAP koristi MIC (Message Integrity Code). Iz navedenog je jasno koja je vrsta pristupa mreži sigurnija, mada je u osnovi svaka bežična komunikacija potecijalna sigurnosa 'rupa'. Kako koristiti Wi‑Fi bežičnu komunikaciju u Windows XP i Windows 7 operativnim sustavima opisano je u poglavljima 4.4.4 i 4.5.5.

Nasljednik Wi‑Fi tehnologije, kojeg odlikuje daleko veći komunikacijski domete je WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access), definiran IEEE 802.16 skupom protokola. Podržava brzine komunikacije oko 40 Mbps. Domet je sličan mobilnim uređajima, ovisno o uvjetima i preko 10 km, i koristi repetitore slične njima. Dakle, vrlo pogodan mehanizam komunikacije s nepristupačnim ili manje naseljenim mjestima. WiMax se ponekad naziva 'Wi‑Fi na steroidima' i može se koristiti za niz primjena, uključujući širokopojasne veze, pristupne točke i drugo. Osim toga omogućava istovremeno raznolike usluge kao pristup Internetu, VoIP i TV (triple play service). Komunikacijska antena i uređaj obično su nešto veći od USB stika, objedinjeni u jedinstvenu cjelinu i s jednostavnom signalizacijom rada. Korisnik posjeduje SU uređaj (Subscriber Unit), koji obično koristi USB port za komunikaciju s računalom, a visokofrekventnim signalom komunicira s repetitorom. Za rad koristi se frekventni raspon od 10 GHz do 66 GHz i SOFDMA (Scalable Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) modulaciju. Kako bi se omogućio istovremeni pristup više korisnik, koriste se različiti visokofrekventni noseći signali unutar jednog kanala. Naravno, računalo i repetitor prepoznaju uređaj preko njegove MAC adrese koju nadzire ISP (Internet Service Provider).

Za male prijenosne uređaje koristi se BLUETOOTH tip bežične komunikacije između dva ili više uređaja. Za razliku od Wi‑Fi nema enkripcije i domet je vrlo mali, do 10 m, a koristi se visokofrekventni signal u rasponu od 2.4 GHz do 2.48 GHz, uz propusnost od približno 1-2 Mbps. Većina današnjih modernih računala, mobitela, mp3 player-a i sličnih uređaja imaju mogućnost komunikacije pomoću Bluetooth-a, dakle isključivo PAN mreža. Koristi GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulaciju kod koje se binarna jedinica predstavlja kao pozitivna frekventna devijacija a binarna nula kao negativna frekventna devijacija u odnosu na frekvenciju nosećeg signala, pri čemu je minimalna devijacija 115 kHz. Jedno od obilježja ove tehnologije je mala antena koja najčešće sliči memorijskom stiku i obično se uključi u USB port računala. Kod prijenosnika antena je ukomponirana u njegovo kućište i sustav se uključuje pritiskom na neku od tipki i na njegov rad obično ukazuje signalna LED dioda koja emitira plavo svijetlo.

SAŽETAK:

Mikrovalna peć je uređaj u kojoj se temperatura potrebna za pripremu ili podgrijavanje hrane postiže izlaganjem hrane zračenju elektromagnetskim valovima. Odašiljač snage oko 1000 W emitira unutar pećnice elektromagnetski val na frekvenciji 2450 MHz i izaziva titranje molekula vode u hrani i time njeno zagrijavanje. Zbog prirode elektromagnetskih valova da ne prolaze metalne zapreke, kuhanje hrane vrši se u keramičkim ili plastičnim zdjelama (ako je konačna temperatura kuhanja manja). Hrana se obrađuje u vlastitom soku s malo tekućine tako da joj ostaje prirodan okus, miris, vitamini i minerali. To se postiže pri temperaturu od oko 100°C pa ništa ne može zagorjeti, što je pogodno posebno kod pripreme dijetalne hrane. Nažalost nema hrskave kore.

Mikrovalna peć stoga je opasna za čovjeka, te zato njeno 'prozirno' staklo na vratima ima metalnu rešetku i automatski se isključuje ako se vrata slučajno otvore. Nije preporučljivo stajati uz mikrovalnu peć kojoj su vrata neispravna i otvorena ili na primjer staviti glavu u mikrovalnu peć zbog prehlade. Iako mobilni uređaji ne rade na navedenoj frekvenciji i njenom bližem okolišu (zabranjeno je), zbog navedenog autor ovih uređaja nije ljubitelj ove tehnologije. Osobito ne 'mobitela' - ne koristi ga niti ga posjeduje :-). Ali ako je vojna primjena u pitanju, neš' ti problema, kao da je u ratu čovjek, mislim običan vojnik, neki značajan čimbenik?

Za kraj jedna neuobičajena usporedba: Muškarci su kao BLUETOOTH - povezan je s partnerom dok je u blizini, ali čim ga nema traži druge uređaje. Žene su kao Wi‑Fi - vide sve raspoloživo, ali se spajaju samo s najjačim partnerom.