Bluetooth, WLAN und WPAN: Fragenkatalog Test 2 (TI3501)

TI3501 – Fragenkatalog Test 2

Einheit 2: RDS-WPAN und WLAN

1. RDS-WPAN

1) Nur wenige Bänder (ISM) und viele Standards werden derzeit in WLAN und WPAN verwendet.

Antwort: 7-Band, 2 Bänder für 1 MHz, VF, UF; 2,4 GHz (DUF) wird in WPAN und WLAN verwendet, 5 GHz (DSF) wird im WLAN verwendet.

2) Nenne 4 Technologien, die in der Klasse WPAN gebräuchlich sind und derzeit in der Entwicklung genutzt werden.

Antwort: Wireless Projekt (WiFi), IrDA, Bluetooth, ZigBee; verwendet in WPAN: IrDA, Bluetooth und ZigBee in der Entwicklung von Bluetooth und ZigBee.

3) Welche Untergruppen der IEEE-WPAN-Gruppe werden heute spezifisch verwendet?

Antwort: IEEE-802.15-Gruppe, deren Untergruppen:
802.15.1 (Bluetooth)
802.15.2 (Bluetooth)
802.15.3 (Bluetooth)
802.15.3a (Bluetooth)
802.15.3b (Bluetooth)
802.15.4 (ZigBee)
802.15.4a (ZigBee)
802.15.4b (ZigBee)
802.15.4c (ZigBee)
802.15.4d (ZigBee)

4) Welche Eigenschaften hat IrDA (Umfang, Geschwindigkeit, Betriebsradius)?

Antwort: Maximale Reichweite 1 m, Höchstgeschwindigkeit 4 MBit/s, Betriebsradius 30°.

5) Welcher technische IrDA-Standard wird verwendet?

Antwort: IEEE 802.11 Legacy

6) Welche Schichten des IrDA-Modells sind definiert und entsprechen dem OSI-Modell? Ist es OSI?

Antwort: Physical Layer: Sensor Infrarot (IR, Infrared). Link-Schicht: IrLAP (Link Access Protocol), IrLMP (Link Management Protocol), IAS (Access Service Information) oder E-Modul für den Zugriff auf Anwendungsinformationen; die Informationen sind in 2 oder 1 Schicht unterteilt. Das Modell entspricht nicht dem OSI-Modell.

7) Führe eine Organisation auf, die Entwickler und Hersteller von Bluetooth ist, falls es eine gibt, und die es vorantreibt.

Antwort: Bluetooth SIG (Special Interest Group von Bluetooth)

8) Es gibt wenige Klassen von Bluetooth, die sich nach der verwendeten Sendeleistung unterscheiden.

Antwort: Klasse 1, 2 und 3; sie definieren die maximale Reichweite und den maximalen Leistungspegel:
Klasse 1: bis 100 mW (20 dBm), maximal 100 m
Klasse 2: bis 2,5 mW (4 dBm), maximal 10 m
Klasse 3: bis 1 mW (0 dBm), maximal 1 m

9) Es gibt mehrere Bluetooth-Versionen; nenne die aktuelle Maximalgeschwindigkeit, die jede erlaubt.

Antwort: Bluetooth-Version vs. IEEE-Standard:
IEEE 802.15.1: Bluetooth bis v1.1, 720 kbps
IEEE 802.15.2: Bluetooth bis v1.2, 1 Mbps
IEEE 802.15.3: Bluetooth v2.0, bis 3 MBit/s
Bluetooth v2.2 (Mitte 2009), bis 53 Mbps

10) Welche Technik verwendet Bluetooth für den Funk, wie viele Kanäle werden genutzt und wie werden sie verteilt? Nenne das Band und den Standard dieser Kanäle.

Antwort: Frequenzsprungverfahren (FHSS), 79 Kanäle, Wechsel 1.600-mal pro Sekunde.

11) Welche Architektur hat Bluetooth, und wie viele Geräte kann ein Master gleichzeitig mit Slaves verbinden?

Antwort: Piconet: bis zu 8 Geräte können gleichzeitig miteinander verbunden sein, wobei eines als Master und die anderen als Slaves fungieren.

12) Entspricht die Schichtenarchitektur von Bluetooth dem ISO-OSI-Modell?

Antwort: Nein. Bluetooth entspricht nicht dem ISO-OSI-Modell; die Funktionen der Verbindungsschicht sind auf mehrere Schichten verteilt, die direkt auf die Anwendungsschicht zugreifen.

13) Wie viele Bit werden im Bluetooth-Paket für die Zieladressierung der Geräte verwendet?

Antwort: Für die Zieladresse werden 3 Bit im Header verwendet; damit können nur bis zu 8 Geräte adressiert werden.

14) Wie viele Bits des Bluetooth-Headers werden für jedes Feld benötigt und wie viele Daten kann ein Frame senden?

Antwort: Im Bluetooth-Sicherheitsprotokoll wird der Header dreimal gesendet, jeweils 18 Bit, sodass der Header insgesamt 54 Bit verwendet. Andererseits kann das Datenfeld des Frames bis zu 2744 Bit umfassen.

2. WLAN

1) Welche Techniken sind im Bereich Funk für WLAN 802.11 definiert?

Antwort: FHSS, DSSS, OFDM

2) Welche Unterschiede bestehen bei der Übertragung zwischen den 3 Techniken in Bezug auf Umfang, Frequenzen und Geschwindigkeiten?

Antwort: FHSS: 150 m
DSSS: 30 m
OFDM: 5 m

3) Welche sind die 2 Techniken des Spreizspektrums, und welche werden derzeit verwendet und warum?

Antwort: FHSS und DSSS. DSSS wird verwendet, um höhere Geschwindigkeit, größere Immunität gegen Interferenzen und Lärmunterdrückung zu erreichen.

4) Welche Vorteile bietet die OFDM-Technologie?

Antwort: OFDM wurde in 802.11g eingeführt; es ermöglicht dieselbe Geschwindigkeit wie das erste (54 Mbit/s) mit größerem Anwendungsbereich.

5) Mit FHSS und DSSS gab es einige Änderungen: Wie viele Kanäle nutzt jeder Kanal pro Sekunde, und in welchem Band arbeiten sie?

Sowohl bei 2,4 GHz nutzt FHSS (1 Mbit/s) und DSSS (22 Mbit/s) den DSSS-Kanal, der sich nicht ändert. Der Kanalwechsel erfolgt 50-mal pro Sekunde.

6) Welche Vorteile bietet FHSS gegenüber DSSS?

Spreizung auf 1 MHz, Leistung in Hertz.

7) Welcher Standard definiert wenige DSSS-Kanäle, wie viele in Amerika und wie viele die nächsten Einsatzmöglichkeiten pro Kanal des Inkrafttretens?

14 Kanäle; in Amerika kein Einsatz; 11 Kanäle des Inkrafttretens, Sendeleistung 5 m.

8) Welche Kanäle sind in Amerika definiert, die sich nicht überlappen?

Kanal 1, 6 und 11.

9) Wenn keine Interferenz vorliegt, wirkt sich das auf die anderen Geräte in derselben Gruppe aus? Interferenz durch Multipath (Reflexionen)?

Es betrifft die Multipath-Ausbreitung bei DSSS.

10) Wie lässt sich die Interferenz durch DSSS-Multipath lösen?

Durch eine zweite Antenne, die hinzugefügt und gescannt wird, um den Empfang zu verbessern.

11) Was sind DCF und PCF?

DCF: Zugriff über die Luft (Distributed Coordination Function). PCF: Zugriff über Token-Ring (Point Coordination Function).

12) Welche 2 Nachteile hat DCF, und welche 3 Techniken sind dafür vorgesehen?

Versteckter-Station-Problem und hohe Fehlerquote. Technische Lösungen: positive Bestätigung (Aufteilung der Fläche), Clear Channel, Kanalreservierung.

13) Welches Protokoll wird in der MAC-Schicht verwendet?

CSMA/CA – Vermeidung von Kollisionen.

14) Welche 3 Typen von Intervallen treten bei der 1a-Kommunikation in DCF auf?

SIFS – DIFS – CWmin.

15) Wie viele Nachrichten sendet der Empfänger zur Bestätigung, und wie lange dauert die Übertragung?

1 ACK und sendet 10 Millisekunden lang.

16) Wie löst man das Problem der sehr großen Datenmengen auf einem Kanal?

Fragmentierung.

17) Wie löst man das Problem der versteckten Station bei Kollisionen während der Übertragung?

RTS/CTS: Der Sender sendet eine RTS-Nachricht, der Empfänger antwortet mit CTS, bevor die Übertragung beginnt.

18) Welche bekannten Leistungsprobleme treten auf, wenn virtuelle Träger, Fragmentierung und SNS verwendet werden?

Der Durchsatz sinkt, meist zwischen 50 und 60 %.

19) Wie viele Felder mit WLAN-Adressen gibt es, wie viele Bytes umfasst jedes, und was bedeutet das?

4 Adressfelder; jedes mit 6 Bytes kann Millionen Geräte adressieren.

20) Was versteht man unter Roaming bzw. Handover?

Es ist die Möglichkeit, sich zwischen Stationen zu bewegen, die automatisch von einem Access Point zu einem anderen wechseln, ohne dass die Kommunikation unterbrochen wird.

21) Welche 3 Architekturen bilden die Grundlage für WLAN, und welche Indizes bestehen?

IBSS (Ad-hoc), BSS (Access Point), ESS (Extended Service Set).

3. Sicherheit

1) Nenne 3 Schwachstellen der 1A-Generation, in denen wir die Einführung von Wireless-LAN-Systemen sehen.

Access Point ohne Firewall, Eindringlinge, Aktivierung von Ad-hoc-Kommunikation.

2) Welche sind die 3 Sicherheitsklassen, die für den Zugriff auf WLAN angewendet werden?

WEP, WPA, WPA2.

3) Welche weiteren Maßnahmen können die Sicherheit unterstützen, zusätzlich zur Verschlüsselung (siehe Punkt 5)?

MAC-Filterung, Zugriffsschlüssel, Blockieren von Ping-WAN, keine Verbreitung der SSID, Zugriffsschlüssel des Routers ändern, Verwendung einer Firewall.

4) Welche Arten von Schlüsseln verwendet WEP und welche Eigenschaften haben sie?

64- und 128-Bit-Schlüssel; die Daten werden verschlüsselt.

5) Welche Verschlüsselungsarten verwendet WPA, und wie verschlüsseln die Router das WLAN?

TKIP; der Schlüssel wird von Zeit zu Zeit erneut verschlüsselt.

6) Was bietet WPA2 zusätzlich, und was ermöglicht es?

Es ermöglicht die Arbeit mit einem externen RADIUS-Server.

7) Welche Funktionen definieren die Sicherheit von WEP, WPA und WPA2 als robuster?

Es implementiert gegenseitige Authentifizierung zwischen Client und Access Point; nutzt neue Algorithmen zur Gewährleistung der Integrität; ersetzt RC4 bei WEP durch neue Schlüsselpaare und Nachrichtenintegrität.

8) Was besteht im Standard 802.1x für die Sicherheit?

Port-basierte Zugriffskontrolle.

4. Wartung und Konfiguration

1) Welche Grundvarianten gibt es bei den 3 Programmen, die vom Benutzer an einem Access Point oder WLAN-Router eingestellt werden?

LAN-Wireless – WAN.

2) Welche Parameter sind mit der SSID verbunden, und wie werden sie benannt?

Parameter: Anzahl der Sekunden, die die SSID gesendet wird.

3) Welche Vorsichtsmaßnahme müssen wir beachten, wenn wir mehr als einen Router in einem Raum mit denselben Eigenschaften verbinden, um die Abdeckung für die Benutzer sicherzustellen?

Die Kanäle müssen sich überlappungsfrei verteilen.

4) Wie werden mehrere Router für WLAN-Dienste in einem mehrstöckigen Gebäude verbunden?

Sie werden kaskadiert mit einem Gateway verbunden.

5) Wie nennt man ein WLAN, das aus Stationen besteht, die ohne Access Point miteinander kommunizieren?

Ad-hoc.

6) Wie programmiert man einen Router als Repeater?

Beide Router erhalten denselben Namen (SSID), dasselbe Passwort und denselben Kanal.

7) Wie programmiert man einen Router, um Roaming und Handover zu ermöglichen?

Gleiche SSID, gleiches Passwort, gleiches Subnetz, anderer Kanal.

8) Welcher Raumzustand existiert in der physischen Verbindung, wenn zwei Antennen für eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung verwendet werden?

Die Antennen müssen horizontal ausgerichtet sein, um der Verbindung zu entsprechen.

9) Welche Antennen werden verwendet, wenn eine Parabolantenne, eine Yagi-Antenne und eine omnidirektionale Antenne eingesetzt werden?

Parabolantenne (Punkt-zu-Punkt-Verbindung), Yagi-Antenne (Verbindung mit gerichteter Funkübertragung, Öffnungswinkel 60–70°), omnidirektionale Antenne (Verbindung der Geräte in der Umgebung, Geltungsbereich).

10) Wie groß ist der Abstand zwischen zwei WLAN-Links, die mit Parabolantennen realisiert werden?

Mehr als 3 km mit Yagi-Antenne.