Sítě Ad Hoc
Technologie využívající topologii ad hoc

Nejrozšířenější bezdrátové technologie které využívají topologii ad hoc jsou WiFi založeny na standardu IEEE 802.11 a Bluetooth založené na standardu IEEE 802.15.

## WiFi

WiFi je bezdrátová síťová technologie používá zejména pro lokální sítě LAN (Local Area Networks), tj. sítě s malým dosahem (většinou desítky až stovky metrů) a poskytující vysokou přenosovou rychlost pro uživatele uvnitř domácností, kanceláří, nákupních center, apod. Přenosová rychlost dosažená zařízením WiFi závisí na podporovaném standardu. Nejčastější maximální dosahované rychlosti jsou až 54 Mbit/s na jeden přístupový bod (IEEE 802.11a / IEEE 802.11g) a nově až 300 Mbit/s (IEEE 802.11n).

Výhodou WiFi je hlavně její nízká cena a to, že operuje v bezlicenčním kmitočtovém pásmu ISM (Industry, Scientific and Medical). Konkrétně se jedná o pásma v okolí 2,4 GHz a 5 GHz:

- 2,4 GHz - Pro většinu zemí v Evropě je vyhrazeno 13 kanálů s šířkou pásma 22 MHz což odpovídá rozsahu od 2,4 GHz do 2,484 GHz. Například pro Ameriku je vyhrazeno pouze 11 kanálů. Vedle sebe ležící kanály se částečně překrývají. V důsledku toho můžou být použity pouze tři kanály, které se nepřekrývají vůbec a tudíž se ani neruší
- 5 GHz - Toto pásmo je dále rozděleno do tří úseků:
  - 1. subpásmo (5150 - 5250 MHz) - použití uvnitř budov
  - 2. subpásmo (5250 - 5350 MHz) - použití uvnitř budov (terminál musí být schopen ovládat svůj vysílací výkon a přejít do jiného pásma pokud dojde k rušení radarů)
  - 3. subpásmo (5350 - 5450 MHz) - platí stejná pravidla jako pro druhé subpásmo

Vzhledem k tomu, že WiFi je široce rozšířená technologie, jsou přidělené rádiové kanály často přetížené. Postupem času bylo navrženo množství doplňujících standardů, které mají za úkol především zefektivnit přenos a navýšit maximální dosahované přenosové rychlosti. Všechny zařízení založené na standardech IEEE 802.11 jsou pak testovány organizací WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), která byla přejmenována v roce 2002 na alianci WiFi. Tato aliance testuje, zda zařízení splňují všechny nezbytné požadavky nebo ne.

IEEE 802.11 standardy definují vrstvu MAC (Medium Access Control), která se společně s částí LLC (Logical Link Control) nachází na druhé vrstvě modelu RM-OSI (Reference Model - Open System Interconnection). Účelem vrstvy MAC je především řízení přístupu k rádiovému kanálu, fragmentace, defragmentace datových paketů, specifikace kontrolních rámců, atd. Kromě toho, WiFi standardy specifikují několik typů fyzických vrstev lišících se zejména v použití různých modulačních technik (například frekvenční skákání, metoda rozprostřeného spektra nebo OFDM).

## Bluetooth

Bluetooth je technologie pro bezdrátovou komunikaci na krátkou vzdálenost. Je charakterizována nízkým vysílacím výkonem a nízkou cenou. Účelem Bluetooth je nahradit kabelové propojení různých elektrických přístrojů jako je mobilní telefon, sluchátka, notebook, atd.

Základní přenosová rychlost Bluetooth je 1 Mbit/s. U verze Bluetooth 2.0 s EDR (Enhanced Data Rates) ale může být rychlost zvýšena až na 3 Mbit/s. Vyšší přenosová rychlost, až 24 Mbit/s, může být dosažena u Bluetooth v3.0 + HS (High Speed). Tato verze umožňuje využít frekvenční pásmo určené pro WiFi. Poslední verze Bluetooth v4.0 dosahuje nižší spotřeby energie. Proto je tato verze označována jako LE (Low Energy).

K omezení vlivu interference a úniků je ve všech verzích Bluetooth využito rozprostřeného spektra s přeskakováním kmitočtů FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum). U metody FHSS dochází k pseudonáhodnému přeskoku mezi kmitočty při přenosu dat. Četnost přeskoků mezi frekvencemi je 1600 krát za sekundu.

Přenos dat na fyzické vrstvě technologie Bluetooth je realizován v bezlicenčním pásmu 2.4 GHz s šířkou pásma 83.5 MHz. Konkrétně se jedná o frekvence v rozmezí 2400 MHz a 2483.5 MHz. V základním přenosovém módu a v EDR je šířka pásma rozdělena na 79 přenosových kanálů a dvě ochranná pásma. Spodní a horní ochranné pásmo mají šířku 2 a 3.5 MHz. Jak základní přenosový mód tak i EDR používají pro přenos dat duplexní režim TDD.

V Bluetooth v1.0, kde jsou dosahované přenosové rychlosti do 1 Mbit/s, jsou data modulovaná dvoustavovou modulací GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying). Vyšší přenosové rychlosti lze zaručit až při použití verze EDR prostřednictvím modulace π/4-DQPSK (pi/4 Rotated Differential Quadrature Phase Shift Keying), která umožňuje rychlost přenosu dat až 2 Mbit/s a modulací 8 DPSK (8 phase Differential Phase Shift Keying) pro přenos rychlostí až 3 Mbit/s. K dosažení 24 Mbit/s musí být umožněno rozšíření pásma s využitím AMP (Alternate MAC/PHYs). V tomto případě se nejprve sestaví rádiový kanál EDR a po jeho založení se pomocí AMP najde alternativní širší pásmo, které se posléze použije pro přenos dat.

Aby bylo možné dosáhnout nižší spotřeby energie, tak je definován odlišný fyzický kanál a přístup ke kanálu. Oproti základnímu přenosu a EDR je u verze LE využita pouze modulace GFSK. Dále je pro LE použito sice stejné frekvenční pásmo, ale s rozdílně přiřazenými kanály. Pásmo je rozděleno do 40 kanálů po 2MHz. Po stranách je navíc vyčleněno ještě 2MHz spodní a 1,5 MHz horní ochranné pásmo. Pro přístup ke kanálům může být použito buď TDMA nebo FDMA. Tři kanály jsou využity pro informaci o tom, co jednotlivá zařízení plánují vykonávat za činnost (např. nastavení připojení nebo příprava pro přenos dat). Zbylých 37 kanálů je pak určeno pro datovou komunikaci.

Bluetooth podporuje přímou komunikaci bod-bod (point-to-point) i bod-více bodů (point-to-multipoint). Všechny komunikující zařízení sdílející stejný kanál jsou sdružena do tzv. pikosíti. V každé pikosíti je jedno zařízení nadřazené (nazývá se "master") všem ostatním zařízením (tyto zařízení se nazývají jako "slave"). Zařízení zahajující komunikaci je vždy označeno jako zařízení typu "master". Všechna zařízení slave musí být synchronizována s hodinami zařízení master a musí následovat stejnou posloupnost frekvenčních přeskoků jako master. Komunikace je možná pouze mezi zařízeními master a slave. Komunikace mezi dvěmi zařízeními slave není podporována.

V jedné pikosíti může být až sedm aktivních zařízení slave. Vedle sedmi aktivních slave zařízení může být součástí pikosítě až 255 nekomunikujících zařízení (v tzv. parkovacím stavu). V Bluetooth LE je počet aktivních zařízení limitován množstvím radiových zdrojů stanice master.

Další důležitou vlastností je, že zařízení mohou být zahrnuta do více než jedné pikosítě. V tomto případě se pikosítě vzájemně překrývají a tato topologie je označována jako rozprostřená síť (scatternet). Rozprostřená síť je složena z několika picosítí, ale stále je nutné zajistit, aby v každě z pikosítí bylo pouze jedno zařízení typu master. V rámci rozprostřené sítě může každé zařízení zastávat funkci master jen v jedné pikosíti. Ve všech ostatních pikosítích musí zařízení převzít roli slave. Proto se role master a slave mohou měnit a přepínat mezi zařízeními v rozprostřené síti, aby se zabránilo situaci, kdy je zařízení ve dvou pikosítích ve funkci master. Jestliže se dvě pikosítě překrývají a v každé je pak jiná stanice v roli master, je posloupnost frekvenčních přeskoků v obou pikosítích různá. Proto zařízení, které je ve více pikosítích musí k jednotlivým pikosítím přistupovat postupně pomocí časového multiplexu.

Topologie sítě Bluetooth