Rede de Computadores Redes sem fio e comunicações móveis: introdução. Prof. Dr. Ruy de Oliveira IFMT

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1 Rede de Computadores Redes sem fio e comunicações móveis: introdução Prof. Dr. Ruy de Oliveira IFMT

2 Histórico Hertz iniciou demonstrações práticas de comunicação por rádio em 1880 Guglielmo Marconi inventou a telegrafia sem fio em 1896 Comunicação por meio da codificação de carateres alfanuméricos em sinal analógico Transmitiu sinais telegráficos através do oceano Atlantico As comunicações por satélites foram iniciadas nos anos 60 2

3 Histórico (cont.) Avanços na tecnologia sem fio (wireless) Rádio, televisão, telefones móveis, comunicação por satélites Mais recentemente Comunicações por satélites, redes sem fio e tecnologia celular TDMA foi adotado como o padrão de telefonia celular nos EUA em 1988 GSM entrou em operação na Alemanha em 1992 CDMA foi adotado como outro padrão de telefonia celular nos EUA em 1993 Primeiro padrão de LAN sem fio (IEEE , 2 Mbps) foi desenvolvido em

4 Vantagens das redes Wireless Redes Wireless são convenientes e mais baratas implementação mais rápida do que as redes cabeadas Reduz custo por dispensar infraestrutura de cabeamento Possibilita mobilidade e pode ser implementada em praticamente qualquer lugar 4

5 Limitações das Redes Wireless Dificuldades técnicas e políticas têm limitado o desenvolvimento das tecnologias wireless Falta um padrão industrial bem definido Banda passante ainda é muito restrita Segurança da informação é mais complexa Mobilidade traz degradação significativa à comunicação 5

6 Limitações das Redes Wireless (cont.) Os equipamentos empregados têm limitações Exemplos: Os monitores de vídeo pequenos dos telefones móveis somente podem mostrar algumas linhas de texto Os Browsers da maioria dos equipamentos wireless usam a linguagem WML (wireless markup language) em vez da HTML Os pontos de acesso sem fio não podem ter potência muito elevada por questões de saúde... 6

7 Principais Tecnologias Wireless Redes Celulares Redes Ad Hoc Redes Mesh Redes de Sensores - Zigbee Redes Bluetooth Redes WiMAX Redes Satélites 7

8 Redes Celulares Qualquer comunicação passa pela Estação Base Células não vizinhas podem utilizar a mesma freqüência (reuso de freq.) de 10 a 50 freqüências alocadas para cada célula Handover ocorre qdo usuário muda de célula potência dos aparelhos são controladas menor interferência no vizinho 8

9 Redes Ad Hoc Dispensam uma infraestrutura fixa Nós atuam como hosts e roteadores e podem mover Cooperação entre os nós é fundamental Uso eficiente de energia é importante Protocolos de roteamento devem ser específicos para lidar com as dificuldades do meio, incluindo mobilidade dos nós A B C D E 9

10 Redes Mesh Tipo de redes ad hoc, em que os nós são fixos Protocolos em uso devem aproveitar a fixação dos nós Não tem problema com consumo de energia Limitada a curtas distâncias Nós afastados sofrem mais 10

11 Redes de Sensores - Redes Zigbee Extremamente econômicas em termos de consumo de energia (padrão IEEE ) Implementação Simples Baixo custo Aplicações: monitoramento de meio ambiente, de iluminação, de pacientes, de incêndio, etc Módulo Zigbee 11

12 Exemplo de Redes de Sensores Sistemas Biomédico sem fio Wireless Telemedicine Wireless Network In- Body Wireless Devices -Sensors/monitoring devices -Drug delivery systems -Medical robots -Neural implants Recovery from Nerve Damage 12

13 Redes Bluetooth Usadas para comunicações entre dispositivos próximos ( no escritório ou em casa) laptops, camera digital, celular, impressora, etc. Usa a faixa de freqüência aberta de 2,4 Ghz Padrão IEEE

14 Questões Onde e quando começou a telefonia celular de primeira geração Diferencie as redes Ad hoc das redes Mesh Compare as redes de sensores com as redes bluetooth Cite novas aplicações das redes de sensores 14

15 Bluetooth vs. Zigbee São concorrentes ou complementares? 15

16 Comparação entre as Redes PAN PAN: Personal Area Networks 16

17 Redes WiMAX WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access Formado em junho de 2001 para prover conformidade e interoperação do padão IEEE Objetivo: comunicação sem fio para longas distâncias (até 50 KM) 17

18 Redes Satélites Canais de subida (uplink) e descida (downlink) usam freqüências distintas Transponder no satélite converte as freqs Satélites têm limitação de potência O atraso envolvido é significativo Tipos de satélites: GEO (Geostationary Orbit) MEO (Medium Earth Orbit) LEO (Low Earth Orbit) 18

19 Tecnologias de Rádio 19

20 Tecnologias de Rádio (cont.) 20

21 Tecnologias de Rádio por Consumo 21

22 Tecnologias de Rádio: taxa vs. distância Rate n g/a 3G b Power UWB Bluetooth ZigBee Range 22

23 Tendências das Tecnologias Wireless Comparação entre tecnologias 3G 3G / HSDPA 3.6 Download Site UOL 200 KB HSDPA seg Download Foto 1 MB HSDPA 3.6 3G / HSDPA 1.8 3G / UMTS (WCDMA) (e média da banda larga Brasil) Linha discada HSDPA seg UMTS 5 seg Discada 45 seg HSDPA 1.8 UMTS Discada * Fonte: GSA Association 23

24 Bibliografia Wireless Communications & Networks, 2a edição Willian Stallings, Prentice Hall, (livro texto) Introduction to Wireless and Mobile Systems, 2a edição, D. Agrawal e Q. Zeng, Redes de Computadores e a Internet Uma Nova Abordagem, 3ª Edição, J. Kurose, Addison Wesleys,

25 CEFET-MT, 2007/1, Ruy de Oliveira 25