TE155-Redes de Acesso sem Fios Outras Iniciativas para o Acesso sem Fios. TE155-Redes de Acesso sem Fios Outras Iniciativas para o Acesso sem Fios

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1 Outras Iniciativas para o Acesso sem Fios Ewaldo Luiz de Mattos Mehl Universidade Federal do Paraná Departamento de Engenharia Elétrica mehl@eletrica.ufpr.br Outras Iniciativas para o Acesso sem Fios WiBro WRAN (IEEE ) 22) Bluetooth (IEEE ) Ultra-Wideband (UWB) & Wireless USB Radio Frequency Identification (RFID) Wireless HD Voltada para PAN (Personal Area Network) Concebida como uma alternativa mais barata e com resposta mais rápida que o Bluetooth Consumo: alimentação com baterias que são substituídas esporadicamente (ex: controle remoto de TV) Uma rede ZigBee pode ter muitos nós (teoricamente > ) 250 kbps / alcance 10 m Objetivo: Automação de residências/ comércio/ indústria. IEEE Low data rate networks. Taxa máxima: 250 Kbps Freqüência de operação: 2.4GHz Muito mais lento que Wi-Fi ou Bluetooth. 1

2 ZigBee e outras tecnologias wireless ZigBee e outras tecnologias wireless LONGO TEXTO GRÁFICOS INTERNET HI-FI STREAMING DIGITAL MULTI-CHANNEL AUDIO VIDEO VIDEO VIDEO CU URTO < ALCANCE > ZigBee b LAN a/HL2 & g n Bluetooth 2 Bluetooth1 PAN Wireless HD BAIXA < Taxa de Transmissão > ALTA Automação doméstica Redes automotivas Automação Industrial Brinquedos Medição Remota P = 1 mw = 0dBm Automação doméstica Redes automotivas Automação Industrial Brinquedos Medição Remota P = 1 mw = 0dBm 2

3 Atualmente: aprox. 200 membros 1998: Philips lança a idéia de um protocolo sem fios para controles remotos 1998: Bluetooth era previsto para US$ 4~6 ZigBee era previsto para US$ : draft IEEE : ZigBee Alliance Dezembro 2004: ratificada IEEE : CI Bluetooth = US$ 2.50 CI ZigBee = US$ uc =? 3

4 IEEE PHY Overview Operating Frequency Bands 868MHz / 915MHz PHY Channel 0 Channels MHz 2.4 GHz PHY 250 kb/s MHz 902 MHz 928 MHz Europe USA 20 kb/s 40 kb/s Channels MHz 2.4 GHz GHz ZigBee e outras tecnologias wireless ZigBee e outras tecnologias wireless 4

5 ZigBee e outras tecnologias wireless ZigBee e WiFi ZigBee WiFi Os canais ZigBee devem ser escolhidos com cuidado se já existe operando no local uma rede WiFi! 1. PAN Coordinator Node : dispositivo ZigBee que atua como roteador e nó central da rede. Há apenas um na rede. 2. Full Function Device (FFD) : dispositivo roteador intermediário. Cada FFD possui memória interna e inteligência para atuar como Coordenador da rede. 3. Reduced Function Device (RFD) : dispositivo simples e sem memória permanente (somente tem ROM e/ou RAM). Apenas pode conversar com um FFD. Star Topology PAN Coordinator Master/slave FFD: Full function device Communications flow Reduced function device 5

6 Peer-to-Peer Topology Topologia mista Clustered stars exemplo: - FFD em cada quarto de um hotel - Comunicação entre os diversos FFDs para controle total do hotel Point to point Cluster tree FFD: Full function device Communications flow Full function device Communications flow Reduced function device Slide Courtesy of 6

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9 DENON ZigBee RF receiver for non line-of-sight A/V control Mio Modero R-4 Remote Control 9

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11 Zigbee X Bluetooth Competivos ou Complementares? ZigBee X Bluetooth Otimizados para aplicações diferentes ZigBee Bluetooth Pacotes de dados Pacotes de dados grandes pequenos em uma rede em uma rede com poucos nós com muitos nós Rede tipo Ad-hoc (criadas Redes estáticas com pelos próprios usuários) muitos dispositivos Focada na transferência de usados esporadicamente arquivos Automação residencial/ Gráficos, fotografias, fones comercial/ industrial, de ouvido, microfones, controle remoto, telefones móveis, PDAs etc. brinquedos etc. ZigBee X Bluetooth Atendem diferentes necessidades Bluetooth destina-se e a substituir i os cabos em equipamentos nos quais os cabos significam limitação aos movimentos do usuário: - Fones de ouvido -Microfones - Transferência de dados em telefones celulares l e PDAs Equipamentos equipados com Bluetooth operam com baterias que são recarregadas frequëntemente. O circuito Bluetooth utiliza aproximadamente 10% da capacidade da bateria! ZigBee X Bluetooth Atendem diferentes necessidades ZigBee é indicado para uso em dispositivos onde as baterias são raramente substituídas Vantagens: Utiliza muito pouca energia do equipamento onde está instalado Oportunidade para novas aplicações onde o controle sem fios ainda não é usado de forma ampla. 11

12 Segurança Ar condicionado i d Eletrodomésticos Controle de acesso Monitoramento de pacientes Academias Esportes Aplicações de ZigBee SAÚDE Controle de Processos Controle Ambiental Uso racional da energia AUTOMAÇÂO RESIDENCIAL AUTOMAÇÂO INDUSTRIAL ELETRÔNICA DE CONSUMO ILUMINAÇÂO Residências Comércio Indústrias TV DVD/CD Controles remotos PC & PERIFÉRICOS mouse teclado joystick Acionamento da iluminação por controle remoto Uso racional da energia elétrica Conclusões A proposta original do ZigBee era ser uma tecnologia mais barata que Bluetooth. Com a disseminação de equipamentos Bluetooth em telefones celulares, a tecnologia ZigBee ficou em segundo plano. Uma característica que muitas vezes é apontada como obstáculo ao uso mais generalizado de equipamentos ZigBee é o fato de ser necessário um MICROCONTROLADOR para cada equipamento ZigBee. No entanto, atualmente existem no mercado microcontroladores de BAIXO CUSTO que podem ser usado em conjunto com os chipsets ZigBee. Conclusões ZigBee é muito melhor que Bluetooth no aspecto consumo de energia! Apesar de ser uma tecnologia muito bem projetada, a utilização de ZigBee nos produtos comerciais é incipiente e é impossível prever se chegará a ser utilizado em larga escala. Algumas empresas (notadamente a Motorola) tem apoiado o desenvolvimento de soluções com chipsets ZigBee. Não há, no entanto, t indicações de uso em escala ampla, apesar de que periodicamente o nome ZigBee volta a ser notícia. 12