Tecnologias Wireless

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Tecnologias Wireless
2
Sumário

• Introdução
• ZigBee
• BlueTooth
• Wi-Fi
• Comparação entre Tecnologias Wireless
• Segurança
• Telefonia

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Tecnologia sem fios .... O que é?
1
4
Vantagens a nível do utilizador
1

• Mobilidade e partilha fácil de equipamento
  informático.
• Sincronização de informação entre terminais
  móveis e fixos.
• Não precisa de se furar paredes e colocar cabos,
  tomadas, hubs.
• É escalável, permite mais utilizadores, com
  melhor eficiência.

5
História
2

• As comunicações fixas e móveis têm-se
  desenvolvido par a par.
• O desenvolvimento de uma leva a exploração de
  novos aspectos em outra, e vice-versa ...
• Atualmente as redes móveis são responsáveis por
  mais de metade dos lucros das empresas de
  comunicações

6
Wireless - como começaram...
2

• Experiências mal sucedidas, mas necessárias...
• - IBM em Genebra, HP em Palo Alto.
• - Apple na Califórnia.
• - ETSI com projectoHiperLan.
• Aquelas que vingaram tinham os
• seguintes atributos...
• - Possibilidades de ligações temporárias.
• - Instalação mais barata que as fixas.
• - Aceitação generalizada
• a Intel, através da tecnologia Centrino,
• aliada ao WiFI.

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Organismos ligados ao desenvolvimento das
comunicações
2

• ITU , ISO, IEC.
• ETSI(Europa), ANSI(EUA), TTC(Japão).
• IETF, IEEE (802.x), ATM Forum, etc.

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Algumas normas IEEE
2

• 802.1 Gestão.
• 802.2 Ligação entre redes.
• 802.3 Ethernet.
• 802.4 Token Bus.
• 802.5 Token Ring.
• 802.6 Especificações Redes MAN...
• 802.10 Segurança entre redes (nível
  aplicacional).
• 802.11 Redes sem fios WiFi (b,g,a,h,i,e,x...)
• 802.14 Redes coaxiais CableModem.
• 802.15 Redes Pessoais sem fios Bluetooth,UWB.
• 802.16 Redes sem fios alargadas WiMax.

9
As potencialidades tecnológicas aumentam, tal
como a complexidade e requisitos dos sistemas
2
10
Para acompanhar a necessidade crescente do
mercado, usam-se implementações cada vez mais
complexas mas eficientes na partilha do espectro
electro-magnético.
2
Uso OFDM para melhor aproveitar o espectro
electromagnético e resistência a interferências
Frequency Shift Keying
Q-Phase Shift Keying
Modulação adaptativa e codificação consoante a
distância do terminal móvel à estação-base
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• Wireless
• Wire Fio/Cabo
• Less Sem
• Qualquer tipo de conexão para transmissão de
  dados sem cabos
• Exemplo
• Controles Remotos (1º.)

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• Segmento Wireless apresenta uma aceitação
  natural
• Audio Link
• Celulares
• Máquinas Fotográficas
• Video Game
• MediaPortal Sintonizador de TV Digital,
  Gravador de Video com 250Gb, DVD e roteador de
  Banda Larga
• TV SlingBox

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Headset
Máquina Fotográfica
Media Portal
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• Ganhos pessoais e coorporativos
• Em casa Home Teather, Wireless-B Music System,
  Headset, celulares com câmera e tocadores de MP3,
  Game Adapter
• Viagens cooporativas Notebook com GPRS, Pocket
  PCs
• Novos serviços gerados
• Nokia 9500 Communicator (R 4.500,00)
• Pedágios
• Restaurantes
• Cinemas
• Cafés
• Blogs e Fotologs

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Game Adapter
Home Teather
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REDES SEM - FIO

• Frequência de Rádio
• As ondas de rádios são muito comuns nas redes
  porque podem viajar longas distâncias, atravessar
  paredes e a sua geração é relativamente barata.
• O comportamento das ondas de rádio também
  depende da frequência. Em altas frequências,
  tendem a viajar em linha reta e ser refletidas
  por obstáculos, em baixas frequências, tendem a
  atravessar as paredes, mas têm mais limitações em
  distâncias menores.
• O meio de transmissão é razoavelmente flexível.
  Um problema com as redes via rádio é que dois
  dispositivos usando a mesma frequência interferem
  entre si.

Nome de Banda Limite inferior Limite superior
( VLF) Frequência muito baixa ( LF ) Frequência baixa (HF ) Frequência alta (VHF ) Frequência muito alta (UHF ) Frequência ultra - alta 3 kHz 300 kHz 3 MHz 30 MHz 300 MHz 30 kHz 3 MHz 30 MHz 300 MHz 3 GHz
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FREQUÊNCIAS DE MICROONDA

• A microonda é um subconjunto das frequências de
  rádio cujo início é considerado em 1 GHz e o
  término, por volta de 18 GHz.

Nome da Banda Limite inferior Limite superior
Banda L Banda S Banda C Banda X Banda KU 1 GHz 2 GHz 4 GHz 8 GHz 12 GHz 1 GHz 4 GHz 8 GHz 12 GHz 18 GHz
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ONDAS INFRAVEMELHAS

• As ondas infravermelhas existem entre o espectro
  visível ( isto é, o arco íris ) e o das
  microondas. A tecnologia de infravermelho é usada
  normalmente em ambientes bem localizados, como em
  controles remotos de televisão e as portas de
  infravermelho na maioria dos computadores
  laptops. Isso porque o infravermelho é direcional
  ( há necessidade de ser apontado para o aparelho
  de uma posição próxima a ele ) e não consegue
  atravessar objetos sólidos, por exemplo, as
  paredes.
• Tais características tornam a tecnologia de
  infravermelho mais segura do que as de as de
  rádio e de microondas. O padrão IEEE 802.11 b
  também inclui uma especificação com o
  infravermelho, mas é limitado a uma distância de
  10 m e não pode atravessar paredes.

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ZigBee

• Utiliza o padrão IEEE 802.15.4 (camada física e
  enlace)
• Especificação de uma tecnologia wireless
  desenvolvida para PAN (Personal Area Network)/LAN
  ( Local Area Network)
• Protocolos da camada de rede a camada de
  aplicação
• Características
• Baixo custo
• Baixa taxa de transmissão de dados (lt 250Kbps)
• Longa duração da bateria (anos a décadas)
• Seguro e Confiável
• Suporta a grande número de nós, até 65,536
  (bluetooth até 8 dispositivos em uma piconet)
• Tempo wakeup de 15ms (Bluetooth até 3s)
• Fácil implementação

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ZigBee

• Projetada para substituir as caras e complicadas
  soluções proprietárias
• Voltada para automação e aplicações de controle
  remoto
• Bastante parecida com Bluetooth, porém mais
  simples, taxa de transmissão mais baixa e maior
  economia de energia
• Faixa operacional de 10-75m (Bluetooth - 10m)

BAND COVERAGE DATA RATE of CHANNELS
2.4GHz ISM Worldwide 250kbps 16
868 MHz Europe 20kbps 1
915MHz ISM Americas 40kbps 10
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• A tecnologia utilizada é comparável às redes
  Wi-Fi e Bluetooth e diferencia-se destas por
  desenvolver menor consumo, por um alcance
  reduzido (cerca de uma dezena de metros) e as
  comunicações entre duas unidades poder ser
  repetida sucessivamente pelas unidades existentes
  na rede até atingir o destino final. Funcionando
  todos os pontos da rede como retransmissores de
  informação, uma malha (Mesh) de unidades ZigBee
  pode realizar-se numa extensão doméstica ou
  industrial sem necessidade de utilizar ligações
  elétricas entre elas.

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Topologias
Mesh
Star
PAN coordinator
Cluster Tree
Full Function Device
Reduced Function Device
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Aplicações ZigBee
CONSUMER ELECTRONICS
BUILDING AUTOMATION
PC PERIPHERALS
PERSONAL HEALTH CARE
ZigBee
RESIDENTIAL/ LIGHT COMMERCIAL CONTROL
INDUSTRIAL CONTROL
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Bluetooth

• Utiliza a banda de freqüência de 2.4GHz
• Piconets suportam até 8 dispositivos, sendo um
  mestre e os outros escravos
• 10m de distância
• Autenticação de chave pública/privada (segurança
  na comunicação entre os dispositivos)
• Permite transmissão assíncrona a 723 Kbps
  (unidirecional) e síncrona a 64 Kbps
  (bidirecional)
• Baixo custo
• Protocolo de comutação de pacotes baseado em
  saltos de freqüência com 1600 hops/s
• Dispositivos configurados automaticamente
• Bastante popular

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Bluetooth

• Controle de Acesso ao Meio
• O mestre estabelece a piconet
• Livre de disputa (contenção) -gt Polling
• Slots de 625us
• Slots são alternados entre mestre e escravos
• Uso de pacotes de polling pequenos
• 79 portadoras com espaçamento de 1 Mhz
• A seqüência de saltos e determinada pelo Mestre
• Cada escravo acrescenta um offset (tempo) para
  sincronização

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Bluetooth

• Transmissor envia o sinal sobre uma série
  pseudo-randômica de freqüências
• Há 79 freqüências em que um dispositivo pode
  estar transmitindo
• A seqüência particular de freqüências de um canal
  é estabelecida pelo dispositivo mestre da
  piconet, responsável pelo controle do canal
• Todos os outros dispositivos participantes da
  piconet são escravos e devem se sincronizar ao
  mestre
• O dispositivo mestre muda sua freqüência de
  transmissão 1600 vezes por segundo com o objetivo
  de minimizar potenciais interferências
• Somente comunicações ponto-a-ponto entre
  mestre/escravo ou comunicações ponto-a-multiponto
  entre mestre/escravos são possíveis
• Para evitar a colisão devido a múltiplas
  transmissões de dispositivos escravos, o
  dispositivo mestre utiliza a técnica de polling
  (somente o dispositivo indicado no slot
  mestre-para-escravo pode transmitir no slot
  escravo-para-mestre seguinte)

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UWB

• Ultra Wide Band. Esta é uma tecnologia de
  transmissão de dados sem fio que pode
  eventualmente vir a tornar-se o padrão dominante
  da indústria. Ao invés de operarem numa
  frequência fixa, os transmissores UWB utilizam um
  número quase infinito de frequências entre 0 e 60
  GHz, sem permanecer em uma única frequência por
  mais do que algumas frações de segundo. Apenas as
  duas partes envolvidas conhecem o padrão de
  frequências utilizado, o que ajuda a manter a
  segurança dos dados.A maior vantagem é que os
  transmissores UWB não interferem com outros
  aparelhos de radiotransmissão, nem interferem
  entre sí, já que o curto espaço de tempo em que
  dois aparelhos possam vir a operar na mesma
  frequência não chegaria a atrapalhar a
  transmissão. O FCC vem estudando a liberação do
  uso desta tecnologia, que pode começar a ser
  empregada em redes sem fio de alto desempenho nos
  próximos anos.

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UWB cont.

• A Intel já divulgou que pretende utilizar o UWB
  como um padrão de USB Wireless, que será capaz de
  transmitir dados a até 500 Megabits, mas com um
  alcance de apenas 3 metros, ou seja, uma
  tecnologia ideal para substituir os cabos de
  dados, sem com isto sacrificar a performance.
  Existem várias aplicações possíveis câmeras
  digitais, PDAs, notebooks, etc. Poderiam
  sincronizar seus dados com os do desktop
  automaticamente, simplesmente por serem colocados
  próximo dele. O maior obstáculo é naturalmente o
  custo.O UWB é teoricamente mais barato que
  padrões de maior alcance, como o 802.11b, mas
  para chegar ao ponto de substituir cabos que
  custam poucos centavos, com sucesso, o custo dos
  transmissores precisaria cair a níveis muito
  abaixo dos atuais, algo em torno de no máximo 5
  dólares por par de transmissores. Por enquanto é
  apenas uma idéia... -) A página oficial do
  projeto é http//www.uwb.org/

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O que é WLAN WLAN é uma nova tecnologia de redes
de computadores, com as mesmas funcionalidades
das redes de computadores com fio. Por meio do
uso de rádio ou infravermelho é que as WLANs
estabelecem a comunicação entre os computadores e
dispositivos da rede, ou seja, não usam fios ou
cabos. Os dados são transmitidos através de
ondas eletromagnéticas e várias conexões podem
existir em um mesmo ambiente sem que uma
interfira na outra, permitindo, por exemplo, a
existência de várias redes dentro de um prédio.
Para isso, basta que as redes operem em
freqüências diferentes. Através de algumas
ferramentas, é possível até mesmo interconectar
estas redes.
30
Wi-Fi

• Utilizados em aplicações indoor
• Destina-se a WLANs
• Meio pode interferir no sinal
• Vasta utilização
• Restaurantes
• Aeroportos
• Empresas
• Residências
• Cafés

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Wi-Fi

• 802.11a
• Padrão IEEE para redes wireless a 5 GHz (5.725
  GHz to 5.850 GHz) e 54 Mbps
• Mais canais que o 802.11b (freqüências menos
  lotadas, evitando as interferências de ondas
  rádio e microondas)
• 12 m a 54 Mbps 90 m a 6 Mbps
• 802.11b
• Padrão IEEE para redes wireless a 2.4 GHz (2.4
  GHz to 2.4835 GHz) e 11 Mbps
• 30m a 11 Mbp e 90m a 1 Mbps
• 802.11g
• Oferece velocidades até 54 Mbps para curtas
  distâncias
• Funciona a 2.4GHz (compatibilidade com o popular
  802.11b)
• 15 m a 54 Mbps e 45 m a 11 Mbps

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Modos de Operação

• Infra-estrutura
• Cada célula é controlada por um AP (Access point)
• Cada AP é fixo e cobre uma área geográfica
• Peer-to-peer
• Fazem troca entre si sem necessidade de um AP

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Considerações sobre WLAN em ambientes fechados

• Ao se planejar uma rede WLAN em um ambiente
  fechado (indoor), deve se levar em consideração
  uma série de fatores, como posicionamento dos
  Access Points, para prover a cobertura desejada,
  número de Access Points, para escoar o tráfego
  planejado, bem como outros parâmetros importantes
  para a propagação do sinal, como a diversidade de
  antenas, polarização do sinal e interferências.

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Interferência

• A freqüência de 2,4 GHz é uma faixa liberada no
  Brasil e em um grande número dos países, isto é,
  não é necessário obter nenhum tipo de autorização
  junto ao órgão responsável local, o que
  impulsiona ainda mais a utilização de tecnologias
  que utilizam esta faixa, sejam as WLANs baseadas
  em 802.11, o Bluetooth (IEEE 802.15) ou outras
  tecnologias wireless menos conhecidas.
• A questão que deve ser observada é que um sistema
  operando no local pode causar interferência em
  outro, a ponto de nenhum conseguir estabelecer
  comunicação de forma satisfatória. Neste sentido,
  devem ser efetuadas medidas com todos os sistemas
  existentes em funcionamento, para monitorar o
  nível de interferência que está sendo gerado.
  Além de equipamentos de telecomunicações existem
  outros equipamentos que podem causar
  interferências na faixa de 2,4 GHz, como os
  fornos de microondas. Portanto é recomendado que
  os Access Points e os pontos locais mantenham uma
  certa distância deste tipo de equipamento para
  uma melhor comunicação.

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• Para minimizar a interferência intra-sistêmica os
  dispositivos 802.11 utilizam espalhamento de
  espectral na transmissão de seus sinais. De
  acordo com o padrão 802.11, existem três tipos de
  técnicas utilizadas
• FHSS, DSSS e OFDM.
• Todas estas técnicas têm o mesmo princípio, que
  se baseia em espalhar a potência do sinal em uma
  faixa mais larga do espectro de freqüência,
  reduzindo a densidade de potência do mesmo em
  freqüências específicas e, conseqüentemente,
  reduzindo efeito de interferências a outros
  dispositivos que utilizam a mesma faixa.

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FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)

• foi inicialmente concebido em aplicações
  militares para evitar que uma comunicação entre
  dois pontos específicos pudesse ser
  interpretada por um possível receptor do sinal.
  Atualmente é utilizada em aplicações comerciais
  com outro propósito principal a redução de
  interferências.
• Nesta técnica, o sinal é transmitido em uma
  portadora de faixa estreita, por um curto período
  de tempo, e após decorrido este tempo (conhecido
  como dwell time), salta (hops) para outra
  portadora. Este processo continua durante toda a
  transmissão. Os saltos entre portadoras parecem
  aleatórios para um receptor que não conhece a
  seqüência definida. Há cerca de cinqüenta anos já
  era utilizado para impedir a interceptação
  comunicações militares e sinais de radar. Esta
  técnica não oferece mais a robustez contra
  interceptação que oferecia no passado, mas ainda
  tem grande importância para a redução de
  interferência.

37
(No Transcript)
38
FHSS

• As vantagens desta técnica são
• Os canais que o sistema utiliza para operação não
  precisam ser sequenciais.
• A probabilidade de diferentes usuários utilizarem
  a mesma seqüência de canais é muito pequena.
• A realização de sincronismo entre diferentes
  estações é facilitada em razão das diferentes
  seqüências de saltos.
• Maior imunidade às interferências.
• Equipamentos de menor custo.
• As desvantagens desta técnica são
• Ocupação maior do espectro em razão da utilização
  de diversos canais ao longo da banda.
• O circuito gerador de freqüências (sintetizador)
  possui grande complexidade.
• O sincronismo entre a transmissão e a recepção é
  mais critico.
• Baixa capacidade de transmissão, da ordem de 2
  Mbit

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DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)

• esta técnica se baseia em aplicar uma modulação
  ao sinal de banda-estreita por um sinal banda
  larga, de modo a espalhar o sinal no espectro de
  freqüências. Os sinais utilizados para o
  espalhamento são códigos ortogonais ou códigos
  pseudorandômicos, conhecidos como códigos PN
  (Pseudonoise), que contém um número finito de
  símbolos.
• A figura a seguir ilustra a influência de sinal
  interferente (banda estreita) em um sinal
  espalhado no espectro 11.

40
(No Transcript)
41

• Nota-se que o sinal desejado, após desespalhado
  pelo mesmo código utilizado para seu
  espalhamento, volta a conter a informação
  original em um sinal banda estreita, enquanto que
  o sinal interferente, quando espalhado por este
  mesmo código, gera um sinal espalhado que
  interfere com sinal desejado em toda sua faixa
  (Wi), mas com uma densidade espectral de potência
  baixa.
• O resultado da utilização desta técnica em
  relação à redução de interferências é que após o
  espalhamento do sinal, a interferência gerada em
  outros sistemas não é de alta potência em uma
  faixa estreita, mas uma baixa potência em toda a
  faixa, similar a um ruído branco de baixa
  potência.

42
(No Transcript)
43
DSSS

• A técnica de seqüência direta é também o
  princípio utilizado pelo CDMA (Code Division
  Multiple Access) na telefonia celular.
• As vantagens desta técnica são
• O circuito gerador de freqüência (sintetizador) é
  mais simples, pois não tem necessidade de trocar
  de freqüência constantemente.
• O processo de espalhamento é simples, pois é
  realizado através da multiplicação do sinal de
  informação por um código.
• Maior capacidade de transmissão, da ordem de 11
  Mbit/s.
• As desvantagens desta técnica são
• Maior dificuldade para manter o sincronismo entre
  o sinal PN-code gerado e o sinal recebido.
• Maior dificuldade para solução dos problemas de
  interferências.
• Equipamentos de maior custo

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OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

• Esta técnica rigorosamente não deveria ser
  chamada de espalhamento espectral, mas de técnica
  de transmissão de dados, pois baseia-se no uso de
  múltiplas portadoras (chamadas de
  sub-portadoras), que permanecem fixas (no
  espectro) e não são espalhadas. Ainda assim, está
  classificada como espalhamento de espectro, em
  razão dos seus efeitos. A técnica funciona
  dividindo o sinal em partes e, cada sub-portadora
  transmite uma das partes do sinal. A taxa total
  de transmissão depende de quantas portadoras são
  utilizadas.
• Além de permitir a utilização de baixa potência
  em cada uma das subportadoras, esta técnica,
  utilizada no padrão 802.11g e 802.11a, é mais
  robusta aos efeitos de multipercursos que as
  técnicas de espalhamento espectral apresentadas.

45

• Com relação as interferências dentro de um mesmo
  sistema, estes dizem respeito aos canais
  utilizados para comunicação.
• Somente 3 destes canais podem coexistir sem que
  haja interferência entre eles os canais 1,6 e
  11.

46
Diversidade de antenas

• Em ambientes em que não se espera que haja muito
  efeito de multipercursos, isto é, ambientes com
  poucas paredes e obstáculos, uma única antena
  pode prover bons resultados de cobertura.
  Entretanto, em situações nas quais o sinal está
  sujeito ao efeito de multipercursos, é
  recomendável a utilização de uma segunda antena
  receptora.
• A maior parte dos equipamentos de WLAN possuem
  duas antenas, que podem ser ativadas e
  desativadas pelo usuário, para fins de avaliação
  de performance. Estes equipamentos têm a
  capacidade de comparar a intensidade do sinal
  proveniente de cada uma das antenas e aproveitar
  o mais forte.
• Medições efetuadas para comparar o desempenho com
  a diversidade de antenas ativada e desativada,
  indicam que em ambientes fechados (muito sujeitos
  aos efeitos de multipercursos), o nível de
  potência do sinal recebido é muito sujeito a
  desvanecimentos de pequena escala quando a
  diversidade está desativada, melhorando
  sensivelmente com sua ativação.

47
Cobertura

• Uma determinada área está coberta por um sistema
  de telecomunicações quando é possível que se
  estabeleça comunicação de algum ponto no interior
  da área ao sistema em questão. No caso de WLANs a
  comunicação se dá entre um Access Point e os
  equipamentos dos usuários ou apenas entre
  equipamentos de usuários.
• A cobertura deve ser planejada de acordo com a
  demanda local, onde as variáveis mais importantes
  são a área a ser coberta, o tráfego, que deve
  contabilizar o número de usuários simultâneos e o
  volume de dados trafegados por cada um, e o custo
  de infra-estrutura. Existem alguns tipos de
  topologias básicas

48
Topologias

• Topologia Peer-to-peer (ad hoc) nesta
  configuração, as estações de trabalho, munidas de
  placas de comunicação wireless estabelecem
  comunicação entre si, sem a necessidade de um
  Access Point. Também pode ser chamada de IBSS
  (Independent Basic Service Set).

49

• Topologia Infra-estrutura Esta configuração
  consiste em um Access Point que estabelece
  comunicação com um conjunto de estações de
  trabalho. Esta topologia admite diversos tipos de
  configurações descritas a seguir
• Estrutura BSS (Basic Service Set) Configuração
  Unicelular o sistema se baseia em um único
  Access Point que provê acesso à rede a todos os
  usuários em uma determinada área.

50

• Configuração com Superposição celular
• Uma configuração com superposição celular
  consiste de um conjunto de Access Points e um
  conjunto de estações de trabalho munidos de
  adaptadores de rede sem fio (WLAN adapters),
  associados ao Access Point, de modo que as áreas
  de cobertura dos Access Points tenham alguns
  trechos em comum. Isto permite que os usuários
  usufruam dois atributos deste tipo de
  configuração
• Nos trechos de superposição de cobertura pode ser
  estabelecida comunicação com ambos Access Points.
• É possível mover-se de uma área de cobertura de
  um AP para outra sem perder comunicação com a
  rede. Este atributo é conhecido como Seamless
  Roaming.
• Esta configuração é utilizada em casos em que um
  AP não é suficiente para cobrir uma área
  pretendida, não se deseja que haja nenhuma área
  sem cobertura entre as áreas cobertas nem perda
  de comunicação com o deslocamento de usuários.

51
(No Transcript)
52

• Configuração Multicelular
• Uma configuração multicelular consiste de um
  conjunto de Access Points posicionados muito
  próximos, de modo que suas áreas de cobertura
  sejam fortemente superpostas. Estes equipamentos
  devem estar configurados em canais diferentes
  (freqüências diferentes) de modo a se minimizar
  interferências. Como na configuração com
  superposição celular, os usuários no interior
  destas áreas podem estabelecer comunicação com
  mais de um AP. A maioria dos Access Points vem
  acompanhados de um software de configuração, onde
  pode-se ativar uma opção de Load Sharing que
  automaticamente, a wireless adapter estabelecerá
  comunicação com o AP que estiver com o menor
  tráfego.
• Esta configuração deve ser utilizada em áreas
  onde o tráfego requerido pelo conjunto de
  usuários é maior que o tráfego máximo provido por
  um único AP.

53
(No Transcript)
54

• Configuração Multi-Hop
• Uma configuração multi-Hop consiste de um Access
  Point conectado a uma Workgroup Bridge (WB), que
  se comunica com outra WB que por sua vez está
  conectada a outro Acess Point.
• Esta configuração é utilizada para se cobrir uma
  área onde não há cabeamento Ethernet disponível
  ao qual o segundo AP possa se conectar
  diretamente. As WB são utilizadas como pontes
  para esta comunicação entre dois pontos. Se a
  distância entre a WB e o AP for significativa, de
  modo que não se consiga estabelecer comunicação
  entre elas com as antenas originais, podem ser
  acopladas antenas externas de maior ganho, para
  possibilitar a comunicação.
• Existe uma outra modalidade da configuração
  Multi-Hop que não necessita das WBs. Alguns APs
  disponibilizam uma funcionalidade chamada de
  Repeater Mode, onde o AP funciona como um
  repetidor ativo, isto é, recebe um sinal fraco,
  proveniente de um outro AP e o amplifica para
  retransmiti-lo, sem a necessidade da utilização
  de uma WB.

55
(No Transcript)
56
Tráfego

• Ao se planejar uma WLAN é muito importante que se
  faça um dimensionamento do tráfego requerido
  pelos usuários no interior de uma área coberta e,
  em função deste dimensionamento de tráfego,
  definir a quantidade de Access Points necessários
  para cobrir a área.
• O throughput (vazão) total gerado em uma área é
  dado pela soma dos throughput gerados por cada
  usuário. Portanto a capacidade total dos APs deve
  ser maior que este valor estimado.
• Por exemplo, no caso do uso de APs 802.11b, com
  um throught máximo de 11 Mbps cada, seriam
  necessários 3 Access Points para atender 80
  usuários com um throughput médio de 2 kbps.
• Atentar para o fato que o valor de throughput
  nominal dos equipamentos e da regulamentação
  802.11 não é o valor real a ser consumido pelos
  usuários, pois uma parte deste é destinado a
  sinalização entre as pontas. O valor de
  trhoughput real que deve ser considerado varia em
  torno de 40 a 50.

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Segurança em computação movel

• Computação móvel basicamente usa comunicação sem
  fio, para ter informação a qualquer hora e lugar.
• Tráfego de informações sigilosas e dados em
  geral.
• Existe sistema de proteção mas não garantem ainda
  a segurança fim-a-fim que desejada às aplicações.
• É necessário adicionar mecanismos de segurança
  nas camadas de rede, transporte ou de aplicação.
• Dispositivos móveis atuais não dispõem de grande
  sistema de segurança.

58
Segurança (cont.)

• Os protocolos de segurança das camadas de rede e
  transporte, quando bons, são inviáveis por
  limitações de recursos.
• Existe algoritmos criptográficos como (DES,
  Triple-DES).
• Os mecanismos de comunicação devem ser
  construídos de acordo com os requisitos de
  segurança.
• A construção é de certa forma difícil por ter
  desenvolvedores leigos bem como a falta de
  mecanismos para atender a combinação de segurança.

59
Segurança no Wi-Fi

• Desde cedo se percebeu que uma rede wireless
  seria bastante vulnerável a intrusos, podendo
  levar a acesso não permitido a material
  confidencial, roubo de largura de banda, entre
  outros. Para tentar melhorar esta situação, foram
  implementados e usados vários modelos de
  segurança, alguns deles
• Wi-Fi Protected Access (WPA) Proporciona uma
  forte protecção de dados usando encriptação, e
  também controlo de acesso e autenticação do
  utilizador.
• Existem dois tipos de WPA
• WPA-Personal protege o acesso não autorizado à
  rede usando uma set-up password.
• WPA-Enterprise verifica os users da rede através
  de um servidor. Usa chaves encriptadas de 128-bit
  e chaves dinâmicas de sessão para assegurar a
  privacidade e segurança no wireless.

60
Segurança no Wi-Fi

• Firewalls As Firewalls podem fazer a rede
  parecer invisível na Internet e podem bloquear
  acesso não autorizado ao sistema. Firewalls de
  Hardware e Software monitoram e controlam o fluxo
  de dados de e para os computadores da rede. Estas
  podem interceptar, analizar e bloquear um vasto
  leque de intrusos e hackers na Web.
• MAC Address Filtering Como parte do standard
  802.11b, cada estação Wi-Fi radio tem o seu único
  endereço MAC alocado pelo fabricante. Para
  melhorar a segurança, um access point Wi-Fi pode
  ser configurado para aceitar apenas ligações de
  alguns endereços MAC e filtrar os outros. Porém,
  programar todos os endereços MAC autorizados em
  todos os access points de uma empresa pode ser um
  trabalho muito difícil e demorado (para grandes
  empresas), mas para usar em casa pode ser uma
  solução bastante eficiente.

61
Segurança no Wi-Fi

• Outros exemplos de proteções
• Kerberos (criado pelo M.I.T)
• RADIUS Authentication and Authorization
• VPN (Virtual Private Network) A maioria das
  grandes empresas usam VPN para proteger o
  acesso-remoto dos seus trabalhadores e das suas
  conexões. O VPN cria um tunel virtual seguro
  desde o computador do utilizador até ao access
  point ou gateway do mesmo, continuando pela
  Internet até aos servidores e sistemas da
  empresa.

62
Segurança no Wi-Fi
63
Exemplo de aplicações de hacking Wi-Fi
3

• AirSnort - captura vários pacotes da rede Wi-Fi,
  e lança um brute-force attack para desencriptar a
  chave WEP. http//airsnort.shmoo.com/

64
Evolução na segurança
3

• Graças ao trabalho da Wi-Fi Alliance, avançou-se
  na melhoria da segurança wireless 802.11i .
• Usa o algoritmo aprovado pelo NIST IDEA, com
  chaves de 256 bits, que substitui os algoritmos
  de cifração DES ou RC-4, eficientes no consumo de
  energia mas pouco seguros.
• Contudo, mantém-se a interoperabilidade dos
  produtos certificados na norma WPA e WPA2 com as
  redes anteriores.
• Também levaram ao aparecimento de uma nova norma
  de segurança, WMM 802.11e, dedicada a redes que
  precisem de larguras de banda elevadas e com QoS
  videostreaming.

65
Visão do Negócio - Oportunidades

• Existe a necessidade de acesso a Internet Banda
  Larga para PME que as Carries não atendem de
  forma satisfatória
• Existe mercado não explorado em cidades de menos
  de 100.000 habitantes
• Previsão de crescimento de até 100 em 2004 para
  acessos em Banda Larga
• Com os acessos Banda Larga há alguns serviços de
  Valor Adicionados que podem serem explorados com
  grande eficácia e a preços acessíveis

Estudo de Caso
66
Visão do Negócio - Oportunidades

• As receitas mundiais provenientes dos serviços de
  acesso à Web em banda larga conseguirão crescer
  mais de US 136 bilhões nos próximos seis anos,
  de acordo com um novo estudo da Pioneer
  Consulting. A companhia prevê que o total
  faturado deverá atingir US 229 bilhões em 2008,
  contra os US 93 bilhões em 2002(Fonte IDG
  Now!).

67
Comparação entre Tecnologias Wireless

68
Wi-Max

• Tecnologia sem Fio de Longo Alcance
• Utilizada em redes do tipo WMAN
• Até 50 Km de alcance
• Taxa de Transmissão de até 75 Mbps
• Utilização em áreas de difícil cabeamento
• Torna viável a instalação em locais anteriormente
  inviáveis

69
Wi-Max
70
Wi-Max
71
Wi-Max

• Objetivos
• Motivar um mercado de acesso broadband mais
  competitivo
• Não dependência de um único fornecedor
• Menos tipos de produtos diferentes para serem
  fabricados
• Produção em maior escala
• Acessos broadband mais velozes e baratos

72
Wi-Max

• Qualidade de Serviço
• Baixa latência
• Suporte a áudio e vídeo
• Possibilidade de prover serviços premium
  garantidos para empresas
• Possibilidade de aumentar o volume de usuários
  utilizando melhor esforço para clientes
  residenciais

73
Wi-Max

• Vazão
• Esquema robusto de modulação
• Modulação adaptativa
• Alta vazão
• Escalabilidade
• Suporta flexíveis larguras de banda
• Suporta espectros licenciados e não-licenciados
• Pode-se incrementar o número de usuários através
  da divisão de um setor de 20 Mhz em dois setores
  de 10 Mhz ou 4 setores de 5 MHz

74
Wi-Max

• Segurança
• Privacidade e encriptação
• Transmissões seguras
• Autenticação de usuários

75
Ambiente Inteligente

• Conceito recente e inovador.
• Se baseia na utilização de redes distribuídas e
  dispositivos inteligentes.
• Domínio de desenvolvimento prioritário na União
  Européia.
• O objetivo é ajudar os utilizadores em suas
  tarefas cotidianas.
• Computadores tradicionais são passados para
  segundo plano.
• O poder informático e de conectividade são
  encapsulados em dispositivos que rodeia os
  utilizadores.

76
Perímetros de Infra-estrutura Wireless

• Exemplos de uso
• Entretenimento Doméstico
• Teletrabalho
• Monitoração e segurança de pessoas
• Sistema de apoio a pessoas incapacitadas e de
  terceira idade

77
Computação Pervasiva
Universidade
Departamentos
Laboratórios
Casa
Praia
78
Principais Problemas

• Conectividade
• Desconexão freqüente.
• Qualidade variável do enlace.
• Regiões de sombra ou sem cobertura.
• Ruído/interferência de sinal.
• Tecnologias wireless heterogêneas
• Chaveamento entre as tecnologias.
• Dificuldade de garantir QoS.
• Segurança
• Restrições dos dispositivos
• Menos recursos.
• Energia limitada.
• Interface com o usuário.

79
Rumo à Computação Pervasiva
Computação Pervasiva
Adaptação
(
aplicação
e
e
sistema
)
Disponibilidade
de
serviços e dados
Mobilidade
Elevada
lógica e física
heterogeneidade
80
Rumo à Computação Pervasiva
Coexistência de PDAs, desktops, estações de alto
desempenho, clusters, supercomputadores...
Computação Pervasiva
Adaptação
(
aplicação
e
e
sistema
)
Disponibilidade
de
serviços e dados
Mobilidade
Elevada
lógica e física
heterogeneidade
Internet Computing
81
Rumo à Computação Pervasiva
Computação Pervasiva
Adaptação
(
aplicação
e
e
sistema
)
Disponibilidade
de
serviços e dados
Mobilidade
Elevada
heterogeneidade
lógica e física
Mobile Computing
82
Rumo à Computação Pervasiva
Computação Pervasiva
Adaptação
(
aplicação
e
e
sistema
)
Disponibilidade
de
serviços e dados
Mobilidade
Elevada
heterogeneidade
Grid Computing
lógica e física
83
Rumo à Computação Pervasiva
Adaptação ao estado dos recursos
Computação Pervasiva
Adaptação
Disponibilidade
de
serviços e dados
Mobilidade
Elevada
heterogeneidade
lógica e física
Context-aware Computing
84
Migração de Processos ou Agentes

• Transferência de serviço (móvel) deve ocorrer
  toda vez que o usuário se desconectar e deve ser
  tratada por um serviço de disponibilidade.
• Autonomia e mobilidade dos agentes fazem dessa
  tecnologia uma solução atraente.
• Um agente móvel é um agente que não esta atado ao
  nodo de onde começou a executar e em conseguência
  pode-se transportar entre nodos.
• Um agente é um programa que possa ser enviado
  (expedido).
• Enviar código ao servidor para que ele possa
  efetuar as transações em nome do usuário.

85
Migração (cont.)

• O agente pode agir em nome do usuário sem
  precisar de sua intervenção.
• O agente deve ser reativo, a partir de percepções
  do ambiente responde a mudanças para atingir seus
  objetivos.
• O agente deve ser pró-ativo, capaz de se
  antecipar a mudanças no ambiente.
• Os agente interagem entre eles e formam
  organizações, também chamadas de sistemas
  multiagentes.
• O agente móvel representa um usuário na rede.
• Ele pode migrar de um nodo a outro para executar
  um calculo em nome do usuário.
• Dessa forma o usuário não necessita estar
  conectado à rede, desejável pelas restrições de
  banda e recursos.

86
Migração (cont.)

• Eles podem suspender a execução e migrar para
  outro nodo e continuar a execução.
• Não precisam de uma continua comunicação com o
  originador.
• Depois de expedido o agente móvel procede
  autônoma e independentemente do cliente.
• Ao chegar a um servidor ele é enviado a um
  ambiente de execução onde pode interagir com
  outros agentes, ou ainda pode migrar para outro
  servidor.
• Os agentes móveis são considerados o topo de
  abstração móveis como código móvel, objeto móvel,
  processo móvel.
• Os agentes precisam de um entrono para serem
  criados e executados, essas são chamadas de
  plataformas de agentes móveis IBM Aglets
  Workbench, Mitsubishis Concordia, etc.

87
Tolerância a Falhas

• Agentes móveis são programas que não estão
  ligados ao sistema que lhe deu origem.
• Podem transportar seus estados e códigos para
  qualquer outro nodo na sua rede
  (local,metropolitana,internet).
• Existe problemas como atraso, perda de dados,
  falha de comunicação, etc.
• Difícil para o proprietário do agente saber
  quando e onde ele pode ter sido perdido.
• Possíveis situações
• Acredita na perda.
• Espera indefinida.
• TF tenta eliminar ou ao menos minimizar essas
  incertezas.

88
TF (cont.)

• Algumas técnicas...
• Checkpointing.
• Replicação de agentes.
• Replicação baseado em votação.

89
Exemplo de Educação Pervasiva
90
Curiosidades
91
TELEFONIACELULAR
92
TELEFONIA CELULAR
TECNOLOGIA VELOCIDADE MEIO FÍSICO
Serviço de telefonia móvel ( GSM ) De 9,6 a 14,4 Kbps RF no espaço (wireless )
Serviços de dados de alta velocidade comutados por circuitos ( HSCSD ) Até 56 Kbps RF no espaço (sem fio)
General Parcket Radio Service- GPRS De 56 a 114 Kbps RF no espaço ( sem fio )
Enhanced Data GSM Environment ( EDGE) 384 kbps RF no espaço ( sem fio )
Universal Mobile Telecomunications Service ( UMTH ) Até 2 Mbps RF no espaço ( sem fio )
93
TELEFONIA CELULAR

• WAP ( Wireless Aplication Protocol ).
• Protocolo para Aplicações Sem Fio.
• Para navegar na Internet é preciso que os
  aparelhos celulares possuam um microbrowser
  embutido.
• WML ( Wireless Markup Language ).
• Wapsites criados na linguagem WML são baseados
  quase que totalmente em texto, com pouquíssimas
  imagens.

94
TELEFONIA CELULAR

• 1G
• De 1970 até final de 1980 usavam sinais de voz
  analógico.
• 2G
• Início da década de 1990.Exemplos incluem
• CDMA Code Division Multiple Access.
• TDMA Time Division multiple Access.
• GSM Global System for mobile comunication.

95
3G

• 3G Multimídia aperfeiçoada ( voz, dados, vídeo
  e controle remoto, telefone celular, paging, fax,
  videoconferência e navegação na Web ).
• Banda larga e alta velocidade ( acima de 2 Mbps
  ).
• Flexibilidade de roteamento ( repetidoras,
  satélite, LAN).
• Operação em frequência de transmissão e recepção
  de aproximadamente 2GHz.
• Capacidade de roaming em toda Europa, Japão e
  América do Norte.

96
4G

• A principal diferença de comunicações 4G e 3G é a
  velocidade.
• Taxas 3G alcançam velocidades de 2Mbps, e as 4G
  de 20 à 40Mbps.

97
4G
4

• Será o desenvolvimento de tecnologias 3G -
• MIMO-WCDMA e MIMO-OFDM
• A Europa está bastante ativa, para tentar
  acompanhar o ritmo de desenvolvimento das
  Tecnologias de Informação.

Web http//europa.eu.int/information_society/prog
rammes/esafety/index_en.htm
MIMO Múltiplas antenas no emissor e receptor
para permitir elevados débitos de
transmissão. WCDA Wireless Carrier Detections
Multiple Access. OFDM Orthogonal Frequency
Division Multiplexing .
98
Integração de vários tipos de redes e a futura
5G...
99
Classificação

• Quanto o Alcance

Fonte Intel Treands in Telecom Wireless
Services for the Mainstream