Aula 1 Wireless

Aula 1 Wireless


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Tecnologias Wireless
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Sumário
Introdução 
ZigBee
BlueTooth
Wi-Fi
Comparação entre Tecnologias Wireless
Segurança
Telefonia
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Tecnologia sem \u2013 fios .... O que é?
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Vantagens a nível do utilizador
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.
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História
As comunicações fixas e móveis têm-se desenvolvido par a par. 
O desenvolvimento duma leva a exploração de novos aspectos noutra, e vice-versa ...
Atualmente as redes móveis são responsáveis por mais de metade dos lucros das empresas de comunicações
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Wireless - como começaram...
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
ITU , ISO, IEC.
ETSI(Europa), ANSI(EUA), TTC(Japão).
IETF, IEEE (802.x), ATM Forum, etc.
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Algumas normas IEEE
802.1 \u2013 Gestão.
802.2 \u2013 Ligação entre redes.
802.3 \u2013 Ethernet.
802.4 \u2013 Token Bus.
802.5 \u2013 Token Ring.
802.6 \u2013 Especificações Redes MAN...
802.10 \u2013 Segurança entre redes (nível aplicacional).
802.11 \u2013 Redes sem fios \u2013 WiFi (b,g,a,h,i,e,x...)
802.14 \u2013 Redes coaxiais \u2013 CableModem.
802.15 \u2013 Redes Pessoais sem fios \u2013 Bluetooth,UWB.
802.16 \u2013 Redes sem fios alargadas \u2013 WiMax.
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As potencialidades tecnológicas aumentam, tal como a complexidade e requisitos dos sistemas
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Para acompanhar a necessidade crescente do mercado, usam-se implementações cada vez mais complexas mas eficientes na partilha do espectro electro-magnético.
Frequency Shift Keying
Q-Phase Shift Keying
Modulação adaptativa e codificação consoante a distância do terminal móvel à estação-base
Uso OFDM para melhor aproveitar o espectro electromagnético e resistência a interferências 
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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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Máquina Fotográfica
Headset
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 PC´s;
Novos serviços gerados;
Nokia 9500 Communicator; (R$ 4.500,00)
Pedágios;
Restaurantes;
Cinemas;
Cafés;
Blogs e Fotologs;
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Home Teather
Game Adapter
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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.
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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.
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ONDAS INFRAVEMELHAS
As ondas infravermelhas existem entre o espectro visível ( isto é, o arco \u2013 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 (< 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)
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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
PAN coordinator
Full Function Device
Star
Mesh
Cluster Tree
Reduced Function Device
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Aplicações ZigBee
ZigBee
RESIDENTIAL/
LIGHT COMMERCIAL CONTROL
CONSUMER ELECTRONICS
PC & PERIPHERALS
INDUSTRIAL
CONTROL
PERSONAL HEALTH CARE
BUILDING 
AUTOMATION
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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) -> 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.