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AULA 1 - REDES SEM FIO

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de vários mundos diferentes.
Esta tecnologia foi desenvolvida para conexão de aparelhos celulares com dispositivos, mas principalmente para comunicação de voz. Um exemplo claro deste fato é o celular jogado no banco e você conversando via Bluetooth sem precisar do aparelho. Mas tudo tem um preço. 
Quando uma tecnologia é desenvolvida para um certo tipo de aplicação fica difícil uma adaptação para outras aplicações. Este é um caso típico quando se tenta utilizar esta tecnologia para transmissão de dados.
A história do nome pode ser encontrada em:
http://www.cs.utk.edu/~dasgupta/bluetooth/history.htm
Estas são as características técnicas básicas das redes Bluetooth. Não existe a necessidade, na forma automática, que o usuário faça qualquer tipo de configuração a princípio. Na prática isto não é muito verdade, pois podem ser selecionadas algumas características especiais. As piconet teriam distância máxima de 10 metros. Este é um número interessante de ficar gravado como a capacidade de cobertura esperada. Porém, dependendo do ambiente este número pode mudar enormemente. Existem experiências com alcances de até 100 metros. Porém, nesse caso são utilizadas antenas. A rede é formada automaticamente com a definição de um mestre e escravos. Existem configurações de topologia interessantes com a interligações de várias redes onde em uma um dispositivo é mestre em uma rede e escravo em outra. Quanto a taxa a literatura coloca como 700 kbps como valor máximo. Porém, esta especificação precisa ser melhor detalhada pois atenderia somente um sentido da comunicação. A faixa de freqüência utilizada é a ISM (Industrial Scentifical and Medical Band) que é livre da necessidade de licença. Na banda ISM se por um lado, existe a vantagem de não necessitar de uma licença da ANATEL, por outro a questão interferência é algo a ser levando em consideração no projeto.
Redes para altas taxas principalmente para aplicações de baixo alcance para entretenimento, embora as possibilidades de uso sejam muito grande. As aplicações que exigem este tipo de característica devem ter seus dispositivos próximos entre si uma vez que esta rede possui uma pequena área de cobertura.
Rede bastante específica para aplicações onde é necessária uma alta taxa de transmissão com pequenos alcances. Utiliza um novo conceito de transmissão através de pulsos bastante estreitos se confundindo com ruído. Não possui uma faixa definida de operação e sim ocupa uma larga faixa sobrepondo vários outros serviços sem afetar o desempenho destes a princípio.
Aplicações com exigência de altas taxas como ilustrado acima. Atualmente existe uma necessidade de cabeamento para conexão de áudio e vídeo. Existem tecnologias 802.11 para conexão sem fio mas possuem uma limitação de taxa de transmissão para serviços como televisão de alta definição. A tecnologia WPAN 802.15.3 utiliza a técnica UWB (Ultra Wide Band) que permite altíssima taxa de dados. A figura mostra um home theater que naturalmente necessita interligar vários dispositivos. Uma das aplicações é para interligação de dispositivos de entretenimento. A eliminação de cabos pode trazer novas aplicações.
A tecnologia pode ser comparada com a técnica utilizada por radar que transmite pulsos bastante estreitos. Os dados modulam diretamente o pulso. Por ter uma característica de ruído não afetaria diretamente outros sistemas de comunicação. Seria como criar um sinal de baixa densidade de potência com banda muito larga que apareceria de forma imperceptível para outros sistemas. Na utilização desta tecnologia existe uma preocupação com a possibilidade de interferência.
Na técnica para gerar o UWB baseada em impulso, os dados modulam diretamente um impulso, gerando um sinal modulado com alta banda ocupada.
Redes WPAN utilizada para formação de redes de monitoração e controle de processos. Tem como objetivo portanto as aplicações M2M. As aplicações para este tipo de rede são infinitas verdadeiramente pois o conceito é de estações rádio com baixíssimo consumo de bateria que podem operar por um longo tempo sem substituir a bateria. Formam uma malha de elementos denominada rede ad-hoc onde os diversos elementos se conectam entre si.
Estas redes possuem a característica de atingir grandes áreas e com flexibilidade de topologia. Sua principal finalidade seria para monitoração e controle de processos. Um dos melhores exemplos é imaginar uma planta industrial com vários dispositivos que devem ser monitorados e controlados que utilizam atualmente redes cabeadas. Em função da dificuldade de cabear este locais a proposta é criar uma rede sem fio onde os pontos se conectam entre si formando uma grande malha de comunicação. A taxa de 250 kbps é bastante interessante para este tipo de aplicação que em geral necessita de baixas taxas em função dos processos a serem controlados ou monitorados. Um exemplo interessante seria um navio que possuir vários processos distribuídos na embarcação que faria uso deste tipo de rede.
O padrão 802.15.4 faz a padronização somente das camadas física e de controle de acesso ao meio. Para as camadas superiores é necessária a definição dos papeis. Um destes papeis sem dúvida é a própria pilha de protocolo TCP/IP, como não podia deixar de ser. Porém, em função de aplicações onde os dispositivos devem ter baixíssimo consumo de potência e funções bastante simples. Neste caso é interessante definir camadas diferentes daquelas definidas pela pilha TCP/IP. Este termo ZigBee é uma aliança de empresas que se juntaram e definiram uma outra pilha de protocolo além da pilha TCP/IP que seria otimizada para aplicações de monitoração e controle de processos.
Wireless Local Area Network. Rede para atender ambientes internos com altas taxas de dados e baixa velocidade de locomoção, sendo adequada para pessoas caminhando. Usa técnica de acesso semelhante a utilizada pela Ethernet e se beneficia de utilizar faixa de freqüência que não necessita de licença de operação. Foi fortemente impulsionada pela indústria de computadores para permitir conexão sem fio entre os dispositivos. Atualmente existem inúmeras aplicações que utilizam rede locais sem fio.
A principal finalidade deste tipo de rede de dados sem fio é prover uma cobertura de ambientes internos e permitir mobilidade dos dispositivos a baixíssima velocidade, sendo aplicável somente para usuários do tipo pedestre se deslocando em ambiente indoor com dispositivo portátil como por exemplo PDA (Personal Digital Assistent). Este tipo de rede teve uma penetração muito grande e rápida em função de utilizar faixas de freqüência que não necessitam de autorização do órgão regulador para sua operação. Estas faixas são identificadas no espectro como ISM (Industrial Scientic and Medical) e a princípio seriam para experimentos e equipamentos, que poderiam gerar espúrio nestas faixas. Entretanto sua predominante aplicação é em sistemas de comunicação.
Uma das grandes áreas de atuação será para prover comunicação de voz denominada de VoIP ou WVoIP.
Padrões atualmente existentes e faixas estão apresentados acima. Evolução no sentido de prover taxas cada vez maiores para uma interface de rede sem fio semelhante a uma interface de rede Ethernet. Observa-se uma fortíssima implementação deste tipo de interface em vários tipos de dispositivos como: PDA, telefone sem fio, sistema de som, conversão serial WiFi, etc. As aplicações concorrem entre si para obtenção do canal fazendo com que esta rede apresente, na sua forma original, uma forte perturbação quando usuários com taxas diferentes acessam o mesmo ponto de acesso. Outra característica é manter a compatibilidade com os sistemas antigos, o que trás eventualmente problema de desempenho. Por exemplo, redes com interface de rede sem fio 802.11g operando com 802.11b não podem obter taxas tão altas quanto aquelas taxas obtidas com redes que possuem somente interfaces de rede 11g.
Esta sigla significa Wireless Fidelity e tem o sentido de criar uma comunidade de fabricantes na qual os dispositivos podem operar uns com os outros. Nas