Redes wireless Wimax / bluetooth

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Redes wirelessWimax / bluetooth

• Prof. Diovani Milhorim

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Redes wireless

• Padrão 802.16 WiMax

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• Padrão 802.16 WiMax
• O padrão IEEE 802.16, completo em outubro
  de 2001 e publicado em 8 de abril de 2002,
  especifica uma interface sem fio para redes
  metropolitanas (WMAN).
• Foi atribuído a este padrão, o nome
  WiMAX (Worldwide Interoperability for
  Microwave Access/Interoperabilidade Mundial para
  Acesso de Micro-ondas).

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• Padrão 802.16 WiMax
• A tecnologia foi desenvolvida por
  um pool de empresas, lideradas pela Intel e
  pela Nokia, com base na norma 802.16 da
  Institute of Electrical and Electronics
  Engineers (IEEE).
• Além de operar em uma ampla faixa de freqüência
  de 2 a 66 GHz as principais vantagens
  estão no tripé banda larga, longo alcance e
  dispensa de visada, o que não ocorre com outras
  tecnologias sem-fio.

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• Prós - Padrão 802.16 WiMax
• Diminui custos de infra-estrutura de banda larga
  para conexão com o usuário final (last mile)
• Deverá ter uma aceitação grande por usuários,
  seguindo a tecnologia Wi-Fi (IEEE 802.11) e
  diminuindo ainda mais os custos da tecnologia
• Possibilitará, segundo a especificação, altas
  taxas de transmissão de dados
• Possibilitará a criação de uma rede de cobertura
  de conexão de Internet similar à de cobertura
  celular, permitindo acesso à Internet mesmo em
  movimento
• Existe amplo suporte do desenvolvimento e
  aprimoramento desta tecnologia por parte da
  indústria.

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• Contra - Padrão 802.16 WiMax
• Nos testes atualmente realizados mostrou-se como
  grande frustração quanto à taxa de transmissão
• Apesar das muitas iniciativas e pesquisas, essa
  tecnologia ainda tem um período de maturação a
  ser atingido
• Pode, em alguns paises, haver sobreposição de
  utilização de freqüência com algum serviço já
  existente
• Nas faixas de frequência mais altas existem
  limitações quanto a interferências pela chuva,
  causando diminuição de taxas de transferências e
  dos raios de cobertura.

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• Padrão 802.16 WiMax
• IEEE 802.16-2004 (Wimax Fixo) . Utiliza
  Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)
  e suporta acessos fixos e nômades em ambientes
  com o sem linha de visada. As especificações
  iniciais são nas frequências de 3,5 GHz e 5,8 GHz
  e os primeiros produtos foram certificados pelo
  WIMAX Forum no final de 2005.
• 802.16e Mobile Amendment (WIMAX Móvel) ratificado
  em dezembro de 2005. Otimizado para mobilidade,
  suporta handoffs entre células e roaming. Utiliza
  Scalable Orthogonal Frequency Division
  Multiplexing Access (SOFDMA), uma técnica de
  modulação multiportadora que usa sub-canalização.

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• Padrão 802.16 WiMax - camada física

Camada física Freqüência Modulação característica
sc 10 a 66 Ghz QPSK, 16-QAM, 64-QAM Half e full duplex. Linha de visada
sca Abaixo de 11 Ghz BPSK, QPSK, 16-QAM, 64 QAM, 128 QAM Sem linha de visada.
OFDM Abaixo de 11 GH BPSK, QPSK, 16-QAM, 64 QAM, 128 QAM Sem linha de visada. Utiliza FTT com 256 portadoras
OFDMA Abaixo de 11 GH BPSK, QPSK, 16-QAM, 64 QAM, 128 QAM Sem linha de visada. Utiliza FTT com 2048 a 4096 portadoras
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• Padrão 802.16 WiMax
• Qualidade de Serviço
• O padrão 802.16 apresenta qualidade de serviço
  que permite a transmissão de voz e vídeo, que
  requerem redes de baixa latência.
• O MAC (Media Access Control) do 802.16 provê
  níveis de serviço "Premium" para clientes
  corporativos, assim como um alto volume de
  serviços em um padrão equivalente aos serviços
  hoje oferecidos pelos serviços de ADSL e de Cable
  Modem, tudo dentro da mesma estação radio base.

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• Padrão 802.16 WiMax
• Espectro de freqüência

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• Padrão 802.16 WiMax
• Espectro de freqüência

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• Padrão 802.16 WiMax
• Estrutura de quadros
• Dois tipos
• Genérico para tranporte de carga útil
• Requisição de banda.

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• Padrão 802.16 WiMax
• Estrutura de quadros Genérico

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• Padrão 802.16 WiMax
• Estrutura de quadros Genérico
• EC(Encryption Control) indica se o payload está
  criptografado.
• Type indica a presença de compactação e
  fragmentação, determinando o tipo do quadro.
• CI (CRC Indicator) aponta a presença da checagem
  cíclica de redundância no fim do quadro
• EKS (Encryption Key Sequence) informa se há
  chaves de criptografia sendo utilizadas.
• LEN (Lenght) indicam o tamanho do quadro, com o
  cabeçalho incluso.
• CID (Connection ID) identifica a conexão relativa
  a este quadro.
• HCS (Header Check Sequence) é utilizado na
  detecção de erros no próprio cabeçalho.

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• Padrão 802.16 WiMax
• Estrutura de quadros requisiçao de banda

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• Padrão 802.16 WiMax
• Estrutura de quadros requisiçao de banda
• Na solicitação de banda o campo HT é definido
  como 1 e o EC como 0, visto que não haverá carga
  útil para ser encriptada.
• No campo Type é descrito o tipo do cabeçalho.
• No campo BR (Bandwidht Request) é especificada a
  banda passante que vai ser requisitada pela
  estação cliente.
• Os campos CID e HCS possuem funções idênticas as
  já detalhadas no parágrafo anterior.

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• Padrão 802.16 WiMax
• Estrutura de quadros
• Existem três tipo de subcabeçalhos especificados
  pela norma IEEE 802.16 e o uso destes cabeçalhos
  é indicado pelo campo Type.
• O subcabeçalho gerência de concessão é utilizado
  pelas estações clientes para informar a estação
  base a quantidade de banda passante necessitada.
• O subcabeçalho de fragmentação contém informações
  que orientam a fragmentação do conteúdo dos
  quadros.
• O subcabeçalho de empacotamento é usado para
  indicar o empacotamento de múltiplos SDUs em um
  único PDU.

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• Padrão 802.16 WiMax
• Throughput
• Com o esquema de modulação robusto, o WIMAX
  entrega elevadas taxas de throughput com longo
  alcance e uma grande eficiência espectral e que é
  também tolerante às reflexões de sinais. A
  velocidade de transmissão dos dados varia entre 1
  Mbps e 75 Mbps, dependendo das condições de
  propagação, sendo que raio típico de uma célula
  WIMAX é de 6 Km a 9 Km.
• Uma modulação dinâmica adaptativa permite que uma
  estação radio base negocie o throughput e o
  alcance do sinal. Por exemplo, se a estação radio
  base não pode estabelecer um link robusto com um
  assinante localizado a uma grande distância,
  utilizando o esquema de modulação de maior ordem,
  64 QAM (Quadrature Amplitude Modulation), a
  modulação é reduzida para 16 QAM ou QPSK
  (Quadrature Phase Shift Keying), o que reduz o
  throughput , porém aumenta o alcance do sinal.

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• Padrão 802.16 WiMax

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• Padrão 802.16 WiMax

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• Padrão 802.16 WiMax - Subcamada de segurança.
• O IEEE 802.16 especifica uma subcamada de
  segurança, localizada abaixo da subcamada
  MAC. Ela fornece privacidade às estações
  cliente, através da encriptação das conexões
  geradas. Além disso, a subcamada protege as
  estações base contra o acesso não autorizado
  a seus serviços, através de um protocolo de
  administração de chaves, de métodos de
  autenticação baseados em certificados
  digitais, e de criptografia.

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• Padrão 802.16 WiMax - Acesso ao meio
• A subcamada MAC do IEEE 802.16 é orientada a
  conexão, ou seja, todo tipo de transmissão
  acontece através de conexões, sejam eles
  dados, voz ou áudio, compactados ou não,
  modulados no tempo ou na freqüência,
  por exemplo. Devem ser acomodados, portanto,
  tanto tráfego contínuo quanto tráfego em
  rajada. Todo serviço é mapeado para uma
  conexão, que será associada a algum nível de
  qualidade de serviço.

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• Padrão 802.16 WiMax - Subcamada de
  convergência de serviços específicos.
• São definidas duas subcamadas de convergência
  específica para mapear serviços de e para
  conexões MAC a subcamada de convergência ATM,
  definida para serviços ATM, e a subcamada de
  convergência de pacotes, definida para mapear
  serviços de pacotes como o Ipv4, Ipv6, Ethernet e
  redes virtuais locais (VLANs).

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• Padrão 802.16 WiMax
• Experiências com wi-max
• Rede de dados em wi-max instaladas pela
  multinacional INTEL e o governo do estado do Rio
  de Janeiro na cidade de Mangaratiba.
• Rede de dados em wi-max instaladas pela
  multinacional INTEL na cidade de Ouro preto.
• Rede de dados em wi-max instaladas pela
  multinacional INTEL na cidade de Belo Horizonte.

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• Padrão bluetooth.

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• Padrão bluetooth.
• A tecnologia Bluetooth é utilizadas em redes
  pessoais WPANs (Wireless Personal Area Networks).
  
• Permite taxas de transmissão de até 1 Mbit/s
• Atinge uma distância nominal até 10 metros

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• Padrão bluetooth.
• Começou a ser desenvolvida em 1994,
  pela Ericson, e a partir de 1998 pelo Bluetooth
  Special Interest Group (SIG), consórcio
  inicialmente estabelecido pela Sony,
  Ericsson, IBM, Intel, Toshiba e Nokia, hoje
  este consórcio inclui mais de 2000 empresas.

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• Padrão bluetooth.

• Dispositivos Bluetooth operam na faixa ISM
  (Industrial, Scientific, Medical) centrada em
  2,45 GHz
• Os dispositivos são classificados de acordo com a
  potência e alcance, em três níveis
• classe 1 (100 mW, com alcance de até 100 m)
• classe 2 (2,5 mW e alcance até 10 m)
• classe 3, (1 mW e alcance de 1 m, uma variante
  muito rara).
• Cada dispositivo é dotado de um número único de
  48 bits que serve de identificação.

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• Padrão bluetooth.
• Dispositivos Bluetooth comunicam-se entre si e
  formam uma rede denominada "piconet", na qual
  podem existir até oito dispositivos interligados,
  sendo um deles o mestre (master) e os outros
  dispositivos escravos (slave).
• Uma rede formada por diversos "masters" (com um
  número máximo de 10) pode ser obtida para
  maximizar o número de conexões. A banda é
  dividida em 79 portadoras espaçadas de 1
  MegaHertz, portanto cada dispositivo pode
  transmitir em 79 diferentes frequências para
  minimizar as interferências, o dispositivo
  "master", após sincronizado, pode mudar as
  frequências de transmissão do seus "slaves" por
  até 1600 vezes por segundo.
• Em relação à sua velocidade pode chegar a 721
  Kbps e possui três canais de voz.

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• Redes mesh

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Redes wireless

• Redes mesh
• Redes mesh são redes em malha
  auto-configuráveis que interconectam nós fixos
  em modo ad-hoc, ou seja, sem infra-estrutura,
  sem um ponto de acesso comum para os terminais. .
  
• Em uma rede mesh, os nós fixos constroem uma
  malha de transmissão sem fio em faixa larga
  em locais onde não existe infra-estrutura
  física ou onde o custo de comunicação por outras
  redes é elevado.

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• Redes mesh
• características
• Banda Larga
• Suporte IP fim a fim
• Suporte à transmissão de voz, dados e vídeo
• Suporte para posicionamento geográfico, sem a
  utilização de GPS

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Redes wireless

• Redes mesh

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Redes wireless

• Redes mesh
• Dentre os equipamentos que podem ter a função de
  roteador ou repetidor, podemos citar os
  microcomputadores, desktops ou notebooks,
  aparelhos celulares e PDA's. A tecnologia Mesh é
  também chamada de "multi-hop", isto é, a
  tecnologia dos múltiplos saltos.

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• Redes mesh
• características
• Banda Larga
• Suporte IP fim a fim
• Suporte à transmissão de voz, dados e vídeo
• Suporte para posicionamento geográfico, sem a
  utilização de GPS

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• Dúvidas?