Apresenta

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Curso Redes de Computadores
2º semestre
Infra-Estrutura de Redes
Professor Fábio Alencar Mendonça
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Unidade 4
Estudo da Camada física
Meios sem fio
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Ondas de Rádio

• Sinais de RF são sinais de alta freqüência que
  se propagam por um condutor de cobre e são
  irradiados no ar através de uma antena.
• Uma vez ao ar livre, se propagam em linha reta e
  em todas as direções.

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Espectro de Freqüência

• Distribuição das freqüências da radiação
  eletromagnética.
• A luz visível pelo olho humano 400 THz a 750
  THz.
• A luz ultravioleta 750THz a 30.000 THz.
• Radiação infravermelha abaixo de 400 THz
• Ondas de rádio AM/FM, telemetria, radar abaixo
  de 400 THz.
• Controles remotos de garagem 40 MHz
• Telefones sem fio 900 MHz ou 2,4 GHz.

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Comunicação Wireless

• rede de computador sem a necessidade de usar
  cabos
• ou simplesmente
• rede sem fio
• A infra-estrutura o ar ou o vácuo.
• Exemplos de tecnologias destinadas à transmissão
  de dados
• Raios infravermelhos presente no controle
  remoto.
• Bluetooth telefone celular
• Wi-fi notebook.
• WiMax
• ZigBee

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Wireless

• Vantagens
• Mobilidade
• Instalação rápida.
• Redução de custo.
• Escalabilidade.

• Desvantagens
• Menor imunidade a interferência
• Aumento da energia eletromagnética.
• Menor largura de banda.

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Wireless Aplicações
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Wireless Aplicações
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Infravermelho

• Raios próximos à luz visível.
• Não ultrapassam paredes.
• Estão mais sujeitos a interferências
• Restringida a ambientes fechados
• Operando a 1 Mbps ou 2 Mbps.
• Formas de realização
• reflexão (difusão) comunicação entre o emissor
  e um ou mais receptores é realizada através de um
  ponto de reflexão. não deve existir obstáculo
• linha direta (direta) focados e dirigidos
  diretamente a um receptor sem ponto intermediário.

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Infravermelho
AP para Palm
Conversor IR - Serial
IR Wireless Access Point
Notebook com porta IR
Teclado IR para Palm
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Sistema de Comunicação Satélite

• Composto por estações terrestres (antenas
  parabólicas) e meios de transporte orbital
  (satélite).
• Sinal enviado da unidade da terra uplink
• Sinal recebido enviado do satélite downlink
• Órbita geossíncrona ou geoestacionária (GEO)
  36.000 Km distante da linha do equador
• Satélite Estacionário satélite GEO que
  completa sua volta em torno da Terra ao mesmo
  tempo que esta contorna seu eixo
• Delay ? 274, 470, 1050 ms. Microondas atraso de
  3ms/km. Cabo coaxial atraso de 5ms/km.

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Sistemas de Comunicação Satélite
Satélite GEO estacionário
órbita
uplink
downlink
Antena parabólica transmissora
Curvatura da Terra
Antena parabólica receptora
36.000Km
Linha Equador
Terra
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Sistema de Comunicação Satélite

• A capacidade da largura de banda depende da
  frequencia do satélite.

Freqüências\ uplink downlink
C 6 GHz 4GHz
Ka 28GHz 18GHz
Ku 14GHz 12GHz
V Acima de 30GHz Em estudo

• Vantagem
• Atingem áreas geograficamente remotas.
• Não há taxas de aluguel de linhas para os donos
  do satélite.
• Desvantagem
• Atraso da propagação (alta latência).
• Número limitado de satélites.
• Alto custo de implementação e manutenção.
• Período limitado de operação.
• Interferências (chuva, nevoeiro, poluição).
• Suscetíveis a intrusão.

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Sistemas de Comunicação Satélite

• Projetos
• Teledesic Network 840 satélites de órbita baixa
  (entre 300 e 1200 milhas) para voz, dados e
  video. Possui baixo atraso de propagação.
• Iridium serviço de telefonia celular via
  satélite. Custo alto.
• Globalstar cobre algumas áreas do planeta
  (entre as latitudes 700 norte e 700 sul).

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Globalstar
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• Sistemas de Micro-ondas
• Ondas RF na faixa de 2 a 40GHz
• Transmissão de linha visada
• Possui pequeno comprimento sofre degradação ao
  encontrarem obstruções
• A curvatura da terra pode tornar-se um fator
  limitante

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• Micro-ondas
• As freqüências são controladas pelo governo
  (necessário autorização)
• Os canais trabalham tipicamente com velocidades
  de 1 a 10Mbps.
• Utiliza antenas parabólicas direcionais.
• Desvantagens
• Propagação afetada por tempestades e fenômenos
  atmosféricos.
• Interferências eletromagnéticas e monitoração do
  sinal.

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• Bluetooth
• Uso de ondas RF permanente, de curto alcance e
  de baixa potência
• Criado pelo Ericson (1994) chamadas de
  portáteis via telefone celular.
• Freqüência de operação em 2,4 GHz, em uma
  distância de 10 m compartilham até 720 kbps
• Aplicações
• fone de ouvido de um telefone celular
• impressoras, teclado e mouse
• MP3 player
• redes domésticas para monitorar aparelho de
  ar-condicionado, forno, etc.

Fone de ouvido
Cartão de PDA
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Bluetooth
Access Point
PC Card
Adaptador para impressora
Adaptador para USB
Adaptador para USB
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Wi-Fi (Wireless Fidelity)

• Nome comercial para o comitê 802.11 do IEEE.
• Divide-se em 3 padrões, que integram a chamada
  arquitetura 802.11x
• 802.11b frequencia de 2,4 GHz. Taxa de
  transferência 11 Mbps (real 5,2 Mbps).
• 802.11a frequencia de 5 GHz. Taxa de
  transferência 54 Mbps (real 28 Mbps). Não pode
  ser utilizada no continente europeu.
• 802.11g frequencia de 2,4 Ghz. Taxa de
  transmissão 54 Mbps. Dispositivos com
  compactação de dados 108 Mbps.

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Topologia da Rede

• Cada computador é chamado de estação, indicado
  pela sigla STA (station).
• Pode ser configurada como
• Ponto-a-ponto (peer-to-peer), neste caso chamada
  de rede Ad-Hoc, em que 2 ou mais STA falam
  diretamente uma com a outra.
• Modo infra-estrutura, em que a comunicação é
  centralizada em um ponto de acesso (Acess Point)
  em que toda comunicação entra as STA é realizada
  por este ponto de acesso.

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Topologia da Rede Ad-Hoc

• Vem do latim e significa apenas para este
  propósito.
• Comunicação entre equipamentos, sem o uso de um
  concentrador para redes sem fio.
• Nestes modo qualquer máquina pode se comunicar
  com qualquer outra máquina, desde que uma esteja
  situada dentro da zona de alcance de sinal da
  outra.

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Topologia da Rede Infra-estrutura

• Quando os nós são interconectados entre si ou
  entre outras redes através de um Access Point
  (AP).
• Pontos de acesso são utilizados para todas as
  comunicações em redes nesta topologia.
• A comunicação entre 2 estações é a seguinte
  primeiro a estação origem envia os dados ao AP e
  em seguida este transfere os pacotes à estação
  destino.

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WMANs

• Tecnologia de rede sem fio para abrangência de
  uma cidade.
• WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave
  Access)
• Estudo de caso
• Montar uma rede WiFi para 49 pontos de uma
  empresa, espelhadas em uma área urbana com raio
  de 35Km.
• Como obstáculos prédios, lagos, topografia
  acidentada, distâncias superiores a 8 Km, com
  mais de 25 usuários e em áreas com alta poluição
  de espectro.
• Inicialmente constatou-se que muitos dos pontos
  não têm visada entre si.
• Alguns estão em áreas em que não há um prédio no
  qual se poderia instalar uma antena e em diversos
  seriam necessárias obras civis para a instalação
  de torres para antenas.

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WMANs WiMax Características

• Padrão 802.16 padrão que define novas
  tecnologias de redes sem fio que serão utilizadas
  nas comunicações sem fio metropolitana
• 50 km de distância em área livre com acesso à
  internet sem fio, em velocidade de até 74 Mbps. 8
  a 10 km em áreas de alta densidade populacional.
• Capacidade de atender milhares de usuários com 1
  única estação base.
• Conforme indica a Intel, o grupo de trabalho do
  padrão IEEE 802.16 estão investindo na evolução
  da operação fixa à portabilidade e mobilidade. A
  802.16e corrigirá a especificação base para
  habilitar a operação fixa, a portátil e a móvel.
  Os grupos 802.16f e 802.16g se encarregam das
  interfaces de administração da operação fixa e
  móvel.
• A modulação utilizada (OFDM) é capaz de
  transmitir múltiplos sinais simultaneamente e em
  diferentes frequencias.

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WMANs WiMax Caso brasileiro

• A Intel criou uma rede de internet sem fio de
  alta velocidade em Parintins (AM). Em parceira
  com o governo a companhia instalou uma rede WiMAX
  em um centro de saúde, 2 escolas públicas, um
  centro comunitário e na universidade locais.
• Teve como objetivo, além de testar a implantação
  e operabilidade da rede, oferecer melhorias em
  saúde e educação com a tecnologia. Estima-se que
  a rede serviu cerca de 1,5 mil estudantes e 10
  mil membros da comunidade de Parintins, que tem
  114 mil habitantes.
• Participam do projeto Intel, CISCO, CPqD.
  Embratel, Proxim, Fundação Bradesco, Universidade
  Estadual da Amazônia, Universidade Federal da
  Amazônia e Universidade de São Paulo.
• Investimento de US 1 bilhão
• Fonte Information Week 13 de outubro de 2006

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WWANs

• Rede celular ser wireless e oferecer
  distribuição das áreas de cobertura.
• Celular rede formada por células. As células
  são estações rádio-base ou antenas com capacidade
  de cobertura limitada a uma determinada região.
• Para formar uma rede com cobertura abrangente
  utilizam-se várias células, como mostra a figura
  abaixo.

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Rede Celular Componentes
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• Radio Frequency Identification RFID
• Termo genérico para tecnologias que utilizam
  ondas de rádio como meio para identificação
  automática de itens individuais. É composto por
• Tags composto por chip antena sendo fixado
  no item a ser identificado.
• Leitor Captura e/ou altera as informações
  armazenadas nos tags.

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RFID
Aplicações

• Controle de Acesso.
• Cadeia de Suprimentos Logística.
• Pedágios (Sem Parar)
• Vale Transporte (ônibus).
• Comandas (Restaurantes / Casas Noturnas)
• Informações sobre o produto (roupas).
• Histórico de manutenções.
• Pecuária (rastreamento de bovinos, caprinos etc)

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RFID

• Freqüências de Operação
• Baixa 125 KHz. (alcance até 30cm)
• Alta 13,56 MHz. (até 90 cm)
• UHF 850-900 MHz.(de 3m à 6m)
• Problemas
• Leitores Colisões / Duplicidade.
• Tags Colisões vários tags respondendo
  simultaneamente.
• Metal e água.
• interferência com rede 802.11

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RFID
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RFID
RFID x Código de Barras
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Rede Mesh

• Redes com topologia dinâmica, variável e de
  crescimento orgânico, constituída por nós cuja
  comunicação, no nível físico, é feita através de
  variantes do padrão IEEE 802.11 e 802.16, e cujo
  roteamento é dinâmico. Sua evolução é a partir
  das redes móveis ad-hoc.

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Rede Mesh

• O backbone da rede mesh é sem fio e o acesso dos
  nós clientes podem ocorrer com ou sem fio.
• Exemplos de projetos pilotos
• Niterói (RJ)
• MIT (EUA)
• Califórnia (EUA)
• Grécia
• Objetivos
• Oferecer acesso a internet a Universidades e
  escolas próximas.
• Construção de cidades digitais (Dublin, Taipei,
  Pittsburgh e Filadélfia).
• Construção de redes de acesso comunitárias
  permitindo acesso à Internet para os que não
  podem arcar com altos custos de conexão de faixa
  larga tradicional.

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Rede Mesh

• A maioria das redes 802.11 requer que o cliente
  se desconecte e reconecte aos pontos de acesso à
  medida que percorre uma área de cobertura.
• Com uma rede mesh, não há a queda ou atraso
  típicos de sistemas que demandam a reconexão.
• As redes mesh também evitam o efeito de latência
  e a redução em largura de banda vistos usualmente
  na maioria dos sistemas 802.11 à medida que o
  usuário se afasta de pontos de acesso.