Redes Móveis: Atualidades e Possibilidades Futuras
Edson [email protected]
Informação Profissional
CompEngICMC – junho/2008
Combinações de redes sem-fio e computação móvel
Sem-fio Móvel Aplicações
Não Não Computadores desktop em escritóriosNão Sim Um notebook plug´ado em um quarto de hotelSim Não Redes em prédios antigos e sem cabeamento
Sim Sim Escritório portátil, PDA para armazenagem de inventário
Baseado em figura do Tanenbaum
O Espectro Eletromagnético é finito!
O espectro eletromagnético e a maneira como ele é usado na comunicação.
Baseado em figura do Tanenbaum
Redes móveis usam células
• Células adjacentes não utilizam as mesmas frequências• Para aumentar a densidade numa área, diminuem-se os raios das células.• No centro de cada célula tem uma antena.• Exemplos: GSM, WiFi, WiMax, Bluetooth, etc
Baseado em figura do Tanenbaum
Pano de Fundo
• Redes Móveis: Atualidades– Exemplos de Redes Móveis
• GSM, UMTS (3G)• WiFi (802.11b,g)• Bluetooth
– Dispositivos de Acesso– Acesso à internet controlado pelo provedor
– Aplicações LBS (Location Based Services)• Centralizadas (e exploradas) pelo provedor (TIM, VIVO, WiFi UOL,
etc)• Concatenação de antenas• SIM Chip pertence ao provedor
Pano de Fundo• Redes Móveis: Possibilidades Futuras
– Avanços Tecnológicos• Maior densidade• Maiores taxas de transmissão• Maior alcance• Maior interoperabilidade e transparência
– Novos Padrões• WiMax (802.16)• 802.11n,s e 802.21• Redes Mesh
– Acesso à internet sob demanda– Aplicações LBS – (Location Based Services)
• Centralizadas no usuário• Serviços Orientados a Contexto • Uso de GPS• SIM Chip pertence ao usuário
Bluetooth (802.15): PAN
Duas piconets podem ser conectadas para formar uma scatternet.
Baseado em figura do Tanenbaum
WiFi (802.11): LAN
• (a) Redes sem fio com uma estação base.• (b) Redes ad hoc.
Baseado em figura do Tanenbaum
WiFi
• Conflitos podem existir
Baseado em figura do Tanenbaum
WiFi
Uma rede 802.11(a,b,g,e,n,etc) multi-células.
Baseado em figura do Tanenbaum
802.11n (MIMO)• SISO - Única entrada e única saída
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Única antena para enviar e única antena para receber
Sobre a tecnologia MIMO• SISO - Única entrada e única saída
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Única antena para enviar e única antena para receber
Sobre a tecnologia MIMO• SIMO - Única entrada e Múltiplas saídas
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Única antena para transmitir e várias antena para receber
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Sobre a tecnologia MIMO• SIMO - Única entrada e Múltiplas saídas
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Única antena para transmitir e várias antena para receber
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Sobre a tecnologia MIMO• MISO - Múltiplas entradas e única saída
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Várias antenas para transmitir e única antena para receber
Sobre a tecnologia MIMO• MISO - Múltiplas entradas e única saída
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Várias antenas para transmitir e única antena para receber
Sobre a tecnologia MIMO• MIMO - Múltiplas entradas e múltiplas saídas
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Várias antenas para enviar e várias antenas para receber
Sobre a tecnologia MIMO• Múltiplas entradas e múltiplas saídas
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Várias antenas para enviar e várias antenas para receber
Sobre a tecnologia MIMO
WiMax -802.16: MAN
O ambiente de transmissão 802.16.
Baseado em figura do Tanenbaum
Redes Mesh
Computação Móvel
Tem o objetivo de atender a necessidade de computação e comunicação de usuários nômades, enquanto eles se movem de um lugar para outro de forma:
– Transparente;– Integrada; – Conveniente.
Paradigma parcialmente implementado.
Exemplo de Mobilidade
Imaginemos um CIO (Chief Information Officer) que tem as seguintes atividades programadas: i) reunião com a diretoria da empresa;
ii) visita a um cliente.
Exemplo de Mobilidade
Sala de Reuniões
Exemplo de Mobilidade
Sala de Reuniões > Escritório
Exemplo de Mobilidade
Sala de Reuniões > Escritório > Em trânsito
Exemplo de Mobilidade
Sala de Reuniões > Escritório > Em trânsito > Empresa do cliente
Computação Móvel
Este paradigma está mudando nosso dia-a-dia, devido a possibilidade de acesso à serviços de rede em qualquer lugar e a qualquer hora.
Viabilizado pela disponibilidade de:– Dispositivos portáteis;– Redes de acesso sem fio.
Computação MóvelAtualmente, dispositivos móveis apresentam diferentes
características de:– Display;
– Entrada de dados;
Possuem diferentes capacidades de:– Processamento;
– Armazenamento;
– Bateria;
E, geralmente, implementam mais de uma tecnologia de acesso sem fio.
Redes de Futuras Gerações - NGNA próxima geração de redes sem fio,
provavelmente, será um complexo sistema heterogêneo– Permitir que seus usuários permaneçam sempre
conectados à melhor rede disponível (ABC - Always Best Connected).
Always Best Connected - ABCObjetivo de manter o usuário nômade conectado à rede
que ofereça as melhores condições em termos de:– Custo
– Consumo de energia
– QoS (Quality of Service)
– Segurança
– Preferências do usuário
De forma transparente e conveniente.
Desafios da implementação do ABC
Os principais desafios para implementação do conceito ABC são: – a identificação dos parâmetros relevantes para
seleção de acesso; – o desenvolvimento um algoritmo de seleção de
acesso em função destes parâmetros; – e o projeto de uma arquitetura que suporte
mobilidade, segurança e implemente uma entidade de seleção automática de acesso.
Hoje: Acesso Centralisado a Serviços Móveis
Hoje: Acesso Centralisado a Serviços Móveis
Hoje: Acesso Centralisado a Serviços Móveis
No futuro: Acesso por Demanda!
O problema:
Como gerenciar as trocas (tb chamadas handovers ou handoffs), fazendo os ajustes devidos, quando o usuário se move?
Nossas hipóteses:• Passe o controle ao usuário• Use um SIM-IP Universal, que pertencence ao
usuário • Padronize os termos usando Ontologias
• Fornece um vocabulario comum no domínio
• Permite o estabelecimento de estratégias de correlação entre as várias entidades e informações (políticas, contextos, etc)
Informações de Contexto possibilitam novos tipos de serviços (e negócios!)
• Posição
• Velocidade
• Horário
• Tipo de local (ponte, túnel, hospital)
• Condições ambientais (chuva, vento, temperatura)
• etc
Rota em São Paulo, entre a Av. Paulista e a USP
- Tunel- Ponte- Congestionamentos- Vários tipos de redes
Equipamento de teste (1):
Equipamento (2):
Equipamento (3):
GPS Garmin 18 USB
(o suporte não acompanha o produto )
Housingmaps.com Mashup
Chicagocrime.org Mashup
Observações Finais
• Atualmente as redes móveis, e os serviços que prestam, são gerenciados de forma centralizada;
• Espera-se que, no futuro, o usuário possa ter mais controle sobre suas possibilidades de conexão e sobre os serviços que desejar acessar;
• Novos modelos de negócio poderão ser implementados, explorando as informações de contexto coletadas pelos dispositivos;
• Desafios principais:– Aumento de banda– Melhoria no gerenciamento de energia– Maior transparência na troca de provedor– Normalização de termos entre as entidades envolvidas
Possibilidades de Atuação para o Engenheiro de Computação
• No desenvolvimento de interfaces inovadoras, buscando economia de energia, compactação e operação com multi-antenas• No desenvolvimento de métodos de codificação eficientes (para melhorar a relação sinal/ruído, p. ex)• Na construção de módulos de comunicação que possam ser embarcados em outros sistemas (robôs, p. ex)• Em sub-sistemas de proteção, por criptografia implementados em hardware• No desenvolvimento de sistemas de comunicação em mesh, para agricultura, aeronáutica, controle ambiental, etc)• No desenvolvimento de sistemas de controle e de identificação (RFID)• Em sistemas integrados, baseados em localização (GPS)• No desenvolvimento de dispositivos móveis inovadores
Disciplinas Relacionadas
• Redes de Computadores• Redes de Faixa Larga• Sinais (Processamento de Sinais?)• Ondas e Antenas• Sistemas Operacionais• Arquitetura de Computadores• Organização de Computadores• Sistemas Distribuídos• Matemática Aplicada• Álgebra Linear
Esta apresentação foi feita com a colaboração de...
Roberto Rigolin
Renata Vanni
Gustavo Traballi
... e a ajuda do Tanenbaum em alguns slides
Roberto Sadao?
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