Computação Móvel
ESS
AP
BSS
AP
IBSS
BSS
Prof. Dr. Amine Berqia
Email : [email protected]
Web : http://w3.ualg.pt/~bamine
Porque interessar-se ao CMOL (1) ?
 Utilização crescente dos terminais portáteis em meio industrial e
logístico,
 Necessidade de um acesso permanente das populações nomades
ao sistema de informação da empresa, para transmitir :
 mensagens curtos
 bips, numéricos, alfanuméricos.
 voz
 dados informáticos
 telefax, ficheiros, textos, imagems.
Porque interessar-se ao CMOL (2) ?
 Realizar instalações temporárias,
 instaurar redes num tempo muito curto,
 evitar a cablagem de salas, de ligações interconstruções,
 Maturidade das tecnologias sem fios: telefonia celular
digitalização das comunicações, miniaturização das interface
 Flexibilidade das regras
 Disponibilidade de novas frequências
Porque interessar-se ao CMOL (3) ?
 Uma normalização europeia :
 ao nível das infra-estruturas (norma ETS300/328)
 para a atribuição das bandas de frequências (banda do 2.4 Ghz)
 Normalização IEEE802.11
 Tecnologias
 espectro rádio
 infravermelho
 óptica (laser)
Tecnoligias Sem Fios
A rádio
Quadro regulamentar vinculativo
 100 M à Kms
O infravermelho
não atravessa as paredes opacas ao IR
respeitar os ângulos de emissões
O laser
débito importante
ligações ponte à ponte
WLAN

1990 : o projecto de lançar uma rede local sem fios
é lançado.

IEEE (Institute of Electrical and Electronics
Engineers) :
 IEEE 802.11
 IEEE 802.15

Hiperlan (High Performance Local Area Network)
 HiperLAN
WLAN vs WPAN
WLAN (802.11) para:
- Interagir com infra-estruturas LAN;
- Ser utilizado horas ou mesmo dias;
- Equipamentos portáteis.
WPAN (802.15) para:
- Interagir com equipamentos pessoais;
- Ser utilizado segundos ou mesmo alguns minutos;
- Equipamentos móveis.
Funcionamento do WLAN
Notebook
Notebook
Access Port
Switch
Main Corporate Backbone
iPaq
Server
Server
Server
PalmPilot
Mobile Phone
WLAN
• família de protocolos WLAN (Wireless LAN)
• Standard publicado em 2001, procedente de um
projecto lançado em 1990
• define a camada física e a camada MAC
• agrupe várias normas: 802.11 a, b (Wi-Fi:
Wireless Fidelity), e, f, g, I...
• todas as normas da série 802.11 apresentam a
mesma arquitectura e descansam sobre o mesmo
protocolo MAC
IEEE 802.11
LLC 802.2
802.11f
camada ligação de dados
802.11 – 802.11e – 802.11i
camada física
802.11
DSSS
FHSS
IR
802.11b
802.11g
802.11a
IEEE 802.11
 As
frequências situam-se na gama 2,4 GHz;
 As
comunicações podem fazer-se directamente de terminal à
Terminal o passando por uma estação básica.

Os débitos variam : depende da técnica de codificação utilizada
e a banda espectral da rede.

Rede IEEE 802.11 é Celular
Arquitectura IEEE 802.11
ESS
AP
BSS
AP
IBSS
BSS
AP: Access point, BSS : Basic Set service, ESS : Extented Set Service, IBSS Independent BSS.
WLAN na Europa, Ásia e EU
Europe
and
Europa
e Asia
Ásia
• Higherdensity
densityofofpopulation
population
• Higher
• Highercellular
cellularpenetration
penetration
• Higher
• Marketdominated
dominatedbybymobile
mobileoperators
operators
• Market
• Biggerreliance
relianceononpublic
publictransportation,
transportation,
• Bigger
smallerhomes
homes
smaller
• Consumer-orientedwireless
wirelessdata
datamarket
market
• Consumer-oriented
Higher density of hotspots
WLAN access as an extension
of cellular data access
US
EU
• Higher penetration of laptop computers
and PDAs
• Higher Internet penetration
• Higher 802.11 penetration
• Airports and hotels as major hotspot
locations
• More advanced wireless data applications
for business users
Larger demand for wireless data
applications from business users
WLAN access as a substitute
for fixed LAN access
Método de Acesso

Dois métodos de acesso fundamentais a nível da camada MAC:

DCF (Distributed Coordination Function) :
 Utilizado para permitir transferências de dados assíncronas em best
esforço;
 baseado no CSMA/CA

PCF (Point Coordination Function) :
 Baseado na interrogação polling, controlados pelo ponto de acesso;
concebido essencialmente para a transmissão dos dados sensíveis que
pedem uma gestão do prazo.
Os elementos da arquitectura
em modo infra-estrutura
(DS)
Rede Ethernet
ou (FDDI, Token
Ring…)
Users
Basic Service Set (BSS)
AP : Access Point
Transmissões numa rede
em modo infra-estrutura
ponto de acesso
–feito serviço de ponte entre a rede com cabos e a rede sem fios
–ponto de passagem obrigatório da transmissão de estação sem fios à estação
sem fios
Modo ad-hoc
• Rede criada ao disparo entre estações próximas e
não dispondo da infra-estrutura necessária para
configurar uma rede mais elaborada (como um
ponto de acesso).
• As estações comunicam directamente entre elas
(não de multisaltos).
• Qualquer estação rádio deve ser à alcance de
qualquer outra estação da rede.
IBSS (Independent Basic Service Set)
Arquitecturas: síntese
(AP : Access Point)
(DS)
Set of BSS =
ESS (Extented Service Set)
BSS (Basic Service Set)
IBSS (Independent Basic Service Set)
Handover
• O standard não fornece mecanismo de handover.
• Soluções:
–mecanismos proprietários (exemplo: inter Access Ponto Protocol
(IAAP) de Lucent) não interoperabilidade
–em cursos: 802.11 f: normalização dos protocolos entre pontos de acesso
Conexão dum cliente
• ouve do ponto de acesso
–passivo: o ponto de acesso envia regularmente
mensagens para apresentar-se
–activo: envio de um pedido sobre todos os canais
possíveis
• escolha de um ponto de acesso (em função:
potência do sinal, taxas de erro, carga da rede...)
• autenticação
• associação
Autenticação (1)
• sistema aberto:
–uma estação A envia um pedido de
autenticação à uma estação B
–se a estação B aceita este modo de
autenticação sem controlo, deve responder
positivamente
• sistema à chave
• Access Control List: o ponto de acesso
fornece o acesso apenas às estações com
endereço MAC especificado na lista
Autenticação (2)
station
AP
Autenticaçao request
challenge text
challenge text encryptado
Autenticaçao : yes or no
Associação
• O cliente envia um pedido de associação e espera uma
resposta do ponto de acesso para associar-se.
• Uma vez aceitado, o cliente selecciona o canal rádio mais
adequado.
• Periodicamente o cliente supervisiona os outros canais para
localizar se não há outro não de acesso mais eficiente.
• Se deslocando-se o cliente recebe melhor o sinal de um
novo ponto de acesso, dissocia-se do seu ponto de acesso de
origem e envia um pedido de reassociação ao novo ponto de
acesso.
• tráfego rede demasiado elevada sobre ponto de acesso de
origem
• reassociação com um ponto de acesso menos encarregado.
Para evitar estas reassociações, existe uma função
equilibragem da carga num ESS.
HiperLAN (1)

ETSI : European Telecommunications Standards Institute

HiperLAN : High Performance Local Area Network




HiperLAN 1
HiperLAN 2
HiperLAN 3 (WLL Wireless Local Loop)
HiperLAN 4
HiperLAN (2)
MAC
MAC
MAC
MAC
Camada
Fisica
Camada
Fisica
Camada
Fisica
Camada
Fisica
5 GHz
5 GHz
5 GHz
17 GHz
23 Mbit/s
23 Mbit/s
20 Mbit/s
155 Mbit/s
HiperLAN
Tipo 1
LAN Sem Fois
802
HiperLAN
Tipo 2
ATM Sem Fois
Acesso Curto alcance
HiperLAN
Tipo 3
ATM Sem Fois
Acessos a distância
HiperLAN
Tipo 4
ATM Sem Fois
Interconexão
ATM : Asynchronous Transfer Mode
DLC : Data Link control
MAC : Medium Access Control
Arquitectura HiperLAN
Camada Rede
Camada DLC
Liaison
Camada MAC
Camada CAC
Camada Fisica
Camada MAC
Camada Fisica
CAC : Channel Access Control
DLC : Data Link Control
Camada Fisica
MAC : Medium Access Control
OSI : Open Systems Interconnection
Grupo A

Utilização de banda do espectro sem licença 2,45 GHz;

muito baixo custo para instaurar em lugar e utilização;

Dimensão reduzida;

Modo sem conexão;

Possibilidade superposition com o IEEE 802.11.
Grupo B

Utilização de uma camada MAC (Medium Access
Control) até 100 kbit/s;

Possibiltés para todas as máquinas de comunicar entre
elas;

Utilização de QoS para autorizar certas aplicações;
 Até

10 m de alcance;
Tempo máximo um segundo para se conectar rede.
Grupo C

Segurança da comunicação;
 Transmissão

do vídeo;
Possibilidade de roaming.