Redes wireless
Wimax / bluetooth
Prof. Diovani Milhorim
Redes wireless
Padrão 802.16 – WiMax
Redes wireless
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 mesh
Redes mesh são redes em malha auto-configuráveis que
interconectam nós fixos em modo ad-hoc, ou seja, sem infraestrutura, 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 mesh
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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?