Redes Móveis: Atualidades e Possibilidades Futuras

Apresentação em tema: "Redes Móveis: Atualidades e Possibilidades Futuras"— Transcrição da apresentação:

1 Redes Móveis: Atualidades e Possibilidades Futuras
Edson Moreira Informação Profissional CompEng ICMC – junho/2008

2 Combinações de redes sem-fio e computação móvel Sem-fio Móvel
Aplicações Não Computadores desktop em escritórios Sim Um notebook plug´ado em um quarto de hotel Redes em prédios antigos e sem cabeamento Escritório portátil, PDA para armazenagem de inventário Baseado em figura do Tanenbaum

3 O Espectro Eletromagnético é finito!
O espectro eletromagnético e a maneira como ele é usado na comunicação. Baseado em figura do Tanenbaum

4 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

5 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

6 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 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

7 Duas piconets podem ser conectadas para formar uma scatternet.
Bluetooth (802.15): PAN Duas piconets podem ser conectadas para formar uma scatternet. Baseado em figura do Tanenbaum

8 WiFi (802.11): LAN (a) Redes sem fio com uma estação base.
(b) Redes ad hoc. Baseado em figura do Tanenbaum

9 WiFi Conflitos podem existir Baseado em figura do Tanenbaum

10 WiFi Uma rede 802.11(a,b,g,e,n,etc) multi-células.
Baseado em figura do Tanenbaum

11 802.11n (MIMO) SISO - Única entrada e única saída at ar
Única antena para enviar e única antena para receber

12 Sobre a tecnologia MIMO
SISO - Única entrada e única saída at ar Única antena para enviar e única antena para receber

13 Sobre a tecnologia MIMO
SIMO - Única entrada e Múltiplas saídas at ar1 ar2 ar3 Única antena para transmitir e várias antena para receber

14 Sobre a tecnologia MIMO
SIMO - Única entrada e Múltiplas saídas at ar1 ar2 ar3 Única antena para transmitir e várias antena para receber

15 Sobre a tecnologia MIMO
MISO - Múltiplas entradas e única saída at1 ar1 at2 at3 Várias antenas para transmitir e única antena para receber

16 Sobre a tecnologia MIMO
MISO - Múltiplas entradas e única saída at1 ar1 at2 at3 Várias antenas para transmitir e única antena para receber

17 Sobre a tecnologia MIMO
MIMO - Múltiplas entradas e múltiplas saídas at1 ar1 at2 ar2 at3 ar3 Várias antenas para enviar e várias antenas para receber

18 Sobre a tecnologia MIMO
Múltiplas entradas e múltiplas saídas at1 ar1 at2 ar2 at3 ar3 Várias antenas para enviar e várias antenas para receber

19 Sobre a tecnologia MIMO

20 O ambiente de transmissão 802.16.
WiMax : MAN O ambiente de transmissão Baseado em figura do Tanenbaum

21 Redes Mesh

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24 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.

25 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.

26 Exemplo de Mobilidade Sala de Reuniões

27 Exemplo de Mobilidade Sala de Reuniões > Escritório

28 Exemplo de Mobilidade Sala de Reuniões > Escritório > Em trânsito

29 Exemplo de Mobilidade Sala de Reuniões > Escritório > Em trânsito > Empresa do cliente

30 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.

31 Computação Móvel Atualmente, 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. Atualmente, dispositivos móveis apresentam diferentes características de display e de entrada de dados, possuem diferentes capacidades de processamento, de armazenamento, de bateria e utilizam vários tipos de sistemas de comunicação. Redes de rádio celular, redes sem fio, conexões discadas ou de banda larga, são tipicamente utilizadas para acesso à Internet, sendo que, geralmente, os dispositivos implementam mais de uma destas tecnologias.

32 Redes de Futuras Gerações - NGN
A 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).

33 Always Best Connected - ABC
Objetivo 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.

34 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.

35 Hoje: Acesso Centralisado a Serviços Móveis
What is the problem? In the end of the day It has to do with the management of mobility in the future networks Today the telecommunication companies offer access and services, more or less in this way. The key points are: - in the server side, they have a system for billing and a system for authentication - in the client side, the mobile, they run applications which use a SIM to validate the transactions A A A – Authentication, Authorization, Accounting Roaming is seamless inside the cells

36 Hoje: Acesso Centralisado a Serviços Móveis
Third party can also provide services through the provider, using the validation system from the Access Provider

37 Hoje: Acesso Centralisado a Serviços Móveis
The system also allows for the providers to share their access facilities Roaming is still seamless, but the user is still linked to its original provider for validation Handovers are transparent are controlled by the providers. So, there is a strong link, and a contract, between the provider and the user. This happens for several reasons, including technical and regulatory ones.

38 No futuro: Acesso por Demanda!
Now, when we look at what is called a 4th Generation Network, we have a scenario much more complex. We have different technologies (wlan, gsm, bluetooth) We have different providers Different policies (QoS, Pricing, Security, Privacy, etc) Different Business Plans The problem is then, how to manage the switching between providers, making the proper adjustments, when the user moves around

39 Passe o controle ao usuário
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)

40 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

41 Rota em São Paulo, entre a Av. Paulista e a USP
Tunel Ponte Congestionamentos - Vários tipos de redes

42 Equipamento de teste (1):

43 Equipamento (2):

44 GPS Garmin 18 USB (o suporte não acompanha o produto  )
Equipamento (3): GPS Garmin 18 USB (o suporte não acompanha o produto  )

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52 Housingmaps.com Mashup

53 Chicagocrime.org Mashup

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57 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

58 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

59 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

60 Esta apresentação foi feita com a colaboração de...
Roberto Rigolin Renata Vanni Gustavo Traballi ? Roberto Sadao ... e a ajuda do Tanenbaum em alguns slides