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

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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-fioMóvelAplicações Não Computadores desktop em escritórios NãoSim Um notebook plug´ado em um quarto de hotel SimNãoRedes em prédios antigos e sem cabeamento Sim 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) n,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 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 ( a,b,g,e,n,etc ) multi-células. Baseado em figura do Tanenbaum

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

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

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

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

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

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

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

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

19 Sobre a tecnologia MIMO

20 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.

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

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38 No futuro: Acesso por Demanda!

39 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):

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44 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 Computa ç ão No desenvolvimento de interfaces inovadoras, buscando economia de energia, compactação e opera ç ão com multi-antenas No desenvolvimento de m é todos de codifica ç ão eficientes (para melhorar a rela ç ão sinal/ru í do, p. ex) Na construção de m ó dulos de comunica ç ão 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, aeron á utica, controle ambiental, etc) No desenvolvimento de sistemas de controle e de identificação (RFID) Em sistemas integrados, baseados em localiza ç ão (GPS) No desenvolvimento de dispositivos m ó veis 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 Distribu í dos Matem á tica Aplicada Á lgebra Linear

60 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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