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Infra-Estrutura de Redes Professor: Fábio Alencar Mendonça 2º semestre Curso: Redes de Computadores.

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1 Infra-Estrutura de Redes Professor: Fábio Alencar Mendonça 2º semestre Curso: Redes de Computadores

2 Infra-Estrutura de Redes Estudo da Camada física Unidade 4 Meios sem fio

3 Infra-Estrutura de Redes Ondas de Rádio Sinais de RF são sinais de alta freqüência que se propagam por um condutor de cobre e são irradiados no ar através de uma antena. Uma vez ao ar livre, se propagam em linha reta e em todas as direções.

4 Infra-Estrutura de Redes Espectro de Freqüência Distribuição das freqüências da radiação eletromagnética. A luz visível pelo olho humano: 400 THz a 750 THz. A luz ultravioleta: 750THz a THz. Radiação infravermelha: abaixo de 400 THz Ondas de rádio AM/FM, telemetria, radar: abaixo de 400 THz. Controles remotos de garagem: 40 MHz Telefones sem fio: 900 MHz ou 2,4 GHz.

5 Infra-Estrutura de Redes Comunicação Wireless rede de computador sem a necessidade de usar cabos ou simplesmente rede sem fio A infra-estrutura: o ar ou o vácuo. Exemplos de tecnologias destinadas à transmissão de dados: Raios infravermelhos: presente no controle remoto. Bluetooth: telefone celular Wi-fi: notebook. WiMax ZigBee

6 Infra-Estrutura de Redes Wireless Vantagens: Mobilidade Instalação rápida. Redução de custo. Escalabilidade. Desvantagens: Menor imunidade a interferência Aumento da energia eletromagnética. Menor largura de banda.

7 Infra-Estrutura de Redes Wireless – Aplicações

8 Infra-Estrutura de Redes Wireless – Aplicações

9 Infra-Estrutura de Redes Infravermelho Raios próximos à luz visível. Não ultrapassam paredes. Estão mais sujeitos a interferências Restringida a ambientes fechados Operando a 1 Mbps ou 2 Mbps. Formas de realização: reflexão (difusão): comunicação entre o emissor e um ou mais receptores é realizada através de um ponto de reflexão. não deve existir obstáculo linha direta (direta): focados e dirigidos diretamente a um receptor sem ponto intermediário.

10 Infra-Estrutura de Redes Conversor IR - Serial Notebook com porta IR Teclado IR para Palm IR Wireless Access Point AP para Palm Infravermelho

11 Infra-Estrutura de Redes Composto por estações terrestres (antenas parabólicas) e meios de transporte orbital (satélite). Sinal enviado da unidade da terra = uplink; Sinal recebido enviado do satélite = downlink; Órbita geossíncrona ou geoestacionária (GEO)= Km distante da linha do equador; Satélite Estacionário = satélite GEO que completa sua volta em torno da Terra ao mesmo tempo que esta contorna seu eixo; Delay 274, 470, 1050 ms. Microondas: atraso de 3ms/km. Cabo coaxial: atraso de 5ms/km. Sistema de Comunicação Satélite

12 Infra-Estrutura de Redes Linha Equador Km Terra downlink uplink órbita Satélite GEO estacionário Antena parabólica transmissora Antena parabólica receptora Curvatura da Terra Sistemas de Comunicação Satélite

13 Infra-Estrutura de Redes A capacidade da largura de banda depende da frequencia do satélite. Freqüências\uplinkdownlink C6 GHz4GHz Ka28GHz18GHz Ku14GHz12GHz VAcima de 30GHzEm estudo Vantagem Atingem áreas geograficamente remotas. Não há taxas de aluguel de linhas para os donos do satélite. Desvantagem Atraso da propagação (alta latência). Número limitado de satélites. Alto custo de implementação e manutenção. Período limitado de operação. Interferências (chuva, nevoeiro, poluição). Suscetíveis a intrusão. Sistema de Comunicação Satélite

14 Infra-Estrutura de Redes Projetos Teledesic Network: 840 satélites de órbita baixa (entre 300 e 1200 milhas) para voz, dados e video. Possui baixo atraso de propagação. Iridium: serviço de telefonia celular via satélite. Custo alto. Globalstar: cobre algumas áreas do planeta (entre as latitudes 70 0 norte e 70 0 sul). Sistemas de Comunicação Satélite

15 Infra-Estrutura de Redes Globalstar

16 Infra-Estrutura de Redes Sistemas de Micro-ondas Ondas RF na faixa de 2 a 40GHz; Transmissão de linha visada; Possui pequeno comprimento: sofre degradação ao encontrarem obstruções; A curvatura da terra pode tornar-se um fator limitante;

17 Infra-Estrutura de Redes Micro-ondas As freqüências são controladas pelo governo (necessário autorização) Os canais trabalham tipicamente com velocidades de 1 a 10Mbps. Utiliza antenas parabólicas direcionais. Desvantagens Propagação afetada por tempestades e fenômenos atmosféricos. Interferências eletromagnéticas e monitoração do sinal.

18 Infra-Estrutura de Redes Bluetooth Uso de ondas RF permanente, de curto alcance e de baixa potência; Criado pelo Ericson (1994): chamadas de portáteis via telefone celular. Freqüência de operação em 2,4 GHz, em uma distância de 10 m compartilham até 720 kbps; Aplicações: fone de ouvido de um telefone celular; impressoras, teclado e mouse; MP3 player; redes domésticas para monitorar aparelho de ar-condicionado, forno, etc. Fone de ouvido Cartão de PDA

19 Infra-Estrutura de Redes Access Point Adaptador para USB PC Card Adaptador para impressora Bluetooth

20 Infra-Estrutura de Redes Wi-Fi (Wireless Fidelity) Nome comercial para o comitê do IEEE. Divide-se em 3 padrões, que integram a chamada arquitetura x: b: frequencia de 2,4 GHz. Taxa de transferência: 11 Mbps (real: 5,2 Mbps) a: frequencia de 5 GHz. Taxa de transferência: 54 Mbps (real: 28 Mbps). Não pode ser utilizada no continente europeu g: frequencia de 2,4 Ghz. Taxa de transmissão: 54 Mbps. Dispositivos com compactação de dados: 108 Mbps.

21 Infra-Estrutura de Redes Topologia da Rede Cada computador é chamado de estação, indicado pela sigla STA (station). Pode ser configurada como: Ponto-a-ponto (peer-to-peer), neste caso chamada de rede Ad- Hoc, em que 2 ou mais STA falam diretamente uma com a outra. Modo infra-estrutura, em que a comunicação é centralizada em um ponto de acesso (Acess Point) em que toda comunicação entra as STA é realizada por este ponto de acesso.

22 Infra-Estrutura de Redes Topologia da Rede Ad-Hoc Vem do latim e significa apenas para este propósito. Comunicação entre equipamentos, sem o uso de um concentrador para redes sem fio. Nestes modo qualquer máquina pode se comunicar com qualquer outra máquina, desde que uma esteja situada dentro da zona de alcance de sinal da outra.

23 Infra-Estrutura de Redes Topologia da Rede – Infra-estrutura Quando os nós são interconectados entre si ou entre outras redes através de um Access Point (AP). Pontos de acesso são utilizados para todas as comunicações em redes nesta topologia. A comunicação entre 2 estações é a seguinte: primeiro a estação origem envia os dados ao AP e em seguida este transfere os pacotes à estação destino.

24 Infra-Estrutura de Redes Tecnologia de rede sem fio para abrangência de uma cidade. WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) Estudo de caso: Montar uma rede WiFi para 49 pontos de uma empresa, espelhadas em uma área urbana com raio de 35Km. Como obstáculos prédios, lagos, topografia acidentada, distâncias superiores a 8 Km, com mais de 25 usuários e em áreas com alta poluição de espectro. Inicialmente constatou-se que muitos dos pontos não têm visada entre si. Alguns estão em áreas em que não há um prédio no qual se poderia instalar uma antena e em diversos seriam necessárias obras civis para a instalação de torres para antenas. WMAN´s

25 Infra-Estrutura de Redes Padrão : padrão que define novas tecnologias de redes sem fio que serão utilizadas nas comunicações sem fio metropolitana; 50 km de distância em área livre com acesso à internet sem fio, em velocidade de até 74 Mbps. 8 a 10 km em áreas de alta densidade populacional. Capacidade de atender milhares de usuários com 1 única estação base. Conforme indica a Intel, o grupo de trabalho do padrão IEEE estão investindo na evolução da operação fixa à portabilidade e mobilidade. A e corrigirá a especificação base para habilitar a operação fixa, a portátil e a móvel. Os grupos f e g se encarregam das interfaces de administração da operação fixa e móvel. A modulação utilizada (OFDM) é capaz de transmitir múltiplos sinais simultaneamente e em diferentes frequencias. WMAN´s – WiMax Características

26 Infra-Estrutura de Redes A Intel criou uma rede de internet sem fio de alta velocidade em Parintins (AM). Em parceira com o governo a companhia instalou uma rede WiMAX em um centro de saúde, 2 escolas públicas, um centro comunitário e na universidade locais. Teve como objetivo, além de testar a implantação e operabilidade da rede, oferecer melhorias em saúde e educação com a tecnologia. Estima-se que a rede serviu cerca de 1,5 mil estudantes e 10 mil membros da comunidade de Parintins, que tem 114 mil habitantes. Participam do projeto: Intel, CISCO, CPqD. Embratel, Proxim, Fundação Bradesco, Universidade Estadual da Amazônia, Universidade Federal da Amazônia e Universidade de São Paulo. Investimento de US$ 1 bilhão Fonte: Information Week – 13 de outubro de 2006 WMAN´s – WiMax Caso brasileiro

27 Infra-Estrutura de Redes Rede celular: ser wireless e oferecer distribuição das áreas de cobertura. Celular: rede formada por células. As células são estações rádio-base ou antenas com capacidade de cobertura limitada a uma determinada região. Para formar uma rede com cobertura abrangente utilizam-se várias células, como mostra a figura abaixo. WWAN´s

28 Infra-Estrutura de Redes Rede Celular – Componentes

29 Infra-Estrutura de Redes Radio Frequency Identification – RFID Termo genérico para tecnologias que utilizam ondas de rádio como meio para identificação automática de itens individuais. É composto por: Tags – composto por chip + antena sendo fixado no item a ser identificado. Leitor – Captura e/ou altera as informações armazenadas nos tags.

30 Infra-Estrutura de Redes RFID Aplicações Controle de Acesso. Cadeia de Suprimentos – Logística. Pedágios (Sem Parar) Vale Transporte (ônibus). Comandas (Restaurantes / Casas Noturnas) Informações sobre o produto (roupas). Histórico de manutenções. Pecuária (rastreamento de bovinos, caprinos etc)

31 Infra-Estrutura de Redes RFID Freqüências de Operação Baixa – 125 KHz. (alcance ~ até 30cm) Alta – 13,56 MHz. (até 90 cm) UHF – MHz.(de 3m à 6m) Problemas Leitores: Colisões / Duplicidade. Tags: Colisões vários tags respondendo simultaneamente. Metal e água. interferência com rede

32 Infra-Estrutura de Redes RFID

33 Infra-Estrutura de Redes RFID RFID x Código de Barras CaracterísticasRFIDCódigo de Barras Resistência MecânicaAltaBaixa FormatosVariadosEtiquetas Exige Contato VisualNãoSim Vida ÚtilAltaBaixa Possibilidade de EscritaSimNão Leitura SimultâneaSimNão Dados ArmazenadosAltaBaixa Funções AdicionaisSimNão SegurançaAltaBaixa Custo InicialAltoBaixo Custo de ManutençãoBaixoAlto ReutilizaçãoSimNão

34 Infra-Estrutura de Redes Rede Mesh Redes com topologia dinâmica, variável e de crescimento orgânico, constituída por nós cuja comunicação, no nível físico, é feita através de variantes do padrão IEEE e , e cujo roteamento é dinâmico. Sua evolução é a partir das redes móveis ad-hoc.

35 Infra-Estrutura de Redes Rede Mesh O backbone da rede mesh é sem fio e o acesso dos nós clientes podem ocorrer com ou sem fio. Exemplos de projetos pilotos: Niterói (RJ) MIT (EUA) Califórnia (EUA) Grécia Objetivos: Oferecer acesso a internet a Universidades e escolas próximas. Construção de cidades digitais (Dublin, Taipei, Pittsburgh e Filadélfia). Construção de redes de acesso comunitárias permitindo acesso à Internet para os que não podem arcar com altos custos de conexão de faixa larga tradicional.

36 Infra-Estrutura de Redes Rede Mesh A maioria das redes requer que o cliente se desconecte e reconecte aos pontos de acesso à medida que percorre uma área de cobertura. Com uma rede mesh, não há a queda ou atraso típicos de sistemas que demandam a reconexão. As redes mesh também evitam o efeito de latência e a redução em largura de banda vistos usualmente na maioria dos sistemas à medida que o usuário se afasta de pontos de acesso.


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