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Comunicação Subaquática

Comunicação Subaquática. Autor : Daniel Vega Simões Professores : Luis Henrique Maciel Costa e Otto Muniz Bandeira Duarte Disciplina : Redes de Computadores II. Outubro 2008. Índice. Motivação Desafios do Meio Comunicação Subaquática Tendências Futuras Conclusão

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Comunicação Subaquática

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Presentation Transcript

  1. ComunicaçãoSubaquática Autor: Daniel Vega Simões Professores: Luis Henrique Maciel Costa e Otto Muniz Bandeira Duarte Disciplina: Redes de Computadores II Outubro 2008

  2. Índice • Motivação • Desafios do Meio • ComunicaçãoSubaquática • TendênciasFuturas • Conclusão • Perguntas e Respostas • Bibliografia

  3. Motivação • AbordagemAtual • Dispositivos no fundo do lagoou mar • Coleta de dados por tempo determinado • Recuperação dos dispositivos

  4. Motivação • Vantagens • Dispositivosmais simples • Preçomaisacessível • Desvantagens • Dados coletadosapenas no fimdacampanha • Impossívelreconfigurarosdispositivos • Restrição de capacidade de armazenamento • Qualquerfalhacomprometetoda a campanha

  5. Motivação • Solução ComunicaçãoSubaquática • Formação de umaredesubaquática • Comunicação entre osnós • Comunicação entre osnós e uma base terrestre

  6. Motivação • Aplicações • Dados oceanográficos • Ex: correntemarítima, temperatura, salinidade • Prevenção de catástrofesnaturais • Militares • Submarinos

  7. Motivação • Aplicações • Exploração, perfuração e produção de petróleo e gás • Posicionamento de equipamentos • Condiçõessubaquáticas • Auxílio à navegação • Ambientais • Ex: pH, salinidade, poluentesquímicos • Fiscalização

  8. Desafios do Meio • Comunicaçãoeletromagnética e óptica • Poucoeficientes • Eletromagnética • Atenuações • Alta potência e baixafrequência Grandesantenas • Ópticas • Absorçãodaluzpelomeio • Difrações • Alinhamento

  9. Desafios do Meio • Melhoropção ComunicaçãoAcústica • Limitações • Banda passante • Maiordistância • Maiorabsorção

  10. Desafios do Meio • Melhoropção ComunicaçãoAcústica • Limitações • Velocidadedaondaeletromagnética no ar • 300.000 km/s • Velocidade do somnaágua • 1500 m/s  Latência • Maiornúmero de colisões • Ex: nósseparados de 150 metros  100 ms

  11. Desafios do Meio • Melhoropção ComunicaçãoAcústica • Limitações • Reverberações  Alta taxa de erros

  12. Desafios do Meio • Melhoropção ComunicaçãoAcústica • Limitações • Bateria • Dificuldade de troca • Custos com transporte e equipamentos

  13. ComunicaçãoSubaquática • Camadas de ComunicaçãoemRede

  14. ComunicaçãoSubaquática • CamadaFísica • Funções • Transmissor Conversão de bits emsinais • Receptor  Conversão de sinaisem bits • ComunicaçãoAcústica • SOundNAvigation and Ranging (SONAR)

  15. ComunicaçãoSubaquática • SONAR • Presença de obstáculosparaosnavios • Comunicação com código Morse emsubmarinos • Presença de naviosinimigosemterritórionacional • SONAR ativo e SONAR passivo

  16. ComunicaçãoSubaquática • SONAR ativo • Semelhanteaosistema de localização e comunicação de morcegos e golfinhos • Criação de um pulso de som • Escuta do eco do somrefletidopeloobjeto • Distânciacalculadapelamedida do tempo de ida e volta do pulso

  17. ComunicaçãoSubaquática • SONAR ativo

  18. ComunicaçãoSubaquática • Camada de Enlace • Funções • Transmissor Dividirpacotesemquadros • Ex: tamanho do quadro, número de sequência etc • Receptor  Verificarintegridade dos quadros • Cyclic Redundancy Check (CRC) • Receptor  Montarosquadrosnaordemcerta

  19. ComunicaçãoSubaquática • Camada de Enlace • Controle de AcessoMúltiploaoMeio • Métodos • Frequency Division Multiple Access (FDMA) • Faixa de frequênciaexclusivaparacadanó • Inviáveldevido à bandapassante • Time Division Multiple Access (TDMA) • Divisãoemintervalos de tempo • Inviáveldevido à latência e à necessidade de sincronismo

  20. ComunicaçãoSubaquática • Camada de Enlace • Controle de AcessoMúltiploaoMeio • Métodos • Code Division Mutiple Access (CDMA) • Inserção de códigos de pseudo-ruídonastransmissões • Utilizaçãodamesmafaixa de frequência

  21. ComunicaçãoSubaquática • Camada de Enlace • Protocolos • ALOHA • S-ALOHA • CSMA • CSMA-CD • Outros

  22. ComunicaçãoSubaquática • Camada de Rede • Pró-ativos, reativosougeográficos • Pró-ativos • Atualização e divulgaçãoconstante das tabelas • Sobrecargadarede Nãorecomendado • Reativos • Fazem a rotaquandonecessário • Maiorlatência e sobrecarga  Nãorecomendado • Geográficos • Localizaçãoconhecida • Falta de GPS  Nãoviávelainda

  23. TendênciasFuturas • CamadaFísica • Controleautomáticodapotência de transmissão • Camada de Enlace • CDMA com soluçõesquepermitamhibernação • Camada de Rede • MúltiplosSaltos • Baterias • Dispositivosmaisautônomos • Preços • Queda dos preçosdevido à difusãodatecnologia

  24. Conclusão • Tecnologiaemdesenvolvimento • Custoelevado • Padrõesnãodefinidos • Grande potencial • Grande número de aplicaçõescientíficas e comerciais

  25. ComunicaçãoSubaquática Autor: Daniel Vega Simões Professores: Luis Henrique Maciel Costa e Otto Muniz Bandeira Duarte Disciplina: Redes de Computadores II Outubro 2008

  26. Perguntas e Respostas • Qual o método utilizado atualmente para coleta de dados subaquáticos? Cite algumas vantagens de desvantagens.

  27. Perguntas e Respostas • Qual o método utilizado atualmente para coleta de dados subaquáticos? Cite algumas vantagens de desvantagens. • Cite 2 aplicações práticas das redes subaquáticas.

  28. Perguntas e Respostas • Qual o método utilizado atualmente para coleta de dados subaquáticos? Cite algumas vantagens de desvantagens. • Cite 2 aplicações práticas das redes subaquáticas. • Quais os problemas que ocorrem com as ondas eletromagnéticas e a comunicação óptica nos meios subaquáticos?

  29. Perguntas e Respostas • No que se baseia o funcionamento do SONAR?

  30. Perguntas e Respostas • No que se baseia o funcionamento do SONAR? • Quais os 2 problemas que inviabilizam a utilização do método TDMA para controle de acesso ao meio?

  31. Bibliografia • [1] Sozer, E.M., Stojanovic, M., e Proakis, J.G. (2000). "UnderwaterAcoustic Networks" em IEEE JournalofOceanicEngineering, Vol. 25, No. 1. • [2] Heidemann, J., Ye, W., Wills, J., Syed, A., e Li, Y. "ResearchChallengesand Applications for Underwater Sensor Networking". InformationSciencesInstitude, UniversityofSouthernCalifornia. • [3] Proakis, J.G., Sozer, E.M., Rice, J.A., Stojanovic, M. (Nov. 2001). "ShallowWaterAcoustic Networks" em IEEE Communications Magazine, páginas 114-119. • [4] Akyildiz, I.F., Pompili, D., e Tommaso, M. "Challenges for Efficient Communication in UnderwaterAcoustic Sensor Networks". GeorgiaInstituteofTechnology, Atlanta, GA. • [5] Partan, J., Kurose, J., e Levine, B.N. (2007). "A SurveyofPracticalIssues in Underwater Networks" em Mobile Computing and Communications Review, Vol. 11, No. 4, páginas 23-33. • [6] Penteado, D., Costa, L. H. M. K., Pedroza, A. C. P., e Duarte, O. C. M. B. (2008). "Redes Acústicas de Sensores Subaquáticos: Estado da Arte, Desafios e Tendências". Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ.

  32. ComunicaçãoSubaquática Autor: Daniel Vega Simões Professores: Luis Henrique Maciel Costa e Otto Muniz Bandeira Duarte Disciplina: Redes de Computadores II Outubro 2008

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