Computação Móvel

1. Computação Móvel ESS AP AP IBSS BSS BSS Prof. Dr. Amine Berqia Email : bamine@ualg.pt Web : http://w3.ualg.pt/~bamine

2. Porque interessar-se ao CMOL (1) ? • Utilização crescente dos terminais portáteis em meio industrial e logístico, • Necessidade de um acesso permanente das populações nomades ao sistema de informação da empresa, para transmitir : • mensagens curtos • bips, numéricos, alfanuméricos. • voz • dados informáticos • telefax, ficheiros, textos, imagems.

3. Porque interessar-se ao CMOL (2) ? • Realizar instalações temporárias, • instaurar redes num tempo muito curto, • evitar a cablagem de salas, de ligações interconstruções, • Maturidade das tecnologias sem fios: telefonia celular digitalização das comunicações, miniaturização das interface • Flexibilidade das regras • Disponibilidade de novas frequências

4. Porque interessar-se ao CMOL (3) ? • Uma normalização europeia : • ao nível das infra-estruturas (norma ETS300/328) • para a atribuição das bandas de frequências (banda do 2.4 Ghz) • Normalização IEEE802.11 • Tecnologias • espectro rádio • infravermelho • óptica (laser)

5. Tecnoligias Sem Fios • A rádio • Quadro regulamentar vinculativo • 100 M à Kms • O infravermelho • não atravessa as paredes opacas ao IR • respeitar os ângulos de emissões • O laser • débito importante • ligações ponte à ponte

6. WLAN • 1990 : o projecto de lançar uma rede local sem fios é lançado. • IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) : • IEEE 802.11 • IEEE 802.15 • Hiperlan (High Performance Local Area Network) • HiperLAN

7. WLAN vs WPAN WLAN (802.11) para: - Interagir com infra-estruturas LAN; - Ser utilizado horas ou mesmo dias; - Equipamentos portáteis. WPAN (802.15) para: - Interagir com equipamentos pessoais; - Ser utilizado segundos ou mesmo alguns minutos; - Equipamentos móveis.

8. Server Access Port Server Funcionamento do WLAN Notebook iPaq Notebook Main Corporate Backbone Switch Server PalmPilot Mobile Phone

9. WLAN • família de protocolos WLAN (Wireless LAN) • Standard publicado em 2001, procedente de um projecto lançado em 1990 • define a camada física e a camada MAC • agrupe várias normas: 802.11 a, b (Wi-Fi: Wireless Fidelity), e, f, g, I... • todas as normas da série 802.11 apresentam a mesma arquitectura e descansam sobre o mesmo protocolo MAC

10. camada ligação de dados LLC 802.2 802.11f 802.11 – 802.11e – 802.11i camada física 802.11 DSSS FHSS IR 802.11b 802.11g 802.11a IEEE 802.11

11. IEEE 802.11 • As frequências situam-se na gama 2,4 GHz; • As comunicações podem fazer-se directamente de terminal à Terminal o passando por uma estação básica. • Os débitos variam : depende da técnica de codificação utilizada e a banda espectral da rede. • Rede IEEE 802.11 é Celular

12. Arquitectura IEEE 802.11 ESS AP AP IBSS BSS BSS AP: Access point, BSS : Basic Set service, ESS : Extented Set Service, IBSS Independent BSS.

13. WLAN na Europa, Ásia e EU US Europe and Asia Europa eÁsia EU • Higher density of population • Higher cellular penetration • Market dominated by mobile operators • Bigger reliance on public transportation, smaller homes • Consumer-oriented wireless data market • Higher penetration of laptop computers and PDAs • Higher Internet penetration • Higher 802.11 penetration • Airports and hotels as major hotspot locations • More advanced wireless data applications for business users • Higher density of population • Higher cellular penetration • Market dominated by mobile operators • Bigger reliance on public transportation, smaller homes • Consumer-oriented wireless data market Higher density of hotspots WLAN access as an extension of cellular data access Larger demand for wireless dataapplications from business users WLAN access as a substitutefor fixed LAN access

14. Método de Acesso • Dois métodos de acesso fundamentais a nível da camada MAC: • DCF (Distributed Coordination Function) : • Utilizado para permitir transferências de dados assíncronas em best esforço; • baseado no CSMA/CA • PCF (Point Coordination Function) : • Baseado na interrogação polling, controlados pelo ponto de acesso; concebido essencialmente para a transmissão dos dados sensíveis que pedem uma gestão do prazo.

15. Transmissões numa rede em modo infra-estrutura ponto de acesso –feito serviço de ponte entre a rede com cabos e a rede sem fios –ponto de passagem obrigatório da transmissão de estação sem fios à estação sem fios

16. Modo ad-hoc • Rede criada ao disparo entre estações próximas e não dispondo da infra-estrutura necessária para configurar uma rede mais elaborada (como um ponto de acesso). • As estações comunicam directamente entre elas (não de multisaltos). • Qualquer estação rádio deve ser à alcance de qualquer outra estação da rede. IBSS (Independent Basic Service Set)

17. Arquitecturas: síntese (AP : Access Point) (DS) IBSS (Independent Basic Service Set) Set of BSS = ESS (Extented Service Set) BSS (Basic Service Set)

18. Handover • O standard não fornece mecanismo de handover. • Soluções: –mecanismos proprietários (exemplo: inter Access Ponto Protocol (IAAP) de Lucent) não interoperabilidade –em cursos: 802.11 f: normalização dos protocolos entre pontos de acesso

19. Conexão dum cliente • ouve do ponto de acesso –passivo: o ponto de acesso envia regularmente mensagens para apresentar-se –activo: envio de um pedido sobre todos os canais possíveis • escolha de um ponto de acesso (em função: potência do sinal, taxas de erro, carga da rede...) • autenticação • associação

20. Autenticação (1) • sistema aberto: –uma estação A envia um pedido de autenticação à uma estação B –se a estação B aceita este modo de autenticação sem controlo, deve responder positivamente • sistema à chave • Access Control List: o ponto de acesso fornece o acesso apenas às estações com endereço MAC especificado na lista

21. station AP Autenticaçao request challenge text challenge text encryptado Autenticaçao : yes or no Autenticação (2)

22. Associação • O cliente envia um pedido de associação e espera uma resposta do ponto de acesso para associar-se. • Uma vez aceitado, o cliente selecciona o canal rádio mais adequado. • Periodicamente o cliente supervisiona os outros canais para localizar se não há outro não de acesso mais eficiente. • Se deslocando-se o cliente recebe melhor o sinal de um novo ponto de acesso, dissocia-se do seu ponto de acesso de origem e envia um pedido de reassociação ao novo ponto de acesso. • tráfego rede demasiado elevada sobre ponto de acesso de origem • reassociação com um ponto de acesso menos encarregado. Para evitar estas reassociações, existe uma função equilibragem da carga num ESS.

23. HiperLAN (1) • ETSI : European Telecommunications Standards Institute • HiperLAN : High Performance Local Area Network • HiperLAN 1 • HiperLAN 2 • HiperLAN 3 (WLL Wireless Local Loop) • HiperLAN 4

24. HiperLAN (2) MAC MAC MAC MAC Camada Fisica Camada Fisica Camada Fisica Camada Fisica 5 GHz 5 GHz 17 GHz 5 GHz 23 Mbit/s 20 Mbit/s 155 Mbit/s 23 Mbit/s HiperLAN Tipo 4 ATM Sem Fois Interconexão HiperLAN Tipo 1 LAN Sem Fois 802 HiperLAN Tipo 2 ATM Sem Fois Acesso Curto alcance HiperLAN Tipo 3 ATM Sem Fois Acessos a distância ATM : Asynchronous Transfer Mode DLC : Data Link control MAC : Medium Access Control

25. Arquitectura HiperLAN Camada Rede Camada DLC Liaison Camada MAC Camada CAC Camada MAC Camada Fisica Camada Fisica Camada Fisica CAC : Channel Access Control MAC : Medium Access Control DLC : Data Link Control OSI : Open Systems Interconnection

26. Grupo A • Utilização de banda do espectro sem licença 2,45 GHz; • muito baixo custo para instaurar em lugar e utilização; • Dimensão reduzida; • Modo sem conexão; • Possibilidade superposition com o IEEE 802.11.

27. Grupo B • Utilização de uma camada MAC (Medium Access Control) até 100 kbit/s; • Possibiltés para todas as máquinas de comunicar entre elas; • Utilização de QoS para autorizar certas aplicações; • Até 10 m de alcance; • Tempo máximo um segundo para se conectar rede.

28. Grupo C • Segurança da comunicação; • Transmissão do vídeo; • Possibilidade de roaming.

29. Overview

30. HIPERLAN Camadas, Serviços Protocolos LLC layer MSDU MSDU MAC service MSAP MSAP HMPDU HM-entity HM-entity MAC layer MAC protocol HCSDU HCSDU CAC service HCSAP HCSAP HCPDU HC-entity HC-entity CAC layer CAC protocol PHY service data bursts HP-entity HP-entity PHY layer PHY protocol

31. WATM (Modo de transferência Assincrono Sem Fios) Prof. Dr. Amine Berqia Email : bamine@ualg.pt Web : http://w3.ualg.pt/~bamine

32. Introducão • A tecnoligia surgiu do ITU-T durante o desenvolmento da arquitectura B-ISDN; • ATM foi a tecnica desenvolvida para o transporte de informacões nessas redes; • ATM intruduz conceitos novos e diferentes daqueles utilizados em redes de pacotes de tipo Ethernet (Célula, circuitos virtuais) • Hoje està amplamente disseminada em equipamentos de redes LAN e redes WANs

33. Conceitos Gerais • Célula • Circuitos Virtuais • Camadas ATM

34. Célula ATM Célula de tamanho fixo 53 bytes, sendo 5 destinados ao header e 48 são dados (payload) 8 7 6 5 4 3 2 1 bits GFC VPI 1 bytes VPI VCI 2 GFC : Generic Flow Control VPI : Virtual Path Identifier VCI : Virtual Channel Identifier PTI : Payload Type Indicator CLP : cell loss Priority HEC : Header Error Check VCI 3 VCI PTI 4 CLP HEC 5 PAYLOAD 48 bytes

35. Circuitos Virtuais

36. Camadas ATM Plano de Gernciamento Plano de Controle Plano de Utilizador Protocolos Sinalizacão ATM Camadas Superiores de Rede Camada Adaptacão ATM De Sinalizacão Camada Adaptacão ATM Camada ATM Camada Física

37. Camda Física A camada Física do modelo ATM é subdividida em duas sub-camadas : PMS – Physical medium Sublayer TCS – Transmission convergence Sublayer PMS : define as características do meio físico utilizado; TCS : responsável por diversas tarefas (geração dos bits de control de erro, detecção erros nos cabeçalhos …); SONET – Synchronous Optical Network SDH – Synchronous Digital Hierarchy

38. Camada ATM • Camada responsável pelas células ATM; • Extração/adição do cabeçalho de célula; • Multiplexagem e demultiplexagem de células de diferentes conexões em um único fluxo de células; • Inplementacão do mecanismo de control de fluxo na interface de rede do utilizador.

39. Camada de Adaptacão (1) Camada de Adaptacão ATM (Adaptation ATM Layer – AAL), adapta protocolos de camadas superiores à Camada ATM; Consiste em duas subcamadas : CS – Subcamada de Convergência SAS – Subcamada de Segmentação e Adição Acomodar os dados vindos de várias fontes com diferentes características;

40. Camada de Adaptacão (2) AAL5

41. Protocolos Entre Dispotivos e Switches UNI – User to Network Interface NNI – Network to Network Interface

42. Qualidade de Serviço QoS • CBR – Constant Bit Rate (Transporte de voz); • rt-VBR – real time Variable Bit Rate (videoconferência em tempo real); • nrt-VBR – non real time Variable Bit Rate (video gravado); • ABR – Available Bit Rate (estações de trabalho de borda com interface de rede ATM); • UBR – Unspecified Bit Rate (switch de rede com uplinks ATM).

43. Futuro da Tecnologia ATM • Fast/Gigabit Ethernet para LANs e ATM para MAN e WAN; • Os preços dos equipamentos ATM começarão a ser mais competitivos;

44. WATM • WATM (Wireless Asynchronous Transfer Mode) • WATM = ATM + Radio Access • 1996 pelo ATM Forum Working Group (WG) • Mobilidade com : • High-speed • Quality of service (QoS)

45. Exemplo duma rede WATM

46. WLAN vs WATM • ATM Forum’s standard • Provides end to end ATM connectivity and Quality of Service (QoS) • Service provided by the operating company • An evolvingtechnology • WATM • IEEE 802.11 standard • Supports TCP/IP applications • LAN applications • Product for privateuse • Maturetechnology • WLAN

47. Links • www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/ atm.htm • www.pcc.qub.ac.uk/tec/courses/network/SDH-SONET/sdh-sonetV1.1a_1.html • www.cse.ohio-state.edu/~jain/atm/ftp/atm_watm.pdf

48. Prof. Dr. Amine Berqia Email : bamine@ualg.pt Web : http://w3.ualg.pt/~bamine

49. Bluetooth O nome da tecnologia provém do nome dum antigo Rei Viking, HaraldBlåtand(em inglês Blåtand = Bluetooth) que viveu na segunda parte do século X.

50. O que é o Bluetooth ? • Tecnologia de comunicações sem fios que visa a interligação de vários equipamentos e recursos • Originalmente projectado para a interligação de telefones móveis e computadores portáteis • Tecnologia de radio-frequência de curto alcance e baixo custo que consome pouca energia • Uma especificação define globalmente o sistema, desde o rádio até às aplicações • Os níveis de protocolo podem ser implementados tanto a nível de hardware como de software, repartindo funcionalidades entre si.