Redes de Datos Inalámbricas - LDC

Redes de Datos Inalámbricas
Prof. Wílmer Pereira
UCAB/USB
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Espectro Electromagnético
Permite movilidad (celular, laptop, PDA) y
cada servicio se sintoniza a distintas portadoras
IEEE802.11 (WiFi)
IEEE802.15.1 (Bluetooth, ZigBee,UWB)
IEEE802.16 (WiMax)
Las frecuencias son asignadas por organismos públicos en cada país
(CONATEL en Venezuela, FCC en USA, ITU a nivel internacional)
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Asignación del Ancho de Banda
Concurso de Méritos
Corrupción a empleados públicos
Sorteo
Compañías sin interés y revenden
Subasta
Desesperación de empresas por obtener anchos de banda =>
sobreprecio => bancarrota
Bandas ISM
Poca potencia => poco alcance
Interferencia entre distintos estandares
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Multiplexado
Se usa tanto digital como analógico
FDM
(Frecuency Division Multiplexing)
El espectro se divide en canales exclusivos para cada comunicación (analógico)
TDM
(Time Division Multiplexing)
El ancho de banda lo tiene todo el canal lógico pero sólo por cierto tiempo (digital)
FHSS o DSSS
Técnicas de espectro disperso …
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Medios Inalámbricos
Radio:
Mayor de 1 Mhz y menor de 100 MHz
Omnidireccional y penetra edificios
VLF, LF y MF (radio AM) viaja pegado a la tierra
HF (radio FM) viajan rebotando de la ionosfera
Radio aficionados HF y VHF (por encima de radio FM)
Micro Onda:
Mayor de 100 MHz y menor de 100 GHz
Direccional y no penetra edificios
Afectado por lluvia y por desfase en tiempo (refracción)
Bandas libres ISM (900 MHz, 2,4 GHz y 5 GHz) para:
controles de garages, hornos microondas
teléfonos inalámbricos, alarmas de carros, etc
Infrarojo:
Distancias cortas y no atraviesa objetos sólidos
Más seguro y sin licencias pero no se puede usar en pleno sol
Laser:
Barato, alto ancho de banda y no requiere licencia
Perturba niebla y lluvia
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Estándares Inalámbricos por Cobertura
WPAN:
Wireless Personal Area Network
IEEE802.15
Bluetooth (IEEE802.15.1)
ZigBee (IEEE802.15.4)
Ultra Wide Band (IEEE802.15.3)
WLAN:
Wireless Local Area Network
IEEE802.11
WiFi (a, b y g)
WMAN:
Wireless Metropolitan Area Network
IEEE802.16
WiMax (IEEE802.16)
Mobile Broadband Wireless Access (IEEE802.20)
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
WLAN: IEEE802.11 (WiFi)
Inspirado en IEEE802.3 (CSMA/CD),
con velocidades de transmisión entre 11 Mbps a 54 Mbps
A dos capas: física y MAC
Capa Física: 802.11a, 802.11b y 802.11g
Infrarojo:
Corto alcance
Seguro
Muchos standards
Radio:
Largo alcance
Bajos niveles de potencia < 1 Watt
Usa secuencia ortogonales para representar los 1
FCC definió tres bandas de frecuencia (ISM)
902-928 MHz
26MHz
2,4-2,48 GHz
83.5 MHz
5,72-5,85 GHz
125 MHz
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Capas del Modelo Inalámbrico
F
I
S
I
C
A
Infrarrojo: 1-2 Mbps. Se usa en impresoras y PDA.
FHSS (Espectro Disperso con Saltos de Frecuencia): 1-2 Mbps. 79 canales sobre 2,4 GHz
Con semilla se producen números pseudo-aleatorios
Estadía en cada frecuencia < 400 mseg. Bueno ante interferencias
DSSS (Espectro Disperso de Secuencia Directa): 1-2 Mbps, 2.4 GHz, como CDMA
Se pretendió que fuera un standard pero se libero en mayo 2002
OFDM (Multiplexion por División de Frecuencias Ortogonales): 54 Mbps, 5GHz
IEEE802.11a, como espectro disperso, mas canales descendentes
Compatible con HyperLAN (standard europeo)
HR-DSSS (Espectro Disperso de Secuencia Directa de Alta Velocidad): 11 Mbps, 2.4 GHz
IEEE802.11b, más lento que IEEE802.11a pero mas eficiente
OFDM2.4 (Multiplexion por División de Frecuencias Ortogonales 2.4GHz): 54 Mbps, 2.4 GHz
IEEE802.11g
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Capa de Acceso al Medio
Permite conexión no cableada
más mobilidad de computadores
Dos capas (uso del espectro y manejo y contención del canal)
Imposibilidad de detectar colisiones al transmitir
Problemas típicos de transmisión inalámbrica:
(1) Estación oculta (A transmite a B y no vé que C también)
M (2) Estación expuesta (B transmite a A y C cree que no puede a D)
E
N
L A
A
C
E C
A
B
C
D
No todas las estaciones se ven por su radio de cobertura
Puede haber transmisión simultanea aún con medio compartido
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Protocolo IEEE802.11
Capa MAC: (CSMA/CA = Carrier Sense Multiple Access/Colision Avoidance)
MACAW
Gestiona el espectro compartido, evitando colisiones
Si dos estaciones siente libre el canal, espera un tiempo aleatorio
antes de transmitir. El tiempo es calculado (backoff factor) para
evitar al máximo las colisiones.
Cuando puede transmitir debe:
El emisor enviar un RTS con el tamaño del paquete
Si el receptor escucha el paquete, responde con CTS
El emisor envía el paquete y espera un ACK del receptor
Entretanto las demás estaciones esperan un tiempo NAV
Este intercambio evita el problema de la estación oculta
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Configuraciones IEEE802.11
Ad-hoc (red sin estructura)
Cada nodo se comunica entre si.
Usa algoritmos de selección de máquina maestro (SAE)
También algoritmos de inundación o difusión
Contruyen un árbol expandido
DCF (Función de Coordinación Distribuida)
MACAW
Infraestructura (alrededor de un concentrador inalámbrico)
Fixed Access Points conectados mediante cables a la red
Precios para Access Points oscilan entre1300.000 y 300.000 Bs
No hay reglas en colocación de Access Points, depende del entorno
PCF (Función de Coordinación Puntual)
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
Trama Guía o Faro
POSTGRADO
Enfoque con Estación Base (PCF)
Una estación base controla el canal preguntando, por sondeo, a cada estación
Una trama guía (10 a 100 mseg) indica: tiempo de permanencia, reloj, etc
Cada estación debe subscribirse para obtener los derechos de transmisión
La estación base puede colocar en hibernación a cualquier estación
Dado que el canal es muy ruidoso, se fragmenta para retransmitir menos
PCF y DCF pueden coexistir ...
SIFS: Cualquier estación puede enviar CTS, RTS o ACK´s de fragmentos
PIFS: Sólo trama guía o trama de sondeo y de datos de la estación base
DIFS: Cualquier estación pude tomar el canal y si hay colisión EBO)
EIFS: Reportar tramas erroneas
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Tramas 802.11 Wi-FI
Control:
tipo de trama, manejo de fragmentación,
retransmisiones, hibernación, cifrado, etc
Duración:
para definir NAV
Secuencia: numeración de fragmentos
Direcciones: donde está y hacia donde hace el handover.
Servicios:
Entre celdas:
Asociación (PCF)
Disociación
Reasociación
Distribución (enrutamiento) Integración (gateway)
Dentro de la celda:
(despues de la asociación)
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Autentificación (no reciproca …)
Privacidad (RC4)
Prof. Wílmer Pereira
Desautentificación
Entrega de Datos
POSTGRADO
WMAN: IEEE802.16 (WiMax)
Servicio banda ancha inalámbrica IEEE802.16 para
servicios multimedias: dato, voz y video.
El ancho de banda oscila entre 5 y 66 GHz
802.11
vs
802.16:
802.16 tiene más alcance con menor pérdida por ser un ancho de banda
más alto pero ... es afectado por fenómenos atmosféricos
802.16 (OC) ofrece más usuarios por celda que 802.11 (NOC, aunque …)
802.11 soporta usuarios móviles pero no 802.16 (no tiene handoff pero IEEE802.16e si!)
802.16 tiene seguridad obligatoria y es direccional (802.11 es omnidireccional)
QAM-64 a 150 Mbps
QAM-16 a 100 Mbps
QPSK a 50 Mbps
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Capas IEEE802.16
La capa superior permite integración con cualquier protocolo
Autentificación (RSA), privacidad (TripleDES) e integridad (SHA-1)
La capa 2, en general, ofrece:
tasa de bits constante (voz comprimida)
tasa de bits variable en tiempo real (multimedia comprimida)
tasa de bit variable no en tiempo real (transmisión pesada diferida)
mejor esfuerzo (sin sondeo y compitiendo)
El sondeo es permanente para adecuarse al servicio del usuario. Si envía
poco, coloca la estación en un grupo de multidifusión
Asignación de banda por estación o por conexión
IEEE801.16a soporta OFDM (2-11GHz) y IEEE802.16b ISM a 5GHz
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Trama y uso del canal
EC:
Tipo:
CI:
EK:
cifrado o no
fragmentación o no
chequeo de errores o no (separado encabezado de datos)
tipo de clave
Además está la trama de solicitud de ancho de banda
Canal descendente lo controla la radio base y el ascendente lo solicita el usuario
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
WMAN: IEEE802.20, MBWA
Inspirado en WiMax con la diferencia de que funciona
con el usuario en movimiento hasta 250 Km/h
IEEE802.16e soporta sólo hasta 120 Km/h
Mobile Broadband Wireless Access es parte de los comités
que desarrollan WiMax
Debería ser completamente compatible con redes IP
Competirá con telefonía 4G ...
El standard debería finalizar a finales del 2007
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
WPAN: Bluetooth
(Harald Blaatand 940-981)
Ante fracaso de las redes infrarojas
propuestas por HP
Red para acceso a usuario final (WPAN) en el ISM 2,4 GHz
con dispositivos de bajo consumo (CMOS) y económicos (< 5$)
Va hacia el ISM 5GHz
Sincroniza PDA, laptops, teléfonos celulares, audífonos, etc
Nace en 1998 con un consorcio de empresas (Ericsson, Intel, IBM,
Toshiba y Nokia) bajo un SIG (Special Interests Group). También
como standard IEEE802.15.1 aunque solo las capas física y MAC
Ahora son incompatible pero en proceso de acoplarse
Dispone de herramientas para desarrollar aplicaciones y un Kit
de desarrollo con una tarjeta cliente (esclavo) y una estación servidor
(maestro). La comunicación es siempre contra el maestro
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Especificaciones de Bluetooth
La potencia de salida es de alrededor de 1 mW (celdas pequeñas
o picoceldas de 10 mts) o 100 mW (100 mts)
Un conjunto de picoceldas conectadas es una scatternet con un
nodo puente
Maneja una configuración de un nodo maestro (sincronización)
con máximo 7 nodos esclavos (aunque puede haber hasta 255
estaciones en estado de bajo consumo)
Los esclavos son pasivos y todo el control lo lleva el maestro
(centralizado TDM llevando el reloj y los saltos de frecuencia - FHSS -)
Máximo de 1Mbps compartidos con todas las estaciones presentes
en la picocelda
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Perfiles Bluetooth
Muchas capas en el modelo
Razón es la ley de Conway:
Si se asignan n personas en una tarea la
desarrollarán como una actividad a n pasos
Quizás 2 servicios en lugar de 13 hubiese sido suficiente
como: transferencia de archivos y flujo continuo de
comunicación en tiempo real
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Modelo de capas IEEE802.15
Protocolos de nivel superior
Audio
LLC
SDP
RFCOM
L2CAP
TCS
Control
Banda base
FISICA
FISICA:
Banda Base:
LLC:
SDP:
RFCOM:
TCS:
L2CAP:
Control y Audio:
FHSS por saltos de frecuencia: 79 canales, 1MHz cada canal,
1600 saltos y 625 μseg por salto (sincronización cada 250-260 μseg)
Controla las ranuras de tiempo con TDM (ranuras pares maestro
ranuras impares esclavos) y ACL (Asíncrono no orientado a conexión)
o SCO (Síncrono orientado a conexión)
Interfaz con las capas superiores
Encontrar servicios y dispositivos dentro de la picocelda
Emular conexiones de puerto serial (controlar dispositivos)
Control telefónico (hasta tres perfiles de voz)
Entramado, multiplexión, administración de energía y QoS
No pasan por L2CAP
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Trama Bluetooth
Código de Acceso: Identificación del maestro
Dirección:
3 bits (1 maestro y máximo 7 esclavos)
Tipo:
ACL: Tráfico sin garantías (mejor esfuerzo). Un ACL por esclavo
SCO: Datos en tiempo real con ranura fija. Hasta 3 enlaces SCO
Poll: Determinar si esclavos están activos
Null: Información del enlace
F:
Control de flujo indicando que buffer está lleno
A:
Acuse de recepción
S:
Número de secuencia (stop and wait)
Los encabezados se pueden repetir 3 veces para corrección de errores por redundancia
En modo SCO también se puede repetir la carga util 3 veces para corrección por redundancia
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Otras Caracteristicas de
Bluetooth
Seguridad con cifrado (hasta 64 bits), autentificación y por los saltos de frecuencia
Tipos de conexiones:
Solo escuchan mensaje cada 1,28 seg.
No están conectados
Page/Inquiry: En page esclavo desea conexion con un dispositivo y
maestro difunde. En inquiry maestro interroga
por MacAddress
Active:
Modo utilizado durante la transmisión
de datos
Hold:
Modo de no transmisión pero con el
control del enlace
Sniff:
Esclavo escucha canal a nivel reducido
sin rol activo en la picocelda
Park:
Modo más reducido que hold pues sólo escucha la
sincronización y los mensajes de difusión
sin MacAddress
Standby:
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
LP-WPAN: IEEE802.15.4 (ZigBee)
Protocolo con hardware de bajo costo (1,1$), sencillo y con
poco consumo energético para control de sensores
en monitoreo de dispositivos en casa y la industria
CAPA FISICA (PHY):
Puede funcionar de 10 a 75 mts, en las bandas:
868 Mhz para Europa (un canal de 20 Kbps),
ISM: 902-928 Mhz (10 canales de 40 Kbps)
ISM: 2,4 Ghz (16 canales de 250 Kbps)
Usa DSSS con O-QPSK en la banda de 2,4 Ghz y BPSK en 868 MHz
Funciones a nivel físico:
Activación y desactivación de nodos
Detección de energía
Indicador de calidad del enlace (consulta de PIB)
Detección de actividad del canal
Recepción y transmisión de datos
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Arquitectura de capas total
ZigBee Alliance
MWK (3)
APL (4 y5)
IEEE802.15.4
MAC (2)
PHY (1)
Standard público de ZigBee Alliance desde junio/2005 con Zigbee 1.0
Fuerte competidor de Bluetooth pero:
• 8 (Bluetooth) vs 65.536 (ZigBee) dispositivos
• 3 seg (Bluetooth) vs 15 mseg (ZigBee) para unirse a la red
• ZigBee considera ahorro de energía pero menor ancho de banda que Bluetooth
• Bluetooth implementa calidad de servicio lo cual lo hace muy lento
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
IEEE802.15.4: Capa Física (PHY)
QPSK
QAM-16
QAM-64
Quadrature Phase Shift Keying
FHSS (Espectro Disperso con Saltos de Frecuencia): 1-2 Mbps. 79 canales sobre 2,4 GHz
Con semilla se producen números pseudo-aleatorios
Estadía en cada frecuencia < 400 mseg. Bueno ante interferencias
DSSS (Espectro Disperso de Secuencia Directa): 1-2 Mbps, 2.4 GHz, como CDMA
Se pretendió que fuera un standard pero se liberó en mayo 2002
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
IEEE802.15.4: Capa de Acceso al Medio
(MAC)
Usa CSMA/CA (Carrier Sense Medium Access/ Collision Avoidance) pero sin RTS,
ni CTS solo con ACK (más rápido y con menor consumo de energía)
Funciones de la capa 2:
Transmisión de la trama de sondeo o baliza
Sincronización de la trama baliza
Asociación y disasociación
CSMA/CA a dos vías
Transmisiones garantizadas (GTS) o por contención (CAP)
Enlace confiable entre dos nodos
Baliza da informacion de la supertrama
SO longitud de la supertrama
BO longitud de baliza (con inactividad)
Si SO=BO no período de inactividad
Si BO > SO hay período de inactividad
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Ejemplo de Supertrama MAC
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
MAC: Tipos de Transmisión
Coordinador a dispositivo final:
•El coordinador tiene datos para el dispositivo final.
•Este lo indica en el campo direcciones pendientes de la trama baliza
•Dispositivo despierta y explora la baliza verificando el campo de direcciones pendientes
•Si el dispositivo ve su direccion, sabe que el coordinador tiene dato para él.
•El dispositivo envía un comando Data-Request al coordinador.
•El coordinador responde con un ACK y envía los datos.
•El dispositivo responde con ACK.
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
MAC: Tipos de Transmisión
Dispositivo final a coordinador:
•El dispositivo final escucha la trama baliza.
•El dispositivo se sincroniza con la supertrama para saber el período de contención.
•El dispositivo compite con sus pares por el canal compartido.
•En su momento transmitirá los datos al coordinador.
•El coordinador replicará con un ACK si no es opcional.
También está la comunicación entre dispositivos finales aunque no
predeterminada en el protocolo
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
ZigBee Alliance: Capa Red (NWK)
Servicios de descubrimiento y
mantenimiento de rutas, seguridad,
asociación y disasociación
Ad-hoc (red sin estructura fija con enrutamiento dinámico)
Cada nodo se comunica entre si.
Usa algoritmos de selección de máquina maestro o coordinador
También algoritmos de inundación o difusión
Contruyen un árbol expandido o sumidero
Infraestructura (alrededor de un concentrador inalámbrico)
Con Access Points conectados mediante cables a la red (caso WiFi)
No hay reglas en colocación de Access Points, depende del entorno
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Enrutamiento ad hoc
Nodos móviles y routers móviles ...
No hay topología fija ni vecinos conocidos ...
AODV (Vector distancia ad hoc bajo demanda)
Aunque las especificaciones de ZigBee Alliance no lo indica explícitamente
AODV cumple con las condiciones de la documentación
Limitaciones:
Los enlaces pueden ser asimétricos A
B
Estar en el radio de acción, no significa estar
conectado (interferencias o diferencia de potencias)
Se envían paquetes de route request y route reply
Se calculan árboles sumideros
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Descubrimiento de ruta en redes ad-hoc
Solicitud de ruta (route request):
Se busca en la tabla de historia, si es duplicado descartar sino
agregar a la tabla de historia
Respuesta de ruta (route reply):
Si el receptor conoce el destino, le indica al solicitante que puede pasar
a través de él (más reciente si número de secuencia de destino mayor)
Ruta desconocida:
Incrementa número de saltos y vuelve a difundir colocando un temporizador.
Además aprovecha esta información para construir el árbol sumidero
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Mantenimiento de ruta en redes ad hoc
En el camino de regreso se inspeccionan los paquetes y se actualizan las
tablas de enrrutamiento local si:
• No se conoce esa ruta
• El número de secuencia mayor que el conocido (más reciente)
• La nueva ruta es más corta
Con el tiempo de vida inicializado al diametro de la red, se difunde menos
o con tiempo de vida que aumentan para buscarlo lo mas cerca posible
Difunde periódicamente HELLO para ver vecinos activos y notifica en caso
de que un nodo no esté disponible
Route Request
Route Reply
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Configuraciones de ZigBee
Tres configuraciones, con hasta 65.536 nodos (direcciones de red):
Estrella (centralizado con uso de la trama de sondeo o baliza)
Rejilla o Mesh (sin trama de sondeo y punto a punto usando MACAW)
Arbol (híbrido).
Tres tipos de nodos:
Coordinador
Enrutador
Dispositivo final
Red autoorganizada
Coordinador:
En estrella inicializa y da mantenimiento a dispositivos
En árbol y rejilla inicializa la red y fija parámetro de routers
La seguridad es con algoritmos de cifrado simétrico y funciones de hash
Un enrutador ZigBee no necesariamente es un coordinador
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
ZigBee Alliance: Capa Aplicación
(APL)
Consiste del
APS
Concuerda nodos con sus necesidades
Seguridad con clave maestra para negociar claves de sesión
ZDO: Define los roles o perfiles de los dispositivos
Descubre dispositivos con los servicios que proveen
Los perfiles se enlazan en agrupamientos (clusters)
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Estructura de Tramas MAC
Máxima carga de datos hasta 104 bytes, direcciones IEEE de 64 bits
Paquete MAC para configuración a distancia
La trama baliza o sondeo despierta a los dispositivos e inmediatamente
vuelven a dormirse si no reciben mas datos (intervalos de 15 msg a 4 min)
El tiempo de balizado es predeterminado y hasta el coordinador duerme ...
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Estructura del Nodo ZigBee
El sensor es independiente del mote
La pila de protocolos está en una memoria flash
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Alrededor de ZigBee ...
Ancho de banda limitado para voz o video aunque no es el énfasis.
Con un alto número de dispositivos y aun con un período de sondeo
muy corto el rendimiento de la red y la duración de las baterias decaen .
Es por ello que se proponen redes ZigBee con troncales WiFi.
Competidores con standard propietario: Zwave (promete menos
interferencia con WiFi) y Insteon (Kit de desarrollo muy económicos).
Ambos se abocan principalmente a la domótica inalámbrica en el hogar
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
WPAN: IEEE802.15.3 (UWB)
Protocolo con alta velocidad de transferencia a muy
corta distancia usando un ancho de banda que solapa
los otros protocolos inalámbricos
Usa un gran ancho de banda (3-10 GHz) con billones pulsos
enviado, cada uno, a menos de 1 ηseg
A baja potencia de transmisión (diezmillonesima parte de la potencia
de un celular) y por lo estrecho de los pulsos no causa interferencia
(aunque la FCC no ha demostrado que no interfiera a alta potencia)
Puede llegar hasta 600 Mbps a distancias muy cortas (< 5mts) y
Aumentando la potencia hasta 1 Gbps
Ideal para tráfico multimedia (monitores sin cable, cámaras de video,
DVD con TV, ...) y pretende asociarse con Wireless USB (aún en discusión)
Intel está fabricando chips con esta tecnología
Una opción posible es que la capa física de IEEE802.15 sea UWB
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Comparación de tecnologías
inalámbricas
Interferencias en 2,4 GHz
IEEE802.15.2 (coexistencia de WLAN y WPAN) para resolverlo …
Mobilian (Bluetooth+WiFi) con su producto TrueRadio
(comprada en Nov/2003 por INTEL)
Productos
WPAN
WLAN
WMAN
IEEE802.15.1
IEEE802.15.3a
IEEE802.15.4
IEEE802.11
IEEE802.16
IEEE802.20
–
-
Bluetooth
UWB
Zigbee
WiFi
WiMax
MBWA
… se invaden los mercados mutuamente …
IrDA viene ofreciendo anchos de banda mayores que los de Bluetooth … (16 Mbps)
Ni WiFi ni Bluetooth ofrecen tráfico multimedia pero WiMax y UWB si … Aunque
WiFi se expande al área metropolitana WiMax parece ser el standard 4G de
telefonía celular ...
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO
Desafíos de la Comunicación
Inalámbrica
Aspectos a favor:
Mobilidad con los mismos servicios de red (Web, FTP, etc)
Manejo de memoría permanente a través de la red
(cuando se usan PDA o laptops)
Aspectos a mejorar:
Lentitud de los enlaces inalámbricos
Seguridad implica cifrado pero este implica aún más lentitud
Más costosa con respecto a los enlaces cableados
Redes inalámbricas únicas de múltiples servicios
(aún lejos de la standarización)
Problemas de salud ???
Universidad Simón Bolívar
Universidad Católica Andrés Bello
Prof. Wílmer Pereira
POSTGRADO