Júlio César e Melo
juliomelo@cpdee.ufmg.br
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFMG
Linnyer Beatrys Ruiz
linnyer@dcc.ufmg.br
Departamento de Engenharia Elétrica,
IEEE 802.11: Wi-Fi
Popularização do padrão
IEEE 802.11
Surgimento: 1998
Freqüência de operação: ISM, 2,4 GHz (802.11b/g) 13 canais disponíveis 03 canais ortogonais Taxas de transmissão: Taxa ajustável Limite superior 802.11b: 11 Mbps 802.11g: 54 Mbps
IEEE 802.11: Wi-Fi
Infra-estrutura
IEEE 802.11: Wi-Fi
Infra-estrutura
Infra-estrutura
Estrutura centralizada Topologia em estrela Rede limitada ao alcance do ponto de acesso Velocidade máxima: 54 Mbps (802.11g) ! !Ad hoc
Ad hoc
Sem infra-estrutura Topologia em malha Rede formadaconforme alcance dos nós
Velocidade máxima:
Ad hoc
Ad hoc
IEEE 802.11: Wi-Fi
Infra-estrutura
IEEE 802.11: Wi-Fi
Infra-estrutura
Infra-estrutura
Estrutura centralizada Rede limitada ao alcance do ponto de acesso Velocidade máxima: 54 Mbps (802.11g)Ad hoc multi-salto
Ad hoc multi-salto
Sem infra-estrutura Rede expansiva comintrodução de novos nós Requer protocolo de roteamento de multi-salto Velocidade máxima: 11 Mbps (802.11g)
Ad hoc multi-salto
Como aumentar a
cobertura da rede?
Ad hoc multi-salto
Como aumentar a
cobertura da rede?
Antenas direcionais
Barreira que impede visada direta
Ad hoc multi-salto
Ad hoc multi-salto
Aumentam a cobertura Podem reduzir saltos Formam um backbone
sem fio
Roteadores
Ad hoc multi-salto
Aumentam a cobertura Podem reduzir saltos Formam um backbone
sem fio
Podem ter
antenas e multiplas-tecnologias
Roteadores
Roteadores
WiMax Wi-FiAd hoc multi-salto
E as demais redes? Internet
Rede cabeada da
empresa
Rede sem infra-estrutura,
“Ad hoc” multi-salto
“Ad hoc” multi-salto
Formam o backhaul
sem fio
Integram a rede sem
fio com a rede cabeada
Pontos de acesso
Rede em malha sem fio
Backbone cabeado de Internet Pontos de acesso Roteadores sem fio Nós móveis Backbone sem fio Backhaul sem fioRede em malha sem fio
Backbone cabeado de Internet
Pontos de acesso
Roteadores
sem fio Backbonesem fio
Backhaul sem fio
Rede em malha sem fio
Desafios
Backbone de grande capacidade Grande número de clientes
Rede em malha sem fio
Desafios
Backbone de grande capacidade Rede heterogênea
Escalonamento Muitos caminhos Diferentes tráfegos
Rede em malha sem fio
Desafios
Backbone de grande capacidade Rede heterogênea
Auto-gerenciamento
Compartilhamento justo de recursos da rede
Variações nas condições de canais, padrões de tráfego, contenção
Rede em malha sem fio
Benefícios
Redução de custo Wi-Fi
Todo ponto de acesso requer cabeamento Alcance: ~ 100m (sem obstáculos)
Cobertura aumentada com introdução de novos nós (inclusive
Rede em malha sem fio
Benefícios
Redução de custo Maior escalabilidade
Roteadores energizados
Rede em malha sem fio
Relação entrega por velocidade*
Relação entrega por velocidade*
Par de nós P ac ot es /s eg un do * Experimento realizado com interfaces 802.11b Fonte: Aguayo et al, 2004.
Rede em malha sem fio
Benefícios
Redução de custo Maior escalabilidade Maior confiabilidade
Eliminação de pontos únicos de falha Eliminação de gargalos
Rede em malha sem fio
Wi-Fi - Infra-estrutura
Rede em malha sem fio
Auto-reparo
Vários caminhos
disponíveis entre pares de nós
Distribuição de tráfego
Tráfego pode ser
distribuído por diferentes caminhos
Rede em malha s/ fio
Rede em malha s/ fio
Ponto único de falha
Apenas um único
caminho entre pares de nós Ponto de acesso é o gargalo da rede 54 Mbps compartilhados com todos os nós atendidos pelo PA
Wi-Fi - Infra-estrutura
Wi-Fi - Infra-estrutura
Rede em malha sem fio
Benefícios
Redução de custo Maior escalabilidade Maior confiabilidade Transparência Auto-configuraçãoMercado
Tropos
MeshNetworks
LocustWorld
Mercado
Tropos
MeshNetworks
LocustWorld
Mercado
Tropos
MeshNetworks
LocustWorld
Mercado
Tropos
MeshNetworks
LocustWorld
Características
Características
Rádio proprietário 6 Mbps Protocolo proprietário Incorporada à MotorolaMercado
Tropos
MeshNetworks
LocustWorld
Crítica
Crítica
Maior parte das
soluções são baseadas em Wi-Fi
Wi-Fi não permite o
potencial máximo de uma rede em malha sem fio
IEEE 802.11: Wi-Fi
IEEE 802.11: Wi-Fi
Ad hoc multi-salto
Ad hoc multi-salto
802.11 é ineficiente para multi-salto Definição de ad hoc para o padrão: “Rede compostasomente por estações no alcance de
comunicação mútua entre cada um via meio sem fio.”
Academia
MIT
Microsoft
Rede mesh sobre 802.11b Composta por ~ 50 casas Antenas omni-direcionaisGateways com antenas direcionais Métrica especial:
Caminhos com links de boa
qualidade
MIT Roofnet
Academia
MIT
Redes comunitárias
Conexões estabelecidas
entre vizinhos
Surgimento em 1998 utilizando Wi-Fi Toronto Wireless Community NetworkPadrões
IEEE 802.11s (Wi-Fi, LAN)
Conexão sem fio entre pontos de acesso
IEEE 802.15 TG5 (WPAN)
Rede em malha com clusters
IEEE 802.16a (WiMax, Broadband)
Único padrão já definido!
IEEE 802.20 (Mobile Broadband)
Banda larga com mobilidade e ubiqüidade Acima de 250 km/h
Júlio César e Melo
juliomelo@cpdee.ufmg.br
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFMG
Bibliografia
Akyildiz, I. e Wang, X.. A survey on wireless mesh networks. Em IEEE
Communications Magazine, Set. 2005.
Aguayo, D. et al. MIT Roofnet: Construction of a Community Wireless
Network. Em MIT LCS/AI Student Oxygen Worshop. 2003.
Aguayo, D. et al. Link-level Measurements from an 802.11b Mesh
Network. Em SIGCOMM'04, Ago. 2004, Portland, EUA.
Bruno, R., Conti, M. e Gregori, E.. Mesh Networks: Commodity Multihop
Ad hoc Networks. Em IEEE Communications Magazine, Mar. 2005.
Microsoft Networking Research Group.
http://research.microsoft.com/mesh
MIT Roofnet. http://pdos.lcs.mit.edu/roofnet/
Saiba mais:
http://www.mannasim.dcc.ufmg.br/
Contato:
Júlio César e Melo
mailto:juliomelo@cpdee.ufmg.br
http://www.cpdee.ufmg.br/~juliomelo