Redes sem fio Domésticas Thamiris Barroso

Redes sem fio Domésticas Thamiris Barroso

UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO

Escola Politécnica de Pernambuco

Thamiris Barroso

REDES SEM FIO DOMÉSTICAS - INFRARED / BLUE TOOTH

Redes de Computadores 1

Turma: OE

Trabalho feito a pedido do professor da disciplina de Redes de Computadores 1, Profº José Einstein da Escola Politécnica de Pernambuco, para ser apresentado em sala.

Recife

07/10/2011

SUMÁRIO

  1. INTRODUÇÃO ...............................................................................................3

  2. BLUETOOTH ..................................................................................................4

    1. O que é? ..................................................................................................................4

    2. Piconet e Scatternet ...........................................................................................5

    3. Canais Físicos ......................................................................................................6

    4. Pacotes de Dados.................................................................................................9

    5. Processos de Conexões, camadas ............................................................10

    6. Taxa de Dados e Alcance ...............................................................................12

    7. Padronização e Protocolos X Modelo OSI ..............................................14

    8. Hardware Bluetooth ..........................................................................................16

    9. Versões do Bluetooth e Evolução ..............................................................20

    10. Adaptadores Bluetooth X Outras tecnologias (USB, Wi-Fi) ...........21

    11. Vantagens e limitações ..................................................................................22

    12. Aplicações, custos e principais fornecedores .....................................23

  1. INFRARED DATA ASSOCIATION (IrDA) .................................................24

    1. O que é? ................................................................................................................24

    2. Funcionamento....................................................................................................25

    3. Descrição dos padrões dos dados de IrDA X Modelo OSI ...............26

    4. Versões do IrDA, Evolução e Alcance.......................................................30

    5. Normas de Controle IrDA ...............................................................................34

      1. Características de Controle IrDA: Física...................................................34

      2. Características de Controle IrDA: MAC.....................................................35

      3. Características de Controle IrDA: LLC ......................................................35

    6. Adaptadores IrDA X Outras Tecnologias (USB) ..................................35

    7. Vantagens e Limitações ................................................................................36

    8. Aplicações, Custos e Principais Fornecedores....................................37

  2. CONCLUSÃO .................................................................................................38

  3. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...........................................................39

  1. INTRODUÇÃO

Embora a inevitável e irrecuperável dependência da humanidade nos computadores já não seja algo causador de espanto e admiração a alguns, há outro fenômeno talvez tão impactante quanto que muitas vezes passa desapercebido por essas mesmas pessoas: a popularização das interfaces de comunicação sem fio entre computadores. A adoção dessas interfaces sem fio tem se dado em etapas, e curiosamente, o estilo de vida da população tem mudado drasticamente a cada uma delas.

Um dos temas mais atuais nos ramos das telecomunicações e informática é sem sombra de dúvida o da comunicação wireless (sem fio). Isso se deve principalmente a expansão do mercado para telefones celulares, PDAs e outros dispositivos móveis.

Simultaneamente, também é crescente a disponibilidade de novos serviços que façam uso dessa tecnologia tanto através de Internet móvel via WAP ou de redes locais sem-fio Wi-Fi. Com uma demanda cada vez maior por equipamentos e serviços que estejam sempre à mão do usuário surge à necessidade de interconexão e interação entre esses dispositivos, seja para sincronizar dados, enviar mensagens escritas, controle por voz e até para atividades de entretenimento como música vídeos e jogos. Buscando suprir essas expectativas, a indústria tem investido pesado em diversas tecnologias, desde soluções para redes de longa distância, como a tecnologia celular de terceira geração (3G), passando por inovações nas redes locais wireless (WLAN) até soluções sem-fio para redes de curta distância (PAN), onde diversas soluções brigam por espaço no mercado.

Nesse trabalho está focado o estudo de conexões para wireless para curtas distâncias, mais especificamente o Bluetooth e o protocolo IrDA (Infra-Vermelho), que são as tecnologias referência em desenvolvimento de jogos multi-player para telefones celular, e várias outras aplicações.

2. BLUETOOTH

    1. O que é?

A tecnologia Bluetooth é, basicamente, um padrão para comunicação sem-fio de baixo custo, baixa potência, curto alcance, baixo consumo de energia, e visa substituir o cabeamento necessário para comunicação entre dispositivos eletrônicos mantendo níveis elevados de segurança. Esse padrão é o IEEE 802.15. Através dele permite-se a comunicação sem fio entre aparelhos eletrônicos que podem ser telefones celulares, Palmtops, computadores, scanners, impressoras, equipamentos de escritório, enfim, qualquer aparelho que possua um chip Bluetooth. Esta comunicação realiza-se através de ondas de rádio na freqüência de 2.45 GHz, que não necessita licença e está disponível em quase todo o mundo. Para efetuar esta comunicação, uma combinação de hardware e software é utilizada para permitir que essa comunicação ocorra entre os mais diferentes tipos de aparelhos.

Os dispositivos Bluetooth operam na faixa de 2,45 GHz e são divididos em três classes:

  • Classe 1: possui um alcance de 100m, na teoria, visto que na prática nunca nos encontramos em um ambiente livre de obstáculos.

  • Classe 2: são os mais usados atualmente, sendo encontrado na maioria dos celulares e dispositivos portáteis. Possui alcance de 10m.

  • Classe 3: raramente encontrada. Possui alcance de 1m.

Atualmente, os principais Sistemas Operacionais: Mac OS, Linux e Windows, dão suporte a este protocolo. Alguns computadores pessoais contêm um adaptador Bluetooth instalado e, em contra-partida, a grande maioria dos computadores portáteis vêem com um chip interno instalado. Caso seu computador não ofereça suporte a esta tecnologia, torna-se necessário a instalação de um adaptador interno, dongle Bluetooth.

    1. Piconet e Scatternet

O padrão Bluetooth foi concebido para permitir que dispositivos possam se associar formando redes mais complexas, e expandindo assim a sua área de cobertura.

Uma piconet é uma rede Blootooth formada por até 8 dispositivos, sendo 1 mestre e os demais escravos. Todos os dispositivos estão sincronizados ao relógio e seqüência de salto de freqüência (hopping) do mestre.

A Figura 1 representa a estrutura básica de uma Piconet, onde todos os dispositivos são conectados a um dispositivo master, não podendo haver conexão entre escravos. O sistema Bluetooth provê conexões ponto-a-ponto (apenas dois dispositivos Bluetooth envolvidos), ou conexões ponto-multiponto. Nas conexões ponto-multiponto, o canal é compartilhado entre alguns dispositivos Bluetooth, formando uma piconet.

Figura 1 - Estrutura Básica de uma Piconet

Em um determinado local podem existir várias piconets independentes. Cada piconet tem um canal físico diferente, isto é um dispositivo mestre, um relógio e sequência de salto de frequência independentes.

Um dispositivo Bluetooth pode participar concorrentemente em duas ou mais piconets, não podendo ser no entanto mestre de mais de uma piconet. Como o canal físico que caracteriza a piconet é definido pelo relógio e endereço do dispositivo mestre é impossível ser o mestre de duas ou mais piconets.

Quando um dispositivo se conecta a mais de uma piconet, cria-se um Scatternet, conforme representado na Figura 2 . Envolvimento em uma scaternet não implica necessariamente em qualquer função ou capacidade de roteamento no dispositivo Bluetooth. O Bluetooth não oferece esta funcionalidade, sendo esta responsabilidade de protocolos de mais alto nível.

Figura 2 - Estrutura Básica da Scatternet

A especificação Bluetooth define como dispositivo Bluetooth são agrupados para propósito de comunicação. Levando em consideração o alcance das ondas de rádio dos dispositivos Bluetooth,

    1. Canais Físicos

Como foi dito, a tecnologia Bluetooth usa a banda ISM, de 2,45GHz. Mais precisamente, essa banda inclui a faixa de 400MHz a 2483,5MHz. Essa faixa de 83,5MHz é dividida em 79 canais de 1MHz, numerados de 0 a 78. Nas freqüências extremas são usadas bandas de guarda; nas mais baixas, a banda é de 2MHz; nas mais altas, é de 3,5MHz.

A comunicação entre dois dispositivos por Bluetooth é em modo full-duplex, assim a transmissão é alternada entre slots de envio de dados e slots de recepção, um esquema denominado FH/TDD (Frequency Hopping/Time-Division Duplex), onde está incluído o salto de freqüência de espalhamento espectral. Esses slots são canais divididos em períodos de 0,625ms (625 microsegundos). Cada salto de freqüência deve ser ocupado por um slot; logo, em 1 segundo, tem-se 1600 saltos.

A tecnologia Bluetooth usa dois padrões para ligar o emissor ao receptor: SCO (Synchronous Connection-Oriented) e ACL (Asynchronous Connection-Less).

O SCO estabelece um link sincronizado entre dois aparelhos a se comunicar, onde é feito uma reserva de slots para cada um. Essa técnica é mais apropriada para aplicações de envio contínuo de dados, como voz. O SCO não permite a retransmissão de pacotes de dados perdidos. Quando ocorre perda em uma transmissão de áudio, por exemplo, o dispositivo receptor acaba reproduzindo som com ruído. A taxa de transmissão desse padrão é de 432 Kbps para dados e 64 Kbps para voz. No SCO o enfoque é a performance da transmissão.

O ACL, por sua vez, estabelece um link assíncrono entre os dispositivos que se comunicam, e utiliza os slots previamente livres. Diferente do SCO, o ACL permite o reenvio de pacotes de dados perdidos, garantindo a integridade das informações trocadas entre os dispositivos. Assim, acaba sendo útil para aplicações que envolvam transferência de arquivos, por exemplo. A taxa de transmissão do modo ACL é de até 721 Kbps. Percebe-se, por tanto, que enfoque do ACL é a segurança da transmissão.

Os dispositivos Bluetooth trabalham numa freqüência na faixa ISM (Industrial, Scientific, Medical), em 2,45 GHz, faixa esta livre de regulamentação na maioria dos países.

O Bluetooth utiliza modulalação GSFK (Gaussian Frequency Shift Keying), onde os dados são codificados na forma de variações de freqüência em uma portadora, de maneira similar à modulação FSK. Todavia, antes dos pulsos entrarem no modulador, eles passam por um filtro gaussiano, de modo a reduzir a largura espectral dos mesmos, servindo como uma espécie de formatador de pulso suavizando a transição entre os valores dos pulsos. No Bluetooth, o um “1” binário é representado por um desvio positivo de freqüência, e um zero binário é representado por um desvio negativo de freqüência, com variação nunca menor que 115 KHz [4].

A partir da inclusão do Modo Enhanced Data Rate (EDR) – oficialmente a partir da versão 2.0, mas já presente na implementação v1.2 de muitos fabricantes – passou-se a utilizar também modulação Phase Shift Keying com 8 níveis (8PSK).

O espalhamento espectral é feito através de Frequency Hopping. Neste método, o transmissor envia um sinal sobre uma série randômica de freqüências de rádio. Um receptor captura o sinal, através de uma sincronia com o transmissor. A mensagem somente é recebida se o receptor conhecer a série de freqüências na qual o transmissor trabalha para enviar o sinal.

Em um canal físico básico de piconet do Bluetooth a sua frequência muda de forma pseudoaleatória 1.600 vezes por segundo (cada 0,625 useg). A sequência de salto de frequência é definida pelo relógio e endereço Bluetooth do dispositivo mestre. Os dispositivos em uma piconet compartilham este canal físico de comunicação. Quando ocorre um salto de freqüência os seus transmissores e receptores são sintonizados ao mesmo tempo na nova frequência.

Figura 3 - Bluetooth frame

O intervalo de tempo de 0,625 useg que dura a transmissão em um frequência é chamado de slot. Um pacote de dados é transmitido em cada slot de tempo. É possível também estender o pacote para ocupar 3 ou 5 slots de modo a aumentar a taxa de dados transmitida como apresentado na figura a seguir.

Figura 4 - Multi-slot Packets

O release 1.2 da especificação do Bluetooth definiu também um canal de piconet adaptado que apresenta as seguintes diferenças em relação ao canal básico descrito acima:

As frequências nas quais um escravo transmite são as mesmas que o mestre acabou de transmitir. Ou seja, não há um salto de frequência entre um pacote do mestre e o pacote do escravo que vem logo a seguir.

Para evitar a colisão entre as múltiplas transmissões de dispositivos escravos, o dispositivo mestre utiliza uma técnica chamada "polling", que permite somente ao dispositivo indicado no slot mestre-para-escravo transmitir no slot escravo-para-mestre seguinte.

Como existem muitas tecnologias trabalhando nessa faixa ISM, a maioria não utilizando sistemas Frequency Hopping, é possível excluir algumas frequências entre as 79 disponíveis para a sequência de salto de frequências, que são marcadas como fora de uso. Evita-se desta forma a utilização de frequências com alto grau de interferência.

    1. Pacotes de Dados

A figura a seguir apresenta estrutura geral de um pacote de dados (PDU) do Bluetooth.

Figura 5 - PDU Bluetooth

onde:

  • Código de Acesso ao Canal: é o código de acesso do canal físico;

  • Cabeçalho do Pacote: inclui o identificador do transporte lógico e do protocolo de controle do enlace;

  • Cabeçalho do Payload: identificador do enlace lógico;

  • Payload: Dados de usuário, L2CAP mensagens ou frames, mensagens de

  • gerenciamento;

  • CRC: Código de erro.

O Cabeçalho do pacote ainda é subdividido em:

Figura 6 - Cabeçalho do pacote

    1. Processos de Conexões, camadas

Para estabelecer conexões no Bluetooth, são necessários três elementos: scan, page e inquiry.

SCAN - É usado para economia de energia. Quando dispositivos estiverem ociosos, eles entram em modo stand-by.e passam a verificar a cada 10 ms se existe algum dispositivo tentando estabelecer uma conexão.

PAGE - É utilizado pelo dispositivo que deseja estabelecer conexão. A cada 1,25 ms são transmitidos dois pedidos de conexão seguidos em diferentes portadoras. O dispositivo verifica também duas vezes se há respostas.

INQUIRY- São mensagens enviadas por um dispositivo para determinar quais outros dispositivos estão em sua área e quais suas características. Ao receber esta mensagem, um dispositivo deve retornar um pacote chamado FHS (Frequency Hopping-Synchronization) contendo além de sua identidade, informações para o sincronismo entre os dispositivos.

Figura 7 - Conexões

Para quem tem um micro com uma verdadeira teia de fios e conectores na parte traseira, fica a boa notícia: Com a expansão da tecnologia Bluetooth as conexões através de cabos estão com os seus dias contados. Da mesma forma a conexão via porta infravermelhas (IrDA) perderá importância, isto devido a desvantagem da sua pequena largura de banda  e de ter que manter os dispositivos em linha de visão.

O Bluetooth core pode ser divido nas seguintes camadas :

A camada física de rádio corresponde à camada física nos modelos OSI e 802. Ela lida com a transmissão e a modulação do sinal. Muitas das preocupações aqui estão relacionadas com objetivo de tornar o sistema mais econômico, para que possa vir a ser um item do mercado de massa.

A camada de banda base é análoga à subcamada MAC, mas também inclui elementos da camada física. Ela lida com a maneira como o mestre controla os slots de tempo e como esses slots são agrupados em quadros.

A camada de enlace de dados (data link layer) conta com um grupo de protocolos até certo ponto inter-relacionados. O gerenciador de enlaces (link manager) cuida do estabelecimento de canais lógicos entre dispositivos, incluindo o de renciamento de energia, autenticação e QoS. O protocolo de adaptação de controle de enlace lógico (Logical link control adaptation protocol, ou L2CAP) isola as camadas superiores dos detalhes de transmissão. Os protocolos de áudio e controle lidam respectivamente com o áudio e o controle. Eles podem ser acessados diretamente pelas aplicações, sem que elas precisem passar pelo protocolo L2CAP.

A camada de Middleware contém um grupo de diferentes protocolos. Diferentemente dos outros protocolos desta camada, o LLC do 802 foi inserido aqui pelo IEEE para manter a compatibilidade com as outras redes 802. Sobre o LLC podem ficar protocolos como o TCP e o IP. O protocolo Rfcomm (comunicação por freqüência de rádio) é o protocolo que emula a porta serial padrão encontrada nos computadores pessoais para conectar o teclado, o mouse e o modem, entre outros dispositivos. Ele foi projetado para permitir que dispositivos de tecnologia antiga o utilizem com facilidade. O protocolo de telefonia é um protocolo de tempo real utilizado pelos três perfis orientados para voz. Ele também gerencia a configuração e o encerramento de chamadas. O protocolo de descoberta de serviços, por fim, é usado para localizar serviços na rede.

As aplicações e os perfis se localizam na camada superior. Eles utilizam os protocolos das camadas inferiores para cumprir suas funções. Cada aplicação tem seu próprio subconjunto dedicado dos protocolos. Dispositivos específicos, como um fone de ouvido, em geral só contêm os protocolos exigidos por essa aplicação e nenhum outro.

Figura 8 - Interação entre protocolos na arquitetura Bluetooth

    1. Taxa de Dados e Alcance

A taxa de dados bruta máxima em um canal físico do Bluetooth é de 1Mbit/s. A tabela a seguir apresenta a taxa de dados máxima para transporte de dados assíncronos dependendo do número de slots ocupados e do controle de erros entre mestre e escravo.

Taxas máximas de dados (kbit/s) :

Figura 9 - Taxas Máximas

Tipos de Pacotes:

DM1 – Transmissão com FEC, utilizando 1 slot

DM3 – Transmissão com FEC, utilizando 3 slots

DM5 – Transmissão com FEC, utilizando 5 slots

DH1 – Transmissão sem FEC, utilizando 1 slot

DH3 – Transmissão sem FEC, utilizando 3 slots

DH5 – Transmissão sem FEC, utilizando 5 slots

AUX1 – Transmissão sem FEC, com taxa de dados simétrica

Padrão IEEE 802.15 - padrão Wireless Personal Area Network (WPAN), conhecido como "Bluetooth", utiliza um dispositivo de processo em pares para se comunicar a distâncias entre 1 e 100 metros.

Em relação à sua velocidade pode chegar a 721 Kbps e possui três canais de voz.

O Bluetooth possibilita a comunicação de dispositivos quando estão dentro do raio de alcance (Bluetooth area). Os dispositivos usam um sistema de comunicação via rádio, por isso não necessitam estar na linha de visão um do outro, contanto que a transmissão recebida seja suficientemente potenteAs desvantagens desta tecnologia são o seu raio de alcance, 10 metros e o número máximo de dispositivos que podem se conectar ao mesmo tempo.

O alcance das transmissões varia segundo a potência usada. As potências são bem-definidas e classificam os dispositivos em 3 classes, segundo a tabela abaixo:

Tabela 1- Classes e suas potências

    1. Padronização e Protocolos X Modelo OSI

Os protocolos Bluetooth servem para dar suporte às suas 13 aplicações padrão e para aplicativos de terceiros que venham a usar a arquitetura.

A hierarquia não segue o modelo OSI, o modelo TCP/IP, o modelo 802 ou qualquer outro modelo conhecido. Porém, o IEEE está trabalhando na modificação do Bluetooth para adaptá-lo melhor ao modelo 802. A arquitetura básica de protocolos do Bluetooth, modificada pelo comitê 802, está representada a seguir:

Figura 10 - Arquitetura básica de protocolos do Bluetooth

A Figura 11 apresenta a relação entre as camadas de protocolo definidas pela especificação core do Bluetooth e as camadas do modelo OSI e do IEEE802. As camadas definidas pela Core especificação do Bluetooth correspondem às camadas de MAC e física do IEEE 802.

Figura 11 - Modelo OSI X Camasdas Bluetooth

Bluetooth é definido como uma arquitetura de camadas de protocolo, constituído de protocolos núcleo, protocolos de substituição de cabo, protocolos de controle de telefonia e protocolos adotados.

Os protocolos são:

      1. Protocolos núcleo

Os protocolos núcleo formam uma pilha de cinco camadas, sendo elas:

  • Bluetooth Radio – especifica detalhes da interface com o ar, incluindo

frequência, salteamento, esquema de modulação e força da transmissão.

  • Baseband – fala sobre estabelecimento de conexão com uma piconet,

endereçamento, formato do pacote, temporização e controle de energia.

  • Link Manager Protocol (LMP) – estabelece a configuração do link entre

dispositivos bluetooth e gerenciamento de links em andamento, incluindo aspectos de segurança (ex. autenticação e encriptção), e controle e negociação do tamanho do pacote da banda base

  • Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) – adapta os protocolos da camada superior à camada de banda base, fornecendo tanto serviços sem conexão quanto serviços orientados à conexão

  • Service Discovery Protocol (SDP) – manipula informações do dispositivo, serviços e consultas para características de serviço entre dois ou mais dispositivos Bluetooth.

      1. Protocolo de substituição de cabo

Radio frequency communications (RFCOMM) é o protocolo de substituição de cabousado para criar uma porta serial virtual para fazer com que a substituição de tecnologias de cabo seja transparente através de mínimas modificações a dispositivos existentes. FRCOMM provê transmissão de dados binários e emula os sinais de controle do EIA-232 (também conhecido como RS-232) sobre uma camanda de banda-base Bluetooth.

      1. Protocolo de controle de Telefonia

Telephony control protocol-binary (TCS BIN) é o protocolo orientado a bit que define o controle de chamada de sinalização para estabelecimento de chamadas de voz e dados entre dispositivos Bluetooth. Ainda, TCS BIN define procedimentos de gerenciamento de mobilidade para manipular grupos de dispositivos Bluetooth TCS.

      1. Protocolos adotados

Protocolos adaptados são definidos por outras organizações criadoras de padrões e são incorporados na pilha de protocolos do Bluetooth, permitindo ao Bluetooth criar protocolos apenas quando necessárido. Os protocolos adotados incluem:

Point-to-Point Protocol (PPP) – Protocolo padrão da Internet para transportar datagramas de IP sobre um link ponto-a-ponto.

TCP/IP/UDP – Protocolos fundamentais para a suite de protocolos TCP/IP

Object Exchange Protocol (OBEX) – Protocolo de camada de sessão para

intercâmbio de objetos, fornecendo um modelo para representação de objeto e operação.

Wireless Application Environment / Wireless Application Protocol

(WAE/WAP) – WAE especifica um framework de aplicação para dispositivos sem fio e WAP em um padrão aberto para fornecer acesso a telefonia e serviçõs de informação aos usuários de "mobiles".

    1. Hardware Bluetooth

Antes de se entender o que existe em termos de Hardware em um sistema Bluetooth, é necessário antes entender as configurações possíveis deste sistema. A seguir são mostradas quatro configurações básicas.

Configurações Básicas:

  • PC como HOST – Módulo Bluetooth externo

Figura 12 - Configuração com PC como Host

Nesta configuração, toda pilha de protocolos Bluetooth é implementada em Software e executada em um computador pessoal (PC) que é conectado ao módulo Bluetooth através de USB ou UART. É a típica configuração usada durante a fase de prototipagem.

  • Microcontrolador como HOST – Módulo Bluetooth externo

Figura 13 - Configuração Com Microcontrolador como Host

Idêntica a configuração anterior, porém nesse caso, a pilha de protocolos é executada em um microcontrolador embutido. Essa é a típica configuração para desenvolvimento em sistemas embutidos.

  • Aplicação Integrada ao módulo

Figura 14 - Configuração com aplicação integrada ao módulo

Nesta configuração, a aplicação é executada a partir da pilha de protocolos implementada no próprio módulo Bluetooth. Opcionalmente, pode ser usado um processador de I/O para interfaces externas.

  • Aplicação Integrada a um microprocessador

Figura 15 - Configuração com aplicação integrada a um microprocessador

Nesta configuração, a aplicação é executada em um microprocessador com funcionalidade Bluetooth embutida.

Hardware Usado

A configuração que será tratada daqui por diante é a primeira (fazendo uso de um PC). Foi feita esta escolha uma vez que não se quer desenvolver um produto final, nem algo compacto, mas sim, ter o mínimo suporte de Hardware necessário para se construir uma pilha de protocolos Bluetooth, em Software, com características que serão vistas adiante.

Em cima desta configuração, foram usados dois módulos Bluetooth, ambos com interface USB. Abaixo, é mostrada a foto de um dos módulos:

Figura 16 - Foto do Módulo Bluetooth usado

Especificação de Hardware

Todos os módulos Bluetooth devem seguir as especificações definidas pela SIG para que seus chips consigam comunicar-se com os demais chips existentes no mercado. Internamente, um módulo Bluetooth provê uma Interface de rádio e um enlace físico entre dois ou mais dispositivos:

Figura 17 - Blocos Funcionais de um Módulo Bluetooth

O funcionamento básico do módulo é simples: um sistema microcontrolado sinaliza a Interface de rádio (partes que efetivamente realizam a comunicação: módulos de transmissão/recepção, antena), para que seja estabelecido um link físico entre dois ou mais dispositivos.

    1. Versões do Bluetooth e Evolução

O Bluetooth é uma tecnologia em constante evolução, o que faz com que suas especificações mudem e novas versões surjam com o tempo. Até o momento do fechamento deste artigo no InfoWester, as versões disponíveis eram:

  • Bluetooth 1.0: a versão 1.0 (e a versão 1.0B) representa as primeiras especificações do Bluetooth. Por ser a primeira, os fabricantes encontravam problemas que dificultavam a implementação e a interoperabilidade entre dispositivos com Bluetooth;

  • Bluetooth 1.1: lançada em fevereiro de 2001, a versão 1.1 representa o estabelecimento do Bluetooth como um padrão IEEE 802.15. Nela, muitos problemas encontrados na versão 1.0B foram solucionados e o suporte ao sistemaRSSI foi implementado;

  • Bluetooth 1.2: lançada em novembro de 2003, a versão 1.2 tem como principais novidades conexões mais rápidas (Máxima transmissão de um canal é de 1Mbps [721Kbps úteis]) , melhor proteção contra interferências, suporte aperfeiçoado a scatternets e processamento de voz mais avançado;

  • Bluetooth 2.0: lançada em novembro de 2004, a versão 2.0 trouxe importantes aperfeiçoamentos ao Bluetooth: diminuição do consumo de energia, aumento na velocidade de transmissão de dados para 3 Mbps (2.1 Mbps efetivos), correção às falhas existentes na versão 1.2 e melhor comunicação entre os dispositivos;

  • Bluetooth 2.1: lançada em agosto de 2007, a versão 2.1 tem como principais destaques o acréscimo de mais informações nos sinais Inquiry (permitindo uma seleção melhorada dos dispositivos antes de estabelecer uma conexão), melhorias nos procedimentos de segurança (inclusive nos recursos de criptografia) e melhor gerenciamento do consumo de energia;

  • Bluetooth 3.0: versão lançada em abril de 2009, tem como principal atrativo taxas altas de velocidade de transferência de dados. Dispositivos compatíveis podem atingir a marca de 24 Mbps de transferência. O "truque" para atingir taxas tão elevadas está na incorporação de transmissões 802.11 (saiba mais sobre isso neste artigo sobre Wi-Fi). Outra vantagem é o controle mais inteligente do gasto de energia exigido para as conexões. O Bluetooth 3.0 é compatível com as versões anteriores da tecnologia;

  • Bluetooth 4.0: as especificações desta versão foram anunciadas em meados de dezembro de 2009 e o seu principal diferencial não é velocidade, mas sim economia de energia. Esse novo padrão é capaz de exigir muito menos eletricidade quando o dispositivo está ocioso, recurso especialmente interessante, por exemplo, para telefones celulares que consomem muita energia quando o Bluetooth permanece ativado, mas não em uso. A velocidade padrão de transferência de dados do Bluetooth 4.0 é de 1 Mbps.

O fato de haver várias versões não significa que um dispositivo com uma versão atual não funcione com outro com uma versão inferior, embora possam haver exceções. Todavia, se um dispositivo 2.0 for conectado a outro de versão 1.2, por exemplo, a velocidade da transmissão de dados será limitada à taxa suportada por este último.

    1. Adaptadores Bluetooth X Outras tecnologias (USB, Wi-Fi)

  • Bluetooth X Wi-Fi

Bluetooth e Wi-Fi têm aplicações ligeiramente diferentes nos escritórios e casas de hoje, e durante movimento: configurando redes, imprimindo, ou até transferindo apresentações e arquivos de PDAs para computadores. Ambas são versões da tecnologia não licenciada Spread Spectrum (Tradução livre como "Espectro espalhado").

Bluetooth difere do Wi-Fi porque a última oferece alta potência de transmissão e cobre grandes distâncias, porém requer hardware mais caro e robusto com alto consumo de energia. Elas usam a mesma frequência de transmissão, porém empregam esquemas de multiplexagem diferentes. Enquanto o Bluetooth é um substituto para o cabo em uma variedade de aplicações, o Wi-Fi é um substituto do cabo apenas para acesso à rede local.

  • Bluetooth X USB

Tecnologias

Taxa de Transmissão

Bluetooth 1.2

1Mbps

Bluetooth 2.1

3Mbps

Bluetooth 3.0

24Mbps

USB 1.1

12 Mbps

USB 2.0

480Mbps

USB 3.0

4,8 Gbps

    1. Vantagens e limitações

Como vantagens do uso desta tecnologia, podemos citar:

  • Com Bluetooth não é necessário usar conexões por cabo;

  • Baixo custo para redes de curto alcance;

  • Grande quantidade de dispositivos com chips Bluetooth;

  • O Bluetooth suporta comunicação tanto por voz quanto por dados, sendo útil nas mais diversas aplicações;

  • A tecnologia pode ser facilmente integrada aos protocolos de comunicação, como o TCP/IP, por exemplo.

Como todas as tecnologias existentes, o Bluetooth também traz inúmeras limitações dentre elas, podemos citar:

  • O número máximo de dispositivos que podem se conectar ao mesmo tempo é limitado, principalmente se compararmos com a rede cabeada;

  • O alcance é bastante curto, por isso uma rede pode ser apenas local;

  • A taxa de transferência de dados inviabiliza muitas das aplicações multimídia atuais.

    1. Aplicações, custos e principais fornecedores

A partir da própria definição do termo Bluetooth (comunicação via Bluetooth) é nos possível elaborar uma vastíssima lista de aplicações do Bluetooth. Algumas aplicações do Bluetooth são:

  • Controle sem fio e comunicação entre celulares e fones de ouvido sem fio ou sistemas viva voz para carros. Essa foi uma das mais antigas aplicações da tecnologia a se tornar popular;

  • Comunicação sem fio entre PCs em um espaço pequeno onde pequena banda é necessária;

  • Comunicação sem fio entre PCs e dispositivos de entrada e saída, como mouse, teclados e impressoras;

  • Comunicação sem fio entre telefones celulares e estações de telefonia fixa, para funcionar como um telefone sem fio dentro da área de cobertura e economizar em tarifas de serviço telefônico;

  • Transferência de arquivos entre dispositivos usando OBEX;

  • Transferência de contactos, anotações e eventos de calendário e lembretes entre dispositivos com OBEX;

  • Substituição de dispositivos seriais tradicionais com fio em equipamentos de teste, receptores GPS, equipamentos médicos, leitores de código de barras e dispositivos de controle de tráfego;

  • Para controles onde o infravermelho era tradicionalmente utilizado;

  • Enviar pequenas propagandas para dispositivos ativados por Bluetooth;

  • Consoles de vídeo games da nova geração - Nintendo Wii e Play Station 3 usam Bluetooth para seus respectivos controles sem fio;

  • Acesso dial-up à Internet em um computador pessoal ou PDA usando um celular compatível com dados como modem;

No início, o Bluetooth foi idealizado para eliminar a necessidade de conectar aparelho por cabos. Mas a idéia foi sendo aprimorada, de acordo com o andamento do projeto, onde ficou perceptível que o Bluetooth poderia se tornar uma ótima forma de comunicação, com uma vantajosa relação de custo/benefício. As pesquisas começaram em 1998, por cinco grandes companhias: Ericsson, IBM, Intel, Nokia e Toshiba. Esse grupo formou o consórcio "Bluetooth Special Interest Group". O nome "Bluetooth" foi escolhido em homenagem ao rei "Harald Blatand", que era conhecido em seu reinado na Dinamarca como "Harald Bluetooth". Esse apelido lhe foi dado por ele possuir uma coloração azulada em sua arcada dentária. E o que esse rei tem haver com essa tecnologia? Harald Bluetooth ficou conhecido por ser um unificador da Dinamarca, logo o significado de Bluetooth é unificação.

O consórcio Bluetooth cresceu incrivelmente em poucos anos e já conta com cerca de duas mil empresas participando. A grande maioria das conhecidas companhias de tecnologia já fazem parte do consórcio, como HP, 3Com, Philips, Motorola, Samsung, Siemens, Dell, Sony, enfim. Isso permitiu uma ampla disseminação da tecnologia em todo o mundo.

  1. INFRARED DATA ASSOCIATION (IrDA)

    1. O que é?

IrDA é um padrão de comunicação óptica de curto alcance. Transfere dados através de pulsos de luz infravermelha emitidos tradicionalmente por diodos emissores de luz (LEDs).

Atualmente, a grande maioria das comunicações feitas por infravermelho são padronizadas pela IrDA (Infrared Data Association) que é uma instituição não-lucrativa criada em 1994. Após sua criação, a empresa começou a obter muitas empresas adotando seu padrão, até que a Microsoft anunciou que iria dar suporte ao padrão IrDA para o Windows 95 e assim, a associação conseguiu base para atingir a tamanho que hoje possui.

 A sigla IrDA, muitas vezes, é confundida com a transmissão por infravermelho o que é um ato falho visto que a associação criou apenas o padrão e não a comunicação por infravermelho em si.

    1. Funcionamento

Os sistemas de comunicação em infravermelho utilizam freqüências muito altas, pouco abaixo do espectro de luz visível, para transmitir informações.

Os sinais IR se propagam unidirecionalmente ou por difusão (reflexão) por isso não conseguem penetrar em objetos opacos. Seu alcance geralmente é pequeno e sua aplicação é geralmente em Redes Pessoais (PANs) e algumas aplicações específicas em redes locais sem-fio (WLAN).

No caso da difusão, ou reflexão, a transmissão utilizando o infravermelho não necessita ser direcionada, mas fica restrita a ambientes fechados, pois o sinal depende de tetos e paredes para reflexão.

O padrão IrDA surgiu para facilitar a comunicação ponto-a-ponto e pontomultiponto em dispositivos eletrônicos utilizando a propagação de sinais de infravermelho. Seu alcance varia entre 10cm – 1m, embora isso possa variar consideravelmente se sua potência de transmissão for aumentada. Sua taxa de transmissão varia na ordem de 9600bps a 4mbps.

Dispositivos IrDA se comunicam utilizando LEDs de infravermelho. Seu comprimento de onda de transmissão utilizado é de 875 nanometros aproximadamente. Os receptores utilizam fotodiodos PIN, onde os elétrons são gerados proporcionalmente a entrada de sinais luminosos. Após serem gerados, os sinais elétricos passam por um filtro passa-banda onde somente as freqüências de uma modulação IrDA específica passarão.

Os dispositivos que utilizam o IrDA podem ter um transmissor e um receptor separadamente, ou também um transceptor (combinação de transmissor e receptor em um único dispositivo). A informação a ser transmitida em um sinal digital é convertida para um sinal analógico luminoso (infravermelho) e os receptores fazem o processo inverso, convertendo o sinal analógico para pulsos digitais.

Um ponto interessante é o modo como os pulsos ópticos são gerados. Para conservar energia (geralmente dispositivos IrDA utilizam baterias como fonte de tensão), a informação é transmitida em rajadas de intervalo de tempo bem menor que o da informação a qual representam.

É interessante citar que o IrDA não é o sistema em uso atualmente em controles remoto de TV e vídeo cassete, neste caso, a especificação varia de acordo com o fabricante e a semelhança consiste apenas no comprimento de onda utilizado em ambos os sistemas, pois os LEDs e fotodiodos para este comprimento de onda são baratos e facilmente encontrados.

Figura 18 - Aplicações x Comprimento de Onda

    1. Descrição dos padrões dos dados de IrDA X Modelo OSI

Padrão IrDA é inicialmente dividido em dois subtipos: “IrDA Data” e “IrDA Control”, também conhecidos como IrDA-D e IrDA-C, respectivamente. Os protocolos que constituem o IrDA Data são utilizados em dispositivos que interagem para a troca de dados, já os protocolos IrDA Control lidam principalmente com os periféricos de interface com o usuário como teclados, joysticks, microfones e etc. As principais diferenças entre eles estão descritas na tabela 2.

Figura 19 - IrDA -D e IrDA-C

Tabela 2 - IrDA DTA X IrDA Control

3.3.1 – Padrão IrDA DATA

O padrão IrDA possui 3 protocolos obrigatórios: Protocolo de Camada Física (lrPHY), Protocolo de Acesso ao Link Infravermelho (lrLAP) e Protocolo de Gerenciamento de Link Infravermelho (IrLMP). Acima desses protocolos há vários outros opcionais, como o Tiny Transport (TinyTP) que é comumente utilizado para suporte a outras camadas opcionais superiores como IrLAN, IrTran-P, Obex e IrMC.

Figura 20 - Pilha de Protocolos IrDA

Pilha de Protocolos IrDA

O Redes sem fio domésticas Infrared trata-se de um modelo teórico que tenta explicar o funcionamento da rede, dividindo-a em sete camadas, mas não tem obrigação ser seguido à risca pelos protocolos de rede.

Figura 21 - Pilha de Protocolos IrDA x OSI

3.3.1.1 - Protocolo de Camada Física (IrPHY)

A camada física consiste em um transceptor (ou transmissor e receptor separadamente) IR um encoder/decoder, um serializador/deserializador e um framer.

O transceptor IR converte o sinal elétrico para sinal IR para transmissão e converte o sinal IR para sinal elétrico na recepção. O serializador/deserializador converte bytes em trem de bits para transmissão e converte um trem de bits em bytes na recepção. O framer monta frames IrDA e gera CRC para transmissão, na recepção retira os bits de controle da informação e faz checagem de CRC. Na maioria dos casos a função do framer é implementada via software.

Muitos dos encoders/decoders são projetados para interação com a controladora UART (controladora de comunicação serial assíncrona de PCs).

Os tranceptores IR se dividem em três categorias básicas, o SIR (Infravermelho serial), FIR (Infravermelho serial rápido) e VFIR (Infravermelho serial muito rápido). Suas respectivas taxas de transmissão são descritas na tabela*.

3.3.1.2 – Camadas de Protocolo de Software

Segue, uma breve descrição dos principais protocolos implementados via software para o padrão IrDA Data.

IrLAP – Protocolo de Acesso ao Link Infravermelho

No geral, encapsula o frame e garante que os dispositivos IrDA não se confundam. IrLAP descreve como dispositivos estabelecem, finalizam conexão e como eles serão numerados internamente.

IrLMP – Protocolo de Gerenciamento de Link Infravermelho

É focado na detecção de presença de dispositivos que estejam oferecendo um determinado serviço dentro alcance permitido, checa o fluxo de dados e atua como um multiplexador para configurações com mais de um dispositivo com características diferentes.

Tiny TP – Protocolo de Transporte Infravermelho

Esta camada gerencia canais virtuais entre dispositivos, divide a informação em pacotes e retira a informação original dos pacotes.

IrOBEX – Protocolo de Troca de Objetos de Infravermelho

Define os comandos PUT e GET, que permitem a transferência binária entre dispositivos e o que um pacote deve conter para ser transmitido.

3.3.2 – Padrão IrDA Control

O Padrão IrDA control consiste em um conjunto de protocolos subdivididos em: PHY (Camada Física) que funciona da mesma maneira que em IrDA Data. MAC (Controle de Aceso ao Meio). LLC (Controle de Link Lógico), que serão descritos adiante.

    1. Versões do IrDA, Evolução e Alcance

Normalmente, o emissor de um dispositivo costuma ofuscar seu próprio receptor, portanto só é possível operar em modo half-duplex. As características mais importantes (de SIR a VFIR) estão na Tabela 3.

Tabela 3 - Especificações da camada física IrDA (de SIR a VFIR)

Especificações da camada física IrDA

Para o padrão IrDA já foram desenvolvidas seis versões para a camada física, cada uma capaz de uma diferente taxa de transmissão (ver Tabela 4). Segue a descrição de cada uma delas.

Tabela 4 - Camadas físicas IrDA e suas taxas de transmissão

Serial Infrared (SIR)

Define uma transmissão assíncrona e serial. Opera em taxas de transmissão tipicamente suportadas por portas seriais (9600bps, 19200bps, 38400bps, 57600bps, 115200bps). A descoberta e negociação entre os dispositivos é feita a 9600bps.

Medium Infrared (MIR)

Taxa de transmissão de 1,152Mbps.

Fast Infrared (FIR)

Taxa de transmissão de 4Mbps. Todos os dispositivos FIR devem suportar SIR.

Very Fast Infrared (VFIR)

Taxa de transmissão de 16Mbps. Todos os dispositivos VFIR devem suportar FIR e SIR.

Ultra Fast Infrared (UFIR)

Taxa de transmissão de 100Mbps. Ainda não há produtos com UFIR no mercado.

Giga-IR

Criada para a transmissão de grandes arquivos, sua especificação foi aprovada e distribuída aos membros da IrDA em 2009. Oferece uma taxa de transmissão em torno de 1Gbps. De acordo com a pesquisa realizada nesta monografia, no momento só existe uma empresa exibindo aplicações práticas da tecnologia. Esta empresa, a japonesa KDDI, exibiu na feira Wireless Japan 2009 um estande com telefones celulares equipados com transceptores Giga-IR. (Gigazine) O estande alegou que os aparelhos exibidos possuíam as especificações exibidas na Tabela 5.

Tabela 5 - Implementações Giga-IR da KDDI exibidas na Wireless Japan 2009 (Gigazine)

O embutimento de Giga-IR no aparelho celular não requer espaço maior do que as implementações IrDA mais tradicionais. Giga-IR, ao contrário destas, não usa um LED, mas sim um laser de semicondutor como emissor de luz. (Tetsuo Nozawa, 2008) O laser será Classe 1 (potência de alguns miliwatts), a mais segura para os olhos. A KDDI espera que o custo por unidade do módulo, quando produzido em massa, vá se equivaler aos módulos tradicionais (entre ¥10 e 20). (Tetsuo Nozawa, 2008) O consumo energético por unidade de tempo (potência) do transmissor Giga-IR é consideravelmente maior, porém a transmissão é muito mais breve, o que reduz o consumo do dispositivo que o contém.

Neste mesmo estande, a KDDI divulgou o uso de adaptadores USB2.0 para Giga-IR, o que é no mínimo curioso, pois o padrão USB2.0 transmite no máximo a 480Mbps, tornando-se evidentemente um gargalo.

A KDDI já havia exibido demonstrações em vídeo do Giga-IR na Internet (1 Gbps Infrared Communication). Ainda não há produtos com Giga-IR no mercado.

Infrared Link Access Protocol (IrLAP)

Fica logo acima da IrPHY e corresponde à camada de enlace do modelo OSI2

O dispositivo primário controla os dispositivos secundários, determinando quando eles podem transmitir. . Ele é responsável pelo controle de acesso, descoberta de dispositivos, estabelecimento de conexão, distribuição dos papéis de dispositivo primário/dispositivo secundário e negociação de parâmetros QoS.

Infrared Link Management Protocol (IrLMP)

Localizado na terceira camada das especificações IrDA, este protocolo é subdividido em dois: LM-MUX e LM-IAS.

Link Management Multiplexer (LM-MUX)

Se posiciona diretamente sobre o protocolo IrLAP. Ele é responsável por prover múltiplos canais lógicos através da multiplexação dos enlaces criados pelo IrLMP e por permitir mudança de papéis primário/secundário para os dispositivos.

Link Management Information Access Service (LM-IAS)

Provê uma lista de todos os serviços IrDA que o dispositivo oferece. Assim, um dispositivo pode descobrir os serviços oferecidos por outro fazendo uma requisição a este protocolo.

Tiny Transport Protocol (TinyTP)

Protocolo opcional sobre o IrLMP, que permite a transmissão de mensagens maiores que o tamanho de quadro da camada de enlace. Para tanto, faz segmentação e reconstrução da mensagem. Também faz controle de fluxo.

Infrared Simple (IrSMP)

É um protocolo opcional sobre o IrLMP, que tem as mesmas funções do TinyTP: provê serviços de segmentação e remontagem para a camada superior IrOBEX e à camada inferior IrLMP. Além disso, oferece checagem e correção de erros de sequenciamento.

Infrared Communications Protocol (IrCOMM)

Permite que o dispositivo infravermelho se comporte como uma porta serial ou paralela. Fica logo acima do protocolo IrLMP.

Infrared Object Exchange (IrOBEX)

Permite a troca de objetos entre dispositivos. Se põe acima do protocolo TinyTP.

Infrared Local Area Network (IrLAN)

Permite que o dispositivo infravermelho se conecte a uma LAN em um de três modos: ponto de acesso, hospedeiro e Peer-to-Peer. Este protocolo também depende do TinyTP.

Infrared Mobile Communications (IrMC)

Protocolo de aplicação para troca de cartões, notas, calendários e pequenos textos entre dispositivos móveis.

IrDA for Wrist Watches (IrWW)

Protocolo de aplicação para comunicação entre relógios de pulso.

IrDA Financial Messaging (IrFM)

Protocolo de aplicação para realização de pagamentos no atacado e varejo.

Infrared USB (IrUSB)

Protocolo IrDA para conexão wireless dentro das camadas USB, substituindo os contatos físicos.

IrSimple

IrSimple (não confundir com o protocolo IrSMP) é um protocolo relativamente recente (2005). Trata-se de uma simplificação dos protocolos IrDA para aumentar a eficiência na transmissão de dados, oferecendo taxas líquidas de transmissão 4 a 10 vezes maiores do que a dos protocolos IrDA tradicionais (ver Tabela 5). É retrocompatível com os protocolos IrDA existentes, e as interfaces que ainda não o usam podem ser capacitadas através de uma atualização de software. (NTT DoCoMo).

Tabela 6 - Comparação entre protocolos IrDA para a transferência de uma imagem de 2 megapixels (aproximadamente 500KB)

No protocolo IrDA padrão há um tempo de guarda (escuta de canal) seguido de mensagens de descoberta de dispositivos, o que dura aproximadamente 1060ms. (Shah, Ara, Kitazumi, & Matsumoto, 2006) Em seguida é enviada uma requisição de conexão.

O protocolo IrSimple elimina as etapas de escuta de canal e descoberta de dispositivos. No momento em que a camada superior requisita conexão, o IrSimple já envia a requisição de conexão com os devidos parâmetros.

    1. Normas de Controle IrDA

      1. Características de Controle IrDA: Física

Define as velocidades de transmissão, esquemas de modulação, comprimento de onda infravermelho, etc. dos sinais ópticos emitidos pelo transmissor infravermelho e aqueles provenientes do receptor na interface entre o sistema infravermelho e o transceptor, e não trata da tensão do circuito controlador que controla o LED do transmissor infravermelho ou a forma de onda após a conversão fotoelétrica feita no receptor infravermelho.

•Alcance e distância equivalentes aos atuais controles remotos unidirecionais (5 metros);

•Transmissão de dados até 75 Kbps;

•Dados são codificados usando a sequência 16- PULSE amplificados por um carregador a 1,5 Mhz que é alocado para controle remoto de alta velocidade;

•Os pacotes são protegidos com: CRC-8 (pacotes pequenos) e CRC-16.

      1. Características de Controle IrDA: MAC

Trabalha de modo assimétrico, permitindo a um dispositivo host comunicar-se com múltiplos dispositivos periféricos e até 8 simultaneamente, proporcionando uma alocação dinâmica e permitindo a reutilização das direções dos periféricos. Garante um bom tempo de resposta.

      1. Características de Controle IrDA: LLC

Provê características de confiabilidade como sequenciamento de informação e retransmissão quando erros são detectados.

Fornece recursos para aumentar a confiabilidade da transmissão de dados de/para a camada MAC, por meio de um protocolo simples de controle de envio.

•HA (Home Appliance Application) – desenvolvido para atender aplicações para a casa, tais como controlar o acendimento de lâmpadas, preaquecimento de fornos, etc.

•HID (Human Interface Device Application) – desenvolvido para atender dispositivos de informática de entrada, contemplando o problema da diretividade obrigatória .

    1. Adaptadores IrDA X Outras Tecnologias (USB)

Com a evolução das tecnologias de rádio frequência, IrDA veio perdendo mercado desde o ano 2000 (especialmente para o, na época novo, padrão Bluetooth), principalmente pelas baixas taxas de transmissão, e pela necessidade de linha de visada direta entre os equipamentos, o que é um inconveniente do ponto de vista de usabilidade (do ponto de vista de segurança, porém, é uma vantagem). Além disso, a documentação oficial de IrDA só é liberada mediante filiação (pagamento), enquanto a de Bluetooth é aberta.

Não obstante, com o advento das camadas físicas UFIR e Giga-IR, surge um grande potencial para IrDA retomar seu mercado perdido e/ou alcançar novos mercados, especialmente se forem lançados adaptadores USB. O padrão USB3.0 já começou a chegar ao consumidor em 2010 (Pavarin, 2008). Este, ao contrário da versão 2.0, oferece largura de banda suficiente (4,8Gbps) para acomodar transmissões Giga-IR. Ao longo da pesquisa deste trabalho, não foram encontrados produtos à venda que usassem algum desses dois padrões.

Tabela 7 - Comparativo IrDA x USB

Tecnologia

Taxa de transmissão

IrDA (MIR)

1Mbps

IrDA (FIR)

4Mbps

IrDA (VFIR)

16Mbps

IrDA (UFIR)

100Mbps

IrDA (Giga-IR)

1Gbps

USB 1.1

12 Mbps

USB 2.0

480Mbps

USB 3.0

4,8 Gbps

    1. Vantagens e Limitações

Como toda conexão sem fio, o infravermelho possui a vantagem de não necessitar de um meio físico (fio) para a sua transmissão de dados. Com isso, ele permite que vários dispositivos móveis ou não possam se comunicar com uma maior facilidade sem a necessidade de uma infra-estrutura pré-montada.

Além disso, pelas estimativas da IrDA, ela conseguirá com UFIR (Ultra Fast Infrared) promover uma maior quantidade de transmissão com uma menor quantidade de energia gasta. 

Entretanto, o infravermelho possui com desvantagem o fato de as distâncias alcançadas (1 metro) serem muito curtas como também necessitar de que os dispositivos estejam dentro do campo de visada um do outro sem obstruções. Com isso, o infravermelho permite apenas que redes pessoais (Personal Area Network) sejam formadas diminuindo muito a sua aplicabilidade.

    1. Aplicações, Custos e Principais Fornecedores

Tabela 8 - Aplicações IrDA

Principais fornecedores: Siemens, Sony Ericson, Sigmatel, Shenzhen Saige, Goldfly, Shenzhen Simsukian Electronics Technology.

A tecnologia IrDA tem um baixo custo, utiliza baixas energias, para permitir transmissões de dados sem fio.

  1. CONCLUSÃO

O crescimento das redes de computadores tem sido uma realidade e vem acontecendo de forma muito rápida. As formas de acesso a dados também têm mudado radicalmente, em que transações que antes eram feitas de formas fixas e centralizadas, hoje podem ser feitas de formas móveis e distribuídas. A cultura de utilização da informação também vem recebendo novas filosofias da era digital.

A propensão é que no futuro próximo, as redes de longa distância que são usadas para transporte de grande quantidade de dados, sejam construídas com a tecnologia de fibra óptica, devido às inúmeras vantagens que esse meio de comunicação oferece: largura de banda, imunidade a interferências, altíssima velocidade, alcance de grandes distâncias, etc.

Não é só isso. Uma outra tendência é que os dispositivos computacionais e domésticos usados em ambientes locais (residências, empresas, etc.) sejam sem fio.

A rede local de computadores sem fio é um exemplo de que essa realidade já faz parte do avanço tecnológico. Por isso que o IEEE tem investido no melhoramento da tecnologia sem fio, para impulsionar a tecnologia e permitir que empresas projetem, construam e comercializem componentes para a comunicação sem fio.

Baseado nesse pensamento, teremos sem dúvida, uma adopção crescente a sistemas sem fio no contexto das redes locais, substituindo gradativamente as redes tradicionais cabeadas, para que no futuro tenhamos transmissões locais totalmente sem fio.

  1. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Acessado em 18/09/2011.

Acessado em 18/09/2011.

Acessado em 24/09/2011.

Acessado em 24/09/2011.

Acessado em 29/09/2011.

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