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Outras Iniciativas para o Acesso sem Fios

Ultra Wideband & Wireless USB

E ld L i d M tt M hl

TE155-Redes de Acesso sem Fios

Ewaldo Luiz de Mattos MehlUniversidade Federal do ParanáDepartamento de Engenharia Elé[email protected]

Outras Iniciativas para o Acesso sem Fios


• WiBro• WRAN (IEEE 802 22)• WRAN (IEEE 802.22)• Bluetooth (IEEE 802.15.1)• ZigBee (IEEE 802.15.4)• Ultra-Wideband (UWB) & Wireless USB• Radio Frequency Identification (RFID)Radio Frequency Identification (RFID)• Wireless HD

Ultra-Wideband (UWB)

• Também chamada de “rádio-impulso” ou “rádio


sem portadora”.• Gerada através de pulsos de curta duração (ns).• A largura de banda dosinal que é irradiado éinversamente proporcionalà duração do pulso.• UWB ≥ 20% fc



1912

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Um pulso de curta duração (aprox. 0,5 ns) gera um “ruído” que ultrapassa a faixa de freqüências de 5 GHz



1 0 1 0

• Utilizando a posição na qual o pulso de curta duração é gerado, pode-se transmitir uma informação digital que se confunde com o “ruído defundo”.• Somente um receptor que conheça a técnica de geração dos pulsosserá capaz de interpretar o byte gerado na origem.

• Interceptação muito difícil: aplicações militares

Imune à distorção por



• Imune à distorção por múltiplos caminhos de propagação.• Possibilidade de transmissão de informações com elevada taxa (da ordem de muitos MB/s).• Um mesmo tipo de rádio pode ser usado em várias aplicações diferentes: configurado por software.



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Aplicações• Comunicação no interior de aviões e helicópteros.ç p• Radar anti-colisão.• Altímetros de precisão.• Radar de penetração em superfícies (penetração no solo & no gelo).

• Wireless USBWireless USB



Exemplos de aplicações já existentes: equipamentos militares



Porquê mais uma tecnologia para acesso sem fios?

802.11n: 300Mbps @ 100m

Transmissão deSala ou Quarto

UWB

UWBPequena Distância

p/ downloadrápido

110Mbps @ 10m

480Mbps @ 2m200Mbps @ 4m

Tran

smis

são

(Mbp

s)

1000

100802.11n

Alcance (m)

Redes Locais802.11a/b/gTransmissão de

Áudio & Vídeo

BluetoothTa

xa d

e

10

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1 10 100

Fonte: Texas Instruments

ZigBee

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TE155-Redes de Acesso sem FiosUltra-Wideband (UWB)



1) Frustação dos consumidores com a profusão de cabos:com a profusão de cabos:

• Confusão causada pela interligaçãodos equipamentos por vários cabosnos escritórios e lares.

• Arquivos cada vez maioresprecisam ser transferidos entrediferentes equipamentos.

• Falta de padronização dos cabos e• Falta de padronização dos cabos edos conectores.

• Outras tecnologias sem fios já estãopresentes no dia-a-dia: controleremoto IR, WiFi, Bluetooth….




2) Sucesso da interface USB:• A única interface adotada tanto por

computadores PC-Intel como Apple.

• USB 2.0 permite transferênciarápida de arquivos.

• Padronização dos cabos econectores USB.

• A sigla USB já se tornou umsinônimo de conectividade, mesmoentre o público em geral.



Necessidade de padronização…

J /2003 C i ã d IEEE 802 15 3• Jan/2003: Criação do grupo IEEE 802.15.3a -Proposta de Padronização da Tecnologia à serusada para UWB aplicada a WUSB.

• Mar/2003: O grupo IEEE 802.15.3a recebe umtotal de 21 propostas, que foram agrupadas emduas tecnologias antagônicas:duas tecnologias antagônicas:

TEXAS INSTRUMENTS: Orthogonal FrequencyDivision Mutiplexing (OFDM)

MOTOROLA: Direct Sequence

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Necessidade de padronização… IEEE 802.15.3a

Direct Sequence

http://www.uwbforum.org/

Direct Sequence



Necessidade de padronização… IEEE 802.15.3a

Multiband Orthogonal Frequency

2005

Multiband Orthogonal Frequency Division Mutiplexing (OFDM)


TE155-Redes de Acesso sem FiosUltra-Wideband (UWB)


• Fev/2005: WiMedia Alliance propõe usar a ECMA -European Computer Manufacturer's Association como oórgão normativo da tecnologia UWB para WUSB: ECMAórgão normativo da tecnologia UWB para WUSB: ECMAtechnical committee TC20.

• Dez/2005: ECMA publica as normas ECMA-368 eECMA-369 sobre uso de UWB para WUSB.

• Jan/2006: IEEE propõe encerrar as atividades do/ p pgrupo IEEE 802.15.3a sem uma Proposta dePadronização!

• ECMA-TC20 sugere à ISO a criação de uma normainternacional sobre UWB, utilizando as normas ECMA-368 e ECMA-369. Publicação da norma ISO: dez.2007

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Primeiras normas sobre UWBPublicadas pela ECMA em dezembro 2007:


ECMA-368Define a camada física (PHY) e camada de Media Access Control (MAC).Emprega o espectro de 3.1 GHz até 10.6 GHzSuporte para taxas de transmissão de no mínimo 53,3 Mb/s, 106,7 Mb/s e 200 Mb/s

ECMA-369ECMA 369Definição da interface ECMA-368 Possibilita interconectividade entre diferentes implementações da camada física (PHY) e da camada MAC resultantes da norma ECMA-368 PHY.

Atualmente usadas apenas nos EUA.



Proposta da WiMedia Aliance → ECMA → Futura ISO:

Estabelecer limites de potência:Estabelecer limites de potência:Limite de potência para proteger incumbents & receptores de GPS

3 tipos de dispositivos UWB:Sistemas de Imagem (Monitores p/ PC e TV)

Abaixo de 960 MHz ou entre 3,1 GHz e 10,6 GHzba o de 960 ou e t e 3, G e 0,6 G

Radar anti-colisão para veículosEntre 22 GHz e 31 GHz

Comunicação entre dispositivos (WUSB)Entre 3,1 GHz e 10,6 GHz



Limites propostos para Emissão UWB General Purpose Radio @ Wall Imaging Systems



Limites propostos para Emissão UWB Radar anti-colisão para veículos

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Limites propostos para Emissão UWB Comunicação Indoor



Limites propostos para Emissão UWB Comunicação Outdoor

Aalborg University - Communications Dept.Adamya Computing Technologies Pvt., Ltd.

Cambridge ConsultantsCambridge Silicon Radio, Plc


Adaptive Labs, Inc.AdimosAdvance Data Technology CorporationAdvanced Resources CorporationAdvantest CorporationAgere SystemsAlcor Micro, Corp.Alereon, Inc.Allion Computer Inc.A-LogicsAlpha Networks, Inc.

Canon Inc.Catalyst Enterprises, Inc.CCI Security GroupCellink Co. Ltd.Centre for Wireless CommunicationsCentro de Tecnologia de las Comunicaciones S.A. (CETECOM)Clasma Events, Inc.Comit Systems, Inc.ComNets, Chair of Communication Networks, RWTH Aachen UniversityAlpha Networks, Inc.

Analog DevicesArtimi Inc.Asahi Glass Company Co., Ltd.Blind Creek AssociatesBlue7 CommunicationsBroadcom CorporationBroadVision Technologies Inc.

Comscient GroupConcentric Technology Solutions, Inc.Concrete LogicCreative Labs, Inc.Datang Microelectronics Technology Ltd.Electronics Testing Center, TaiwanEllisys sarlESRD of CSISTETRI Electronics and Telecommunications Research Institute

* Dezembro 2005: 178 Membros


ETS Product Service (USA), Inc.Extended Systems of Idaho, Inc.

Hong Kong University of Science and Technology, Department of EEEH N k LLCFaraday Technology Corporation

FDK CorporationFlipr NetworksFOCUS Enhancements, Inc.FractusFuji Electric Device Technology Co., Ltd.Fujitsu LimitedGCTIbericaGeneral AtomicsGlobalintech Inc.Guardian Technologies Pty Ltd

Horner Networks, LLCIcron Technologies CorporationIndustrial Technology Research InstituteInfineon Technologies NAInfinite Data Storage LtdInfinite Data Storage LtdInstitute for Infocomm ResearchInstitute for Information IndustryInstitute of Computer and Communication Engineering, National Cheng Kung UniversityIntel Co po ationGuardian Technologies Pty Ltd

HCL Technologies LtdHelloSoft, Inc.Hewlett-Packard CompanyHimico Solutions, Inc.Hitachi, Ltd. Ubiquitous Platform Systems R&D LaboratoryHomer Technology, IncHong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited

Intel CorporationInteractive Homes, Inc.ITI Techmedia LimitedJ&S Telecoms Int.J.D. Taylor AssociatesJ3 EngineeringJabil CircuitKETI (Korea Electronics Technology Institute)KodakKonica Minolta Technology, U.S.A.

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La SalleLeCroy Corporation

Netplan A/SNokia Corporation

LG Electronics, Inc.Lite-On Technology Corp.LittleAt Pte Ltd.LSI Logic CorporationLucidPORTMCCIMET LaboratoriesMewTel Technology Inc.Microsoft CorporationMindTree Consulting PVT. LTDMIPS Technologies, Inc.

NTT MCL, Inc.NVIDIA CorporationOki Electric Industry Co., Ltd.Olympus Communication Technology of AmericaOmron CorporationOpen Interface North America, Inc.OrangeWare CorporationPeerLink Corp.PhilipsPhison Electronics Corp.MIPS Technologies, Inc.

MITAC International CorporationMitsubishi Electric CorporationMLWizardMurata Manufacturing Co., Ltd.National Institute of Information and Communications TechnologyNEC Electronics CorporationNeoView Technology Inc

pPinpoint Technologies, Inc.PMTCProgress SoftwareQ3 Wireless IncRaritan Computer, Inc.Realtek Semiconductor Corp.Redpine Signals, Inc.RF Micro Devices, Inc.


Ricoh Company, Ltd.Rohde & Schwarz

TecStar Company, MACNICA, Inc.Teknosarus Embedded Systems

Samsung Electronics Co., Ltd.Sanyo Electric Co., Ltd.Seiko Epson Corp.SGS TAIWAN LTDSharp Laboratories of AmericaSilex Technology America, Inc.Silicon Integrated Systems CorporationSkillsUnitedSony CorporationSpansionStaccato Communications

Tektronix, Inc.Telecommunications Technology Association (TTA)TES Electronic SolutionsTexas Instruments, Inc.Thales Joint SystemsThe Aerospace CorporationThe Ether GroupThe Institute of Information Science Academia SinicaToshiba CorporationStaccato Communications

STMicroelectronicsStonestreet OneSunplus Technology Co., Ltd.Synopsys Inc.TadlysTDK CorporationTechnische Universität München

TransdimensionTRDA, IncTRLabsTZero TechnologiesUniversity of MarylandUMECUniversidad Autonoma MetropolitanaUniversidad Publica de NavarraUniversity of Pretoria


UnWiredConnect Technologies (P) Ltd.USCredentialVIA Networking TechnologyVinChip SystemsVirage LogicVistapex TechnologiesWiLinx CorporationWiMorph Communications Inc.Winbond ElectronicsWionics Research - Realtek GroupWipro LimitedWiQuest CommunicationsQWisair Ltd.wiSight MobilitywiSight, Inc.Wisme, Inc.XtremeRFYokogawa Electric Corporation

Ultra-Wideband (UWB) e WUSB


Disk Backup

MP3 File TransfersVideo

Streaming

Print Files

Camera Downloads

Movie Transfers

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OFDM foi inventada a mais de 40 anos!OFDM é uma tecnologia robusta e aprovada OFDM é adotada por várias normas internacionais:

WiMedia propõe que UWB use MB-OFDM

OFDM é adotada por várias normas internacionais: Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) & VDSLDigital Audio Broadcast (DAB)Digital Terrestrial Television Broadcast:

– DVB (Europa) e ISDB (Japão)IEEE 802.11a/g/nIEEE 802.16a (WiMAX Fixo)Power Line Networking (HomePlug)IEEE 82 16e (WiBRO e WiMAX móvel)IEEE 82.16e (WiBRO e WiMAX móvel)

Provavelmente OFDM será adotada também por outros sistemas:

Telefonia celular de 4.a Geração (4G)IEEE 802.20

Wireless USB está adotando UWB com MB-OFDM

TE155-Redes de Acesso sem FiosWiMedia propõe que UWB use MB-OFDM

Distribuição dos canais de freqüência para Multi-Band OFDM

TE155-Redes de Acesso sem FiosWireless USB

• 2004: Wireless USB Industry Groupwww.usb.org/wusbAd t d d ã MB OFDM UWB t l• Adotado o padrão MB-OFDM em UWB proposto pela

MBOA e WiMedia.• USB é o padrão de facto para interligação deequipamentos adotado pela indústria de PCs (tanto Intel-Windows como Apple)• O público aceitará muito bem a idéia de conectar semfios as suas Impressoras, Câmeras Fotográficas,Telefones Celulares etc.• Taxa de transmissão proposta para WUSB: 110 MB/s a 480 MB/s• Distância máxima WUSB: 10 metros

Wireless USB


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Wireless USB



WMANWLANWPAN

WUSB

Sala/Escritório

Edifícios +kmCidades

Wireless USB



WUSB 1.0: 3,1 GHz a 4,8 GHzCanal #1 proposto pela WiMedia

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Wireless USB


WUSB 1.0:• até 127 dispositivos podem ser conectados

h b WUSBa um hub WUSB• Controle de potência

Wireless USB


Wireless USB


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Wireless USB


Wireless USB



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Wireless USB



May 21st, 2007The Samsung's brick-sized SCH-gi730 slider phone may seem kindaobsolete, but Alereon is moddingthe Windows Mobile device to bethe first to sync via CertifiedWireless USB over UWB. Thehandset's integrated WiFi obviouslyhas enough bandwidth for thesame job, but it doesn't hurt toh di ti th thave a speedier option thatpromises to transfer at 480Mbpswirelessly. The mod wasshowcased during this yearWinHEC to demonstrate AlereonAL4000 WUSB chipset - the firstnative device solution approved byUSB-IF.

Wireless USB


July 24th, 2007D-Link avec ce produit propose unconcurrent direct au Hub Wireless USBde Belkin. Ce hub est muni de quatreports et est capable de venir connecter

t é i hé i d t h i

D-Link DUB-2400

quatre périphériques de votre choix.Ces périphériques seront en suite reliésà votre ordinateur via la gamme defréquence comprise entre 3.4 et 4.5GHz.Pour ce faire, le constructeur fournitégalement avec le hub un adaptateurUSB – Wireless USB qui permettra laliaison entre vos appareils et votreordinateur Une solution somme toute aordinateur. Une solution somme toute anouveau très similaire au WiRangerque nous avions teste il y a quelquessemaines mais qui exploitaient le Wi-Fiau lieu du Wireless USB.Sa sortie est annoncée pour finseptembre voir mi-octobre. Son prixdevrait avoisiner les 300$ pour le kitcomplet (Hub + clé USB).

Wireless USB


July 24th, 2007The first six Wireless USB productsallowed to use the cable-freeconnectivity technology's official logoh b d St di t fhave been named. Standing out fromthe various adaptor accessories: a pairof laptops from Dell and Lenovo.Dell's WUSB offering is the 17inInspiron 1720, though it isn't yet listedon the Dell website as incorporatingthe technology. Likewise Lenovo'sThinkPad T61, but both machines cannow sport the Certified Wireless USBlogo.

Dell Inspiron 1720

logo.

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Wireless USB


http://www.eletrica.ufpr.br/mehl/te155/downloads.html

ConclusõesA tecnologia Ultra Wideband abre novaspossibilidades para implementação de redes sem fios.


A indefinição dentro do grupo IEEE 802.15.3a trouxeao cenário das normas sobre wireless novos nomes:ECMA e possivelmente ISO

A primeira implementação de UWB com maiorimpacto ao público em geral é Wireless USB,disponível a partir de 2007.

Apesar de ser voltada à transferência de grandes pacotes de dados, a tecnologia WUSB poderá vir a concorrer com outras outras já disponíveis para WPAN (Bluetooth & ZigBee).

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