Wi-Mesh

Definição

Introdução

As redes Mesh ou Redes em Malha sem fio surgiram como uma chave tecnológica para a próxima geração de redes sem fio. Chamada de Wireless Mesh Network (WMN), as WMNs utilizam meio de transmissão sem fio e consiste na utilização das variantes do padrão IEEE 802.11, onde é utilizada uma topologia dinâmica, variável e de crescimento orgânico.

As redes Mesh são dinamicamente auto-organizadas e auto-configuradas, os nós conseguem estabelecer automaticamente uma conexão em rede AD-Hoc para melhorar a flexibilidade, um roteador Mesh é equipado com várias interfaces sem fio, construídas com a mesma ou diferentes tecnologias de acesso sem fio. O Backbone formado por roteadores Mesh proporciona um nível elevado de confiança.

A tecnologia de redes Mesh oferece uma ampla variedade de aplicações, tais como: conectividade de acesso á rádio celular, redes de alta velocidade, redes metropolitanas móveis, redes de automação predial, redes de sistemas inteligentes de transportes, sistemas de defesa e vigilância até mesmo de uma cidade, indústria ou onde possa ser implantado, entre outras.

Os diversos estudos, testes e implementações das redes Mesh, realizadas por empresas e universidades, mostra que há algumas questões de investigação em diferentes camadas da pilha de protocolo, com isso, os padrões estão chegando para implementações de redes mesh para WANs, MANs, LANs, e PANs.

Finalidade da pesquisa

Demonstrar os meios pelo qual a tecnologia Mesh pode ser utilizada, além da implantação de redes de acesso à Internet próximas a universidades e escolas, a construção de cidades digitais, oferecendo infra-estrutura de comunicação sem fio em ambiente metropolitano a todos os cidadãos, o que já vendo sendo realizado em cidades, como por exemplo, Dublin, Taipei, Pittsburgh e Filadélfia, Rio de Janeiro, Curitiba, Ouro Preto entre outras, assim como a implantação da rede Mesh móvel utilizando carros, motos, caminhões entre outros meios de transporte, possibilitando assim criar uma grande malha de conexão móvel.

Objetivos

As redes Mesh tem capacidade de comunicação por múltiplos nós e acaba criando rotas alternativas automáticas, evitando pontos de congestionamento na rede e obstáculos de linha de visada, com isso cada dispositivo, incluindo notebooks, PDAs e smartphones, podem enviar tráfego diretamente para outro. Fabricantes de carro e empresas de telecomunicações estão trabalhando para desenvolver o ITS (Intelligent Transport Systems - Sistemas de Transporte Inteligente) controlado por redes Mesh sem fios nas ruas e estradas. Tenho como objetivo estudar a metodologia de funcionamento das redes Mesh interligando ruas e estradas através de Pontos de Acesso físicos e móveis.

Histórico da tecnologia

Desenvolvida na década de noventa pelos militares norte-americanos da DARPA(Agencia de Projeto de Pesquisa Avançado de Defesa) permitem conexões com diversos dispositivos como computadores notebooks PDAs celulares e outros, que tem função de repetidores e roteadores permitindo comunicação fim a fim sem a necessidade de criar uma comunicação com nó central. As redes em malha sem fio com topologia dinâmica constituido por nós no nível físico que são regidas sobre os padrões IEEE 802.11 ,802.15 e 80 2.16 cujo o roteamento é dinâmico. Evoluíram a partir das redes móveis ad-hoc que usam OLSR e AODV que são protocolo de roteamento de redes sem fio. A rede mesh quando ao contrario do ad-hoc presisam de um ponto de acesso com a rede infra-estruturada atingindo uma melhor performance com os protocolos que utilizam tabela de roteamento. Em 1990, a IEEE ficou responsável pela criação de um comitê para determinar o padrão de conectividade das redes sem fio. Esse processo inicial levou sete anos e foi apenas em 1997 que a primeira versão das redes IEEE 802.11s saiu. Ela supunha velocidades de até 2Mbs. Após essa primeira especificação, saíram outras, mais específicas, tentando acompanhar os avanços das tecnologias wireles. Em meados de Março de 2005 a foi proposto um novo stardard denominado 802.11s para as redes em malha. Esse standard ainda está em ampla discussão, entretanto a idéia é definir camadas físicas e de acesso ao meio para redes em malha de maneira a aumentar o alcance sem pontos de falha através da técnica de múltiplos saltos.Existiam duas propostas que se destacavam pelo peso de seus integrantes: A Wi-Mesh Alliance que liderada pela Nortel inclui Philips, Thomson e Swisscom Innovations; e a SEEMesh (Simple, Efficient and Extensible Mesh) que inclui Intel, Nokia, Motorola, Cisco, e Texas Instruments, mas que recentemente se juntaram para discutir o stardard.esse protocolo define como se o nos se interconectam são quatro tipos :

Cliente ou Estação (STA): é um no que requer serviços mas não repassa dados ,nem participa da descoberta de caminhos feito pelos protocolos de roteamento.

Mesh Point (MP): é um no que participa da formação e operação da rede mesh,repassando dados e participando das descobertas de rotas .

Mesh Acces Point (MAP): é um MP agregado a um ponto de acesso que prove services a clientes(STA).

Mesh Portal Point (MPP): é um MP com uma funcionalidade especial de atuar como gateway entre a rede mesh e a rede externa (internet,por exemplo).

Assunto objeto de estudo

Fabricantes de carros e empresas de telecomunicações estão trabalhando para desenvolver o ITS (Intelligent Transport Systems - Sistemas de Transporte Inteligente) controlado por redes mesh sem fios nas ruas e estradas. Com isso pretendo realizar um estudo de viabilidade de implantação de redes Mesh em estradas, interligando cidades, comunidades rurais e pessoas, utilizando automóveis como pontos de acessos e até mesmo torres já instaladas ao longo das estradas, dessa forma pessoas que estão viajando podem estar sempre conectadas acessando assim a internet, celulares e se mantendo em constante comunicação.

O ponto de vista sob o qual o assunto foi abordado

Existe um grande espaço para a introdução dos serviços de banda larga móvel, se forem disponibilizados a custos razoáveis, e cada usuário potencial, intuitivamente, possui um bom entendimento dos seus requisitos de qualidade e preço, afinal as pessoas buscam acessibilidade e disponibilidade. O uso do celular para a transmissão de dados é uma tendência natural, no entanto os modelos de negócios feitos pelas operadoras são fundamentalmente baseados na transmissão de voz, este modelo tende a mudar visto que novos produtos que permitem a transmissão de dados por tecnologia móvel vem surgindo á todo momento, possibilitando a convergência de voz (celular) para dados com facilidades de acesso a e-mail, agenda virtual, redes sociais, comunicadores (Gtalk, MSN, etc); entretanto, os acessos móveis à web ainda são precários e de preço muito elevado para o usuário comum. Tendo em vista que os futuros lucros com telecomunicação móvel virá da transmissão de dados, pode-se prever que uma tecnologia especialmente desenvolvida para dados, como é o caso das redes Mesh, possuirá uma chance maior de ser comercializada no modelo de alta velocidade. Sob o ponto de vista de negócios é mais provável que voz seja adicionada à banda larga sem fio, do que aplicações de dados sejam adicionadas a telefones celulares. E a razão é econômica: os atuais modelos de negócios das tecnologias móveis não são apropriados para aplicações de dados com baixos custos. As redes Mesh apresentam custo reduzido em relação as redes sem fio estruturadas convencionais, podem ser montadas rapidamente e possuem alta tolerância a falhas, pois se um nó falhar a própria rede se reorganiza e requisita a alteração da rota.

Bibliografia

Malanga Breuel, Cristiano. Redes em malha sem fios Instituto de Matemática e Estatística - Universidade de São Paulo

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Sanches, Carlos Alberto. Projetando Redes WLAN - Conceitos e Praticas. Editora ERICA, 2008.

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