O documento discute a evolução das tecnologias de comunicação sem fio, desde o telégrafo até as inovações atuais como NFC e Bluetooth, destacando suas aplicações em setores como automação residencial e assistência médica. Também aborda a crescente demanda por dados e a saturação do espectro de rádio, propondo soluções como a transmissão de dados por ondas de luz. Por fim, menciona as exigências para redes futuras, incluindo a implementação do 5G, para suportar uma maior densidade de conexões e fornecer alta velocidade e baixa latência.

1. Conectando-se @o Futuro: Tecnologias e Tendências
da Comunicação Sem Fio
Prof. Elmano Ramalho Cavalcanti
elmano.cavalcanti@garanhuns.ifpe.edu.br
http://elmano.tk
Garanhuns, PE
22/09/2017
Semana de Eletroeletrônica

3. Tecnologias Antigas
Comunicação Sem Fio

4. Os primórdios da comunicação a longa distância

5. Telégrafo
Guglielmo Giovanni Maria Marconi

6. Alexander
Graham Bell
1880
Photophone

7. Rádio

8. Telefone Sem Fio

10. Tecnologias Atuais
Comunicação Sem Fio

11. NFC: Near Field Communication
Comunicação por Campo de Proximidade
● Baseado em RFID
● 13,56 MHz
● Curtíssimo alcance (< 10cm)
● Taxa de Tranmissão de até 424 kbps

12. Pequeno alcance
Aparelhos eletrônicos
- TV
- Videogame
- DVD/Blu-ray player
- Ar-condicionado
- Portão de garagem
Ainda popular em aplicações industriais, científicas e médicas
Infravermelho

13. Desenvolvido por Bluetooth Special Interest Group
Indústria Mobile personal area networks
Hardware
compatível
Computadores, celulares, videogames,
headset, etc.
Alcance Geralmente até 10 m;
5.0: 40–400m
https://www.bluetooth.com/specifications

14. Versão 5.0: foco no mercado de IoT
a) Bluetooth® BR/EDR: 1-1 (ponto-a-ponto)
Ex: headset, caixa de som, in-car audio
a) Bluetooth® Low Energy
● 1:1 (tranf. dados)
● 1:m (broadcast)
● m:n (mesh)
https://www.bluetooth.com/~/media/files/marketing/bluetooth-connectivity.pdf

16. Produtos recentes de
automação residencial
Google, Samsung, Microsoft, ...

19. Padrão 800-900 MHz RF range
Criador Zensys
Lançamento 2001
Setor Automação Residencial
Physical range 100 metros
Padrão IEEE 802.15.4 (2003)
Criador zigbee alliance
Lançamento 2005 (1.0)
Setor Industrial, científica e
médica
Physical range 10 a 20 metros (aprox.)
Automação residencial

20. Padrão IEEE 802.11a 802.11b 802.11g 802.11n 802.11ac
Ano 1999 1999 2003 2009 2014
Frequência 5GHz 2,4GHz 2,4GHz 2,4 / 5 GHz 5GHz
Taxa. Trans. 54 Mbps 11 Mbps 54 Mbps 600 Mbps 1,3 Gbps
Alcance
interior
30 m 30 m 40 m 40 m 90 m
Alcance
exterior
120 m 120 m 120 m 250 m 300 m
Alguns estatísticas sobre WiFi no mundo: https://www.ipass.com/wifi-growth-map/

22. Visão Geral
Fonte: https://www.slideshare.net/ToonPeters/will-the-iot-be-ip-based

24. Espectro electromagnético

25. Tecnologias Emergentes

26. ● Até 2017: + 11 exabytes de dados transferidos por redes móveis por mês.
● Alta demanda + Saturação do espectro de RF = "RF spectrum crisis"
Solução: Transmissão de dados por meio de ondas de luz (visível).
Algumas vantagens:
a) Escalabilidade muito maior;
b) Sem necessidade de licença de uso do espectro;
c) Ausência de interferência de Ondas de Rádio;
d) Sem efeitos nocivos de radiação;
http://www.lificonsortium.org/

27. Smart LED

30. http://www.ngmn.org/fileadmin/ngmn/content/downloads/Technical/2015/NGMN_5G_White_Paper_V1_0.pdf
Casos de Uso
Big Data

31. Requisitos / Características
Taxa de dados de pelo menos 50 Mb/s (0-120 km/h);
1 Gb/s em ambientes específicos;
Baixíssima latência: 1-10ms;
Dezenas de Mb/s para dezenas de milhares de usuários;
Suporte a centenas de milhares de conexões simultâneas (redes de
sensores);
Maior cobertura geográfica;
Maior eficiência (espectro, sinal).
Menor consumo energético;
http://www.ngmn.org/fileadmin/ngmn/content/downloads/Technical/2015/NGMN_5G_White_Paper_V1_0.pdf

32. Geração Velocidade Latência
2G 100–400 Kbit/s 300–1000 ms
3G 0.5–5 Mbit/s 100–500 ms
4G 1–50 Mbit/s < 100 ms
5G 50-1000Mbit/s < 10 ms
https://hpbn.co/mobile-networks/
Requisitos de Usuário

33. Local de Uso Densidade de conexões Densidade de Tráfego
Áreas densas 200-2500 /km2 D: 750 Gbps / km2
U: 125 Gbps / km2
Áreas fechas (indoor) 75000 / km2 D: 15 Tbps / km2
U: 2 Tbps / km2
Estádio 30000 D: 3,75 Tbps / km2
U: 7,5 Tbps / km2
Veículos 2000/km2; 500/trêm D: 100 Gbps / km2
UL: 50 Gbps / km2
Mínimo urbano 400/km2 D: 100 Gbps / km2
UL: 50 Gbps / km2
Mínimo rural 100/km2 D: 5Gbps /km2; U: 2,5Gbps /km2
Requisitos de Sistema
D: download U:

35. Tendências até 2030

36. http://blog.euromonitor.com/2015/03/has-internet-access-become-a-basic-human-right.html

38. Computação Vestível (wearable)

39. Redes Veiculares

40. Aplicações de Segurança V2V
● Aviso de violação de cruzamento;
● Prevenção de colisão em cruzamento

41. Aplicações de Segurança V2V
● Aviso de não-ultrapassagem

42. Aplicações de Segurança V2V
● Aviso de Veículo de Emergência (ex:
ambulância)

43. Pagamento automático em estacionamento

44. https://www.slideshare.net/Altimeter/the-race-to-2021-the-state-of-autonomous-vehicles-and-a-whos-who-of-industry-drivers

45. Sistemas de Navegação por Satélite
Quasi-Zenith Satellite System (QZSS)
en.beidou.gov.cn gsa.europa.eu
glonass-iac.ru/en/ www.gps.gov
Erros de apenas 1cm!

47. Esta apresentação
encontra-se disponível em:
http://elmano.tk
Menu>Apresentações
https://www.slideshare.net/elmanorc