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Wireless Body Area Network
WBAN (Wireless Body Area Network)
São redes compostas por um conjunto de sensores espalhados pelo corpo (fixados nas roupas, debaixo da pele e outros) que, através de tecnologias de comunicação sem fio, monitoram as condições fÃsicas de uma pessoa e transmitem as informações coletadas para um “servidor” (on-line ou não). Por exemplo: vamos considerar um atleta que pretende ser monitorado à distância pelo seu técnico enquanto treina. Primeiro o atleta veste uma roupa especialmente preparada para abrigar os sensores que compõem uma rede WBAN. Estes sensores, durante a prática dos exercÃcios fÃsicos, irão coletar e transmitir os dados do atleta para seu smartphone. Esta comunicação, inclusive, pode ocorrer por Bluetooth, ZigBee, UWB (Ultra Wideband) ou qualquer outra tecnologia pessoal de transmissão e recepção de dados sem fio. Já o smartphone, através de um programa, interpretará os dados coletados pelos sensores e os transformará em relatórios. Na seqüência, tais relatórios serão enviados para um servidor HTTP por meio da rede de telefonia celular (GPRS, EDGE, EV-DO, HSDPA, etc). O treinador, por fim, irá visualizar e avaliar a performance de seu atleta apenas conectando seu notebook a internet e apontando seu browser para uma URL predeterminada. Show de bola, né?
Além do exemplo acima, as redes WBAN já estão sendo utilizadas em diversas outras áreas, como na reabilitação de pacientes em clÃnicas de Fisioterapia. Alias, no site da PubMed Central (PMC), enorme repositório digital de publicações médicas, há vários artigos que fazem referência a esta tecnologia. Um deles, de tÃtulo “ACCELEROMETER-BASED WIRELESS BODY AREA NETWORK TO ESTIMATE INTENSITY OF THERAPY IN POST-ACUTE”, propõe a utilização de acelerômetros para avaliar um paciente, além, é claro, de auxiliar no seu tratamento. Os acelerômetros, neste caso, formam uma rede WBAN. Ela detecta com exatidão todos os movimentos executados pelo paciente e transmite tudo para um Tablet PC. O Tablet PC, por sua vez, “traduz” as informações recebidas através de um programa e exibe o diagnóstico completo do paciente para o fisioterapeuta responsável.
O futuro do WBAN já começou a ser desenhado no Brasil. Como prova, podemos citar a apresentação desta tecnologia em um evento que ocorreu na cidade de São Paulo há pouco tempo. Durante a exibição do painel: “O Papel das Tecnologias Sem Fio nas Aplicações de Saúde e Bancárias”, representantes de diversos setores (como hospitais, operadoras de telefonia, Anatel, programadores e outros) conheceram e já deram inÃcio à s discussões acerca de futuros projetos WBAN em território canarinho!
É isso!
WHDI Videos em Alta Definicao
O WHDI (Wireless Home Digital Interface) foi desenvolvido pela Amimon para enviar, através do ar, sinais de vÃdeo em alta definição para um ou mais receptores. Ou seja, trata-se de uma tecnologia que propõe acabar com o emaranhado de fios atrás dos racks a partir da transmissão, em altÃssima definição e velocidade, de sinais de vÃdeo para várias TVs. Já “aceito” por diversas empresas, como Motorola, Samsung, Sharp, Sony e outras, o WHDI opera na faixa dos 5 GHz e atinge até 3 Gbps – uma velocidade invejável. Ele também foi criado para alcançar até 30 metros e suportar mais de um receptor, caracterÃstica que permite a distribuição do mesmo sinal para várias TVs, espalhadas, por exemplo, por diversos ambientes da casa ou apartamento.
Transmitir sinais de vÃdeo em alta definição sem o uso de cabos é um problema bastante complexo. Há diversos fatores a serem considerados, o que gera opiniões e soluções completamente diferentes entre si. A tecnologia UWB (Ultra-wideband), por exemplo, realiza a compressão dos dados durante a transmissão das imagens em alta definição. Já o WHDI não adota este procedimento. A Amimon defende que a compressão, além de facilitar a pirataria e caminhar no sentido contrário ao da interoperabilidade, pode degradar (e muito) a qualidade das imagens. Por isso ela criou um método muito inteligente de transferir os dados sem fazer qualquer compressão e sem afetar negativamente a performance do sistema. Funciona assim: os chips WHDI são capazes de separar os componentes de maior importância visual para o espectador (MSB – Most Significant Bit) daqueles menos significativos (LSB – Least Significant Bit). Feita esta “peneirada”, o WHDI prioriza a correção e a entrega dos MSBs. Nada de algoritmos de compressão! O resultado, é claro, é um sistema rápido e de altÃssima qualidade.
Abaixo o print screen de uma animação em WHDI:
Mas sabemos que o WHDI não está sozinho. Na disputa por este mercado também temos o WirelessHD, o UWB e até o famoso Wi-Fi. Quem vencerá?
É isso!
Bluetooth 3.0 A Nova Versao
O Bluetooth é um protocolo de comunicação sem fio que faz parte das redes WPAN (Wireless Personal Area Network). Uma WPAN pode ser definida como uma rede composta por dispositivos pessoais (como teclados, mouses, controles remotos, celulares, fones de ouvido e outros) que usam tecnologias wireless para a comunicação de curto alcance. Nesta categoria, inclusive, também se enquadram outras especificações, como o UWB (Ultra Wide Band – IEEE 802.15.3) e ZigBee (IEEE 802.15.4). O Bluetooth foi projetado para ser “simples”, consumir pouca energia e usar transceptores de baixo custo. Popularizado pelos celulares (não há o que discutir, né?), este padrão, até recentemente, operava nas seguintes taxas teóricas: 1 Mbps na versão 1.2 e 3 Mbps na versão 2.0 + EDR (Enhanced Data Rate), também conhecida por “versão aprimorada”. Na prática, claro, tais velocidades caem para 721 Kbps e 2,1 Mbps, respectivamente. No entanto, ainda “descontentes”, os membros do SIG (Bluetooth Special Interest Group) resolveram “turbiná-lo” e lançaram, no dia 21 de abril de 2009 em Tóquio, a versão 3.0 desse padrão.
O Bluetooth 3.0 + HS (High Speed) “nasceu para ser rápido”, disse Michael Foley – diretor executivo do Bluetooth SIG. Segundo diversas publicações, os dispositivos que funcionarão com a nova versão conseguirão atingir até 24 Mbps de pico. Porém, há fontes que falam em 54 Mbps. 24 ou 54? Ainda não sabemos! Fato é que houve um salto significativo de velocidade, certo? O segredo deste “salto”, no entanto, NÃO provém da tecnologia UWB, conforme muitos apostavam nos primeiros esboços dessa nova versão. O responsável pelo “High Speed”, na verdade, é o Wi-Fi (IEEE 802.11) – nosso velho conhecido que, alias, sequer pertence à s redes do tipo WPAN. Funciona assim: sabemos que o Bluetooth consegue “enxergar” alguns padrões Wi-Fi (e vice-versa) porque eles operam na mesma freqüência, ou seja, 2.4 GHz. Faltava colocá-los “para conversar” e foi isto o que fizeram no Bluetooth 3.0 + HS! Agora, quando grandes volumes de dados precisam ser transferidos entre dispositivos HS, o conteúdo das camadas MAC PHY é alterado e elas passam a funcionar como se existisse uma conexão Wi-Fi. Legal, né? Eis o segredo do “BOOOMMM da velocidade”!
Segundo Foley, os primeiros dispositivos Bluetooth 3.0 + HS podem aparecer ainda em 2009!
Ah! Onde foi parar o UWB? Diziam que ele substituiria o Bluetooth!
Quem souber, avise-nos!
É isso!
UWB 802153 Ultra Wide Band WPAN Piconets wireless
Em artigos anteriores já falamos sobre o UWB (Ultra Wide Band), IEEE 802.15.3. Trata-se de um padrão que faz parte das redes WPAN (Wireless Personal Area Network). Uma WPAN pode ser definida como uma rede composta por dispositivos pessoais que usam tecnologias wireless para a comunicação de curto alcance. Nesta categoria também se enquadram outras especificações. É o caso do Bluetooth (IEEE 802.15.1) e ZigBee (IEEE 802.15.4) – ambos já detalhados aqui na VIVASEMFIO.com. Hoje, com o objetivo de conhecermos ainda mais o UWB, falaremos sobre como uma WPAN é formada por dispositivos IEEE 802.15.3.
O UWB, grosso modo, provê quatro vantagens principais sobre o legado das tecnologias sem fio: qualidade de serviço, altas taxas de transmissão, baixo custo e baixo consumo de energia. É composto pelos padrões IEEE 802.15.3 e IEEE 802.15.3a. Para um alcance de 30 a 50 metros, IEEE 802.15.3 consegue taxas de transferência de 10 a 55 Mbps e usa a faixa de freqüência de 2.4 GHz ISM. Já o padrão IEEE 802.15.3a consegue operar numa velocidade de 110 a 480 Mbps, porém abrange cerca de 10 metros – alcance reduzido em relação ao IEEE 802.15.3. Além disso, utiliza faixas de freqüências que variam de 3.1 a 10.6 GHz.
Construindo uma WPAN UWB
Uma WPAN formada por dispositivos UWB recebe o nome de Piconet. Os dispositivos, por sua vez, são conhecidos por DEVs (DEVices). Porém, numa Piconet, um DEV deverá assumir o papel de coordenador. Este será chamado de PNC (Piconet Coordinator). Dentre as funções do PNC, temos: administrar requisitos de qualidade de serviço (QoS), modos de economia de energia, controle de acesso e temporização da Piconet através de beacons.
O padrão 802.15.3 define três tipos de Piconets:
Piconet Independente: não possui Piconets dependentes;
Piconet Pai: há uma ou mais Piconets dependentes;
Piconet Dependente: requer tempo de alocação e sincronismo na Piconet Pai. Este tipo ainda é subdividido em Piconet Filha, estrutura cujo PNC é um elemento da Piconet Pai, e Piconet Vizinha, estrutura na qual o PNC não faz parte da Piconet Pai.
O inÃcio de uma Piconet ocorre quando um DEV tem a capacidade de ser um PNC. Este PNC verifica os canais disponÃveis. Quando este encontra um canal livre, envia uma mensagem de sinalização (beacon) para assegurar que o canal está vazio. Quando um DEV quer se associar a uma Piconet, o PNC verifica se este novo DEV tem maior poder computacional que ele próprio; em caso positivo, o PNC transfere suas responsabilidades de coordenação (polÃticas de segurança, em geral) a este novo DEV, ou seja, realiza processos de associação e “handshaking”. Isto também acontece quando o PNC é desligado ou quer deixar a Piconet. Já em caso negativo, uma importante ação por parte do PNC atual é executada. Ele envia dados em broadcast aos DEVs participantes da Piconet para informá-los sobre a existência do novo DEV. Somente após este ato, todos poderão trocar informações.
O processo de dissociação de um DEV pode ocorrer de duas formas: ele pode ser removido pelo PNC ou pode optar, “por vontade própria”, deixar a Piconet.
É isso!
WirelessHD WiHD
O WiHD foi anunciado no final de 2006 e se mostra um forte concorrente do UWB (Ultra Wide Band). O UBW, comentado em artigos anteriores, promete realizar a comunicação entre diversos equipamentos (TV´s, HDTV’s, DVD´s, som, etc…) sem o uso de fios. A idéia do WiHD é exatamente a mesma, ou seja, eliminar a desordem imposta pelos cabos.
O WiHD foi criado por um consórcio formado por LG, Panasonic, NEC, Samsung, SiBeam, Sony e Toshiba. O HD em seu nome nada tem a ver com Hard Disk. Ele significa High Definition. Utiliza-se, para a transmissão de dados, a faixa não licenciada de 60 GHz. Nesta freqüência, é praticamente indispensável uma linha de visada entre os dispositivos. Este seria um problema, pois deixar os gadgets da sala de estar em linha de visão não seria prático. Para resolver isso…o WiHD usa antenas inteligentes e um mecanismo de correção de erros.
A taxa de transferência fica entre 2 e 5 Gbps, mas poderá chegar a 20 Gbps para acomodar as necessidades dos futuros padrões de altÃssima definição. Porém… seu alcance é limitado a poucos metros (10mts), sem atravessar paredes. “Isto é o suficiente para o propósito da tecnologia”, diz um dos representantes.
Agora…resta-nos esperar. E…”pelo andar da carruagem”…esperar pouco tempo!
É isso!
