MTI-1-M2-R2

Maestría en Tecnologías de la Información

Requerimientos de las Redes Ad-Hoc

Redes Inalambricas (WLAN) 4.5C

EMPEZAR

Consumo de Energía en Redes Ad-Hoc

La movilidad implica alimentación con baterías de los nodos.El tiempo de actividad de un dispositivo depende de su energía disponible. Los avances tecnológicos en la mejora de las baterías son lentos. Consecuentemente, el manejo de energía es crucial:

• El consumo de energía es sensible a los protocolos del link, de routing y de transporte.
• Se debe implementar mecanismos como Sleep Modes.

Contribuyentes al consumo de energía:

• DSP: Convertidores de señales analógicas a digitales y viceversa.
• Tranceiver (Tx/Rx).
• Potencia de transmisión (1mW a 1 W).

Soluciones:

• Control de Potencia: Reducir la Potencia de Transmisión.
• Ahorro de Energía: entrar en modo de operación de baja energía cuando el dispositivo esté inactivo (idle).

Control de Potencia

Consideraciones para disminuir la potencia de transmisión:

• La potencia recibida es proporcional a 1/dα, donde α≥2
• Puede convenir reducir el número de hops o saltos.

El disminuir la potencia de tx reduce la interferencia y mejora la re-utilización del medio espacial.

Ahorro de Energía

El dispositivo entra en un estado de bajo consumo cuando está inactivo (apaga su transeiver de RF). Maneja un esquema de Wake-up:

• Sincrónico: Sleep2-Sleep1-Active
• Asincrónico: Sleep2-Active, Sleep1-Active

Chiasserine, C. (2006). Routing in Wireless Ad Hoc Networks.

Ejemplos de redes Ad-hoc

• Sensor Networks
• BANs (Body Area Networks)
• WPANs (Wireless Personal Area Networks)
• WLANs (Wireless Local Area Networks)
• MANETs (Mobile Ad Hoc Networks)

Sensor Networks

• Son redes auto-configurables compuesta de sensores comunicados por enlaces inalámbricos.
• Cada sensor realiza sus labores de colección de datos de una manera independiente (sistema distribuido).
• Está basada en el estándar IEEE 802.15.4 o WPAN-LR (WPAN-Low Rate)

Chiasserine, C. (2006). Routing in Wireless Ad Hoc Networks.

Características de las Sensor Networks

Medio de Transmisión:

• Canales RF
• Infrarrojo (barato y fácil de construir)
• Medios Ópticos (ejemplo: Smart Dust)

Características de las Sensor Networks RF

• Frecuencia: rango variable
• Ancho de Banda: limitado (ejemplo: 1-250 kbps)
• Potencia de transmisión: 1mW (0dBm)

Requerimientos de las Sensor Networks

Dispositivos pequeños, simples y baratos. Bajo consumo de potencia, las baterías pueden durar desde varios meses a años (ejemplo: < 0.5A, 1.2V). Capacidades bajas de memoria y procesamiento.

Resumen de las Sensor Networks

• Los sensores son típicamente numerosos dentro de la red.
• Existe la presencia de un nodo central o gateway donde la información es recolectada.
• El tráfico de la red es asimétrico.La mayor parte está en el enlace up-link.
• Son redes baratas y fáciles de implementar.

Body Area Networks (BANs)

Consiste en la comunicación inalámbrica de varios dispositivos (audífonos, micrófonos, sensores, etc.) que se localizan en el cuerpo humano. Posibles Aplicaciones:

• Transmisión de parámetros del cuerpo (presión sanguínea, temperatura, etc.).
• Entretenimiento (por ejemplo: música).
• Ayuda para gente discapacitada.

Características de las BANs

• Transmisión sin interferencia .
• Licencia libre.
• Baja potencia de transmisión .
• Hardware: barato, liviano y pequeño .
• Velocidades de hasta 250 Kbps .
• Ejemplo: Bluetooth .

WIRELESS PERSONAL AREA NETWORKS (WPANs)

• Generalmente son creadas cuando un grupo de personas se reúne para alguna actividad colaborativa (ejemplo: intercambio de información) .
• Son redes limitadas en espacio y tiempo.
• Los hosts no necesitan ser preconfigurados.
• Baja potencia: 1mW.
• Velocidades de 1 a 10 Mbps.
• Ejemplos: Comunicación vía Bluetooth de PCs .

Características de las BANs

Son redes con una extensión geográfica limitada

• Utiliza RF para la transmisión de datos
• Potencia de transmisión: 10-100mW (10-20dBm)

Fueron creadas como una extensión de las redes LAN cableadas para:

• Transmisión de tráfico de datos (ejemplo: transferencia de archivos)
• Transmisión de tráfico de tiempo real (ejemplo: voz y vídeo)

Mobile Ad hoc NETworks (MANETs)

Consiste de un sistema autónomo de routers móviles conectados por enlaces inalámbricos formando una topología arbitraria.Fue desarrollado por la IETF (Internet Engineering Task Force) para extender la tecnología de Internet a las redes móviles.