Machine-to-machine Communication (M2M)

Alunos: Hvilla Hayssa Camargo dos Reis Lucas Quirino Freitas

Luma Wanderley de Oliveira Sarah Helen F. Porto

Vincius Barcelos Silva

Roteiro1. Definio e Caractersticas

2. Arquitetura M2M

3. Rede Capilar

4. Rede Celular

5. Aplicaes Reais, Desafios e Oportunidades Futuras de Pesquisa

6. Bibliografia

Definio e Caractersticas

Definio e Caractersticas Telemetria- Medio e comunicao de informaes- Ex:

Definio Tecnologias que permitem tanto sistemas com fio quanto sem fio a se

comunicarem com outros dispositivos

Caractersticas Operabilidade; QoS; Tomada de deciso; Desenvolvimento; Financeiro.

Arquitetura de uma Rede M2M

Arquitetura de uma Rede M2M A arquitetura proposta pelo European Telecommunications Standards Institute

(ETSI) [TS102690] tem dois domnios principais: Device Domain (DevD); Network Domain (NetD).

Entre os dois encontra-se o Gateway Domain (GatD).

Arquitetura de uma Rede M2M

De forma anloga, poder ser classificado o Application Domain (AppD), como o domnio onde os dados dos dispositivos M2M so armazenados em massa, ou so diretamente acedidos pelos utilizadores.

Arquitetura de uma Rede M2M

O Device Domain contm as redes, preferencialmente de potncia e consumo reduzido, onde os dados so gerados por milhares de dispositivos embutidos nos ambientes.

Arquitetura de uma Rede M2M O ETSI exemplifica dois tipos de acesso ao DevD:

Ligao direta entre o NetD e o DevD atravs da rede de acesso; Ligao indirecta do DevD com o NetD atravs de uma gateway.

Arquitetura de uma Rede M2M As capacidades de acesso rede so definidas no NetD e permitem que o

DevD e o GatD comuniquem com a rede de suporte central. A rede de acesso vista como uma camada superior rede capilar constituda

pelos domain devices. nesta camada que os dados so geridos, do ponto de vista das entidades controladoras, e partilhados com os utilizadores finais.

As redes de acesso sugeridas so normalmente as redes mveis 3G e 4G.

Arquitetura de uma Rede M2M

Arquitetura de uma Rede M2M Outros projetos tentam dar igualmente resposta a uma arquitetura

normalizada, escalvel e aceitvel, nomeadamente as propostas IEEE 802.16p [IEEEM2M] e as propostas da 3GPP.

A 3GPP publicou os documentos TS 22.368 e TR 23.888, os quais apresentam e descrevem vrios cenrios possveis para os servios M2M [JPL10].

Arquitetura de uma Rede M2M O cenrio (1) coloca o servidor M2M dentro do domnio do operador.

Cenrio (1) .

Arquitetura de uma Rede M2M No cenrio (2) o servidor est fora do domnio do operador.

Cenrio (2) .

Arquitetura de uma Rede M2M O cenrio (3) mostra a comunicao direta entre dispositivos M2M sem servidores

intermdios.

Cenrio (3) .

Rede Capilar

Rede Capilar Composta por:

1. Dispositivo embutido no ambiente

2. Fonte de dados recolhida (Objetos)

Rede Capilar Requisitos para o funcionamento:

1. Comunicao de curto alcance para dispositivos sem fios (wireless).a. Gama de frequncias Industrial, Scientific and Medical (ISM);

b. Redes sem fios de rea pessoal e rea corporal com ritmos de transferncia reduzidos Body Area Network (LRWPAN/WBAN);

c. Capacidade para superar interferncias;

d. Ligaes intermitentes e com diferentes dinmicas entre dispositivos.

Rede Capilar Requisitos para o funcionamento:

2. Consumos reduzidos de energia:a. Componentes hardware de potncia reduzida;

b. Eficincia energtica dos protocolos;

c. Capacidade de recolha de energia do ambiente;

d. Transio entre estados de baixo consumo de energia.

Rede Capilar Requisitos para o funcionamento:

3. Baixo custo de desenvolvimento:a. Capacidades de processamento e comunicao reduzidas

mas eficientemente focadas em objectivos especficos;

b. Tamanho e custo reduzido das plataformas hardware; c. Altamente auto-sustentveis e auto-organizveis;

d. Elevada autonomia e longevidade;

e. Elevada escalabilidade.

Rede Capilar Devido s suas caractersticas intrnsecas,

necessita de tecnologias menos dispendiosas e mesmo assim eficientes do ponto de vista energtico, espectral e econmico.

Podem ser sugeridas diferentes tecnologias com requisitos bastante semelhantes:

Rede Capilar1. PowerLine Communication - As PowerLine

Communications (PLCs) so uma tecnologia de comunicao cablada.a. Comunicao por rede eltrica.

b. Melhor canditada para aplicaes smart grids (redes eltricas inteligentes).

c. Acessos a internet.

Rede Capilar2. IEEE 802.11 - Wi-Fi.

3. IEEE 802.15.1 - Bluetooth.

4. IEEE 802.15.3 - A norma 802.15.3 [IEEE802153] permite atingir ritmos de transferncia elevados em WPAN para servios com elevados nveis de QoS, como vdeo e msica em tempo real.

Rede Capilar5. IEEE 802.15.4 define um conjunto de regras, restries e

tcnicas protocolares em redes de comunicao sem fios para a camada fsica e camada de ligao de dados de dispositivos LR-WPAN.a. engloba todas as caractersticas necessrias para a criao de

redes capilares.b. Integrao destas redes com a Internet, foram propostos

protocolos coerentes ao nvel das camadas de rede e aplicao: RPL, CoAP, 6LoWPAN.

Rede Celular

Rede Celular Vantagens:

Partilha dos dados provenientes das redes capilares entre servidores, data centres ou diretamente entre utilizadores finais;

Oferece cada vez melhores coberturas e taxas de transferncia;

Suporte a mobilidade; Tcnicas otimizadas de gesto de interferncia; Suporte para roaming entre redes diferentes;

Rede Celular Vantagens:

Infraestruturas consistentes.

Rede Celular

Rede Celular Mudana de 2G para 3G e 4G:

HSPA uma tecnologia que suporta download de at 84 Mbit/s e 22 Mbit/s de upload, utilizando mltiplos canais de transmisso;

LTE: demanda por vdeoconferncas; streaming de vdeos em alta definio; suporte para jogos.

Rede Celular Mudana de 2G para 3G e 4G:

HSPA deve ser a tecnologia mais utilizada, em funo dos custos, ainda mais altos, da LTE.

Rede Celular O padro do 3GPP viabiliza os sistemas de

comunicao mvel por celular e de terceira gerao(LIMA 2008);

A 3GPP vem tentando fazer melhorias necessrias para integrao de aplicaes M2M nas tecnologias 4G;

Rede Celular Muitas das caractersticas atuais das redes mveis

no so compatveis com as exigncias das redes M2M futuras;

Os 2 maiores desafios identificados so a falta de eficincia das redes 4G para trfegos de pacotes de dados pequenos, e a previsvel congesto do trfego provenientes dos milhares dispositivos M2M;

Aplicaes Reais, Desafios e Oportunidades Futuras de

Pesquisa

Aplicaes Reais Com o M2M passamos a ter construes inteligentes, onde podemos fazer

medies de praticamente tudo. Temperatura Presso Luminosidade Rudos sonoros Movimento

Os dados capturados a partir do M2M podem ser utilizados em praticamente tudo. Automao de prdios Cidades inteligentes Automao de industrial Telemetria Redes de energia inteligentes, estaes de tratamento de gua

Desafios Temos trs desafios primordiais no M2M:

1. Complexidade e diversidade de padres Atualmente diversos grupos e orgos regulamentadores esto

pesquisando e desenvolvendo padres relativos ao M2M.2. Alto custo

O M2M tem por caracterstica o baixo custo em geral, mas diversas reas ainda tem um custo elevado de implantao inteligente de aplicativos.

3. Alta complexidade da integrao de diferentes reas Devido a variedade dos dados coletados a partir da aplicao

inteligente.

Oportunidades Futuras de Pesquisa Wearbles (tecnologia para vestir)

Computao ubqua como sexto sentido Aprimoramento de cidades inteligentes

Sensores servio dos cidados Automao residencial

Gesto da eficincia energtica eHealt

Wearebles orientados a diagnstico e tratamento de doenas crnicas Agricultura

Produtividade no campo com Drones Ampliao da interao entre dispositivos

Referncias1. Gouveia, P. Convergncia de Redes Sem Fios para Comunicaes M2M e

Internet das Coisas em Ambientes Inteligentes. 2013. 198f. Dissertao (Mestrado em Engenharia Electrotcnica e de Computadores) - Universidade da Beira Interior, Covilh.2013.

2. A importncia do M2M (machine to machine) na revoluo da 'Internet das Coisas'. CanalTech Corporate. Disponvel em: . Acesso em: 29 maio. 2015.

3. Machine to Machine. Wikipedia. Disponvel em: .Acesso em: 30 maio. 2015.

4. Plano M2M MACHINE TO MACHINE. SERCOMTEL. Disponvel em: . Acesso em: 31 maio. 2015.

Referncias6. M2M I: Introduo. Teleco. Disponvel em: . Acesso em: 31 maio. 2015.7. Internet of Things, M2M e aplicativos mobile: Tendncias, oportunidades,

desafios e o que isso tem a ver com voc. Disponvel em: . Acesso em: 10 de junho. 2015.

8. O que M2M? Veja o que significa o conceito da 'comunicao das mquinas'. Disponvel em: . Acesso em: 10 de junho. 2015.

Referncias9. M2M. Disponvel em: . Acesso em: 13 de junho. 2015.10. M2M / Dispositivos Conectados. Disponvel em: . Acesso em: 13 de junho. 2015.