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Este documento avalia e compara o desempenho de protocolos para redes ad hoc e de sensores em contextos de tv digital interativa e cidades digitais, através de simulações realizadas com o simulador ns-2. O documento discute o padrão isdb e a tecnologia plc, e apresenta estudos sobre redes mesh, vulnerabilidades de redes sem fio e protocolos de roteamento reativos, pró-ativos e híbridos. O objetivo é comparar o desempenho de protocolos projetados para redes ad hoc com protocolos projetados para redes de sensores.
O que você vai aprender
Tipologia: Provas
Compartilhado em 07/11/2022
4.5
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Não perca as partes importantes!
Dissertação de Mestrado em Ciência da Computação
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Computação da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial para obtenção do Grau de Mestre. Área de Concentração: Processamento Paralelo e Distribuído.
Orientador: Prof. Dr. CÉLIO VINICIUS NEVES DE ALBUQUERQUE
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A Deus , pela dádiva da vida e por me permitir realizar tantos sonhos nesta existência. Obrigado por me permitir errar, aprender e crescer, por Sua eterna compreensão e tolerância, por Seu infinito amor, pela Sua voz “invisível” que não me permitiu desistir e principalmente por ter me dado uma família tão especial, enfim, obrigado por tudo. Ainda não descobri o que eu fiz para merecer tanto.
Ao Prof. Célio , pela orientação, competência, profissionalismo e dedicação tão importantes. Tantas vezes que nos reunimos e, embora em algumas eu chegasse desestimulado, bastavam alguns minutos de conversa e umas poucas palavras de incentivo e lá estava eu, com o mesmo ânimo do primeiro dia de aula. Obrigado por acreditar em mim e pelos tantos elogios e incentivos. Tenho certeza que não chegaria neste ponto sem o seu apoio. Você foi e está sendo muito mais que orientador: para mim será sempre mestre e amigo.
Aos membros da banca examinadora, Profª Débora Christina Muchaluat Saade e Prof. Marcelo Gonçalves Rubinstein , que tão gentilmente aceitaram participar e colaborar com esta dissertação. À Profª Débora, agradeço ainda pelas conversas breves, porém importantíssimas.
Aos Professores do IC , pela dedicação, competência, apoio e todo conhecimento compartilhado. À Profa. Ana Cristina Bicharra Garcia , por ter sido a primeira a acreditar em mim. Embora o destino nos tenha traçado caminhos diferentes, ficaram as marcas de competência e respeito. À Ângela e Maria , mais que secretárias, verdadeiras anjas da guarda.
Ao amigo Tiago Proença , pelos trabalhos e disciplinas realizados em conjunto e, principalmente, pela preocupação e apoio constantes. Seus conhecimentos e dedicação foram fundamentais para que as implementações no simulador ns-2 se tornassem realidade. A todos os demais amigos e amigas do IC , obrigado pelo convívio, amizade e apoio demonstrado.
Aos professores Adriano Cruz e Moacyr Azevedo do NCE/UFRJ , pelas cartas de recomendação e conversas de incentivo.
Ao IBGE , em especial ao Sérgio Baía, Arnaldo Lyrio e Robson Vaz, pela oportunidade concedida para a realização deste curso e desta dissertação. E ao José Luiz , um eterno incentivador e um dos responsáveis pelo meu ingresso no IC.
Aos colegas do IBGE, da GETES e, em especial, ao Alberto, Lúcia, Márcio e Martha pelas leituras, revisões, questionamentos e discussões sempre tão produtivas. Agradeço também a todos os meus funcionários, que tiveram que trabalhar em dobro para que eu pudesse chegar até aqui.
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E o futuro é uma astronave que tentamos pilotar, Não tem tempo nem piedade, nem tem hora de chegar. Sem pedir licença muda a nossa vida, depois convida a rir ou chorar. Nessa estrada não nos cabe conhecer ou ver o que virá. O fim dela ninguém sabe bem ao certo onde vai dar. Vamos todos numa linda passarela De uma aquarela que um dia, enfim, descolorirá.
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Resumo da Dissertação apresentada à UFF como requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre em Ciência da Computação (M.Sc.) Etienne César Ribeiro de Oliveira Novembro/
Orientador: Célio Vinicius Neves de Albuquerque
Programa de Pós-Graduação em Computação
O Governo Federal vem se esforçando para reduzir o percentual de brasileiros que sofrem com os problemas das exclusões social e digital através de incentivos e investimentos em vários programas de alcance diferenciado. Dentre esses projetos, dois se destacam em relação à capacidade de atingir uma quantidade significativa de brasileiros: Cidades Digitais e Sistema Brasileiro de Televisão Digital Interativa.
O projeto Cidades Digitais deve prover acesso gratuito à Internet e, ainda, oferecer acesso a informações regionalizadas, tais como acesso à intranet de centros de pesquisa, órgãos do governo, universidades etc. Já a implantação do Sistema Brasileiro de Televisão Digital Interativa deverá possibilitar ao governo uma maior interação com a população mais carente, seja através de programas educativos e interativos, seja através da oferta de novos serviços à população, além de também prover acesso à Internet.
As redes ad hoc sem fio autoconfiguráveis são uma excelente alternativa para prover a infra-estrutura de comunicação necessária à implantação do projeto Cidades Digitais e do projeto Sistema Brasileiro de Televisão Digital Interativa. Além da vantagem tecnológica óbvia de não necessitar de cabos, o custo reduzido das unidades de transmissão e recepção, a facilidade de implementação e o vasto alcance de determinadas tecnologias são algumas das características que se encaixam nas diretrizes dos projetos destacados.
Esta dissertação avalia e compara o desempenho de protocolos para redes ad hoc com o desempenho de protocolos para redes de sensores aplicados à TV Digital Interativa e Cidades Digitais, através de simulações realizadas com o simulador de redes ns-2 ( Network Simulator ). Os cenários utilizados retratam comunidades carentes de pequena, média e grande área geográfica.
Os resultados apontam que os protocolos de roteamento para redes de sensores, por disporem de características favoráveis aos padrões de tráfego Ponto-Multiponto e Multiponto-Ponto, representam alternativas promissoras aos protocolos tradicionais para redes ad hoc na infra-estrutura dos projetos Cidades Digitais e Sistema Brasileiro de Televisão Digital Interativa.
Palavras-chave: Inclusão Digital; Redes Ad hoc; Redes de Sensores.
LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................ xiv LISTA DE TABELAS .....................................................................................................xviii
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Figura 58 – Conectividade do Morro Santa Marta ............................................................ 129 Figura 59 – Percentual de Cenários Desertos.................................................................... 132 Figura 60 – Complexo da Maré - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Atraso............... 136 Figura 61 – Morro do Adeus e do Piancó - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Atraso 137 Figura 62 – Morro Santa Marta - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Atraso............... 138 Figura 63 – Complexo da Maré - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Percentual de Colisões .......................................................................................................... 140 Figura 64 – Morro do Adeus e do Piancó - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Percentual de Colisões...................................................................................................... 141 Figura 65 – Morro Santa Marta - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Percentual de Colisões .......................................................................................................... 141 Figura 66 – Complexo da Maré - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Percentual de Perda por Congestionamento .................................................................................... 143 Figura 67 – Morro do Adeus e do Piancó - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Percentual de Perda por Congestionamento ..................................................................... 144 Figura 68 – Morro Santa Marta - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Percentual de Perda por Congestionamento .................................................................................... 144 Figura 69 – Complexo da Maré - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Percentual Total de Perdas.............................................................................................................. 145 Figura 70 – Morro do Adeus e do Piancó - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Percentual Total de Perdas ............................................................................................... 146 Figura 71 – Morro Santa Marta - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Percentual Total de Perdas.............................................................................................................. 146 Figura 72 – Complexo da Maré - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Vazão ............... 148 Figura 73 – Morro do Adeus e do Piancó - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Vazão 149 Figura 74 – Morro Santa Marta - Cenário Ponto-Multiponto - Métrica: Vazão ............... 149 Figura 75 – Complexo da Maré - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Atraso............... 151 Figura 76 – Morro do Adeus e do Piancó - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Atraso 153 Figura 77 – Morro Santa Marta - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Atraso............... 154 Figura 78 – Complexo da Maré - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Percentual de Colisões .......................................................................................................... 156 Figura 79 – Morro do Adeus e do Piancó - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Percentual de Colisões.................................................................................... 157
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Figura 80 – Morro Santa Marta - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Percentual de Colisões .......................................................................................................... 158 Figura 81 – Complexo da Maré - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Percentual de Perda por Congestionamento .................................................................................... 159 Figura 82 – Morro do Adeus e Piancó - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Percentual de Perda por Congestionamento.......................................................................... 160 Figura 83 – Morro Santa Marta - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Percentual de Perda por Congestionamento .................................................................................... 161 Figura 84 – Complexo da Maré - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Percentual Total de Perdas.............................................................................................................. 162 Figura 85 – Morro do Adeus e do Piancó - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Percentual Total de Perdas ............................................................................................... 162 Figura 86 – Morro Santa Marta - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Percentual Total de Perdas.............................................................................................................. 163 Figura 87 – Complexo da Maré - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Vazão ............... 164 Figura 88 – Morro do Adeus e do Piancó - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Vazão 165 Figura 89 – Morro Santa Marta - Cenário Multiponto-Ponto - Métrica: Vazão ............... 166
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1PP One Phase Pull
2PP Two Phase Pull 8-PSK Eight-Level Phase Shift Keying
8-VSB Eight-Level Vestigial Sideband
ABR Associatively-Based Routing ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line
AODV Ad hoc On-demand Distance Vector
AP Access Point API Application Program Interface
ARA Ant-colony-based Routing Algorithm
ATSC Advanced Television System Committee
ATV Advanced Television BME Banco Multidimensional de Estatísticas
BS Base Station
CBR Constant Bit Rate CBRP Cluster-Based Routing Protocol
CGSR Cluster-head Gateway Switch Routing
COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing
CSG Global State Routing CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance
DDR Distributed Dynamic Routing
DiBEG Digial Broadcasting Experts Group DREAM Distance Routing Effect Algorithm for Mobility
DSDV Destination-Sequenced Distance-Vector
DSR Dynamic Source Routing DST Distributed Spanning Trees Based Routing Protocol
DVB Digital Video Broadcasting
DVR Digital Video Recorder
xx
EDTV Enhanced Definition Television
ELG European Launching Group
EPG Electronic Programming Guide ERB Estação Rádio Base
ETV Enhanced Television
EUA Estados Unidos da América
FCC Federal Communications Commision FGV Fundação Getúlio Vargas
FINEP Financiadora de Estudos e Projetos
FORP Flow Oriented Routing Protocol FSR Fisheye State Routing
GEAR Geographical and Energy Aware Routing
GeoMote Geographic Multicast for Networked Sensors GESAC Governo Eletrônico Serviço de Atendimento ao Cidadão
GPS Global Positioning System
GPSR Greedy Perimeter Stateless Routing GSR Global State Routing
HAR Hierarchy-Based Anycast Routing Protocol
HD-MAC High Definition Multiplexed Analog Components
HDTV High Definition Television HDTV-T High Definition Television – Terrestrial
HSR Hierarchical State Routing
IARP IntrAzone Routing Protocol IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
ICA Inter Cluster Routing Algorithm
IDD Inclusão Digital Doméstica IDE Inclusão Digital na Escola
IDEM Inclusão Digital no Emprego
IDG Inclusão Digital no Governo
IDH Índice de Desenvolvimento Humano
