Trabalho de apresentação sobre redes veiculares, em especial VANETs. Redes sem-fio são muito estudadas hoje e as redes veiculares ad-hoc prometem impactar bastante.

1. Redes Veiculares
Anderson Pinheiro de Araújo Chaves
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará - IFCE

2. Introdução
● Intelligent Transportation System - ITS
○ Monitoração cooperativa de tráfego
○ Auxílio a cruzamentos sem sinalização
○ Prevenção de colisões
○ Outros

3. Introdução
● Redes Veiculares
○ Rede Veicular Ad Hoc (VANET)
○ Rede Veicular Infraestruturada
○ Rede Veicular Híbrida

4. Introdução
● Redes Veiculares
○ Rede Veicular Ad Hoc (VANET)
○ Rede Veicular Infraestruturada
○ Rede Veicular Híbrida
VANET tornou-se, atualmente, um termo geral usual
para referir-se a qualquer rede veicular, mesmo as
infraestruturadas.

5. Introdução
● Redes Veiculares
○ V2V (Vehicle-to-Vehicle)
○ Rede Veicular Infraestruturada
○ Rede Veicular Híbrida
VANET tornou-se, atualmente, um termo geral usual
para referir-se a qualquer rede veicular, mesmo as
infraestruturadas.

6. Introdução
● Redes Veiculares
○ V2V (Vehicle-to-Vehicle)
○ V2I (Vehicle-to-Infrastructure)
○ Rede Veicular Híbrida
VANET tornou-se, atualmente, um termo geral usual
para referir-se a qualquer rede veicular, mesmo as
infraestruturadas.

8. Padrões de Redes Veiculares
● Federal Communications Comission (FCC), USA
○ 1999 (75 MHz na faixa de 5,9 GHz para DSRC*)
● Faixa DSRC - Faixa restrita aplicação porém
sem cobrança.
*DSRC - Dedicated Short Range Communications

9. Padrões de Redes Veiculares

10. IEEE 802.11p
● Extensão dos protocolos da família IEEE
802.11, principalmente na extensão “a” do IEEE
802.11, porém, opera na faixa de DSRC de 5,9
GHz.

11. IEEE 802.11p
● Fundamentos do IEEE 802.11
○ Conjunto de estações comunicando-se através de um
Acess Point (AP) é um Basic Service Set (BSS).
○ Usuários de uma rede IEEE 802.11 identificam um BSS
através de uma SSID e as interfaces de rádio identificam
um BSS no nível MAC por um BSSID.

12. IEEE 802.11p
● WAVE BSS (WBSS)
○ Simplifica a entrada de um nó em um BSS, dada a
dinamicidade das redes veiculares.
○ Uma estação (RSU ou OBU) cria uma WBSS
simplesmente enviando um quadro de anúncio que pode
ser repetido periodicamente ou não.
○ Contém informação sobre os serviços daquela WBSS.

13. IEEE 802.11p
● WAVE BSS (WBSS)
○ Os processos de autenticação de entrada em uma BSS
na 802.11 original foram eliminados, reduzindo a
sobrecarga de tempo.

14. IEEE 802.11p
● Modificações na camada PHY
○ Alterações mínimas na camada PHY em relação ao
802.11a para manter a compatibilidade.
○ Canais com largura de 10 MHz em vez de 20 MHz.
○ Maior rejeição de canais adjacentes par evitar
interferência.
○ Nos EUA, quatro máscaras de transmissão dedicadas.

15. A arquitetura WAVE
A família de padrões IEEE 1609 para Acesso Sem-Fio
em Ambientes Veiculares (Wireless Acess in Vehicular
Environment - WAVE) padroniza um conjunto de
serviços e interfaces que conjuntamente permitem a
comunicação sem-fio segura de veículos para veículos
(V2V) ou de veículos para infraestrutura (V2I).

16. A arquitetura WAVE
● IEEE 802.11p WAVE
○ IEEE P1609.1, IEEE P1609.2, IEEE P1609.3, IEEE P1609.4
○ IEEE 802.11
○ IEEE 802.11p

17. A arquitetura WAVE
● IEEE 802.11p WAVE
○ IEEE P1609.1, IEEE P1609.2, IEEE P1609.3, IEEE P1609.4
○ IEEE 802.11
○ IEEE 802.11p
■ Define as camadas PHY e MAC para redes veiculares
■ Baseado no padrão 802.11a

18. A arquitetura WAVE
Além disso, a arquitetura WAVE designa uma família
de padrões que não se restringe às camadas MAC e
PHY, os padrões da família IEEE 1609 definem outras
camadas da pilha de protocolos, incluindo uma
camada de rede alternativa à camada IP,
características de segurança para aplicações DSRC e
operação em múltiplos canais de comunicação.

20. A arquitetura WAVE

21. IEEE P1609.1
● Gerente de Recursos (Resource Manager - RM)
○ Executada em uma RSU
○ RM comunica-se com a aplicação Resource Command
Processor (RCP) rodando em uma OBU.
○ RM também comunica-se com a Aplicações Gerentes de
Recurso (Resource Manager Applications - RMAs)
rodando em dispositivos remotos conectados à RSU.

22. IEEE P1609.1
● Gerente de Recursos (Resource Manager - RM)
A função do Gerente de Recursos é multiplexar
pedidos de múltiplas RMAs, cada uma das quais
podem estar se comunicando com RCPs executando
em múltiplas OBUs.

23. IEEE P1609.1
● Gerente de Recursos (Resource Manager - RM)
Cria uma interoperabilidade de aplicações WAVE e
com isso reduz a complexidade das OBUs e
transfere-as para as RSU ou para dispositivos
conectados às RSUs.

24. IEEE P1609.2
● Segurança
○ Define as Public Safety OBUs (PSOBUs)
○ Define padrões de segurança como o PKI
○ Define formato e processamento de de mensagens
seguro.
○ Define as Autoridades de Certificação e as políticas de
emissão/revogação de certificados.

25. IEEE P1609.3
● Serviços de Rede
○ Especifica os serviços das camadas de controle de
enlace lógico (Logic Link Control - LLC), de rede e de
transporte.
○ Define o Management Information Base (MIB) para a
pilha WAVE.
○ Especifica Plano de Gerenciamento e Plano de Dados

26. IEEE P1609.3
● Plano de Dados
○ Controle de enlace lógico
○ Protocolo de Rede IPv6
○ Protocolo de Transporte UDP
○ Protocolo WSMP (WAVE Short Message Protocol)

27. IEEE P1609.3
● Plano de Gerenciamento
○ Physical Layer Management Entity - PLME
○ MAC Layer Management Entity - MLME
○ WAVE Management Entity - WME

28. IEEE P1609.3
● Protocolo de Comunicação
○ Dois tipos de protocolos na arquitetura WAVE
■ Baseado em IPv6
● Enviados somente em Service Channels (SCHs)
■ Baseado em WSMP
● Enviados por qualquer dos canais de DSRC.

29. IEEE P1609.3
● Envio de Informação
○ Dois tipos de canais na arquitetura WAVE
■ Canal de Controle (Control Channel - CCH)
● Aplicações de Alta Prioridade e Controle
■ Canal de Serviço (Service Channel - SCH)
● Usado entre dispositivos dentro de um WBSS.

30. IEEE P1609.3
● Envio de Informação
○ Intervalo de Sincronização
■ Período CCH + Período SCH
○ WBSS
■ Equivalente de grupo multicast, mas da arquitetura
WAVE.

31. IEEE P1609.3
● Envio de Informação
○ Endereçamento e Identificação
■ Endereços MAC de 48 bits
■ Endereço MAC unicast e broadcast obrigatórios.
■ Endereço MAC multicast opcional.

32. IEEE P1609.3
● Envio de Informação
○ Cada aplicação é identificada com:
■ Endereço IP (único ou local)
■ Provider Service Identifier - PSID
■ Provider Service Context - PSC

33. IEEE P1609.3
● Envio de Informação
○ Cada aplicação é identificada com:
■ Endereço IP (único ou local)
■ Provider Service Identifier - PSID
■ Provider Service Context - PSC
○ Aplicação deve registrar-se com a entidade de
gerenciamento WAVE (WME) como provedor ou usuário.

34. IEEE P1609.3
● Envio de Informação
○ WAVE Short Message Protocol (WSMP)
■ Alternativa ao TCP/UDP e IPv6 em ambientes WAVE
■ Justifica-se por ajustar-se ao ambiente WAVE
■ Substitui os protocolos de transporte e rede do OSI.

35. IEEE P1609.4
● Operação de Múltiplos Canais
○ Define a utilização de um canal de controle (CCH) e
múltiplos canais de serviço (SCH) para a arquitetura
WAVE.
○ Ao ser ligado um dispositivo WAVE deve monitorar o
CCH em busca de anúncios de serviço WAVE (WSAs)
que contém o número do SCH a ser utilizado.

36. IEEE P1609.4
● Modificações na Subcamada MAC
○ Os padrões IEEE P1609.4 e IEEE 802.11p definem
algumas modificações na subcamada MAC descrita no
padrão IEEE 802.11 para utilizar os múltiplos canais de
comunicação da arquitetura WAVE.

37. IEEE P1609.4
● Modificações na Subcamada MAC
○ Definido um serviço de roteamento de canais.
○ Subcamadas MAC diferentes para canal de controle e
canais de serviço.
○ Os pacotes de dados podem ter prioridades diferentes
de acordo com categorias de acesso (Acess Category -
AC) definidas no padrão IEEE 802.11e.

39. IEEE P1609.4
● Modificações na Subcamada MAC
○ Dois tipos de quadros WAVE:
■ Quadro de Gerenciamento
● Anúncio WAVE, definido no IEEE 802.11p
○ Só pode ser transmitido no CCH
■ Quadro de Dados
● Mensagens curtas WAVE (WSM), datarama IPv6..