Introdução 

Dentro do contexto de computação e informatização da sociedade, o termo computação ubíqua vem sendo considerado pois ao considerar a vida moderna, os computadores pessoais, os smartphones ou outras plataformas de computação estão presentes em praticamente (ou mesmo totalmente) em grande parte dos ambientes.

A computação ubíqua faz uso de dois conceitos importantes: a computação móvel e a computação pervasiva. A computação móvel é a capacidade de um dispositivo e os serviços associados a ele serem móveis, de forma que possam ser levados em locais geograficamente distribuídos e conectados à Internet. Aliado à computação móvel, as tecnologias de computação sem fio auxiliam para esta mobilidade. A computação pervasiva define que os meios de computação estarão distribuídos em todos os lugares de forma imperceptível.

A computação ubíqua baseia-se também no conceito de convergência, representada pelos smartphones conectados à Internet ou também pelos computadores pessoais também interconectados. O relativamente novo conceito de Internet das Coisas deverá ampliar essa convergência ainda mais, levando dispositivos a se integrarem em redes. As redes sem fio e os sistemas de RFID (Radio Frequency Identification) deverão levar os sensores e as informações por eles coletadas para a Internet e a NFC (Near Field Communication), tecnologia de troca de dados sem fio por aproximação entre dois dispositivos, e deverá ampliar suas aplicações de comunicação de dados e pagamentos. Diamandis e Kotler (2018) previu que para o ano de 2020 já haveria mais de 50 bilhões de dispositivos, ou coisas, conectadas à Internet, e mais de 10 trilhões de sensores estão previstos para o 2030 conectados à internet, o que dá origem a um novo conceito: a computação infinita. 

Redes Wireless

As redes de computadores e a Internet tiveram um grande acelerador a partir dos anos 2000, com a disseminação mais ampliada das redes wireless, ou redes sem fio. Estas redes representaram grande impacto tecnológico na sociedade, apoiadas pelo crescimento da telefonia celular e da criação dos padrões de redes locais sem fio, ampliando os acessos de dispositivos, libertando o usuário de mesas de trabalho, com a unificação dos sistemas de telefonia móvel e sistemas de dados móveis. Cruz (2019) entende que as redes de computadores sem fio fazem parte também do que intitula de tecnologias emergentes em sistemas de informação.

De acordo com Laudon e Laudon (2014), os PDAs (Personal Digital Assistant), assim chamados os computadores portáteis do passado que já utilizavam transmissão sem fio, evoluíram, adicionando as funções dos antigos handhelds e telefones celulares aos smartphones. Esses aparelhos acabaram por se tornar um dispositivo quase que inseparável ao ser humano, materializando a visão de Bill Gates em seu livro A estrada do futuro (2015), que previa que o ser humano teria um computador de bolso.

Os acessos às redes sem fio podem ser realizados por meio de redes internas ou externas. No contexto das redes externas, elas são implementadas e gerenciadas por grandes empresas de telecomunicações, que oferecem comunicação de voz e de dados. Já as redes pessoais e locais são implementadas e gerenciadas pelas empresas privadas, e fazem uso dos padrões IEEE 802.11, entre outros.

Uma rede sem fio pode ser acessada por meio de redes de telefonia celular, que possuem alguns padrões, como o Global System for Mobile Communication (GSM) ou Code Division Multiple Access (CDMA). As gerações de tecnologia celular mais antigas foram criadas para transmissão de voz e mensagens, e também através de operadoras de telefonia sem fio oferecem redes celulares baseadas nas tecnologias 4G (4ª geração), ou já em 5G (5ª geração) em alguns países e regiões. A tecnologia LTE (Long Term Evolution) implementa o padrão 4G baseado em IP (Internet Protocol), oferecendo velocidades de acesso de 100 Mbps (megabits por segundo) até 1 Gbps (Gigabits por segundo) na transmissão de dados.

A classificação das redes sem fio segue as redes de computadores, observando as características de comunicação com a utilização do espectro eletromagnético como enlace no lugar de meios guiados (cabos coaxiais, par trançado ou fibra óptica). Neste cenário, as redes sem fio podem ser classificadas em:

WPAN (Wireless Personal Area Network): redes sem fio pessoais que operam em distâncias de 10 metros, com baixo consumo de energia em pequenos ambientes, criada para substituição de cabos na comunicação com fones de ouvido, impressoras e smartphones. O Bluetooth, padronizado como IEEE 802.15, é um exemplo de padrão para estas redes;

WLAN (Wireless Local Area Network): trata-se de uma rede local sem fio constituída por desktops, notebooks, smartphones e Access Points, com coberturas, normalmente, de 100 metros, mas com possíveis ampliações, chegando até 400 metros. As redes locais sem fio representam oportunidade de liberdade de acesso a redes de computadores e Internet. Aqui, o padrão de rede mais utilizado é o Wi-Fi (Wireless Fidelity), normatizado como IEEE 802.11, e que possui diversas versões, nomeadas como a, b, g, n, ac, entre outras versões em desenvolvimento.

WMAN (Wireless Metropolitan Area Network): as redes metropolitanas sem fio possuem uma abrangência geográfica superior às redes locais, operando com antenas como recurso de ligação em enlaces de comunicação para ampliar a disseminação de sinais em redes distribuídas, assim como em enlaces diretos entre dois edifícios geograficamente distantes. Um padrão criado para implementação de WMAN distribuída foi o WiMax, ou IEEE 802.16, com cobertura de até 50 km, porém com utilização limitada, devido à evolução de outras tecnologias;

WWAN (Wireless Wide Area Network): as redes sem fio distribuídas em longas distâncias são aquelas implementadas e gerenciadas pelas empresas de telecomunicações via redes de telefonia celular, por exemplo: o LTE.

Figura 9 – Elementos de uma rede local sem fio.

Fonte: Kurose e Ross (2013, p. 383)

Considerando a importância das WLANs nas empresas e residências, abordaremos, a seguir, uma tabela com os principais padrões IEEE 802.11 utilizados na atualidade nos dispositivos wireless.

Tabela 1. Padrões IEEE para redes sem fio.

Fonte: Kurose e Ross (2013). Adaptado.

Interação dos sistemas e redes de computadores e telefonia móvel

Na atualidade, as tecnologias de redes de telecomunicações do século XXI, “a convergência de redes de telecomunicações representada pela interligação de serviços de dados, voz e vídeos, tem como base a tecnologia das plataformas NGN (Next Generation Network) ou Redes de Nova Geração” conforme defendem Silva et al (2020, p. 26). Conforme sustentam os autores, as operadoras de telecomunicações precisam aplicar um modelo de negócios com valores inovadores e foco em serviços multimídia com fornecimento de serviços de voz, vídeo e dados (Triple Play ou 3P) e suportar serviços de IPTV (Internet Protocol TV), VoIP (Voice over Internet Protocol), jogos online, transmissão de streaming de áudio e vídeo, transmissão de conteúdos de programas de TV, teleconferências, serviços de dados convencionais como WWW (World Wide Web) e e-mails, por exemplo, além das novas tecnologias de da Internet das Coisas (IoT). Todas estas tecnologias são consideradas por Cruz (20190 como suporte para a computação distribuída.

Perceba, caro leitor, que as redes convergentes devem focar em serviços e não em dispositivos de hardware de acordo com Silva et al (2020). As redes convergentes devem prover autonomia aos sistemas e capacidade de operar diferentes serviços interconectados. A figura 10 apresenta um exemplo de uma rede convergente.

Figura 10 – Exemplo de rede convergente

Fonte: Cisco Network Academy (2020).

Vejamos um pouco mais sobre estas tecnologias:

NGN: a arquitetura NGN (Next Generation Network) ou rede de próxima geração oferece infraestrutura de comunicação para redes convergentes através de serviços de telecomunicações e transporte de dados, sendo utilizada por operadoras de serviços de telecomunicações para suportar diferentes tecnologias de redes de computadores. 

H.323: protocolo de comunicação padrão para transmissão de videoconferência sobre redes, utilizado para agregar informações e áudio, vídeo e dados por meio de uma rede local de computadores com QoS.

SIP (Session Initiation Protocol): protocolo usado para iniciar sessões de usuários multimídia, utilizado para transferência de dados de vídeo, voz, chat, jogos e realidade virtual.

MGCP (Media Gateway Control Protocol): utilizado para sinalização e gerenciamento de chamada durante uma sessão de videoconferência, define o modo de comunicação entre o Media Gateway (conversor de voz digitalizada em pacotes IP) e o Media Gateway Controller, utilizado para estabelecer, manter e terminar chamadas entre pontos.

RTP (Real-Time Transport Protocol): protocolo de transporte em tempo real tem a função de realizar o transporte fim a fim de dados multimídia em tempo real, normalmente através de uso de UDP (User Datagram Protocol). 

RTCP (Real-Time Transport Control Protocol): fornece mecanismo de controle sobre a Conexão e permite a troca de informações de controle entre os participantes de uma chamada de telefonia sobre IP. Este protocolo é utilizado para criar um canal de controle para tráfego do RTP.

RSVP (ReSource reserVation Protocol): permite que aplicações façam requisições de reserva de recursos para serviços de transferência de dados em redes convergentes. Este protocolo é utilizado por roteadores para o controle do QoS (Quality of Services).

VoIP (Voice over Internet Protocol): protocolo para aplicações multimídia para transporte de dados de comunicação de voz em redes de computadores (e telecomunicações). Comer (2016, p. 433) define que “a ideia básica por trás da telefonia IP é amostrar continuamente o áudio, converter cada amostra em formato digital, enviar o fluxo digitado agrupado em pacotes através de uma rede IP e converter o fluxo novamente em analógico para sua reprodução”. 

Figura 11 – Infraestrutura VoIP.

Fonte: Silva et al (2020).

VoD (Video on Demand): vídeo sob demanda onde os dados são transmitidos através de diferentes dispositivos como as smart TVs, os smartphones, notebooks, desktops e tablets. Estes dispositivos na atualidade possuem aplicativos que utilizam continuamente a transferência de vídeos. Conforme sustentam Silva et al (2020) o Youtube foi o grande responsável pela disseminação da cultura de transferência de vídeos através de VoD, e outros sistemas seguiram a mesma ideia como iTunes e depois a Netflix e a Amazon Prime. Os principais serviços de VoD são o AVoD, SVoD, TVoD e Catch-Up TV de acordo com Silva et al (2020). 

Triple Play (3P): relaciona-se a uma “oferta tripla” como um serviço de redes de computadores que integra voz, dados e multimídia em um único canal de comunicação de banda larga. Trata de sistemas que forneçam pelo menos estas três funcionalidades através de uma infraestrutura de comunicação baseada em fibra óptica ou mesmo o cabo coaxial, oferecidos por provedores de internet na busca de levar serviços de valor agregado de acesso à Internet para empresas e residências. Alguns provedores de acesso estão inserindo outros serviços ao Triple Play para TV on Demand e Vídeo on Demand.

Em resumo

Nesta aula, vimos que as redes de computadores e a Internet tiveram um grande acelerador a partir dos anos 2000, com a disseminação mais ampliada das redes wireless, ou redes sem fio. Estas redes representaram grande impacto tecnológico na sociedade, apoiadas pelo crescimento da telefonia celular e da criação dos padrões de redes locais sem fio, ampliando os acessos de dispositivos, libertando o usuário de mesas de trabalho, com a unificação dos sistemas de telefonia móvel e sistemas de dados móveis. Essas redes podem ser classificadas em: WPAN (Wireless Personal Area Network), WLAN (Wireless Local Area Network), WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) e WWAN (Wireless Wide Area Network). Vimos também que as tecnologias de redes de telecomunicações do século XXI, a convergência de redes de telecomunicações representada pela interligação de serviços de dados, voz e vídeos, tem como base a tecnologia das plataformas NGN (Next Generation Network) ou Redes de Nova Geração. as operadoras de telecomunicações precisam aplicar um modelo de negócios com valores inovadores e foco em serviços multimídia com fornecimento de serviços de voz, vídeo e dados (Triple Play ou 3P) e suportar serviços de IPTV (Internet Protocol TV), VoIP (Voice over Internet Protocol), jogos on-line, transmissão de streaming de áudio e vídeo, transmissão de conteúdos de programas de TV, teleconferências, serviços de dados convencionais como WWW (World Wide Web) e e-mails, por exemplo, além das novas tecnologias de da Internet das Coisas (IoT).