Redes
Veiculares

Ary Neto, Igor Rocha, Paulo Mattos

Universidade Federal do Rio de Janeiro
Redes 1 - Luís Henrique M. K. Costa

Descrição e aplicações

Dentre as aplicações se destacam as de entretenimento onde a principal intenção é trazer conteúdos da internet como músicas, filmes e vídeos; conveniência com o objetivo de trazer informação de melhores postos de combustíveis, melhores rotas, cobrança automática de pedágios e outras facilidades ao motorista; e segurança onde a divulgação de informações sobre acidentes e outras ocorrências são alvos dessa classe. Abaixo alguns exemplos de pesquisas e aplicações interessantes.

A Distribuição de Conteúdo em Redes Veiculares ainda é um problema

Achar a melhor rota é baseado na descoberta do caminho mínimo dependendo do estado das arestas e os seus pesos. O caminho é ótimo se e somente se a soma dos seus custos de transição for mínima partindo da origem até o destino, realizando todas as possíveis combinações. Uma saída para planejar a melhor uma rota é utilizando uma versão modificada do algoritmo de busca Anytime Repairing A* (ARA*) proposto por Likhachev.

Falhas humanas nas ultrapassagens geram riscos enormes de acidentes diariamente nas estradas um algoritmo que faça suporte a ultrapassagens pode reduzir o número de falhas além de economizar combustível. Para esse cenário é fundamental obter a informação da trajetória do veículo.

Um contraste intrigante pode ser observado no cálculo de uma distância segura de frenagem para prevenção de colisão dianteira onde é utilizado comunicações dedicadas de curto alcance (unidades de bordo) e um sistema autônomo de frenagem segura de trens. No primeiro caso as pesquisas são voltadas a algoritmos e testes para aproveitamento e análise da localização fornecida por um GPS, presente na unidade de bordo. E no segundo cenário onde os trens não aproveitam das informações limitadas disponibilizadas por um GPS e outra estratégia precisa ser usada.

Explicação da tecnologia

Redes veiculares podem usar qualquer tecnologia de rede sem fio como base. As mais comuns são as tecnologias de rádio de curto alcance, como a WLAN (padrão IEEE 802.11 ou ZigBee). Além disso, as tecnologias de celular ou LTE podem ser usadas para as VANETs. Existem três arquiteturas principais de redes veiculares: ad hoc pura, infraestruturada e híbrida.

Grande parte das WLANs são redes com infra-estrutura. A transferência de dados acontece sempre entre uma estação e um ponto de acesso (Access Point). Esse ponto de acesso são nós especiais que permitem captar e retransmitir as mensagens enviadas pelas estações. Nunca uma estação se comunica diretamente com outra estação. Ele também pode funcionar como uma ponte para outra rede. Um problema é quando a infra-estrutura da rede é destruida como por exemplo por um terremoto deixando a rede inutilizada. Redes de telefonia móvel são um caso típico de redes com infra-estrutura.

As redes Ad Hoc não necessitam de nenhuma infra-estrutura para funcionar. É possível cada estação se comunicar sem intermediário com outra. Nenhum ponto de acesso é necessário para controlar o acesso ao meio. Criando então uma barreira geográfica onde uma estação X só pode se comunicar com uma estação Y se Y estiver dentro do raio de ação (onde o sinal desta estação chegue com um mínimo de clareza) de X ou se existir uma ou mais estações entre X e Y que possam encaminhar a mensagem. Numa rede Ad Hoc, a complexidade de cada estação é alta porque toda estação tem que implementar mecanismos de acesso ao meio, mecanismos para controlar problemas com “estações escondidas” e mecanismos para prover uma certa qualidade de serviço.

Muitas VANETs usam o IEEE 802.11 que é uma típica rede com infra-estrutura, mas que pode suportar uma rede Ad Hoc.

A tecnologia mais recente para essa rede sem fio é a comunicação por luz visível [VLC] (transmissão e recepção por infravermelho). Imagine uma luz de flash é ligada e desligada extremamente rapidamente através de um computador, podemos considerar que existe comunicação. A rápida adoção de lâmpadas LED criou uma enorme oportunidade para o VLC junto com o problema do congestionamento do espectro de rádio utilizado pelos sistemas de rádio Wi-Fi e celular.

Simuladores de VANETs

Antes da implementação de VANETs nas estradas, são necessárias simulações realistas de VANETs usando uma combinação de simulação de Mobilidade Urbana e simulação de Rede. Normalmente, o simulador de código aberto como o SUMO (que lida com a simulação de tráfego rodoviário) é combinado com um simulador de rede como o NetSim (TETCOS), para estudar o desempenho das VANETs.

Protocolos e padrões da indústria

VANETs inteligentes

As redes veiculares inteligentes (InVANETs) utilizam os protocolos de rede sem fio IEE 802.11p e IEE 802.16 para a comunicação.

Situação da tecnologia no Brasil

Conclusão

Referências Bibliográficas

  1. Title: "A Study on Vehicular Ad Hoc Networks"
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  3. Title: "Vehicular Ad Hoc Networks (VANET): Architectures, methodologies and design issues"
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    Authors: Azlan Awang, Khaleel Husain, Nidal Kamel, Sonia Aïssa
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    Authors: Farzad Sabahi
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