Atualmente, a comunicação sem fio faz parte do nosso dia a dia. Os usuários ganharam plena confiança no desempenho sem fio e contam com vários dispositivos do tipo, utilizados em suas casas e na vida profissional. A comunicação sem fio está em toda parte e seus efeitos têm influência sobre praticamente tudo.
Essa tendência também chegou aos sistemas de alarme de intrusão. A transição dos sistemas de alarme com fio para os sem fio foi rápida, e esta tecnologia é cada vez mais aceita para uso em aplicações de segurança, tanto em instalações residenciais quanto comerciais. Os instaladores de segurança estão passando a apoiar sistemas de alarme sem fio, permitindo que os clientes adotem e que as empresas de seguros aceitem tecnologias que antes não eram consideradas seguras o suficiente para aplicações de segurança.
Outro fator que impulsionou a segurança sem fio foi o aumento do número de casas inteligentes.
Conforme mais residências e empresas adotam redes, permitindo diferentes níveis de automação, cresce a demanda por dispositivos de segurança sem fio. Um estudo divulgado pela empresa Radiant Insights em meados de 2015* previu que as vendas mundiais de dispositivos de segurança para casas inteligentes cresceriam de cerca de USD 1,2 bilhões em 2014 para mais de USD 7,5 bilhões até 2021.
A PowerG é uma principais tecnologias dedicadas a esse crescente segmento de mercado. Desenvolvido pela Tyco Security Products, o exclusivo Tree Topology Protocol (Protocolo de Topologia em Árvore) é otimizado especificamente para o monitoramento e controle de dispositivos alimentados por bateria para aplicações de segurança em ambientes residenciais e corporativos. Assim, o protocolo atende às principais exigências para sistemas de segurança sem fio: confiabilidade, desempenho, privacidade, vulnerabilidade, facilidade de uso e manutenção.
Transmissão de amplo espectro com salto de frequência
A transmissão de amplo espectro com salto de frequência (FHSS) teve origem na tecnologia militar de rádio, projetada para ser segura e confiável em condições adversas de batalha. A FHSS altera a frequência de uma transmissão em intervalos mais rápidos do que um intruso consegue ressintonizar um dispositivo afetado por interferência. Com a FHSS, a banda é dividida em vários canais de frequência. Quando uma conexão sem fio é estabelecida e ocorre a sincronização do tempo, o receptor e o transmissor passam a operar em uma das sequências de salto praticamente infinitas. Essas sequências dependem da criptografia e do sincronismo de tempo. Baseados no horário atual e em um cálculo matemático, o receptor e o transmissor saltam ao mesmo tempo para o próximo canal de frequência na sequência. A não ser que se conheça o horário do sistema, a chave da criptografia e o cálculo correto, a comunicação não pode ser rastreada. Com isso, é praticamente impossível interceptar uma comunicação sem autorização ou espioná-la.
A rede PowerG utiliza a tecnologia de transmissão de amplo espectro com salto de frequência. A rede salta continuamente entre várias frequências espalhadas por toda a faixa de frequência atribuída: 8 frequências nas faixas de 433 a 434 MHz, 4 frequências nas faixas de 868 a 869MHz e 50 frequências nas faixas de 912 a 918MHz.
A rede não permanece na mesma frequência, saltando 64 vezes por segundo em uma sequência pseudoaleatória criptografada única que apenas os dispositivos registrados na central do PowerG conhecem. A sequência pseudoaleatória é diferente para cada central do PowerG.
Utilizando a tecnologia FHSS, a rede PowerG elimina completamente as interferências e os bloqueios intencionais e não intencionais. É possível ter vários sistemas de alarme baseados na tecnologia PowerG funcionando próximos uns aos outros sem interferirem entre si. Isso aumenta drasticamente a força e a confiabilidade da rede sem fio.
Aqui vai uma analogia
para a FHSS: Imagine um carro andando em uma rodovia com diversas faixas.
A estratégia do motorista é sempre
mudar de faixa
rapidamente. Se uma
faixa estiver bloqueada (devido a obras na pista ou a um acidente), o carro evitará o obstáculo, por estar trocando de faixa continuamente. A figura a seguir
explica o conceito
da FHSS.
Os saltos de frequência evitam bloqueios e interferências
Tecnologia de comunicação sincronizada TDMA bidirecional integral
A TDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo) é uma tecnologia de transmissão digital que permite o acesso de vários usuários a um canal de radiofrequência (RF) sem interferência, alocando intervalos de tempo exclusivos para cada usuário dentro de cada canal.
Os usuários realizam transmissões rapidamente, um após o outro, cada um em seu intervalo de tempo próprio. Isso permite que vários usuários compartilhem o mesmo meio de transmissão (ex.: canal de radiofrequência) utilizando apenas uma parte da capacidade do canal. Assim, vários usuários podem compartilhar a mesma frequência sem causar interferência, pois o sinal é dividido em diversos intervalos de tempo e cada um deles age como um caminho de comunicação separado. Na TDMA, o sinal é digitalizado, ou seja, dividido entre pacotes de alguns milissegundos. Ela aloca um canal de frequência única por um período curto e, em seguida, passa para outro canal. Essa tecnologia é utilizada em sistemas celulares digitais, como o GSM.
De forma semelhante à rede celular GSM, intervalos únicos de tempo são atribuídos a cada dispositivo na rede PowerG para permitir a transmissão de dados bidirecional com a central, simplificando a comunicação e aumentando a eficiência do canal. Isso elimina a colisão entre radiofrequências e garante que nenhum alarme ou mensagem de supervisão se perca.
A tecnologia TDMA disponibiliza um canal de downlink de baixa latência e baixo consumo de energia, que são componentes fundamentais para minimizar o uso de energia mantendo o desempenho necessário. Os dispositivos PowerG ficam inativos na maior parte do tempo. São ativados periodicamente e ligam seu receptor por uma fração de milissegundo para enviar mensagens de downlink. Com isso, eles podem reagir instantaneamente a uma mensagem transmitida, mantendo-se ativos o pelo mínimo tempo possível. Dispositivos PowerG inativos mantêm seu sincronismo de tempo em uma faixa de +/- 30 µSEC com uma pegada de consumo de energia de menos de 2 µA. Esse tempo de resposta é ideal para oferecer a gama completa de serviços necessários para a segurança de residências e negócios, incluindo aplicações de alta demanda como sirenes a bateria, que precisam ser ativadas em uma fração de segundos.
Assim, a tecnologia TDMA oferece uma maior vida útil de bateria aos dispositivos, pois eles só realizam transmissões em alguns momentos. Isso também evita transmissões repetidas, resultando em uma rede que economiza energia.
Aqui vai uma analogia para a tecnologia de comunicação sincronizada TDMA da PowerG: imagine uma reunião com várias pessoas. Quando a comunicação não está sincronizada, os participantes falam ao mesmo tempo, criando interferências e bloqueios. Por outro lado, se a reunião é gerenciada por um moderador, que controla a participação de cada um através de um conjunto complexo de regras e uma marcação rígida do tempo, cada participante restringe seu tempo de fala a um intervalo específico, durante o qual todos os outros ficam em silêncio. Dessa forma, a reunião é conduzida de forma eficiente.
Comunicação sem fio protegida por criptografia AES
A AES (Padrão de Criptografia Avançada) é um padrão de criptografia simétrico (de chave privada), publicado originalmente como Rijndael (que vem dos nomes de seus inventores, Rijmen e Daemen) em 1998 e adotado pelo governo dos EUA em 2000. Em 2001, a AES foi escolhida pela NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA) como o Padrão Federal para Processamento de Informações (FIPS), também conhecido como FIPS197. Em 2003, a Agência de Segurança Nacional americana (NSA) afirmou que a AES era segura o suficiente para proteger suas informações confidenciais e altamente confidenciais.
A AES é composta por três cifras de bloco. Cada cifra tem um bloco de 128 bits de tamanho e chaves de três tamanhos diferentes: 128, 192 e 256 bits. O algoritmo é baseado em permutações e substituições. Permutações são rearranjos de dados, e substituições são a troca de uma unidade de dados por outra. A AES realiza permutações e substituições utilizando várias técnicas diferentes. A cifra da AES executa uma determinada quantidade de rodadas de transformações repetidamente, convertendo os dados de entrada puros em dados de saída criptografados. Existem várias etapas de processamento para cada rodada, e uma delas depende exclusivamente da chave de criptografia. Depois disso, um conjunto de rodadas inversas é aplicado para converter os dados criptografados novamente em dados puros. A criptografia AES utiliza uma chave única, que é um segredo compartilhado entre o destinatário e o receptor para codificar e decodificar os dados. Uma analogia seria uma caixa de correio trancada sem uma entrada para as cartas. Qualquer um que queira deixar ou ler uma mensagem precisa ter a chave da caixa de correio.
A rede PowerG utiliza o algoritmo avançado de criptografia AES-128 (chave de 128 bits) para identificação correta das mensagens e para a proteção do sistema de alarme contra a aquisição de códigos e a substituição de mensagens por hackers e outros invasores. O AES-128 utiliza 10 rodadas, realizando várias transformações em cada uma delas.
AES é um algoritmo de criptografia de eficácia comprovada que garante autenticação e criptografia sólidas para a rede sem fio da PowerG.
Benefícios incomparáveis com uma tecnologia inovadora
A combinação das tecnologias —transmissão de amplo espectro com salto de frequência (FHSS), comunicação sincronizada TDMA e AES — confere imensa força à PowerG para oferecer um novo e avançado sistema de alarmes com vantagens incomparáveis para instaladores profissionais, estações de monitoramento central e usuários finais. Na verdade, a PowerG oferece a conveniência de uma rede sem fio com mais confiabilidade do que nunca, como a de uma rede com fio.
• Rede com economia de energia
Cada dispositivo analisa a qualidade das comunicações continuamente e configura seu poder
de transmissão com os ajustes mínimos necessários para uma comunicação estável com a central. Comunicação sincronizada bidirecional integral para garantir a menor quantidade possível de transmissões curtas. Isso aumenta a vida útil da bateria dos dispositivos PowerG para mais de 8 anos. Também diminui o número de visitas para manutenção do sistema no local, devido à sua capacidade de suportar diversas funções remotamente.
• Força e confiabilidade incomparáveis
Os sinais saltam continuamente entre os canais em uma sequência aleatória, evitando interferências e
bloqueios. A comunicação TDMA elimina colisões entre radiofrequências.
• Desempenho superior à maioria dos padrões de segurança do setor
A rede PowerG utiliza o algoritmo avançado de criptografia AES-128, protegendo o sistema contra
a aquisição de códigos e a substituição de mensagens por hackers e outros invasores.
• Grande intervalo de transmissão
A PowerG combina tecnologias de rádio e de diversidade de antenas que, combinadas com salto de
frequência e comunicação sincronizada TDMA, oferecem um grande intervalo de transmissão — muito maior do que os padrões do setor. Isso possibilita sua instalação sem a necessidade de repetidores, mesmo em estabelecimentos muito grandes. Testes revelaram uma linha de alcance de mais de 2 km (6.000 pés) sem obstáculos*. O alcance pode ser dobrado acrescentando um repetidor PowerG.
• Suporte a aplicações avançadas
A PowerG foi projetada para gerenciar uma largura de banda substancialmente alta, permitindo a
transmissão de grandes quantidades de dados pela rede em pouco tempo. Dessa forma, ela oferece a infraestrutura para soluções como instalações com diversos dispositivos e aplicações de áudio e vídeo. Além disso, por ser uma tecnologia exclusiva, a PowerG é compatível com aplicativos móveis desenvolvidos especificamente para a visibilidade e o controle em tempo real de sistemas de alarme de segurança que utilizam a PowerG em instalações residenciais e comerciais.
• Ferramentas avançadas para economizar tempo e dinheiro
A comunicação de dados em uplinks e downlinks bidirecionais integrais da PowerG oferece aos
instaladores ferramentas poderosas e exclusivas no setor, que podem economizar tempo e dinheiro todos os dias. As ferramentas incluem: instalação rápida e fácil com indicadores de qualidade de links integrados ao dispositivo; configurações locais e remotas dos dispositivos e periféricos; ferramentas de diagnóstico avançadas e econômicas locais e remotas—o sistema realiza diagnósticos contínuos no ambiente de radiofrequência e de interferências no local e oferece informações importantes (local e remotamente) para ajudar a entender e resolver problemas; testes remotos em tempo real e testes de caminhada do sistema.
* Em instalações reais, o alcance é reduzido devido à atenuação do sinal em construções.
Fonte: Tyco
Eduardo Felix
Gerente Regional de Vendas – Tyco Security Solutions – Brasil
Nossa equipe está a meses realizando testes inclusive em situações reais em residência de 3 pavimentos e 30 zonas que serão publicados em breve.
Temos o cuidado de apresentar a nossos seguidores e alunos somente Tecnologias inovadoras e confiaveis!