COMISSIONAMENTO EM REDES INDUSTRIAIS VAZAMENTO EM ...

artigo REDES SEM FIO
é feito usando o TDMA, para garantir determinismo
temporal na comunicação e otimizar o uso da bateria
dos dispositivos. A duração da janela de tempo (time
slot), no caso do WirelessHART, é fixa e igual a 10ms. Os
time slots também são organizados em superframes que
periodicamente são repetidos para suportar diferentes tipos
de tráfegos de comunicação da rede (rápido, lento, cíclico
e acíclico). O enlace pode ser dedicado – para garantir
uma latência mínima de um dado de processo –, ou pode
ser compartilhado – para permitir uma ampla utilização da
largura de banda da rede –. O protocolo suporta múltiplos
tipos de mensagens como publicação de dados de processo,
notificação por exceção, requisição/resposta ad-hoc e
fragmentação automática de grandes pacotes de dados.
Para evitar interferências, perturbações e colisões com outros
sistemas de comunicação, o WirelessHART também utiliza
o salto de canais (Channel hopping), entretanto, apenas
uma única estratégia de salto de canais foi definida. Para o
gerenciamento do espectro, também é utilizada a lista negra
de canais (Channel blacklisting).
REDE EM MALHA E ENDEREÇAMENTO
O WirelessHART e o ISA100.11a utilizam a topologia da rede
em malha. Nesta topologia, um dispositivo pode servir como
roteador das mensagens de outros dispositivos até o seu
destino final. Isto faz com que o alcance da rede seja maior,
além de criar redundância de caminhos, atenuando problemas
com interferências e obstáculos sem interferência do usuário e
contribuindo para o aumento da confiabilidade da rede.
As rotas são configuradas pelo gerenciador da rede com base nas
informações de diagnósticos recebidas dos dispositivos. Desta
forma, as rotas redundantes são continuamente adaptadas
visando às melhores condições do espectro de frequência.
Tanto no WirelessHART quanto no ISA100.11a a camada
de rede é encarregada do roteamento e do endereçamento.
Entretanto, no WirelessHART, o endereçamento está voltado
para o nível local, usando ou o endereço de 8 bytes (EUI-64)
ou de 2 bytes (apelido), semelhante ao que ocorre no nível
de sub-rede (malha) no ISA100.11a. Já no ISA100.11a, o
endereçamento e o roteamento abrangem não somente o
nível da rede em malha, mas também o nível do backbone.
Sua Camada de Rede é baseada no IETF RFC 4944 (6LoWPAN),
que especifica a transmissão de pacotes IPv6, sobre a rede IEEE
802.15.4, permitindo a conectividade IP entre os dispositivos
64 InTech 140
de campo. O esquema de endereçamento suporta EUI-64
(64bits), IPv6 (128 bits) e IEEE 802.15.4 (16 bits). Isto significa
que o ISA100 pode tirar proveito do IPv6 para construir redes
bastante escaláveis e com grande número de dispositivos.
SEGURANÇA
Os mecanismos de segurança usados devem ser avaliados
de acordo com os seguintes critérios: confidencialidade
da informação; integridade da informação; autenticação
dos membros da rede e disponibilidade da informação. A
confidencialidade da informação é a garantia de que apenas
os membros autorizados terão acesso à informação. No ISA
100.11a, tal confidencialidade é obtida através da utilização
de criptografia AES-128 em conjunto com a utilização
de diferentes chaves de curta duração nas camadas de
enlace (responsável pela comunicação entre nós vizinhos –
salto a salto) e na camada de transporte responsável pela
comunicação fim a fim. A integridade da informação é
garantida através de mecanismo herdados do IEEE 802.15.4.
O MIC (Message Integrity Code) é adicionado aos dados que
serão transmitidos. Isto permite que o receptor possa verificar
se os dados foram alterados ou não. Além disso, o MIC em
conjunto com chaves simétricas pode ser usado para autenticar
pacotes transmitidos entre os nós. Os dispositivos que
desejam entrar na rede aguardam os anúncios transmitidos
pelos roteadores que já estão na rede. Estes anúncios
contêm a informação necessária para o dispositivo montar
o seu pedido de entrada. Este pedido de entrada é enviado
ao System Manager, que o processa em conjunto com o
Security Manager, e que verifica se o dispositivo tem todas as
credenciais de segurança. Uma vez que o pedido é aprovado, o
System Manager envia uma resposta para o roteador que fez o
anúncio e admite o novo dispositivo na rede.
O padrão ISA100.11a possui algumas características especiais
para aumentar a segurança. Por exemplo, ele fornece proteção
para uma variedade de ataques através de um time stamp. A
camada de transporte utiliza este time stamp que indica quando
o pacote foi criado. Durante a autenticação no destino, o pacote
poderá ser descartado caso tenha ultrapassado o limite de
tempo configurado, protegendo contra ataques maliciosos de
replicação de mensagens com dados válidos (replay attacks).
Existe também a opção do uso de chaves assimétricas que
permite que o dispositivo se integre à rede sem ter que fornecer
a ele uma chave segura em uma etapa de configuração.