Redes Wireless

1. Redes sem fio
Introdução
Prof. César Augusto
cesarfreitas@gmail.com
http://cesarfreitas.wordpress.com

2. Introdução às Redes sem fio
Tecnologia Wi-Fi
Dispositivos Wi-Fi: placas, APs e antenas

3. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Redes wireless (wire=fio, less= sem) pode ser traduzida como “rede de
computadores sem a necessidade de usar cabos”, ou simplesmente, “Redes
sem fio”
• É uma tecnologia antiga!
• Em 1896, Guglielmo Marconi inventou o
primeiro sistema de Telégrafo sem fios através
de ondas de rádio

4. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Existem situações que o uso do cabeamento é inviável/desaconselhado!

5. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Os sistemas mais utilizados para transmissão de dados sem fio são:
• Rádio (Ondas eletromagnéticas com variação entre 3KHz e 300GHz)
• Infravermelho (Ondas eletromagnéticas com variação entre 300 GHz a 400
THz)

6. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Principais vantagens da rede sem fio:
• Permite a mobilidade do equipamento
• Redução no tempo de instalação
• Redes temporárias: feiras, exposições, etc
• Fácil planejamento
• Redes Ad Hoc não exigem planejamento algum
• Instalação em áreas de difícil cabeamento
• Edifícios históricos tombados que não podem ter sua estrutura alterada
• Preserva a estética do ambiente (sem cabos!)
• Maior resistência a desastres

7. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Principais Desvantagens da rede sem fio:
• Baixa qualidade de serviço QoS (Probabilidade de um pacote trafegar entre dois pontos)
• Altas taxas de erro
• Atrasos (controle de acesso ao meio distribuído)
• Restrições no uso das frequências
• Depende de regulamentação governamental
• Susceptível a interferência de outros sinais de rádio
• Vulnerabilidade a ruídos atmosféricos (raios, trovões, tempestades, etc)
• Propagação por múltiplos caminhos (menor segurança)

8. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Modos de transmissão de dados utilizando redes sem fio:
• Modo não direcional:
• Nesse tipo a informação é transmitida em todas as direções podendo ser captada por
qualquer dispositivo na área do transmissor.
• Como qualquer antena na região de alcance pode
captar o sinal, não é o sistema mais seguro.
• Para contornar este problema, as redes sem fio
de computadores utilizam uma técnica chamada de
• FHSS

9. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) - Espectro de Difusão em
Frequência Variável
• Em vez de usar uma frequência única, usa uma faixa, ou seja várias
frequências de transmissão.
• Essa faixa é dividida em canais.
• De tempos em tempos o canal usado é alterado
automaticamente em todos os dispositivos de rede
• Não de maneira sequencial, mas aleatória.
• Os dispositivos precisam saber essa sequência.
• Tipicamente sistemas FHSS são divididos em 79 canais
• A alternância ocorre a cada 100 ms

10. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) Mesmo que alguém que não
participe da comunicação possua uma antena multifrequencial ele precisa
saber a sequência de transmissão dos canais.
• Outra vantagem: várias redes podem co-existir utilizando a mesma faixa de
frequência sem interferirem entre si. Essa interferência ocorrerá somente por
100ms.
• Porém é uma tecnologia mais lenta, pois precisa alternar os canais de tempos
em tempos.

11. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Modos de transmissão de dados utilizando redes sem fio:
• Modo Direcional:
• Os dados são transmitidos somente em um ângulo de atuação, sendo necessário o uso
de dispositivos direcionais, como antenas parabólicas ou transmissores infravermelhos
direcionais
• É mais segura, pois somente os dispositivos com a mesma
frequência e que estejam dentro de seu ângulo de atuação
podem receber ou enviar dados.

12. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• O objetivo de uma rede de computadores é permitir a comunicação entre
máquinas em locais distintos.
• Pode ser em diferentes salas, prédios, cidades, estados, países ou continentes
LAN - Local Area Network MAN – Metropolitan Area Network WAN – Wide Area Network

13. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• De acordo com sua área de alcance, as redes sem fios são organizadas em
quatro grandes grupos:

14. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• A WPAN
• Rede de área pessoal sem fio.
• Usada para interligar dispositivos centrados na área de trabalho do usuário
• Os dois tipos de tecnologia sem fios mais utilizados é o Bluetooth e o InfraRED
• Presente em notebooks, fones de ouvido, desktops, smartphones, mouse, controle
remotos, entre outros.

15. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Padrão relativamente novo
• Rede de menor velocidade e alcance
• Possibilidade de troca de informações entre dois dispositivos através da simples
aproximação entre eles.

16. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• O alcance dos dispositivos foi dividido em três classes:
Classe Potência máxima permitida
(mW/dBm)
Alcance (em
metros)
Taxa de transmissão
(Mbps)
Classe 1 100 mW Até 100 1
Classe 2 2.5 mW Até 30 3
Classe 3 1 mW ~ 1 53 - 480

17. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Significa que um aparelho classe 3 só se comunicará com outro se a distância for menor
que 1m (smartphone e notebook, notebook e fone sem fio, etc)
• Dispositivos de classes diferentes podem se comunicar perfeitamente, bastando
respeitar o limite daquele que possui o alcance menor
Classe Potência máxima permitida
(mW/dBm)
Alcance (em
metros)
Taxa de transmissão
(Mbps)
Classe 1 100 mW Até 100 1
Classe 2 2.5 mW Até 30 3
Classe 3 1 mW ~ 1 53 - 480

18. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• A WLAN
• Rede de área local sem fio.
• Usadas para montar redes sem fios em salas, escritórios, andares e prédios.
• A tecnologia mais utilizada é a Wi-Fi (Wireless Fidelity)
• O termo Wi-Fi é tão conhecido que é sinônimo de rede sem fio.

19. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• A WMAN
• Rede voltada para a interligação de cidades e até mesmo países
• A tecnologia mais utilizada é a WiMAX
• O público dessa tecnologia é tipicamente empresarial
• Cerca de 150 países já tem redes funcionando plenamente

20. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Tecnologia Wi-Fi
• Para que as redes sem fios funcionem foi criado um órgão de padronização internacional
chamado Wi-Fi Alliance
• As normas dessa associação são baseados no padrão do IEEE (Instituto de Engenheiros
Eletricistas e Eletrônicos) conhecido como IEEE 802.11
Padrão Banda de frequência Taxa máxima de transferência Alcance
WiFi a (802.11a) 5 GHz 54 Mbps 10 m
WiFi B (802.11b) 2.4 GHz 11 Mbps 100 m
WiFi G (802.11b) 2.4 GHz 54 Mbps 100 m
WiFi N (802.11n) 2,4GHz 300Mbps 250 m

21. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Tecnologia Wi-Fi
• Protocolo de transmissão utilizado:
• CSMA CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) –
• Na primeira transmissão, o transmissor escuta o canal para verificar se ele está ocupado
(se está havendo uma transmissão)
• Se nenhuma transmissão estiver ocorrendo, ele inicia o processo da primeira
transmissão.
• Após esta primeira comunicação ter ocorrido, cada máquina é configurada para
transmitir a um determinado período de tempo.
• Dessa maneira não há colisões, pois todas saberão a hora certa de transmitir

22. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Wi-FI Alliance
• Apesar de existirem diversos padrões...
• Os fabricantes se preocupam com a interoperabilidade..
• Pois os equipamentos anteriores devem continuar funcionando com os atuais...
• Porém... Com a mistura de padrões, todo o sistema ficará funcionando com a menor
velocidade disponível.

23. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Tipos de Disposição de redes Wireless 802.11
• As redes wi-fi podem seguir dois tipos de disposição
Ad-hoc x Infra-estrutura

24. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Tipos de comunicação Wireless 802.11
• Ad-hoc:
• cada dispositivo de rede comunica-se diretamente com outro.
• Não há controle centralizado
• É como se ligássemos diretamente dois pcs através de cabos
• Qualquer máquina com qualquer outra desde que estejam situa
das na mesma zona
• É preciso configurar as placas de ambas as máquinas para trabalhar
neste modo
Tem um alcance menor do que se comparado ao modo infra-estrutura,
pois as antenas das placas wireless tem menor potência que os APs.

25. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Tipos de comunicação Wireless 802.11
• Ad-hoc:
• É indicado para pequenas redes: domésticas, reuniões inesperadas, treinos militares, etc
• Recomenda-se interconectar no máximo 5 dispositivos.

26. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Tipos de comunicação Wireless 802.11
• Infra-estrutura
• Baseia-se no conceito de BSA (Basic Service Area)
• É a área em que dispositivos móveis podem trocar informações.
• Utiliza dispositivos centralizadores, os APs (Access Points)..
• A área abrangida por um AP é chamada de BSS (Basic Service Set). Podemos comparar essa
área como a área coberta pela antena de uma torre de telefonia celular

27. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Tipos de comunicação Wireless 802.11
• Infra-estrutura
• Um conjunto de BSS constitui uma ESS (Extend Service Set)
• Dentro de cada BSS o AP é o responsável por interligar as duas áreas
• Os dispositivos que se comunicam dentro da área coberta por
uma ou mais BSS são chamados de STAs (Wireless Lan Stations)
• Cada ESS/BSS tem um SSID (Service Set Identifier) que é um nome
que será comum a todos os dispositivos deste conjunto.
• Para que um dispositivo de uma BSS comunique-se com o de outra
BSS, ambos: APs e Dispositivos devem estar configurado com o
mesmo SSID

28. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Tipos de comunicação Wireless 802.11
• Infra-estrutura
• A comunicação entre dois APs acontece na maioria das vezes por cabo do tipo UTP.
• Também pode acontecer por uso de uma tecnologia chamada WDS (Wireless Distribution
System)
• O WDS permite a conexão de vários APs sem a necessidade de cabeamento.
• Entretanto nem todo AP oferece suporte ao WDS.

29. Redes sem fio
• Introdução às redes sem fio
• Interferência Físicas
• As interferências impostas pela natureza podem degradar ou mesmo inibir os sinais
oriundos de dispositivos wireless.
• problemas mais comuns:
• presença de árvores
• Fortes chuvas
• Paredes de concreto
• Vidros

30. Redes sem fio
• Dispositivos Wi-Fi
• Devemos levar em conta o tipo de rede que queremos montar:
• Ad-hoc ou infra-estrutura?

31. Redes sem fio
• Dispositivos Wi-Fi
• Os 3 dispositivos são:
• Interface Wireless (placa de rede)
• Access Point (AP) (Dispensável no caso do modelo ad-hoc)
• Antenas

32. Redes sem fio
• Dispositivos Wi-Fi
• Interface Wireless
• Pode ser uma placa de barramento PCI (desktop)
• Pode ser um adaptador externo USB
• Dispositivo integrado nas placas-mãe (notebooks)
• Cartão PCMCIA (notebooks antigos)

33. Redes sem fio
• Dispositivos Wi-Fi
• Interface Wireless
• Placa de barramento PCI (desktop)
• Apresentam um conector SMA (fêmea)
• Neste conector são instaladas as antenas, normalmente do tipo omnidirecional (para
todas as direções)

34. Redes sem fio
• Dispositivos Wi-Fi
• Interface Wireless
• Placa USB WiFi
• Interfaces mais fáceis de instalar para a configuração de uma rede sem fio
• Alguns fabricantes fornecem cabo extensor para melhorar a captação/envio do sinal.

35. Redes sem fio
• Dispositivos Wi-Fi
• Interface Wireless
• Cartão PCMCIA
• Interface de expansão de notebooks
• Esse tipo de interface caiu em desuso, porém pode ser encontrado em notebooks
antigos

36. Redes sem fio
• Dispositivos Wi-Fi
• Interface Wireless
• Access Point
• Trata-se do elemento centralizador em uma rede wi-fi que usa o modelo infra-estrutura.
• Distribui o sinal para os demais componentes da rede
• Atua como ponte em uma rede sem fio e uma rede cabeada
• Atuar como repetidor de sinal para ampliar a área de alcance da rede