O documento discute conceitos fundamentais de redes sem fio, incluindo: 1) Diferentes padrões de redes sem fio como Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, WiMax e suas características; 2) Parâmetros que caracterizam o espaço de comunicação como banda passante e capacidade; 3) Conceitos como frequência, perda de energia em ondas e zona de Fresnel.

1. UNIDADE CATUAÍ
COMUNICAÇÕES MÓVEIS
Prof. Eng.a Rosangela Tonon

2. Redes de Acessos no meio livre

3. Espaço de Comunicação
Espaço de Comunicação
O Espaço de Comunicação pode ser caracterizado por
dois parâmetros;
1 - B, banda passante do meio, medida em Freqüência
(Hz), e
2 - Tempo, representado por C, capacidade do meio,
medido em bit/s.
O espaço de comunicação: Frequência /Tempo
Espaço de Comunicação
Freqüência x Tempo
bit/s
Hz
Banda Passante de um sinal é o intervalo de
freqüências que compõem o sinal.
A largura de banda desse sinal e o tamanho de
sua banda passante.
Assim quanto maior a largura da banda maior
seria a quantidade de sinal, que poderia trafegar
em um meio físico.
Para redes utiliza-se o termo largura de banda"
ou banda base“.

4. Banda nominal /Passante
4 kHz
3,4 Khz
300 Hz
Freqüência
Amplitude do sinal
Banda passante: 3,1 kHz
Banda nominal 4 kHz
Canal de Voz Telefônico
Canal de Voz telefônico
O canal de voz possui uma largura de banda
nominal de 4 kHz, porém, desta banda
somente 3,1 kHz são aproveitáveis

5. Frequência
• 50 Hz
• 900 MHz
• 2100 MHz
• 2.4 GHz
• 5.8 GHz
• 8.5 GHz
• 16 GHz
A frequência freqüência) é uma grandeza física
ondulatória que indica o número de ocorrências de um
evento (ciclos, voltas, oscilações, etc) em um
determinado intervalo de tempo.
Alternativamente, podemos medir o tempo decorrido
para uma oscilação. Este tempo em particular recebe o
nome de período (T). Desse modo, a frequência é o
inverso do período.
-Hertz (Hz): Corresponde ao número de oscilações por segundo.
Nome dado em honra ao físico Alemão Heinrich Hertz.

6. Perda de Energia em Ondas
Reflexão
Difração

7. Zona de Fresnel

8.  Bluetooth (1994; 2.4 GHz) interliga dispositivos
 W-fi (LAN sem fio)IEEE 802.11-- 2.4 e 5 GHZ --54
Mbit/s; até 100m
 Wi-max(WAN sem fio)-- 15 km; até 70 Mbit/s)
 SIM card (subscriber identity module) GSM/3G
Java linguagem interpretada de programação orientada
a objetos utilizada em aplicações internet
CAMINHOS DA TECNOLOGIA

9. 9
Padrões de Redes Sem Fio
O Comitê 802 do IEEE, "Institute of Electrical and
Electronics Engineers" dos Estados Unidos,
desenvolveu e publicou uma série de normas
para redes locais (LANs) e Metropolitanas (MANs)
que foram adotadas mundialmente inclusive pela
ISO (International Organization for
Standardization).
802.11 Wireless LAN (WLAN) WI-FI
802.15
Wireless Personal Area Network
(WPAN)
Bluetooth entre outros.
802.16 Broadband Wireless Access (BBWA) WiMax

10. Introdução ao Padrão IEEE
802.11
 O 802.11b é o mais popular;
 O 802.11g é compatível com o 802.11b;
 O 802.11a é incompatível com os outros dois padrões.
802.1
1a
802.1
1b
802.1
1g
IEEE 802.11
Largura de
Banda
802.11a 802.11b
802.11g
54Mbps 11Mbps 54Mbps

11. Introdução ao Padrão IEEE 802.11
 Área de Cobertura:

12.  Tipo de Topologia: Modo Infraestrutura
Introdução ao Padrão IEEE 802.11

13. 13
Padrões de Redes Sem Fio
WiFi
 Wireless Fidelity (Wireless Ethernet Compatibity
Alliance) - 1997
 Curtas e Longas Distâncias ( Com Repetidor /
Amplificador )
 Ondas de Rádio
 Taxa de Transferência entre 11 e 108(a+g) Mbps
 Alcance de 100 mts(indoor) à 300 mts (outdoor) (Sem
Repetidor / Amplicador )
 Baixo Custo
 PDAs, Celulares, Notebooks, etc
 Não necessita de Licença ( Uso doméstico )
 802.11a – 5Ghz, 54Mbps
 802.11b – 2.4Ghz, 11Mbps
 802.11g – 2.4Ghz, 54Mbps

14. WI-FI
WIRELESS FIDELITY
TERMO USADO PARA REFERIR-SE
GENERICAMENTE A REDES SEM FIO
QUE UTILIZAM QUALQUER UM DOS
PADRÕES

15. Wi-Fi
• 802.11a
– Padrão IEEE para redes wireless a 5 GHz
(5.725 GHz to 5.850 GHz) e 54 Mbps
– Mais canais que o 802.11b (freqüências
menos lotadas, evitando as interferências
de ondas rádio e microondas)
– 12 m a 54 Mbps 90 m a 6 Mbps
• 802.11b
– Padrão IEEE para redes wireless a 2.4 GHz
(2.4 GHz to 2.4835 GHz) e 11 Mbps
– 30m a 11 Mbp e 90m a 1 Mbps
• 802.11g
– Oferece velocidades até 54 Mbps para
curtas distâncias
– Funciona a 2.4GHz (compatibilidade com
o popular 802.11b)
– 15 m a 54 Mbps e 45 m a 11 Mbps

16. Wi-Fi
• Utilizados em aplicações indoor;
• Destina-se a WLANs;
• Meio pode interferir no sinal;
• Vasta utilização:
– Restaurantes;
– Aeroportos;
– Empresas;
– Residências;
– Cafés;

17. PROBLEMAS DO WI-FI
•Redes sem fio, em comparação a redes cabeadas, possuem limitações
quanto a taxa de transmissão
• Redes sem fio são mais sensíveis a interferências e ruídos no sinal de
transmissão, acarretando um esforço maior para administração das mesmas
• No que diz respeito a segurança e integridade dos dados, redes sem fio são
mais vulneráveis que redes cabeadas
• Deve-se optar por redes sem fio quando não há a possibilidade e/ou
viabilidade para utilização de cabos

18. 18
Padrões de Redes Sem Fio
Bluetooth
 Harold Bluetooth, Dinamarca e Noruega
 Criado em 94 pela Ericsson
 Curtas Distâncias
 Ondas de Rádio
 Taxa de Transferência 1Mb
 Alcance de 1 mt (Classe3 - Raro ), 10 mts (
Classe 2 ) e 100 mts ( Classe 1)
 2.45 GHz
 PDAs, Celulares, Notebooks, etc

19. Bluetooth
• Utiliza a banda de freqüência de 2.4GHz
• Piconets suportam até 8 dispositivos,
sendo um mestre e os outros escravos
• 10m de distância
• Autenticação de chave pública/privada
(segurança na comunicação entre os
dispositivos)
• Permite transmissão assíncrona a 723
Kbps (unidirecional) e síncrona a 64
Kbps (bidirecional)
• Baixo custo
• Protocolo de comutação de pacotes
baseado em saltos de freqüência com
1600 hops/s
• Dispositivos configurados
automaticamente
• Bastante popular

20. ZigBee
• Utiliza o padrão IEEE 802.15.4 (camada física e enlace)
– Especificação de uma tecnologia wireless desenvolvida para PAN
(Personal Area Network)/LAN ( Local Area Network)
• Protocolos da camada de rede a camada de aplicação
• Características
– Baixo custo
– Baixa taxa de transmissão de dados (< 250Kbps)
– Longa duração da bateria (anos a décadas)
– Seguro e Confiável
– Suporta a grande número de nós, até 65,536 (bluetooth até 8
dispositivos em uma piconet)
– Tempo wakeup de 15ms (Bluetooth até 3s)
– Fácil implementação

21. ZigBee
• Projetada para substituir as caras e complicadas soluções proprietárias
• Voltada para automação e aplicações de controle remoto
• Bastante parecida com Bluetooth, porém mais simples, taxa de
transmissão mais baixa e maior economia de energia
• Faixa operacional de 10-75m (Bluetooth - 10m)
BAND COVERAGE DATA RATE # of CHANNELS
2.4GHz ISM Worldwide 250kbps 16
868 MHz Europe 20kbps 1
915MHz ISM Americas 40kbps 10

22. Aplicações ZigBee
ZigBee
RESIDENTIAL
/
LIGHT
COMMERCIAL
CONTROL
CONSUMER
ELECTRONIC
S
PC &
PERIPHERAL
S
INDUSTRIAL
CONTROL
PERSONAL
HEALTH CARE
BUILDING
AUTOMATION

23. • A tecnologia utilizada é comparável às redes Wi-Fi e
Bluetooth e diferencia-se destas por desenvolver menor
consumo, por um alcance reduzido (cerca de uma dezena
de metros) e as comunicações entre duas unidades poder
ser repetida sucessivamente pelas unidades existentes na
rede até atingir o destino final.
• Funcionando todos os pontos da rede como
retransmissores de informação, uma malha (Mesh) de
unidades ZigBee pode realizar-se numa extensão
doméstica ou industrial sem necessidade de utilizar
ligações elétricas entre elas.

24. 24
Padrões de Redes Sem Fio
Infra (Infravermelho)
 Curtas Distâncias
 Taxa de Transferência entre 115.200 bps e 4Mbps
 Serial / Assincrona (Start/Stop)

25. Uma implementação típica de um
enlace Wireless
Canal de rádio freqüência (RF)
ECD
Equipamento
Comunicação
de Dados
ECD
Equipamento
Comunicação
de Dados
ETD
Equipamento
Terminal de Dados
propagação
Antena de
Recepção
Antena de
Transmissão
Transmissor Receptor
ETD
Equipamento
Terminal de Dados
portadora eletromagnética
Um Enlace de Comunicação de Dados Wireless (ou sem fio) é um
Sistema de Comunicação de Dados ponto-a-ponto (um-para-um, ou
muitos-para-um, ou um-para-muitos), também chamado de rádio-
enlace, que utiliza como meio de comunicação entre os dois pontos
uma portadora eletromagnética dentro de um canal de rádio
frequencia (RF) a qual se propaga pela atmosfera a partir de um
transmissor até um receptor remoto.

26. 26
Redes Sem Fio ou Wireless
Rede sem fios (também chamada rede wireless)
refere-se a um agrupamento de computadores (e
outros dispositivos) em rede, interligados sem o uso
de cabos mas sim através de ondas de rádio ou
outras formas de ondas eletromagnéticas.
1. WPAN - Wireless Personal Area Network
2. WLAN - Wireless Local Area Network
3. WMAN - Wireless Metropolitan Area Network
4. WWAN - Wireless Wide Area Network.

27. Introdução a Redes Wireless
Redes 802.11b
• Camada Física:
– Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)
– Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS)
– Banda ISM de 2.4 a 2.5GHz
• Velocidades (bitrates):
– 1, 2, 5.5, 11Mbps (802.11b), 54Mbps (11a, 11g)
• Alcance típico:
– 50 metros em ambientes fechados, 500 metros ao ar livre
– Pode variar fortemente dependendo da potência, tipo e disposição das
antenas, cobertura por APs, amplificadores
– Antenas externas direcionais podem chegar a 400 m
– Configurações especiais podem chegar a mais de 20 Km
DSSS
FHSS

28. • Segmento Wireless apresenta uma aceitação
natural;
– Audio Link;
– Celulares;
– Máquinas Fotográficas;
– Video Game;
– MediaPortal: Sintonizador de TV Digital, Gravador de
Video com 250Gb, DVD e roteador de Banda Larga;
– TV SlingBox;

29. Conceito
WLAN:Wireless LAN ou WLAN (Wireless Local
Area Network) é uma rede local que usa ondas
de rádio para fazer uma conexão Internet ou
entre uma rede, ao contrário da rede fixa ADSL
ou conexão-TV, que geralmente usa cabos.

30. Perímetros de Infra-estrutura Wireless
Exemplos de uso:
•Entretenimento Doméstico
• Teletrabalho
• Monitoração e segurança de pessoas
• Sistema de apoio a pessoas incapacitadas e de terceira idade

31. Torres de Transmissão Wireless

32. 32
Padrões de Redes Sem Fio
WiMax
 Novo padrão(802.16) similar ao 802.11
 Outubro de 2001
 802.16d Fixo, 802.16e em movimento
 Longas Distâncias
 Ondas de Rádio
 Taxa de Transferência 70Mb
 Alcance de até 50 Km
 Melhor Performance
 PDAs, Celulares, Notebooks, etc
 3.5Ghz a 10.5 Ghz

33. A tecnologia foi desenvolvida por um
pool de empresas, lideradas pela Intel e pela
Nokia, com base na norma 802.16 da Institute
of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).
Além de operar em uma ampla faixa de
freqüência – de 2 a 66 GHz – as principais
vantagens estão no tripé banda larga, longo
alcance e dispensa de visada, o que não ocorre
com outras tecnologias sem-fio.
Wi-max

34. WIMAX - Bandas licenciadas e
não licenciadas
WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
opera em bandas licenciadas e não licenciadas;
As bandas não licenciadas estão em 2.4 GHz e em 5.8GHz.
A frequência de 5,8 GHz são fortemente utilizadas pelas
Prefeituras como forma de fazer a inclusão digital no pré-
wimax;
As bandas licenciadas são 3,5 GHz internacionalmente
(dependendo do país) e 2,5 - 2,7 GHz nos EUA (2/3 desta
banda são da SprintNextel);
Brasil Bandas Licenciadas: 3,5 GHz e 2,5 GHz;
Brasil Bandas Não Licenciadas: 2,4 GHz (não adequada
para longa distância) e 5,8 GHz.

35. Wi-Max

36. Tipos de topologia
• As redes sem fio 802.11podem apresentar-se
fisicamente de dois modos: redes de infra-
estrutura e redes Ad Hoc

37. Redes Wireless
Topologias
• Modo Infra-Estrutura: estende a cobertura geográfica da rede
LAN convencional (“de infra-estrutura”) através da cobertura da
rede sem fio
– Access Point (AP): bridge [WLAN]  [LAN]
– Célula: área coberta por um AP
– Basic Service Set (BSS): “conjunto de serviços básicos” de uma célula
– Extended Service Set (ESS): “conjunto de serviços estendido” oferecido
por todas as células de uma rede de infraestrutura
• Modo Ad-Hoc:
– Interconexão direta “peer-to-peer” sem APs de dispositivos em uma
mesma área (em uma sala, digamos)
– Dispensa a “rede infra-estrutura” (LAN convencional cabeada)

38. Redes Ad Hoc
• Caracterizam-se por não possuírem qualquer infra-
estrutura de apoio à comunicação. São diversos
equipamentos móveis confinadas em uma
pequena área que estabelecem comunicação
peer-to-peer por certo período de tempo.

39. Padrão 802.11n
Técnologia MIMO – Multiple Input, Multiple Output
Redes sem fio 802.11n.. As principais especificações técnicas
do padrão 802.11n incluem: - Taxas de transferências
disponíveis: de 65 Mbps a 300 Mbps. - Método de
transmissão: MIMO-OFDM - Faixa de freqüência: 2,4 GHz
e/ou 5 GHz.

40. CAMINHOS DA TECNOLOGIA - O CELULAR
 1G analógico (AMPS)
2G TDMA (IS –136)
 2G GSM (Global System Mobile) GPRS
(packet service) EDGE (enhanced data
rates for global evolution) 3G WCDMA
(wideband CDMA)
 2G CDMA One (IS-95;B) CDMA 1X-RTT
1X EV-DO (data only) CDMA 2000 1XEV-
DV (data voice)
 3G CDMA 2000
 4G

41. 3G
• 3G : Multimídia aperfeiçoada ( voz, dados, vídeo e
controle remoto, telefone celular, paging, fax,
videoconferência e navegação na Web ).
• Banda larga e alta velocidade ( acima de 2 Mbps ).
• Flexibilidade de roteamento ( repetidoras, satélite,
LAN).
• Operação em frequência de transmissão e recepção
de aproximadamente 2GHz.
• Capacidade de roaming em toda Europa, Japão e
América do Norte.

42. 4G:
• A principal diferença de comunicações 4G e 3G
é a velocidade.
• Taxas 3G alcançam velocidades de 2Mbps, e as
4G de 20 à 40Mbps.

43. 4G
• Será o desenvolvimento de
tecnologias 3G -
MIMO-WCDMA e MIMO-OFDM
• A Europa está bastante ativa, para
tentar acompanhar o ritmo de
desenvolvimento das Tecnologias
de Informação.
MIMO – Múltiplas antenas no emissor e receptor para permitir elevados débitos de
transmissão.
WCDA – Wireless Carrier Detections Multiple Access.
OFDM – Orthogonal Frequency Division Multiplexing .

44. Classificação
• Quanto o Alcance
Fonte: Intel {Treands in Telecom: Wireless Services for the Mainstream}

45. Integração de vários tipos de redes e a
futura 5G...

46. Tecnologia Wi-fi
Freqüências disponíveis no Brasil
As redes WiFi utilizam freqüências que não precisam
de autorização para serem utilizadas.
As condições de uso destas frequências no Brasil
estão estabelecidas pelo Regulamento sobre
Equipamentos de Radiocomunicação de Radiação
Restrita.(seções IX e X), reeditado pela resolução 365
de 10/05/04 da Anatel.

47. Tecnologia Wi-fi
Freqüências disponíveis no Brasil
Freqüências (MHZ)
Condições de uso no Brasil
2400-2483
5725-585
Destinadas no Brasil, em caráter secundário, a
Equipamentos de Radiocomunicação Restrita (wi-fi)
A faixa de 2400 MHz é utilizada no Brasil em caráter
primário pelo Serviço Auxiliar de Radiodifusão e
Correlatos (SARC) e de Repetição de TV.
A Anatel estabeleceu que sistemas (2400 MHz) em
localidades com população superior a 500 mil
habitantes e com potência (eirp) superior a 400 mW
não podem operar sem autorização da Anatel.
5150-5350
5470-5725
Sistemas de Acesso sem Fio em Banda Larga para
Redes Locais.
A faixa de 5150-5350 MHz pode ser utilizada em
ambientes internos (indoor) e a de 5470-5725 MHz
em ambientes externos e internos.

48. 26 MHz
902-928
83.5 MHz
2400-2483,5
125 MHz
5725-5850
2.45 Ghz
915 MHz 5.7875 Ghz
915 MHz
2.4 Ghz
5.7 Ghz
2.4 Ghz
Bandas
Licenciadas
Freqüências utilizadas

49. REDES SEM - FIO
Frequência de Rádio:
• As ondas de rádios são muito comuns nas redes porque podem viajar longas
distâncias, atravessar paredes e a sua geração é relativamente barata.
• O comportamento das ondas de rádio também depende da frequência. Em altas
frequências, tendem a viajar em linha reta e ser refletidas por obstáculos, em baixas
frequências, tendem a atravessar as paredes, mas têm mais limitações em
distâncias menores.
• O meio de transmissão é razoavelmente flexível. Um problema com as redes via
rádio é que dois dispositivos usando a mesma frequência interferem entre si.
Nome de Banda Limite
inferior
Limite
superior
( VLF) Frequência muito baixa
( LF ) Frequência baixa
(HF ) Frequência alta
(VHF ) Frequência muito alta
(UHF ) Frequência ultra - alta
3 kHz
300 kHz
3 MHz
30 MHz
300 MHz
30 kHz
3 MHz
30 MHz
300 MHz
3 GHz

50. FREQUÊNCIAS DE MICROONDA
• A microonda é um subconjunto das frequências de rádio
cujo início é considerado em 1 GHz e o término, por
volta de 18 GHz.
Nome da Banda Limite inferior Limite
superior
Banda L
Banda S
Banda C
Banda X
Banda KU
1 GHz
2 GHz
4 GHz
8 GHz
12 GHz
1 GHz
4 GHz
8 GHz
12 GHz
18 GHz