Padrões de rede sem fio

LAN/MAN Wireless

Desde a descoberta das ondas de rádio buscou-se utilizar suas propriedades para a transmissão de
dados sem fio, permitindo mobilidade e conexões entre localidades remotas; busca-se, assim, cada vez
mais o aumento da taxa de transmissão, otimização da faixa espectral ocupada, baixa taxa de erros e
alta disponibilidade da solução .
Uma rede Wireless ou Wi-Fi significa uma rede interligada sem fios, isto é, por canais de comunicação
alternativos (como rádio-frequência, infravermelho ou laser). O termo começou a ser usado no Reino
Unido, logo depois que uma rádio começou a transmitir através dessa estratégia. Este tipo de redes,
quando locais, também se designa por WLAN, Wireless LAN. O termo Wi-Fi, que vem da abreviação
de Wireless Fidelity (uma noção no nível abstrato que implica uma conexão confiável a uma fonte), é
um conjunto de padrões de compatibilidade para WLAN baseado nas especificações IEEE 802.11.
Embora diferentes padrões e tecnologias de rede sem fio tenham surgido nos últimos anos, o padrão
IEEE 802.11 é um dos que mais se destaca devido a diversidade em termos de capacidade, cobertura e
baixo custo dos dispositivos de rede.
A utilização de sistemas de espalhamento espectral, novas técnicas de modulação (como OFDM –
Orthogonal Frequency Division Multiplexing) nas faixas de freqüência destinadas a serviços médicos,
científicos e experimentais tornaram os padrões IEEE 802.11 muito populares para a transmissão de
dados, com custos cada vez menores e produtos com maior taxa de transmissão.
Atualmente temos vários dispositivos utilizando estas tecnologias. Desde cartões PCMCIA (Personal
Computer Memory Card International Association) utilizados em notebooks, PDAs e handhelds,
dispositivos para portas USB (Universal Serial Bus) e slots PCI (Peripheral Component Interconnect)
para desktops e ainda microprocessadores com dispositivo 802.11 integrado (como a linha Centrino™
da Intel®). Há também uma série de outros equipamentos tais como roteadores e APs (Access Points
ou Pontos de Acesso) integrados com essas tecnologias.
Entretanto o meio sem fio requer alguns cuidados para garantir desempenho, segurança e
disponibilidade: vários usuários na mesma localidade influenciam no desempenho, obstáculos
reduzem a área de cobertura, e a proximidade com fontes de interferência (como fornos de microondas
e telefones sem fio) podem inviabilizar a transmissão e recepção de sinais. Além disso, será necessário
utilizar recursos de autenticação, controle de endereço MAC e utilização de recursos de criptografia
para permitir a utilização da tecnologia com maior segurança.

 O PADRÃO IEEE 802.11

O IEEE (Institute of Electrical and Eletronics Engineers) constituiu um grupo de pesquisa para criar
padrões abertos que pudessem tornar a tecnologia sem fio cada vez mais uma realidade. Esse projeto
nasceu em 1990, mas ficou por aproximadamente sete anos inerte. A causa principal era a baixa taxa
de transferência de dados que a tecnologia inicialmente oferecia (na faixa de kbit/s). Conforme a taxa
de transferência de dados passou a atingir a faixa de Mbit/s, a rede sem fio começou a ser vista como
uma tecnologia promissora e a receber reais investimentos para a construção de equipamentos que
possibilitassem a comunicação sem fio entre computadores .
A especificação 802.11 como padrão para redes sem fio foi ratificada, então, pelo IEEE em 1997.
Como todos padrões IEEE 802, o 802.11 foca nas duas primeiras camadas do modelo ISO, a camada
física e a camada de enlace.

Figura 2.1 IEEE 802.11 e o modelo ISO

Esse padrão IEEE 802.11 tem, entre outras, as seguintes premissas: suportar diversos canais; sobrepor diversas redes na mesma área de canal; apresentar robustez com relação à interferência; oferecer privacidade e controle de acesso ao meio .

Atualmente o foco das redes de computadores sem fio (Wireless) se encontra no contexto das redes locais de computadores WLAN, tanto em soluções proprietárias como no padrão do IEEE. Algumas empresas como IBM, CISCO, Telecom e 3COM colocaram em prática alguns padrões proprietários, porém hoje essas e outras empresas baseiam seus produtos no padrão do IEEE devido às vantagens que o padrão aberto oferece: interoperabilidade, baixo custo, demanda de mercado, confiabilidade de projeto, entre outras.

CARACTERÍSTICAS

Depois do protocolo 802.11, ainda houve várias tentativas em melhorar o protocolo. Na introdução dos protocolos, primeiro veio o 802.11, sendo seguido pelo 802.11b e 802.11g. A seguir veio 802.11a, que fornece até cinco vezes a capacidade de largura de banda do 802.11b. Vejamos na tabela 2.1.1

alguns padrões e suas principais características:

Tabela 2.1.1 Principais padrões difundidos e características

Padrão	Taxa de bits	Alcance interno	Freqüência de operação
802.11	Até 2 Mbps	100 metros	2.4 GHz
802.11a	Até 54 Mbps	25 a 100 metros	5 GHz
802.11b	Até 11 Mbps	100 a 150 metros	2.4 GHz
802.11g	Até 54 Mbps	100 a 150 metros	2. 4 GHZ

A tabela a seguir apresenta um resumo comparativo de três tecnologias de redes sem fio e a figura 2.1.1 ilustra o alcance de cada padrão conforme a modulação utilizada em um ambiente interno, mantendo a mesma potência com antenas omnidirecionais de mesmo ganho.

Tabela 2.1.2 Comparativo de custo e compatibilidade entre os padrões 802.11a, b e g

Padrão	Compatibilidade	Custo
802.11a	Incompatível com o 802.11b e 802.11g	Alto
802.11b	Adoção generalizada	O mais baixo
802.11g	Compatibilidade com o 802.11b a 11 Mbps. Incompatível com o 802.11a	Baixo

PRINCIPAIS PADRÕES

Padrão 802.11b

A camada física do 802.11b utiliza espalhamento espectral por seqüência direta (DSSS – Direct Sequence Spread Spectrum) que usa transmissão aberta (broadcast) de rádio e como podemos ver na figura 2.1.2, ela opera no Brasil na freqüência de 2,4000 a 2,4835 GHz no total de 14 canais com uma capacidade de transferência de 11 Mbps, sendo 11 canais distintos e 3 sem sobreposição. Esta taxa pode ser reduzida a 5.5 Mbps ou até menos, dependendo das condições do ambiente no qual as ondas

estão se propagando (paredes, interferências, etc.) .

A topologia das redes 802.11b é parecida com a das redes de par trançado, com um Hub central. A diferença no caso é que simplesmente não existem os fios e que o equipamento central é chamado Access Point cuja função não difere muito da função do Hub: retransmitir os pacotes de dados, de forma que todos os micros da rede os recebam. Existem tanto placas PC-Card, que podem ser utilizadas em notebooks e em alguns handhelds, quanto placas de micros de mesa .

Padrão 802.11g

O padrão 802.11g é muito parecido com o padrão 802.11b, sua única diferença e a velocidade que alcança 54 Mbps contra 11 Mbps do 802.11b. A freqüência e número de canais são exatamente iguais aos do 802.11b, ou seja, 2.4GHz com 11 canais distintos e 3 sem sobreposição.

O padrão 802.11g é totalmente compatível com os dispositivos do padrão 802.11b. Por exemplo, se temos um ponto de acesso 802.11g e temos dois laptops conectados a ele, sendo um 802.11b e outro 802.11g, a velocidade da rede será 11 Mbps obrigatoriamente. O ponto de acesso irá utilizar a menor velocidade como regra para manter a compatibilidade entre todos os dispositivos conectados .

Padrão 802.11a

Por causa da grande procura de mais largura de banda e o número crescente de tecnologias a trabalhar na banda 2,4GHz, foi criado o 802.11a para WLAN a ser utilizado nos Estados Unidos. Este padrão utiliza a freqüência de 5GHz, onde a interferência não é problema. Graças à freqüência mais alta, o padrão também é quase cinco vezes mais rápido, atingindo respeitáveis 54 Mbps .

Outra vantagem é que o 802.11a permite um total de 8 canais simultâneos, contra apenas 3 canais no 802.11b. Isso permite que mais pontos de acesso sejam utilizados no mesmo ambiente, sem que haja perda de desempenho. O grande problema é que o padrão também é mais caro, por isso a primeira leva de produtos vai ser destinada ao mercado corporativo, onde existe mais dinheiro e mais necessidade de redes mais rápidas. Além disso, por utilizarem uma freqüência mais alta, os transmissores 802.11a também possuem um alcance mais curto, teoricamente metade do alcance dos transmissores 802.11b, o que torna necessário usar mais pontos de acesso para cobrir a mesma área, o que contribui para aumentar ainda mais os custos .

OUTROS PADRÕES EM DESENVOLVIMENTO

Grupo 802.11d — Está concentrado no desenvolvimento de equipamentos para definir 802.11 WLAN para funcionar em mercados não suportados pelo protocolo corrente (O corrente protocolo só define operações WLAN em alguns países) .

Grupo 802.11f — Está a desenvolver Inter-Acess Point Protocol (Protocolo de acesso entre pontos), por causa da corrente limitação de proibir roaming entre pontos de acesso de diferentes fabricantes.

Este protocolo permitiria dispositivos sem fio passar por vários pontos de acesso feitos por diferentes fabricantes .

Grupo 802.11g — Estão trabalhando para conseguir maiores taxas de transmissão na banda de rádio 2,4 GHz .

Grupo 802.11h — Está em desenvolvimento do espectro e gestão de extensões de potência para o 802.11a para ser utilizado na Europa .

  NOVOS PRODUTOS

Devido ao advento das redes sem fio e as facilidades que elas implementam, os fabricantes de eletrônicos estão criando produtos cada vez mais interessantes no sentindo de conectar, da melhor forma possível os diversos seus equipamentos. Nesse intuito, é possível demonstrar algumas das novas tecnologias que estão surgindo. Iremos demonstrar apenas nove produtos a fim de se ter uma visão simplificada da situação atual dessa tecnologia. Os preços dos produtos serão apresentados, porém esses não incluem nem o frete nem os impostos de importação. Será utilizado como base para  conversão U$ 1,00 = R$ 2,30. É importante notar que, neste trabalho, não se tem o intuito de fazer propagandas dos produtos aqui apresentados. Segue abaixo três produtos da Hewlett-Packard :

HP Deskjet 460wf Mobile Printer

Impressora com conexão Wi-Fi. Utiliza um cartão de impressão para se conectar a um ponto de acesso sob o padrão 802.11b. Pode ser utilizado em casa, escritório e em qualquer lugar que tenha conexão compatível com o seu padrão. Custo de aproximadamente de R$ 805,00.

HP iPAQ hx2495 Pocket PC

Pocket PC com conexão wireless utilizando o padrão 802.11b. Pode ser utilizado em casa, escritório e em qualquer lugar que tenha conexão compatível com o seu padrão. Custo de aproximadamente de R$ 920,00.

dv8000z Series

Notebook com flexibilidade de conexão wireless sob os padrões 54g 802.11b/g ou 802.11a/b/g. A tecnologia 54g 802.11 opera na freqüência de 5 GHz possibilitando downloads rápidos e com menos interferência. Custo de aproximadamente de R$ 2300,00.

Segue abaixo três produtos da Apple:

 AirPort Express

Conexão entre os AirPort Express

Ele utiliza o padrão sem fio 802.11g para a transferência de dados - até 54 Mbps. O aparelho suporta tanto Macs equipados com um cartão AirPort Extreme Card e o correspondente 802.11g para PCs com Windows, como também Macs com um cartão AirPort mais antigo e PCs com padrão 802.11b.

Proporciona conexão simultânea de até 10 computadores através de banda larga ou conexão discada por modem. Custo de aproximadamente de R$ 276,00.

AirPort Extreme

O AirPort Extreme é uma estação base que permite conectividade wireless utilizando o padrão 802.11g com taxa de transferência de até 54 Mbps. Essa estação consegue prover acesso de até 50 usuários Mac e Windows simultaneamente e inclui portas para modem DSL ou a cabo ou uma rede local, um modem 56K V.90, uma porta USB e um conector de antena para ampliar o alcance. Custo de aproximadamente de R$ 460,00.

iBook G4

Notebook compatível com os dois produtos apresentados anteriormente herdando as características de conexão. Inclui um módulo Bluetooth para conexão com outros periféricos. Custo de aproximadamente de R$ 2300,00.

PSP – PlayStation Portable – Sony

O PSP, além de prover entretenimento, agora implementa dispositivos capazes de se conectar a uma rede wireless utilizando o padrão 802.11b. Dessa forma, pode-se fazer uma rede de PSP a fim de jogar em rede ou até conectar o PSP à Internet. Custo de aproximadamente de R$ 575,00.

 Roteador/Access Point (WRT54GX) – Linksys

Placa PCMCIA (WPC54GX) – Linksys

Ambos os produtos são da Linksys, divisão, da Cisco Systems, e implementam uma nova tecnologia da geração Wireless-G (802.11g), que aumenta em até três vezes o alcance da rede wireless e em até oito vezes a velocidade de transmissão de dados. Apesar de implementar essa nova tecnologia, eles mantêm sua compatibilidade com os padrões 802.11b/g.

Vale a pena citar que o Roteador/Access Point (WRT54GX) e a placa PCMCIA (WPC54GX) foram desenvolvidos com tecnologia SRX (Speed and Range eXpansion), com o objetivo de melhorar a performance da rede, reduzir a queda de freqüência e expandir a sua cobertura no ambiente. O SRX tem como base à tecnologia Mimo (Multiple In, Multiple Out), componente-chave para a próxima geração de redes Wireless-N (802.11n). O Mimo utiliza várias freqüências de rádio e antenas em um único roteador wireless, para otimizar a velocidade de processamento de dados e o alcance da rede.

Para garantir todos os benefícios que a tecnologia oferece, esses produtos atuam com o rádio inteligente e as antenas, juntamente com a base padrão de rede Wireless-G. O roteador possui dois rádios independentes, e três antenas, que ajudam a gerar um sinal mais consistente. Da mesma forma, a quantidade maior de antenas, também permite o equipamento receber sinais mais fracos. Custo do primeiro produto é de aproximadamente de R$ 345,00 e do segundo R$207,00 .

Bluetooth vs. Wi-Fi em rede

Bluetooth e Wi- Fi têm aplicações ligeiramente diferentes nos escritórios e casas de hoje, e durante movimento: configurando redes, imprimindo, ou até transferindo apresentações e arquivos de PDAs para computadores. Ambas são versões da tecnologia não licenciada Spread Spectrum (Tradução livre como "Espectoespalhado").

Bluetooth difere do Wi-Fi porque a última oferece alta potência de transmissão e cobre grandes distâncias, porém requer hardware mais caro e robusto com alto consumo de energia. Elas usam a mesma frequência de transmissão, porém empregam esquemas de multiplexagem diferentes. Enquanto o Bluetooth é um substituto para o cabo em uma variedade de aplicações, o Wi-Fi é um substituto do cabo apenas para acesso à rede local.

        Com que padrão eu vou ?

                         O padrao G é mais comum, O N o mais rápido