Transmissão de Dados via Rede Sem Fio utilizando WiMAX

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1 Marcelo Tavella de Souza Transmissão de Dados via Rede Sem Fio utilizando WiMAX Jaguariúna 2006

2 Marcelo Tavella de Souza Transmissão de Dados via Rede Sem Fio utilizando WiMAX Monografia apresentada à disciplina Trabalho de Conclusão de Curso, do Curso de Ciência da Computação da Faculdade de Jaguariúna, sob a orientação do Prof. Ms. Fernando Augusto Zancheta, como exigência parcial para conclusão do curso de graduação. Jaguariúna 2006

3 Souza, Marcelo Tavella. Transmissão de Dados via Rede Sem Fio utilizando WiMAX. Monografia defendida e aprovada na FAJ em 12 de dezembro de 2006 pela banca examinadora constituída pelos professores: Prof. Ms. Fernando Augusto Zancheta FAJ Orientador Prof. Prof.

4 Dedico este trabalho a três pessoas, as quais são as mais importantes de minha vida: meu pai, Seu Toninho Polidoro, que infelizmente Deus não permitiu que ele estivesse junto de nós para que eu pudesse compartilhar com ele este momento; Minha mãe, Dona Thereza, que me concebeu, e que sempre que pode esteve presente para que este sonho fosse realizado; Minha esposa, mulher, companheira, amiga... Andressa, que soube apoiar, ajudar, incentivar e muitas vezes me ensinar, para que mais esta etapa de nossas vidas fosse superada com sucesso!

5 AGRADECIMENTOS A Deus, por iluminar meu caminho e me guiar na direção correta, permitindo que eu ultrapasse todos os obstáculos que se puseram diante de mim. A minha esposa Andressa que sempre esteve ao meu lado, me incentivando, colaborando, muitas vezes ensinando a desenvolver os trabalhos e sempre me amando... meu agradecimento especial a você! A minha família, que sempre acreditou em mim e me incentivando para que não me deixasse abater. Ao meu Orientador, Prof. Ms. Fernando Augusto Zancheta, por ter depositado sua confiança em meu trabalho. Aos mestres e a Faculdade de Jaguariúna pelos longos anos de ensinamento. A todos os meus amigos que, de alguma forma, estiveram ao meu lado, me ajudando e dando força para a conclusão deste curso. Aos colegas de sala, pela oportunidade e confiança em poder trabalhar ao lado de vocês nos trabalhos e projetos desenvolvidos. A todos os colegas, com quem trabalhei muitos sábados e domingos pelo projeto Escola da Família, o qual me permitiu custear meus estudos. A todos que me ajudaram direta ou indiretamente, para a realização deste trabalho.

6 "Procure ser uma pessoa de valor, em vez de procurar ser uma pessoa de sucesso. O sucesso é conseqüência". (Albert Einstein).

7 Souza, Marcelo Tavella de. Transmissão de Dados via Rede Sem Fio utilizando WiMAX Monografia (Bacharelado em Ciência da Computação) Curso de Ciência da Computação da Faculdade de Jaguariúna, Jaguariúna. RESUMO A necessidade de mobilidade com o uso de equipamentos de comunicação de dados, utilizando uma rede de computadores sem fio, sempre foi um desejo dos usuários. As redes WI-Fi surgiram e conseguiram iniciar a libertação do uso de fios na comunicação, mas com um raio de alcance limitado e uma largura de banda pequena. Esse tipo de rede é de grande utilização em empresas para uma conexão local. Visando uma rede de maior dimensão, surgiram as redes metropolitanas, conhecidas como WiMAX, a sua maior virtude é a conexão de pontos a longa distância e com taxas superiores de largura de banda. Estes dois tipos de redes não são concorrentes, ao contrário, elas se completam. O objetivo deste trabalho é fazer uma comparação dos diferentes tipos de comunicação de redes sem fio, utilizando o Wi-Fi (IEEE ) e o WiMAX (IEEE ), mostrando que sua utilização destina-se para públicos distintos. Palavras-chave: WIMAX, WI-FI, IEEE , IEEE , REDES SEM FIO, REDES METROPOLITANAS, BANDA LARGA.

8 ABSTRACT The necessity of mobility with data communication equipments, by wireless computer network, always was a desire of the users. The Wi-Fi nets came out starting the use of wireless machines to communicate, but within a limited band range. These two types of net are widely used in companies for local connection. Aiming a wide dimension net, the metropolitan nets raised, known as WiMAX, which the best virtue is the connection of long distance points, with higher taxes of band ranges. These two types of nets are not competitors, but complete each other. The aim of this assignment is to compare the different types of wireless communication net that uses Wi-Fi (IEEE ) and WiMAX (IEEE ), showing the their use is designed for distinct users. Key Words: WIMAX, WI-FI, IEEE , IEEE , WIRELESS NETWORKS, METROPOLITAN NETWORKS, BROADBAND

9 SUMÁRIO LISTAS DE SIGLAS 10 LISTAS DE FIGURAS 12 LISTA DE TABELAS INTRODUÇÃO Perspectiva de contribuição Metodologia Estrutura do trabalho O ESPECTRO DE FREQÜÊNCIA ELETROMAGNÉTICO Ondas de luz Infravermelho Microondas Ondas de rádio REDES SEM FIO WI FI - PADRÃO IEEE X Métodos de modulação utilizados no padrão IEEE x FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum Espectro de Dispersão de Saltos de Freqüência) DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum Espectro de Dispersão de Seqüência Direta) IR - infravermelho OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Multiplexação Orthogonal por Divisão de Freqüência) HR-DSSS (High Rate Direct Sequence Spread Spectrum Espectro de Dispersão de Seqüência de Alta Velocidade) Tipos de redes utilizando wireless padrão IEEE a/b/g Rede local sem fio ad-hoc Rede local sem fio cliente/servidor com ponto de acesso (ap) Rede local sem fio com múltiplos pontos de acesso e pontos de extensão Roaming Rede local sem fio conectando redes locais fixas Rede local sem fio com acesso à internet Rede local sem fio e fixa compartilhando o acesso à internet Exemplos de equipamentos Wi-Fi disponíveis no mercado REDES SEM FIO WIMAX PADRÃO IEEE X Padrões IEEE x Padrão IEEE

10 Padrão IEEE a Padrão IEEE b e IEEE c Padrão IEEE REVd Padrão IEEE e Modulações BPSK (Binary Phase-Shift Keying) QPSK (Quadrature Phase Shift Keying - Chaveamento por Deslocamento de Fase de Quadratura) QAM-16 (Quadrature Amplitude Modulation - Modulação por Amplitude de Quadratura) QAM-64 (Quadrature Amplitude Modulation - Modulação por amplitude de quadratura) OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - Multiplexação Ortogonal da Divisão de Freqüências) OFDMA (Access Orthogonal Frequency Division Multiplexing - Acesso Múltiplo por Divisão Ortogonal da Freqüência) FDD e TDD Acesso a uma rede WiMAX Equipamento para uma rede WiMAX COMPARANDO OS PADRÕES IEEE X(WIFI) VS. IEEE X(WIMAX) CONCLUSÃO TRABALHOS FUTUROS 63 BIBLIOGRAFIA 64

11 LISTAS DE SIGLAS BPSK BWA CSMA/CA DFIR DSL DSSS ETSI FDD FCC FHSS HR-DSSS HZ IEEE IrDA ISM ISO ITU-R LAN LMDS LOS NLOS MAC MAN MBWA MIMO OFDM PAN PMP PPM QAM QoS QPSK TDD WAN Wi-Fi - Binary Phase-Shift Keying - Broadband Wireless Access - Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance - Diffused Infra-Red - Digital Subscriber Line - Direct Sequence Spread Spectrum - European Telecommunications Standards Institute - Frequency Division Duplexing - Federal Communications Commission - Frequency Hopping Spread Spectrum - High Rate Direct Sequence Spread Spectrum - Hertz - Institute of Electrical and Electronics Engineers - Infrared Developers Association - Industrial, Scientific, Medical - International Standards Organization - International Telecommunications Union Radio Communications Sector - Local Area Network - Local Multipoint Distribution System - Line-of-sight - Non-line-of-sight - Medium Access Control - Metropolitan Area Network - Mobile Broadband Wireless Access - Multiple-Input Multiple-Output - Orthogonal Frequency Division Multiplexing - Personal Area Network - Point-to-Multipoint - Pulse Position Modulation - Quadrature and Amplitude Modulation - Quality of Service - Quadrature Phase Shift Keying - Time Division Duplexing - Wide Area Network - Wireless Fidelity

12 WiMAX WMAN - Wireless Interoperability for Microwave Access - Wireless Metropolitan Access Network

13 LISTAS DE FIGURAS FIGURA 1: Representação gráfica dos padrões IEEE e seu similar no padrão ETSI. [INTEL (2006)]. FIGURA 2: O espectro eletromagnético e suas divisões, [TANNENBAUM (2003)]. FIGURA 3: Transmissão infravermelha direta. [TORRES (2001)] FIGURA 4: Transmissão infravermelha difusa. [TORRES (2001)] FIGURA 5: Transmissão não-direcional. [TORRES (2001)] FIGURA 6: Transmissão direcional. [TORRES (2001)] FIGURA 7: Exemplo de funcionamento do método de transmissão CSMA/CA. [TORRES (2001)] FIGURA 8: Parte da pilha de protocolos do IEEE x. [TANNENBAUM (2003).] FIGURA 9: Rede sem fio Ad-Hoc. [VICOMSOFT (2006)] FIGURA 10: Rede sem Fio Cliente/Servidor, utilizando ponto de acesso. [VICOMSOFT (2006)] FIGURA 11: Rede sem Fio Cliente/Servidor, utilizando software para haver a comunicação. [VICOMSOFT (2006)] FIGURA 12: Rede Local sem Fio com Múltiplos Pontos de Acesso [VICOMSOFT (2006)] FIGURA 13: Rede Local sem Fio com Pontos de Extensão. [VICOMSOFT (2006)] FIGURA 14: Utilização do Roaming. [VICOMSOFT (2006)] FIGURA 15: Redes sem Fio conectando Redes Fixas. [VICOMSOFT (2006)] FIGURA 16: Utilização de antenas direcionais. apud [ZANETTI (2006)] FIGURA 17: Rede sem Fio com Acesso à Internet, utilizando ponto de acesso. [VICOMSOFT (2006)] FIGURA 18: Rede sem Fio com Acesso à Internet, utilizando computador para haver a comunicação. [VICOMSOFT (2006)] FIGURA 19: Redes sem Fio e Fixa Compartilhando o Acesso a Internet. [VICOMSOFT (2006)] FIGURA 20: Redes sem Fio e Fixa Compartilhando o Acesso a Internet. [VICOMSOFT (2006)] FIGURA 21: Exemplo do uso do Wi-Fi Outdoor. [INTEL (2006)] FIGURA 22: Exemplo do uso do WiMAX. [INTEL (2006)] FIGURA 23: Cenário do IEEE [INTEL(2006)] FIGURA 24: Cenários possíveis da utilização do WiMAX. [WiMAX Fórum (2006)] FIGURA 25: Cenário do uso do WiMAX. [HOW STUFF WORKS (2006)] FIGURA 26: Exemplos de modulação e tipos de portadoras. [CARLETI (2006)]

14 FIGURA 27: Exemplo do sinal da modulação BPSK e sua constelação. [CARLETI (2006)] FIGURA 28: Exemplo do sinal da modulação QPSK e sua constelação. [CARLETI (2006)] FIGURA 29: Exemplo de constelação da modulação QAM-16. [CARLETI (2006)] FIGURA 30: Exemplo da constelação do QAM-64. [CS-CCSU (2006)] FIGURA 31: Exemplo do OFDM utilizando 3 sub-portadoras [PINHEIRO (2005)] FIGURA 32: Libra 5800 [MALIMA Tecnologia] FIGURA 33: Exemplo da instalação do Libra [MALIMA Tecnologia (2004)] FIGURA 34: Exemplo da utilização do Libra [INTEL (2006)]

15 LISTA DE TABELAS TABELA 1 Métodos de modulação no padrão TABELA 2 - Mapeamento da Modulação PPM, utilizando 16-PPM. [CS-CCSU (2006)] TABELA 3 - Mapeamento da Modulação PPM, utilizando 4PPM. [CS-CCSU (2006)] TABELA 4 Tabela comparativa da família de padrões IEEE x [Adaptado WiMAX Fórum (2006)] TABELA 5 - Tabela de comparação entre TDD e FDD. [INTEL (2006)] TABELA 6 - Comparação resumida entre os padrões IEEE x e x. [Adaptado WIMAX Fórum (2006)]

16 INTRODUÇÃO O mundo moderno exige cada vez mais que a comunicação melhore e diversifique os métodos de transmissão da informação. Um fator fundamental é a necessidade de comunicação entre empresas, usuários residenciais, instituições de ensino e departamentos públicos. Essas comunicações muitas vezes são feitas através de computadores, os quais podem estar interligados a uma rede local. Informações são transmitidas entre computadores por todo o globo terrestre basicamente de três maneiras, pode ser através de cabos de cobre, por fibra ótica (nesse caso utilizando a luz), ou ainda através de ondas eletromagnéticas, que são as transmissões popularmente conhecidas como via rádio. A transmissão de dados utilizando ondas eletromagnéticas usa como veículo o ar. A necessidade de comunicação aliada a crescente necessidade de mobilidade faz com que este tipo de transmissão seja considerado uma revolução nos conceitos de transmissão de dados. As redes locais sem fio permitem a intercomunicação entre usuários, rompendo o paradigma da comunicação através de redes cabeadas. As redes sem fio têm muito a se desenvolver ainda, pois a limitação da área de cobertura e sua baixa largura de banda é uma questão a ser muito melhorada. Estudos apontam que as WMAN (Wireless Metropolitan Access Network - Redes Metropolitanas Sem Fio) podem ser uma solução alternativa para suprir problemas na limitação da área de cobertura e sua baixa largura de banda. As WMAN são também conhecidas por WiMAX (Wireless Interoperability for Microwave Access) e o seu padrão é regulado pelo IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), o qual é uma marca de certificação para os produtos obedecerem as regras de conformidade e interoperabilidade, da mesma forma que o Wi-Fi (Wireless Fidelity) é a marca de certificação para o padrão IEEE O alcance do Wi-Fi é inferior ao WiMAX. Sendo que a área de cobertura do Wi-Fi é medida em metros quadrados, já WiMAX sua área de cobertura é bem maior podendo ser mensurado em quilômetros quadrados. Com isso, seu alcance, tem o potencial de permitir que o sinal de banda larga chegue a lugares antes inacessíveis e que milhares de pessoas podem ser atendidas em grandes centros urbanos. Dependendo do tamanho da cidade, exemplo Campinas, um único ponto com uma antena pode cobrir toda a área urbana de uma cidade, já que o Wimax pode oferecer conexão de alta velocidade a uma distância de até 50 quilômetros de raio. O mesmo não

17 16 acontece na utilização de Wi-Fi, pois seu alcance em área aberta é de no máximo 300 metros de raio, nesse caso há a necessidade de vários pontos com antenas espalhadas pela cidade. O WiMAX tem características que podem revolucionar as formas de telecomunicações existentes, partindo desse conceito despertou a motivação para o estudo dessa nova tecnologia. Esse novo modo de comunicação sem fio poderá ser muito usado em todo o mundo, para transmissão de diversos tipos de informações, dados, voz e vídeo. O instituto IEEE projetou o padrão visando a cobertura de áreas antes inatingíveis de acesso a banda larga. Por isso o WiMAX tem a capacidade de se sobre-sair quando há limitações físicas impostas em redes cabeadas. FIGURA 1: Representação gráfica dos padrões IEEE e seu similar no padrão ETSI. [INTEL (2006)] Existe uma hierarquia dentro dos padrões IEEE 802.1x de transmissão sem fio, onde diferencial pode ser medido pelo alcance máximo do sinal e quantidades de usuários conectados. As redes pessoais (PAN) têm como norma o padrão IEEE , conhecido como BlueTooth, seu raio de alcance limita-se ao interior de uma sala. As redes locais (LAN) têm como norma o padrão IEEE x, popularmente chamado de Wi-Fi, seu alcance é um pouco maior, podendo alcançar centenas de metros quadrados. Já o padrão IEEE baliza as redes metropolitanas (MAN), podendo alcançar um raio de até 50 quilômetros quadrados. Cada padrão atende a diferentes públicos e exigências.

18 Perspectiva de contribuição Neste trabalho foi feita uma comparação dos dois padrões aprovados pelo IEEE, que são utilizados para comunicação de redes sem fio, Wi-Fi (IEEE ) e o WiMAX (IEEE ), mostrando que sua utilização destina-se para aplicações diferentes, e que eles não são concorrentes, mas se completam. Para comparar os padrões, foi feita uma explanação sobre seus métodos de modulação, a faixa de espectro de freqüência utilizada e seu possível raio de alcance do sinal. Para ilustrar, são apresentados alguns cenários de utilização dos padrões, e também alguns equipamentos que estão disponíveis para aquisição no mercado. Este trabalho auxilia as pessoas que desejam instalar uma rede sem fio ou um provedor de internet, na escolha entre os dois padrões apresentados. 1.3 Metodologia Este trabalho é um estudo dos diferentes tipos de comunicação sem fio existente no mercado, comparando-os entre as redes locais sem fio, WLAN, Wi-Fi e as redes metropolitanas sem fio, WMAN, WiMAX Estrutura do trabalho O Capitulo 1 é uma abordagem geral sobre o tema a ser tratado, rede de transmissão sem fio, em especial, WiMAX. No Capitulo 2 o Espectro de Freqüência Eletromagnético é descrito. No Capitulo 3 destinado a explicar o Padrão IEEE x. Já o Capítulo 4 está sendo descritos a família do padrão O Capitulo 5 é mostrada uma comparação entre as redes WI-FI e WiMAX. No Capítulo 6, uma rápida conclusão sobre o estudo de Wireless. Por fim no Capítulo 7 apresento uma sugestão para estudos futuros da tecnologia de transmissão de dados sem fio.

19 18 2 O ESPECTRO DE FREQÜÊNCIA ELETROMAGNÉTICO Quando se movem, os elétrons criam ondas eletromagnéticas que podem se propagar pelo espaço livre (até mesmo no vácuo). Essas ondas foram previstas pelo físico inglês James Clerk Maxwell em 1865 e foram observadas pela primeira vez pelo físico alemão Heinrich Hertz em O número de oscilações por segundo de uma onda eletromagnética é chamado freqüência, f, e é medido em Hz (homenagem a Heinrich Hertz). A distância entre dois pontos máximos (ou mínimos) consecutivos é chamado de comprimento de onda, designado pela letra grega (lambda) (TANEMBAUM, 2003). Ondas eletromagnéticas podem ser transmitidas e recebidas com eficiência por antenas conectadas em um circuito elétrico. Toda comunicação é baseada neste princípio. TANEMBAUM (2003) diz que todas as ondas eletromagnéticas trafegam em uma mesma velocidade, quando o meio for o vácuo, independente de qual freqüência esteja utilizando, geralmente chamada de velocidade da luz (c), que é de aproximadamente metros por segundo. Essa velocidade cai quando utilizado outro tipo de mídia, no caso o cobre ou fibra, para cerca de 2/3 do valor apresentado, e a freqüência utilizada neste caso é um fator a ser considerado. Tem como limite máximo de velocidade a velocidade da luz. Nenhum objeto ou sinal pode se mover mais rápido. A relação fundamental entre f, e c(no vácuo) é: f=c. Onde: c = ou 3 x 10 8 ; f = freqüência; = comprimento de onda. A figura 2 abaixo, mostra o espectro eletromagnético. As partes onde a freqüência é mais baixa que a faixa de ondas de luz visível é freqüências que podem ser utilizadas para transmitir informações, entre elas, ondas longas de rádio, AM, FM, TV, Microondas e Infravermelho. Segundo TANEMBAUM (2003), as ondas cujas freqüências são acima da luz visível, Ultravioleta, Raios-X e Raios Gama, poderiam ser até melhor para a transmissão de dados, porém são difíceis de serem produzidas e moduladas, não se propagam bem através de objetos, além de serem ondas perigosas para seres vivos.

20 19 FIGURA 2: O espectro eletromagnético e suas divisões, TANNENBAUM (2003). Conforme TANEMBAUM (2003), as bandas ou faixas mostradas na figura (LF, MF, HF, VHF, UHF, SHF, EHF e THF) são abreviaturas de palavras em inglês utilizadas para classificar sua faixa de freqüência, são baseados no tamanho das ondas. A letra F significa freqüência, L low (baixa), M médium (média), H high (alta). Na época que estes nomes foram escolhidos, os físicos não imaginavam alcançar freqüências acima de 10 MHz. Quando isto aconteceu, outros nomes foram criados para poder classificar as novas faixas de freqüências, são elas: V very (muito); U ultra (ultra); S super (super); E extremely (extremamente); T tremendously (tremendamente). Estes nomes atribuídos a essas diversas regiões do espectro são relacionados apenas com o modo como as ondas são produzidas ou observadas, eles não têm nenhuma relação com qualquer propriedade fundamental das ondas. Não há espaços vazios no espectro, ou seja, lugares onde não haja ondas. Também não há limites específicos nítidos entre as várias faixas. Segundo TANEMBAUM (2003), o volume de informações que uma onda eletromagnética é capaz de transportar está diretamente relacionado à sua largura de banda. Com a tecnologia atual, é possível codificar alguns bits por Hertz em freqüências baixas; no entanto comumente esse número pode chegar a 8 em altas freqüências; assim

21 20 um cabo coaxial com uma largura de 750 MHz pode transportar diversos gigabits por segundo. TANEMBAUM (2003) descreve que a capacidade de transmissão de dados está diretamente relacionada ao tamanho da freqüência utilizada. Baseado nesta afirmação é normal se esperar que todos desejem utilizar faixas de altas freqüências para realizar suas transmissões. Existem órgãos e acordos nacionais e internacionais que controlam a alocação dessas faixas a fim de evitar colisões de sinais. Nos Estados Unidos a FCC (Federal Communications Commission) aloca os espectros para rádios AM e FM, televisão, telefones celulares, etc. No Brasil este controle é feito pela ANATEL. Por fim, regulamentando todas estas organizações, existe a ITU-R (Intenational Telecommunication Union Radiocommunication Sector). Neste trabalho de pesquisa estão sendo abordadas as freqüências de ondas de valores inferiores da luz visível. 2.1 Ondas de luz Os seres humanos são dotados de receptores, nossos olhos, sensível à radiação eletromagnética. HALLIDAY (1996) descreve que a região visível do espectro é uma pequena faixa aonde os limites de comprimento de onda vão de cerca de 400 nm, violeta, até 700 nm, o vermelho. Conectar duas LANs em prédio diferentes é possível utilizando ondas de luz. Quando se utiliza o laser para essa finalidade, o seu transmissor e seu receptor foto-sensor devem estar perfeitamente alinhados e sem obstáculos entre si. Descrito por TANEMBAUM (2003), esse tipo de transmissão oferece uma largura de banda muito alta a um custo muito baixo. Ao contrário das microondas, não precisa de uma licença para a sua operação. Segundo TANEMBAUM (2003), pelo motivo que seu feixe de raios laser serem muito estreito, quanto mais longe aumenta a distância entre o transmissor e receptor, mais difícil é o alinhamento de ambos, geralmente são instaladas lentes para desfocar ligeiramente o feixe. Para TORRES (2001), a grande desvantagem desse tipo de onda é não transpor objetos sólidos, inclusive não consegue atravessar a chuva e nuvens largas. O seu funcionamento é perfeito em dias ensolarados.

22 Infravermelho A radiação infravermelha, segundo HALLIDAY (1996), possui comprimentos de onda maiores do que os da luz visível, na faixa de 0.7 m cerca de 1 mm. Descrito por TANEMBAUM (2003) que, esta faixa de freqüência é muito utilizada para comunicação de curto alcance. Os dispositivos de controle remoto dos televisores, videocassetes, aparelho de som, aparelhos de DVDs, entre outros, são exemplos do uso da faixa de freqüência do Infravermelho. O infravermelho é relativamente direcional, barato e fácil de obter este sinal, ele tem a propriedade que não consegue transpor obstáculos que estiverem entre o transmissor e receptor. Segundo TANEMBAUM (2003), para esse tipo de comunicação o fato de não transpor objetos sólidos pode ser considerado como uma vantagem e não desvantagem. O fato de que seu alcance é curto não o impede de ser utilizado em redes de computadores, Podendo haver duas redes distintas em salas separadas dentro de uma mesma empresa utilizando o infravermelho para se conectarem. Conforme TANEMBAUM (2003), a segurança é um ponto forte, pois como o sinal não transpõe o ambiente que estiver sendo feita a transmissão não há a possibilidade de que algum tipo de espionagem seja feita, acarretando no vazamento de informações. Neste quesito as transmissões que utilizam infravermelho são mais seguras que as transmissões de rádio. TANEMBAUM (2003), diz que a interferência entre sistemas que utilizam infravermelhos é bastante baixa, não sendo necessário nenhuma licença do governo para operar nessa faixa de transmissão. Ao contrário das transmissões via rádio, que devem ser licenciados fora das bandas ISM. Conforme TORRES (2001), existem dois métodos que são utilizados na transmissão por infravermelho, transmissão direta e a transmissão difusa. Estes dois métodos podem ser analogamente comparados com a transmissão direcional e a transmissão não-direcional de ondas de rádio. Para TORRES (2001), a transmissão direta os dispositivos transmissores e receptores possuem um ângulo de abertura muito pequeno, então a necessidade de que estejam alinhados para conseguirem a comunicação.

23 22 FIGURA 3: Transmissão infravermelha direta. [TORRES (2001)] Segundo TORRES (2001), no caso da transmissão difusa os sinais são enviados em todas as direções. Utilizando a transmissão difusa a taxa de transmissão alcançada será menor que a transmissão direta. FIGURA 4: Transmissão infravermelha difusa. [TORRES (2001)] 2.3 Microondas Conforme HALLIDAY (1996), iniciando em 100 MHz e finalizando em não mais que 100 GHz, temos a faixa das microondas. Podem ser consideradas como ondas curtas de rádio. Seu comprimento típico está entre 1 mm e 1m.

24 23 O sinal gerado por uma antena de microondas trafega em linha reta, isto é, em uma única direção, para haver a comunicação os transmissores e receptores necessitam estar alinhados fisicamente. Segundo TANEMBAUM (2003), dependendo da distância entre o transmissor e receptor, haverá a necessidade de utilizar repetidores de sinal entre eles. As microondas operam em baixas freqüências, isto quer dizer que não conseguem ultrapassar obstáculos facilmente, pois uma microonda de baixa freqüência possui uma freqüência maior que uma onda de rádio de alta freqüência. Conforme TANEMBAUM (2003) é sabido que quanto mais alta a freqüência que está sendo utilizada mais ela se comporta como luz que como ondas de rádio. Por isso a dificuldade de transpor obstáculos. Segundo TANEMBAUM (2003), com as novas tecnologias a demanda pelo espectro aumentou, permitindo que transmissões utilizem freqüências cada vez mais altas. Como que nessa faixa de freqüência as ondas têm apenas alguns centímetros, elas são facilmente absorvidas pela água. O uso das faixas acima de 4 GHz teve ter o cuidado de tratar as informações, prevendo uma eventual chuva, ou neblina muito densa. São amplamente utilizadas para comunicação na telefonia de longa distância, telefones celulares, sinais de TV entre outros. Para TANEMBAUM (2003) a sua grande vantagem em relação à fibra ótica é que as microondas não necessitam do direito sobre o local onde o sinal esteja trafegando, pois se propagam pelo ar. Uma torre para repetir o sinal de microondas pode ser instalada entre espaços de até 50 quilômetros dependendo das oscilações do relevo do terreno. 2.4 Ondas de rádio As ondas de rádio tem comprimento de onda maior que 1 metro. Elas são produzidas por fontes terrestres através de oscilações de elétrons nos fios de circuitos elétricos (HALLIDAY, 1996). TANEMBAUM (2003) relata que a facilidade de se gerar as ondas de rádio, o poder de viajar longas distâncias e transpor obstáculos com facilidade, devido a sua baixa freqüência, fazem delas serem amplamente utilizadas para comunicação em ambientes fechados ou abertos. Uma outra característica importante é que as ondas de rádios são omnidirecionais, ou seja, elas podem se propagar pelo ar por todas as direções, não sendo necessário que o transmissor e receptor estejam cuidadosamente e fisicamente alinhados. Conforme TORRES (2001) nesse tipo de transmissão, percebe-se que abre uma brecha para que ataques de pessoas mal intencionadas possa ser executado, interceptando

25 24 os dados, uma vez que o sinal está sendo espalhado por uma área muito grande. Diante dessa evidência há a necessidade de se fazer o uso de métodos criptográficos. TORRES (2001) descreve que este tipo de transmissão é muito usado onde às informações a serem transmitidas é de conhecimento público, não havendo sigilo. É um sistema eficiente e muito mais barato do que a conexão através de cabos. Esta é uma transmissão NLOS (Non-line-of-sight), sem linha de visada. FIGURA 5: Transmissão não-direcional. [TORRES (2001)] Conforme TANEMBAUM (2003) a propriedade de transpor obstáculos e penetrar em prédios está ligada à freqüência que é utilizada. Em baixas freqüências ela ultrapassa obstáculos facilmente, contudo a potência cai abruptamente à medida que a distância da fonte de transmissão aumenta, já em altas freqüências ela tem maior dificuldade de ultrapassar obstáculos, viajando apenas em linha reta e ricocheteando nos obstáculos, sendo inclusive absorvida pela chuva. Conforme TORRES (2001) este tipo de transmissão é muito utilizado para ligar duas redes como mostra a figura 3 abaixo. Apresentando como grande vantagem transmitir os dados somente para ao receptor, não dispersando os sinais para outras antenas. Para que isto ocorra as duas antenas devem estar alinhadas e não podendo tem obstáculos entre elas. Esta é uma transmissão LOS (Line-of-sight), com linha de visada.

26 25 FIGURA 6: Transmissão direcional. [TORRES (2001)] Segundo TANEMBAUM (2003), Os campos eletromagnéticos produzidos por motores, fornos de microondas, entre outros equipamentos elétricos, causam interferências em todas as freqüências de ondas de rádio. As ondas eletromagnéticas utilizadas para transferência de dados são redigidas pelas normas: IEEE e IEEE como explicadas, respectivamente, nos tópicos 3 e 4.

27 REDES SEM FIO WI FI - PADRÃO IEEE X No inicio da comunicação de redes de computadores sem fio o grande problema enfrentado era a falta de padronização entre os diversos fabricantes, o que tornava essa tecnologia inviável economicamente, pois seu custo para a implantação era muito alto. O determinado equipamento de transmissão de dados através de ondas de rádio da empresa x não conseguia fazer a comunicação como equipamento da empresa y, mesmo que as duas empresas construíssem equipamentos para utilizar a mesma faixa de freqüência. Pois o problema não estava na faixa de freqüência utilizada, mas em como os dados eram enviados. O órgão internacional IEEE adotou como padrão de comunicação sem fio a numeração , definindo regras para que essa comunicação fosse generalizada a todas as empresas. Em virtude disso qualquer equipamento homologado para o padrão IEEE , de qualquer empresa, consegue efetuar a comunicação entre si sem qualquer problema. Segundo TORRES (2001), o método de transmissão adotado foi o CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). Para efetuar a primeira transmissão o emissor escuta o canal, se estiver desocupado, é iniciado a transmissão. Após o inicio é determinado um período de tempo para cada máquina. Como cada equipamento que estiver na rede tem um período de tempo estabelecido para utilizar o canal não há colisões nesse método de transmissão. FIGURA 7: Exemplo de funcionamento do método de transmissão CSMA/CA. [TORRES (2001)] Conforme TORRES (2001), se todos os equipamentos que estiverem conectados na rede pararem de utilizá-la, então o canal pára de ser utilizado, para poder iniciar uma nova comunicação o emissor novamente deverá escutar o canal para ver se realmente não há transmissão, então novamente é estabelecida a comunicação e a definição do período de

28 27 tempo para os outros equipamentos conectados, ou seja, como se fosse uma transmissão inicial. TORRES (2001) descreve que, com este esquema somente em um momento poderá haver algum tipo de colisão de dados, na primeira transmissão, caso duas ou mais máquinas ao verificar o canal percebem que não há transmissão, então elas iniciam as suas transmissão simultaneamente. Quando isso acontecer as transmissões são interrompidas, e novamente o canal deverá estar liberado para uso depois que apenas uma máquina iniciar a escuta e transmissão. Esse esquema de transmissão por ondas de rádio utiliza duas técnicas, a FHSS e DSSS. Segundo TORRES (2001), esse padrão IEEE utiliza a faixa de freqüência de transmissão de 2,4 GHz, o qual pertence a uma faixa de uso público, não havendo a necessidade de qualquer autorização pelos órgãos governamentais. Conforme TORRES (2001), na transmissão de dados utilizando o padrão IEEE é utilizado um esquema de criptografia chamado WEP (Wireless Encryption Protocol). A criptografia é utilizada para que intrusos ao interceptarem os dados não consiga ter acessos as informações que eles trazem. O padrão IEEE x utiliza 5 técnicas de transmissão de dados, o que torna possível enviar um pacote de dados de uma estação para outra, diferenciando entre si na tecnologia usada e nas velocidades que podem alcançar. A tabela abaixo ilustra os métodos de modulação possíveis no padrão , com a freqüência e taxa de comunicação utilizada por cada um deles. TABELA 1 Métodos de modulação no padrão Nome Método Freqüência Taxa Infra red 0.85 micron 1 Mbps Infra red 0.95 micron 2 Mbps FHSS 2.4 GHz ISM band 1-2 Mbps DSSS 2.4 GHz ISM band até 11 Mbps a OFDM 5 GHz ISM band até 54 Mbps b HR DSSS 2.4 GHz ISM band até 11Mbps g OFDM 2.4 GHz ISM band até 54 Mbps 3.1 Métodos de modulação utilizados no padrão IEEE x Existem as seguintes formas de modulação para conexão via rádio as quais irão ser discutidas nos próximo subtópicos: FHSS: Definida pela IEEE ; DSSS: Definida pela IEEE ;

29 28 IR: Definida pela IEEE ; OFDM: Definidas pelas normas IEEE a/g; HR-DSSS: Definida pela IEEE b. FIGURA 8: Parte da pilha de protocolos do IEEE x. [TANNENBAUM (2003).] FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum Espectro de Dispersão de Saltos de Freqüência) Segundo TORRES (2001), esse método de transmissão não utiliza uma freqüência fixa de transmissão, mas sim um faixa de freqüência, ou seja, várias freqüências, Essa faixa é divida em 79 canais de transmissão, cada um com 1 MHz de largura. Cada canal é usado pela transmissão de tempos em tempos e é alterado automaticamente por todos os dispositivos da rede, de modo aleatório, exemplo (canal 12, canal, 6, canal 18, canal 50, canal 1,...). Conforme TANEMBAUM (2003), para que isso ocorra sem problemas de falta de conexão e que possam transmitir e receber dados, os dispositivos necessitam que estejam sincronizados na alteração entre os 79 canais utilizados. Só por essa troca de canais esse método de modulação já oferece uma segurança superior à utilização de uma faixa única fixa de freqüência. Conforme TANEMBAUM (2003), a troca entre os 79 canais utilizados deve ter um tempo menor que 400 ms, que é chamado de tempo de permanência, é o tempo gasto em cada freqüência. TORRES (2001) descreve que, por causa dessa constante mudança de freqüência, uma pessoa mal intencionada não conseguiria muito facilmente interceptar os sinais para ter

30 29 acesso aos dados. Este método de transmissão de dados pode ser utilizado com o sistema de criptografia WEP. Para TORRES (2001), outra vantagem que esse sistema dispõe, pelo motivo de utilizar vários canais, é a possibilidade de poder existir mais que uma rede operando na mesma faixa de freqüência, dentro de uma mesma região de alcance. Normalmente com outros sistemas isso não funcionaria corretamente. Segundo TORRES (2001), a possibilidade se dá porque como aleatoriamente o sistema muda de canal, a chance de haver colisão de dados, em um determinado canal, entre duas redes distintas é de 1 para 79, ou seja, 1.26% de haver conflito, já que existem 79 canais, o tempo de permanência é muito curto, e cada rede tem uma seqüência aleatória diferente da outra, é muito provavelmente que no próximo pulo o canal não esteja ocupado, podendo haver a transmissão de dados sem problemas. Outra vantagem na utilização de canais é que o torna relativamente insensível à interferência de rádio, emitido pelos diversos equipamentos eletro-eletrônicos. A grande desvantagem da utilização do FHSS é a pequena largura de banda TANNENBAUM (2003), pelo motivo de alternância constante de freqüência faz com que a transmissão seja mais lenta. A tecnologia FHSS utiliza taxas de transmissão de 1 ou 2 Mbps, TORRES (2001). Segundo TORRES (2001), tendo como área de cobertura, um espaço um espaço que depende de vários fatores, tais como: local aberto ou fechado, o tipo e a quantidade de obstáculos, e principalmente a qualidade e a potência da antena instalada. Em geral em ambientes externos podem atingir um raio de cobertura de 300 metros, e em ambientes fechados em torno de 100 metros DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum Espectro de Dispersão de Seqüência Direta) Também definida pelo IEEE , TORRES (2001) descreve que a tecnologia DSSS é similar a FHSS, porém que em vez de trocas sucessivas e aleatórias na faixa de freqüência, o pulo se dá de uma forma sucessiva seqüencial. Segundo TORRES (2001), é importante salientar que por motivo do método de transmissão ser diferentes as duas tecnologias não são compatíveis entre si. Uma transmissão utilizando o padrão IEEE com FHSS não consegue transmitir informações para um receptor utilizando o padrão IEEE com DSSS, e vice-versa. Então apesar de serem especificadas pelo mesmo padrão não podem trabalhar na mesma rede.

31 30 Conforme TORRES (2001), a largura de banda do DSSS é um pouco maior que o FHSS, podendo ser utilizado as taxas de transmissão de 1 Mbps, 2 Mbps, 5.5 Mbps e 11 Mbps. Para TORRES (2001), por não trabalhar com mudança aleatória de canais, basta ter uma antena DSSS para que um usuário mal intencionado consiga captar o sinal, e ter acesso aos dados. A utilização de criptografia WEP é de extrema necessidade com o uso do DSSS. Como descrito no FHSS a área de cobertura depende dos mesmos fatores acima destacado. Podendo chegar a 300 metros em ambientes abertos, e 100 metros em ambientes fechados IR - infravermelho Utilizando sinais com comprimento de onda muito próximo a luz visível, na faixa de 850 nm ou 950 nm HALLIDAY (1996). É a mesma faixa utilizada por outros equipamentos eletrônicos, como controles remotos de televisores, portões automáticos, etc... Sendo que a sua transmissão se dá diferente dos equipamentos eletrônicos mencionados, onde geralmente os transmissores e receptores necessitam estar alinhados. Conforme TANNENBAUM (2003), no caso da utilização de IR no padrão o sistema é baseado não só em uma onda direta, podendo receber ondas refletidas, ele é chamado de infravermelho por difusão. Segundo TORRES (2001), o uso do IR para rede local funciona somente em ambiente fechados. A radiação emitida por infravermelho não ultrapassa objetos, paredes, portas, etc. Pode ser uma escolha onde houver diversas redes sem fio operando em diversas salas diferentes, como não ultrapassa parede não haverá problemas com interferências. Segundo TANNENBAUM (2003), as grandes desvantagens são: a baixa largura de banda, e a interferência que a luz solar causam nos sinais infravermelhos. A modulação utilizada é a PPM (Pulse Position Modulation - Modulação por posição de impulsos), o qual mapeia bits em símbolos. Para utilizar a velocidade 1Mbps é utilizado o 16-PPM, que mapeia 4 bits em um símbolo de 16 posições.

32 31 TABELA 2 - Mapeamento da Modulação PPM, utilizando 16-PPM. [CS-CCSU] Dados 16-PPM A 2 Mbps, é utilizado 4-PPM, mapeando 2 bits em uma palavra de código de 4 posições. TABELA 3 - Mapeamento da Modulação PPM, utilizando 4PPM. [CS-CCSU] Dados 4-PPM OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Multiplexação Orthogonal por Divisão de Freqüência) Utiliza a faixa de freqüência ISM mais larga, 5 GHz, não sendo susceptível a obstáculos, como paredes. A primeira LAN sem fio de alta velocidade, chamada de LAN a, usa o OFDM. Segundo TANNENBAUM (2003), são usadas diferentes freqüências, no total 52, sendo que 48 são utilizadas para dados e 4 para a sincronização, correção de erros e manter a coerência do sinal. Conforme TANNENBAUM (2003), a transmissão é realizada em diferentes freqüências ao mesmo tempo. A divisão do sinal permite haver vantagens em relação ao uso de uma única banda larga de freqüência, melhor imunidade a interferência e a possibilidade de usar bandas não-contígua.

33 32 TANNENBAUM (2003) descreve que, utiliza um sistema de codificação complexo, baseado na modulação por deslocamento de fase, podendo alcançar velocidades de até 54 Mbps. O OFDM é chamado do coded OFDM (COFDM), codificação de canal (técnica de correção de erro). Quebrando uma portadora de dados de alta velocidade em várias portadoras de menor velocidade, e transmitindo todas ao mesmo tempo. O padrão IEEE g também utiliza OFDM, porém em uma freqüência diferente, opera na banda ISM estreita de 2,4 GHz, juntamente com o IEEE b HR-DSSS (High Rate Direct Sequence Spread Spectrum Espectro de Dispersão de Seqüência de Alta Velocidade) Segundo TANNENBAUM (2003), utiliza a faixa de freqüência ISM mais larga, 2.4 GHz, para alcançar até 11 Mbps, não sendo susceptível a obstáculos, como paredes. A LAN b utiliza HR-DSSS. Seu padrão foi o que chegou primeiro no mercado. Ela é compatível com a modulação DSSS, mas não é compatível com o a. Descrito por TANNENBAUM (2003) que, as taxas de dados que o HR-DSSS suporta são 1, 2, 5 e 11 Mbps. Elas são adaptadas dinamicamente durante a operação para alcançar a melhor velocidade no momento da transmissão. O b é mais lento que o a, porém o seu alcance é cerca de sete vezes maior Tipos de redes utilizando wireless padrão IEEE a/b/g A empresa VICOMSOFT (2006) propõe alguns cenários de utilização da tecnologia wireless, que podem ser aplicados para WI-FI. As características de cada tipo de rede foram extraídas do próprio fabricante (VICOMSOFT, 2006) e estão descritas nas próximas seções Rede local sem fio ad-hoc São vários computadores isolados, cada qual deve ser equipado com placa de transmissão de dados sem fio. Cada computador pode comunicar diretamente com todos os outros também equipados com placas de transmissão de dados sem fio, que estiverem em

34 33 seu raio de alcance. Dessa maneira eles compartilham arquivos, impressoras. Um exemplo prático, duas ou mais pessoas em uma sala, sem comunicação wireless, fazerem seus notebooks se comunicarem diretamente, não havendo a necessidade de um Ponto de Acesso. FIGURA 9: Rede sem fio Ad-Hoc. [VICOMSOFT (2006)] Rede local sem fio cliente/servidor com ponto de acesso (ap) Quando a intenção é conectar uma rede local fixa, já existente, a uma rede local sem fio, ou a micros com placas wireless, pode-se utilizar de um equipamento denominado de HAP (Hardware Access Point), ou simplesmente, AP. Neste caso o ponto de acesso irá prover a interligação das duas redes distintas, para isso ele deve ser dotado de entradas ethernet, padrão IEEE 802.3, conector RJ 45. Esse ponto de acesso fará a funcionará como os hubs das redes cabeadas, sendo a ponte para as duas redes. FIGURA 10: Rede sem Fio Cliente/Servidor, utilizando ponto de acesso. [VICOMSOFT (2006)] Ao invés de utilizar um AP, é possível a interligação de duas redes, sem fio e fixa, sendo que, a partir de um dos computadores dotado de duas placas de rede uma ethernet e

35 34 outra wireless. Rodando junto com o sistema operacional deve haver softwares específicos para o controle de rotas das redes. FIGURA 11: Rede sem Fio Cliente/Servidor, utilizando software para haver a comunicação. [VICOMSOFT (2006)] Rede local sem fio com múltiplos pontos de acesso e pontos de extensão Como descrito nas secções anteriores o alcance de cobertura do padrão IEEE é limitado. Se a área em que estão localizadas as redes ultrapassar os limites especificados pelos equipamentos utilizados para uma comunicação, uma alternativa pode ser a instalação de outros pontos de acesso. Podendo ser APs ou computadores dotados equipados com placas wireless e softwares específicos. FIGURA 12: Rede Local sem Fio com Múltiplos Pontos de Acesso [VICOMSOFT(2006)]

36 35 Uma alternativa apresentada é a instalação de equipamentos chamados de pontos de extensão. Estes pontos de extensão devem ser instalados de maneira que a área de cobertura seja sobreposta a área do ponto de acesso. Com isso a mobilidade entre o ponto de acesso e o ponto de extensão está garantida. Este conceito e chamado de roaming. A principal diferença entre pontos de acesso e pontos de extensão, está no fato que os pontos de extensão não necessitam de uma rede fixa para que haja a comunicação entre duas redes. FIGURA 13: Rede Local sem Fio com Pontos de Extensão. [VICOMSOFT (2006)] Roaming Roaming, conforme VICONSOFT (2006), é a mobilidade que o usuário tem em trocar de área de cobertura pelo ponto de acesso sem a perda da comunicação. O próprio equipamento instalado na rede sem fio quando depara com essa situação, escolhe automaticamente qual equipamento passará a efetuar a comunicação, fazendo com que o usuário sempre tenha o melhor sinal possível nessa transição. FIGURA 14: Utilização do Roaming. [VICOMSOFT (2006)]

37 Rede local sem fio conectando redes locais fixas Neste caso três redes distintas estão se comunicando a partir de um ponto de acesso e um micro equipado de placa wireless e software específico. O ponto de acesso faz a interligação da rede wireless com a rede fixa 1. O micro equipado com a placa wireless está localizado na rede fixa 2, como ele está ao alcance do ponto de acesso a rede fixa 1, fixa 2 e os micros wireless podem comunicar-se. FIGURA 15: Redes sem Fio conectando Redes Fixas. [VICOMSOFT (2006)] Muitas vezes a distância entre os micros da rede wireless pode ultrapassar os limites impostos pelos fabricantes de pontos de acesso. Como saída pode-se utilizar de duas antenas direcionais, com maior potência, para conseguir efetuar a comunicação entre duas redes. FIGURA 16: Utilização de antenas direcionais. [ZANETTI (2006)]

38 Rede local sem fio com acesso à internet O acesso a Internet pode ser compartilhado as redes locais sem fio sem dificuldades. Esse compartilhamento pode ser feito através de um ponto de acesso que estiver conectado à Internet. FIGURA 17: Rede sem Fio com Acesso à Internet, utilizando ponto de acesso. [VICOMSOFT (2006)] Ou o acesso de redes locais sem fio à Internet também pode ser feito por um computador, equipado com placas wireless e software específico. FIGURA 18: Rede sem Fio com Acesso à Internet, utilizando computador para haver a comunicação. [VICOMSOFT (2006)]

39 Rede Local sem fio e fixa compartilhando o acesso à internet Como descrito na secção uma rede fixa e sem fio podem estar conectadas. Se um dos computadores localizados na rede local fixa tiver conexão à Internet, então todos os outros computadores que estiverem sendo conectados aos pontos de acesso poderão utilizar a conexão à Internet já existente na rede fixa. FIGURA 19: Redes sem Fio e Fixa Compartilhando o Acesso a Internet. [VICOMSOFT (2006)] Da mesma forma, se a conexão a Internet estiver em qualquer computador ou ponto de acesso da rede wireless, os computadores da rede local fixa também terão acesso a Intenet já existente. FIGURA 20: Redes sem Fio e Fixa Compartilhando o Acesso a Internet. [VICOMSOFT(2006)]

40 Exemplos de equipamentos Wi-Fi disponíveis no mercado O objetivo desse tópico é mostrar quais os dispositivos periféricos Wi-Fi existem no mercado bem como o seu custo, fabricante e padronização. Adaptador Wireless USB g [D-LINK (2006)]. o Fabricante: DWL-G122 D-Link, o Custo: aproximadamente de R$ 160,00, compatível com padrões IEEE b/g. Placa Wi-Fi a/b/g PCI [3COM (2006)] o Fabricante: 3COM 3CRDAG675B. o Custo: aproximadamente R$ 450,00, compatível com padrões IEEE a/b/g.

41 40 Adaptador Wireless Linksys WPC54G-LA PCMCIA g 54Mbps LinkSys. [LINKSYS (2006)]. o Fabricante: Linksys WPC54G-LA o Custo: custo aproximado de aproximadamente R$ 300,00, compatível com padrões IEEE b/g. Access Point a/b/g [3COM (2006)] o Fabricante: 3COM 3CRWE454A72. o Custo: aproximadamente R$ 950,00, compatível com padrões IEEE a/b/g Roteador Wireless g [LINKSYS (2006)] o Fabricante: Linksys WRT54G-LA 54Mbps. o Custo: aproximadamente R$ 370,00, compatível com padrões IEEE b/g

42 41 Modem ADSL Router Wireless [D-LINK (2006)] o Fabricante: D-LINK, DSL-G604T 54mbps - 4 Portas Ethernet. o Custo: aproximadamente R$ 500,00, compatível com padrões IEEE b/g Antena Direcional Indoor Dual-band a/g. [TRENDNET (2006)]. o Fabricante: Trendnet. o Custo: aproximadamente R$ 140,00, compatível com padrões IEEE a/b/g.

43 42 Abaixo, figura 21, temos uma figura mostrando o uso de alguns aparelhos comentados e a forma que são interligados. FIGURA 21: Exemplo do uso do Wi-Fi Outdoor. [INTEL (2006)].

44 43 4 REDES SEM FIO WIMAX PADRÃO IEEE X Erguer uma antena em uma colina fora da cidade e instalar antenas orientadas nos telhados dos clientes é a idéia para a rede metropolitana. O IEEE vem desenvolvendo uma norma para que se torne padrão nas redes metropolitanas sem fio (WMAN), esse padrão é o IEEE x. TANNENBAUM (2003) descreve que em julho de 1999 iniciou-se o trabalho de pesquisa para regulamentar o padrão pelo IEEE, sendo este aprovado em abril de Oficialmente o padrão é chamado Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems (interface aérea para sistemas fixos de acesso sem fio de banda larga). Porém muitas pessoas chamam de WMAN (Wireless Metropolitan Área Network rede metropolitana sem fio) e ainda sendo mais divulgado por WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access - Interoperabilidade Mundial para Acesso de Micro-ondas), nome dado por um grupo de indústrias conhecido como WiMAX Forum. O WiMAX Forum é uma organização sem fins lucrativos, formada por diversas empresas fabricantes de equipamentos e de componentes, com o objetivo de promover e certificar a compatibilidade e a interoperabilidade de produtos para BWA. O Padrão IEEE x é proposto a ser destinado para conectar tanto clientes, residências bem como as corporações à Internet. O Padrão IEEE x oferece uma alternativa para conexão de banda larga ao uso de redes cabeadas e DSL. Para isso esse sistema WiMAX tem a capacidade de conectar grandes áreas geográficas sem a necessidade de investimento em infra-estrutura de alto custo, oferecendo a conveniência da mobilidade e da banda larga para um grande número de usuários, cobrindo áreas de difícil acesso e áreas rurais. As redes metropolitanas têm uma cobertura com alcance aproximado de 100 km e são geralmente instaladas em ambientes urbanos. Por causa da geografia, algumas dificuldades são encontradas para o funcionamento de uma rede sem fio, que tipicamente necessita de visada direta, sendo este o primeiro problema a ser resolvido. Outros fatores, aspectos como freqüência de operação, número de usuários atendidos, desempenho, QoS e segurança são os desafios para o WiMAX. As redes metropolitanas atuais enfrentam o grande problema que a maioria dos clientes não tem visada direta e aberta a ponto de acesso da rede sem fio devido a grande quantidade de edifícios, pontes, árvores, relevo, etc. Uma parte do sinal de rádio é sempre refletida pelos obstáculos, podendo ser utilizada para se alcançar pontos onde não se consegue chegar diretamente. O problema é que essas reflexões podem causar atenuações