Redes Wireless Conceitos Prof. Airton Ribeiro de Sousa airton.ribeiro@faciplac.edu.br 2016-2 1
O termo WIRELESS significa SEM FIO. Alguns sinônimos foram atribuídos à forma de comunicação que se dá por intermédio de meios de propagação de sinais não guiados: Rede sem fio; Comunicação sem fio; Comunicação Mobil; Wi-Fi 2
Equipamentos de Placa de Rede - Padrão WiFi Roteador - Padrão WiFi 3
Equipamentos de 4
Wi-Fi Wireless Fidelity É uma marca registrada para pela Wi-Fi Aliance. A marca tornou-se sinônimo de redes sem fio; A expressão Wi-Fi surgiu como uma alusão à expressão High Fidelity (Hi-fi), termo muito utilizado pelas industrias fonográficas nos anos 50; A simbologia Wi-Fi nada mais é do que a contração das palavras Wireless Fidelity; É uma tecnologia de comunicação que não faz uso de cabos, e geralmente é transmitida através de frequências de rádio, infravermelhos etc. 5
Wi-Fi Wireless Fidelity O padrão Wi-Fi não necessita de licença para instalação e/ou operação. Para se acessar a rede é necessário estar na área de abrangência de um ponto de acesso, chamado de hotspot, ou também em locais públicos que possuam seu sinal difundido. Para utilizar da rede, deve-se possuir um dispositivo com arquiteturas para acessos móveis (mobil) assim como: computador portátil e/ou desktop dependendo da necessidade, tablet ou celular. A partir dai o acesso à internet vai depender das conexões de redes disponíveis no local (WLAN Local Área Network Redes Locais sem Fio). Necessariamente para acessar outros compartilhamentos numa rede local, o acesso à internet não é fator essencial ao seu acontecimento. 6
Wireless - Histórico As comunicações por meios não guiados, tiveram início ainda em 1882. Graham Bell e William H. Preece transmitiram sinais de Telégrafo Wireless através do mar por meios de indução, entre a Inglaterra e a Ilha Wight. Desde a concepção inicial em 1882, a ideia passou por diversas transformações até chegar em 1971. Este ano foi um marco para as redes sem fio, onde foi concebida na Universidade do Hawaii o que foi considerada a primeira rede wireless da história A rede Wireless ALOHANET 7
Wireless - Histórico No Brasil teve inicio em meados da década de 80 com a utilização de diferentes tecnologias como infravermelho, rádio de micro-onda e rádio spread spectrum (dispersão espectral), sendo que este último é um tipo de micro-ondas com componentes adicionais de segurança. Dentre as tecnologias à época, o infravermelho era o mais popular já que não havia a necessidade de licenciamento e por sua facilidade de implementação, porém, era inviável em algumas situações por precisar de visada direta. 8
Wireless - Histórico No início dos anos 90 algumas empresas começaram a oferecer redes sem fio utilizando espectro de dispersão, especialmente na América do Norte, onde a faixa UHF (Ultra High Frequency) de 900 MHz encontrava se disponível. Como na Europa esta faixa estava ocupada pelos sistemas de telefonia celular, a frequência de 2.4 GHz foi adotada apesar de estar mais exposta à atenuação por causa de seu baixo comprimento de onda. Poucos fabricantes puderam atender a todas as regiões pelo alto custo de desenvolvimento. 9
Wireless - Histórico Em 1997 a IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) publicou um padrão específico para redes sem fio denominado 802.11. Na mesma época foram desenvolvidos outros padrões como a HiperLAN/2 e Bluetooth. Com estas padronizações surgiu uma nova onda de interesse para este mercado, aumentando significativamente o número de sistemas implementados a partir de então. Durante o processo de melhoramento do padrão, houve uma divisão de opiniões que gerou a quebra do comitê e o surgimento de dois novos padrões independentes: o 802.11a e o 802.11b. 10
Wireless Velocidade e Alcance Uma rede Wi-Fi é uma rede que está em conformidade com a família de protocolos 802.11 do IEEE. Dentro desta família de protocolos existem 3 que se destacam. Principais características dos padrões 802.11a - 802.11b e 802.11g Padrão Taxa de bits 802.11a até 54 Mbit/s (na banda de 5 GHz) 802.11b até 11 Mbit/s (na banda de 2,4GHz) 802.11g até 54 Mbit/s (na banda de 2,4GHz) 11
Wireless Velocidade e Alcance Comparativo de alcance, custo e compatibilidade entre os padrões 802.11a - 802.11b e 802.11g Padrão Alcance Compatibilidade Custo 802.11a 25 a 100 metros (indoor) Incompatível com o 802.11b e 802.11g Alto 802.11b 100 a 150 metros (indoor) Adoção generalizada. O mais baixo 802.11g 100 a 150 metros (indoor) Compatibilidade com o 802.11b de 11Mbit/s. Incompatível com o 802.11a. Baixo 12
Wireless - Vantagens Flexibilidade: dentro da área de cobertura, uma determinada estação pode se comunicar sem nenhuma restrição. Além disso, permite que a rede alcance lugares onde os fios não poderiam chegar. Facilidade: a instalação pode ser rápida, evitando a passagem de cabos através de paredes, canaletas e forros, portanto uso mais eficiente do espaço físico. Redução de custo agregado: mesmo mais dispendiosa que uma rede cabeada, estão agregadas vantagens como: melhor utilização dos investimentos em tecnologias existentes como laptops, rede de dados e voz, aplicativos, agilidade nas respostas aos clientes. Diversas topologias: podem ser configuradas em uma variedade de topologias para atender a aplicações específicas. As configurações são facilmente alteradas, facilidade de expansão, manutenção reduzida. 13
Wireless - Desvantagens Flexibilidade: dentro da área de cobertura, uma determinada estação pode se comunicar sem nenhuma restrição. Além disso, permite que a rede alcance lugares onde os fios não poderiam chegar. Qualidade de serviço: a qualidade do serviço provido ainda é menor que a das redes cabeadas. Tendo como principais razões para isso a pequena banda passante devido às limitações da radio transmissão e a alta taxa de erro devido à interferências. Custo: o preço dos equipamentos de Redes sem Fio é mais alto que os equivalentes em redes cabeadas. Segurança: intrinsecamente, os canais sem fio são mais suscetíveis a interceptores não desejados. O uso de ondas de rádio na transmissão de dados também pode interferir em outros equipamentos de alta tecnologia, como por exemplo, equipamentos utilizados em hospitais. Além disso, equipamentos elétricos são capazes de interferir na transmissão acarretando em perdas de dados e alta taxa de erros na transmissão. Baixa transferência de dados: embora a taxa de transmissão das Redes sem Fio esteja crescendo rapidamente, ela ainda é muito baixa se comparada com as redes cabeadas. 14
Bluetooth Bluetooth é o nome dado ao protocolo de rádio baseado em saltos de frequências de curto alcance (10 a 100 metros) que visa complementar ou substituir ás redes convencionais cabeadas, cujo meio físico de transmissão é o cabo de par trançado, coaxial e fibra óptica. O protocolo surgiu em 1994 após a empresa de dispositivos móveis Ericsson, hoje a Sony-Ericsson, identificou a deficiência que os dispositivo tinham em estabelecer uma interconexão entre si. Por exemplo: fone de ouvido, aparelhos celulares, impressoras, auto rádio e etc. 15
Bluetooth O protocolo recebeu esse nome como homenagem ao primeiro rei Cristão da Dinamarca, o rei Harald Bluetooth, por conseguir comandar os reinos da Dinamarca e da Noruega à distância. A sua primeira versão foi lançada em 1999 e hoje se encontra na versão 4.0 que atinge velocidade de 24Mbit/s, trazendo a otimização do consumo, além da compatibilidade com as versões anteriores. http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialredespbaid/pagina_5.asp 16
Bluetooth Características Básicas Segurança: O protocolo Bluetooth usa modulação FHSS que promove constantes mudanças de frequências, delimitando á aquela que é necessária para manutenção da segurança, dividindo-a em até 79 canais durante um segundo permutando 1600 vezes; tornando difícil existirem dois dispositivos utilizando as mesmas frequências. Taxa de Transmissão: Está disponível em três versões, sendo que a evolução mais significativa foi o incremento nas taxas de transmissões e correção de intemporabilidade e de conexão que foram resolvidos em conjunto com o aperfeiçoamento das scarnets da versão 1.0. http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialredespbaid/pagina_5.asp 17
Bluetooth Características Mínimas para Redes Bluetooth Host Controller: Responsável pelo processamento em alto nível, tanto em aplicações quanto nas camadas inferiores da pilha de protocolos Bluetooth de controle lógico, RFComn, L2CAP e outras funcionalidades. Link Control Processor: Trata-se de um microprocessador das camadas mais baixas como link manager e link controller, que em algumas aplicações embarcadas pode se comunicar com o Host Controller por meio de um único chip. Baseband Controller: Bloco lógico responsável pelo controle do transceiver de rádio frequência (RF). Transceiver RF: recupera o clock, detecta dados, contem o sintetizador de rádio frequência e filtros Gaussianos. RF Front-end: possui filtro de banda passante da antena, amplificador de ruídos e de energia, também é responsável pela troca de estado emissor versus receptor. Antena: pode ser interna ou externa, sendo integrada em componente de terceiros (QUEIROZ, 2009). http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialredespbaid/pagina_5.asp 18
Bluetooth Piconet Uma piconet é uma rede Blootooth formada por até 8 dispositivos, sendo um mestre e os demais escravos. Todos os dispositivos estão sincronizados ao relógio e sequência de salto de frequência (hopping) do mestre. Em uma piconet toda comunicação ocorre entre mestre e escravos. Não existe comunicação direta entre escravos em uma piconet. O Bluetooth oferece suporte para dois tipos de tráfego: Assíncrono a uma taxa máxima de 723,2 kbit/s (unidirecional); Bidirecional síncrono com taxa de 64 kbit/s que suporta tráfego de voz entre os dois dispositivos. http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialblue/pagina_1.asp 19
Bluetooth Piconet Escravos Mestre Escravos http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialblue/pagina_1.asp 20