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Cartilha sobre Redes sem Fio.

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  • 1. redes sem fio Projeto Um Computador por Aluno 2 Ministrio da Educao

2. projetouca@mec.gov.br http://www.mec.gov.brCartilhas Projeto UCA: Redes sem fioCopyright 2010, Escola Superior de Redes RNPAutor Equipe do Laboratrio de Pesquisas MdiaCom, vinculado ao Departamento de Engenharia de Telecomunicaes e ao Instituto de Computao da Universidade Federal Fluminense (UFF)Produo Editorial Verso 1.0.1 Esta obra distribuda sob a licena Creative Commons: Atribuio e Uso No-Comercial 2.5 Brasil 3. Redes sem fio Esta cartilha apresenta os conceitos bsicosda tecnologia Wi-Fi, o principal padro decomunicao em redes sem fio para notebookse outros dispositivos mveis ou fixos.O que uma rede sem fio?Uma rede sem fio Wi-Fi uma tecnologia que permite acomunicao entre equipamentos sem a necessidade deutilizar cabos. Os equipamentos enviam e recebem si-nais atravs do ar, utilizando uma faixa de frequncia nolicenciada e, portanto, no necessitam de permisso paraseu uso. A rede sem fio permite uma maior mobilidadee reduo de custo em relao s redes tradicionais,porque sua instalao mais simples e rpida. Figura 1 Selo da Anatel Para que os equipamentos possam se comunicar entre si,devem usar os mesmos padres de comunicao. A redesem fio Wi-Fi est baseada no padro IEEE 802.11, cria-do pelo Instituto de Engenheiros Eletricistas e EletrnicosAntenas 4. (IEEE), que define o conjunto de regras para a comuni- cao sem fio de diferentes tipos de equipamentos.Com o objetivo de garantir a interoperabilidade dos Capacidade de diversos tipos de equipamentos e fabricantes existentes, foi comunicao criado um consrcio chamado Aliana Wi-Fi. Este consrcio entre diferentesavalia, certifica e concede o selo Certificado Wi-Fi para equipamentosos equipamentos que aderem ao padro IEEE 802.11.No Brasil, a Anatel a agncia reguladora responsvel pela certificao dos equipamentos sem fio. A certificao garante a aquisio e o uso de produtos de telecomuni- Wi-Fi marcacaes que respeitam padres mnimos de qualidade e registrada do Wi-Fi de segurana, alm das funcionalidades tcnicas regu- Alliancelamentadas pela agncia. Os equipamentos certificados www.wi-fi.org possuem um selo conforme mostra a figura 1.Caractersticas das redes sem fio Taxa de transferncia (velocidade de transmisso) A taxa de transferncia expressa a velocidade em milhes de bits por segundo (Mbps) com que um dispositivo de comunicao transmite os dados em uma rede.Em uma rede sem fio, a taxa de transmisso varia de acordo com a qualidade da comunicao entre os dis- positivos. A presena de obstculos, interferncias de outros equipamentos e distncias maiores reduz a qua- lidade da comunicao. A ausncia desses elementos possibilita maior velocidade na transmisso dos dados.Alcance Alcance ou rea de cobertura do sinal de uma rede sem fio a distncia mxima com que um equipamento capaz de trocar informaes com uma rede sem fio. O alcance de 2 Projeto Um Computador por Aluno 5. uma rede sem fio pode chegar at 300m em ambientesabertos e sem obstculos. J em ambientes fechados com paredes, portas e at mesmo pessoas entre os equipa-mentos em geral o alcance fica em torno de 50m. Frequncias de operaoFrequncia a taxa com que a onda eletromagntica se Forma de alterna, usualmente medida em Hertz. Enquanto as esta- propagao dees de rdio e TV necessitam de autorizao para uso das energia capazfrequncias em suas transmisses, as redes sem fio utili- de conduzirzam frequncias que no necessitam de autorizao para informao peloo seu uso frequncias de 2,4 GHz e 5 GHz. Por no espao livre necessitarem de licenciamento, estas frequncias tambmso utilizadas por outros equipamentos, como forno de mi- Unidade de croondas, telefones sem fio e dispositivos Bluetooth. medida que significa repeties Os dispositivos que operam em 2,4 GHz so mais difun- por segundodidos do que aqueles que operam em 5 GHz. Por contade sua popularidade, estes dispositivos sofrem maior in- Padro deterferncia, prejudicando a qualidade da comunicao comunicao para e a eficincia da rede. Por sua vez, os dispositivos ope- redes pessoais sem rando em 5 GHz, por sua menor popularidade, esto fio de curto alcance menos sujeitos a interferncia. A interferncia dificultaa comunicao entre os dispositivos de uma rede semfio, pois, quando um sinal desejado e outro indeseja-do (interferente) so recebidos simultaneamente por umdispositivo, este pode ser incapaz de distinguir (isolar) osinal original, provocando a perda da mensagem. Canais de operaoUm equipamento de rede sem fio configurado paraoperar em um determinado canal, o que significa que osdispositivos que operam nesta rede devem sintonizareste canal de forma anloga a uma rdio FM. No Brasil, a faixa de frequncia de 2,4 GHz est divididaem 11 canais, numerados de 1 a 11. Cada canal tem Redes sem fio3 6. uma largura de 22 MHz, separados um do outro porapenas 5 MHz. A implicao prtica que os canaisvizinhos interferem uns nos outros. Os canais 1, 6 e 11,por estarem suficientemente separados, no interferementre si, e por isso so chamados de canais ortogonais,conforme ilustra a figura 2. A escolha apropriada do canal de operao do ponto deacesso, ou seja, a procura de um com menos trfego(ou rudo), uma prtica recomendada para a reduoda interferncia. Figura 2 Canais de operao de uma rede sem fio Wi-FiCanalFrequncia (MHz)1 24122 24173 24224 24275 24326 24377 24428 24479 2452 10 2457 11 24624 Projeto Um Computador por Aluno 7. Padro IEEE 802.11 medida que a tecnologia de redes sem fio Wi-Fi evo- lua, o padro IEEE 802.11 foi expandido de forma a melhorar aspectos da rede, como a taxa de transmisso e a segurana. Estas melhorias foram incorporadas sob a forma de emendas, designadas por letras acrescenta- das ao nome do padro, como o IEEE 802.11g. A seguir, algumas dessas emendas so explicadas sucintamente.802.11b O padro 802.11b foi o primeiro padro IEEE 802.11 a se popularizar. Ele opera na faixa entre 2,4 e 2,4835 GHz e tem a possibilidade de estabelecer conexes nas seguintes velocidades de transmisso: 1 Mbps, 2 Mbps, 5,5 Mbps e 11 Mbps.802.11a O padro 802.11a foi lanado no mesmo ano que o 802.11b (1999) e, apesar de oferecer taxas mais altas, no alcanou a mesma popularidade. As taxas adicionais ofere- cidas pela emenda a so: 6 Mbps, 9 Mbps, 12 Mbps, 18 Mbps, 24 Mbps, 36 Mbps, 48 Mbps e 54 Mbps.As frequncias utilizadas por este padro esto entre 5,725 e 5,875 GHz. Nesta faixa de frequncia mais alta, o sinal mais suscetvel a perdas de propagao, diminuindo seu alcance em comparao com a faixa utilizada pelo IEEE 802.11b. Em contrapartida, o uso desta frequncia pode ser conveniente por estar menos sujeita a interferncia de outros dispositivos.802.11g O padro 802.11g pode ser considerado o sucessor do padro 802.11b, pois opera na mesma faixa de frequn- cia. Dispositivos que implementam o 802.11g costumam Redes sem fio5 8. tambm ser retro-compatveis, isto , implementamtambm o 802.11b, sendo muitas vezes especificadoscomo dispositivos 802.11b/g. Sua principal vantagem a possibilidade de operar com taxas de transmisso deat 54 Mbps, como o IEEE 802.11a, e ao mesmo tempoter o alcance do IEEE 802.11b. 802.11nO desenvolvimento do padro 802.11n foi iniciado em2004, com previso de publicao em 2010. Este pa-dro pode operar nas faixas de 2,4 GHz e 5 GHz, o queo torna compatvel com os padres anteriores. Sua principal caracterstica o aumento considerveldas taxas de transferncia de dados atravs da combi-nao de vrias vias de transmisso (mltiplas antenas).Uma das configuraes mais comuns o uso de pontode acesso com trs antenas e estaes com a mesmaquantidade de receptores. O padro 802.11n pode operar com taxas de transmis-so de dados de at 300 Mbps. Existem no mercadoequipamentos que oferecem capacidades baseadas nasverses preliminares do padro, chamados pr-n. Tipos de equipamentosPontos de acessoO ponto central de qualquer rede sem fio o ponto deacesso (access point ou AP), tambm chamado de ro-teador sem fio (figura 3). O ponto de acesso conecta to-dos os equipamentos sem fio rede tradicional cabeada,onde est a conexo com a Internet. Existe um nmero mximo de clientes que podem seconectar ao mesmo tempo ao mesmo ponto de acesso. 6 Projeto Um Computador por Aluno 9. Devido ao compartilhamento das frequncias, quanto maior for o nmero de clientes conectados a um mes- mo ponto de acesso, menor ser a velocidade de acesso rede. Para que um dispositivo possa utilizar a infra- estrutura de uma rede sem fio, ele deve primeiramente se associar a um ponto de acesso. Cada conjunto for- mado por um ponto de acesso e seus clientes constitui uma rede que identificada por um SSID (Service Set Identifier). O usurio dever selecionar o nome da rede (SSID) a qual deseja se conectar, para iniciar o processo automtico de associao. Figura 3 Ponto de acessoPara aumentar a segurana da rede e evitar o uso no Para saber mais, leia autorizado, comum o emprego de senhas de segu- a cartilha Seguranarana configuradas no ponto de acesso. O usurio deve conhecer esta senha e inform-la para ter acesso rede. Uma vez associado, o cliente ter acesso aos servios oferecidos pela rede, como o acesso Internet.Clientes Os clientes da rede sem fio so os computadores de mesa, portteis (notebooks), agendas eletrnicas (PDA), telefones celulares (tipo smartphones) e at consoles de videogame (figura 4). Redes sem fio 7 10. Figura 4 Exemplos de clientesPara conectarem-se a uma rede sem fio, os equipamentosprecisam ter uma interface Wi-Fi. Atualmente, a maioriados notebooks j possui uma interface Wi-Fi integrada.Computadores de mesa e modelos antigos de notebooknecessitam da instalao de uma placa de rede Wi-Fi. Placa PCI Wi-FiA placa PCI Wi-Fi (figura 5) instalada na parte inter-na docomputador de mesa, o que requer mo de obraespecializada. Figura 5 Placa PCI Wi-Fi 8 Projeto Um Computador por Aluno 11. Adaptador USB Wi-Fi Como o prprio nome indica, o adaptador USB Wi-Fi (figura 6) utiliza uma porta USB do computador. A vantagem de