fundamentos wifi

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Tecnologias de Redes sem Tecnologias de Redes sem Fio Fio Fundamentos Fundamentos

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Page 1: Fundamentos Wifi

Tecnologias de Redes sem FioTecnologias de Redes sem Fio

FundamentosFundamentos

Page 2: Fundamentos Wifi

FundamentosFundamentos• Conceitos BásicosConceitos Básicos

– InformaçãoInformação: Dados manipulados e processados: Dados manipulados e processados– SinalSinal: Representação específica das : Representação específica das

informações no momento da transmissãoinformações no momento da transmissão» Onda eletromagnética que se propaga através de um Onda eletromagnética que se propaga através de um

meio físicomeio físico

– Tipos de SinalTipos de Sinal» AnalógicoAnalógico: Sinal que varia continuamente no tempo: Sinal que varia continuamente no tempo» DigitalDigital: Sinal que varia em um conjunto de valores : Sinal que varia em um conjunto de valores

discretosdiscretos Intervalo de sinalização (T): Caracteriza um Intervalo de sinalização (T): Caracteriza um

símbolo digital transmitidosímbolo digital transmitido– Intervalo de tempo durante o qual a amplitude Intervalo de tempo durante o qual a amplitude

do sinal transmitido permanece fixado sinal transmitido permanece fixa

Page 3: Fundamentos Wifi

FundamentosFundamentos• Sinal AnalógicoSinal Analógico

• Sinal DigitalSinal Digital

Page 4: Fundamentos Wifi

FundamentosFundamentos

Componentes da Onda eletromagnéticaComponentes da Onda eletromagnética

Page 5: Fundamentos Wifi

FundamentosFundamentos• Transmissão de informaçãoTransmissão de informação

– A transmissão de informações via ondas eletromagnéticas A transmissão de informações via ondas eletromagnéticas se dá se dá através da variaçãoatravés da variação de de

» Amplitude -Amplitude - AM ou ASK (Amplitude Shift Keying) AM ou ASK (Amplitude Shift Keying) Alta susceptibilidade a ruídosAlta susceptibilidade a ruídos

» Freqüência Freqüência - FM ou FSK (Frequency Shift Keying)- FM ou FSK (Frequency Shift Keying) Boa imunidade a ruídosBoa imunidade a ruídos

» Fase Fase - PM ou PSK- PM ou PSK

– A escolha da freqüência portadora é importanteA escolha da freqüência portadora é importante» PadronizaçãoPadronização» Características de Características de propagação do sinalpropagação do sinal

– A A potênciapotência associada às associada às características da freqüênciacaracterísticas da freqüência escolhida, escolhida, determinará o alcancedeterminará o alcance do sinal do sinal

Page 6: Fundamentos Wifi

Características da propagaçãoCaracterísticas da propagação

• Quanto mais baixa a freqüênciaQuanto mais baixa a freqüência– Maior a imunidadeMaior a imunidade a obstáculos a obstáculos– Menor alcanceMenor alcance– MenorMenor a a direcionalidadedirecionalidade

• Quanto mais alta a freqüênciaQuanto mais alta a freqüência– Menor a imunidadeMenor a imunidade a obstáculos a obstáculos

» Há Há maior reflexãomaior reflexão em obstáculos em obstáculos» Há Há maior absorçãomaior absorção pela pela chuvachuva

– Maior a direcionalidadeMaior a direcionalidade– Maior alcanceMaior alcance

• Para ambas,Para ambas, – imunidade imunidade a interferências dea interferências de motores motores e e

equipamentos equipamentos elétricos é elétricos é baixa baixa

Page 7: Fundamentos Wifi

FundamentosFundamentos• Espectro EletromagnéticoEspectro Eletromagnético

– Faixa de freqüências e respectivos comprimentos de ondas que caracterizam os diversos tipos de ondas eletromagnéticas

• Porções de rádio, microondas, infravermelho e luz visível podem ser usados na transmissão de dados– Modulando-se amplitude, fase ou freqüência

• Luz ultravioleta, os raios X e os raios gama– Mais difíceis de produzir e modular– Não se propagam bem através dos prédios– Perigosos para os seres vivos

Page 8: Fundamentos Wifi

Fundamentos - Espectro Fundamentos - Espectro EletromagnéticoEletromagnético

RádioRádio

100 104 108 1012 1016 1020 1024

Micro-Micro-ondasondas

Infra-Infra-vermelhovermelho UVUV Raios XRaios X RaiosRaios

GammaGamma

Luz visívelLuz visível

Freqüência em HertzFreqüência em Hertz

KHzKHz MHzMHz GHzGHz

10 KHz10 KHz

100 KHz100 KHz

1 MHz1 MHz

10 MHz10 MHz

100 MHz100 MHz

1 GHz1 GHz 100 GHz100 GHz

1 THz1 THz

10 THz10 THz

100 THz100 THz

1 PHz1 PHz

10 GHz10 GHz 10 PHz10 PHz

AM

FM

TV

Satélite

Microondas

FibraCelular

802.11

802.16

Telecomunicações

Page 9: Fundamentos Wifi

Fundamentos - Espectro Fundamentos - Espectro EletromagnéticoEletromagnético

• Transmissão de Rádio– Fáceis de gerar– Podem percorrer longas distâncias– Penetram facilmente nos prédios– Normalmente são omnidirecionais– Propriedades das ondas de rádio dependem da

frequência» Baixas frequências atravessam obstáculos, mas a

potência cai abruptamente à medida que a distância da fonte aumenta

» Altas frequências tendem a viajar em linha reta e a ricochetear nos obstáculos

Page 10: Fundamentos Wifi

Fundamentos - Espectro Fundamentos - Espectro EletromagnéticoEletromagnético

• Transmissão de Microondas– Ondas trafegam praticamente em linha reta

» Quanto mais altas as torres, maior a distância entre elas» Utilização de repetidores entre as torres» Antenas devem estar alinhadas com o máximo de

precisão

– Não atravessam muito bem as paredes de edifícios– Problema de Esmaecimento de vários caminhos– Problemas de absorção pelas águas das chuvas– Utilizadas em sistemas de televisão, telefonia fixa e

telefonia celular

Page 11: Fundamentos Wifi

Fundamentos - Espectro Fundamentos - Espectro EletromagnéticoEletromagnético

• Transmissão de Ondas de Infravermelho– Comunicação de curto alcance– Não atravessam paredes sólidas

» Ângulo mínimo de visada

– Baixas taxas de transferência» Em torno de 4Mbps

– Usadas em dispositivos de controle remoto

Page 12: Fundamentos Wifi

Fundamentos - Espectro Fundamentos - Espectro EletromagnéticoEletromagnético

• Transmissão por Ondas de Luz– Sinalização Óptica– Conectar LANs em dois prédios por meio de lasers

instalados em seus telhados– Laser unidirecional, cada prédio precisa de um

fotodector– Largura de banda alta, sem necessidade de licença– Problemas com chuva, neblina

Page 13: Fundamentos Wifi

Todas as Ondas da CidadeTodas as Ondas da Cidade

190KHz

535KHz

1,6MHz

2,61MHz

27MHz

50MHz

43,7MHz

54MHz

72MHz

75MHz

88MHz

108MHz

140MHz

180MHz

470MHz

608MHz

800MHz

806MHz

Rádio AM Rádio FMTel. Fixa sem fio Pagers

Contr. remoto, alarme de carro e portão eletrr. Contr. remoto, alarme de carro e portão eletrr.

RRádio Táxiádio Táxi

Bombeiro, ambulância

e polícia.

Canais de Televisão

Microfone sem fio

Aviões

800MHz

900MHz

1,8GHz

1,9GHz

2,1GHz

2,4835GHz

2,4GHz

5,725GHz

CelularCDMA eTDMA

5,850GHz

902MHz

928MHz

2,45GHz

Rede sem fRede sem fioioinfravermelhoinfravermelho

CelularGSM

Celular3G Rede sem fioRede sem fio

Banda ISMBanda ISMRede sem fioRede sem fioBanda U-NIIBanda U-NII

Forno demicroondas

15,7GHz

10GHz

23GHz

Radar deVelocidadede carros

2,7GHz

2,9GHz

Radar detempo

Aviões

Page 14: Fundamentos Wifi

Todas as Ondas da CidadeTodas as Ondas da Cidade• Revista INFO EXAME - Revista INFO EXAME - Todas as Ondas da Todas as Ondas da

CidadeCidade::– Rádio AM: 535 KHz a 1,6 MHzRádio AM: 535 KHz a 1,6 MHz

Rádio FM: 88 a 108 MHzRádio FM: 88 a 108 MHz– Telefonia fixa sem fio: 43,7 a 50MHzTelefonia fixa sem fio: 43,7 a 50MHz– Pagers: 54 a 72 MHzPagers: 54 a 72 MHz– Controle remoto, alarme de carro e controle de Controle remoto, alarme de carro e controle de

portão eletrônico: 27 a 75 MHzportão eletrônico: 27 a 75 MHz– Rádio taxi: 2,61 a 470 MHzRádio taxi: 2,61 a 470 MHz– Rádios de bombeiro, ambulância e polícia: Rádios de bombeiro, ambulância e polícia:

140 a 180 MHz140 a 180 MHz– Canais de TV: 54 a 806 MHzCanais de TV: 54 a 806 MHz– Microfone sem fio: 470 a 608 MHzMicrofone sem fio: 470 a 608 MHz

Page 15: Fundamentos Wifi

Todas as Ondas da CidadeTodas as Ondas da Cidade• Revista INFO EXAME - Revista INFO EXAME - Todas as Ondas da Todas as Ondas da

CidadeCidade::– Celular CDMA e TDMA: 800 a 900 MHzCelular CDMA e TDMA: 800 a 900 MHz– Celular GSM: 1,8 a 1,9 GHzCelular GSM: 1,8 a 1,9 GHz– Celular 3G: 1,9 a 2,1 GHzCelular 3G: 1,9 a 2,1 GHz– Radar de tempo: 2,7 a 2,9 GHzRadar de tempo: 2,7 a 2,9 GHz– Radar de velocidade de automóvel: 10 a 23 GHzRadar de velocidade de automóvel: 10 a 23 GHz– Aviões: 190 KHz a 15,7 GHzAviões: 190 KHz a 15,7 GHz– Wi-Fi (comunicação sem fio entre Wi-Fi (comunicação sem fio entre

computadores):computadores):2,4 a 5 GHz2,4 a 5 GHz

– Forno de micro-ondas: 2,45 GHzForno de micro-ondas: 2,45 GHz– Wi-MAX – 2-11 Ghz e 10-66 GHzWi-MAX – 2-11 Ghz e 10-66 GHz

Page 16: Fundamentos Wifi

Radiofreqüência – Termos e DefiniçõesRadiofreqüência – Termos e Definições• Típico Sistema de Radiofrequência (RF)

– Informação é transmitida através de uma antena que converte o sinal de RF em onda eletromagnética

Page 17: Fundamentos Wifi

Radiofreqüência – Termos e DefiniçõesRadiofreqüência – Termos e Definições

• Perda (Loss) e Ganho (Gain)– Se o sinal de saída é maior que o sinal de entrada, o

dispositivo apresenta ganho– Se o sinal de saída é menor que o sinal de entrada, o

dispositivo apresenta perda» Quando há perdas, diz-se que houve atenuação (fadding)

Page 18: Fundamentos Wifi

Radiofreqüência – Termos e DefiniçõesRadiofreqüência – Termos e Definições

• Perda de Caminho (Path Loss)– Corresponde à perda da potência do sinal RF pela

propagação através do espaço» Distância entre as antenas transmissora e receptora» Linha de visada, sem obstáculos, entre as antenas

transmissora e receptora» Altura da antena

Page 19: Fundamentos Wifi

Radiofreqüência – Termos e DefiniçõesRadiofreqüência – Termos e Definições

• Problemas de Interferência– Multicaminho (Multi-Path)

» Sinal refletido chega ao seu destino por diferentes direções, sofrendo atenuações e atrasos

Page 20: Fundamentos Wifi

Radiofreqüência – Termos e DefiniçõesRadiofreqüência – Termos e Definições

• Problemas de Interferência– Multicaminho (Multi-Path)

» Provoca um fenômeno conhecido como desvanecimento de Rayleigh

Variações abruptas na potência do sinal dentro de um mesmo ambiente

» Interferências Inter-Símbolos (ISI) Quando sinais multicaminhos chegam com atraso no

receptor, o resultado são vários ecos do sinal original Aparecimento de fantasmas nas imagens de televisão

Page 21: Fundamentos Wifi

Radiofreqüência – Termos e DefiniçõesRadiofreqüência – Termos e Definições

• Problemas de Interferência– Atenuação do Sinal por Obstrução

» Árvores, edifícios e outros objetos podem obstruir parcialmente o caminho do sinal

» Conceito de linha de visada entre as antenas é algo fundamental e imprescindível

Page 22: Fundamentos Wifi

Radiofreqüência – Termos e DefiniçõesRadiofreqüência – Termos e Definições

• Problemas de Interferência– Condições do Tempo

» Fortes ventos podem provocar a atenuação do sinal pelo deslocamento da antena

» Alta intensidade de chuva pode provocar perdas de até 0,02 dB/Km

Page 23: Fundamentos Wifi

Transmissão sem Fio - AntenasTransmissão sem Fio - Antenas• Convertem sinais elétricos que passam por

um condutor em ondas eletromagnéticas (transmissão), oum converte ondas eletromagnéticas em sinais elétricos (recepção)

• Características– Ganho (Gain): Indica o quanto o sinal de saída é

maior que um sinal de entrada (medido em dBi)– Forma de radiação: Representação gráfica da

distribuição da energia espacial da antena– Abas Laterais: Irradiam em qualquer direção,

diferente da aba principal

Page 24: Fundamentos Wifi

Transmissão sem Fio - AntenasTransmissão sem Fio - Antenas• Antena Omnidirecional

– Irradia e recebe igualmente em todas as direções

Page 25: Fundamentos Wifi

Transmissão sem Fio - AntenasTransmissão sem Fio - Antenas• Antena Direcional

– Irradia e recebe a maior potência do sinal em uma única direção