Wi-Fi
INTRODUÇÃO AO WI-FI
A tecnologia Wireless tem sido muito utilizada em depósitos, companhias aéreas,lojas de departamentos, shoppings e aplicações de aluguel de carros. Através dos esforços do IEEE (Institute of Electrical and Electronis Engineers) e dos esforços de certificação da WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) as redes sem fio estão deixando de ser uma alternativa para se tornarem a principal opção onde o cabeamento estruturado se torna inviável.
Atualmente, podemos encontrar a tecnologia wireless em casas, escritórios, chão de fábrica, hotéis e centros de convenção, além de aumentar o seu uso em aeroportos e lojas. Os access points (pontos de conexão para as redes sem fio) tem sido utilizados na conexão de todos os tipos de equipamentos moveis, tais como: notebooks, computadores de mão e telefones.
As primeiras redes sem fio tinham um conjunto de problemas: eram muito caras, eram lentas, tinham uma série de problemas de interferências e eram baseadas em tecnologias proprietárias. Dois eventos aconteceram para levar as redes sem fio para o topo:
- Os problemas técnicos de incompatibilidade e gerenciamento do espectro foram resolvidos.
- A tendência da sociedade é ter mais mobilidade, onde as redes sem fio tornam-se importantes, principalmente para o uso de notebooks e computadores de mão.
WI-FI: Sigla que significa wireless fidelity, popularmente usada para fazer referência aos protocolos 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11i, entre outros do IEEE.
Hoje, a sigla Wi-Fi está diretamente associada à mobilidade e comunicação sem fio, sendo considerada por muitos como a segunda onda da internet, porém, o Wi-Fi deve ser classificado como uma tecnologia sem fio/wireless, deixando reservado o status de verdadeira e total mobilidade para as tecnologias WWAN
Para evitar a falta de interoperabilidade entre as novas tecnologias, o IEEE 802 criou grupos de trabalho (WGs) para projetar/desenvolver padrões para a rede sem fio:
WG 11 (802.11): é o responsável pelo padrão 802.11, para as redes locais sem fio.
- OBS: é o grupo de trabalho onde iremos nos focar mais, por se tratar do protocolo usado pelo Wi-Fi.
WG 15 (802.15): é o responsável pela padronização do Wireless Personal Area Networks (WPANs); a principal tecnologia atual para o WPANs é o Bluetooth.
WG 16 (802.16): é responsável pela padronização das redes metropolitanas sem fio (Broadbend Wireless Metropolitan Area Networks ou WiMAN. Acesso fixo em banda larga;ireless Metropolitan Area Networks ou WiMAN. Acesso fixo em banda larga;
INTRODUÇÃO (Um pouco de História)
Evolução do 802.11:
1989
- o Federal Communications Commission (FCC), instituto americano responsável pela regulamentação e padronização do uso do espectro de freqüências, autorizou o uso de três faixas de freqüência distintas
1990
- criação do IEEE 802.11 WG
- o Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) instaurou uma comissão que definiu um padrão para conectividade sem fio
- redes wireless já podiam operar em bandas ISM
1997
- após sete anos de pesquisa e desenvolvimento, o comitê de padronização da IEEE aprovou o padrão IEEE 802.11; nessa versão inicial, as taxas de transmissão nominal atingiam 1 e 2 Mbps
- Um dos fatores que influenciou na demora de sua aprovação (cerca de 7 anos) - foi a baixa taxa de transferência inicial, em torno de Kbps.
1998
- neste momento surgem os primeiros produtos no mercado
1999
- o padrão aprovado passa por uma revisão
- nesta revisão, surgiram duas novas extensões do IEEE 802.11: o 802.11a e o 802.11b
- foram aprovados os padrões IEEE 802.11a e 802.11b, que usam as freqüências e são capazes de atingir as respectivas taxas nominais de transmissão:
- IEEE 802.11:
Taxa nominal < 2 Mbps em 2.4 GHz
- IEEE 802.11a:
Taxa nominal < 54 Mbps em 5 GHz
- IEEE 802.11b:
Taxa nominal < 11 Mbps (*) em 2.4 GHz
(*)OBS: o limite teórico é de aproximadamente 70% da taxa nominal e a capacidade real não ultrapassa 60% da taxa nominal, < 6.6 Mbps
- o padrão 802.11b, apesar de atingir taxas de transmissão menores, ganhou maior parte do mercado; as razões para isso foram basicamente duas: primeiro, as interfaces 802.11b eram mais baratas do que as 802.11a e, segundo, as implementações de 802.11b foram lançadas no mercado antes do que as implementações de 802.11a
- Nesse ano foi criada a Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), - que se organizou com o objetivo de garantir a interoperabilidade entre - dispositivos de diferentes fabricantes
2000
- surgiram os primeiros hot spots, que são áreas públicas onde é possível acessar a Internet por meio das redes IEEE 802.11. A WECA lançou o selo Wireless Fidelity (Wi-Fi) para atestar a aderência dos produtos às especificações; mais tarde o termo Wi-Fi tornou-se um sinônimo de uso abrangente das tecnologias IEEE 802.11
2001
- a companhia americana de cafeterias Starbucks implementou hot spots em sua rede de lojas. Os pesquisadores Scott Fluhrer, Itsik Mantin e Adi Shamir demonstraram a insegurança do protocolo Wired Equivalent Privacy (WEP)
2002
- a WECA passou a se chamar Wi-Fi Alliance (WFA) e lançou o protocolo Wi-Fi Protected Access (WPA) em substituição ao protocolo WEP
2003
- o comitê de padronização da IEEE aprovou o padrão IEEE 802.11g que, assim como 802.11b, trabalha na freqüência de 2,4 GHz, mas alcança até 54 Mbps de taxa nominal de transmissão. Aprovou também, sob a sigla IEEE 802.11f, a recomendação de práticas para implementação de handoff
2004
- a especificação 802.11i aumentou consideravelmente a segurança, definindo melhores procedimentos para autenticação, autorização e criptografia
2005
- foi aprovada a especificação 802.11e, agregando qualidade de serviço às redes IEEE 802.11. Foram lançados comercialmente os primeiros pontos de acesso trazendo pré-implementações da especificação IEEE 802.11e
2006
- surgiram as pré-implementações do padrão 802.11n, que usa múltiplas antenas para transmissão e recepção, Multiple-Input, Multiple-Output, atingindo taxa nominal de transmissão de até 600 Mbps
802.11a
Utiliza a faixa de frequência não licenciada de 5GHz e permite taxas de transferências de até 54Mbps, utilizando o método de modulação OFDM. Seu alcance é de até 100 metros, mas torna-se deficitário quando comparado com as versões 11b ou 11g, pois o custo de equipamentos compatíveis com esse protocolo é relativamente alto. A principal vantagem de trabalhar com o protocolo 11a é a sua maior estabilidade, já que há uma redução considerável de interferências no sinal, geralmente originárias de fornos de microondas, telefones sem fio e demais aparelhos que eventualmente possam usar o mesmo espectro de frequência usado pelos protocolos 11g ou b.
802.11b
Como atrativo, o 802.11b traz seu baixo custo de hardware e o fato de ter o maior parque instalado até o momento. Como desvantagens, há a possibilidade de sofrer interferências por dispositivos domésticos. O protocolo 802.11b opera na frequência não licenciada de 2.4 GHz e permite taxas de até 11 Mpbs, utilizando a tecnologia DSSS. Seu alcance é de, aproximadamente, 300 metros, sem obstáculos, mas esta cobertura pode ser fácilmente expandida com a utilização correta de antenas específicas e/ou amplificadores de potência.
Vale lembrar que a ANATEL desaconselha qualquer modificação nas características originais de hardware rádio-transmissor sem o acompanhamento de empresas ou profissionais capacitados, que possam ajudar no controle da saturação e qualidade das transmissões via rádio nos grandes centros urbanos. Atualmente, em alguns pontos das grandes capitais, já ocorre uma forte saturação em determinadas faixas do espectro de frequências. Tal saturação é ocasionada pela utilização simultânea de muitos aparelhos rádio-transmissores funcionando em frequências próximas. Freqüentemente, antenas instaladas para expandir a área de cobertura de um AP podem, na realidade, quando mal utilizadas, acabar sujando e poluindo todo os espectro de frequência próximo de onde opera, obrigando o transmissor a rádio mais próximo (prejudicado pela interferência) a aumentar a potência de seu sinal, saturando um pouco mais a região.
Além de ser uma atitude consciente e responsável, o bom senso no ajuste da potência do sinal também pode servir para aumentar o nível de segurança da rede interna, pois o sinal ajustado para cobrir - apenas - os limites físicos do ambiente pode díficultar sua interceptação/manipulação por pessoas não autorizadas e mal-intencionadas em ambientes próximos.
802.11d
O padrão IEEE 802.11d foi desenvolvido para áreas fora dos chamados cinco grandes domínios regulatórios (EUA, Canadá, Europa, Japão e Austrália). O 802.11d tem um frame estendido que inclui campos com informações dos países, parâmetros de freqüência e tabelas com parâmetros
802.11e
O Task Group criado para desenvolver o padrão 802.11e inicialmente tinha o objetivo de desenvolver os aspectos de segurança e qualidade de serviço (QoS) para a sub-camada MAC. Mais tarde as questões de segurança foram atribuídas ao Task Group 802.11i, ficando o 802.11e responsável por desenvolver os aspectos de QoS. O QoS deve ser adicionado as redes WLANs permitindo o uso VoIP. Também será requerido para o ambiente doméstico, onde deverá suportar voz, vídeo e dados.
802.11f
O padrão IEEE 802.11 especifica a subcamada MAC e a camada física para as WLANs e define os princípios básicos da arquitetura da rede, incluíndo os conceitos de access points e dos sistemas distribuídos.
O IEEE 802.11f está definindo as recomendações práticas, mais que os padrões. Estas recomendações descrevem os serviços dos access points (SAP), as primitivas, o conjunto de funções e os protocolos que deverão ser compartilhados pelos múltiplos fornecedores para operarem em rede.
802.11g
Versão mais difundida na atualidade. Aos poucos, a versão 11g tomou o lugar da 11b, devido a sua taxa de transferência superior: 54 Mpbs. Assim como a versão 11b, a 11g também opera na frequência não licenciada de 2.4 GHz, utilizando o método de modulação OFDM. Diversos aparelhos já estão saindo da fábrica compatíveis com o 802.11g, com a grande vantagem de serem totalmente compatíveis também com equipamentos do padrão 11b. É comum identificarem aparelhos como sendo compatíveis com 802.11g+b ou g/b, mas todo aparelho 11g é compatível com 11b.
802.11h
Na Europa, os radares e satélites usam a banda de 5-GHz, a mesma utilizada pelo padrão IEEE 802.11a. Isto significa que podem existir interferências com radares e satélites. O padrão 802.11h adiciona uma função de seleção dinâmica de freqüência (DFS – Dynamic Frequency Selection) e um controle de potência de transmissão (TPC – Transmit Power Control) para o padrão 802.11a
802.11i
Versão com atualizações de segurança, já que versões anteriores não eram 100% confiáveis e, muitas vezes, confusas com o padrão WEP para encriptação de dados. Esse novo protocolo incorpora a tecnologia AES (Advanced Encryption Standard), permitindo a utilização de chaves de segurança de 128, 192 e 256-bits.
802.11n
Forte concorrente do UWB, o 802.11n (ou 802.11 Next Generation) promete ser o padrão wireless para distribuição residencial de mídia (IPTV, etc) , pois oferecerá, através de tecnologia e configurações MIMO, taxas mais altas de transmissão (aprox. 100 Mbps), maior eficiência na propagação do sinal e ampla compatibilidade reversa com demais protocolos. O 802.11n atende tanto as necessidades de transmissão sem fio para o padrão HDTV, como de um ambiente altamente compartilhado, empresarial ou não.
802.11s
Padrão em fase de proposição/homologação pelo IEEE. O 802.11s tem ênfase em redes auto-configuráveis, também conhecidas como "mesh-networks", onde pontos de acesso podem comunicar-se entre si, permitindo uma maior cobertura e melhor roteamento através dos nós (nodes) de rede. O mesh networking sem fio vai ao encontro de um fenômeno que já se manifesta em cidades como Taipei, ou mesmo, Sud Mennucci e Jundiaí no interior paulista, onde o Wi-Fi está sendo utilizado como rede de acesso municipal (WMAN).