Wireless Networks (Redes sem fios)
Condutores de sinais sem fios e os de cobre O ar é o condutor físico para os sinais
=============SEGUNDA PARTE=============
Transmissões por meio de Satélites
As transmissões feitas por meio
de satélites e por meio de antenas parabólicas (veja a imagem abaixo, a esquerda)
possibilitam fazer transmissões à grandes distâncias, porém, essas grandes
distâncias irão depender em quais locais esses satélites estão localizados.
Dois satélites nacionais trocando informações com fontes também nacionais –
dentro de um pequeno país, por exemplo.
Esses dois satélites não estarão
fazendo transmissões à grandes distâncias, e sim – em termos de transmissões
via satélites –, à uma pequena distância. Agora, caso esses mesmos dois satélites
estejam trocando informações com outros países, aí sim, estarão fazendo
transmissões às grandes distâncias. Veja nesta imagem abaixo um exemplo de duas
redes recebendo informações por meio de Satélite.
Transmissões por meio de
satélites podem ser feitas entre dois ou mais países muito distantes,
utilizando-se para isto os satélites retransmissores de sinais, sendo que esses
satélites do tipo retransmissores de sinais estarão geograficamente
estacionários na órbita terrestre, e recebendo os sinais dos endereços origens
amplificando-os e, logo em seguida, retransmitindo-os para os endereços
destinos. Esta é a rede de
computadores que realmente possui um alto custo, ficando restrita as grandes
multinacionais.
Novas Tecnologias para redes Wireless
Com uma ótima aceitação e
expansão no mercado mundial das redes Wireless, há cada ano surgem novas
tecnologias de comunicações direcionadas para as redes sem fios. E todas essas
tecnologias seguem as especificações do comitê IEEE 802.11b High Rate
(Taxas em alta velocidade). Como exemplos, podemos citar as seguintes:
Tecnologia AIRLAN
Fornecida pela empresa Solectek,
utiliza a tecnologia de rádio, tecnologia esta desenvolvida pela NCT Corp. A
taxa de transferência de dados gira em torno de 2 Mbps, e a área em que o
AIRLAN alcança é de 5 km, aproximadamente.
>Tecnologia ALTAIR
O sistema Altair – oferecido pela
Motorola – opera na faixa de freqüência dos 18 GHz. Sua taxa de transferência
de dados chega a atingir 10 Mbps. O Altair cobre uma área de 28 km, isto quando
os sinais não encontram nenhum tipo de obstáculo pela frente.
Em áreas fechadas e com muitos
obstáculos, como escritórios, hospitais, por exemplo, este sistema cobre uma
área de 30 a 50 metros, aproximadamente. Utilizando circuito de rádio, o
sistema Altair possibilita interligar grupos de trabalho e, conseqüentemente, é
instalado em locais visando substituir cabos e, ou então, em locais onde é
impossível utilizar cabos para o transporte de pacotes de dados.
Operando como um AP na forma de
hub de rádio (o modulo de controle central – veja a primeira imagem acima), o
sistema Altair suporta até 32 módulos / usuários conectados / interligados ao
hub ou modulo central, neste modelo de AP ou Access Point ou Ponto de
acesso central, da 3Com (o 3Com AirConnect).
>Tecnologia COMPAQ WL
Segundo a mídia especializada,
este sistema opera com freqüência de 2,4 GHz (2 bilhões e 400 milhões de Hertz
por segundo). Sua taxa de transferência de dados (nas primeiras versões) chega
a atingir 11 Mbps, sendo que à distância de alcance nas transmissões ou
recepções dependerá diretamente da área em que o sistema estiver instalado,
pois em áreas abertas (sem obstáculos) chega a atingir até 350 metros. Já em
áreas com obstáculos (hospitais, escritórios, por exemplo) o alcance está
limitado a 100 metros.
>Tecnologia RANGELAN
Sistema denominado de
RangeLAN2/PCMCIA, depende da tecnologia de dispersão de espectros da freqüência
(separação de ondas / imagens) na faixa de 2,4 GHz à 2,4835 GHz. Sua taxa de
transferência de dados é baixa, razoáveis 1,6 Mbps ou 195,31 KBps. Quanto à
distância alcançada, pode-se alcançar – em ambientes abertos, ou seja, sem
obstáculos –, até 300 metros. Em ambientes com obstáculos a distância fica
limitada a 150 metros.
>Tecnologia ROAMABOUT
Esta tecnologia disponibilizada
pela Cabletron, adquirida da Digital, possibilita fazer transmissões /
recepções até 2 Mbps, e a uma distância máxima de 11 km.
>Tecnologia WAVELAN
Este sistema de rede WireLess de
dispersão de espectro tipo manufaturado (fabricado) pela NCR, utiliza um
protocolo proprietário e o protocolo de checagens de erros, detectando e
corrigindo os erros nas transmissões/ recepções dos pacotes de dados.
Sua taxa de transferência de
dados gira em torno de 2 Mbps. Possui também uma opção de ecriptação de dados
com proteção contra todos os tipos de acessos eletrônicos ilegais (espionagem
eletrônica). Operando na faixa de freqüência de 902 à 928 MHz, consegue
alcançar – com pequenas antenas transmissoras e receptoras – distâncias entre
250 e 300 metros, mas desde que não haja obstáculos pesados (metais por
exemplo) obstruindo a rota dos sinais. Aumentando-se a altura das antenas,
aumenta-se o alcance para até 1 km,
ou mais.
Padrões para as redes sem fio Wi-Fi
Veja nesta tabela abaixo (e nestes
links abaixo), as principais características técnicas dos padrões 802.11
(especificações do IEEE - Institute of Electrical and Electronic Engineers)
mais utilizados atualmente para a implantação de redes sem fio, utilizando a
tecnologia Wi-Fi (Wireless Fidelity). No entanto, muitas coisas mudaram – e
para melhor – com relação às novas tecnologias Wireless e tecnologia Wi-FI
desde o ano de 2003, como mostra nesta tabela.
Por esta tabela abaixo podemos
ver que o padrão 802.11a não possui
compatibilidade com outros padrões, como o 802.11b e 802.11g., pois
opera somente com o modo de modulação e codificação OFDM e com a faixa de freqüência de 5,8 GHz. Portanto, ao montar
uma rede sem fio com o padrão 802.11a, todo o equipamento utilizado deve ser
desse padrão. Já os padrões 802.11b, 802.11g e Dual Band, são compatíveis entre
si.
Outro detalhe a ser observado é
com relação aos canais para cada padrão (802.11a, 802.11b e 802.11g). Como
mostra a tabela abaixo cada padrão com um determinado número de canais, sendo
que somente o padrão 802.11a opera com 54 canais.
A definição pelo uso de canais
nas redes sem fio tem como a finalidade evitar por completo (ou reduzir a
intensidade) as interferências nas informações que trafegam pelo ar. Com isto,
pode-se instalar numa mesma rede sem fio (num mesmo local) mais de um
dispositivo AP (Access Point), cada um operando com o seu respectivo canal.
Atualmente os canais mais
utilizados com os padrões 802.11a, 802.11b e 802.11g, são o “1”, “6” e “11”. Observe a
distância (5 canais) de um canal para outro, portanto, desejando utilizar um
outro canal utilizar o canal “4 ou 9”.
Observar também que a faixa de
freqüência de 2,4 GHz, é a mesma utilizada pelos fornos microondas, aparelhos
celulares, aparelhos para monitorar bebês e equipamentos que utilizam a
tecnologia bluetooth.
Além dos padrões descritos na
tabela, estão em desenvolvimento os padrões 802.11e, direcionado para melhorar
a qualidade nas transmissões de vídeo e outras aplicações que exijam melhor
qualidade, como multimídia, por exemplo, e o 802.11i, direcionado para dar mais
segurança nas redes Wi-Fi.
Atualmente a faixa de 2,4 GHz
para redes Wireless domésticas já está saturada, ou seja, com ocupação quase
completa do espectro que vai até 3 GHz. Para novas redes Wireless estará sendo
utilizado o padrão UWB (UltraWideBand ou Banda ultra rápida), que operará com a
faixa de freqüência de 3,1 a 10,6 GHz. O UWB transmite informações na
velocidade de 100 Mbps para mais, utilizando-se das ondas de rádio no formato
de pulsos curtos (super rápidos) gerando milhões de pulsos elétricos por
segundo.
Outras tecnologias ligadas ao Wireless
Para mais informações sobre as
tecnologias direcionadas para as redes sem fios, basta conferir os termos
descritos abaixo:
>WireLess (WireLess)
Este termo – Wireless – se refere
a tecnologia para transmissão de dados (voz,
imagem e vídeo) de computador (ou computadores) para
computador e, também, entre outros dispositivos que integram a tecnologia
Wireless (Sem fios), onde o condutor dos sinais elétricos é o próprio ar – de
antena para antena.
Na verdade são utilizados em
dispositivos como placas de rede, aparelhos, etc., que operam com sinais de “RF”
(Rádio Freqüência – sinais de rádio); sinais de infravermelho, raios laser;
sinais microondas (sinais de rádio que operam em altas freqüências) operando na
faixa de GigaHertz, ou uma outra tecnologia que possibilite fazer transmissões
de dados sem usar fios a curta, média e até as longas distâncias.
Exemplo de tecnologia Wireless
que permite transmissões a curta distância é o Bluetooth (Dente azul). Já a
tecnologia Wireless é tão versátil que, atualmente, pode-se transmitir e
armazenar dados numa rede usando dispositivos tais como: HDs (Hard Disks Wireless)
sem usar qualquer tipo de cabo – somente o ar é o meio físico para o tráfego de
dados.
Veja na imagem abaixo um modelo exemplo
de HD Wireless. Este modelo de dispositivo – contando com conexão Wi-FI
(Wireless Fidelity) – é o Stor Center Network, fabricado pela experiente
empresa em produtos para o armazenamento removível, a IOMEGA. Mais informações
no link abaixo:
Este modelo da imagem acima suporta
até 1 TB (Tera Byte)
de armazenamento de
dados comportados em quatro discos rígidos de 250 GB (Giga Bytes) cada.
Tecnologias Wireless e tecnologias Wi-Fi
Atualmente a tecnologia Wireless
define-se pelos vários padrões, como: 802.11e (recursos para a técnica QoS,
comunicação multimídia e VoIP); 802.11i (padrão direcionado para segurança nas
redes Wi-Fi); 802.11n (padrão que define mais velocidade nas transmissões sem
fio, algo como 100 Mbps, suportando ainda a tecnologia MIMO); 802.11r (padrão
direcionado para manter a conexão em diversas áreas de serviços); 802.11u
(padrão que permite a conexão entre redes sem fio internas e externas –
telefonia celular, por exemplo); 802.11s (padrão direcionado para controlar acessos
ao meio físico da rede, ou seja, ao endereço MAC).
Wi-Fi (Wireless Fidelity) Este
termo se refere ao padrão para redes sem fios e equipamentos utilizados neste
tipo de rede. Devido ao seu preço (2009) que caiu bastante, muitas empresas e
usuários domésticos estão implantando redes sem fio. O alcance é de 500 metros
quando os sinais transmitidos não encontram obstáculos pela frente. O Wi-Fi
está sendo muito empregado nos acessos de banda larga.
Atualmente os padrões mais
utilizados nas redes Wi-Fi são os seguintes (veja a tabela abaixo). Contudo,
novos padrões estão surgindo ano-a-ano.
Modos de operação (Freqüência/Alcance/Taxas de transmissão)
802.11a Opera na faixa de
freqüência de 4.8 e 5.0 Ghz e a 54 Mbps
802.11b Opera na faixa de
freqüência de 2.4 e 2.5 Ghz e a 11 Mbps
802.11e Opera na faixa de
freqüência de 2.4 e 2.5 Ghz e a 54 Mbps
802.11g Opera na faixa de
freqüência de 2.4 e 2.5 Ghz e a 11 Mbps
802.11i Opera na faixa de freqüência de 2.4 e 2.5 Ghz
e a 54 Mbps
802.11n Opera na faixa de freqüência
de 2.4 e 2.5 Ghz e a 100 Mbps
802.11r Opera na faixa de freqüência de 2.4 e 2.5 Ghz
e a 100 Mbps
802.11u Opera na faixa de
freqüência de 2.4 e 2.5 Ghz e a 100 Mbps
WAP (Wireless Aplications
Protocol)
Este termo se refere ao protocolo
(de arquitetura similar ao protocolo HTT
- Hyper Text Transfer), é utilizado para aplicações em redes sem fio, mais
especificamente na telefonia móvel. Este protocolo tem como finalidade permitir
a conexão entre aparelhos celulares e a rede WAP, e também, a rede mundial – a
Web e Web2.
Com o protocolo WAP, um usuário de posse do seu celular
(com recursos de conexão a WEB) poderá acessar sites WAP’s (estes
especificamente feitos para aparelhos celulares) e também sites da rede mundial.
Atualmente (2007) os sites WAP’s
estão engatinhando, portanto, conta com poucos recursos – especialmente
gráficos –, e isto é preciso para que as páginas fiquem mais leves do que
aquelas que são baixadas nos computadores.
Outro detalhe é que sites WAP’s
(e os não WAP’s também) não são gratuitos, assim, se você deseja se cadastrar
num desses sites será preciso pagar uma taxa que é cobrada pela operadora dos
serviços WAP’s.
Atualmente a operadora CLARO, por
exemplo, é que cobra o menor valor por MB
(MegaByte) em relação as outras operadoras: TIM e VIVO. Já os valores cobrados
para os acessos à rede mundial – via aparelhos celulares – aos sites não WAP’s
são bem mais baixos.
WAP (Wireless Access Point)
Este termo se refere – numa rede
sem fios – ao dispositivo central que fica encarregado de receber os sinais
transmitidos pelos micros transmissores, conectados na rede Wireless (sem
fios). Em seguida, o WAP repassa esses mesmos sinais para os micros receptores.
WAN (Wireless Area Network)
Este termo se refere às redes de
computadores operando sem fios numa área específica, como num escritório, por
exemplo. Essas redes WAN estão se expandindo de forma super-rápida, e a nível
mundial.
WAN (Wide Area Network)
Este termo se refere ao padrão
para conectar redes de computadores com outras redes, mesmo que elas estejam
localizadas em locais muito distantes. Como por exemplo, em outras cidades,
outros estados e a até fora do país.
WWW (World Wide Web Consortium)
Este termo se refere a entidade
encarregada de estabelecer regras referentes ao desenvolvimento e
compatibilidade dos programas, sites, por exemplo, e as tecnologias que são
desenvolvidas para serem utilizadas na rede mundial.
SNR (Signal-to-Noise Ratio)
Este termo se refere – no caso
das transmissões sem fio feitas por meio de RF-Rádio Freqüência – a relação direta entre sinal e ruído.
Na verdade o ruído também é um
sinal, e às vezes bem mais forte que o sinal normal, mas de característica
aleatória e interferente, sinal este gerado por diversos fatores tais como:
longa distância nas transmissões entre dispositivos (no caso das redes sem fio,
por exemplo, entre as estações); por campos magnéticos e elétricos, corrente
estática e até pela temperatura extremamente alta.
Matematicamente a relação “sinal
ruído” é igual a potência do sinal útil (sinal recebido) dividido pela potência
do sinal ruído (sinal interferente). Como exemplo numa relação SNR numa transmissão (sinalização
completa) sem fio (WiFi), se o sinal útil recebido é algo como 100.000.000
bits/segundo (100 Mbps) e o sinal ruído é algo como 1000 (1 Kbps), a
sinalização realmente aproveitada é algo como 100.000 bits/s (100 Kbps).
Como se pode ver no exemplo, a
degradação na sinalização útil foi bem considerável. No caso das redes WiFi a
grande vilã na relação SNR é a distância entre as estações – quanto maior a
distância mais ruídos serão captados ao longo da transmissão.
Mesmo numa transmissão a curta
distância os sinais interferentes (ruídos) podem ser de alta potência, caso no
mesmo ambiente (ou próximo) onde se encontram os dispositivos transmissores sem
fio, também se encontre telefone sem fio e microondas, por exemplo, que também
operam na faixa de 2.4 GHz mesma faixa de operação dos dispositivos WiFi. Isto
ocorre devido a alta potência da faixa de sinalização operando a 2.4 GHz e em
todas as direções, característica das ondas RF.
Além do sinal ruído, outro fator
que contribui ditamente na degradação do sinal útil nas transmissões sem fio se
refere aos obstáculos – paredes de concretos, por exemplo – que impedem a
passagem desses sinais. Isto sem contar com as estações de rádio, TVs,
Aeroportos, torres de alta tensão, indústrias operando com motores de alta
potência, etc., poderão causar inúmeros problemas nas comunicações.
Áreas onde há intensa presença de
aviões sobrevoando (veja exemplo na imagem acima, esquerda), as causas das
interferências são os aviões. Um outro grande problema, que também interfere de
forma direta e indiretamente nas comunicações via ondas de radiofreqüência, diz
respeito as freqüências baixas, caso essas ondas encontrem muitos obstáculos
pelo caminho e a distância à ser percorrida seja muito longa – mesmo
atravessando obstáculos com muita facilidade –, essas ondas chegarão ao destino
(no caso, a antena receptora) mas muito fracas, isto quando as tempestades com
raios não piorarem a situação (veja
exemplo na imagem acima, direita).
OFDM (Orthogonal Frequency Division
Modulation)
Este termo técnico se refere a
tecnologia de transmissão em redes sem fio no modo de múltiplos sinais (de
forma simultânea), usando diferentes faixas de freqüências.
Isto é possível porque esta
tecnologia aproveita o espectro ortogonal (que forma ângulos retos) entre
freqüências, evitando-se com isto as freqüentes interferências nas transmissões
nas redes sem fio, principalmente nas transmissões as longas distâncias.
Na verdade, usando a técnica
Multiplexação por divisão ortogonal de freqüência, esta tecnologia foi
desenvolvida para ser utilizada em sistema de transmissão de rede sem fio com
tecnologias WiMAX. Sua principal função é a de garantir a conexão entre as
estações sem ser preciso que estas estejam na mesma linha de visada
(direcionadas) do equipamento transmissor da rede.
WLAN (Wireless Local Area Network)
Este termo se refere às redes
locais usando a tecnologia de comunicação sem fios, entre as máquinas
conectadas na rede. Esta tecnologia está muito expansiva, devido facilitar a
implantação de redes em locais onde não se torna impossível usar cabos de
cobres para que as máquinas se comuniquem uma com as outras, como de um prédio para
outro ( veja um exemplo
na imagem abaixo).
Atualmente este tipo de rede está
se tornando muito popular tanto quanto as redes cabeadas, devido a facilidade
de instalação, configuração e, principalmente, pelas variedades de produtos
disponíveis no mercado brasileiro e preços bem baixos, que antes eram quase que
inacessíveis aos usuários domésticos.
Período (tempo) em nanosegundos
Num sistema que se utiliza
modulação, transmissão, recepção e redirecionamento dos sinais de dados, um
sinal – operando na freqüência de clock de 133 MHz (133 milhões de ciclos por
segundo), por exemplo. Estará operando com um período (tempo) de 7,5 ns (1
segundo dividido por 133000000 Hertz). Neste período (ou tempo) de 7,5 ns, a
luz percorre uma distância de 2,30 metros, aproximadamente.
Por...: Jkbyte
