Fundamentos Wifi
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Tecnologias de Redes sem FioTecnologias de Redes sem Fio
FundamentosFundamentos
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
FundamentosFundamentos• Sinal AnalógicoSinal Analógico
• Sinal DigitalSinal Digital
FundamentosFundamentos
Componentes da Onda eletromagnéticaComponentes da Onda eletromagnética
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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)
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
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
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
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
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
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
Transmissão sem Fio - AntenasTransmissão sem Fio - Antenas• Antena Omnidirecional
– Irradia e recebe igualmente em todas as direções
Transmissão sem Fio - AntenasTransmissão sem Fio - Antenas• Antena Direcional
– Irradia e recebe a maior potência do sinal em uma única direção