Wireless 802.11

Alunos:Bruno C. Leite

Juno D. Roesler

2

Introdução

A tecnocnologia wireless permite a conexão

entre diferentes pontos sem a necessidade de fios,

através de aparelhos que utilizam radiofreqüência ou

luz, como o infravermelho.

3

As tecnologias de rede sem fio comunicam-se

estabelecendo uma conexão entre os pontos da rede,

transmitindo dados através de sua modulação em

freqüências específicas.

4

Dentre as principais tecnologias wireless temos:

– IrDA – Barramento de transmissão através de luz

infravermelha;

– Wi-Fi (Wireless Fidelity) – licenciada pela Wi-Fi

Alliance para descrever a tecnologia de redes sem fios

embarcadas (WLAN) baseadas no padrão IEEE 802.11;

5

– Bluetooth – Conexão e transmissão de dados de baixo

custo via freqüência de rádio de curto alcance, não

licenciada e segura.

6

História e Cronologia do IEEE 802.11

– 1989 – Regulamentação do uso do espectro de

freqüências pelo Federal Communications Commission

(FCC);

7

– 1990 – O padrão para redes sem fio IEEE 802.11, também conhecido como Wi-Fi (Wireless Fidelity), começou a ser estudado quando o Institute of Eletrical and Electronics Engineers (IEEE) instaurou um comitê para definição de um padrão de conectividade sem fio.

8

– 1997 – Aprovado o primeiro padrão IEEE 802.11, cuja taxa de transmissão era de 1 a 2 Mbps.

– 1999 – Aprovados os padrões 802.11a e 802.11b, que

utilizam as frequências de 5 GHz e 2.4 GHz, e possuem

taxas de transmissão de 54 Mbps e 11

Mbps,respectivamente.

– Em 2003 o IEEE aprovou o padrão 802.11g, que possui

taxa de transmissão de 54 Mbps e opera na frequência

de 2.4 GHz;

9

– 2005 – Especificação do padrão 802.11e que agrega Qualidade de Serviço (QoS) às redes;

– 2006 – Surgem pré-implementações do padrão

802.11n, que usa múltiplas antenas para transmissão

e recepção (Multiple-Input Multiple-Output -

MIMO), permitindo taxas de transmissão de até 600

Mbps.

10

Padrões do IEEE 802.11

– 802.11b – Publicado em outubro de 1999, foi o

primeiro padrão a ser implementado e utilizado em

larga escala. Possui taxa de transmissão de 11 Mbps,

opera na freqüência de 2.4 GHz e alcance aproximado

de 400 metros para lugares abertos e 50 metros para

ambientes fechados. Suporta até 32 utilizadores por

ponto de acesso.

11

– 802.11a – Lançado na mesma época que o 802.11b, este padrão é uma tecnologia mais cara e é incompatível com os demais padrões IEEE 802.11. Opera com freqüência de 5 GHz, possui alcance reduzido de ~15 metros em ambientes fechados e taxa de transmissão de 54 Mbps. Suporta até 64 utilizadores por ponto de acesso.

12

• 802.11d – Padrão desenvolvido para operar em regiões em que os demais padrões são incompatíveis, como alguns países da Europa. Sua principal diferença é que possui um frame estendido que inclui campos e tabelas contendo informações dos países e parâmetros de freqüência.

13

• 802.11e – Criado inicialmente para atender aspectos de segurança e qualidade de serviço (QoS) para a sub-camada MAC, porém mais tarde as questões de segurança foram atribuídas ao padrão 802.11i, ficando o 802.11e responsável por desenvolver os aspectos de QoS. O QoS pode ser adicionado em redes WLANs para me permitir e melhorar o uso VoIP.

14

– 802.11f – Especifica princípios e conceitos que descrevem conjuntos de funções e o protocolo IAPP (Inter-Access-Point Protocol), que garante a interoperabilidade entre Access Points.

15

• 802.11g – Padrão disponibilizado em 2003, é tido como sucessor natural do 802.11b por ser totalmente compatível com este. Possui alcance de ~30 metros para ambientes fechados e ~160 metros para ambientes abertos. Opera com taxa de transmissão nominal de 54 Mbps e freqüência de 2.4 GHz.

16

• 802.11h – Versão do 802.11a regulamentada para utilização da banda de 5 GHz na Europa. Adiciona função de seleção dinâmica de freqüência (DFS – Dynamic Frequency Selection) e controle de potência de transmissão (TPC – Transmit Power Control), que permite que o rádio ajuste a potência do sinal de acordo com a distância do receptor.

17

• 802.11i – Padrão de segurança finalizado em 2004, que visa avaliar os protocolos WEP, TKIP, AES. Este padrão implementa o protocolo WPA2, que integra o AES e segue o padrão do DES – Data Encryption Standard, podendo exceder as chaves de 1024 bits, reduzindo as possibilidades de ataques.

18

• 802.11n – Tido como o sucessor do 802.11g, implementa melhorias nos algoritmos de transmissão e faz uso do MIMO (multiple-input multiple-output), que permite a utilização de diversos fluxos de transmissão, utilizando vários conjuntos transmissores, receptores e antenas, transmitindo os dados de forma paralela. Com isso a taxa de transmissão pode variar de 300 Mbps (com 2 transmissores) a 600 Mbps (4 transmissores), e alcance de até 400 metros indoor.

19

Access Point e placa 802.11n com 3 antenas.

20

Quadro Comparativo IEEE 802.11

21

O padrão 802.11g suporta dois principais tipos de criptografia, o Wired Equivalent Protocol (WEP), e o Wireless Protect Access (WPA), desenvolvido pelo WiFi-Alliance em 2003. Além desses, foi implementado o WPA2, que corresponde ao padrão de segurança 802.11i, finalizado em 2004.

Segurança

22

WEP (Wired Equivalent Protocol):

• Criptografia de 64 ou 128 bits;

• Baseado em vetores de inicialização;

• Sistema vulnerável e facilmente quebrável com a

ajuda de ferramentas como o “Aircrack”.

23

WPA (Wireless Protect Access):

• Não utiliza vetores de inicialização ou chaves fixas;

• Usa o sistema TKIP (Temporal Key Integrity

Protocol) onde a chave de encriptação é trocada

periodicamente;

• Possível quebrar chaves pequenas com ataques de

força bruta, porém praticamente inviolável para

chaves de 20 caracteres ou mais.

PRÓS E CONTRAS DE CADA PADRÃO

802.11bPrós - Menor custo, bom alcance do sinal e não é facilmente

obstruídoContras – Velocidade máxima baixa, outros aparelhos podem

interferir no sinal (microondas, Bluetooth, telefones sem fio).

802.11aPrós – Alta velocidade máxima, as freqüências reguladas

previnem que o sinal receba interferência de outros dispositivos.Contras – Alto custo, baixo alcance e sinal facilmente obstruído.

802.11gPrós – Alta velocidade máxima, bom alcance do sinal e não é

facilmente obstruído.Contras – Custa um pouco mais que o 802.11b. Outros

dispositivos podem interferir no sinal.

CAMADAS DE REDE

TÉCNICAS DE MODULAÇÃO

802.11a - OFDM

802.11b - CCK

802.11g – OFDM + CCK

TAXA DE TRANSMISSÃO X ALCANCE

OFDM - Orthogonal Frequency-Division Multiplexing

OFDM é uma técnica de modulação baseada no FDM. O OFDM divide a stream de dados em diversos subcanais ortogonais entre si, para que não haja interferência entre eles. Essa composição permite uma alta taxa de transmissão e alta resistência à interferências.

Transmissor OFDM

Sendo s[n] é uma stream serial de digitos binários. Primeiramente, é multiplexada em diversas stream paralelas, cada uma mapeada para um stream simbolo utilizando algum tipo modulação (QAM, PSK, etc). É aplicada a inversa da transformada rápida de Fourier nessas streams, obtendo assim as componentes real e imaginário do sinal. Que por sua vez passam num conversor digital-analógico para obtermos o sinal. Então utilizamos os sinais analógicos para modular os senos e cossenos a partir da frequência de banda. Então somamos esse sinal para termos o sinal de transmissão.

Receptor OFDM

O receptor recebe o sinal e aplica as conversões na forma inversa do transmissor. Assim, obtem-se uma array s[n] que é possivelmente o dado que foi transmitido.

FUTURO

802.11n - Opera nas faixas de 2,4Ghz e 5Ghz. Promete ser o padrão wireless para distribuição de mídia, pois oferecerá, através do MIMO (Multiple Input, Multiple Output - que significa entradas e saídas múltiplas ), taxas mais altas de transmissão (até 300 Mbps), maior eficiência na propagação do sinal (com uma área de cobertura de até 400 metros indoor) e ampla compatibilidade reversa com demais protocolos.

BIBLIOGRAFIAhttp://pt.wikipedia.org/wiki/OFDMhttp://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/7131http://www.gta.ufrj.br/grad/07_2/jefferson/Page5.htmlhttp://compnetworking.about.com/cs/wireless80211/a/aa80211standard.htmhttp://www.techworld.com/mobility/features/index.cfm?featureid=423http://www.cin.ufpe.br/~jk/ofdm.ppthttp://en.wikipedia.org/wiki/OFDMhttp://www.wi-fiplanet.com/columns/article.php/1500581http://www.guiadohardware.net/artigos/802-11n/http://3g4g.blogspot.com/2008/08/80211n-and-4g.htmlhttp://pt.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11