REDE DE TELECOMUNICAÇÕES: WLAN e WiFi Aula 14

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WLAN e WiFi

Aula 14

Professor: Jaime

29 de outubro de 2018

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

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6. WLAN - WiFi

• Uma WLAN é uma rede local sem fio, implementada como extensão ou alternativa para redes convencionais.

• Além de redes locais, esta tecnologia pode ser utilizada para redes de acesso à Internet, que nestes casos são de-nominadas redes WI-FI (Wireless Fidelity).

• As WLANs utilizam sinais de RF ou infravermelho para a transmissão de dados, minimizando a necessidade de cabos de conexão dos usuários à rede.

• Desta forma, uma WLAN combina comunicação de dados com mobilidade dos usuários dentro da área de cobertura da rede, que pode atingir algumas centenas de metros. • As tecnologias de redes sem fio mais conhecidas

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atual-O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page105of211 Go Back Full Screen

mente são IEEE 802.11, Bluetooth e HomeRF.

• O padrão IEEE 802.11 foi especialmente desenvolvido para aplicações de WLANs, enquanto que as tecnologias Blue-tooth e HomeRF são utilizadas em redes pessoais WPANs (Wireless Personal Area Networks).

• Esses dois tipos de rede sem fio têm algumas característi-cas comuns, mas diferem em aspectos fundamentais como taxa de dados, área de cobertura e aplicação.

• As WLANs possibilitam altas taxas de dados a distâncias de dezenas a algumas centenas de metros, oferecendo to-das as funcionalidades de uma rede convencional.

• O padrão IEEE 802.11, por exemplo, transmite dados a taxas em torno de 11 Mbit/s, cobrindo uma distância nom-inal de 100 metros.

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• A tecnologia de Wireless LAN tem sido muito utilizada em depósitos, companhias aéreas, 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 re-des sem fio estão deixando de ser uma alternativa para se tornarem a principal opção onde o cabeamento estrutu-rado se torna inviável.

• Atualmente, podemos encontrar WLAN 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

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equipa-O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page107of211 Go Back Full Screen

mentos móveis, tais como: notebooks, computadores de mão e telefones.

• As primeiras redes sem fio tinham um conjunto de proble-mas: eram muito caras, eram lentas, tinham uma série de problemas de interferências e eram baseadas em tecnolo-gias proprietárias.

• Dois eventos aconteceram para levar as redes sem fio para o topo:

1. Os problemas técnicos de incompatibilidade e geren-ciamento do espectro foram resolvidos.

2. A tendência da sociedade é ter mais mobilidade, tor-nando as redes sem fio importantes, principalmente para o uso de notebooks e computadores de mão.

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• Uma WLAN deve atender aos mesmos tipos de exigência de uma LAN comum. Ao mesmo tempo, existem exigên-cias específicas de WLAN, tais como:

– Throughput: o protocolo de acesso ao meio deve ser

eficiente para maximizar a capacidade do meio sem fio;

– Número de nós: deve suportar diversos nós divididos

em múltiplas células;

– Conexão ao backbone de uma LAN: na maioria dos

casos, LANs sem fio são extensões de LANs comuns, por isso a capacidade de interconexão com backbone cabeado é exigida;

– Consumo de energia de baterias: as estações devem

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não estão usando a rede, principalmente se houver estações móveis na mesma;

– Robustez na transmissão e segurança: o projeto de

uma WLAN deve permitir transmissão confiável até mesmo num ambiente de ruído e prover algum nível de segurança;

– Operação de redes próximas: com a popularização

das wireless LAN é bastante provável que duas ou mais WLANs funcionem numa mesma área, causando interferência. Tal interferência pode contrariar o fun-cionamento normal do protocolo MAC;

– Operação livre de licença: os usuários devem optar

por usar produtos para WLAN sem ser preciso as-segurar licença para a banda de freqüência usada na transmissão;

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O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page110of211 Go Back Full Screen – Hando↵/Roaming: o protocolo MAC usado nas WLANs

deve ser capaz de habilitar a movimentação das es-tações de uma célula para outra;

– Configuração dinâmica: o endereçamento MAC e

as-pectos de gerenciamento de rede devem permitir adições dinâmicas, desligamento e recolocação de sistemas fi-nais sem o rompimento de outros usuários.

• Os tipos de implementação de WLANs variam de acordo com as técnicas de transmissão utilizadas.

• Os produtos disponíveis no mercado encaixam-se num dos seguintes tipos: LAN infravermelho, LAN com es-palhamento de espectro e LAN com microondas de faixa estreita.

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vanta-O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page111of211 Go Back Full Screen

gens sobre aquelas baseadas na transmissão de rádio. • Primeiro, o espectro do infravermelho é virtualmente

ilim-itado, apresentando possibilidade de alcance de altas taxas de transmissão de dados, além de ser uma faixa do espec-tro não regulada, diferentemente do especespec-tro de microon-das.

• O infravermelho não atravessa paredes ou outros objetos sólidos e possui reflexão difusa, com isso pode-se usar reflexão no teto para cobertura de uma sala inteira.

• Isso acaba por acrescentar duas outras vantagens: LANs baseadas em raios infravermelhos podem ser mais seguras do que microondas e instalações separadas de WLANs in-fravermelho por todas as salas num edifício podem operar sem interferência.

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• Comparativamente com microondas, os equipamentos que trabalham com raios infravermelhos são relativamente mais baratos e simples.

• A modulação é por intensidade, bastando detectar a am-plitude dos sinais ópticos, sendo que as maiorias dos receptores de microondas devem detectar freqüência ou fase.

• Uma grande desvantagem das WLANs infravermelho é sua grande suscetibilidade à interferência da luz do sol e, em ambientes fechados, da própria iluminação artificial. • A radiação ambiente aparecerá como um ruído para um

receptor infravermelho, o que requer aumento na potência do sinal. Entretanto, aumento na potência do transmissor é limitado por questões de saúde ocular e consumo de

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O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page113of211 Go Back Full Screen energia.

• O tipo de WLAN mais difundido é aquele baseado no espalhamento do espectro, fazendo o uso de múltiplas células. Células adjacentes fazem uso de freqüências difer-entes dentro de uma mesma banda para evitar interferên-cia.

• Dentro de uma célula, a topologia pode ser tanto ponto-a-ponto quanto baseada em hub. O hub funciona como um elo de ligação ao backbone de uma LAN cabeada.

• Ele pode controlar o acesso centralizado, como na função coordenada pontual das redes IEEE 802.11. Também pode controlar o acesso agindo como um repetidor multiporta, neste caso todas as estações da célula transmitem e re-cebem apenas do hub.

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• Alternativamente, e independentemente do mecanismo de controle de acesso, todas as estações podem transmitir em broadcast usando uma antena omnidirecional tal que todas as outras estações da célula possam receber; isto corresponde a uma configuração lógica em barra.

• Outra função em potencial do hub é gerenciar o roaming das estações móveis entre as células, nomeando outros hubs melhores posicionados dependendo da força do sinal de comunicação com sua estação.

• Numa rede ponto-a-ponto não há hub e o acesso ao meio é baseado na lei do “melhor esforço”, ou seja, as estações disputam o meio entre si.

• Redes nesta configuração são chamadas ad-hoc.

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espectro, as chamadas bandas ISM. Nos EUA, as bandas para uso não licenciado em espalhamento de espectro são: 902-908 MHz (banda de 915 MHz), 2.4 - 2.4835 GHz (banda de 2.4 GHz) e 5.725 - 5.825 GHz (banda de 5.8 GHz).

• Mas deve-se atentar para outros objetos (telefones sem fio, forno de microondas, rádio amador) que usam estas freqüências, pois há riscos de interferência.

• Em geral, quanto mais alta a banda de freqüência mais caro são os equipamentos.

• O termo microondas de faixa estreita refere-se a banda de freqüência de microondas para transmissão de sinal dentro de uma largura de banda relativamente estreita -apenas larga o suficiente para acomodar o sinal.

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trans-O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page116of211 Go Back Full Screen

missão de vídeo são licenciadas e coordenadas dentro de uma área geográfica específica para evitar interferências em potencial entre os sistemas.

• A vantagem de se usar banda licenciada é a garantia da comunicação livre de interferência.

• Ao contrário do espectro não licenciado, tal como ISM, o espectro licenciado dá ao detentor da licença o direito legal de um canal de comunicação livre de interferência.

• Em 1995, RadioLAN dos EUA se tornou a primeira a in-troduzir WLAN em faixa estreita usando o espectro ISM. Este espectro pode ser usado para transmissão em faixa estreita para baixa potência (0.5 W ou menos).

• O produto RadioLAN opera a 10 Mbps na banda de 5,8 GHz, com alcance de 50 m em ambiente semi-aberto e 100

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O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page117of211 Go Back Full Screen m em ambiente aberto.

• A topologia é ponto-a-ponto, mas em substituição ao hub estacionário, o produto RadioLAN automaticamente elege uma estação como Mestre Dinâmico, baseado em parâmet-ros tais como localização, interferência e força do sinal. • O nó mestre pode mudar automaticamente à medida que

as condições variarem.

• A LAN também inclui uma função de revezamento dinâmico o qual permite cada estação a agir como um repetidor para mover dados entre estações que estão fora do alcance uma da outra.

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O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page118of211 Go Back Full Screen 6.1. Método de Modulação

• Todas essas redes sem fio operando em 2,4GHz usam a modulação por espectro de dispersão - spread spectrum modulation (SSM) - que permite a máxima utilização dos canais da freqüência de rádio.

• O tipo de SSM empregado é a maior diferença entre os padrões.

• O Bluetooth usa o FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum.

6.1.1. Direct Sequence Spread Spectrum (DS-SS)

• Para atingir uma operação confiável em taxas superiores a 2Mbps e uma extensão da área de operação, o DSSS substituiu o FHSS como método de modulação.

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O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page119of211 Go Back Full Screen •

• O Federal Communication Commission (FCC) especifica 11 canais para o uso do DSSS em 2,4GHz, mas com um nível de potência menor que o FHSS.

• O DS-SS modula os dados através da quebra da seqüência (chipping) conhecidos como código de Barker.

• O código Barker é uma seqüência de 11 bits com uma certa propriedade matemática ideal para modulação de rádio freqüência.

• Na seqüência de dados são executadas operações OR (XOR) com o código Barker para gerar uma série de objetos de dados chamados chips (não confundir com microproces-sadores).

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• Cada bit é codificado por 11 bits do código Barker, onde cada grupo de 11 chips codificados representa um bit do dado.

• A modulação do sinal de rádio freqüência utiliza uma var-iedade de técnicas. Para transmissão de 1Mbps é utilizada a técnica BPSK - Binary Phase Shift Keying.

• Para transmissão de 2Mbps é utilizada a técnica QPSK -Quadrature Phase Shift Keying. O QPSK utiliza quatro rotações (0, 90, 180 e 270 graus) para codificar 2 bits de informação no mesmo espaço onde o BPSK codifica 1. • Entretanto, para aumentar a taxa de transmissão utilizando

essas técnicas deve-se aumentar a potência de transmissão. Como a potência está limitada em 1 Watt deve-se adaptar as taxas de transmissão.

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• Para se atingir 11Mbps a técnica de codificação deve ser alterada. O código Barker foi substituído pela seqüência CCK - Complementary Code Keying.

• Este método usa 64 códigos únicos para codificar o sinal, com até 6 bits representados por um único símbolo.

• O código CCK é modulado pela técnica QPSK com uma taxa de transmissão de 2Mbps, permitindo adicionar 2 bits de informação em cada símbolo.

• Enquanto 8 chips são utilizados para cada 6 bits, o QPSK modula codificando 8 bits em cada símbolo.

6.1.2. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)

• O DS-SS é suscetível a obstáculos como pilares, móveis e as paredes dos escritórios. Essa restrição do DS-SS causa

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uma redução da taxa efetiva de transmissão.

• Para resolver esse problema é utilizada a técnica de mul-tiplexação por divisão de freqüência ortogonal (OFDM), uma forma de modulação com múltiplas portadoras. • É utilizada para codificar uma string de dados do WLAN

operando em 5GHz e acima de 11GHz em redes de 2,4GHz. • Para se transmitir um alto volume de informações o canal de transmissão é dividido em vários sub-canais, cada um com uma portadora independente.

• O OFDM é usado em várias aplicações de WLAN.

• Na sua forma de implementação, o OFDM é chamado de coded OFDM (COFDM).

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ve-O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page123of211 Go Back Full Screen

locidade em várias portadoras de velocidades menores, e todas transmitem em paralelo.

• Cada portadora de alta velocidade é de 20 MHz e possui 52 sub-canais, cada um com aproximadamente 300 kHz. • Quatro sub-canais são utilizados para a correção de erros

e manter a coerência do sinal de freqüência. • Os restantes 48 sub-canais são para dados.

• O COFDM provê um robusto transporte em diferentes am-bientes, onde a transmissão dos sinais de rádio é refletida por vários pontos.

• Para baixas velocidades, o BPSK é usado para codificar 125 Kbps para cada canal de dados, resultando em 6000 Kbps, ou 6Mbps.

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• Usando QPSK, o montante de dados codificados por canal dobra para 250 Kbps por canal, resultando em 12Mbps. • Utilizando 16 níveis o QAM - quadrature amplitude

mod-ulation - pode codificar 4 bits atingindo uma taxa de trans-missão de dados de 24Mbps.

• Para taxas de transmissão de 54Mbps são utilizados 64 níveis de codificação de símbolos, que codifica 8 bits por Hertz ou 10 bits por Hertz.

6.2. Protocolo

• Uma rede local sem fio (WLAN - Wireless Local Area Net-work), converte pacotes de dados em onda de rádio ou infravermelho e os envia para outros dispositivos sem fio

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ou para um ponto de acesso que funciona como uma es-tação central de uma arquitetura.

• À medida que as LAN sem fio se expandiam, cresciam também a demanda por padrões capazes de assegurar o tráfego de informações de forma coordenada Foi com essa missão que surgiram os protocolos de comunicação das redes sem fio.

• As LAN sem fio exigem protocolos diferenciados nas sub-camadas MAC.

• Existem inúmeras marcas e produtos para wireless LAN no mercado.

• A maioria deles está baseado no padrão desenvolvido pelo IEEE, o IEEE 802.11.

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• No entanto, há outros padrões também em uso pelo mundo afora, sejam proprietários ou não.

• Na Europa, por exemplo, existe o HiperLAN (High Perfor-mance Local AreaNetwork), desenvolvido pelo European Telecommunications Standards Institute, semelhante ao padrão IEEE 802.11.

• Define uma taxa máxima de dados de 24 Mbps e uma futura revisão operará acima dos 54 Mbps.

• Há uma aproximação entre IEEE 802.11 e Bluetooth.

• Eles podem usar a mesma banda de freqüência e mesma técnica de espalhamento de sinal. E isso pode oferecer risco de interferência entre eles.

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O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page127of211 Go Back Full Screen 6.3. Arquitetura 802.11

• O trabalho sobre wireless LAN no comitê IEEE 802 começou em 1987 dentro do grupo IEEE 802.4 que tinha como ob-jetivo o desenvolvimento de WLAN baseada nas bandas ISM usando algo parecido com token bus no protocolo MAC.

• Após os estudos, verificou-se que o token bus não era adequado para o controle de um meio de radiofreqüência, uma vez que causava o uso ineficiente do espectro de radiofreqüência.

• Com isso, em 1990, o comitê IEEE decidiu criar um novo grupo de estudo especialmente voltado para WLAN, de-screvendo um protocolo MAC e o meio físico.

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Area Networks Standard Working Group, IEEE Project 802.11, o qual define um nível físico para redes onde a transmissão se dá por meio não delimitado e um controle de acesso ao meio através do protocolo DFWMAC (Dis-tributed Foundation Wireless Medium Acess Control). • Quanto à arquitetura propriamente dita, a divisão da área

abrangida é feita em células, cujo tamanho depende das características do ambiente e dos transmissores/receptores. • As células são chamadas de BSA (Basic Service Area). À comunicação de um conjunto de estações dentro de uma BSA dá-se o nome de BSS (Basic Service Set).

• Para permitir a cobertura de áreas maiores que uma célula, permite-se a criação de várias BSAs ligadas através de um sistema de distribuição que pode ser uma rede cabeada,

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um switch ou uma outra wlan, por exemplo.

• As BSAs se ligam ao sistema de distribuição através de es-tações especiais denominadas Acess Points (APs), os quais são responsáveis pelo encaminhamento de transmissões de estações de sua BSA para outra BSA, bem como de enviar transmissões de outras BSAs para estações de sua própria BSA, através do sistema de distribuição.

• A união de várias BSAs ligadas a um sistema de dis-tribuição via AP é chamada ESA (Extended Service Area) e o conjunto e vários BSSs forma o ESS (Extended Service Set).

• Cada BSS recebe um identificador relativo ao seu ESS, o BSS-ID e cada ESS também possuem o seu identificador, o ESS-ID.

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• Os dois identificadores juntos formam o Network-ID. • Uma rede constituída por múltiplos BSSs num mesmo ESS

é chamada rede local sem fio com infra-estrutura.

• Como dito anteriormente, os pontos de acesso (acess points) são estações especiais com funções além daquelas dita na ocasião.

• Eles também são responsáveis pela autenticação, associ-ação e reassociassoci-ação de estações, ou seja, garantem que a estação continue na rede mesmo se ela se deslocar por outra BSA.

• A estação varre a área para saber qual ponto de acesso é mais bem indicado para sua atual potência do sinal.

• Na escolha do ponto de acesso é levado em conta também a qualidade da recepção dos quadros enviados pelos APs.

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• Uma vez identificado o melhor ponto de acesso para sua atual posição, a estação passa a se associar a ele.

• Os pontos de acesso também realizam gerenciamento de potência, permitindo que haja economia de energia na estação.

• Quando uma estação está no modo de economia de energia (função de recepção desativada - power save), os APs pe-riodicamente enviam quadros às estações, e, uma vez que as estações e os APs trabalham com relógios sincroniza-dos, as estações ligam seus receptores e podem receber um quadro vindo do AP indicando que há demanda para a estação, por exemplo.

• Neste caso, a estação sai do modo power save e passa a se preparar para receber os quadros a ela endereçados que

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foram armazenados no AP enquanto a estação estava no modo de economia de energia.

• Como dito anteriormente, os APs e as estações trabalham com seus relógios em sintonia.

• Para isso, o AP envia periodicamente quadros (beacon) contendo a leitura de seu relógio para que as estações possam atualizar os valores de seus respectivos relógios. • Uma rede sem fio em que não haja AP e as estações se

ligam ponto-a-ponto é chamada de Ad-hoc.

• Na verdade, este é um caso especial de rede sem fio com infraestrutura em que há somente um BSS num ESS.

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O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page133of211 Go Back Full Screen 6.4. Serviços IEEE 802.11

• O provedor do serviço pode ser tanto uma estação quanto o sistema de distribuição e quando se refere a estação, aí incluem-se os pontos de acesso também.

• Os serviços de distribuição são providos entre BSSs, os quais podem ser implementados no AP ou em outro positivo de propósito especial anexado ao sistema de dis-tribuição.

• O MSDU (MAC Service Data Unit) é um bloco de dados passado do usuário MAC para a camada MAC; tipica-mente, isto é um LLC PDU.

• Se o MSDU é muito grande para ser transmitido num único quadro MAC, ele pode ser fragmentado e transmitido em mais de um quadro MAC.

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• Abaixo, descrever-se-á resumidamente o que cada um dos outros serviços executam:

1. Distribuição: serviço primário usado pelas estações para trocar quadros MAC quando estes devem atrav-essar o sistema de distribuição, passando de uma es-tação em um BSS para uma eses-tação em outro BSS. 2. Neste caso, o quadro obrigatoriamente deve passar

pelo AP da primeira BSS, depois pelo sistema de dis-tribuição, chegar ao AP da BSS destino e este final-mente repassa à estação receptora.

3. Integração: responsável pela transferência de dados entre uma estação na LAN IEEE 802.11 e outra estação de uma LAN integrada IEEE 802.x.

4. O termo “integrada” refere-se a uma LAN cabeada que é fisicamente anexada ao serviço de distribuição e

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cujas estações são logicamente conectadas a uma LAN IEEE 802.11 via serviço de integração.

5. Associação: refere-se ao estabelecimento de uma as-sociação inicial entre uma estação e um AP.

6. Antes da estação poder transmitir ou receber quadros numa WLAN, sua identidade e endereço devem ser conhecidos.

7. Para tal, a estação deve estabelecer uma associação com o AP de uma BSS em particular.

8. Com isso, o AP pode comunicar esta informação aos outros APs dentro da ESS para facilitar o roteamento e entrega de quadros endereçados.

9. Reassociação: habilita uma associação estabelecida para ser transferida de um AP para outro, permitindo que a estação móvel possa se mover de uma BSS para

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O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page136of211 Go Back Full Screen outra.

10. Desassociação: notificação oriunda do AP ou da es-tação de que a associação existente está terminada. Em tese, esta notificação deve ser feita antes de a es-tação deixar o ESS ou ser desligada.

11. Autenticação: serviço com o qual as estações estabele-cem sua identidade com as estações que desejam se comunicar.

12. O padrão não determina um esquema de autenti-cação particular, podendo ir do relativamente inse-guro handshaking ao método de criptografia por chaves públicas.

13. Entretanto, o padrão IEEE 802.11 requer aceitabilidade mútua, autenticação com sucesso antes de se estabele-cer uma associação com o AP.

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14. Desautenticação: serviço que finaliza uma autenti-cação.

15. Privacy: serviço que previne a leitura de conteúdos das mensagens por entidades que não sejam as recep-toras intencionadas. O padrão provê o uso opcional de encriptação para assegurar a privacidade (algoritmo WEP).

6.5. Access Point

• Os access points funcionam como transmissores de rádio e como bridge, transferindo dados dos clientes através dos access points para a rede de cabos fixos (LAN).

• Ele é similar nas redes sem fios a uma switch ou a um hub. Em WLAN, os access points substituem as switch/hub e

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as ondas de rádio substituem os cabos.

• Além das funções de bridge entre a rede wireless e a rede de cabos, o access points provê as funções associadas a um roteador.

• Eles podem funcionar como um servidor DHCP - Dy-namic Host Configuration Protocol, e fazer tradução de endereços (NAT - Network Address Translation), para atender vários usuários utilizando um único endereço IP. • Pode se fazer um balanceamento de carga entre múltiplos

access points.

• Permite que um usuário mova-se de um access point a outro sem perder a conexão, funcionalidade conhecida como hando↵.

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• O número de clientes que podem acessar um único access point depende das condições do layout físico, tráfego da rede e das aplicações que serão suportadas pela WLAN. • Os access points tem um alcance médio de 50 metros até

no máximo 100 metros, embora isto dependa fortemente das características do local.

6.6. Padrões da Indústria

6.6.1. Padrão 802.11b

• O padrão 802.11b recebeu o apoio do Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), uma organização encar-regada de confirmar a compatibilidade entre produtos de seus associados.

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• A WECA foi fundada pela 3Com, Cisco System, Intersil, Agere System, Nokia e Symbol Technologies. Os produtos certificados pela WECA têm o logotipo oficial Wi-Fi. • As redes sem fio baseadas no 802.11b (ou seja, no Wi-Fi)

são muito comuns, pois foi a primeira tecnologia WLAN oferecida aos consumidores.

• O padrão 802.11b é especificado para operar em 2,4 GHz utilizando a banda ISM (freqüência liberada).

• Os canais de rádio freqüência usam a modulação DSSS, permitindo altas taxas de velocidade em distância de até 100 metros.

• O padrão permite taxas de transferência de até 11Mbps, entretanto, na realidade o normal são transferência de até 3,5Mbps.

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• Tipicamente, o padrão IEEE 802.11b é utilizado em pe-quenos escritórios, em hospitais, em depósitos e em chão de fábrica.

• Seu principal uso deverá ser em grandes campus para prover conectividade em salas de conferências, áreas de trabalhos, e qualquer outro ambiente inconveniente ou perigoso para se instalar cabos.

• Em qualquer ambiente onde exista a necessidade de mo-bilidade será aceitável a instalação de rede sem fios.

6.6.2. Padrão 802.11a

• O IEEE 802.11a é o equivalente Fast-Ethernet do padrão IEEE 802.11b.

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• Ela especifica uma rede cinco vezes mais rápida do que o 802.11b.

• O padrão 802.11a é incompatível com o padrão 802.11b/g, mas há fabricantes desenvolvendo interfaces multipadrão, o que vai amenizar esse problema.

• O padrão 802.11a foi desenhado para operar numa banda de freqüência de 5 GHz e tem um alcance de 20 metros, um quinto do alcance do 802.11b.

• A potência máxima especificada é de 50mW para produtos operando em 5,15 GHz até 5,25 GHz, 250mW para produ-tos operando em 5,25 GHz até 5,35 GHz e de 800mW para 5,725 GHz até 5,82 GHz.

• Diferente dos padrões IEEE 802.11b/g, o IEEE 802.11a não usa o padrão DSSS.

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• Ao contrário, utiliza o OFDM que opera mais facilmente em ambientes de escritórios.

• Os produtos 802.11a certificados pelo WECA serão com-ercializados e identificados pela designação “Wi-Fi5 Cer-tified”.

6.6.3. Padrão 802.11g

• O 802.11g deixaram de ser apenas uma especificação de rede wireless. Agora, ele é um padrão oficial do IEEE (Institute of Electrial and Electronics Engineers).

• O IEEE 802.11g prevê a especificação do MAC (Médium Access Control) e da camada física (PHY).

• A camada física será uma extensão do IEEE 802.11b com uma taxa de transmissão de 54Mbps usando a modulação

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O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page144of211 Go Back Full Screen OFDM e a freqüência de 2,4GHz.

• A especificação IEEE 802.11g é compatível com a especifi-cação IEEE 802.11b.

• O padrão IEEE 802.11g será uma espécie de Wi-Fi 2.0. • Usando um protocolo estendido, o 802.11g permitem o

uso misto da rede.

• Esta característica de uso misto permite que equipamentos que usam o 802.11b operando em 11Mbps possam compar-tilhar a mesma rede com os novos equipamentos operando em 54Mbps.

• Isso permitirá a migração sem impacto das redes de 11Mbps para as redes de 54Mbps.

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O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page145of211 Go Back Full Screen 6.6.4. Padrão 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 têm um frame estendido que incluem campos com informações dos países, parâmetros de freqüência e tabelas com parâmetros.

6.6.5. Padrão 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.

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• Mais tarde as questões de segurança foram atribuídas ao Task Group 802.11i, ficando o 802.11e responsável por de-senvolver os aspectos de QoS.

• O QoS deve ser adicionado as redes WLANs para me per-mitir o uso VoIP.

• Também será requerido para o ambiente doméstico, onde deverá suportar voz, vídeo e dados.

6.6.6. Padrão 802.11f

• O padrão IEEE 802.11 especifica a subcamada MAC e a camada física para as WLANs e define os princípios bási-cos da arquitetura da rede, incluído os conceitos de access points e dos sistemas distribuídos.

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• 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 múltip-los fornecedores para operarem em rede.

6.6.7. Padrão 802.11h

• Na Europa, os radares e satélites usam a banda de 5GHz, 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

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controle de potência de transmissão (TPC - Transmit Power Control) para o padrão 802.11a.

6.6.8. Padrão 802.11i

• O Task Group IEEE 802.11i foi criado para melhorar as funções de segurança do protocolo 802.11 MAC, que agora é conhecido como Enhanced Security Network (ESN). • O esforço do ESN é unificar todos os esforços para

melho-rar a segurança das WLANs. Sua visão consiste em avaliar os seguintes protocolos:

– Wired Equivalent Protocol (WEP)

– Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) – Advanced Encryption Standard (AES)

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O Padrão 802 WPAN WLAN - WiFi WMAN WMAN (802.16) e . . . WMAN (802.16) ou . . . Conclusão Title Page JJ II J I Page149of211 Go Back Full Screen – IEEE 802.1x para autenticação e criptografia.

• Percebendo que o algoritmo RC4 não é robusto o sufi-ciente para as futuras necessidades, o grupo de trabalho 802.11i está trabalhando na integração do AES dentro da subcamada MAC.

• O AES segue o padrão do DES - Data Encryption Standard. • Como o DES o AES usa criptografia por blocos.

• Diferente do DES, o AES pode exceder as chaves de 1024 bits, reduzindo as possibilidades de ataques.