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Tecnologias WLAN

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Prévia do material em texto

Redes Heterogêneas 
e Conectividade 
 Tecnologias WLAN
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Ms. Vagner Silva 
Revisão Textual:
Profª Esp. Vera Lídia de Sá Cicaroni 
5
Nesta unidade, você irá estudar os conceitos que envolvem comunicação entre dispositivos 
sem fio conhecidos como WLAN e conhecerá, além de topologia, protocolos e arquitetura, 
também as técnicas de transmissão.
Além de participar das atividades propostas, você poderá esclarecer os pontos sobre os quais 
ainda tenha dúvidas através do fórum de discussão. 
Então vamos lá! Estude os materiais disponibilizados e depois faça as atividades.
Vamos começar?
As redes sem fio dão maior flexibilidade aos usuários; por esse motivo os 
dispositivos que conseguem se conectar a uma rede sem fio fazem tanto 
sucesso. Entender os padrões relacionados a essas redes e como funcionam 
os protocolos faz-se necessário. Esse tipo de tecnologia faz parte das redes 
heterogêneas e está crescendo cada vez mais.
Esta unidade tem como objetivo dar uma visão ampla sobre os padrões, as 
modulações possíveis e outras características da tecnologia WLAN.
Tecnologias WLAN
 · Introdução
 · Topologias e Protocolos WLAN
 · Arquitetura WLAN
6
Unidade: Tecnologias WLAN
Contextualização
Desde 1997, empresas e usuários domésticos começaram a conectar computadores em rede, 
dispensando o uso de fios e cabos. No Brasil, a popularização do uso das redes sem fio coincide 
com o aumento das vendas dos computadores portáteis e iniciativas cada vez mais frequentes de 
fornecimento de acesso à Internet em locais públicos, tais como aeroportos, cafés, restaurantes 
e hotéis. Atualmente é possível conectar, além de computadores e notebooks, também celulares 
e tablets devido à acessibilidade e economia desses dispositivos, que podem acessar recursos 
cada vez mais difundidos pela Internet, como Skype, Hangout, Facebook, Instagram, entre 
outros utilizados no cotidiano das pessoas atualmente. Veja, no link abaixo, a evolução pela 
qual as redes sem fio vêm passando.
 
 Explore
http://www4.serpro.gov.br/imprensa/publicacoes/tema-1/antigas%20temas/tema_175/materias/a-nova-geracao
7
 Introdução
A Internet é uma rede de computadores constituída por dispositivos computacionais ao 
redor do mundo, como servidores que armazenam e transmitem informações (páginas Web, 
mensagens de e-mail, etc.) e computadores, notebooks, laptops utilizados em redes domésticas 
e coorporativas. Atualmente, devido à evolução tecnológica, essa rede de computadores 
também é formada por TVs, consoles de jogos, telefones celulares, automóveis, dispositivos de 
sensoriamento ambiental, sistemas internos elétricos e de segurança. Todo esse ambiente pode 
ser visto na Figura 1, dividido em redes móveis (ex.: automóveis e celulares), redes domésticas, 
redes corporativas e Provedores de Serviço de Internet, provendo conectividade entre elas e a 
Internet [KUROSE, 2012].
 
Assim, podemos denominar todos esses equipamentos 
como hospedeiros ou sistemas finais. Para acesso à Internet 
pelos sistemas finais, há os Provedores de Serviços de 
Internet (Internet Service Providers – ISPs), que podem ser 
empresas de TV a cabo ou empresas de telefonia fixa ou 
móvel, ISPs corporativos, ISPs de universidades.
Os ISPs proveem essas redes de uma variedade de 
tipos de acesso à Internet por meio de um dispositivo 
denominado modem. A conectividade local dos dispositivos 
de cada rede ao modem pode ser feita por cabos Ethernet, 
utilizando a topologia de redes locais (Local Area Network 
– LAN), ou sem fio, utilizando a topologia de redes locais 
sem fio (Wireless Local Area Network – WLAN). Hoje em 
dia, alguns ISPs fornecem acesso sem fio (WLANs) em 
aeroportos, hotéis, cafés e outros locais públicos.
 
 Explore
Parceria entre Prefeitura de São Paulo, Secretaria de Serviços e a PRODAM, lança o 
Programa WI-FI LIVRE SP com o objetivo de levar internet gratuita disponibilizando um 
sinal WiFi nas principais praças de cada distrito da capital.
Mais informações acesse o site:
http://www.wifilivre.sp.gov.br/
Dispositivos computacionais ao redor do mundo.
Fonte: Figura adaptada de [KUROSE, 2012].
8
Unidade: Tecnologias WLAN
Embora a tecnologia de rede sem fio tenha tido sua inserção no mercado na década de 1990, 
sua pesquisa científica teve início em torno de 1800. Um músico e astrônomo, William Herschel, 
descobriu, em suas pesquisas, a existência de luz infravermelha, que estaria além da visibilidade 
do olho humano. Essa descoberta foi explorada em profundidade por James Maxwell. Grande 
parte de suas descobertas relacionadas ao eletromagnetismo foi baseada em pesquisas feitas, 
anteriormente, por Michael Faraday e André-Marie Ampère. Assim, Heinrich Hertz, por meio 
das descobertas de Maxwell, provou que as ondas eletromagnéticas viajam à velocidade da luz 
e que a eletricidade pode ser produzida por meio dessas ondas [CARROLL, 2009]. 
Para Pensar
Essas descobertas são interessantes, mas como elas se relacionam com redes locais sem 
fio (WLANs)?
Em LANs, os dados são propagados através de fios por meio de um cabo Ethernet na 
forma de sinais elétricos. A descoberta de Hertz abriu a discussão para a transmissão de 
dados por meio de vias aéreas, como sinais elétricos, porém sem fios por meio de frequências 
de rádio (RF - Radio Frequencies). Assim, a relação entre WLANs e as outras descobertas 
mencionadas anteriormente é que uma WLAN é uma rede local que não precisa de cabos 
para transferir dados entre dispositivos, e essa tecnologia existe atualmente por causa das 
pesquisas e descobertas que Herschel, Maxwell, Ampère e Hertz realizaram.
O objetivo de utilizar RF é enviar o máximo de dados possível, tão rápido possível, respeitando 
as limitações físicas e tecnológicas atuais. Um dos problemas enfrentados para implantação 
dessa tecnologia são as inúmeras influências que precisam ser superadas ou tratadas.
Redes Locais sem fio (WLANs) estão cada vez mais populares em casas, escritórios, cafés, 
bibliotecas, aeroportos, zoológicos e outros locais públicos e podem ser acessadas por meio de 
celulares, tablets e notebooks, cada vez mais acessíveis à população [TANENBAUM, 2011]. 
Além do uso de WLAN para acesso a recursos disponibilizados em redes domésticas, 
corporativas e universidades, WLANs também podem ser usadas para permitir a comunicação 
entre dois ou mais dispositivos, sem a necessidade de conexão com a Internet, como, por 
exemplo, a tecnologia Bluetooth, utilizada, atualmente, para conectar dispositivos como mouses, 
teclados ou até mesmo controlar algumas funções do computador via celulares e smartphones.
9
Topologias e Protocolos WLAN
Após o entendimento da arquitetura WLAN, é necessário entender que, dependendo do 
padrão 802.11 utilizado, as redes locais sem fio se dividem em topologias diferentes, conforme 
métrica de abrangência geográfica, devido a característica e limitações físicas dos dispositivos 
de cada protocolo.
Há redes cujos dispositivos possuem uma capacidade aproximada de transmissão de até 10 
metros, conhecidas como WPAN (Wireless Personal-Area Network), que utilizam a frequência 
de 2.4 GHz como Headsets, headphones, mouses, e dispositivos que utilizam protocolo de 
comunicação sem fio 802.15, conhecido como Bluetooth. Outras redes são compostas por 
dispositivos com maior capacidade de transmissão, com alcance de até 100 metros, conhecidas 
como WLAN, que utilizam as frequências de 2,4 GHz e 5,0 GHz, como notebook, laptops, 
celulares, como já discutido anteriormente. Há também redes sem fio com uma abrangência 
metropolitana conhecida como WMAN (Wireless Metropolitan Area Network), dentre as quais o 
mais conhecido, atualmente, é o Wimax, cujo padrão é 802.16b, e redes sem fio com abrangência 
maior que as WMAN, conhecidas com WWAN (Wireless Wide Area Network), cuja tecnologia 
mais atual são as conhecidas redes celulares com capacidade de transmissão de dados como 
3G e 4G.
O Instituto deEngenheiros Eletricistas e Eletrônicos (Institute of Electrical and Electronics 
Engineers – IEEE) desenvolveu a especificação 802.11 em 1997, que evoluiu quanto à 
especificação e capacidade de transmissão nos protocolos 802.11a, b, g e n, além do protocolo 
802.15, presente em alguns dispositivos computacionais utilizados atualmente por pessoas e 
empresas. 
O protocolo 802.11a foi desenvolvido em 1999, derivado do 802.11, para operar na 
frequência de 5,0 GHz, com tecnologia OFDM, subdividida em 23 canais com espaçamento de 
20 MHz de largura entre cada canal, para evitar a sobreposição de sinais e interferência entre 
dispositivos. Devido a essas características, é possível alcançar, com este protocolo, velocidade 
de transmissão de 6, 12, 24 e 54 Mbps.
O protocolo 802.11b foi desenvolvido para proporcionar um aumento da velocidade de 
transmissão do protocolo 802.11, que iniciou com capacidade de transmissão de 1 a 2 Mbps. A 
velocidade de transmissão do protocolo 802.11b pode chegar até a 10 Mpbs. Com frequência 
de transmissão de 2,4 GHz e utilizando CCK, garante interoperabilidade entre dispositivos com 
capacidades inferiores.
O protocolo 802.11g foi desenvolvido, em 2003, com frequência de 2,4 GHz e evolução dos 
protocolos 802.11 e 802.11b. Neste protocolo, é possível a velocidade de transmissão de até 54 
Mbps com implementação de OFDM, e os dispositivos deste padrão possuem compatibilidade 
com dispositivos do protocolo 802.11b. Com a implementação da tecnologia MIMO, o protocolo 
802.11n possui maior capacidade de transmissão, chegando à capacidade de até 300 Mbps, 
dependendo do dispositivo. 
Outro padrão muito utilizado é o protocolo 802.15 com abrangência WPAN, utilizado 
atualmente em PDAs, dispositivos sem fio como mouses e fones de ouvido, controles de 
videogames, entre outros. Teve seu desenvolvimento em 1999, com utilização da frequência de 
2,4 GHz e evolução, em 2007, dos padrões conhecidos como Bluetooth 2.1. 
10
Unidade: Tecnologias WLAN
Arquitetura WLAN
Redes locais sem fio (WLAN) são utilizadas para acesso móvel a redes domésticas e 
corporativas, como mencionado anteriormente e visto na Figura 1. Redes WLAN são compostas 
por hospedeiros sem fio, enlaces sem fio e estação-base.
Hospedeiros sem fio são dispositivos móveis, como laptops, notebooks, celulares ou até 
mesmo um computador de mesa com uma placa de rede sem fio. Enlaces sem fio são os 
meios de comunicação utilizados para a comunicação e transferência de dados dispositivos 
sem fio. Diferente das redes locais que utilizam cabos, as redes locais sem fio utilizam o ar como 
meio de comunicação. Para o envio e recebimento de dados entre hospedeiros sem fio, faz-se 
necessária, em uma WLAN, a associação dos mesmos a uma estação-base. A estação-base 
é um componente ou dispositivo que proporciona a comunicação entre hospedeiros sem fio, 
como, por exemplo, estações rádio base (ERB), utilizadas em redes celulares para interligação 
de operadoras ou mesmo Roteadores e Pontos de Acesso (Access Point – AP), disponibilizados 
em residências, bibliotecas, cafés ou aeroportos para usuários, alunos, clientes e passageiros 
terem acesso à internet por meio de conectividade sem fio já disponíveis em celulares, laptops 
e notebooks.
A comunicação em redes locais sem fio pode ser estabelecida de duas formas: modo de 
infraestrutura e ad hoc. Quando um dispositivo utiliza uma estação-base para se conectar com 
outros dispositivos ou para acesso a outras redes e Internet, é utilizado o modo de infraestrutura 
em que os dispositivos se conectam à estação-base e obtêm - por meio dos serviços tradicionais, 
como atribuição de endereçamento IP - roteamento e acesso à Internet. Quando ocorre o 
estabelecimento de conexão entre dois hospedeiros sem fio específicos, como conexões ponto 
a ponto, é utilizado o modo ad hoc, em que ambos os hospedeiros devem prover serviços com 
roteamento, atribuição de endereçamento IP, entre outros.
Cada estação-base pode prover, para hospedeiros sem fio, conectividade sem fio limitada 
a uma distância específica, dependendo de sua característica eletrônica e capacidade de 
transmissão por antena. Um hospedeiro sem fio, motivado pela sua mobilidade física provida 
pela não dependência de cabo, pode se locomover e, após uma determinada distância à sua 
estação-base associada, pode perder a conectividade com ela. Para esse caso, há a possibilidade 
de o hospedeiro sem fio associar-se a outro ponto de acesso próximo, mudando sua estação-
base, processo esse conhecido como transferência (handoff). Porém o processo de handoff deve 
ser planejado e preparado para que todos os serviços providos por uma estação-base sejam 
mantidos por outra quando o hospedeiro sem fio realizar a transferência.
Por meio de técnicas de transmissão, modulação e padrões, é possível enviar dados entre 
hospedeiros sem fio com a utilização do ar como meio de comunicação, em que cada técnica e 
padrão empregados podem impactar diretamente a velocidade de transmissão.
11
Largura de banda alcançada a partir de sinais de RF
O Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (Institute of Electrical and Electronics 
Engineers – IEEE) desenvolveu a especificação 802.11, que define as transferências usando a 
mesma frequência para enviar e receber dados em uma WLAN.
A banda de 900 MHz, que começa em 902 MHz e vai até 928 MHz, é bem familiar para 
pessoas que já utilizaram, em casa ou no escritório, um telefone sem fio. É possível escolher uma 
faixa (canal) e ter mais do que um dispositivo operando ao mesmo tempo, evitando interferência 
entre dispositivos que utilizam a mesma frequência para comunicação.
A faixa de 2,4 GHz é a faixa de frequência utilizada, inicialmente, pelo padrão 802.11 e, 
posteriormente, amplamente utilizada em WLANs nos padrões IEEE 802.11b, 802.11g e 
802.11n. A banda de frequência de 2,4 GHz é subdividida em canais que começam em 2,4000 
GHz e vão até 2,4835 GHz. Para evitar sobreposição de sinais, que pode causar interferência, 
esta faixa de frequência é subdividida em 11 (onze) e entre cada canal há um espaçamento de 
22 MHz de largura. Na prática, os canais 1, 6 e 11 são os mais usados, pois não se sobrepõem 
e, assim, para evitar a interferência de dispositivos próximos que utilizam a faixa de 2,4 GHz, 
cada dispositivo deve ser configurado apenas com um dos três canais, para que um dispositivo 
não gere interferência em outro por estar no mesmo canal.
A faixa de 5 GHz é usada pelos padrões IEEE 802.11a e 802.11n, e a taxa de transmissão 
pode variar de 6 Mbps a 54 Mbps no padrão 802.11a. Esta faixa também é subdividida em 23 
canais, com espaçamento de 20 MHz de largura entre cada canal, para evitar a sobreposição de 
sinais e interferência entre dispositivos.
Em transmissão de dados por meio de um sinal sem fio, ao longo da propagação da origem 
ao destino, por utilizar o ar como meio de transmissão, esta sofre influências por interferências 
que podem degradar a qualidade do sinal e, consequentemente, a comunicação entre os 
dispositivos assim como o alcance de transmissão. Dentre as influências, podem-se destacar as 
influências por absorção, reflexão, dispersão, refração, entre outras.
Fonte: Figura Adaptada de [CARROLL, 2009].
Figura 2: Canais da faixa 2,4 GHz.
12
Unidade: Tecnologias WLAN
Técnicas de Modulação
Para entender como é o processo de modulação, consideremos uma canção escrita em uma 
folha. Quando uma pessoa lê as palavras dessa canção, o tom de voz é suave e não é possível 
transmiti-la para tão longe. Para um alcance maior, é necessário codificar as palavras escritas 
em uma forma de onda e deixar suas cordas vocais modular o som para o alcance desejado. A 
pessoa que ouvir a canção realizará um processo inverso, em que as palavras serão demoduladas 
pelos ouvidos e decodificadas para entendimento da canção.
Semelhante ao exemplo descrito anteriormente, as WLANs utilizam o processo de modulação 
para enviar os dados, o que permite o envio dessesdados codificados, utilizando sinais de 
rádio (RF). No processo de modulação, é realizada a variação de um sinal de portadora, e, 
posteriormente, os dados são adicionados a esse sinal em um processo de codificação. Na 
recepção, é realizado o processo inverso de demodulação e decodificação dos dados pelo 
receptor.
O processo de modulação de um sinal pode ser realizado por meio da variação: de amplitude 
do sinal, oscilando o volume do sinal; de frequência, oscilando a frequência do sinal; de fase, 
oscilando a temporização do sinal entres os valores de pico do mesmo.
Em redes WLANs são utilizadas algumas técnicas de modulação como: DSSS; OFDM e 
MIMO (Multiple-Input Multiple-Output).
Técnica de Modulação DSSS
A técnica de modulação Espalhamento Espectral por Sequência Direta (Direct Sequence 
Spread Spectrum – DSS) é usada para transmissão de dados em dispositivos com padrão 
802.11b. 
Para codificar dados usando DSSS, é utilizada uma sequência de chips (Chipping Code) 
em que cada chip é caracterizado por um bit de codificação. Essa codificação é o processo de 
transformação de informação a partir de um formato para outro. Para entender, é ilustrado, na 
Figura 3, o processo de codificação em que o dado, representado pelos bits 1001, é submetido 
a uma sequência de chips em que, para o bit 1, é utilizada a sequência 00110011011 e, para 
o bit 0, é utilizada a sequência 11001100100. Nessa figura, cada bit possui uma cor diferente 
para melhor entendimento da associação da sequência de chips para cada bit de dados e, 
consequentemente, a codificação final dos dados.
13
Em DSSS, um dispositivo que transmite dados por meio de um canal 1, espalha o sinal 
portador por toda a gama de canais da largura de 22 MHz, de 2,401 GHz até 2,423 GHz, e o 
sinal transmitido é espalhado em todo o espectro de frequência utilizado.
Para alcançar taxas de 1 Mbps e 2 Mbps, utilizando DSSS em dispositivos com padrão 
802.11, é utilizado código Barker gerado por meio de 11 chips submetidos a cada bit de 
dados a ser transmitido e modulados com DSS. No padrão 802.11, é utilizado o código Barker 
10110111000, ideal para modular as ondas de rádio.
Quando é utilizado DSSS, o código Barker é ideal para baixas taxas de transmissão de 1 
Mbps, 2 Mbps, 5,5 Mbps e 11 Mbps. Para taxas de 5,5 Mbps e 11 Mbps, são utilizados outros 
métodos para altas taxas de transmissão como Chaveamento de Código Complementar 
(Complementary Code Keying -CCK). Com o CCK, são possíveis 64 palavras de códigos, em 
que cada palavra de código pode ser representada por 6 bits, diferentemente de um código 
Barker, representado por somente 1 bit. Para geração das palavras de código, é necessária 
a combinação de modulações por amplitude, frequência e fase como as modulações BPSK 
e QPSK.
Técnica de Modulação OFDM
A técnica de modulação Multiplexação por Divisão Ortogonal de Frequência (Orthogonal 
Frequency Division Multiplexing – OFDM) não é considerada uma tecnologia de espalhamento 
espectral e utilizada em WLAN com padrão 802.11g e 802.11a. Com a modulação OFDM, é 
possível alcançar altas taxas de transmissão, resistente à interferência, por meio de alocação de 
canais em uma faixa de frequências que podem ser subdivididas em subportadoras com baixa 
largura de banda. Mesmo com baixas taxas de transmissão por subportadoras, é possível alcançar 
altas taxas de transmissão devido à transmissão de dados simultaneamente e paralelamente das 
subportadoras.
Fonte: Figura Adaptada de [CARROLL, 2009].
Figura 3: Espalhamento usando Chipping Code
14
Unidade: Tecnologias WLAN
Técnica de Modulação MIMO
A técnica de Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas (Multiple-Input Multiple-
Output –MIMO) é empregada nas novas redes WLAN 802.11n, em que os 
dispositivos utilizam essa técnica por meio de múltiplas antenas para recepção 
dos sinais e múltiplas antenas para transmissão de sinais. Com MIMO, é 
possível alcançar taxas de transmissão de até 100 Mbps com a multiplexação 
de fluxo de dados simultaneamente em um único canal. Com o emprego da 
tecnologia MIMO, alguns Pontos de Acesso (Access Point – APs) utilizados como 
replicadores, obtêm 30% de aumento de desempenho em padrões WLAN 
802.11a/b/g [CARROLL, 2009].
Controle de Acesso ao Meio de Comunicação
Em redes WLAN, não é possível um hospedeiro sem fio transmitir e receber dados no 
mesmo instante de tempo por meio de uma mesma frequência de transmissão. Este padrão 
de comunicação é conhecido por half-duplex, em que o hospedeiro sem fio pode somente 
transmitir, ou receber, dados no mesmo instante de tempo por meio de uma mesma frequência 
de transmissão [CARROLL, 2009].
A comunicação em redes WLAN sofre dois problemas clássicos conhecidos como problemas 
de estação oculta e problemas de estação exposta. Para exemplificar ambos os problemas, 
vamos considerar uma rede WLAN com três hospedeiros sem fio: “hA”, “hB” e “hC”. 
Para exemplificar o primeiro problema, consideremos que, em um determinado instante 
de tempo, “hC” transmite dados para “hB” por meio de uma frequência (também conhecida 
como canal). Nesse mesmo instante de tempo, “hA” pode verificar que pode utilizar a mesma 
frequência e transmitir para “hB”, porém “hB” ainda está recebendo os dados de “hC” e não 
pode receber os dados de “hA”. Esse problema é conhecido como problemas de estação oculta, 
pois, mesmo um hospedeiro verificando a possibilidade de utilizar um determinado canal para 
transmissão, o hospedeiro de destino pode receber no mesmo instante de tempo dados de outro 
hospedeiro.
Ainda utilizando o mesmo exemplo anterior, o problema de estação exposta ocorre quando 
“hB”, ainda durante a transmissão de “hC”, verifica que pode transmitir dados por meio do 
mesmo canal, porém “hC” ainda está transmitindo para ele. 
Para Pensar
Redes WLAN utilizam o ar como meio de comunicação, porém o ar é utilizado por outros 
dispositivos. Como é possível a comunicação entre dispositivos WLAN em concorrência com 
outros dispositivos que utilizam esse mesmo meio de transmissão?
Em uma rede WLAN, todos os dispositivos pertencentes a ela podem iniciar, em um 
mesmo instante de tempo, a transmissão de dados uns aos outros através do meio de 
transmissão compartilhado que é o ar. Com isso ocorrerá colisão de dados, e assim se faz 
necessário um protocolo que os detecte garantindo uma comunicação mais efetiva entre os 
dispositivos. A seguir será discutido o protocolo utilizado em redes WLAN.
15
Como o meio de comunicação utilizado para transmissão sem fio em WLAN é o ar e pode ser 
acessado no mesmo instante de tempo por diversos dispositivos, o protocolo 802.11 emprega 
um protocolo de acesso ao meio com verificação da frequência de portadoras e prevenção 
de colisão, conhecido como CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance), 
adaptado do protocolo Ethernet de redes cabeadas.
O protocolo CSMA/CA pode ser utilizado para detecção de canal físico. No instante em que 
um determinado hospedeiro deseja transmitir dados a outro, ele verifica o canal a ser utilizado 
e, se o mesmo estiver ocioso, ele utiliza esse canal exclusivamente para transmissão até o fim 
desse processo. Em caso de canal ocupado, o hospedeiro aguardará até a liberação do mesmo. 
Neste método, se, durante a transmissão, ocorrer alguma colisão, os hospedeiros envolvidos 
transmitirão, após um tempo aleatório calculado pelo protocolo, e realizarão todo o processo de 
transmissão novamente [TANENBAUM, 2011].
Outro método utilizado no protocolo CSMA/CA é o de detecção de canal virtual, em que 
um hospedeiro sem fio, que deseja transmitir dados para outro, requisita uma autorização, 
conhecida como RTS, e só inicia a transmissão quando recebe a autorização, conhecida como 
CTS. Antes da transmissão, o hospedeiro sem fio que realiza a transmissão inicia uma contagem 
para aguardar a confirmação de entrega dos dados encaminhados pelo hospedeiro sem fio 
de destino, conhecido como ACK. Se o tempo estipulado para recebimento de confirmação 
expirar,a transmissão será descartada e será necessário realizar o processo de transmissão 
novamente. Neste mesmo método, o hospedeiro de destino pode alocar o canal por um 
período de tempo informado pelo RTS somente para a recepção dos dados, para não realizar 
nenhuma transmissão nesse período. Essa reserva é realizada localmente no hospedeiro sem 
fio de destino e é conhecida como vetor de alocação de rede (Network Allocation Vector - 
NAV) [KUROSE, 2010].
Estrutura de Quadro
Os dados transmitidos em redes WLAN discutidas anteriormente, para serem trafegados 
entre hospedeiros sem fio, são divididos em quadros seguindo padrões segundo IEEE 802.11, 
cuja estrutura é mostrada na Figura 4. Além dos quadros correspondentes aos dados, o 
padrão 802.11 define quadros de controle e de gerenciamento, em que cada um possui uma 
identificação provida pelos cabeçalhos contidos neles, com uma variedade de campos utilizada 
na subcamada MAC e camada física. 
Os quadros referentes aos dados propriamente dito são chamados de carga útil (payload) e 
seu tamanho, geralmente, é menor que 1.500 bytes, mas, pelo padrão 802.11, são permitidos 
até 2.312 bytes. A carga útil pode ser um datagrama IP ou um pacote ARP. O campo CRC 
(Cyclic Redundancy Check), composto por 4 bytes, é utilizado para detectar erros de bits no 
quadro recebido por meio de uma verificação de redundância cíclica. 
Os campos de Endereços 1, 2, 3 e 4 são utilizados para comunicação entre os hospedeiros 
sem fio, em que cada campo comporta um endereço MAC de 6 bytes cada. Os Endereços 1 e 2 
contêm, respectivamente, os endereços MAC de destino e origem. O Endereço 4 é utilizado entre 
pontos de acesso (AP) quando há comunicação ad hoc entre eles. Já o Endereço 3 é utilizado por 
hospedeiros sem fio, que utilizam um determinado ponto de acesso para alcançarem outras redes 
e o endereço MAC armazenado nesse campo será o roteador conectado diretamente à sua rede.
16
Unidade: Tecnologias WLAN
O campo de controle de sequência é utilizado pelo hospedeiro sem fio de destino para 
distinguir a ordem de quadros recebidos e para reconstrução pelas camadas OSI superiores à 
de Enlace. O campo de Duração é utilizado para armazenar o período de tempo de transmissão 
informado pelos controles RTS e CTS discutidos anteriormente.
Quanto ao campo de Controle de quadro, ele é subdividido em campos menores, utilizados 
para distinguir os quadros de dados, a associação, RTS, CTS, ACK, os significados dos diferentes 
campos endereços, quando ocorre conexão entre APs via comunicação ad hoc, e sinalização de 
comunicação criptografa por meio do campo WEP (Wireless Equivalent Privacy).
 
Fonte: Figura Adaptada de [KUROSE, 2010].
Figura 4: Estrutura de quadro conforme 802.11
Associação de Hospedeiros sem fio em WLAN
Como discutido anteriormente durante a explicação da arquitetura de redes WLAN, para a 
comunicação entre hospedeiros sem fio faz-se necessária a associação deles em um ponto de 
acesso (AP), que agregará e será o ponto central para comunicação entre eles. Inicialmente, 
um hospedeiro sem fio, para associar-se a um determinado AP, utiliza uma busca baseada 
em uma indicação chamada Identificador de Conjunto de Serviços (Service Set Identifier – 
SSID), composto por uma ou duas palavras, e envia um quadro de solicitação de associação. 
Após essa requisição, o AP é responsável por enviar um quadro de resposta de associação e, 
periodicamente, enviar quadros de sinalização compostos pelo seu SSID e seu endereço MAC. 
Para uma maior mobilidade e ampliação do alcance físico em uma WLAN, empresas e 
universidades, frequentemente, distribuirão APs em determinados locais, interconectados entre 
si, mantendo os hospedeiros sem fio conectados à determinada rede, mesmo conectados a APs 
com SSIDs diferentes.
17
Material Complementar
 
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Após entender o funcionamento e arquitetura de redes locais sem fio, é importante entender um 
pouco sobre segurança. Acessando os links abaixo:
<http://cartilha.cert.br/redes/> Acessado em 06.12.2014.
Aprendendo como configurar uma rede local sem fio em casa 
<https://www.youtube.com/watch?v=YljalOhMBc8> Acessado em 06.12.2014.
Um pouco mais sobre redes locais sem fio em pesquisa publicada pelo CETIC.BR 
<http://op.ceptro.br/cgi-bin/cetic/tic-2008.pdf> Acessado em 06.12.2014.
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Unidade: Tecnologias WLAN
Referências
CARROLL, B. CCNA Wireless Official exam certification guide. Indianapolis: Cisco 
Press, 2009.
KUROSE, J. F.; KEITH, W. R. Computer Networking: A Top-Down Approach. 6 ed. New 
Jersey: Pearson, 2012.
______. Redes de Computadores e a Internet: uma abordagem top-down. 5 ed. São Paulo: 
Addison Wesley, 2010.
TANENBAUM, A. S. Computer Networks. 5 ed. Massachussets: Pearson, 2011.
______. Redes de Computadores. 5 ed. São Paulo: Pearson, 2011.
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Anotações

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