Redes WLAN IEEE 802.11 (Wi-Fi)

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Comunicações Móveis
Aula 5
 Redes WLAN padrão IEEE 802.11 (wi-fi)
Prof. MsC. Israel Filho
Objetivos:
• Compreender as arquiteturas existentes na tecnologia 
802.11;
• Entender os modos de associações em redes sem fios;
• Compreender as principais vantagens e desvantagens de 
utilizar modelos distribuídos e centralizados.
Introdução
Existem diversas tecnologia para se montar uma rede sem 
fio, sendo o padrão IEEE 802.11 o mais popular;
Ele é muito conhecido como Wi-Fi, entretanto são 
diferentes;
Wi-Fi é uma marca registrada da Aliança Wi-Fi, todo 
equipamento dos fabricantes passa por um processo de 
certificação;
IEEE 802.11 é o padrão de protocolos;
Introdução
O padrão opera nas camadas 1 e 2 do modelo OSI, 
portanto é responsável por pegar os pacotes de dados 
passados pelo protocolo de alto nível usado e dividi-los 
em quadros e transmitir no meio via radiofrequência;
Introdução
Camada LLC – 802.2
Controle de Link Lógico
Inclui informações do protocolo de alto 
nível(camada 3 do OSI);
Com isso a máquina receptora sabe a qual 
protocolo de alto nível entregar os dados de uma 
quadro que ela recebeu;
Essa camada é idêntica a da arquitetura 
Ethernet;
Camada MAC – 802.11
Controle de Acesso ao Meio
Monta o quadro de dados a ser transmitido pela 
camada física;
Inclui cabeçalhos próprios dessa camada 
 aos dados recebidos pela camada LLC;
Verifica se o meio(ar) está livre para 
transmissão, usa o método CSMA/CA;
Física
Transforma os bits(sinais elétricos) enviados 
pela camada MAC em ondas de rádio;
Diferentes padrões operam nessa camada, 
e cada um define a frequência que será 
usada e a técnica de transmissão;
802.11
O padrão IEEE 802.11 é utilizado em redes locais 
sem fio;
Utiliza ondas de rádio(rádiofrequência);
A taxa de transferência e o alcance dependem do 
ambiente, da antena e do padrão usado na camada 
física da rede;
IEEE 802.11a
IEEE 802.11b
IEEE 802.11g
IEEE 802.11n
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11a
O padrão 802.11a foi disponibilizado no final do ano de 
1999, quase na mesma época que a versão 802.11b. 
Sua principal característica é a possibilidade de operar 
com taxas de transmissão: 6 Mb/s, 9 Mb/s, 12 Mb/s, 
18 Mb/s, 24 Mb/s, 36 Mb/s, 48 Mb/s e 54 Mb/s. 
O alcance geográfico de sua transmissão é de cerca 
de 50 metros. 
No entanto, a sua frequência de operação é diferente 
do padrão 802.11 original: 
5 GHz, com canais de 20 MHz dentro desta faixa.
IEEE 802.11a
Por um lado, o uso desta frequência é conveniente por 
apresentar menos possibilidades de interferência
Por outro, pode trazer determinados problemas, já que 
muitos países não possuem regulamento para essa 
frequência. 
Além disso, esta característica pode fazer com que haja 
dificuldades de comunicação com dispositivos que 
operam nos padrões 802.11 original e 802.11b.
IEEE 802.11a
Um detalhe importante é que em vez de utilizar DSSS ou 
FHSS, o padrão 802.11a faz uso de uma técnica conhecida 
como Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). 
Nela, a informação a ser trafegada é dividida em vários 
pequenos conjuntos de dados que são transmitidos 
simultaneamente em diferentes frequências. 
Estas são utlizadas de forma a impedir que uma interfira na 
outra, fazendo com que a técnica OFDM funcione de maneira 
bastante satisfatória.
 Apesar de oferecer taxas de transmissão maiores, o 
padrão 802.11a não chegou a ser tão popular quanto o 
padrão 802.11b.
IEEE 802.11b
Em 1999, foi lançada uma atualização do padrão 
802.11 que recebeu o nome 802.11b. 
A principal característica desta versão é a 
possibilidade de estabelecer conexões nas 
seguintes velocidades de transmissão: 1 Mb/s, 2 
Mb/s, 5,5 Mb/s e 11 Mb/s. 
O intervalo de frequências é o mesmo utilizado pelo 
802.11 original (entre 2,4 GHz e 2,4835 GHz), 
IEEE 802.11b
 A técnica de transmissão se limita ao DSSS, 
Uma vez que o FHSS acaba não atendendo às normas 
estabelecidas pela Federal Communications Commission 
(FCC) quando operada em transmissões com taxas superiores 
a 2 Mb/s. 
Para trabalhar de maneira efetiva com as velocidades de 5.5 
Mb/s e 11 Mb/s,
802.11b também utiliza uma técnica chamada Complementary 
Code Keying (CCK).
 CCK (complementary code keying) permite codificar 
diretamente vários bits de dados em uma portadora 
utilizando 8 sequências de 64 bits.
IEEE 802.11b
 A área de cobertura de uma transmissão 802.11b 
pode chegar, teoricamente, a 400 metros em 
ambientes abertos e 50 metros em lugares fechados 
É importante frisar, no entanto, que o alcance da 
transmissão pode sofrer influência de uma série de 
fatores, tais como:
Objetos que causam interferência ou impedem 
a propagação da transmissão a partir do ponto
em que estão localizados.
IEEE 802.11g
O padrão 802.11g foi disponibilizado em 2003 e é 
tido como o "sucessor natural" da versão 802.11b,
Uma vez que é totalmente compatível com este. 
Isso significa que um dispositivo que opera com 
802.11g pode "conversar" com outro que trabalha 
com 802.11b sem qualquer problema, 
O padrão 802.11g é poder trabalhar com taxas de 
transmissão de até 54 Mb/s, assim como acontece 
com o padrão 802.11a
IEEE 802.11g
O 802.11g opera com frequências na faixa de 2,4 
GHz (canais de 20 MHz) e possui praticamente o 
mesmo poder de cobertura do seu antecessor, o 
padrão 802.11b. 
A técnica de transmissão utilizada nesta versão 
também é o OFDM, 
Quando é feita comunicação com um dispositivo 
802.11b, a técnica de transmissão passa a ser o 
DSSS.
IEEE 802.11n
O desenvolvimento da especificação 802.11n se iniciou em 
2004 e foi finalizado em setembro de 2009. 
Durante este período, foram lançados vários dispositivos 
compatíveis com a versão não terminada do padrão. 
O 802.11n tem como principal característica o uso de um 
esquema chamado Multiple-Input Multiple-Output (MIMO), 
 Capaz de aumentar consideravelmente as taxas de transferência 
de dados por meio da combinação de várias vias de transmissão 
(antenas). 
 Com isso, é possível, por exemplo, usar dois, três ou quatro 
emissores e receptores para o funcionamento da rede.
IEEE 802.11n
Tipos de Propagação
O padrão 802.11n é 
capaz de fazer 
transmissões na faixa de 
300 Mb/s e, 
teoricamente, pode 
atingir taxas de até 600 
Mb/s. 
No modo de transmissão 
mais simples, com uma 
via de transmissão, o 
802.11n pode chegar à 
casa dos 150 Mb/s.
IEEE 802.11n
Em relação à sua frequência, o padrão 802.11n pode trabalhar 
com as faixas de 2,4 GHz e 5 GHz,
O que o torna compatível com os padrões anteriores, inclusive 
com o 802.11a. 
Cada canal dentro dessas faixas possui, por padrão, largura de 
40 MHz.
Sua técnica de transmissão padrão é o OFDM, 
Com determinadas alterações, devido ao uso do esquema 
MIMO, sendo, por isso, muitas vezes chamado de MIMO-
OFDM. 
Alguns estudos apontam que sua área de cobertura pode 
passar de 400 metros.
IEEE 802.11ac
O "sucessor" do 802.11n é o padrão 802.11ac
Cujas especificações foram desenvolvidas quase que 
totalmente entre os anos de 2011 e 2013, 
Em janeiro de 2014 foi aprovado pelo IEEE
A principal vantagem do 802.11ac está em sua velocidade, 
estimada em até 433 Mb/s no modo mais simples. 
Mas, teoricamente, é possível fazer a rede superar a casa 
dos 6 Gb/s (gigabits por segundo) em um modo mais 
avançado que utiliza múltiplas vias de transmissão 
(antenas) - no máximo, oito. 
IEEE 802.11ac
802.11ac trabalha na frequência de 5 GHz,
Sendo que, dentro desta faixa, cada canal pode ter, por 
padrão, largura de 80 MHz (160 MHz como opcional).
O 802.11ac possui também técnicas mais avançadas de 
modulação 
Com o esquema (Multi-User MIMO), que permite 
transmissão e recepção de sinal de vários terminais, 
como se estes trabalhassem de maneira colaborativa, na 
mesma frequência. 
IEEE 802.11ac
Para melhorar a relação sinal/ruído 
Transmit Beamforming no sentido Downlink e MRC no 
sentido Uplink. 
O Transmit Beamforming permite tomar vantagem 
das múltiplas viastransmitidas para aumentar o 
sinal recebido pelo receptor. 
MRC – Maximum Ratio Combining (Combinação 
de Máxima Relação), permite utilizar os vários 
receptores do MIMO para combinar os sinais 
recebidos de modo a obter um ganho de diversidade 
de recepção máximo.
Comparação do IEEE 802.11
A terminologia
STA – Wireless LAN STAtions
AP – Access Point
BSS – Basic Service Set
SSID – Service Set Identifier
IBSS – Independent Basic 
Service Set
DS – Distribution System
ESS – Extended Service Set
BSA – Basic Service Area
Hot Spot
São os clientes da rede 
wireless, dispositivos 
 compatíveis com o padrão 
802.11 como computadores 
ou periféricos, fixos ou 
móveis.
(ex: impressoras e 
notebook).
A terminologia
STA – Wireless LAN STAtions
AP – Access Point
BSS – Basic Service Set
SSID – Service Set Identifier
IBSS – Independent Basic 
Service Set
DS – Distribution System
ESS – Extended Service Set
BSA – Basic Service Area
Hot Spot
Tipo especial de estação, nó 
que concentra a 
comunicação das STAs dentro 
de uma Basic Service Set 
(BSS), responsável por 
comutar o tráfego entre as 
estações, além de interligar 
a rede wireless com a rede 
cabeada se necessário.
A terminologia
STA – Wireless LAN STAtions
AP – Access Point
BSS – Basic Service Set
SSID – Service Set Identifier
IBSS – Independent Basic 
Service Set
DS – Distribution System
ESS – Extended Service Set
BSA – Basic Service Area
Hot Spot
Grupo de estações que só se 
comunicam entre si através 
de um ponto comum de 
conexão, o AP.
A terminologia
STA – Wireless LAN STAtions
AP – Access Point
BSS – Basic Service Set
SSID – Service Set Identifier
IBSS – Independent Basic 
Service Set
DS – Distribution System
ESS – Extended Service Set
BSA – Basic Service Area
Hot Spot
Nomenclatura que identifica 
as estações e os pontos de 
acesso que fazem parte de 
uma célula (BSS).
A terminologia
STA – Wireless LAN STAtions
AP – Access Point
BSS – Basic Service Set
SSID – Service Set Identifier
IBSS – Independent Basic 
Service Set
DS – Distribution System
ESS – Extended Service Set
BSA – Basic Service Area
Hot Spot
Grupo de estações que se 
comunicam diretamente 
umas com as outras.
A terminologia
STA – Wireless LAN STAtions
AP – Access Point
BSS – Basic Service Set
SSID – Service Set Identifier
IBSS – Independent Basic 
Service Set
DS – Distribution System
ESS – Extended Service Set
BSA – Basic Service Area
Hot Spot
É a conexão entre os BSS da 
WLAN, interliga os APs de 
um determinado sistema. 
O padrão 802.11 não 
especifica a arquitetura 
deste sistema, apenas que 
define que deve existir.
A terminologia
STA – Wireless LAN STAtions
AP – Access Point
BSS – Basic Service Set
SSID – Service Set Identifier
IBSS – Independent Basic 
Service Set
DS – Distribution System
ESS – Extended Service Set
BSA – Basic Service Area
Hot Spot
Sistema formado por dois ou 
mais BSS e que estão 
interconectados através de 
um sistema de distribuição 
(DS). 
São criadas com o intuito de 
aumentar a área de 
cobertura do sistema e pode 
existir uma sobreposição 
entre as Basic Service Area 
(BSA) que compõem o ESS.
A terminologia
STA – Wireless LAN STAtions
AP – Access Point
BSS – Basic Service Set
SSID – Service Set Identifier
IBSS – Independent Basic 
Service Set
DS – Distribution System
ESS – Extended Service Set
BSA – Basic Service Area
Hot Spot
Área de serviço básico é o espaço 
físico de cobertura do sinal de 
radiofrequência fornecido por um 
ponto de acesso. 
Área de serviço básico é o espaço 
físico de cobertura do sinal de 
radiofrequência fornecido por um 
ponto de acesso. 
A área de cobertura depende 
diretamente da potência da RF 
irradiada, do tipo de antena e dos 
obstáculos existentes nesta área.
A terminologia
STA – Wireless LAN STAtions
AP – Access Point
BSS – Basic Service Set
SSID – Service Set Identifier
IBSS – Independent Basic 
Service Set
DS – Distribution System
ESS – Extended Service Set
BSA – Basic Service Area
Hot Spot
Local que possui uma 
infraestrutura pública 
(gratuita) de rede sem fio 
(WLAN) para acesso a 
Internet.
Modos de Operação de
Redes Wi-Fi
Existem três modos de operação:
Ad-hoc
Usado para conectar um pequeno número de 
computadores através de transmissão sem fio sem 
o uso de um periférico chamado ponto de 
acesso(access point);
Permiti compartilhar recursos e trocar dados, mas 
para ter acesso a outras redes(Internet), uma 
máquina deve ter esse acesso e compartilhar com 
os demais da rede ad-hoc;
Modos de Operação de
Redes Wi-Fi
Modos de Operação de
Redes Wi-Fi
ESS(Extended Service Set)
São usados vários pontos de acesso formando uma 
rede maior com o mesmo SSID, permitindo que o 
usuário permaneça conectado quando está em 
trânsito(movimento) e sai do alcance de um ponto de 
acesso;
É necessário ter uma área de interseção de pelo 
menos 10% na área de cobertura dos pontos de 
acesso;
Estação
Estação é qualquer periférico contendo uma placa de 
rede sem fio, seja ele um computador, impressora, 
pontos de acesso, celulares, ...
Serviços de Estação
O padrão 802.11 define alguns serviços disponíveis 
para as estações:
Autenticação
Permitir ou impedir que estações tenham acesso a 
rede sem fio;
Ela pode ser do tipo aberta(sem uso de senha) ou por 
senha compartilhada(exige senha/chave de acesso);
No tipo por senha compartilhada existe a necessidade 
de ativar algum tipo de sistema criptográfico;
Serviços de Estação
Desautenticação
Feito quando uma estação pretende se desconectar da 
rede;
Privacidade
Serviço de proteção de dados através de criptografia de 
dados, interessante pois em redes sem fio as 
informações trafegam abertamente;
Entrega de dados
Enviar dados de uma estação para outra;
Sistema de Distribuição
É o caminho usado por pontos de acesso para 
trocarem informações;
Ex: enviar pacotes de uma BSS para outra 
BSS,trocar informações para manter um 
usuário conectado;
Ele pode ser feito via cabos ou sem fio;
Serviços de Distribuição
Serviços disponíveis para os pontos de acesso 
da rede;
Associação 
Usado para fazer a ligação lógica entre 
uma estação e um ponto de acesso;
Uma estação só pode estar associada 
a um ponto de acesso, mas o ponto de 
acesso pode estar associado a 
diversas estações;
Serviços de Distribuição
Desassociação
Tipo de serviço feito por estações ou por 
pontos de acesso quando desejam de 
desconectar a rede;
Reassossiação
Permite uma estação mover de um ponto de 
acesso para outro de uma rede ESS, 
desassociando-se do ponto de acesso anterior 
e associando-se a um novo ponto sem perda 
de conexão;
Serviços de Distribuição
Distribuição
Permite que estações tenham acesso aos 
sistema de distribuição da rede, de forma a 
ter acesso a outros pontos de 
acesso/estações;
Integração
Este serviço permite a conexão de redes 
802.11 a outras redes, fazendo a tradução 
de quadros;
Serviços de Distribuição
Distribuição
Permite que estações tenham acesso aos 
sistema de distribuição da rede, de forma a 
ter acesso a outros pontos de 
acesso/estações;
Integração
Este serviço permite a conexão de redes 
802.11 a outras redes, fazendo a tradução 
de quadros;
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