Olá galerinha do blog, alunos e amigos! Nesse artigo vamos aprender um pouco mais sobre Redes sem fio ou Tecnologias Wireless e a família 802.11.

Atualmente o uso das redes sem fio vem crescendo exponencialmente, pois fatores que antes eram limitantes como banda, distância e segurança, hoje em dia tem sido cada vez mais deixados para trás.

Vamos aprender um pouco do histórico da família 802.11, assim como vou descrever de forma resumida os principais padrões que você encontra tanto em campo como no mercado, apesar que muitos deles devem cair em desuso.

Família 802.11

A primeira versão do padrão 802.11 foi lançada em 1997, após aproximadamente 7 anos de estudos.

Com o surgimento de novas versões, a versão original passou a ser conhecida como 802.11-1997 ou 802.11 Legacy.

Atualmente temos os padrões 802.11 “a”, “b”, “g” e “n” no mercado, além disso, existem os padrões 802.11ac e 802.11ad.

Um detalhe importante é que ao escolher uma tecnologia ou padrão 802.11 para o ponto de acesso sem fio (AP), deve-se verificar também se a placa de rede sem fio do cliente suporta o mesmo padrão, ou então, se pelo menos há compatibilidade entre os padrões.

Deve-se tomar muito cuidado ao misturar padrões, pois, em alguns casos a velocidade do AP acaba sendo limitada pela menor suportada entre dois padrões, acabando por diminuir a velocidade que seus clientes se conectam com sua rede sem fio. Seria similar a montar uma estrutura de cabeamento categoria 6 e utilizar nos clientes placas Ethernet a 10Mbps!

A partir desse primeiro modelo de WLAN foram lançados vários outros padrões e provavelmente muitos outros virão no futuro.

Na sequência você estudará as principais características de cada um dos padrões de wireless, os quais estão em uso em diversas redes até os dias de hoje.

Padrão 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 Mbps, 2 Mbps, 5.5 Mbps e 11 Mbps.

O intervalo de frequências é o mesmo utilizado pelo 802.11 original (entre 2,4 GHz e 2,4835 GHz), mas 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 Mbps.

Para trabalhar de maneira efetiva com as velocidades de 5.5 Mbps e 11 Mbps, o 802.11b também utiliza uma técnica chamada Complementary Code Keying (CCK).

A área de cobertura de uma transmissão 802.11b pode chegar, teoricamente, a 140 metros em ambientes abertos e pode atingir uma faixa de 35 metros em lugares fechados (tais como escritórios e residências).

É importante frisar, no entanto, que o alcance da transmissão pode sofrer influência de uma série de fatores já estudados aqui, tais como objetos que causam interferência ou impedem a propagação da transmissão a partir do ponto em que estão localizados.

Para manter a transmissão o mais funcional possível, o padrão 802.11b (e os padrões sucessores) pode fazer com que a taxa de transmissão de dados diminua até chegar ao seu limite mínimo (1 Mbps) à medida que uma estação fica mais longe do ponto de acesso.

O contrário também acontece: quanto mais perto do ponto de acesso, maior pode ser a velocidade de transmissão.

O padrão 802.11b foi o primeiro a ser adotado em larga escala, sendo, portanto, um dos responsáveis pela popularização das redes Wi-Fi.

Padrão 802.11a

O padrão 802.11a surgiu quase na mesma época que a versão 802.11b. Sua principal característica é a possibilidade de operar com taxas de transmissão de dados nos seguintes valores: 6 Mbps, 9 Mbps, 12 Mbps, 18 Mbps, 24 Mbps, 36 Mbps, 48 Mbps e 54 Mbps.

O alcance do 802.11a é de aproximadamente 50 metros para ambientes indoor e até 5 km para ambientes externos, além disso, sua frequência de operação é diferente do padrão 802.11 original, passando a operar na faixa dos 5 GHz.

O uso desta frequência é conveniente por apresentar menos possibilidades de interferência, afinal, este valor é pouco usado.

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.

Além da frequência de 5GHz, o padrão 802.11a pode operar em 3.7GHz, uma opção para países onde o 5GHz não estiver regulamentado.

O padrão 802.11a utiliza uma técnica de modulação conhecida como Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). No OFDM a informação é dividida em vários pequenos conjuntos de dados que são transmitidos simultaneamente em diferentes frequências, com o objetivo de impedir que uma interfira na outra, fazendo com que a técnica OFDM funcione de maneira bastante eficiente.

Apesar de oferecer taxas de transmissão maiores, o padrão 802.11a não chegou a ser tão popular quanto o padrão 802.11b.

Padrão 802.11g

O padrão 802.11g foi disponibilizado em 2003 e foi tido como o “sucessor natural” da versão 802.11b, pois os dois padrões são compatíveis. Isso significa que um dispositivo que opera com 802.11g pode interoperar com outro que trabalha com 802.11b sem qualquer problema, exceto o fato de que a taxa de transmissão de dados fica limitada ao máximo suportado pelo 802.11b.

A principal vantagem do padrão 802.11g é poder trabalhar com taxas de transmissão de até 54 Mbps, assim como o padrão 802.11a, porém o 802.11g opera com frequências na faixa de 2,4 GHz e possui praticamente o mesmo poder de cobertura do seu antecessor, o padrão 802.11b.

A técnica de transmissão utilizada pelo 802.11g também é o OFDM, porém quando é feita comunicação com um dispositivo 802.11b, a técnica de transmissão passa a ser o DSSS.

Padrão 802.11n

O desenvolvimento da especificação 802.11n teve início em 2004 e foi finalizado em setembro de 2009.

O 802.11n tem como principal característica o uso de um esquema chamado Multiple-Input Multiple-Output (MIMO), o qual falamos anteriormente, capaz de aumentar consideravelmente as taxas de transferência de dados por meio da combinação de várias vias de transmissão em múltiplas antenas.

Com isso, é possível, por exemplo, usar dois, três ou quatro transmissores e receptores para o funcionamento da rede.

Uma das configurações mais comuns neste caso é o uso de APs que utilizam três antenas (três vias de transmissão) e clientes com a mesma quantidade de receptores.

Somando esta característica de combinação com o aprimoramento de suas especificações, o padrão 802.11n é capaz de fazer transmissões na faixa de 300 Mbps e, teoricamente, pode atingir taxas de até 600 Mbps.

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 (pelo menos, teoricamente).

Sua técnica de transmissão padrão é o OFDM, mas 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 com antenas omnidirecionais.

Padrão 802.11ac

O padrão 802.11ac foi publicado em dezembro de 2013, também identificado como Wi-Fi5 pela WI-Fi Alliance.

O 802.11ac opera apenas na frequência de 5 GHz e possui técnicas mais avançadas de modulação, pois trabalhará com o esquema MU-MUMO (Multi-User MIMO), que permite transmissão e recepção de sinal de vários terminais, como se estes trabalhassem de maneira colaborativa, na mesma frequência.

Com a modulação QAM256 e MIMO 8×8, o 802.11ac consegue atingir uma taxa de transmissão total de 7 Gbit/s.

A WI-Fi Alliance certificou os equipamentos em duas fases, chamados Wave1 e Wave2, operando com três e quatro antenas, respectivamente. Outra característica que difere as duas fases é que o Wave1 operava com canal de 80MHz e o Wave2 com 160MHz.

A taxa de transmissão obtida por um dispositivo com duas antenas e canalização de 160MHz pode chegar a 1,69 Gbit/s.

Padrão 802.11ax

Em maio de 2013 o grupo HEW (High Efficiency WLAN Study Group) do IEEE iniciou o estudo do padrão 802.11ax, que será a sexta geração do WiFi, chamado de Wi-Fi 6 pela WI-Fi Alliance. Em novembro de 2018 já foi publicada a versão Draft 4.0.

O padrão 802.11ax utiliza a modulação QAM 1024, permitindo taxas muito maiores e o acesso é feito com o OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) reduzindo o overhead e a latência, atingindo uma taxa de transmissão total de 15 Gbit/s.

Como opera nas frequências de 2,4GHz e 5GHz, os access points 802.11ax deverão suportar o acesso de todas as tecnologias anteriores: 802.11a/b/g/n/ac.

Então é isso aí, chegamos ao final de mais um artigo incrível que muitos de vocês pediram em nosso blog e de coração espero ter ajudado na sua busca por conhecimento realmente de valor na área de Redes e Infraestrutura de TI.

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