Redes de computadores sem fio

Redes de computadores sem fio
Prof. Fábio Loures 1

Programa Introdução a Redes de Computadores sem Fio; Classificação;
Padrões e tecnologias; Funcionamento; Topologia da rede; Padrões IEEE; Sinais e espectro; Antenas; Segurança de Rede; Wep – Wired Equivalent Privacy Wap – Wi-fi Protected Access Wpa2 – Wi-fi – Protected Access 2

Trabalho de Introdução a redes
Resumir sobre RFID (Radio-Frequency Identificatio) História do FaceBook Entregar dia 18 e 22/03

Introdução a Redes de Computadores sem Fio
Uma rede sem fio se refere a uma rede de computadores sem a necessidade do uso de cabos – sejam eles telefônicos, coaxiais ou ópticos – por meio de equipamentos que usam radiofrequência (comunicação via ondas de rádio) ou comunicação via infravermelho, como em dispositivos compatíveis com IrDA. O uso da tecnologia vai desde transceptores de rádio como walkie-talkies até satélites artificais no espaço. Seu uso mais comum é em redes de computadores, servindo como meio de acesso à Internet através de locais remotos como um escritório, um bar, um aeroporto, um parque, ou até mesmo em casa, etc. Sua classificação é baseada na área de abrangência: redes pessoais ou curta distância (WPAN), redes locais (WLAN), redes metropolitanas (WMAN) e redes geograficamente distribuídas ou de longa distância (WWAN).

Classificação WPAN WLAN WMAN WWAN

Classificação WPAN WPAN (Wireless PAN, Wireless Personal Area Network) está normalmente associada ao Bluetooth (antigamente ao IR). Pode ser vista com a interacção entre os dispositivos móveis de um utilizador. A WPAN é projectada pra pequenas distância, baixo custo e baixas taxas de transferência.

Classificação WLAN Wireless LAN ou WLAN (Wireless Local Area Network) é uma rede local que usa ondas de rádio para fazer uma conexão Internet ou entre uma rede, ao contrario da rede fixa ADSL ou conexão-TV, que geralmente usa cabos. WLAN já é muito importante como opção de conexão em muitas áreas de negócio. Inicialmente os WLANs assim distante do público em geral foi instalado nas universidades, nos aeroportos, e em outros lugares públicos principais. A diminuição dos custos do equipamento de WLAN trouxe-o também a muitos particulares. Entretanto, no Reino Unido o custo de usar tais conexões limitou assim o uso aos lounges das Businessclass dos aeroportos, etc. Nova Iorque começou mesmo um programa piloto para cobrir todos os cinco quarteirões da cidade com a Internet Wireless. Originalmente a WLAN era muito cara e foi somente usada como uma alternativa ao LAN-Internet com cabo nos lugares onde instalar cabos era difícil ou impossível.

Redes locais sem fio - WLAN

IEEE : Aprovado em 07/1997; Provê taxa de transferência de 1 e 2Mbps; Trabalha na faixa de freqüência de até 2,4GHz; Baixa taxa de transmissão de dados; Está Obsoleto.

IEEE a : Aprovada em 1999; Taxa de transferencia de até 54 Mbps; Trabalha na faixa de 5 GHz; Alto custo de implementação e consumo de energia; Não indicado para dispositivos móveis.

IEEE b : Última revisão em 07/2001; Taxa de transferencia de até 11Mbps; Trabalha na faixa de 2,4GHz; Desempenho semelhante ao Ethernet 10Mbps; Foi a implementação de WLAN mais popular, e seu uso é incentivado pelo Wi-Fi Alliance

IEEE g : Aprovado em 2003; Taxa de transferência de até 54 Mbps; Trabalha na faixa de 2,4GHz; Substituiu o padrão b; Atualmente é a implementação de WLAN mais popular; Seu uso é incentivado pelo Wi-Fi Alliance.

IEEE n : MIMO Nova especificação 2007; Taxa de transferência de até 300 Mbps, 600 Mbps; Trabalha na faixa de 2,4GHz; MIMO – Multiple in Multiple out HDTV, VoIP Substituirá o padrão g ????

Arquitetura do padrão IEEE Unidade Básica de Serviço (BSS - Basic Service Set); Estações (STAs); O meio sem fio (RF); Ponto de acesso (AP); Sistema Distribuído (DS); Conjunto estendido de serviços (ESS - Extended Service Set );

Topologia das WLANs

Imagens

Classificação WMAN WMAN - Wireless Metropolitan Area Network - Redes Metropolitanas Sem Fio. Os MAN (Metropolitan Area Network, redes metropolitanas) interligam vários LAN geograficamente próximos (no máximo, a algumas dezenas de quilómetros) com débitos importantes. Assim, um MAN permite a dois nós distantes comunicar como se fizessem parte de uma mesma rede local. Um MAN é formado por comutadores ou switchs interligados por relações de elevado débito (em geral, em fibra óptica).

Imagens

Classificação WWAN - A Wide Area Network (WAN), Rede de área alargada ou Rede de longa distância, também conhecida como Rede geograficamente distribuída, é uma rede de computadores que abrange uma grande área geográfica, com freqüência um país ou continente.

Mercado de Redes Wan A maior fatia da receita no Brasil é originária do fornecimento de aplicações WAN pelas empresas brasileiras fornecedoras de backbone, derivado dos usuários corporativos. Com a abertura do mercado das telecomunicações proporcionado pela privatização do setor está aumentando a oferta e a variedade dos serviços dedicados a WAN no Brasil. Atualmente o investimento na migração para redes MPLS, VoIP, QoS e IPTV é o foco das operadoras a fim de atingir um número cada vez maior de usuários atraídos pelo custo cada vez menor devido a concorrência na prestação destes serviços.

Tráfego das Redes Wan O tráfego das WAN aumenta continuamente surgindo em função disso mais congestionamento do que será transportado na rede, definindo as características destes tráfegos (voz, dados, imagens e vídeo), qualidade de serviço (QoS), protocolos ultra compreensão. O tráfego da rede tem que ser modelado através de medições com um grau de resolução elevado, incluindo a analise de pacotes a fim de disponibilizar aos interessados usando técnicas gráficas, estatísticas descritivas, entre outros. Quando ocorre variação na chegada de pacotes isso indica que a Wan está consistente e seu tráfego pode ser acelerado de acordo com as necessidades dos serviços.

Protocolos WAN Possibilitam a transmissão de dados de uma Rede fisicamente distante através de uma infra-estrutura de canais de dados de longa distância. Exemplos de protocolos: PPP Protocolo ponto-a-ponto (Point-to-Point Protocol): protocolo mais comum para de acesso à internet tanto em conexões discadas como dedicadas. Rede X.25: é uma arquitetura de rede de pacotes definida nas recomendações do ITU-T. A rede X.25 fornece uma arquitetura orientada à conexão para transmissão de dados sobre uma rede física sujeita a alta taxa de erros. A verificação desses erros é feita em cada nó da rede, o que acarreta alta latência e inviabiliza a rede X.25 para a transmissão de voz e vídeo Frame Relay: é uma arquitetura de rede de pacotes de alta velocidade e sucessor natural da rede X.25. O Frame Relay permite vários tipos de serviço até altas velocidades de comunicação entre nós da rede, por exemplo, DS3 (45 Mbps). Com a evolução e uso de meios de transmissão confiáveis (por exemplo, cabos óticos), viabilizou a comunicação entre redes locais (LAN) e é um serviço oferecido comumente pelas operadoras. Tipicamente é mais caro que o serviço X.25

Protocolos WAN Rede ATM (Asynchronous Transfer Mode):
é uma tecnologia de rede usada para WAN (e também para backbones de LAN), suporte a transmissão em tempo real de dados de voz e vídeo. A topologia típica da rede ATM utiliza-se de switches que estabelecem um circuito lógico entre o computador de origem e destino, deste modo garantindo alta qualidade de serviço e baixa taxa de erros. Diferentemente de uma central telefônica, a rede ATM permite que a banda excedente do circuito lógico estabelecido seja usada por outras aplicações. A tecnologia de transmissão e comutação de dados utiliza a comutação de células como método básico de transmissão, uma variação da comutação de pacotes onde o pacote possui um tamanho reduzido. Por isso, a rede ATM é altamente escalável, permitindo velocidades entre nós da rede como: 1.5Mbps, 25Mbps, 100Mbps, 155Mbps, 622Mbps, 2488Mbps (~2,5Gbps), 9953Mbps (10Gbps).

Protocolos WAN ADSL DSL Assimétrico (Asymmetric DSL): O ADSL compartilha uma linha de telefone comum, usando um faixa de freqüência de transmissão acima daquelas usadas para a transmissão de voz. variação do protocolo DSL onde a capacidade de transmissão é assimétrica, isto é, a banda do assinante é projetada para receber maior volume de dados do que este pode enviar. Serviço mais adequado ao usuário comum que recebe dados da internet. HDSL DSL (High-Bit-Rate DSL): O HDSL fornece um enlace de alta taxa de transmissão de dados, tipicamente T1, sobre o par trançado comum, exigindo a instalação de pontes e repetidores. Esta variação do protocolo DSL onde a capacidade de transmissão, a banda do assinante tem a mesma capacidade de envio e recebimento de dados. Serviço mais adequado ao usuário corporativo que disponibiliza dados para outros usuários comuns.

Padrões e tecnologia IrDA - Infrared Data Association Bluetooth
Redes para interconexão de sistemas ou redes pessoais sem fio IrDA - Infrared Data Association Bluetooth RONJA - Reasonable Optical Near Joint Access Wi-Fi WiMAX - Worldwide Interoperability for Microwave Access

Padrões e tecnologia IrDA - Infrared Data Association Infravermelho
Curtas Distâncias Taxa de Transferência entre bps e 4Mbps Serial / Assincrona (Start/Stop) Tipo de barramento permite a conexão de dispositivos sem fio ao microcomputador (ou equipamento com tecnologia apropriada), tais como impressoras, telefones celulares, notebooks e PDAs.

Padrões e tecnologia Bluetooth Harold Bluetooth, Dinamarca e Noruega
Criado em 94 pela Ericsson Curtas Distâncias Ondas de Rádio Taxa de Transferência 1Mb Alcance de 1 mt (Classe3 - Raro ), 10 mts ( Classe 2 ) e 100 mts ( Classe 1) 2.45 Ghz PDAs, Celulares, Notebooks, etc

Padrões e tecnologia Métodos de transmissão no ar Wi-fi
Wireless Fidelity (Wireless Ethernet Compatibity Alliance) Curtas e Longas Distâncias ( Com Repetidor / Amplificador ) Ondas de Rádio Taxa de Transferência entre 11 e 108(a+g) Mbps Alcance de 100 mts(indoor) à 300 mts (outdoor) (Sem Repetidor / Amplicador ) Baixo Custo PDAs, Celulares, Notebooks, etc Não necessita de Licença ( Uso doméstico ) 802.11a – 5Ghz, 54Mbps 802.11b – 2.4Ghz, 11Mbps 802.11g – 2.4Ghz, 54Mbps

Padrões e tecnologia Métodos de transmissão no ar Wi-fi

Worldwide Interoperability for Microwave Access/
Padrões e tecnologia WiMax Worldwide Interoperability for Microwave Access/ Interoperabilidade Mundial para Acesso de Micro-ondas Novo padrão(802.16) similar ao Outubro de 2001 802.16d Fixo, e em movimento Longas Distâncias Ondas de Rádio Taxa de Transferência 70Mb Alcance de até 50 Km Melhor Performance PDAs, Celulares, Notebooks, etc 3.5Ghz a 10.5 Ghz

Padrões e tecnologia WiMax Worldwide Interoperability for Microwave Access/ Interoperabilidade Mundial para Acesso de Micro-ondas Vantagens Diminui custos de infra-estrutura de banda larga para conexão com o usuário final (last mile); Deverá ter uma aceitação grande por usuários, seguindo a tecnologia Wi-Fi (IEEE ) e diminuindo ainda mais os custos da tecnologia; Possibilitará, segundo a especificação, altas taxas de transmissão de dados; Possibilitará a criação de uma rede de cobertura de conexão de Internet similar à de cobertura celular, permitindo acesso à Internet mesmo em movimento; Existe amplo suporte do desenvolvimento e aprimoramento desta tecnologia por parte da indústria.

Padrões e tecnologia WiMax Worldwide Interoperability for Microwave Access/ Interoperabilidade Mundial para Acesso de Micro-ondas Contras Nos testes atualmente realizados mostrou-se como grande frustração quanto à taxa de transmissão; Apesar das muitas iniciativas e pesquisas, essa tecnologia ainda tem um período de maturação a ser atingido; Pode, em alguns paises, haver sobreposição de utilização de freqüência com algum serviço já existente; Em alguns países a tecnologia já foi inviabilizada devido a uma política específica para proteção do investimento de capital (CAPEX), já realizado com licenças da tecnologia de telefonia móvel UMTS. Nas faixas de frequência mais altas existem limitações quanto a interferências pela chuva, causando diminuição de taxas de transferências e dos raios de cobertura.

Padrões e tecnologia WiMax

Funcionamento Através da utilização portadoras de rádio ou infravermelho, as WLANs estabelecem a comunicação de dados entre os pontos da rede. Os dados são modulados na portadora de rádio e transmitidos através de ondas eletromagnéticas. Múltiplas portadoras de rádio podem coexistir num mesmo meio, sem que uma interfira na outra. Para extrair os dados, o receptor sintoniza numa freqüência específica e rejeita as outras portadoras de freqüências diferentes. Num ambiente típico, o dispositivo transceptor (transmissor/receptor) ou ponto de acesso é conectado a uma rede local Ethernet convencional (com fio). Os pontos de acesso não apenas fornecem a comunicação com a rede convencional, como também intermedeiam o tráfego com os pontos de acesso vizinhos, num esquema de micro células com roaming semelhante a um sistema de telefonia celular.

Funcionamento

Topologias de comunicação

Topologia Infraestrutura: todos os dispositivos são ligados em um dispositivo AP (concentrador) Ad-hoc: não a concentrador.Todos os componentes se transmitem Conjunto básico de serviços - corresponde a uma célula de comunicação da rede sem fio. Estação WLAN - São os diversos clientes da rede.

Topologia Ponto de acesso - É o nó que coordena a comunicação entre as STAs(Estações cliente de uma rede sem fio) dentro da BSS. Funciona como uma ponte de comunicação entre a rede sem fio e a rede convencional. Sistema de distribuição - Corresponde ao backbone da WLAN, realizando a comunicação entre os APs. Conjunto estendido de serviços - Conjunto de células BSS cujos APs estão conectados a uma mesma rede convencional. Nestas condições uma STA pode se movimentar de uma célula BSS para outra permanecendo conectada à rede. Este processo é denominado de roaming.

Topologia – Infra e Ad hoc
Redes sem infra-estrutura ou redes ad hoc Estações se comunicam diretamente Redes ad hoc de comunicação direta Redes ad hoc de múltiplos saltos Estações também se comportam como roteadores

Redes ad hoc

Redes ad hoc de múltiplos saltos

Redes ad hoc Principais características Vantagens
Auto-organização dinâmica Topologia arbitrária e temporária Vantagens Grande flexibilidade Podem ser formadas em lugares ermos Baixo custo de instalação Robustez Podem resistir a catástrofes da natureza e a situações de destruição por motivo de guerra Principais aplicações Ambientes onde Não há infra-estrutura A infra-estrutura existente não é confiável

Padrões IEEE O Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos ou IEEE (pronuncia-se I-3-E, ou, conforme a pronúncia inglesa, eye-triple-e) é uma organização profissional sem fins lucrativos, fundada nos Estados Unidos. É a maior (em número de sócios) organização profissional do mundo. O IEEE foi formado em 1963 pela fusão do Instituto de Engenheiros de Rádio (IRE) com o Instituto Americano de Engenheiros Elétricistas (AIEE). O IEEE tem filiais em muitas partes do mundo, sendo seus sócios engenheiros eletricistas, engenheiros da computação, cientistas da computação, profissionais de telecomunicações etc. Sua meta é promover conhecimento no campo da engenharia elétrica, eletrônica e computação. Um de seus papéis mais importantes é o estabelecimento de padrões para formatos de computadores e dispositivos. Geralmente participa em todas as atividades associadas com organizações profissionais: Editando e publicando jornais. Estabelecendo atividades de padrões baseadas em consenso. Organizando conferências. Promovendo publicações técnicas, de seus próprios jornais, padrões e textos de membros.

Padrões IEEE IEEE 802.20 WAN 3GPP (GSM).
IEEE WirelessMAN ETSI HIPERMAN e HIPERACCESS. IEEE WirelessLAN ETSI HIPERLAN. IEEE BluetoohPAN ETSI HIPERPAN.

Padrões IEEE IEEE 802.20 WAN 3GPP (GSM)
IEEE também conhecido como Mobile Broadband Wireless Access (MBWA) Working Group, é um conjunto de especificações para interfaces wireless desenhados para serem utilizados na Internet.

IEEE 802.16 WirelessMAN ETSI HIPERMAN e HIPERACCESS.
Padrões IEEE IEEE WirelessMAN ETSI HIPERMAN e HIPERACCESS. O padrão IEEE , completo em outubro de 2001 e publicado em 8 de abril de 2002, especifica uma interface sem fio para redes metropolitanas (WMAN). Foi atribuído a este padrão, o nome WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access/Interoperabilidade Mundial para Acesso de Micro-ondas). O termo WiMAX foi criado por um grupo de indústrias conhecido como WiMAX Forum cujo objetivo é promover a compatibilidade e inter-operabilidade entre equipamentos baseados no padrão IEEE Este padrão é similar ao padrão Wi-Fi (IEEE ), que já é bastante difundido, porém agrega conhecimentos e recursos mais recentes, visando a um melhor desempenho de comunicação. O padrão WiMAX tem como objetivo estabelecer a parte final da infra-estrutura de conexão de banda larga (last mile) oferecendo conectividade para uso doméstico, empresarial e em hotspots.

Qualidade de Serviço IEEE 802.16 - WIMAX Baixa latência
Suporte a áudio e vídeo Possibilidade de prover serviços premium garantidos para empresas Possibilidade de aumentar o volume de usuários utilizando melhor esforço para clientes residenciais

IEEE 802.16 - WIMAX Vazão Escalabilidade Esquema robusto de modulação
Modulação adaptativa Alta vazão Escalabilidade Suporta flexíveis larguras de banda Suporta espectros licenciados e não-licenciados Pode-se incrementar o número de usuários através da divisão de um setor de 20 Mhz em dois setores de 10 Mhz ou 4 setores de 5 MHz

IEEE 802.16 - WIMAX Cobertura Segurança
Suporta um esquema robusto e dinâmico de modulação Suporta técnicas de topologia mesh e “smart antenna” Pode-se utilizar múltiplas antenas Segurança Privacidade e encriptação Transmissões seguras Autenticação de usuários

Introdução Worldwide Interoperability for Microwave Access
Interface sem-fio para WMAN

Introdução WiMax Forum Certifica conformidade com IEEE 802.16
Promove interoperabilidade Promove a tecnologia

Introdução Histórico IEEE 802.16 1999 – Criação do BWA Working Group
2001 – Primeira versão e três emendas 2001 – Formado WiMax Fórum 2003 – IEEE802.16REVd 2004 – Conclusão do projeto 200? – IEEE e

Camada Física Padrões Modulações SC e SCa (Single Carrier)
OFDM e OFDMA (Orthogonal frequency-division multiplexing) Modulações BPSK e Spread BPSK (Binary Phase-Shift Keying) constelação de 2 símbolos QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) e QPSK com mapeamento de Gray constelação de 4 símbolos 16/64/256-QAM (State Quadrature Amplitude Modulation)

Padrões IEEE IEEE 802.11 WirelessLAN ETSI HIPERLAN.
As redes sem fio IEEE , que também são conhecidas como redes Wi-Fi (Wireless Fidelity ⇐ este termo que designa o suposto significado de Wi-Fi entra em contradição com o artigo Wi-Fi) ou wireless, foram uma das grandes novidades tecnológicas dos últimos anos. Atualmente, são o padrão de fato em conectividade sem fio para redes locais. Como prova desse sucesso pode-se citar o crescente número de Hot Spots e o fato de a maioria dos computadores portáteis novos já saírem de fábrica equipados com interfaces IEEE Os Hot Spots, presentes nos centros urbanos e principalmente em locais públicos, tais como Universidades, Aeroportos, Hotéis, Restaurantes etc., estão mudando o perfil de uso da Internet e, inclusive, dos usuários de computadores.

Padrões IEEE IEEE WirelessLAN ETSI HIPERLAN.

Padrões IEEE Bluetooth – IEEE-802.15
Bluetooth é uma especificação industrial para áreas de redes pessoais sem fio (Wireless personal area networks - PANs). O Bluetooth provê uma maneira de conectar e trocar informações entre dispositivos como telefones celulares, notebooks, computadores, impressoras, câmeras digitais e consoles de videogames digitais através de uma freqüência de rádio de curto alcance globalmente não licenciada e segura. As especificações do Bluetooth foram desenvolvidas e licenciadas pelo (em inglês) Bluetooth Special Interest Group Harold Bluetooth, Dinamarca e Noruega Criado em 94 pela Ericsson Curtas Distâncias Ondas de Rádio Taxa de Transferência 1Mb Alcance de 1 mt (Classe3 - Raro ), 10 mts ( Classe 2 ) e 100 mts ( Classe 1) 2.45 Ghz PDAs, Celulares, Notebooks, etc

Sinais e espectro

Sinais e espectro Principais problemas Grande atenuação
Limitado alcance Espectro de freqüências disponível Interferência Dificuldade de se atingir altas taxas de transmissão Segurança Reflexões do sinal no interior de uma casa

Sinais e espectro Sinais são transmitidos em meios físicos, também chamados meios de transmissão Meios físicos Guiados Ex.: cabo coaxial, cabo de pares trançados etc. Não guiados Ex.: espaço livre Não há confinamento das ondas eletromagnéticas

Sinais e espectro Cada meio físico possui características próprias em relação a Banda passante Atenuação Sensibilidade a ruídos Custo Outros

Sinais e espectro Características fundamentais dos sinais
Comprimento de onda (l) Velocidade de propagação (v = l * f) Índice de refração do meio (n = c / v, onde c é a velocidade da luz no vácuo)

Sinais e espectro Propagação de uma onda em meios com índices de refração diferentes pode gerar Reflexão Ocorre quando um sinal encontra uma superfície grande comparada ao comprimento de onda do sinal Em ambientes fechados Ondas se refletem em paredes e móveis Em ambientes abertos Ondas se refletem em casas, prédios, montanhas e carros

Sinais e espectro Propagação de uma onda em meios com índices de refração diferentes pode gerar Refração É o desvio que o trajeto do sinal sofre ao atravessar uma superfície que separa dois meios transparentes.

Sinais e espectro Espectro: A extensão completa da energia armazenada ou propagada pelos campos de energia elétrica e magnética. A parte mais baixa do espectro é conhecida como energia não-ionizante, e inclui freqüências de energia elétrica, de rádio, de infravermelho, a luz visível e o ultra-violeta. A parte mais alta do espectro é conhecida como energia ionizante e inclui raios X e gama.

Sinais e espectro Espectro eletromagnético para telecomunicações (fonte: Stallings)

Comunicação sem fio – atenuação
Força de um sinal cai com a distância Redução chamada de atenuação Sinal recebido deve ter uma força suficiente para que o circuito do receptor possa detectá-lo e interpretá-lo Sinal muito forte pode sobrecarregar o circuito Distorção Sinal deve manter um nível suficientemente mais alto do que o ruído para ser recebido sem erros

Comunicação sem fio – atenuação
Além de uma determinada distância, a atenuação torna-se muito forte Usam-se repetidores ou amplificadores Atenuação varia com a freqüência É maior nas freqüências mais altas Técnicas para equalizar a atenuação através de uma banda de freqüências são usadas

Comunicação sem fio – perda no espaço livre
Tipo particular de atenuação em transmissões sem fio Sinal se espalha conforme a distância aumenta → atenuação cada vez maior a medida que o sinal se afasta da antena transmissora Sinal se dispersa por uma área cada vez maior

Comunicação sem fio – ruídos
Sinais não desejados entre a transmissão e a recepção Quatro tipos Térmico Intermodulação Diafonia (crosstalk) Impulsivo

Comunicação sem fio – ruído térmico
Devido à agitação térmica dos elétrons Uniformemente distribuído através do espectro de freqüências Ruído branco

Comunicação sem fio – ruído por intermodulação
Devido ao compartilhamento de um mesmo meio de transmissão entre sinais de diferentes freqüências Produz sinais em uma freqüência que é a soma ou a diferença entre as freqüências originais ou entre múltiplos dessas freqüências Ocorre quando há não-linearidade no transmissor, no receptor ou no sistema de transmissão interveniente Não-linearidade pode ser causada por Mau funcionamento de componentes Uso excessivo de força de sinais Natureza dos amplificadores utilizados

Comunicação sem fio – diafonia
Linha cruzada como na telefonia Pode ocorrer quando sinais indesejados são pegos por antenas de microondas Efeito dominante nas bandas ISM

Comunicação sem fio – ruído impulsivo
Consiste de pulsos ou picos irregulares de ruídos de curta duração e relativamente grande amplitude Gerado por trovões e falhas no sistema de comunicação

Comunicação sem fio – desvanecimento
Fading Variação temporal da potência do sinal recebido Causada pelo mudanças no meio de transmissão ou no(s) caminho(s) Em um ambiente fixo Afetado por mudanças nas condições atmosféricas Ex.: chuva (rainfall) Em um ambiente móvel Afetado pelas mudanças na localização relativa de vários obstáculos

Comunicação sem fio – múltiplos caminhos
Sinal recebido pelo receptor é composto de sinais vindo de diferentes direções e caminhos Diferente das comunicações cabeadas Mecanismos de propagação Reflexão Difração Dispersão

Comunicação sem fio – múltiplos caminhos

Comunicação sem fio – absorção atmosférica
Chuva e neblina (fog) causam a dispersão de ondas que gera atenuação Isso pode ser uma causa principal de perdas Em áreas com muita chuva, as distâncias envolvidas devem ser pequenas ou bandas de freqüências mais baixas devem ser usadas

Comunicação sem fio – modos de propagação
Sinal irradiado pode se propagar de três formas Acima do solo (ground wave) No céu (sky wave) Através de visada direta

Acima do solo Segue o contorno da terra Pode-se propagar por distâncias consideráveis Freqüências até 2 MHz Ondas sofrem difração na terra Ondas são espalhadas pela atmosfera Não penetram na atmosfera mais alta Ex.: Rádio AM

No céu Sinal é refratado na ionosfera Pode-se propagar por distâncias consideráveis através de saltos entre a terra e a ionosfera Freqüências de 2 a 30 MHz Ex.: Rádio-amador

Visada direta Antenas devem estar alinhadas Comunicação via satélite – sinais de 30 MHz não são refletidos na ionosfera Comunicação no solo – antenas com linha de visada efetiva devido à refração

Antenas

Comunicação sem fio – Antenas
Antena é um condutor elétrico ou um sistema de condutores Necessária para a transmissão e a recepção de sinais através do ar Na transmissão Antena converte energia elétrica em energia eletromagnética Antena irradia essa energia no ar Na recepção Antena capta energia eletromagnética do ar Antena converte essa energia em energia elétrica

Uma única antena pode ser usada para transmissão e recepção Antena irradia potência em todas as direções Mas não apresenta o mesmo desempenho em todas as direções Em geral, quanto maior a freqüência, mais direcional é o feixe gerado pela antena Antenas podem ser Omnidirecionais Direcionais

Omnidirecional Maioria das antenas Alcance de transmissão cobre uma área circular em torno do transmissor Duas estações se comunicando → estações na vizinhança devem permanecer caladas Para não haver interferência

Omnidirecional

Direcional Pode minimizar o problema de interferência Área coberta pode ser aproximada por um setor circular Antena gera um feixe focado Reutilização espacial pode ser mais explorada Ganhos de transmissão e de recepção são maiores Alcance de transmissão é maior

Direcional

O sucesso do projeto depende fundamentalmente do sistema irradiante (antena). Parâmetros para a escolha de uma antena Ganho Distância Largura de onda

Ganho - Expresso em dbi, é o aumento da potência do sinal após processado por um dispositivo eletrônico. Usualmente, ganhos maiores revertem em distâncias maiores, contudo maiores distâncias exigem largura de onda menor e margem de erro muito maior. Para evitar esses problemas, alguns fatores como vento e prédios existentes no trajeto do sinal devem ser considerados no projeto da rede wireless.

Distância - A antena a ser escolhida deve cobrir uma distância maior que a aplicação necessária. Caso seja utilizada uma antena operando em sua capacidade máxima, provavelmente os sinais chegarão mais fracos que o exigido pela aplicação.

Largura da onda - Expressa em graus, a largura de onda denota o alcance de um sinal. Geralmente, quanto mais larga for a onda, mais curta será a área de cobertura. Por outro lado, as ondas mais largas compensam os fatores ambientais, como o vento, que afetam adversamente a performance da antena.

Segurança Segurança de Rede; Wep – Wired Equivalent Privacy;
Wap – Wi-fi Protected Access; Wpa2 – Wi-fi – Protected Access 2

Segurança Nós finalmente podemos dizer que as redes sem fio se tornaram padrão para a conexão de computadores. Placas de rede sem fio já são um acessório padrão nos notebooks há algum tempo. Praticamente todos os modelos de roteadores – periférico que permite você compartilhar a sua Internet banda larga com vários micros – vêm com antena para redes sem fio, permitindo que a sua conexão com a Internet seja compartilhada não só entre os micros conectados via cabo ao roteador, mas também com aqueles dotados de antena para rede sem fio. Com a popularização das redes sem fio também aumentou a quantidade de usuários vítimas de invasões de hackers que tiveram suas conexões ou até mesmo dados importantes acessados e/ou roubados. Neste tutorial ensinaremos a você o básico sobre segurança de redes sem fio: a troca da senha padrão do roteador, como atualizar o firmware do roteador e como habilitar e usar o tipo correto de criptografia. Os roteadores de banda larga são muito fáceis de serem instalados. Basta plugar a sua conexão banda larga no conector chamado WAN e os micros de sua casa ou escritório nas portas chamadas LAN, fazer uma configuração básica do tipo de conexão banda larga que você tem (ADSL ou cabo) e pronto, tudo estará funcionando de primeira. Se o seu roteador tiver antena sem fio, os computadores instalados nas proximidades e que sejam dotados de antena para conexão de rede sem fio estarão conectados à Internet e à sua rede interna também. Fonte:

Segurança Existem vários algoritmos e métodos de criptografia disponíveis, sendo que os mais comuns são WEP (Wired Equivalent Privacy), WPA (Wi-Fi Protected Access) e WPA-2. O problema é que os métodos WEP e WPA provaram ser falhos, significando que se sua rede sem fio estiver configurada para usá-los ela estará vulnerável. Pior do que saber que sua rede está desprotegida é ter a falsa sensação de proteção, quando na verdade sua rede está totalmente vulnerável. Outro problema é que vários usuários se esquecem de alterar a senha padrão para ter acesso ao painel de controle do roteador, o que é praticamente o mesmo de deixar o roteador sem senha: quando um hacker tem acesso à tela de login de um roteador a primeira coisa que ele tenta é a senha padrão de fábrica (normalmente “admin” ou “administrator”). Portanto você também precisa mudar isto. Fonte:

Segurança Em resumo, após instalar o seu roteador de banda larga você precisa fazer o seguinte: Alterar a senha administrativa. Desabilitar o gerenciamento remoto. Atualizar o firmware do roteador para a versão mais nova para mantê-lo livre de falhas conhecidas. Desabilitar a funcionalidade de rede sem fio caso não for usá-la. Habilitar ou alterar a criptografia para WPA-2 tanto no roteador quanto nos computadores da rede. Fonte:

Segurança - WEP WEP significa Wired Equivalent Privacy, e foi introduzido na tentativa de dar segurança durante o processo de autenticação, proteção e confiabilidade na comunicação entre os dispositivos Wireless. Wired Equivalent Privacy (WEP) é parte do padrão IEEE (ratificado em Setembro de 1999), e é um protocolo que se utilizava para proteger redes sem fios do tipo, (Wi-Fi).

Segurança - WAP WAP (sigla para Wireless Application Protocol; em português, Protocolo para Aplicações sem Fio) é um padrão internacional para aplicações que utilizam comunicações de dados digitais sem fio (Internet móvel), como por exemplo o acesso à Internet a partir de um telefone móvel. WAP foi desenvolvido para prover serviços equivalentes a um navegador Web com alguns recursos específicos para serviços móveis. Em seus primeiros anos de existência, sofreu com a pouca atenção dada pela mídia e tem sido muito criticado por suas limitações.

Segurança – WAP2 Em 21 de Fevereiro o NIST, National Institute of Standards and Technology, divulgou a versão final do documento "Establishing Wireless Robust Security Networks: A Guide to IEEE i (SP800-97)". A versão draft (rascunho) do documento foi publicada em Junho de O NIST possui uma coleção rica de documentação na área de segurança da informação, se você não a conhece deveria pelo menos consultar os assuntos. WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) é hoje considerado o padrão mais seguro de redes sem fio, especialmente se associado com a autenticação 802.1x e um bom método EAP (EAP-TLS por exemplo). Há um pouco de confusão quando se fala em i, WPA2 e RSN. Muitas vezes se menciona os três termos como sinônimos, o que não é verdade - embora WPA2 seja uma certificação da Wi-Fi Alliance que implementa i (CCMP/AES). As definições do glossário CWNP podem esclarecer um pouco essa diferença.

Cifragem de dados com o WEP
Host/AP compartilham chave simétrica de 40 bits (semi-permanente) Host concatena vetor de inicialização (IV) de 24-bits para criar chave de 64-bits Chave de 64 bits usada para gerar fluxo de chaves, kiIV kiIV usado para cifrar o i-ésimo byte, di, no quadro: ci = di XOR kiIV IV e bytes cifrados, ci são enviados no quadro

Cifragem WEP do lado do transmissor

Quebrando a cifragem WEP 802.11
Furo de segurança: IV de 24-bits, um IV por quadro, -> IV’s são eventualmente reutilizados IV transmitido em texto aberto -> reutilização do IV é detectada Ataque: Trudy faz com que Alice cifre textos abertos conhecidos d1 d2 d3 d4 … Trudy vê: ci = di XOR kiIV Trudy conhece ci di, então pode calcular kiIV Trudy conhece seqüência de chaves de cifragem k1IV k2IV k3IV … Na próxima vez que IV for usado, Trudy poderá decifrar!

802.11i: segurança melhorada
Diversas formas (mais fortes) de cifragem são possíveis Provê distribuição de chaves Usa servidor de autenticação separado do ponto de acesso

802.11i: quatro fases da operação

EAP: protocolo extensível de autenticação
EAP: fim-a-fim (móvel) para protocolo do servidor de autenticação EAP enviado sobre “enlaces” separados móvel-para-AP (EAP sobre LAN) AP para servidor de autenticação (RADIUS sobre UDP)

Redes de computadores sem fio

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