TRC305 – Introdução a Computação Móvel

Slide06-0313wlan (802.11/1)

Prof. Jéfer Benedett Dörr@: prof.jefer@gmail.comprofjefer.wordpress.com

Notícias Relevantes

● Batalha de especificações (http://info.abril.com.br/noticias/blogs/droids/aparelhos/batalha-de-

especificacoes-iphone-5-vs-androids/)● Sony lançará celular com Firefox Os na Índia (http://www.revista.espiritolivre.

org/sony-ira-lancar-celular-com-firefox-os-na-india)● Lançado Galaxy S4 (http://info.abril.com.br/noticias/blogs/droids/aparelhos/na-festa-do-galaxy-s4-quem-

brilhou-foi-o-software/?utm_source=redesabril_info&utm_medium=twitter&utm_campaign=redesabril_info&utm_content=info)● Extras - Segurança (http://idgnow.uol.com.br/internet/2013/03/13/update-da-microsoft-conserta-falha-que-

permite-sequestro-do-pc-via-usb/)● Futuro?(http://idgnow.uol.com.br/blog/inova/2013/03/14/chips-que-se-auto-consertam-e-o-assustador-futuro-da-

tecnologia/)

Extra QRCODE● http://olhardigital.uol.com.br/produtos/central_de_videos/a-magia-

chamada-qr-code● http://www.tecmundo.com.br/qr-code/37372-o-que-significa-cada-

quadrado-de-um-qr-code-.htm?utm_source=outbrain&utm_medium=recomendados&utm_campaign=outbrain=obinsite

● http://www.gizmodo.com.br/como-qr-codes-funcionam-e-por-que-eles-sao-tao-ruins/

● http://www.3wmobile.com.br/3wmobile/blog/14-mobile-sites/32-qr-codes-o-que-e-como-funciona.html

● http://www.procriativo.com.br/destaque/15/qr-code-o-que-e-como-funciona

● http://www.tecmundo.com.br/imagem/1995-o-que-sao-os-qr-codes-.htm?utm_source=artigo_bottom_saibamais&utm_medium=tecmundo

ExtrasRFID● http://eletronicos.hsw.uol.com.br/etiqueta-rfid.htm● http://www.gta.ufrj.br/grad/07_1/rfid/RFID_arquivos/o%20que%20e.htm● http://www.congressorfid.com.br/

NOVOS ARMhttp://www.gizmodo.com.br/canais/qualcomm-snapdragon/conheca-a-nova-familia-snapdragon-800-600-400-e-200/

WIFI Municipalhttp://informatica.hsw.uol.com.br/wifi-municipal.htm

ZigBeehttp://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_zigbee_em_home_area_network.php

Antenahttp://www.hardware.com.br/tutoriais/calculando-potencia-wireless/

Mega Curiosidade

● Redes ultra rápidas (http://idgnow.uol.com.br/mobilidade/2013/03/12/entenda-como-as-redes-

sem-fio-que-vem-ai-sao-muito-mais-velozes/)● Futurama - Antenas de Plasma (http://www.tecmundo.com.br/tecnologia-

militar/7096-nova-geracao-wi-fi-podera-utilizar-antenas-de-plasma-para-alcancar-velocidades-incriveis.htm)● Futuro Android (http://idgnow.uol.com.br/mobilidade/2013/03/13/enfrentar-a-fragmentacao-do-android-e-

o-primeiro-desafio-para-pichai/)● Carregamento Sem Fio (http://www.tecmundo.com.br/energia/7648-energia-sem-fio-voce-

ainda-vai-carregar-seus-gadgets-pelo-ar.htm)

WLAN● http://www.tutorial-reports.com/wireless/wlanwifi/index.php● http://www.wi-fi.org/

IEEE 802.11: WIRELESS LOCAL AREA NETWORKS

CRONOLOGIA 802.11● 1955: o Federal Communications Commission (FCC), órgão

americano responsável pela regulamentação do uso do espectro de frequências, autorizou o uso de três faixas de frequência;

● 1990: o Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) instaurou um comitê para definição de um padrão para conectividade sem fio;

● 1997: após sete anos de pesquisa e desenvolvimento, o comitê de padronização da IEEE aprovou o padrão IEEE 802.11; nessa versão inicial, as taxas de transmissão nominais atingiam 1 e 2 Mbps;

CRONOLOGIA 802.11● 1999: foram aprovados os padrões IEEE 802.11b e 802.11a, que

usam as frequências de 2,4 e 5 GHz e são capazes de atingir taxas nominais de transmissão de 11 e 54 Mbps, respectivamente. O padrão 802.11b, apesar de atingir taxas de transmissão menores, ganhou fatias maiores de mercado do que 802.11a; as razões para isso foram basicamente duas: primeiro, as interfaces 802.11b eram mais baratas do que as 802.11a e, segundo, as implementações de 802.11b foram lançadas no mercado antes do que as implementações de 802.11a. Além disso, nesse ano foi criada a Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), que se organizou com o objetivo de garantir a interoperabilidade entre dispositivos de diferentes fabricantes;

CRONOLOGIA 802.11● 2000: surgiram os primeiros hot spots, que são áreas públicas onde

é possível acessar a Internet por meio das redes IEEE 802.11. A WECA lançou o selo Wireless Fidelity(Wi-Fi) para testar a adesão dos fabricantes dos produtos às especificações; mais tarde o termo Wi-Fi tornou-se um sinônimo de uso abrangente das tecnologias IEEE 802.11;

● 2001: a companhia americana de cafeterias Starbucks implementou hot spots em sua rede de lojas. Os pesquisadores Scott Fluhrer, Itsik Mantin e Adi Shamir demonstraram que o protocolo de segurança Wired Equivalent Privacy (WEP) é inseguro;

● 2002: a WECA passou a se chamar Wi-Fi Alliance (WFA) e lançou o protocolo Wi-FiProtected Access (WPA) em substituição ao protocolo WEP;

CRONOLOGIA 802.11● 2003: o comitê de padronização da IEEE aprovou o padrão

IEEE 802.11g que, assim como 802.11b, trabalha na frequência de 2,4 GHz, mas alcança até 54 Mbps de taxa nominal de transmissão. Aprovou também, sob a sigla IEEE 802.11f, a recomendação de práticas para implementação de handoff;

● 2004: a especificação 802.11i aumentou consideravelmente a segurança, definindo melhores procedimentos para autenticação, autorização e criptografia;

●

CRONOLOGIA 802.11● 2005: foi aprovada a especificação 802.11e, agregando

qualidade de serviço (QoS) às redes IEEE 802.11. Foram lançados comercialmente os primeiros pontos de acesso trazendo pré-implementações da especificação IEEE 802.11e;

● 2006: surgiram as pré-implementações do padrão 802.11n, que usa múltiplas antenas para transmissão e recepção, Multiple-Input Multiple-Output (MIMO), atingindo taxa nominal de transmissão de até 600 Mbps.

● 2009: foi aprovada a versão final da especificação 802.11n.

WiFi● WiFi, Wi-fi, wifi....● Vantagens:

Historinha● 3Com, Nokia, Lucent Technologies(atualmente Alcatel-

Lucent) e Symbol Technologies (adquirida pela Motorola) se uniram para criar um grupo para lidar com este tema e, assim, nasceu, em 1999, a Wireless Ethernet Compatibility Alliance(WECA), que passou a se chamar Wi-Fi Alliance em 2003.

● 802.11 similar a 802.3 (Ethernet)● Frequência Industrial ISM (Industrial, Scientific and Medical), que podem

operar, entre outros, com os seguintes intervalos: 902 MHz - 928 MHz; 2,4 GHz - 2,485 GHz e 5,15 GHz - 5,825 GHz

Componentes e Nomeclatura

● dispositivos (também chamados de STA - de "station") se conectem a aparelhos que forneçam o acesso.

● Estes são genericamente denominados Access Point (AP). ● Quando um ou mais STAs se conectam a um AP, tem-se, portanto, uma rede,

que é denominada Basic Service Set (BSS). ● a identificação denominada Service Set Identifier (SSID), um conjunto de

caracteres que, após definido, é inserido no cabeçalho de cada pacote de dados da rede. Em outras palavras, o SSID nada mais é do que o nome dado a cada rede sem fio.

802.11b●O IEEE 802.11b é especificado para operar em 2,4-GHz utilizando a banda ISM (Industrial, Scientific and Medical band). Os canais de rádio freqüência usam a modulação DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), permitido altas taxas de velocidade em distâncias de até 50 metros em escritórios. O padrão permite taxas de transferência de até 11-Mbps, que são até cinco vezes maiores do que a especificação original do IEEE 802.11 e próxima ao padrão Ethernet.

●Tipicamente, o padrão IEEE 802.11b é utilizado em pequenos escritórios, em hospitais, em depósitos e em chão de fábrica. Seu principal uso deverá ser em grandes campi para prover conectividade em salas de conferências, áreas de trabalhos, e qualquer outro ambiente inconveniente ou perigoso para se instalar cabos. No curto prazo, em qualquer ambiente onde exista a necessidade de mobilidade será aceitável a instalação de rede sem fios.

DSSS●DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) é a sequência direta de espalhamento do espectro.

●A técnica da modulação do espectro de propagação é usada extensamente em aplicações militares. Fornece uma densidade espectral da potência muito baixa espalhando a potência do sinal sobre uma faixa de freqüência muito larga

●Esta técnica é igualmente utilizada nas redes locais sem fios WiFi 802.11b e na telefonia móvel de 3ª geração W-CDMA, Wideband Code Division Multiple Access. Ela proporciona criptografia por salto pseudo aleatório de frequência, uma resistência ao ruído e um número de utilizadores/equipamentos mais elevado do que as soluções TDMA, Time Division Multiple Access.

●é restrito a 1 ou 2 Mbps. Utiliza 11 canais para o uso em 2,4 GHz, mas com um nível de potência menor que o FHSS, possibilitando, assim, o funcionamento de várias redes sem que elas interfiram entre si

802.11g●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 54-Mbps usando a modulação OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). A especificação IEEE 802.11g é compatível com a especificação IEEE 802.11b.

●Usando um protocolo estendido, o 802.11g permite o uso misto da rede. Esta característica de uso misto permite que equipamentos que usam o 802.11b operando em 11-Mbps possam compartilhar a mesma rede com os novos equipamentos operando em 54-Mbps. Isso permitirá a migração sem impacto das redes de 11-Mbps para as redes de 54-Mbps.

●

802.11g●Tem os mesmos inconvenientes do padrão 802.11b (incompatibilidades com dispositivos de diferentes fabricantes). As vantagens também são as velocidades. Usa autenticação WEP estática já aceitando outros tipos de autenticação como WPA (Wireless Protect Access) com criptografia dinâmica (método de criptografia TKIP e AES). Torna-se por vezes difícil de configurar, como Home Gateway devido à sua frequência de rádio e outros sinais que podem interferir na transmissão da rede sem fio.

OFDM●OFDM, do inglês Orthogonal frequency-division multiplexing, também conhecido como discrete multitone modulation (DMT), é uma técnica de modulação baseada na idéia de multiplexação por divisão de frequência (FDM) onde múltiplos sinais são enviados em diferentes frequências. Muitos são familiarizados com FDM pelo uso de aparelhos de rádioe televisão: normalmente, cada estação é associada a uma determinada frequência (ou canal) e deve utilizá-la para realizar suas transmissõe

incluindo o padrão IEEE 802.11a/g (e a alternativa européia HIPERLAN/2).

802.11a●O IEEE 802.11a é o equivalente Fast-Ethernet do padrão IEEE 802.11b. Ela especifica uma rede cinco vezes mais rápida do que o 802.11b.

●O IEEE 802.11a é desenhada para operar numa banda de freqüência de 5-GHz-UNII (Unlicensed National Information Infrastructure). A potência máxima especificada é de 50mW para produtos operando em 5,15-GHz até 5,25-GHz, 250mW para produtos operando em 5,25-GHz até 5,35-GHz e de 800mW para 5,725-GHz até 5,82-GHz (tipicamente para aplicações em áreas abertas). Diferente dos padrões IEEE 802.11b/g, o IEEE 802.11a não usa o padrão DSSS. Ao contrário, utiliza o OFDM que opera mais facilmente em ambientes de escritórios.

●

802.11a●Chega a alcançar velocidades de 54 Mbps dentro dos padrões da IEEE e de 72 a 108 Mbps por fabricantes não padronizados. Esta rede opera na frequência de 5,8 GHz e inicialmente suporta 64 utilizadores por Ponto de Acesso (PA). As suas principais vantagens são a velocidade, a gratuidade da frequência que é usada e a ausência de interferências. A maior desvantagem é a incompatibilidade com os padrões no que diz respeito a Access Points 802.11 b e g, quanto a clientes, o padrão 802.11a é compatível tanto com 802.11b e 802.11g na maioria dos casos, já se tornando padrão na fabricação.

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 tem um frame estendido que inclui campos com informações dos países, parâmetros de freqüência e tabelas com parâmetros.

●Habilita o hardware de 802.11 a operar em vários países onde ele não pode operar hoje por problemas de compatibilidade, por exemplo, o IEEE 802.11a não opera na Europa.

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. Mais tarde as questões de segurança foram atribuídas ao Task Group 802.11i, ficando o 802.11e responsavel por desenvolver os aspectos de QoS. O QoS deve ser adicionado as redes WLANs para me permitir o uso VoIP. Também será requerido para o ambiente doméstico, onde deverá suportar voz, vídeo e dados.

● Em suma, 802.11e permite a transmissão de diferentes classes de tráfego, além de trazer o recurso de Transmission Oportunity(TXOP), que permite a transmissão em rajadas, otimizando a utilização da rede.

802.11f●Recomenda prática de equipamentos de WLAN para os fabricantes de tal forma que o Access Points (APS) possa interoperar. Define o protocolo IAPP (Inter-Access-Point Protocole).O padrão IEEE 802.11 especifica a subcamada MAC e a camada física para as WLANs e define os princípios básicos da arquitetura da rede, incluído os conceitos de access points e dos sistemas distribuídos.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 múltiplos fornecedores para operarem em rede.

802.11h●Na Europa, os radares e satélites usam a banda de 5-GHz, 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 controle de potência de transmissão (TPC – Transmit Power Control) para o padrão 802.11a.

●Versão do protocolo 802.11a (Wi-Fi) que vai ao encontro com algumas regulamentações para a utilização de banda de 5 GHz na Europa. O padrão 11h conta com dois mecanismos que otimizam a transmissão via rádio: a tecnologia TPC permite que o rádio ajuste a potência do sinal de acordo com a distância do receptor; e a tecnologia DFS, que permite a escolha automática de canal, minimizando a interferência em outros sistemas operando na mesma banda.

Mbps●O megabit por segundo (Mb/s, Mbit/s ou Mbit/seg) é uma unidade de transmissão de dados equivalente a 1.000 quilobits por segundo ou 1.000.000 bits por segundo.

●A maioria das aplicações de vídeo são medidas em Mbit/s:● 32 kbit/s – qualidade de videofone (mínimo necessário para

reconhecer uma cabeça falando)● 2 Mbit/s – qualidade de VHS● 8 Mbit/s – qualidade de DVD● 55 Mbit/s – qualidade de HDTV

●O megabit por segundo não deve ser confundido com o megabyte por segundo

802.11?● 802.11a● 802.11b● 802.11d● 802.11e● 802.11f● 802.11g● 802.11h● 802.11i● 802.11j● 802.11k● 802.11n● 802.11p● 802.11r● 802.11s● 802.11t● 802.11v● 802.11x● 802.11w● 802.11z

●

● IEEE 802.11-2012: A new release of the standard that includes amendments k, n, p, r, s, u, v, w, y and z (March 2012)

● IEEE 802.11aa: Robust streaming of Audio Video Transport Streams (June 2012)

● IEEE 802.11ad: Very High Throughput 60 GHz (December 2012) - see WiGig

● IEEE 802.11ae: Prioritization of Management Frames (March 2012)

In process● IEEE 802.11ac: Very High

Throughput <6 GHz;[27] potential improvements over 802.11n: better modulation scheme (expected ~10% throughput increase), wider channels (estimate in future time 80 to 160 MHz), multi user MIMO;[28] (~ February 2014)

● IEEE 802.11af: TV Whitespace (~ June 2014)

● IEEE 802.11ah: Sub 1 GHz sensor network, smart metering. (~ January 2016)

● IEEE 802.11ai: Fast Initial Link Setup (~ February 2015)

● IEEE 802.11mc: Maintenance of the standard (~ March 2015)

● IEEE 802.11aj: China Millimeter Wave (~ October 2016)

● IEEE 802.11aq: Pre-association Discovery (~ May 2015)

● IEEE 802.11ak: General Link

Próxima aula: 802.11.ac

● http://idgnow.uol.com.br/mobilidade/2012/04/12/saiba-mais-sobre-o-padrao-802-11ac-a-5a-geracao-do-wi-fi/#&panel2-1

● http://www.tecmundo.com.br/wi-fi/23964-wi-fi-802-11ac-as-redes-sem-fio-de-alta-velocidade-vem-ai.htm

MIMO

Segurança WEP WAP TKIP

IEEE 802.11ad: Very High Throughput 60 GHz WiGig

Equipamentos, componentes....

802.11h+

Exercícios

1. AMOLED é uma tecnologia interessante para dispositivos móveis?

2. O que é a IEEE?3. O que define o IEEE 802.11?4. O que é uma RFC?5. Qual a diferença e para que servem o FDMA e o TMA?6. Na comunicação sem fio, qual é a função do

CSMA/CA?7. Para que serve o OFDM?8. Qual padrão permite operar onde o 802.11a não é

compatível?

Bibliografia e FontesHAYKIN, Simon; MOHER, Michael. Sistemas modernos de comunicaçãowireless. Porto Alegre:Bookman, 2008.

Geraldo R. Mateus e Antonio A.F. Loureiro. Introdução a Computação, 2004Livro - Segurança em Redes sem Fio - Aprenda a Proteger suas Informações em Ambientes Wi-Fi e Bluetooth

Tanenbaum1.5.4 LANs sem fios: 802.111.6 padroes

Kurose Cap6

http://www.ieee802.org/http://www.hardware.com.br/guias/redes-wireless/

http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.htmlhttp://www.efagundes.com/artigos/Wireless_LAN.htmhttp://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialwlanx/pagina_3.asphttp://www.infowester.com/wifi.php

ATENÇÃO

Estes slides tem o objetivo de serem material de apoio durante as aulas, de forma alguma substituem o uso de outros fontes.Este slide é insuficiente para uma total compreensão dos conteúdos nele apresentados.

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