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Utilização de tecnologia wireless em redes alargadas. Albano Serrano – Centro de Comunicações. Agenda. Caracterização de wireless LANs. Interligação de LANs usando tecnologia wireless. Caso prático: rede de interligação de edifícios da UM. Futuro. O que é uma rede wireless?.
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Utilização de tecnologia wireless em redes alargadas Albano Serrano – Centro de Comunicações
Agenda • Caracterização de wireless LANs. • Interligação de LANs usando tecnologia wireless. • Caso prático: rede de interligação de edifícios da UM. • Futuro.
O que é uma rede wireless? • Uma Wireless LAN (WLAN) é um sistema de transmissão de dados desenvolvido para fornecer, independentemente da localização, acesso de rede entre sistemas informáticos usando ondas de rádio em vez de cablagem. • Com o aparecimento de standards para redes wireless de alta-velocidade, os utilizadores dispõem de níveis de desempenho e disponibilidade semelhantes aos das redes Ethernet convencionais. • Têm como vantagens: mobilidade, facilidade de instalação e redução de custos.
Standards • IEEE 802.11 - ratificado em 1997, permite velocidades de 1 ou 2 Mbps. • IEEE 802.11b - ratificado em 1999, também conhecido como 802.11 High Rate, permite velocidades de 5,5 e 11 Mbps.
802.11 – Modos de operação • O protocolo 802.11 define dois elementos: • A estação wireless (normalmente um PC, mas pode ser uma impressora, ou outro equipamento informático) • O access point (AP), o qual funciona como “ponte” entre a rede física e a rede wireless. Um AP consiste num equipamento com um interface de radio, um interface de rede 802.3 e software de bridging de acordo com o standard 802.1d. • Existem dois modos: infraestrutura e Ad Hoc.
Modo Ad Hoc • Também conhecido por modo peer-to-peer, ou Independent Basic Service Set, ou IBSS.
802.11 – Nível Físico • Opera na banda 2.4 GHz autorizada pelos principais organismos reguladores internacionais: FCC (USA) ETSI (Europa) MKK (Japan). • Há duas técnicas de transmissão: • FHSS (frequency hopping spread spectrum); • DSSS (direct sequence spread spectrum).
FHSSfrequency hopping spread spectrum • A banda de 2.4 GHz é dividida em 75 sub-canais de 1 MHz. O emissor e receptor acordam qual o “hopping pattern” e os dados são enviados sobre uma sequência de sub-canais. • Cada conversação tem um “hopping pattern” diferente. • Limitação da velocidade até 2Mbps.
DSSSdirect sequence spread spectrum • Divide a banda 2.4 GHz em 14 canais de 22 MHz, na Europa só se usam 13. • Canais adjacentes sobrepõem-se. • É possível ter 3 canais sem sobreposição.
802.11b – Nível Físico • O standard 802.11b introduz melhorias ao Nível Físico. • Mais duas velocidades: 5,5 e 11 Mbps. • Dynamic rate shifting (mecanismo transparente ao nível físico) – que permite ajustar automaticamente para a melhor velocidade em função de interferências ou extensão da ligação. • Um novo método de codificação: CCK (Complementary Code Keying).
802.11 – Nível ligação de dados • Enquanto no 802.3 usa-se o CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), no 802.11 usa-se o CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). • Utiliza um pacote de ACK para identificar uma colisão. • Implementa o protocolo Request to Send/Clear to Send (RTS/CTS). • Implementa ainda CRC checksum e fragmentação de pacotes.
Roaming e Load Balancing • O nível 802.11 MAC ainda permite roaming e load balancing entre células.
Segurança • Estão previstos 2 níveis de segurança no 802.11: controlo de acesso e mecanismo de encriptação, com o objectivo de assegurar o mesmo nível de segurança que numa rede com cablagem. • SSID (Service Set ID) – controla a associação de um cliente com um AP. • WEP (Wired Equivalent Privacy) – Usando chaves RSA de 40-bits ou 128-bits todos os dados enviados são codificados. • Sempre que possível deve usar-se outros mecanismos de segurança, como é o caso do IPSec.
Interligação de LANs • Usando tecnologia Wireless é possível interligar LANs, evitando assim o uso de circuitos dedicados ou comutados. • A interligação poderá ser ponto-a-ponto ou ponto-a-multiponto.
Antenas • Neste tipo de utilização da tecnologia wireless, há um elemento que assume um papel importante: a antena associada ao AP (ou bridge). • A antena difunde o sinal segundo uma determinada direcção e com um determinado alcance. • Há vários tipos de antenas.
Antena Omnidireccional • Emite em todas as direcções.
Antena direccional • Emite numa determinada direcção.
Ganho da Antena • A antena introduz um ganho no sinal a emitir. • Á saída da antena o sinal tem um determinado nível que designa por EIRP ((effective isotropic radiated power). • A ETSI (European Telecommunication Standardization Institute) define um valor máximo para o EIRP de 20 dBm.
Cable Loss -dB E.I.R.P. Transmitter Power (dBm) Bridge or Access Point E.I.R.P. Antenna Gain (dBi)
Zona de Fresnel • Entre duas antenas tem de existir linha de vista. • Zona de Fresnel é uma área elíptica à volta da linha de vista, através da qual se faz a propagação do sinal. • Não devem existr obstáculos nesta zona, uma vez que causam interferências.
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Equipamento usado • 14 wireless bridges, modelo 350 Aironet, da marca Cisco. • 2 wireless bridges da marca Breezecom. • Antenas omnidireccionais de 12dBi. • Antenas direccionais: parabólicas de 21 dBi, Yagi de 13,5dBi e patch de 6dBi.
Futuro • 802.11g - Novo protocolo que é uma extensão do 802.11b, possiblitando velocidades acima de 20Mbps. Funciona a 2,4 GHz e é compatível com o 802.11b. • 802.11a – Protocolo recente que utiliza a banda de 5GHz, permitindo velocidades até 54 Mbps. • HiperLAN2 – Protocolo desenvolvido pela ETSI para transportar células ATM. Por isso se pode afirmar que é uma tecnologia wireless ATM, a qual é indicada para a transmissão de tráfego multimédia, uma vez que dispõe de QoS.
Obrigado. E bom fim de semana!