Utilização de tecnologia wireless em redes alargadas

1. Utilização de tecnologia wireless em redes alargadas Albano Serrano – Centro de Comunicações

2. Agenda • Caracterização de wireless LANs. • Interligação de LANs usando tecnologia wireless. • Caso prático: rede de interligação de edifícios da UM. • Futuro.

3. 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.

4. 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.

5. 802.11 e o modelo OSI

6. 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.

7. Modo infraestrutura

8. Modo Ad Hoc • Também conhecido por modo peer-to-peer, ou Independent Basic Service Set, ou IBSS.

9. 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).

10. 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.

11. 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.

12. 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).

13. 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.

14. Roaming e Load Balancing • O nível 802.11 MAC ainda permite roaming e load balancing entre células.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. Antena Omnidireccional • Emite em todas as direcções.

19. Antena direccional • Emite numa determinada direcção.

20. 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.

21. Cable Loss -dB E.I.R.P. Transmitter Power (dBm) Bridge or Access Point E.I.R.P. Antenna Gain (dBi)

22. 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.

23. SAS Reitoria Bibliopolis UAUM 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 IEC UEA  RLloyd RPUM RSTecla RPUM AAUM )  Gualtar Gualtar ) RSTecla ( Trunk 802.1Q ( Rede do Campus de Gualtar RSTecla Caso práticoRede wireless da UM/Braga

24. 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.

25. 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.

26. Obrigado. E bom fim de semana!