Redes de computadores sem
fio
Prof. Fábio Loures
1
1
Programa
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
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
2
Trabalho de Introdução a redes
1.
2.
Resumir sobre RFID (Radio-Frequency Identificatio)
História do FaceBook
Entregar dia 18 e 22/03
3
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).
4
Classificação
WPAN
WLAN
WMAN
WWAN
5
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.
6
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 LANInternet com cabo nos lugares onde instalar cabos era difícil ou
impossível.
7
Redes locais sem fio - WLAN
8
Redes locais sem fio - WLAN
 IEEE 802.11:
 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.
9
Redes locais sem fio - WLAN
 IEEE 802.11a :




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.
10
Redes locais sem fio - WLAN
 IEEE 802.11b :




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
11
Redes locais sem fio - WLAN
 IEEE 802.11g :





Aprovado em 2003;
Taxa de transferência de até 54 Mbps;
Trabalha na faixa de 2,4GHz;
Substituiu o padrão 802.11b;
Atualmente é a implementação de WLAN
mais popular;
 Seu uso é incentivado pelo Wi-Fi Alliance.
12
Redes locais sem fio - WLAN
 IEEE 802.11n : 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 802.11g ????
13
Redes locais sem fio - WLAN
 Arquitetura do padrão IEEE 802.11






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 );
14
Redes locais sem fio - WLAN
 Topologia das WLANs
15
Imagens
16
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).
17
Imagens
18
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.
19
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.
20
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.
21
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 22
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).
23
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.
24
Padrões e tecnologia
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
25
Padrões e tecnologia
IrDA - Infrared Data Association
 Infravermelho




Curtas Distâncias
Taxa de Transferência entre 115.200 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.
26
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
27
Padrões e tecnologia
Métodos de transmissão no ar












Wi-fi
Wireless Fidelity (Wireless Ethernet Compatibity Alliance) - 1997
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
28
Padrões e tecnologia
Métodos de transmissão no ar

Wi-fi
29
Padrões e tecnologia
WiMax
Worldwide Interoperability for Microwave Access/
Interoperabilidade Mundial para Acesso de Micro-ondas










Novo padrão(802.16) similar ao 802.11
Outubro de 2001
802.16d Fixo, 802.16e 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
30
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 802.11) 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.
31
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.
32
Padrões e tecnologia
WiMax
33
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.
34
Funcionamento
35
Topologias de comunicação
36
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.
37
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
38
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
39
Redes ad hoc
40
Redes ad hoc de múltiplos saltos
41
Redes ad hoc
 Principais características
 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
42
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.
43
Padrões IEEE
 IEEE 802.20 WAN 3GPP (GSM).
 IEEE 802.16 WirelessMAN ETSI
HIPERMAN e HIPERACCESS.
 IEEE 802.11 WirelessLAN ETSI
HIPERLAN.
 IEEE 802.15 BluetoohPAN ETSI
HIPERPAN.
44
Padrões IEEE
 IEEE 802.20 WAN 3GPP (GSM)
IEEE 802.20 também conhecido como
Mobile Broadband Wireless Access
(MBWA) Working Group, é um conjunto
de especificações para interfaces
wireless desenhados para serem
utilizados na Internet.
45
Padrões IEEE
IEEE 802.16 WirelessMAN ETSI HIPERMAN e
HIPERACCESS.
 O padrão IEEE 802.16, 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 802.16. Este padrão é
similar ao padrão Wi-Fi (IEEE 802.11), 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.
46
IEEE 802.16 - WIMAX
 Qualidade de Serviço
 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
47
IEEE 802.16 - WIMAX
 Vazão
 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
48
IEEE 802.16 - WIMAX
 Cobertura
 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
49
Introdução
 Worldwide Interoperability for Microwave Access
 Interface sem-fio para WMAN
50
Introdução
 WiMax Forum
 Certifica conformidade com IEEE 802.16
 Promove interoperabilidade
 Promove a tecnologia
51
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 802.16e
52
Camada Física
 Padrões
 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)
53
Padrões IEEE
 IEEE 802.11 WirelessLAN ETSI HIPERLAN.

As redes sem fio IEEE 802.11, 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 802.11.

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.
54
Padrões IEEE
 IEEE 802.11 WirelessLAN ETSI HIPERLAN.
55
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
56
Sinais e espectro
57
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
58
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
59
Sinais e espectro
 Cada meio físico possui características
próprias em relação a





Banda passante
Atenuação
Sensibilidade a ruídos
Custo
Outros
60
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)
61
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
62
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.
63
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.
64
Sinais e espectro

Espectro eletromagnético para telecomunicações (fonte: Stallings)
65
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 detectálo 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
66
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
67
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
68
Comunicação sem fio – ruídos
 Sinais não desejados entre a transmissão e
a recepção
 Quatro tipos




Térmico
Intermodulação
Diafonia (crosstalk)
Impulsivo
69
Comunicação sem fio – ruído térmico
 Devido à agitação térmica dos elétrons
 Uniformemente distribuído através do
espectro de freqüências
 Ruído branco
70
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
71
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
72
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
73
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
74
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
75
Comunicação sem fio – múltiplos
caminhos
76
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
77
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
78
Comunicação sem fio – modos de
propagação
79
Comunicação sem fio – modos de
propagação
 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
80
Comunicação sem fio – modos de
propagação
81
Comunicação sem fio – modos de
propagação
 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
82
Comunicação sem fio – modos de
propagação
83
Comunicação sem fio – modos de
propagação
 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
84
Comunicação sem fio – modos de
propagação
85
Antenas
86
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
87
Comunicação sem fio – Antenas
 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
88
Comunicação sem fio – Antenas
 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
89
Comunicação sem fio – Antenas
 Omnidirecional
90
Comunicação sem fio – Antenas
 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
91
Comunicação sem fio – Antenas
 Direcional
92
Comunicação sem fio – Antenas
 O sucesso do projeto depende
fundamentalmente do sistema irradiante
(antena).
 Parâmetros para a escolha de uma
antena
 Ganho
 Distância
 Largura de onda
93
Comunicação sem fio – Antenas
 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.
94
Comunicação sem fio – Antenas
 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.
95
Comunicação sem fio – Antenas
 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.
96
Segurança
• Segurança de Rede;
• Wep – Wired
Equivalent Privacy;
• Wap – Wi-fi Protected
Access;
• Wpa2 – Wi-fi –
Protected Access 2
97
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: http://www.clubedohardware.com.br/artigos/963
98
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
99
precisa mudar isto.
Fonte: http://www.clubedohardware.com.br/artigos/963
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.
100
Fonte: http://www.clubedohardware.com.br/artigos/963
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 802.11 (ratificado em
Setembro de 1999), e é um protocolo
que se utilizava para proteger redes
101
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
102
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 802.11i (SP800-97)". A versão draft
(rascunho) do documento foi publicada em Junho de
2006. 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 802.11i, 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 802.11i (CCMP/AES). As
definições do glossário CWNP podem esclarecer um
103
pouco essa diferença.
Cifragem de dados com o WEP
 Host/AP compartilham chave simétrica de 40 bits (semipermanente)
 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
104
Cifragem WEP 802.11
Cifragem WEP do lado do transmissor
105
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!
106
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
107
802.11i: quatro fases da operação
108
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)
109