Questões básicas e gerais sobre comunicação sem fios.

1. UNIVERSIDADE AGOSTINHO NETO
FACULDADE DE CIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Discente: Onésimo Santos Pereira
5º Ano de Electrónica de Telecomunicações
Nº 83400
DOCENTE
Dr. Serghei Psar

2. • Sumário. Introdução prática á rádio-física
1.1 Definição e conceitos gerais.
1.2 Espectro electromagnético.
1.3 Largura de Banda
1.4 Mecanismos de propagação
1.6 Comportamentos das ondas de rádio
2. Modos de propagação.
3. Antenas.
4. Tecnologias
5. Surgimento do Wireless
4.1. Definição
4.2. Características
4.3. Equipamentos wireless
4.4. Classificação das redes
6. Funcionamento de uma rede wireless
7. Protocolos de segurança e Padróes
9. Problemas das comunicações sem fio
10.CONCLUSÃO
11.BIBLIOGRAFIA
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3. Uma introdução prática à rádio-
física
 O que é uma onda?
Uma onda possui uma certa velocidade, freqüência e
comprimento de onda.
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4.  Forças eletromagnéticas
A força elétrica é a força que existe entre cargas elétricas. A força
magnética é a que se cria pelo movimento das cargas elétricas.
 Polarização
A polarização descreve a direção do vetor do campo elétrico.
 Campo elétrico e campo magnético complementar que compõem uma onda
eletromagnética. .
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5. Espectro eletromagnético
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6. Largura de banda
Um termo que você encontrará com freqüência em rádio-
física é largura de banda (bandwidth). A largura de banda é
simplesmente a medida da variação de freqüência. Se uma variação
entre 2,40 GHz e 2,48 GHz é usada por um dispositivo, então a
largura de banda será de 0,08 GHz (ou mais comumente descrita
como 80 MHz).
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7. Comportamento das ondas de rádio
Há uma série de regras básicas e simples que têm se provado
extremamente úteis no planejamento inicial de uma rede sem fio:
 Quanto maior o comprimento de onda, maior é o alcance.
 Quanto maior o comprimento de onda, maior a facilidade com que
ela atravessa e contorna as coisas.
 Quanto menor o comprimento de onda, mais dados ela pode
transmitir.
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8. Modos de propagação
Sinal irradiado pode se propagar de três formas
 Acima do solo (ground wave)
 Segue o contorno da terra
 Pode-se propagar por distâncias consideráveis
 Frequências até 3 MHz
 Ondas sofrem difração na terra
 Ondas são espalhadas pela atmosfera
 Não penetram na atmosfera mais alta
Ex.: Rádio AM
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9.  Através de visada direta
 Antenas devem estar alinhadas
 Comunicação via satélite – sinais de 30 MHz não são refletidos na
ionosfera
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10.  No céu (sky wave)
 Sinal é reflectido na ionosfera.
 Pode-se propagar por distâncias consideráveis através de
saltos entre a terra e a ionosfera
 Frequências de 3 MHz a 3 GHz
Ex.: Rádio-amador
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11. Antenas
Antena é um condutor elétrico ou um sistema de condutores
necessário 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 das ondas eletromagnética do ar
 Antena converte essa energia em energia elétrica.
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12. 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 frequência, mais direcional é o feixe
gerado pela antena.
Antenas podem ser:
 Omnidirecionais
 Direcionais
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13. Banda Faixa de
Frequência
Comprimento de
onda(espaço livre)
Caracteristicas de
propagação
uso
Freq. Extrem.
baixas
30 á 300 Hz 10000 á 1000 km GW Controle de sist.
domésticos
Frequência de
voz
300 á 3000 Hz 1000 á 100 Km GW Sist. Telef. Linhas
analógicas
Freq.muito
baixas
3 á 30 KHz 100 á 10 Km GW Comunicação
submarina
Baixa freq. 30 á 300 KHz 10 á 1 Km GW
Médias freq. 300 á 3000 KHz 1000 á 100 m GW AM broadcasting
Altas freq. 3 á 30 MHz 100 á 10 m SW Internacio. Broadcast e
com. naval
Freq. Muito
altas
30 á 300 MHz 10 á 1 m Linha de sinal óptico-
LOS
Televisão VHF
Freq, ultra
altas
300 á 3000 MHz 100 á 10 cm LOS Telev. UHF, radar
Freq. Super
altas
3 á 30 GHz 10 á 1 cm LOS Comun.satélite,microon
da, wifi
Freq.
Extremamente
altas
30 á 300 GHz 10 á 1 mm LOS wireless
Infravermelho 300 GHz á 400 THz 1 mm á 770 nm LOS infravermelho
Luz visível 400 á 900 THz 770 nm á 330 nm LOS Comun. óptica
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14. Tecnologias
 IrDA (Infrared Data Association), comunicação
infravermelho,para pequenas distancias.
 Bluetooth
Bluetooth é uma tecnologia para a comunicação sem fio entre
dispositivos eletrônicos a curtas distâncias.
 GSM (Sistema Móvel Global)
Para telefonia móvel digital.
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15.  Wi-Fi (wireless fidelity)
Foi uma marca licenciada originalmente pela Wi-Fi Alliance para
descrever a tecnologia de redes sem fio embarcadas (WLAN) baseadas
no padrão IEEE 802.11.
O padrão Wi-Fi opera em faixas de freqüências que não necessitam
de licença para instalação e/ou operação.
Wi-Fi é uma rede sem fios que utiliza ondas de rádio de baixa
freqüência para transmitir dados em alta velocidade em áreas
limitadas, cobrindo no máximo um raio de 100 metros ou pouco mais.
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16. WIMAX
WiMax-Worldwide Interoperability for Microwave Access
(Interoperabilidade mundial para acesso de microondas). O nome
é a ""máscara"" da definiçăo técnica da norma 802.16a, um novo
padrăo sem fio que foi aprovado em janeiro do ano passado no WiMax
Forum, que reuniu mais de 60 companhias do setor.
A nova tecnologia WiMax propőe velocidades mais altas (até 124
Mbps) e - o mais importante - cada antena deste sistema amplia seu
raio de açăo dos 150 metros citados para... 70 quilômetros.Quando a
WiMax estiver em pleno desenvolvimento, a promessa é de que o
custo de instalaçăo das antenas e equipamentos seja mais baixo do que
o do atual Wi-Fi.
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17. Especificações técnicas da Wimax
 Grande largura de banda: uma estaçăo-base pode permitir
simultaneamente o acesso de mais de 60 empresas com
conectividade do tipo T1/E1 ou centenas de residęncias com
conexőes DSL.
 Independência de protocolo: pode transportar IP, Ethernet, ATM e
mais.
 Serviços agregados: pode transmitir Voz sobre IP (VoIP), dados,
vídeos, etc.
 Compatibilidade: é compatível com as antenas de telefonia de
terceira geraçăo (chamadas de ""antenas inteligentes"") que, graças
a emissăo de feixe demarcado, apontam constantemente ao
receptor, mesmo que em movimento.
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18. O Surgimento do Wireless
O Wireless surgiu a partir de uma necessidade militar, para
transmitir informações via rádio sem que o inimigo interceptasse a
mensagem ou interferisse na comunicação.A partir do trabalho
iniciado na Segunda Guerra Mundial, surgiu um método de
modulação muito sofisticado com as seguintes características:
 Alta imunidade a ruídos.
 Baixa interferência em outros sistemas.
 Difícil de ser interceptado ou monitorado.
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19. Definição
Wireless
O significado da palavra Wireless quer dizer "sem fio".
Conceitualmente podemos definir Wireless como uma tecnologia que
disponibiliza a transmissão de dados, som e imagens via ondas de rádio
em freqüências superiores a 800 MHz (microondas).
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20. Características
 Elevada atenuação do meio físico
A potência das ondas de rádio tem um gradiente de atenuação
proporcional a 1/r3, valor bastante elevado quando comparado com um
meio de transmissão como fios de cobre. Isto limita o alcance de um
transmissor. Por outro lado evita a interferência entre transmissores
operando na mesma faixa de frequências.
 Elevada taxas de erros
A taxa de erros média em um canal de comunicação com fios é melhor
que 10−6
. Em canais wireless, como a telefonia celular, a taxa de erros
é de 10−3
. Esta taxa elevada exige que dispositivos de comunicação
wireless possuam sistemas de deteção e correção de erros.
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21.  Baixa velocidade
Devido a escassez do recurso que é o espectro de frequências, as
regiões reservadas para o uso em comunicação de dados são
limitadas em largura de faixa.
 Mobilidade
O fato de não existirem fios ligando os dispositivos de comunicação
permite que estes ofereçam mobilidade. Para explorar esta
vantagem torna-se vital o baixo consumo nos
transmissores/receptores para que estes possam ser alimentados
com baterias pequenas.
Uma dificuldade decorrente desta característica é a necessidade de
monitorar a localização do dispositivo de comunicação dentro das
áreas de cobertura do sistema de comunicação, para que se possa
contactá-lo onde ele estiver.
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22. Equipamentos Wireless
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23. Classificação das redes sem fios
 WPAN
Wireless Personal Area Network ou rede pessoal sem fio, redes com
cobertura sem fio limitada entre 10 e 20 metros, como é o caso da
Bluetooth.
 WLAN
Wireless Local Area Network. 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.
 WWAN
Wireless Wide Area Network. É a rede geograficamente infinita via
comunicação sem fio, hoje encontramos diversas empresas que
comercializam a internet sem fio.
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24.  Hotspot.
Um hotspot é um ponto de acesso sem fio onde os usuários podem
conectar a uma rede ou à Internet.
Eles são encontrados em diversos locais públicos de graça ou
mediante o pagamento de uma taxa, contanto que os dispositivos
dos usuários (laptops, PDAs) possuam chipsets Wi-Fi.
 Roaming
É um termo empregado em telefonia móvel mas também aplicável
a outras tecnologias de rede sem fio. Designa a habilidade de um
usuário de uma rede obter conectividade em áreas fora da
localidade geográfica onde está registrado, ou seja, obtendo
conectividade através de uma outra rede onde é visitante
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25. Protocolos de Segurança das
redes sem fio e Padrões
 WEP (Wired Equivalent Privacy-Privacidade Equivalente a Fio)
Foi introduzido na tentativa de dar segurança durante o processo de
autenticação, proteção e confiabilidade na comunicação entre os
dispositivos Wireless, porém é inseguro devido a sua arquitetura.
 WPA (Wi-Fi Protected Access)
Também chamado de WEP2, ou TKIP (Temporal Key Integrity
Protocol), surgiu de um esforço conjunto de membros da Wi-Fi
Aliança e de membros do IEEE, empenhados em aumentar o nível
de segurança das redes sem fio ainda no ano de 2003, combatendo
algumas das vulnerabilidades do WEP.
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26.  Alguns usuários podem também usar uma rede virtual particular
(VPN) ou um Firewall para evitar acesso não autorizado.
 Os administradores também podem usar um "filtro de endereço
de controle de acesso de mídia" (MAC) para certificar-se de
que os usuários estão autorizados a conectar. As redes de
segurança pública podem também usar sistemas de detecção de
invasão para melhorar a segurança.
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27. Padrões
 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 freqüência de 5 GHz e inicialmente suporta 64
utilizadores por Ponto de Acesso (PA).
As suas principais vantagens são:
 velocidade.
 gratuidade da freqüência que é usada.
 ausência de interferências.
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28.  A maior desvantagem é a Incompatilibidade 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 dos equipamentos.
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29.  802.11b
 Alcança uma velocidade de 11 Mbps padronizada pelo IEEE e
uma velocidade de 22 Mbps, oferecida por alguns fabricantes não
padronizados. Opera na freqüência de 2.4 GHz. Inicialmente
suporta 32 utilizadores por ponto de acesso.
 Um ponto negativo neste padrão é a alta interferência tanto na
transmissão como na recepção de sinais, porque funcionam a 2,4
GHz equivalentes aos telefones móveis, fornos microondas e
dispositivos Bluetooth.
 O aspecto positivo é o baixo preço dos seus dispositivos, a
largura de banda gratuita bem como a disponibilidade gratuita em
todo mundo. O 802.11b é amplamente utilizado por provedores
de internet sem fio.
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30.  802.11g
 Baseia-se na compatibilidade com os dispositivos 802.11b e
oferece uma velocidade de 54 Mbps.
Funciona dentro da frequência de 2,4 GHz. Tem os mesmos
inconvenientes do padrão 802.11b (incompatibilidades com
dispositivos de diferentes fabricantes).
 As vantagens também são as velocidades.
 Usa autenticação WEP estática.
Torna-se por vezes difícil de configurar, como Home Gateway
devido à sua freqüência de rádio e outros sinais.
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31.  802.11n
Tem uma largura de banda até aos 300 Mbps.
Alcance de 70 metros.
Frequências de operação 2,4GHz e 5GHz, e utiliza várias antenas
para transferência de dados de um local para outro.
 Os principais benefícios desta tecnologia são o aumento
significativo da largura de banda e o alcance que permite.
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32. Diagrama de Funcionamento da
comunicação sem fio
Imagem
Som
Dados
32
AF
r
oscil.

33. Funcionamento de Redes
Wireless
33

34. Problemas de transmissão sem fio
 Atenuação
 Perda no espaço livre
 Ruídos
 Desvanecimento
 Absorção atmosférica
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35. Algumas aplicações wireless
 Webcast
 WHDI - ( Interface Digital Doméstica sem fio)
 Máquinas fotocopiadoras
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36. Como funciona o webcast
1. Várias câmeras de vídeo gravam o programa.
2. As imagens são enviadas a um
aparelho seletor e a melhor
imagem é escolhida.
3. O sinal de vídeo escolhido é
então enviado a um computador
no centro de controle.
4. São criadas versões de vídeo
de baixa, média e alta resolução
do programa ao vivo.
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37. 5. O vídeo é dividido em segmentos
de dez segundos.
6. Os segmentos são transmitidos
pela internet com a ajuda de
vários servidores.
7. Um dispositivo eletrônico em
cada local de reunião baixa os
segmentos do servidor, carregando
o vídeo numa área de
armazenamento temporário
(buffer). Então o dispositivo junta
os segmentos baixados para
produzir um vídeo que pode ser
tocado sem interrupções.
8. A assistência consegue ver e
ouvir o programa.
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38. Conclusão
 Wireless-“sem fio” uma tecnologia que disponibiliza a transmissão de
dados, som e imagens via ondas de rádio em freqüências superiores a
800 MHz (microondas)
 A tecnologia Wireless apresenta grande capacidade de crescimento no
mercado mundial. A tecnologia traz uma proposta de comunicação
rápida, segura e de fácil acesso, fazendo com que o usuário esteja on-
line o tempo todo em qualquer lugar.
 Características:Mobilidade, Elevada taxa de erros,Baixa
velocidade,Espectro regulamentado,etc.
 Em função da área geográfica que se pretende alcançar,podemos
classificar as redes wireless em três tipos: Wpan (rede pessoal), Wlan
(rede local sem fio),Wwan (rede mundial).
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39.  Ao se projectar uma rede de comunicação sem fio é importante
ter em conta a segurança,e para este efeito foram criados alguns
protocolos de segurança tais como:
WEP (Wired Equivalent Privacy-Privacidade Equivalente a Fio).
WPA (Wi-Fi Protected Access).
VPN (Rede virtual particular).
 Os padrões actualmenta mais usados são: 802.11a , 802.11g,
802.11b, 802.11n.
 Consideramos alguns problemas nas comunicações sem fio,como:
Atenuação,Perda no espaço livre, Ruídos, Desvanecimento,
Absorção atmosférica.
 A conexăo via satélite é a possibilidade de atender a grandes
distâncias e dispensar infra-estrutura terrestre de
telecomunicaçőes.
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40. Agradecimentos
Ao soberano universal, aos meus parentes, ao doutor Psar pela paciência
em nos transmitir uma certa medida de responsabilidade acadêmica e
bagagem intelectual,e a todos camaradas desta turma.
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41. Bibliografia
 Material fornecido pelo doutor Psar.
 Google.com
 GONÇALVES, JOSE: LASCAS RICARDO. Bluetooth ISDN base
Station,(2) Instituto de
 Novas Tecnologias, Lisboa, Portugal: disponível em: www.inov.pe; e
 http://www.bluetooth.com; Acesso em: 20 de Agosto de 2003.
 UWB, ORG. Agencia Reguladora para o desenvolvimento da Ultra
Wideband Technology.(3)
 Disponível em: www.uwb.org Acesso em 20 de Agosto 2003.
 MANZONI, RALPHE JR, 2003. Instituto De Pesquisas The Yankee
Group.(4) Disponível
 em: www.businessstandard.com.br Acesso em 15 de Julho 2003.
 IDC, INTERNATIONAL DATA CORPORATION, 2003, In Telecom
Negócios, Telecom
 Web, (5), IT Mídia Editora: São Paulo, 2003. Disponível em:
www.wirelessbr.com.br; e
 www.telecomweb.com.br . Acesso em 15 de Julho de 2003.
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