Como funciona o Wi-Fi

Junho 2017

O que é o Wi-Fi (802.11)

O IEEE 802.11 (ISO/IEC 8802-11) é um padrão internacional que descreve as características de uma rede local sem fio (WLAN). O nome Wi-Fi (contração de 'Wireless Fidelity') corresponde, inicialmente, ao nome dado à certificação emitida pela Wi-Fi Alliance, antigamente WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), o organismo encarregado de manter a interoperabilidade entre os hardwares que respondem à norma 802.11. Por razões de marketing, ou abusos de linguagem, o nome da norma é confundido, hoje, com o nome da certificação. Assim, uma rede Wi-Fi é realmente uma rede que responde à norma 802.11. Os hardwares certificados pela Wi-Fi Alliance podem utilizar o seguinte logotipo:

Logotipo da certificação do Wi-Fi

Graças ao Wi-Fi, é possível criar redes locais sem fio com débito elevado, desde que o computador a ser conectado não esteja muito distante em relação ao ponto de acesso. Na prática, o Wi-Fi permite conectar computadores portáteis, computadores de escritório, assistentes pessoais (PDA) ou qualquer tipo de dispositivo com conexão de alta velocidade (11 Mbps ou superior) num raio de dezenas de metros, em lugar fechado (geralmente entre 20 e 50 metros) ou de uma centena de metros em ambiente aberto. Assim, os operadores começam a cobrir zonas com forte concentração de usuários (estações ferroviárias, aeroportos, hotéis, trens, etc.) com redes sem fio. Estas zonas de acesso são chamadas de hot spots.

Como funciona o Wi-Fi (802.11)

O padrão 802.11 estabelece as camadas baixas do modelo OSI para uma conexão sem fio, que utiliza ondas eletromagnéticas, ou seja, a camada física (ou camada PHY), que propõe três tipos de codificações da informação e a camada de conexão de dados, constituída por duas sub-camadas, ou seja, o controle da conexão lógica (Logical Link Control ou LLC) e o controle de acesso ao suporte (Media Access Control ou MAC).

A camada física estabelece a modulação das ondas radioelétricas e as características da sinalização para a transmissão de dados, enquanto a camada de ligação de dados determina a interface entre o canal da máquina e a camada física, sobretudo um método de acesso próximo do utilizado no padrão ethernet e as regras de comunicação entre as diferentes máquinas. Na realidade, o padrão 802.11 propõe três camadas físicas, definindo modos de transmissão alternativos:

Camada de conexão de dados (MAC)802.2
802.11
Camada Física (PHY)
DSSSFHSSInfra-vermelhos

É possível utilizar qualquer protocolo de alto nível numa rede Wi-Fi, assim como numa rede ethernet

Quais são as normas do Wi-Fi

A norma IEEE 802.11 é, na realidade, o padrão inicial que oferece débitos de 1 ou 2 Mbps. Foram feitas revisões à norma original a fim de otimizar o débito (como as normas 802.11a, 802.11b e 802.11g, chamadas normas 802.11 físicas) ou especificar elementos para garantir uma maior segurança ou melhor interoperabilidade. Veja abaixo um quadro que apresenta as diferentes revisões do padrão 802.11 e o seu significado:


Nome da normaNomeDescrição
802.11aWi-Fi5A norma 802.11a (chamada Wi-Fi 5) permite obter um débito elevado (54 Mbps teórico, 30 Mbps real). A norma 802.11a especifica 8 canais de rádio na banda de frequência dos 5 GHz
802.11bWi-FiA norma 802.11b é, atualmente, a mais usada. Ela propõe um débito teórico de 11 Mbps (6 Mbps real) com um alcance que pode ir até 300 metros num espaço aberto. O intervalo de frequência utilizado é a banda dos 2.4 GHz, com 3 canais de rádio disponíveis
802.11cUma ponte 802.11 para 802.1dA norma 802.11c não interessa para o público em geral. Ela é apenas uma modificação da norma 802.1d a fim de poder estabelecer uma ponte com as tramas 802.11 (nível de ligação de dados)
802.11dInternacionalizaçãoA norma 802.11d é um complemento à norma 802.11, cujo objetivo é permitir uma utilização internacional das redes locais 802.11. Ela permite que os diferentes hardwares troquem informações nos intervalos de frequência e as potências autorizadas no país de origem do material
802.11eMelhorias na qualidade do serviçoA norma 802.11e visa dar possibilidades em matéria de qualidade de serviço a nível da camada de ligação de dados. Assim, esta norma tem como objetivo definir as necessidades dos diferentes pacotes em termos de banda larga e prazo de transmissão, de maneira a possibilitar uma melhor transmissão da voz e de vídeo
802.11fRoamingA norma 802.11f é uma recomendação para vendedores de ponto de acesso para uma melhor interoperabilidade dos produtos. Ela propõe o protocolo Inter-Access point roaming protocol que permite a um usuário itinerante mudar de ponto de acesso de maneira transparente durante uma viagem, independentemente das marcas dos pontos de acesso presentes na infraestrutura da rede. Esta possibilidade é chamada de Roaming
802.11g A norma 802.11g oferece um débito elevado (54 Mbps teórico, 30 Mbps real) na banda de frequência dos 2.4 GHz. A norma 802.11g tem uma compatibilidade ascendente com a norma 802.11b, o que significa que hardwares conformes à norma 802.11g podem funcionar em 802.11b
802.11h A norma 802.11h visa aproximar a norma 802.11 do padrão europeu (HiperLAN 2, por isso o h de 802.11h) e ficar em conformidade com o regulamento europeu em matéria de frequência e economia de energia
802.11i A norma 802.11h tem como objetivo melhorar a segurança das transmissões (gestão e distribuição das chaves, codificação e autenticação). Esta norma se baseia no AES (Advanced Encryption Standard) e propõe uma codificação das comunicações para as transmissões que utilizam as tecnologias 802.11a, 802.11b e 802.11g
802.11Ir A norma 802.11r foi elaborada de modo a utilizar sinais infravermelhos. Atualmente, esta norma está tecnicamente ultrapassada
802.11j A norma 802.11j está para o regulamento japonês o que o 802.11h está para o regulamento europeu

É interessante notar a existência de uma norma chamada 802.11b+, que é um padrão proprietário que propõe melhorias em termos de débito. Por outro lado, esta norma tem lacunas em termos de garantia de interoperabilidade, na medida em que não se trata de um padrão IEEE

Norma 802.11a

Os hardwares 802.11a não são compatíveis com os 802.11b. Contudo, existem alguns que integram micro plaquetas 802.11a e 802.11b, conhecidos como dual band

Débito teórico
(no interior)
Alcance
54 Mbits/s10 m
48 Mbits/s17 m
36 Mbits/s25 m
24 Mbits/s30 m
12 Mbits/s50 m
6 Mbits/s70 m

Norma 802.11b

Débito teórico Alcance (dentro) Alcance (fora)
11 Mbits/s50 m200 m
5,5 Mbits/s75 m300 m
2 Mbits/s100 m400 m
1 Mbit/s150 m500 m

Norma 802.11g

Débito teóricoAlcance (dentro)Alcance (fora)
54 Mbits/s27 m75 m
48 Mbits/s29 m100 m
36 Mbits/s30 m120 m
24 Mbit/s42 m140 m
18 Mbit/s55 m180 m
12 Mbit/s64 m250 m
9 Mbit/s75 m350 m
6 Mbit/s90 m400 m

Os modos de funcionamento do Wi-Fi

As normas 802.11a, 802.11b e 802.11g, chamadas de normas físicas correspondem a revisões do padrão 802.11 e propõem modos de funcionamento, permitindo obter diferentes débitos em função do alcance.

PadrãoBanda de frequênciaDébitoAlcance
WiFi a (802.11a)5 GHz54 Mbit/s10 m
WiFi B (802.11b)2.4 GHz11 Mbit/s100 m
WiFi G (802.11b)2.4 GHz54 Mbit/s100 m

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Última modificação: 7 de abril de 2017 às 14:14 por ninha25.
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