sexta-feira, 1 de março de 2013

Padrão IEEE 802.11ac de Redes Wireless a 1Gbps

Olá Pessoal.

Sabemos que a principal tecnologia de redes sem fio locais (WLANs) é popularmente conhecida pelo seu nome comercial WiFi. No entanto esse é apenas um nome comercial e a tecnologia propriamente dita é identificada através de diferentes padrões IEEE 802.11 que são implementados nos rádios dos dispositivos wireless. Os padrões mais conhecidos são: 802.11a (54 Mbps), 802.11b (11 Mbps), 802.11g (54 Mbps) e 802.11n (300 Mbps), sendo que atualmente os mais utilizados são o 802.11g e 802.11n




Antes de desenvolver essa discussão é importante que o leitor tenha em mente que quando falamos em comunicação sem fio as taxas de operação dos padrões (informadas pelos fabricantes) são na realidade valores nominais, o que quer dizer que na prática os valores reais têm desempenho muito pior em decorrência de uma série de fatores externos que são responsáveis pela degradação do sinal de rádio-frequência. 

Aqueles que acompanham a evolução das tecnologias de redes sem fio locais (WLANs) já devem conhecer o panorama dos principais padrões do IEEE e suas características mais importantes, conforme pode ser observado na tabela abaixo (clique p/ ampliar):


Padrões que trabalham na mesma frequência são interoperáveis e, portanto, os dispositivos são compatíveis entre si. É fato que no Brasil a faixa de frequência 2.4 GHz ainda é a mais comum, no entanto esse pedaço do espectro eletromagnético está bastante poluído em decorrência da disseminação de dispositivos que operam nessa frequência. 

Essa frequência possui apenas 11 canais (no padrão americano) de 22 MHz cada um e que têm aproximadamente 5 MHz de distância entre si, sendo que somente 3 desses canais não têm nenhuma sobreposição, ou seja, não sofrem interferência.



O fato de existirem poucos canais com pequena largura de banda repercute em taxas de transmissão menores, embora a técnica de modulação e o algoritmo de codificação dos dados também tenha papel fundamental nesse processo. Outro problema é que com apenas três canais sem sobreposição fica mais difícil projetar ambientes com grande área de cobertura que possuem várias células, uma vez que células vizinhas não devem operar em canais adjacentes, processo ilustrado na figura abaixo.


A principal vantagem do atual padrão 802.11n é que ele opera em ambas as frequências de 2.4 GHz e 5 GHz, o que lhe confere interoperabilidade com qualquer outro padrão e maior largura de banda, desde que os clientes também tenham rádios com capacidade de operação em ambas as frequências. A faixa de frequência de 5 GHz tem bem mais canais do que a faixa de 2.4 GHz. Além disso, esses canais podem ser compostos em blocos com maior largura de banda. O padrão 802.11n, por exemplo, utiliza esse recurso para conseguir maiores taxas de transmissão com canais de até 40 MHz. A figura abaixo (retirada da Internet) ilustra a disposição dos canais na frequência de 5 GHz.



 
Do ponto de vista de largura de banda existente nesses padrões o há muita coisa a ser feita, uma vez que essas frequências têm início e fim bem definidos. Qualquer outra faixa fora desses limites requer a utilização de outras frequências regulamentas, o que não é de interesse dos fabricantes nem dos usuários porque implicaria no encarecimento dos dispositivos.

Pense na analogia de que a largura de banda é a quantidade de faixas que uma estrada possui! Se não é possível aumentar a quantidade de faixas para transportar mais veículos, então para transportar mais pessoas só há uma maneira: diminuir o tamanho e/ou a quantidade desses veículos! Por exemplo, não permitir o tráfego de veículos com mais de 1 eixo para caber mais veículos lado-a-lado ou fazer rodízio para forçar o transporte de mais pessoas no mesmo veículo. Do ponto de vista prático é esse o papel dos algoritmos de codificação - uma espécie de compressão dos dados. 

Nesse contexto de desenvolvimento de melhores técnicas de codificação, existe um rascunho da chamada quinta geração do WiFi denominada IEEE 802.11ac. Esse mais recente rascunho IEEE 802.11ac opera com taxas nominais maiores que 1 Gbps e a previsão é que até o final de 2013 ele será efetivamente padronizado. A partir d a disseminação de produtos 802.11ac no mercado tende a ganhar maiores proporções. Mais uma vez quem ganha com isso é o usuário!

Esse novo padrão irá operar apenas na faixa de 5GHz (que é menos poluída) e utilizará o recurso de composição de canais para formar "canais gordos" de 80 GHz e até mesmo 160 MHz para garantir taxas de transmissão bem maiores do que as atuais. Além disso, a promessa é de que haverá maior economia de bateria nos dispositivos móveis. A expectativa da indústria é que o padrão 802.11ac esteja efetivamente disseminado em massa até 2015.  

Saiba que as tecnologias evoluem muito mais rapidamente do que os processos de padronização e é por isso que já existem fabricantes vendendo produtos 802.11ac no mercado. Apesar disso, 802.11ac ainda é um rascunho em vias de se tornar um padrão nesse ano...

Abraço.

Samuel.

13 comentários:

  1. Olá Samuel, lendo seu comentário, onde está: "802.11a (54 Mbps), 802.11b (11 Mbps), 802.11g (54 Mbps) e 802.11n (300 Mbps)" seria mais correto para 802.11a (54 Mbps) o valor (108 Mbps), lembrando que a ordem é (B, G, A e N). Obrigado.

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    1. Olá Calil.

      No documento oficial do IEEE que aborda a especificação técnica do padrão 802.11a, sua taxa máxima de transmissão é 54Mbps. Há alguns equipamentos de fabricantes que operam em 108Mbps (nominal), no entanto são implementações proprietárias que não asseguram compatibilidade com outros dispositivos.

      Abraço.

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    2. Samuel, sabe quais equipamentos e fabricantes operam em 802.11a na velocidade de 108Mbps? Comprei um TP-LINK Dual Band e não consigo esta velocidade para 802.11a. Não sei se é a placa do note ou o roteador que operam só em 54Mbps. Gostaria também de saber se é melhor deixar a configuração para uso do IPv4 ou é melhor configurar o IPv6 para melhor resultado? Abraço.

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  2. Samuel, sabe me dizer se o padrão já está lançado e no comércio?

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    1. Sim Martony,

      Embora ainda sejam caros, já há oferta de produtos 802.11ac no mercado. Faça uma busca pela Internet e você vai encontrar várias opções disponíveis.

      Abraço.

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  3. Oi Samuel!!

    nao obstante ler apenas agora este documento. Pois estou ou seja conheci apenas a dias o seu Site.

    Samuel Permita me lhe dizer que de facto este seu post tem profunda e emensas substancias do ponto de vista de padroes tecnologicos e que de factoregem a tecnologia wifi...

    Valeu mesmo pelo post e muito obrigdo, pois que isto me ajudou bastante a definir em como estruturar a minha wifi em funçao destes padroes.

    Caro Samuel, em funçao deste post, eu estou espectante que voce poste aqui alguma materia que te, que ver com configuração de rede wifi.

    Eu nesta altura por exemplo, configurei em minha rede wired, alguns pontos de acessos de marca DAP D-Lync 3520 que estão configuradas na minha rede, mas do ponto de vista de segurança eu configurei uma wap password de modos que os utilizadores ao logar, devem fornecer a password.

    Nesta altura eu gostaria de aumentar a segurança do ponto de vista de autenticaçao tal como:

    1. Gostaria que os utilizadores internos ao logarem, devem apresentar um UserName e uma Password... em vez de somente Password tal como acontece agora.

    2. Criei dois SSIDs, um SSID Interno (para os utilizadores) e outro SSID Guest (para os utilizadores externos).

    3. Quero Implementar o Radius Server...Podes me ajudar com um passo a passo de como configurar ou implementar o Radius Server no windows 2008?

    4. Caro Samuel, quero que os Utilizadores Guest acessem somente a Internet e nao os recursos da instituição. ou seja, Somente a Internet.

    NOTA: Em minha rede eu tenho Switches 2960 como camada de acessos, tenho o win 2008 AD,.. De referir igualmente que as minhas AP (access Points) nao teêm controladora, estou a configura-las em modo StandAlone...Tenho aproximadamente 10 APs.

    Por favor pode ajudar me nos pontos acima referidos?

    E peço desculpa em ter que postar sobre este post:

    O meu Muito obrigado pela sua atençao e compreençao.


    Wagner

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    1. A Internet é bastante rica em material técnico que pode ajudá-lo na sua implementação. Sugiro que você dê uma olhada no material disponibilizado pela Microsoft Technet...

      http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc755248.aspx

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  4. Prezado Samuel, peço desde já desculpa pela intromissão e certamente pela pergunta fora de contexto. Sou completamente crua em informática, mas estou com uma dúvida, e pesquisando no Dr. google acabei caindo aqui de paraquedas.
    Adquiri um notebook cuja descrição trazia q o mesmo viria equipado com o Intel® Centrino® Wireless-AC 7260 + Bluetooth 4.0; porém o mesmo acabou vindo com o Wireless-N 7260 (mesma descrição mudando tão somente as letras).
    Pelo pouco que li na internet, o padrão AC seria relativo a uma nova geração de wireless, a frente do padrão N.
    Se puder me ajudar, gostaria de saber, se vale a pena eu solicitar a troca da máquina, ou se devo ficar com a que me foi entregue. Se de fato, o wireless que deveria ter vindo (padrão AC) é melhor que o que veio (padrão N).

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    1. Olá,

      Não há dúvidas que o padrão AC é muito superior ao padrão N. O padrão 802.11ac é superior não apenas em relação à velocidade, mas talvez mais importante seja a economia de bateria.

      Eu não conheço seu perfil de usuário, mas imagino que o padrão N deve atendê-la satisfatoriamente... Digo isso porque não sei se a "dor de cabeça" decorrente do processo de troca valeria o esforço.

      Por outro lado é fato que você comprou aquilo que viu na descrição do produto, independente daquilo que recebeu. Pensando assim, é seu direito receber a tecnologia mais moderna! Falando do ponto de vista tecnológico, eu optaria pelo padrão AC. ;-)

      Agora é com você...

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    2. Samuel, agradeço imensamente a ajuda. Como não estou com urgência por um computador novo vou aguardar pela troca, afinal economia de bateria num notebook é sempre importante. Mais uma vez, muito obrigada.

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  5. Samuel, sabe quais equipamentos e fabricantes operam em 802.11a na velocidade de 108Mbps? Comprei um TP-LINK Dual Band e não consigo esta velocidade para 802.11a. Não sei se é a placa do note ou o roteador que operam só em 54Mbps. Gostaria também de saber se é melhor deixar a configuração para uso do IPv4 ou é melhor configurar o IPv6 para melhor resultado? Abraço.

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    1. Olá Calil,

      Não sei dizer, é necessário verificar as especificações de cada produto individualmente. O uso do IPv4 ou IPv6 está diretamente relacionado com a conexão que você possui com a Internet. Um ambiente todo v6 seria o ideal, mas a realidade é que a maioria das conexões providas ainda são v4 (quase todas), logo você precisaria implementar algum mecanismo de tunelamento para navegar na Internet v6 - o que degradará seu desempenho. De qualquer forma, faça seus testes com v4 e v6 que a experiência é sempre válida!

      Abraço.

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  6. boa tarde, samuel

    estou com um TCC de 802.11ac, e gostaria de saber se poderia compartilhar algumas informação do seu conhecimento sobre essa tecnoologia, ja encontrei bastante coisa mais quanto mais melhor.

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