Nos últimos anos o avanços tecnológicos nos
meios de comunicação de dados, possibilitou o surgimento e avanço
de novas tecnologias capazes de atender a real necessidade de seus
usuários, tanto na esfera particular, tanto na organizacional. Uma
destas tecnologias que tem sido largamente utilizada tanto em
ambientes privados, tanto em ambientes públicos é a comunicação
sem fio, a qual esta presente em diversas tecnologias de transmissão
de dados. Desta forma a comunicação de dados sem fio deixa de
existir apenas em ambientes de longas distâncias, feitas por
satélites, mas passa a fazer parte de ambientes locais, ou seja,
possibilitando a comunicação sem fio entre computadores e
dispositivos móveis.
O IEEE(Institute of Electrical and EletronicsEngineers) em 1990 designou que um grupo de pesquisadores elaborassem
um padrão aberto da comunicação sem fio, com a finalidade de
propagar a utilização desta comunicação em diversos níveis,
tanto para fontes de pesquisas, tanto no mercado de tecnologias de
transmissão de dados. O resultado deste projeto é o surgimento do
Padrão IEEE 802.11, que inicialmente suportava uma taxa de
transferência de dados muito baixa, em torno de Kbps, sendo que
atualmente algumas tecnologias de comunicação sem fio podem atingir
até 600Mbps.
O padrão IEEE 802.11 define uma arquitetura
para as Redes Locais de Computadores Sem Fio(Wireless Local Area
Network) que abrange os níveis físico e de enlace, presentes no
modelo de referência de comunicação OSI. Sendo que para o nível
físico é tratado apenas as transmissões com frequência de
rádio(RF) e infravermelho(IR), mas também podendo ser levado em
considerações outras formas de comunicação sem fio, por exemplo
microondas e laser. Para o nível de enlace é tratado o controle de
acesso ao meio, através da definição do protocolo MAC(Media Access
Control).
Levando em consideração as principais
características do padrão IEEE 802.11, que são:
Interoperabilidade, baixo custo, grande demanda de mercado,
confiabilidade de execucação de projeto, verifica-se o grande
crescimento da utilização principalmente das Redes Locais de
Computadores Sem Fio, também denominadas de Redes Wireless, em
ambientes públicos e privados. Isto faz com que as Redes Wreless tem
se tornado um recurso prioritário em ambientes, em que se deseja na
maioria das vezes possibilitar o acesso a Internet, seja dentro de
coorporações, em residências ou em ambientes públicos, como
shoppings, aeroportos e etc.
A arquitetura da Redes Wireless de acordo com o
padrão IEEE 802.11, se baseia na divisão da área coberta pela Rede
Wireless em células, sendo estas células denominadas de BSA(Basic
Service Area). O tamanho da cobertura de cada BSA dependerá
exclusivamente das características do próprio ambiente e da
potência dos seus respectivos transmissores e receptores, utilizados
nos dispositivos computacionais. Abaixo são listados os demais
componentes da arquitetura de Redes Wireless, e na figura 1
apresenta um exemplo de ambiente de Redes Wireless:
- BSS(Basic Service Set): Denominado Conjunto Básico de Serviço, representa o conjunto de dispositivos computacionais que se comunicam por radiodifusão(RF) ou infravermelho(IR) dentro de uma Basic Service Area;
- AP(Access Point): Denominado Ponto de Acesso, representa dispositivos computacionais específicos, que possuem a finalidade de capturar as transmissões realizadas por dispositivos computacionais pertencentes a sua BSA(Basic Service Area), as quais se destinam a estações pertencentes a outra Basic Service Area. O Access Point por sua vez, realizará a retransmissão utilizando um sistema de distribuição;
- Sistema de Distribuição: Representa uma infra-estrutura de comunicação, que tem a finalidade de realizar a interligação de diversas Basic Service Area para permitir a construção de redes, as quais possuem coberturas maisores que uma célula;
- ESA(Extended Service Area): Denominada Área de Serviço Extendida, que possui a finalidade de interligar vários BSAs, através do Sistema de Distribuição utilizando o Access Point;
- ESS(Extended Service Set): Denominado Conjunto de Serviço Extendido, o qual tem a finalidade de respresentar um conjunto de dispositivos computacionais constituído pela união de vários BSSs(Basic Service Set) conectados por um Sistema de Distribuição.
Figura1: Arquitetura de Redes Sem Fio
O padrão IEEE 802.11 também define um
protocolo de acesso ao meio, o qual esta presente em uma subcamada
MAC do nível de enlace de dados. Este protocolo recebe o nome
DFWMAC(Distributed Foundation Wireless Medium Access Control), que
possui doi métodos de acessos, sendo um deles de característica
distribuída e obrigatório. O outro método de acesso do protocolo
DFWMAC é opcional possuindo característica centralizada, podendo de
acordo com o padrão IEEE coexistir tanto o método distribuído,
tanto o método centralizado no sistema de comunicação. O protocolo
de acesso ao meio também possui a propriedade de tratar problemas
relacionados a dispositivos computacionais que tentam se deslocar de
uma célula para outra, processo este denominado de roaming. Também
esta relacionado ao protocolo de acesso ao meio a propriedade de
tratar problemas de dispositivos computacionais perdidos, podendo ser
denominados de hidden node.
O mecanismo básico de controle de acesso ao
meio pelo protocolo DFWMAC é representado na figura 2, em que pode-se
observar que um determinado dispositivo computacional dentro de uma
Basic Service Area, com a intenção de realizar uma determinada
transmissão, possui seu pacote dividido em quadros. Este dispositivo
computacional somente realizará a transmissão dos quadros, caso o
meio de transmissão estiver livre por um período mínimo de tempo,
denominado de IFS(Inter Frame Space). Neste sentido o protocolo
DFWMAC define três prioridade de acesso ao meio, que são descritas
a seguir:
- DIFS(Distributed Inter Frame Spacing): Representa espaços entre os quadros da DCF(Distributed Coordination Function), que indica o maior tempo de espera para transmitir os dados. O DIFS possui prioridade baixa;
- PIFS(Priority Inter Frame Space): Representa espaços entre quadros da PCF(Point Coordination Function), que representa um tempo de espera entre um DIFS e SIFS. Esta propriedade será utilizada para o serviço de acesso com retardo, de tal forma que o Access Point que controla os nós de uma BSA, deverá esperar um tempo FIPS para acessar o meio. O PIFS possui prioridade média;
- SIFS(Short Inter Frame Space): Esta propriedade é utilizada para transmissão de quadros, os quais possuem respostas imediatas, por exemplo ACK. O SIFS possui prioridade alta.
Figura 2: Controle de Acesso ao Meio - Protocolo DFWMAC
A partir da presença de um padrão de Redes
Wireless e com a avanço das tecnologias capazes de acessar dados de
forma rápida, a qualquer momento e em qualquer lugar, pode-se notar
a importância de se ter um melhor conhecimento do funcionamento,
gerenciamento e segurança destas redes.
Para maiores conhecimentos sobre Redes Sem Fio, acessem o link.
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