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Artigos de Redes Wireless – Parte 29

9.3 – Perto/Longe

Esse problema diz respeito a uma situação em que clientes que tenham alta potência de saída estão mais próximos do ponto de acesso do que aqueles que tem uma potência de saída mais baixa. O resultado disso é que os clientes que estão mais distantes do ponto de acesso e possuem potência de saída mais baixa não podem ser ouvidos pelo ponto de acesso e pelos outros clientes de potência mais alta que estão bem mais próximos ao ponto de acesso.

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Figura 127 – Cliente B não pode ser ouvido pelo cliente A, por estar mais distante do ponto de acesso e ter potência de saída mais baixa.

Fazendo um comparativo, o problema do perto/longe é similar a uma situação em que várias pessoas bem próximas de um microfone berram ao mesmo tempo, e uma outra pessoa situada a alguns metros sussura no mesmo microfone. É obvio que o ruído causado pelo grupo bem mais próximo do microfone prevalecerá sobre aquela que sussurra e está mais distante, e que ela não será ouvida,  mesmo que o microfone tenha sensibilidade suficiente para captar qualquer som distante em condições de silêncio absoluto.

Voltando as WLANs, o nó que está mais distante terá muitas dificuldades para transmitir, por estar usando uma potência de saída mais baixa do que as demais que estão mais próximas do ponto de acesso. Logo, ele não será ouvido pelo ponto de acesso. Mas, existem algumas técnicas para diagnosticar esse problema. Embora o mais importante seja estar ciente disso quando do projeto de uma WLAN.

9.3.1 – Diagnóstico

Diagnosticar esse problema é tão simples quanto dar uma boa olhada no projeto da rede e na localização de cada nó, bem como na potência de transmissão de cada um. Essas medidas darão indícios de quais nós estão com problemas de comunicação. Desde que esse problema evita que o nó se comunique, basta dar uma olhada na tabela de associação do ponto de acesso e verificar se a referido nó consta da mesma.

Um outro método é usar um sniffer. Um sniffer irá capturar as transmissões de todos os nós que ele ouve.

Há ainda um terceiro método que consiste em procurar pela rede o nó que está tendo dificuldades de comunicação, comparando a força de seu sinal com os outros nós mais próximos do ponto de acesso, porém dependendo do tamanho e complexidade da rede, este método pode consumir mais tempo.

9.3.2 – Solução

Esse problema não é de difícil solução, embora seja importante entender que o protocolo CSMA/CA por si só tem condições de solucionar esse problema sem intervenção de um administrador. Lembra-se que se uma estação pode ouvir a outra transmitindo, ela pode evitar o inicio da sua transmissão, portanto respeitando as regras de acesso um meio compartilhado. Porém se por qualquer razão o problema do perto/longe ainda exista na rede, existem algumas medidas que podem ser tomadas para solucionar definitivamente o problema.

» Aumentar a potência do nó que está com dificuldades de conexão.

» Reduzir a potência dos nós que estão mais próximos do ponto de acesso.

» Mover o nó com dificuldades de transmissão para mais próximo do ponto de acesso.

9.4 – Throughput

Throughput em uma WLAN é um fator critico. Quanto maior o throughput de uma WLAN, mais eficiente ela será. Porém existem diversos fatores que afetam diretamente o throughput de uma WLAN, conhecê-los e procurar evitar que eles ocorram, pode garantir a eficiência de uma WLAN e conseqüentemente a satisfação dos seus usuários quanto ao seu desempenho.

Interferência – A quantidade e o tipo de interferência impacta na quantidade de dados que podem ser transmitidos com sucesso.

Segurança e VPN – O uso de protocolos de segurança, tais como o WEP, reduz o throughput, devido ao fato de haver um overhead adicional para criptografar e decriptografar os dados. VPN também reduz o throughput.

Grandes distâncias entre transmissor e receptor – Grandes distâncias entre transmissor e receptor reduzem o throughput devido ao aumento do número de erros (taxa de erro de bit),o que aumentará a probabilidade de re-transmissões.

Queda na taxa de dados – A queda na taxa de dados de 11 Mbps para 5.5 Mbps por exemplo, causará um redução no throughput, já que o throughput é 50% da taxa de dados de um sistema DSSS.

Limitações de hardware – Mesclar dispositivos 802.11b e 802.11 em uma rede por exemplo, reduzirá o throughput, porque a rede que poderia operar no máximo a 11 Mbps, terá que operar na taxa do dispositivo 802.11 que é de no máximo 2 Mbps.

CPU do ponto de acesso – Um ponto de acesso com CPU lenta,  que não tenha condições de manipular uma taxa de dados de 11 Mbps com WEP habilitado afetará a performance.

Tecnologia utilizada – O tipo da tecnologia utilizada FHSS ou DSSS é um fator que limita o throughput do sistema. Enquanto que no FHSS o taxa de dados não  passará de 1.6 Mbps, no DSSS a taxa de dados pode chegar a 54 Mbps.

RTS/CTS – O uso do RTS/CTS criará um overhead adicional devido a quantidade de handshaking que ocorre durante as transmissões.

Número de usuários – Um aumento no número de usuários, também reduzirá a performance, já que mais usuários tentarão acessar o meio simultaneamente e conseqüentemente isso reduzirá o throughput que cada estação recebe do ponto de acesso.

Modo PCF – O uso do modo PCF, que é o método de pooling usado pelo ponto de acesso para verificar qual estação quer transmitir naquele momento, também reduz a performance.

9.4.1 – Agregando pontos de acesso (Teoria x Prática)

Agregar pontos de acesso é uma técnica comum que tem por finalidade oferecer maior largura de banda e maior performance para usuários de uma WLAN em determinada área. Tendo por base a teoria de RF e as regulamentações do FCC, a porção da banda ISM utilizável para WLANs consiste de 83.5 Mhz. Os canais DSSS tem largura de 22 Mhz. De acordo com a freqüência central e largura dos canais,  existem 3 canais RF que não sofrem sobreposição dos canais adjacentes (1, 6 e 11), o que permitiria o uso de 3 pontos de acesso (cada um operando em um canal) dentro da mesma área física.

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Figura 128 – Agregando pontos de acesso

Quando estiver usando essa prática é altamente recomendado que você:

» Use pontos de acesso do mesmo fabricante.

» Usa a mesma tecnologia de espalhamento de espectro (DSSS ou FHSS) para todos os pontos de acesso.

9.4.1.1 – Teoria : O que deveria acontecer

Vamos assumir que todos os pontos de acesso no nosso cenário sejam compatíveis com o 802.11b e portanto tenham uma taxa de dados de no máximo 11Mbps. Se usamos somente um ponto de acesso em uma WLAN, deveríamos obter um throughput real entre 4.5 e 5.5 Mbps. Nunca é demais lembrar que nunca teríamos um throughput de 11 Mbps devido a natureza half-duplex dos rádios RF e do overhead dos protocolos utilizados tais como o CSMA/CA.

A teoria de 3 canais não interferentes permitiria usar um ponto de acesso no canal 1, outro no canal 6 e outro no canal 11. Obteríamos portanto um throughput de aproximadamente 5 Mbps em todos os pontos de acesso usando essa configuração, sem nenhuma interferência de canal adjacente. A interferência de canais adjacentes, causaria uma degradação no throughput dos pontos de acesso.

9.4.1.2 – Prática : O que realmente acontece

O que ocorre na realidade é que do canal 1 para o 6 existe uma pequena quantidade de sobreposição, da mesma forma que do 6 para o 11. A razão para essa sobreposição é que os pontos de acesso estarão transmitindo aproximadamente na mesma potência de saída e estão localizados muito próximo um do outro. Logo, ao invés de ter o throughput esperado de 5 Mbps pela teoria em todos eles, um efeito é visto que faz com que o throughput caia para 4 Mbps ou menos em todos os 3 pontos de acesso ou deve estar distribuída de forma desigual entre eles, onde um pode ter 3, outro 4 e outro 5 Mbps.

A parte da teoria que permanece verdadeira é que os demais canais sofrem uma sobreposição de canal adjacente significativa se comparado aos canais 1,6 e 11. Usar um ponto de acesso no canal 1 e outro no canal 3 por exemplo, resulta em um throughput de 2 Mbps ou menos nos dois pontos de acesso.

Uma forma de aumentar o throughput para um patamar próximo do teórico seria reduzir a potência de saída dos pontos de acesso e procurar distanciá-los uns dos outros através da área física.

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Figura 129 – Sobreposição dos canais 1,6 e 11 no espectro DSSS


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