Redes Wireless – Parte VII

 

3.4.3 – A banda de 5 GHz

 

Na realidade a banda de 5 GHz, se divide em três:

 

» U-NII 1 que se estende de 5.15 a 5.25 GHz

 

» U-NII 2 que se estende de 5.25 a 5.35 GHz

 

» U-NII 3 que se estende de 5.725 a 5.825 GHz

 

A numeração de canal inicia em 5 GHz com incrementos de 5 MHz.

 

Nas bandas U-NII 1 e 2 a freqüência central está distante 30 MHz das bordas enquanto que na U-NII 3 esta distância é de 20 MHz, conforme mostram as Figs. 26 e 27.

 

Figura 26 – Canais na U-NII 1 e 2

 

Figura 27 – Canais na U-NII 3

 

As três bandas tem diferentes limites no que se refere a potência de transmissão. A banda U-NII 1 é voltada para uso indoor somente, em níveis baixos de potência, a banda U-NII 3 é voltada para uso outdoor e aplicações de longa distância em níveis mais altos de potência.

 

» Na banda U-NII 1, pode-se usar um transmissor de até 40mw (16 dBm), com uma antena de ganho de 6 dBi, produzindo uma EIRP máxima de 22 dBm. Para cada ganho adicional acima dos 6dBi, deve-se reduzir a potência no transmissor de  1dB.

 

» Na banda U-NII 2, pode-se usar um transmissor de até 200mw (23 dBm), com uma antena de ganho de 6 dBi, produzindo uma EIRP máxima de 29 dBm. Para cada ganho adicional acima dos 6dBi, deve-se reduzir a potência no transmissor de  1dB.

 

» Na banda U-NII 3 , pode-se usar um transmissor de até 800mw (29 dBm), com uma antena de ganho de 6 dBi, produzindo uma EIRP máxima de 35 dBm. Para cada ganho adicional acima dos 6dBi, deve-se reduzir a potência no transmissor de  1dB.

 

Operações na banda U-NII 3 permitem o uso de antenas de 23 dBi sem uma redução na potência de transmissão em links ponto a ponto. Esta configuração resulta em uma EIRP máxima de 52 dBm.

 

3.4.4 – Efeitos de Interferência

 

Da mesma forma que no FHSS, sistemas DSSS são resistentes a interferência de banda estreita devido a características do seu espectro, mas são mais susceptíveis a mesma em comparação aos sistemas FHSS, em virtude da sua pequena largura de banda (22 MHz ao invés dos 79MHz do FHSS) e pelo fato da informação ser transmitida ao longo da banda inteira simultaneamente, ao invés de uma freqüência em um dado momento.

 

3.4.5 – Regras do FCC que afetam o DSSS

 

O FCC determina que sistemas DSSS usem no máximo 1 watt de potência na transmissão para topologias ponto-multiponto. A potência de saída máxima é a mesma, qualquer que seja o canal utilizado. Essas regras se aplicam tanto para a banda não licenciada de 2.4GHz, como para a banda de 5GHz.

 

3.5 – Comparações entre DSSS e FHSS

 

Ambas as tecnologias tem suas vantagens e desvantagens, e cabe ao administrador de uma WLAN escolher qual usar e em que situação usar, ao implementar uma WLAN. Veremos a seguir alguns dos fatores que deveriam ser levados em conta quando da escolha de qual tecnologia é a mais apropriada para determinada situação.

 

3.5.1 – Interferência de banda estreita

 

Uma das grandes vantagens do FHSS é a grande resistência a interferência. DSSS é muito mais susceptível a interferência de banda estreita devido as suas bandas contíguas de pequena largura (22MHz). Esse fato deve ter um peso grande na decisão, em ambientes em que esta interferência está presente.

 

3.5.2 – Custo

 

O custo de implementação de um sistema DSSS é muito menor se comparado a implementação de um sistema FHSS. Isso se deve muito ao fato de que equipamentos DSSS são facilmente encontrados no mercado e sua rápida adoção tem ajudado a baixar os custos. Nos dias de hoje, um bom PC Card DSSS 802.11b pode ser comprado por algo em torno de $100,00, enquanto que um Cartão FHSS compatível com 802.11, pode ser adquirido por algo em torno de $150,00 a $350,00, dependendo do fabricante e do padrão.

 

3.5.3 – Coexistência no mesmo ambiente físico

 

Uma vantagem do FHSS sobre DSSS é poder ter em um mesmo ambiente físico um número maior de rádios. Como vimos anteriormente, como FHSS usa 79 canais discretos, poderemos ter até 79 rádios contra apenas 3 do DSSS.

 

     Figura 28 – Comparação de coexistência

 

Porém, quando levamos em consideração o custo de hardware de um sistema FHSS para obter o mesmo throughput de um DSSS, a vantagem desaparece rapidamente.

 

Para um sistema DSSS, podemos ter no máximo 3 rádios, o que nos daria um throughput máximo de:

 

3 x 11 Mbps = 33 Mbps

 

O throughput real seria portanto : 33 / 2 = 16,5 Mbps

 

Para obtermos o mesmo throughput usando FHSS, teríamos:

 

16 x 2 Mbps = 32 Mbps

 

Sendo o throughput real igual a 16 Mbps.

 

Ou seja, precisaríamos de 16 rádios. Alem disso teríamos gasto adicional com cabos, conectores e antenas.

 

Se os objetivos são baixo custo e alto throughput, escolha DSSS.

 

Se o objetivo é manter usuários segmentados por diferentes rádios em um ambiente de coexistência mais denso, escolha FHSS.

 

3.5.4 – Compatibilidade e Disponibilidade

 

A Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), criou um padrão de compatibilidade que garante que um dispositivo DSSS 802.11b de um fabricante, irá operar e interagir com outro dispositivo 802.11b de outro fabricante sem maiores problemas. Esse padrão foi chamado de Wireless Fidelity ou simplesmente wi-fi.

 

Dispositivos que passam nos testes de interoperabilidade levam um selo wi-fi, significando que o mesmo tem capacidades de interagir com dispositivos outros dispositivos wi-fi.

 

Não acontece o mesmo para equipamentos FHSS. Existem padrões como o 802.11 e Openair, mas não há nenhum órgão que faça o mesmo teste de compatibilidade que o WECA faz para o DSSS.

 

Devido a sua imensa popularidade, é muito mais fácil encontrar dispositivos DSSS. Como se isso não bastasse, a demanda para dispositivos DSSS tem crescido continuamente, enquanto que a demanda para dispositivos FHSS tem permanecido estacionada nos últimos anos.

 

3.5.5 – Taxa de Dados e Throughput

 

Os últimos sistemas FHSS são muito mais lentos que os últimos sistemas DSSS, devido a sua taxa de dados ser de apenas 2 Mbps. Existem alguns sistemas FHSS que operam com 3 Mbps ou mais, mas eles não são compatíveis com o padrão 802.11 e não devem operar com outros sistemas FHSS no mesmo ambiente. O Home RF 2.0 é um bom exemplo disso, ele consegue alcançar uma taxa de dados de 10 Mbps. Porém o HomeRF 2.0 tem a potência de saída limitada em 125mw.

 

Tanto sistemas DSSS e FHSS tem um throughput (dados sendo enviados) de apenas metade da taxa de dados.

 

Na realização de testes de uma nova WLAN, são comuns throughput de 5 ou 6 Mbps para uma taxa de dados de 11 Mpbs.

 

Quando frames wireless são transmitidos, há pausas entre data frames  para sinais de controle e outras tarefas. Nos sistemas FHSS esse espaçamento entre frames é mais longo do que nos sistemas DSSS, causando uma lentidão na taxa que os dados são enviados (throughput). Além disso quando o sistema FHSS está no processamento de mudança de freqüência, nenhum dado é enviado e com isso maior perda no throughput.

 

Alguns sistemas WLAN na tentativa de alcançar maiores throughput, usam protocolos proprietários na camada física, e chegam a obter até 80% da taxa de dados. Porém essa medida sacrifica a interoperabilidade com outros dispositivos.

 

3.5.6 – Segurança

 

Pela forma de implementação dos padrões, poderíamos ser levados a acreditar que o FHSS é mais seguro que o DSSS, afinal, somente a descoberta da seqüência do pulo da freqüência, poderia comprometer um sistema FHSS. Mas, há dois fatores que provam que isso não é tão difícil assim.

 

O primeiro deles é que rádios FHSS são produzidos por um número pequeno de fabricantes e todos eles aderem aos padrões 802.11 ou Openair para vender seus produtos. Segundo, cada um dos fabricantes, usa um set padrão de seqüências para o pulo da freqüência, o qual geralmente vem de encontro com a lista pré-determinada produzida pelos padrões (IEEE ou WLIF). Esses dois fatores tornam a quebra da seqüência do pulo da freqüência, relativamente simples.

 

Outra razão é que o número do canal é transmitido em texto puro em cada beacon. Além disso, o endereço MAC do rádio que está transmitindo pode ser visto em cada beacon (o que indica o fabricante do rádio).

 

Alguns fabricantes permitem ao administrador definir a seqüência , porém essa funcionalidade não adiciona nenhum nível de segurança, porque dispositivos tais como um analisador de espectro, juntamente com um laptop podem ser usados para rastrear a seqüência de pulos da freqüência em questão de segundos.