Wi-fi - Guia de Sobrevivência
Wi-fi é um tipo de rede sem fio (wireless) baseada nos padrão IEEE 802.11. Seu nome vem de Wireless Fidelity. Ganhou popularidade devido ao baixo custo e facilidade de configuração.
Atualmente a IEEE (Instituto de Engenheiros, Eletricistas e Eletrônicos) está reestruturando a nomenclatura das "versões" de wi-fi.
Versões
Wi-fi 1: lançado em 1999 e até então era conhecido como 802.11a. Utiliza a frequência 5 GHz e tem a capacidade de 54Mbps. Alcança cerca de 7 metros.
Wi-fi 2: lançado em 1999 e até então conhecido como 802.11b. Utiliza a frequência 2.4 GHz e tem como taxa de transmissão máxima de 11Mbps.
Foi muito mais utilizado que o padrão a, mesmo sendo mais lento. Isso
ocorreu porque na época de seu lançamento, a frequência 2.4GHz tinha um
alcance maior, mesmo com obstáculos no meio do caminho. Sua área de
cobertura pode chegar, teoricamente, à 400m em ambientes abertos.
Wi-fi 3: lançado em 2003 e até então conhecido como 802.11g. Uma evolução do padrão b, que tinha caído no gosto do público. Utiliza também a frequência 2.4Ghz e tem a capacidade de até 54Mbps. Possuí uma área de transmissão igual a do seu antecessor.
Wi-fi 4: lançado em 2009 e até então conhecido como 802.11n.
Sua principal características é a tecnologia MIMO (Multiple-Input and
Multiple-Output), que permite o uso combinado de mais de uma antena para
aumentar sua taxa de transferência. Utiliza as frequências 2.4Ghz e/ou 5GHz e tem a capacidade de tráfego entre 150Mbps utilizando apenas uma antena, mas é capaz de atingir 300Mbps e alcançar, teoricamente também, 600Mbps. Sua área de cobertura é de cerca de 400m, claro, num ambiente ideal.
Wi-fi 5: lançado em 2014 e até então conhecido como 802.11ac. Utiliza a frequência 5GHz e tem a capacidade de tráfego entre 400Mbps a 1Gbps (dependendo da quantidade de antenas). Bean forming
Wi-fi 6: lançado em 2019 e até então conhecido como 802.11ax. Utiliza a frequência 2.4GHz, 5GHz e 6GHz e tem a capacidade de tráfego até 10Gbps.
MIMO-OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) que subdivide os
sinais ainda mais e reduz a quantidade de interferência de redes.
Frequências
As conexões wireless utilizam radiofrequências, as mesmas utilizadas por rádio, televisão, celulares, wi-fi, 4G, 5G etc...
O padrão wi-fi opera em faixas de frequências que não necessitam de licença para instalação e operação, este fato as torna atrativas, pois as frequências são livres de licença, ou seja, o usuário não paga nenhuma taxa para seu uso.
São duas as frequências utilizadas pelo wi-fi: a 2.4GHz e a 5GHz, cada uma tem seus prós e contras.
A frequência 2.4 GHz é uma frequência mais comum, inclusive é utilizado por fornos microondas, controles de portão eletrônico, bluetooth, câmeras eletrônicas, babás eletrônicas e telefones sem fio, por isso é uma frequência mais congestionada e com maior risco de ter ruídos na rede. Em contrapartida tem maior facilidade para transpor obstáculos, como paredes, por exemplo. No Brasil, Anatel permite o uso da faixa de frequência de 2400 à 2483MHz.
Já a frequência de 5GHz é muito menos congestionada, porém muito mais suscetível a obstáculos. No Brasil a Anatel permite o uso das seguintes faixas de frequência (todas com restrições, conforme a Resolução 680/2017 da Anatel): 5150-5350MHz para uso indoor, 5470-5725MHz para uso indoor ou outdoor, com restrições (controle automático de potência e seleção dinâmica de frequência) de proteção a interferência de Radar e 5725-5850 MHz para uso indoor e outdoor.
Atualmente existem dispositivos dual-band, ou seja, dispositivos que transmitem redes wi-fi em ambas frequências, sem ter SSIDs diferentes. Esses dispositivos tem a opção de Band Steering, o qual pode dar preferência para a frequência 5GHz ou balancear a rede de acordo com o uso de cada frequência.
Canais e Largura de Canal
Como mencionamos cada faixa de frequência é composta por diversos canais.
No caso da frequência de 2.4Ghz, cada canal pode ter a largura de 20MHz (que suporta 11 canais de 20MHz, sobrepostos, deslocados 5MHz cada) ou 40MHz (que suporta 11 canais de 20MHz, sobrepostos, deslocados 5MHz cada).
Com uma largura maior, a velocidade aumenta, porém, a chance de ruídos é maior também, além do mais, com uma largura maior, seu alcance diminui.
Ou seja, maior largura, mais chances de ruído e alcance menor.
O canal 1 (2412) abrange entre 2401MHz a 2423MHz, já o canal 2 (2417) abrange da 2406 à 2428MHz. Cada canal sobrepõe cerca de 4 canais (utilizando a largura de 20MHz), ou seja, o canal 3 pega, além dele próprio, os canais 1, 2, 4 e 5.
Por isso é tanto dito para se usar os canais 1, 6 e 11, pois um não sobrepõe o outro. (Utilizando a largura de canal 20Mhz).
O canal 12 e 13 são permitido no Brasil pela Anatel, porém não é o padrão americano, portanto alguns dispositivos podem não ser compatíveis. Portanto, aqui no Brasil podemos utilizar os canais não sobrepostos 1, 6 e 11; 2, 7 e 12; e 3, 8 e 13.
Curiosidade: o uso do canal 14 é proibido nos Estados Unidos, e os canais 12 e 13 são permitidos, desde que você os utilize em baixa frequência. Já no Japão o canal 14 é permitido.
Muitas vezes, quando deixamos a seleção do canal automática, é possível que seus dispositivos se desconectem de vez em quando. Isso acontece quando algum outro AP entra na jogada no mesmo canal que o seu. Com isso o seu roteador vai procurar um canal mais livre, desconectar todos os dispositivos e alterar o canal. Por isso é interessante realizar essa verificação de canais e fixar seu canal.
As faixas de 5GHz possuem mais canais:
- 5150 – 5250 MHz, somente para aplicações Indoor e EiRP, potência
efetiva, abaixo de 23dBm (200mW).
Possui 4 canais não sobrepostos em
20MHz, 2 em 40MHz e 1 em 80MHZ.
- 5250 – 5725 MHz, indoor ou outdoor, com restrições de potência máxima (24dBm ou 250mW), e com uso de DFS (Dynamic Frequency Selection) e TPC (Transmit Power Control) preferencialmente para evitar interferências com radares (em aeroportos, por exemplo).
Para utilizar essa faixa, é necessário que o equipamento seja compatível com DFS, tecnologia que verifica a existência de alguma atividade de radar e, caso positivo, escolhe outra faixa para disponibilizar o seu sinal de wi-fi.
Possui 11 canais não sobrepostos em 20MHz e 5 em 40MHz.
- 5725
– 5850 MHz, possui limite de potência de 30dBm. É utilizada para
sistemas Ponto-a-Ponto e Ponto-Multiponto, redes MESH, etc.
Possui 5
canais não sobrepostos em 20MHz, 2 em 40MHz e 1 em 80MHZ.
Intensidade do sinal e antenas
O RSSI (Received Signal Strength Indication) representa a qualidade relativa de um sinal recebido em um dispositivo, ou seja, mede a intensidade do sinal w-fi e é medida através da unidade dBm (decibéis relativos a um miliwatt). Ele é medido entre 0 e -100dBm.
Qualidade Alta: 90% ~= -55dBm
Qualidade Média: 50% ~= -75dBm
Qualidade Baixa: 30% ~= -85dBm
Qualidade inutilizável: 8% ~= -96dBm
Abaixo temos uma tabela com a intensidade e seu uso adequado.
| Força do sinal | Qualificador | Usos Adequados |
| -30 dBm | Excelente | Apropriada para qualquer cenário de uso. |
| -50 dBm | Excelente | Adequado para todos os usos da rede. |
| -65 dBm | Muito Bom | Recomendado para o uso de smartphones e tablets. |
| -67 dBm | Muito Bom | Suficiente para voz sobre IP e streaming de vídeo. |
| -70 dBm | Aceitável | Intensidade mínima do sinal necessária para garantir a entrega confiável de pacotes e permitir que você navegue na Web e troque e-mails. |
| -80 dBm | Ruim | Permite conectividade básica, mas a entrega de pacotes não é confiável. |
| -90 dBm | Muito ruim. | Cheia de ruído que inibe a maior parte da funcionalidade da rede. |
| -100 dBm | Extremamente ruim | Ruído total. |
Comumente as antenas dos roteadores são ominidirecionais, ou seja, ela emitem sinais em 360º de forma horizontal. Por isso as antenas dos roteadores ou Access Point devem ser posicionadas na vertical: para que seu sinal alcance o mais longe possível horizontalmente.
Tipos de senha
Para realizar a autenticação em sua rede wi-fi é possível escolher o tipo de criptografia de sua chave de acesso. Comumente temos as seguintes opções:
WEP - Lançado em 1997, foi o primeiro tipo de criptografia para redes sem fio. Aceita apenas caracteres hexadecimais (de 0 à F). Utiliza o padrão de criptografia RC4. Atualmente é muito vulnerável.
WPA - Lançado em 2003, a partir de um esforço em conjunto do IEEE e da Wi-fi Alliance para melhorar o protocolo WEP, Utiliza a criptografia TKIP.
WPA2 - Lançado logo após seu antecessor, em 2004, utiliza a criptografia AES.
Pessoal ou empresarial? O protocolo WPA e WPA2 possui a opção de Personal ou Enterprise. A pessoal, conhecido como WPA-PSK (PSK = Pre-Shared Key), consiste em gerar uma chave de 256 bits gerada a partir de uma senha ou frase secreta (nem sempre tão secreta rs). Esse método foi desenvolvido para uso doméstico ou de pequenas empresas. Já a empresarial, foi projetado para redes corporativas. PAra seu funcionamento é necessário possuir um servidor de autenticação RADIUS.
Resumindo, caso não tenha um servidor RADIUS, utilize WPA-PSK com criptografia AES.
TECNOLOGIA |
TAXA MÁXIMA TEÓRICA (Mbit/s) |
TAXA AGREGADA TÍPICA (Mbit/s) |
11b |
11 |
7,0 |
11g |
54 |
25 |
11a |
54 |
25 |
11n (20MHz) 1x1 (800ns) |
65 |
30 |
11n (20MHz) 1x1 (400ns) |
72,2 |
33 |
11n (40MHz) MIMO 1x1 (400ns) |
150 |
66 |
11n (40MHz) MIMO 2x2 (400ns) |
300 |
85 |
11n (40MHz) MIMO 3x3 (400ns) (*) |
450 |
89 |
11n (40MHz) MIMO 4x4 (400ns) (**) |
600 |
96 |
Redes Mesh
(malha) - roteadores com tecnologia wds
Guia Prático
Utilize os programas Wi-fi Analizer para Android ou Vistumbler ou Xirrus Internet Inspetor para Windows.
Posicione seu roteador ou access point em um lugar centralizado e alto.
Sua necessidade é maior alcance (2.4GHz) ou velocidade (maior taxa de transmissão) (5GHz)?
- Existem muitos obstáculos no local, precisa de maior alcance ou é um dispositivo que transita pela local (smartphone ou notebooks, por exemplo)? Se sim, utilize 2.4GHz.
- É um dispositivo que fica fixo no mesmo cômodo que o roteador (smartTV ou algum computador fixo)? Se sim, utilize 5GHz.
Verificar a quantidades de sinais wi-fi do local:
- Caso exista poucos pontos, ou seja, menos interferência, é interessante utilizar larguras de canais maiores. Se for 2.4GHz utilize 40MHz ou se for 5GHz utilize 40 ou 80 MHz.
- Caso for muito poluído, utilize a menor largura: 20MHz.
- Caso necessíte de maior alcance, utilize a menor largura: 20MHz.
Fixe o canal com menos tráfego no seu roteador. [Isso fará com que os roteadores vizinhos ajustem seus canais (caso não estiverem configurados como fixos), caso um canal estiver muito congestionado.]
Configure a segurança de sua rede escolhendo o protocolo WPA-PSK, com a criptografia AES.
Fontes:
https://pt.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi
https://www.youtube.com/watch?v=Tas2aOnGRpo
https://www.youtube.com/watch?v=txueGsf92Ts&t=435s
https://tecnoblog.net/277152/o-que-e-beamforming/
https://www.infowester.com/wifi.php#80211b
https://www.oficinadanet.com.br/internet/31827-o-que-sao-os-canais-das-faixas-de-frequencia-de-2-4ghz-e-de-5ghz-qual-o-melhor
https://www.whcengenharia.com.br/post/o-que-%C3%A9-r%C3%A1dio-frequ%C3%AAncia-rf
https://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialredeswlanad/pagina_2.asp
https://www.oficinadanet.com.br/internet/31827-o-que-sao-os-canais-das-faixas-de-frequencia-de-2-4ghz-e-de-5ghz-qual-o-melhor
https://www.netspotapp.com/pt/wifi-signal-strength-and-its-impact.html
https://www.techtudo.com.br/dicas-e-tutoriais/noticia/2013/05/qual-e-diferenca-entre-wep-e-wpa-qual-e-o-mais-seguro.html
https://under-linux.org/entry.php?b=1375
https://www.netspotapp.com/pt/what-is-rssi-level.html
https://comofazergeek.blogspot.com/2019/02/por-que-os-canais-wi-fi-12-13-e-14-sao.html?m=1