Internet Security Protocols: Specification and Modeling

1
Universidade Federal de Santa Catarina Centro
Tecnológico - CTC Departamento de Informática e
Estatística - INE
Tópicos Especiais em Software Aplicativo II
Fundamentos em Redes sem Fio
2
Transmissões sem Fio

• Nossa era tem dado surgimento à necessidade de
  uso de informação todo o tempo.
• Pessoas precisam estar on-line durante quase todo
  o seu tempo.
• A mobilidade dos usuários tem proporcionado os
  meios para facilitar essas necessidades.

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Transmissões sem Fio

• Para esses usuários móveis, par trançado, cabo
  coaxial e fibra ótica não têm uso.
• Usuários móveis precisam obter seus dados para
  seus laptops, palmtops, celulares, ... sem
  estarem amarrados a uma infra-estrutura de
  comunicação terrestre.

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Transmissões sem Fio

• Para esses usuários comunicações sem fio é a
  resposta.
• Algumas pessoas acreditam, que no futuro, somente
  haverá dois tipos de comunicação fibras óticas e
  wireless.
• Tudo que for fixo (computadores, telefones,
  faxes) será por fibra e tudo que for móvel usará
  wireless.

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Transmissões sem Fio

• Contudo, wireless também tem a vantagem de que,
  mesmo dispositivos fixados podem se comunicar sem
  fio.
• Tem certas circunstâncias que wireless é
  preferível.
• Comunicação digital wireless começou nas Ilhas
  do Havaí, onde o sistema telefônico convencional
  era inadequado.

6
O Espectro Eletromagnético

• Quando os elétrons se movem no espaço, eles criam
  ondas eletromagnéticas que se propagam através do
  espaço livre, da atmosfera terrestre ou mesmo no
  vácuo.
• Estas ondas foram previstas pelo físico inglês,
  James Clerck Maxwell em 1865.
• Mas, quem primeiro produziu e observou ondas
  eletromagnéticas foi o físico alemão Heinrich
  Hertz em 1887.
• Essas ondas se propagam produzindo de oscilações.

7
O Espectro Eletromagnético

• Princípio da comunicação sem fioAo se ligar
  uma antena de tamanho apropriado a um circuito
  elétrico, ondas eletromagnéticas podem ser
  difundidas (broadcast) e recebidas por um
  receptor a alguma distância.
• Toda comunicação sem fio é baseada neste
  princípio.
• No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas viajam
  em uma mesma velocidade, não importando qual é
  sua frequência.

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O Espectro Eletromagnético

• Essa velocidade, geralmente chamada velocidade da
  luz, c, é aproximadamente 3xE108 m/seg ou em
  torno de 30 cm por nanosegundo (1xE10-9 segundo).
• No cobre ou na fibra, a velocidade é em torno de
  2/3 deste valor e torna-se dependente da
  frequência.
• A velocidade da luz é o último limite de
  velocidade.
• Nenhum objeto ou sina pode se mover mais rápido
  que a velocidade da luz.

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O Espectro Eletromagnético

• Relação fundamental lambda.f c
• Ondas de 1 MHz têm em torno de 300 metros de
  comprimento de onda.
• E ondas com comprimento de onda de 1 cm têm
  frequência de 30 GHz.
• O espectro eletromagnético é mostrado a seguir

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O Espectro Eletromagnético

• O número de oscilações por segundo de uma onda
  eletromagnética é chamado sua frequência, f, e é
  medida em Hz ( em homenagem à Heinrich Hertz).
• 1 Hz corresponde a 1 ciclo por segundo.
• 60 Hz correspondem a 60 ciclos por segundo.
• A distância entre dois máximos consecutivos (ou
  dois mínimos) de uma onda eletromagnética é
  chamada seu comprimento de onda, o qual é
  denotado, universalmente por lambda.

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Unidades de frequência

• 1000 Hz 1 KHz 1E-3 Hz 1x10E-3 Hz
• 1000 KHz 1 MHz 1E-6 Hz 1x10E-6 Hz
• 1000 MHz 1 GHz 1E-9 Hz 1x10E-9 Hz

12
O Espectro Eletromagnético
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Espectro Eletromagnético

• Quando se movem, no espaço livre (atmosfera
  terrestre ou mesmo no vácuo), os elétrons criam
  ondas eletromagnéticas que se propagam nesse
  espaço ...
• ... com suas frequências (número de oscilações
  por segundo) e que constituem o meio de
  transmissão dado pela natureza, compartilhado por
  transmissores e receptores.

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Espectro Eletromagnético

• O conjunto infinito de frequências que podem
  existir no espaço é delimitado e ordenado, para
  conter as frequências que podem ser utilizadas em
  telecomunicações.
• A delimitação, a ordenação e a aplicação de
  certas faixas de frequências a determinadas
  formas de comunicação, define o que se chama de
  Espectro Eletromagnético e a maneira como ele é
  usado em comunicações.

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O Espectro Eletromagnético

• Rádio,
• Microondas,
• Infravermelho,
• Luz Visível
• São as partes do espectro que podem ser usados
  para transmitir informação por modulação de
  amplitude, frequência ou fase das ondas.

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O Espectro Eletromagnético

• Luz Ultravioleta, Raios-X e Raios-Gama seriam
  melhor, devido as suas altas frequências, mas são
  difíceis para produzir e modular, e não propagam
  bem através de edifícios, além de serem raios
  perigosos para as vidas das pessoas.
• LF (Low Frequency), MF (Media Frequency), HF
  (High Frequency).

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Bandas de Frequência

• Quando estes nomes foram inventados, ninguém
  esperava chegar a 10 MHz.
• Depois, bandas mais altas forma nomeadas
• VHF (Very High Frequency)
• UHF (Ultra High Frequency)
• SHF (Super High Frequency)
• EHF (Extremely High Frequency)
• THF (Tremendously High Frequency)

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Altíssimas bandas de frequência

• Além destes, não existem nomes, mas a denominação
  abaixo pode soar bem.
• IHF (Incredibly High Frequency)
• AHF (Astonishingly High Frequency)
• PHF (Prodigiously Hih Frequency)

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Largura de Banda

• É a quantidade de informação que uma onda
  eletromagnética pode portar.
• É possível codificar poucos bits por Hz em baixas
  frequências.
• Mas, com frequências mais altas, por exemplo, 500
  MHz, pode-se portar em um cabo, alguns
  gigabits/segundo.

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Largura de Banda

• Deve se óbvio, porque pessoas tendem a gostar de
  fibras óticas (faixa de frequência de 10E14 a
  10E15).
• A variação da frequência df em relação a variação
  do comprimento de onda d lambda, pode ser
  estudada através da matemática, usando derivadas
  (caso de se observar a variação contínua da
  frequência em relação a variação do comprimento
  de onda).
• Observar variações discretas é suficiente para se
  estudar o espectro eletromagnético.

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Largura de Banda

• Largura de banda é a medida da faixa de
  freqüência, em hertz, de um sistema ou sinal.
• Em radio comunicação ela corresponde a faixa de
  freqüência ocupada pelo sinal modulado.

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Largura de Banda

• Para evitar o caos no uso das frequências,
  existem acordos nacionais e internacionais sobre
  quem obtém tais frequências.
• Se todo mundo deseja taxas de dados mais altas,
  todo mundo deseja mais spectrum.
• Aloca-se spectrum para rádio AM e FM, televisão,
  telefonia celular.
• Também para polícia, navegação marítima,
  operações militares e muitos outros usos.

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Bandas (Faixas) de Frequência

• Mundialmente, uma agência da ITU-R (WARC) faz
  este trabalho.
• Em 1991, na Espanha, a WARC alocou o spectrum
  para comunicações pessoais hand-held.
• Comunicações pessoais nos USA, não trabalha como
  na Europa e Ásia.

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Canais

• Espectro de radiofreqüência
• É dividido em faixas, são intervalos reservados
• Definido por convenções internacionais e agencias
  reguladoras
• Faixa é subdividida em freqüências menores
• Essas freqüências menores são denominadas canais
• Canais de transmissão em freqüências muito
  próximas podem causar interferências

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Bandas de Radiofreqüência públicas

• A pelo menos três diferentes segmentos de
  radiofreqüência que podem ser usados sem a
  necessidade de obter licença da agencia
  reguladora governamental (no caso do Brasil
  ANATEL).
• Segmento reservado para uso industrial,científico
  e médico (Industrial, Scientific e Medical ISM)
• Podem ser usados de maneira irrestrita por
  qualquer aplicação que se adapte a umas dessas
  categorias
• 902 928Mhz
• 2,4 2,485 Ghz (2,4 a 2,5 Ghz no Brasil)
• 5,150 5,825 Ghz

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Freqüência de 2,4 Ghz

• Utilizada por uma vasta quantidade de
  equipamentos e serviços
• É uma freqüência (Poluída) ou suja por ser usada
  também por aparelhos de telefone sem fio,
  Bluetooth, forno de microondoas e pelos padrões
  802.11b e 802.11g

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Freqüência de 5 GHZ

• No Brasil existem ainda outras faixas reservadas
  para ISM
• 24 24,25 GHZ
• 61 61,5 GHZ
• A faixa de 5 Ghz está reservada para uso militar,
  o que atualmente restringe a comercialização de
  produtos nessa faixa de freqüência.
• O alcance do sinal é comparativamente menor em
  relação ao das outras freqüências

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Freqüências Licenciadas

• Algumas soluções de redes sem fio optam por
  utilizar faixas de radiofreqüência menos sujeitas
  a interferência
• E que tenham maior alcance
• Para utilizar essas aplicações o fornecedor da
  solução deve requerer da agência reguladora
  autorização
• Ex. O padrão Wimax, utiliza uma faixa de 2 a 11
  Ghz e pode atingir 50 km a uma velocidade de 10 a
  70mb
• O serviço de telefonia móvel no padrão GSM
  utilizam faixa de 1,8 Ghz
• Países como Canadá, México e Estados Unidos
  utilizam faixa de 1,9 Ghz.
• http//www.anatel.gov.br/Radiofrequencia/qaff.pdf

29
Spread Spectrum

• A maior parte das transmissões usam banda (faixa)
  de frequência estreita, para obter melhor
  recepção (muitos watts/Hz).
• Em alguns casos, o transmissor salta de
  frequência em frequência em um padrão regular ou
  em padrão intencionalmente disperso dentro de uma
  faixa de frequência larga.

30
Spread Spectrum

• Essa técnica é chamada de Spread Spectrum
  (Espectro de Dispersão)
• Muito usado nas comunicações militares.
• Dificulta a detecção das transmissões e é
  praticamente impossível obstruí-las.

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O Spread Spectrum Verdadeiro

• Direct Sequence Spread Spectrum (Espectro de
  Dispersão de Sequência Direta).
• ... ... ...
• Por enquanto, vamos partir da premissa de que
  todas as transmissões utilizam uma banda de
  frequência estreita.
• ... ... ...

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Transmissão de Rádio

• As ondas de rádio são fáceis de gerar, modular,
  percorrem longas distâncias e atravessam
  obstáculos facilmente.
• São largamente utilizadas para comunicação, seja
  em ambientes fechados ou abertos.
• Ondas de rádio percorrem todas as direções a
  partir da origem.
• O transmissor e o receptor não precisam estar
  fisicamente alinhados.

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Transmissão de Rádio

• As propriedades das ondas de rádio dependem da
  frequência.
• Nas frequências baixas, as ondas de rádio
  atravessam os obstáculos, mas a potência do sinal
  cai abruptamente (atenuação do sinal) à medida
  que a distância da origem aumenta.
• Nas frequências altas, as ondas de rádio tendem a
  viajar em linhas retas e a ricochetear nos
  obstáculos.
• Também são absorvidas pela chuva.

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Transmissão de Rádio

• Em todas as frequências, as ondas de rádio estão
  sujeitas à interferência de equipamentos
  elétricos.
• Devido a facilidade que as ondas de rádio têm de
  percorrer longas distâncias, a interferência é um
  problema.
• Por isso, existe um controle rígido sobre a
  radiodifusão.
• Nas faixas VLF, LF e MF, as ondas de rádio se
  propagam em nível do solo, obedecendo a curvatura
  da Terra.
• Em HF, ricocheteiam na ionosfera.

35
Transmissão de Rádio

• O principal problema em utilizar essa bandas em
  comunicações de dados diz respeito à baixa
  largura de banda que oferecem.
• Nas bandas HF e VHF, as ondas em nível do solo
  tendem a ser absorvidas pela terra.
• No entanto, as ondas que alcançam a ionosfera,
  uma camada da atmosfera, numa altura de 100 a 500
  Km, são refratadas por ela e enviadas de volta à
  Terra.
• Em determinadas condições atmosféricas, os sinais
  podem ricochetar diversas vezes.

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Transmissão de Rádio

• As ondas VLF, LF e MF podem ser detectadas num
  raio de 1000 Km.
• Em faixas de frequência mais altas esse raio de
  ação é bem maior.
• Radiodifusão AM (Modulação por Amplitude) utiliza
  a banda MF (ondas médias).
• Ondas de rádio nessas bandas atravessam
  facilmente os prédios, razão pela qual os rádios
  portáteis funcionam bem em ambientes fechados.

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Transmissões sem Fio

• Transmissão por microondas.
• Ondas de infravermelho e milimétricas.
• Transmissão por onda de luz.

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O que é Modulação

• É o mapeamento da informação sobre mudanças na
  amplitude, frequência ou fase (ou combinação
  destes), em um sinal denominado portadora
  (carrier).

39
O que é Multiplexação

• Método de compartilhar a largura de banda de um
  meio de comunicação com outros canais de dados
  independentes.

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Métodos Básicos de Multiplexação

• TDM (Time Division Multiplexing)
• FDM (Frequency Division Multiplexing)
• CDM (Code Division Multiplexing)

41
Símbolo

• In digital communications, a symbol is a state or
  significant condition of the communication
  channel that persists for a fixed period of time.
  
• A sending device places symbols on the channel at
  a fixed and known rate (the symbol rate, measured
  in baud) and the receiving device has the job of
  detecting the sequence of symbols in order to
  reconstruct the transmitted data.

42
Taxa de Símbolos

• In digital communications, symbol rate, also
  known as baud rate or modulation rate is the
  number of symbol changes (signalling events) made
  to the transmission medium per second using a
  digitally modulated signal.
• The symbol rate is measured in baud or
  symbols/second.
• Each symbol can represent one or several bits of
  data.

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Taxa de Bauds

• Baud deriva do sobrenome de J.M.E. Baudot,
  francês inventor do código telegráfico Baudot.
• Um Baud é uma medida de velocidade de sinalização
  e representa o número de mudanças na linha de
  transmissão (seja em frequência, amplitude, fase
  etc...) ou eventos por segundo.
• Obtido em "http//pt.wikipedia.org/wiki/Baud"

44
Taxa de Bauds

• Várias amplitudes e vários deslocamentos de
  frequência são combinados para transmitir
  diversos bits/símbolo.
• Essa combinação de técnicas de modulação permite
  transmitir vários bits por baud.

45
Taxa de Bauds

• Cada fragmento de informação transmitido (um
  símbolo) corresponde a uma amostra.
• O número de amostras por segundo define a taxa de
  bauds.
• 1 baud é definido em função do número de bits
  numa amostra.

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Taxa de transmissão de um canal - bps

• É a quantidade de informação enviada por um
  canal, no intervalo de tempo de 1 segundo.
• É medida em bits/s (bps).
• É igual ao número de bits/amostra multiplicado
  pelo número de amostras/segundo.
• É igual ao número de bits/amostra multiplicado
  pela taxa de bauds.

47
Taxa de transmissão de um canal - bps

• Para se determinar a taxa de transmissão de um
  canal em bits por segundo - bps, deve ser levado
  em consideração o tipo de codificação utilizada,
  além da velocidade de sinalização do canal de
  comunicação.

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Modem V.90 56 Kbps

• 56 Kbps 56000 bps
• Teorema de Nyquist (1924)
• Taxa máxima de bits por segundo
• 2H.log2 V bits , onde H é largura de banda
  em Hz e V é o número de níveis discretos (0 e 1).
• 2 . 4000 . log2 2 8000 . 1 8000 amostras/s
• Ou 8000 bauds (taxa de bauds).

49
Símbolos / Amostras

• Nos USA, cada amostra tem 8 bits, mas 1 bit é
  usado para controle e os 7 restantes para o
  usuário.
• Então, temos 56000 bits/s ou 56 Kbps.

50
Símbolos / Amostras

• Na Europa, cada amostra tem 8 bits e todos os 8
  bits estão disponíveis para o usuário. Então,
  temos 64000 bits/s ou 64 Kbps.
• No acordo internacional sobre um padrão de modem,
  foi escolhido o valor de 56000 bps.

51
LANs sem Fio IEEE 802.11

• A pilha de protocolos 802.11 (4.4.1)
• A camada física 802.11 (4.4.2)
• O protocolo da subcamada MAC 802.11 (4.4.3)
• A estrutura de quadro 802.11 (4.4.4)
• Serviços no padrão 802.11 (4.4.5)

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A Pilha de Protocolos 802.11
Camadas Superiores
Subcamada LLC
Camada de Enlace
Subcamada MAC
IEEE 802 Infra- vermelho
802.11 FHSS
802.11 DSSS
802.11a OFDM
802.11b HR-DSSS
802.11gOFDM
IEE
Camada Física
53
Estrutura do Quadro 802.11
2
bytes
2
6
6
2
6
Controle de Quadro
Duração
Endereço 1
Endereço 2
Endereço 3
Seq
bytes
6
0-2312
4
Endereço 4
Dados
Total de Verificação
1
1
1
1
1
1
1
1
bits
2
2
4
Controle de Quadro
versão
tipo
subtipo
F r
MF
R e p
P o t
M a i s
W
O
T o
54
Serviços no IEEE 802.11
55
Técnicas de transmissão em Redes sem Fio IEEE
802.11

• FHSS
• DSSS
• OFDM

56
FHSS Frequency Hopping Spread-Spectrum

• Neste modelo a banda é 2,4 GHz é dividida em 75
  canais
• A informação é enviada utilizando todos os canais
  numa seqüência pseudo-aleatória
• A seqüência é alterada em saltos
• Segue um padrão conhecido pelo transmissor e pelo
  receptor, que se sincronizados estabelecem um
  canal lógico
• O sinal é recebido por quem conhece a seqüência
  de saltos e aparece como ruído para outros
  possível receptores
• Essa técnica limita a velocidade de transmissão a
  2Mbps
• Como todo o espectro é utilizado e as mudanças de
  canais constantes causam grande retardo na
  transmissão do sinal.

57
DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum

• Utilizado no padrão 802.11b
• A banda 2,4 Ghz é dividida em três canais
• Utiliza técnica denominada code chips, que
  consiste em separar cada bit de dados em 11
  subbits que são enviados de forma redundante por
  um mesmo canal em diferentes freqüências

58
DSSS

• Essas característica torna o DSSS mais
  susceptível a ataques diretos em uma freqüência
  fixa e a ruídos que ocupem parte da banda
  utilizada.
• Contudo, uma maior banda é requerida.
• Mesmo que um ou mais bits no chip sejam
  danificados durante a transmissão, técnicas
  estatísticas embutidas no rádio são capazes de
  recuperar os dados originais sem a necessidade de
  retransmissão.

59
DSSS

• No receptor o sinal de informação é recuperado
  através de um processo complementar usando um
  gerador de código local similar e sincronizado
  com o código gerado na transmissão.
• Em razão da utilização de uma grande largura de
  banda para transmissão, os sistemas em seqüência
  direta dispõem de poucos canais dentro da banda.
  Estes canais são totalmente separados de forma a
  não gerar interferência entre eles.

60
DSSS

• As vantagens desta técnica são
• O circuito gerador de freqüência (sintetizador) é
  mais simples, pois não tem necessidade de trocar
  de freqüência constantemente.
• O processo de espalhamento é simples, pois é
  realizado através da multiplicação do sinal de
  informação por um código.
• Maior capacidade de transmissão, da ordem de 11
  Mbit/s.

61
DSSS

• As desvantagens desta técnica são
• Maior dificuldade para manter o sincronismo entre
  o sinal PN-code gerado e o sinal recebido.
• Maior dificuldade para solução dos problemas de
  interferências.
• Equipamentos de maior custo.

62
OFDM

• Ortogonal Frequency Division Multiplexing
• É uma combinação de modulação e multiplexação.
• Multiplexação geralmente se refere a sinais
  independentes, aqueles produzidos por diferentes
  fontes de diferentes frequências.
• OFDM é uma questão de como compartilhar o
  espectro de dispersão entre esses sinais
  independentes com frequências diferentes, que são
  sub-sinais de um sinal principal gerado por uma
  única fonte.

63
OFDM

• OFDM é um caso particular de FDM.
• Em FDM, existem diversos sinais em portadoras
  diferentes, com frequências diferentes, gerados
  por fontes de informação diferentes.
• Em OFDM, existem diversos sinais em portadoras
  diferentes, com frequências diferentes, gerados
  por uma mesma fonte de informação

64
OFDM

• Os sinais nas portadoras diferentes são
  sub-sinais em sub-portadoras de um único sinal
  gerado por uma única fonte de informação.

65
FDM x OFDM

• Em FDM, uma determinada fonte de informação não
  pode dividir seu stream de informação que é
  gerado num único stream, como ocorre, de forma
  análoga, numa torneira aberta correndo água.
• Em OFDM, uma determinada fonte de informação tem
  seu stream subdividido em vários substreams, como
  ocorre, de forma análoga, num chuveiro aberto
  correndo água.

66
FDM x OFDM

• Qual a vantagem que poderia ocorrer de um método
  sobre o outro ???
• É que, embora, ambos os métodos façam a mesma
  coisa (transmitem a informação), cada um responde
  de maneira diferente ao problema da
  interferência.
• Interferência na torneira pode parar o fluxo de
  água como um todo. Interferência no chuveiro é
  mais difícil parar o fluxo como um todo.

67
FDM x OFDM

• FDM é análogo a um caminhão-carreta que leva uma
  carga de 4 encomendas de uma única vez. Ao passo
  que OFDM equivale a 4 caminhões simples levando
  cada qual uma única encomenda das 4 que o
  caminhão-carreta carrega.

68
FDM x OFDM

• Ambos os métodos de carregar carga fazem a mesma
  coisa, ou seja, carregam a mesma quantidade de
  carga. Mas, no caso dos 4 caminhões simples, no
  caso um acidente, somente ¼ da carga sofrerá.

69
OFDM

• Estes 4 pequenos caminhões quando vistos análogos
  a sinais, são chamados de sub-portadoras em um
  sistema OFDM, e são equivalentes a sinais
  independentes em sub-canais independentes, para a
  idéia funcionar.

70
OFDM

• Os sub-canais independentes podem ser
  multiplexados por FDM e chamados de transmissão
  de multi-portadoras (multi-carrier transmission)
  
• Ou podem se baseados em CDM, sendo neste caso,
  chamado transmissão de multi-código (multi-code
  transmission).

71
OFDM

• A independência das sub-portadoras é obtida
  através do conceito matemático de ortogonalidade.
• Ortogonalidade é o principal conceito em OFDM.
• As sub-portadoras são todas matematicamente
  representadas por ondas de senos e cosenos.
• Ver tutorial sobre OFDM em ofdm2.pdf

72
Benefícios

• Mobilidade
• Sistemas de redes wireless podem providenciar aos
  usuários acesso a informação em tempo real em
  qualquer lugar de suas organizações.
• Flexibilidade
• Tecnologia wireless permite que as redes cheguem
  a onde cabos não podem ir.

73
Benefícios

• Instalação Rápida, Simples e Flexível
• Instalar uma rede wireless pode ser rápido e
  fácil, além de eliminar a necessidade de
  atravessar cabos através de paredes e andares.

74
Benefícios

• Redução de custo
• As despesas de instalação podem ser
  significativamente menores comparados a redes
  cabeadas.
• Não substituem as redes cabeadas, mas sim podem
  estendê-las.

75
Benefícios

• Escalabilidade
• Redes sem fio podem ser configuradas segundo
  diversas topologias de acordo com as necessidade.
  
• Configurações podem ser mudadas facilmente e a
  distâncias entre as estações adaptadas desde
  poucos usuários até centenas.

76
Histórico

• 1940 Primeiro uso da tecnologia spread
  spectrum.
• 1980 Aplicações limitadas usando narrowband
  (banda estreita).
• 1980 FCC atribui freqüências para uso
  comercial.
• 1989 ISM autoriza uso em 900MHz, 2.4GHz e 5
  GHz.
• 1989 Produtos usando 900MHz são produzidos.
• 1990 IEEE começa a trabalhar em um padrão
  industrial para WLAN.
• 1994 Produtos usando 2.4 GHz são produzidos.
• 1994 Aprovado o padrão IEEE 802.11.
• 1997 Produtos 2.4GHz começam a roubar a cena.
• 1999 Ratificação da IEEE 802.11a e 802.11b.
• 1999 Produtos baseado em 802.11b começam a ser
  produzidos.

Fonte especificação IEEE 802.11
http//standards.ieee.org/getieee802/
77
Problemas em Redes sem Fio

• Estão sendo largamente adotadas pela facilidade
  de uso e instalação dos equipamentos envolvidos.
• A cada dia mais adeptos estão crescendo no Brasil
  e no mundo.
• Problemas de Segurança ?
• Desinformação do Cliente
• Equipamentos com valores default
• Redes Wireless sem proteção

78
Desafios

• Implementação de um ambiente seguro para o
  tráfego das informações
• Problemas
• Uso do meio compartilhado
• Interferências
• Limitação dos padrões.

79
Tipos de redes sem fio

• Radiofrequência
• IEEE 802.11
• Bluetooth
• Infravermelho
• Infrared (Calculadoras, Palms, notebooks)

80
Bluetooth

• Protocolo padrão para conexão wireless de
• Telefones sem fio
• PDAs
• Computadores
• Impressoras
• Eletrodomésticos
• Curiosidade
• O nome Bluetooth é oriundo do conquistador
  Viking chamado Harald Bluetooth que unificou a
  Dinamarca e a Noruega no século X.

81
Bluetooth

• Utiliza a freqüência de 2.4GHz
• Velocidade de até 740 kbps
• Alcance de até 100 mts
• Modo de transmissão
• Frequency hopping (1600 mudanças por segundo)
• Pode provocar interferência em redes 802.11

82
Infrared

• Tecnologia Antiquada
• Características
• Até 3 Metros usando Line of Sight(LOS)
• Taxa de transmissão 500 Kbps
• Banda Dedicada
• Organização
• http//www.IrDA.org

83
IEEE 802.11 - IBSS
84
BSS Basic Service Set (SSId)
85
ESS Extended Service Set
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Conectando prédios
87
Extended Service Set Identifier(ESSId)

• Denominado Nome da rede
• É a cadeia que deve ser conhecida tanto pelo
  concentrador, ou grupo de concentradores, como
  pelos clientes que desejam conexão
• O concentrador envia sinais com ESSID, que é
  detectado pelos equipamentos na região de
  abrangência, que estes enviem um pedido de
  conexão
• O concentrador pode enviar o ESSID de forma
  gratuita
• Casa o concentrador não envie o ESSID o cliente
  tem de conhecer de antemão os ESSIDs dos
  concentradores disponíveis no ambiente, para,
  então, requerer conexão

88
BEACOM

• Concentradores enviam sinais informando sobre a
  sua existência
• Clientes percebem sua presença e estabelecem a
  conexão
• Essas informações são conhecidas como Beacom
  Frames
• Sinais enviados Gratuitamente pelos
  concentradores para orientar os clientes
• PROBLEMA ?
• Um atacante pode pegar essas informações e ter o
  conhecimento da rede
• Solução.
• Configurar o concentrador para não enviar
  informações o cliente a se conectar deve conhecer
  de antemão essas informações, rede deixa de ser
  PLUG and PLAY.

89
Meio Compartilhado

• Semelhante a redes Ethernet
• Em redes Wi-fi o meio é compartilhado entre todas
  as estações conectadas a um mesmo concentrador
• Quanto maior o número de usuários, menor será a
  banda disponível para cada um.
• Trafego é visto por todas as interfaces
  participantes
• Em redes sem fio esse problema se agrava
• Pois a propagação do sinal é pelo ar
• Analogamente a redes Ethernet
• Pode-se usar switches que permitem isolar o
  tráfego para grupos de um ou mais usuários.

90

• Padrões

91
Tabela de Padrões Fonte. http//www.mobilezone.
com.br/glossario.htm
92
Tabela de Padrões Fonte. http//www.mobilezone.
com.br/glossario.htm
93
Tabela de Padrões Fonte. http//www.mobilezone.
com.br/glossario.htm
94
Aplicações "wireless cobertura x taxa
                                                
                                                  
                       
95
Visada

• Visada
• Ambientes externos (Outdoor)
• Requer visada direta
• Ambientes internos (Indoor)
• NÃO requer visada direta

96
Aplicação "indoor" para residências ou mercado
corporativo
97
Exemplo de visada direta - Outdoor
98
Redes Wi-fi Tradicionais / Wireless Mesh

• Redes Mesh / Wireless Tradicionais
• Tendências para redes em Faixa Larga
• Estendendo os limites de Wi-fi tradicionais

99
Células de Comunicação

• Padrão IEEE 802.11 define uma arquitetura para as
  redes sem fio, baseada na divisão da área coberta
  pela rede em células. Essas células são
  denominadas de BSA (Basic Service Area). O
  tamanho da BSA (célula) depende das
  características do ambiente e da potência dos
  transmissores/receptores usados nas estações.
• BSS (Basic Service Set)   ou Conjunto Básico de
  Serviço, representa um grupo de estações
  comunicando-se por radiodifusão ou infravermelho
  em uma BSA.
• Ponto de acesso (Access Point AP) são
  estações especiais responsáveis pela captura das
  transmissões realizadas pelas estações de sua
  BSA, destinadas a estações localizadas em outras
  BSAs, retransmitindo-as, usando um sistema de
  distribuição.

100
Células de Comunicação

• Sistema de distribuição representa uma
  infra-estrutura de comunicação que interliga
  múltiplas BSAs para permitir a construção de
  redes cobrindo áreas maiores que uma célula.
• ESA (Extended Service Area)   ou Área de Serviço
  Extendida, representa a interligação de vários
  BSAs pelo sistema de distribuição através dos
  APs.
• ESS (Extended Service Set) ou Conjunto de
  Serviço Extendido, representa um conjunto de
  estações formado pela união de vários BSSs
  conectados por um sistema de distribuição.

101
Referências

• Livro Nelson Murilo de O. Rufino
• Segurança em redes sem fio (Aprenda a proteger
  suas informações em ambientes Wi-fi e Bluetooth).
• LivroAndrew S. Tanembaum
• Redes de computadores.
• Livro C.Silva Ram Murthy and B.S. Manoj
• Ad-Hoc Wireless Networks(Architectures and
  Protocols)