Objetivo do Blog:
1) "Go Deep!" A internet está repleta de post com conteúdo superficiais, mas fraca de conteúdo apronfudados.

2) "KISS: Keep It Simple Stupid!" Os post devem ser o mais simples possíveis. Eu parto da filosofia que se algo é complicado, com certeza você não entendeu a ponto de conseguir simplificar e simplesmente replicou a complexidade que lhe foi ensinada.

30 de jun. de 2009

Entendendo Velocidades WI-FI

As redes sem fio IEEE 802.11 tem a característica de trabalhar com diversas velocidades para ter uma melhor garantia na entrega dos dados.

Precisamos antes conceituar dois termos muito importantes:

Símbolo: A transmissão por rádio frequência não transmite diretamente bits lógicos, ela transmite símbolos. Uma sequência de símbolos são convertidos em bits lógicos de acordo com a codificação utilizada.

Modulação: Define qual característica da Senoide RF que foi alterado (Amplitude, Fase,...) para se transmitir símbolos.

Codificação
: É a forma como os simbolos são lidos e interpretados em bits lógicos.

Técnica de Transmissão
: Como o meio físico é aproveitado para ser transmitido.

802.11b:
Técnica de Transmissão: DSSS

Velocidades:
  • 1 Mbps: DBPSK, Codificação Barker
  • 2 Mbps: DQPSK, Codificação Barker
  • 5,5 Mbps: DQPSK, Codificação CCK
  • 11 Mbps: DQPSK, Codificação CCK
Para entender melhor as codificações, primeiro é importante ressaltar que o DBPSK é o mais seguro para envio de dados, porém o com pior aproveitamento do meio, e o 16-QAM é o menos seguro mas o mais eficiente em aproveitamento do meio. Por isto a modulação e por consequência a velocidade variam de acordo com a distância do Access-Point.

Modulação DBPSK: (Diferencial Binary Phase-Shift Keying) Modulação baseada no diferencial da fase de uma onda. A regra diz o seguinte: "Se for necessário a transmissão de um ZERO, não altere a fase, se for necessário a transmissão de um UM varie a fase em 180 graus".

Desta forma, se a onda senoidal estiver crescendo positivamente e eu tiver a necessidade de expressar o simbolo 1, eu inverteria o sentido da onda, assim fazendo ela crescer negativamente. Se a onda estiver crescendo negativamente eu poderia fazer a mesma crescer positivamente.

Modulação DQPSK: (Quadrature Phase-Shift Keying) Modulação que se basea na variação de 90 graus da Senoide RF para expressar um grupo de dois simbolos. O importante ressaltar é que ela expressa o próximo simbolo através da onda atual. A seguinte regra é utilizada:

00: "Se o próximo símbolo for 00, não altere a senoide RF."
01: "Se o próximo símbolo for 01, gire 90 graus a senoide."
10: "Se o próximo símbolo for 10 gire 270 graus o sentido da senoide RF."
11: "Se o próximo símbolo for 11 gire 180 graus o sentido da senoide RF."

Obs.: Existe a modulação QPSK, onde esta regra se modifica um pouco, porém a DQPSK que é efetivamente usada em modulação 802.11. Falando de QPSK, a regra seria a seguinte:

00: "Se o próximo símbolo for 00, gire 270 graus a senoide RF."
01: "Se o próximo simbolo for 01, gire 180 graus a senoide RF."
10: "Se o próximo símbolo for 10, gire 90 graus a senoide RF."
11: "Se o próximo símbolo for 11, não altere a senoide RF."

Codificação Barker: A codificação Barker utiliza 11 simbolos de sinais de RF para formar 1 Bit.
Nesta codificação, seguimos a seguinte regra:

Bit lógico 0: 11001100100
Bit lógico 1: 00110011011

Logo, para enviar uma simples sequência lógica de bits "1001", o equipamento que trabalha com 802.11 precisaria enviar a seguinte sequência de símbolos:

1: 00110011011
0: 11001100100
0: 11001100100
1: 00110011011

Resultado: 00110011011 - 11001100100 - 11001100100 - 00110011011

Codificação CCK (Complementary Code Keying): Neste tipo de codificação é possível transmitir 4 bits lógicos em uma sequência de 8 símbolos (5.5 Mbps) ou 8 Bits lógicos em uma sequência de 8 símbolos (11Mbps) através de um complexo esquema de codificação baseado no DQPSK. Para não entrar no mérito matemático precisamos entender que cada simbolo pode variar em 4 valores lógicos, seguindo a lógica do DQPSK.

802.11a:

Tipo de Tranmissão: OFDM
  • 6 Mbps: BPSK
  • 9 Mbps: BPSK
  • 12 Mbps: QPSK
  • 18 Mbps: QPSK
  • 24 Mbps: 16-QAM
  • 36 Mbps: 16-QAM
  • 48 Mbps: 64-QAM
  • 54 Mbps: 64-QAM

802.11g:

Tipo de Modulação: OFDM e DSSS (Compatibilidade 802.11b)
  • 1 Mbps: DBPSK, Codificação Barker (DSSS)
  • 2 Mbps: DQPSK, Codificação Barker (DSSS)
  • 5,5 Mbps: DQPSK, Codificação CCK (DSSS)
  • 6 Mbps: BPSK, Codificação: OFDM
  • 9 Mbps: BPSK, Codificação: OFDM
  • 11 Mbps: DQPSK, Codificação CCK (DSSS)
  • 12 Mbps: QPSK, Codificação: OFDM
  • 18 Mbps: QPSK, Codificação: OFDM
  • 24 Mbps: 16-QAM, Codificação: OFDM
  • 36 Mbps: 16-QAM, Codificação: OFDM
  • 48 Mbps: 64-QAM, Codificação: OFDM
  • 54 Mbps: 128-QAM, Codificação: OFDM

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    Sobre o autor do blog.

    Meu nome é Yuri Mecca, tenho 24 anos e trabalho na área de redes desde os 18 anos quando entrei na faculdade. Neste percurso passei por quatro empresas. Atualmente sou responsável pelos projetos de Wireless e Datacenter na CPM Braxis, parceira GOLD da Cisco. Sou Certificado CCNP, e estou seguindo a área de Certificação de Wireless, onde tenho atualmente o CCNA de Wireless.
    Eu fui aprovado no Exame teórico CCIE Wireless em Dezembro e meu LAB está agendado para 5 de Maio.


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