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Qual é o padrão IEEE 802.11 para Wi-Fi?

O padrão IEEE 802.11, comumente conhecido como Wi-Fi, é um conjunto de especificações para implementação de comunicação de rede local sem fio (WLAN). Desenvolvido pelo Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE), o padrão 802.11 define os protocolos e procedimentos para comunicação sem fio entre dispositivos, permitindo a troca de dados em curtas distâncias. Aqui está uma explicação detalhada do padrão IEEE 802.11 para Wi-Fi:

1. Introdução ao IEEE 802.11:

  • Rede local sem fio: o padrão IEEE 802.11 aborda a comunicação sem fio em redes locais, permitindo que dispositivos como computadores, smartphones e dispositivos IoT se conectem e se comuniquem sem cabos físicos.
  • Evolução: o padrão evoluiu ao longo do tempo para acomodar os avanços na tecnologia, oferecendo melhores taxas de dados, recursos de segurança e desempenho geral da rede.

2. Principais recursos e componentes:

  • Pontos de acesso (APs): em uma rede 802.11 típica, os pontos de acesso atuam como estações base que facilitam a comunicação sem fio entre os dispositivos conectados.
  • Estações sem fio: dispositivos como laptops, tablets e smartphones que se conectam à rede sem fio são chamados de estações sem fio.

3. Especificações da camada física:

  • Bandas de frequência: 802.11 opera nas bandas de frequência de 2,4 GHz e 5 GHz, proporcionando flexibilidade e permitindo melhor desempenho em diferentes ambientes.
  • Esquemas de modulação: Vários esquemas de modulação, incluindo Modulação de Amplitude em Quadratura (QAM), são usados ​​para codificar dados para transmissão por ondas aéreas.
  • Múltiplas taxas de dados: o padrão suporta múltiplas taxas de dados para acomodar diferentes requisitos de aplicação.

4. Camada de controle de acesso médio (MAC):

  • Protocolos de camada MAC: A camada MAC é responsável por gerenciar o acesso ao meio sem fio compartilhado, lidando com questões como contenção e prevenção de colisões.
  • Acesso múltiplo com detecção de portadora com prevenção de colisão (CSMA/CA): 802.11 usa CSMA/CA para gerenciar o acesso, onde os dispositivos escutam a ausência de outras transmissões antes de enviar seus próprios dados para evitar colisões.

5. Topologias de rede:

  • Modo de infraestrutura: no modo de infraestrutura, os dispositivos se comunicam por meio de um ponto de acesso (AP) que gerencia a rede.
  • Modo Ad-Hoc: No modo ad-hoc, os dispositivos se comunicam diretamente entre si sem a necessidade de um ponto de acesso, formando uma rede ponto a ponto.

6. Família de padrões 802.11:

  • 802.11b: introduzido em 1999, suportando taxas de dados de até 11 Mbps na banda de 2,4 GHz.
  • 802.11a: também introduzido em 1999, operando na banda de 5 GHz e oferecendo taxas de dados mais altas (até 54 Mbps).
  • 802.11g: introduzido em 2003, oferece compatibilidade retroativa com 802.11b e oferece taxas de dados mais altas (até 54 Mbps) na banda de 2,4 GHz.
  • 802.11n: ratificado em 2009, introduzindo a tecnologia de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO) e suportando taxas de dados de até 600 Mbps.
  • 802.11ac: introduzido em 2013, operando na banda de 5 GHz e suportando taxas de dados mais altas (até vários Gbps) com recursos avançados como beamforming.
  • 802.11ax (Wi-Fi 6): introduzido em 2019, com foco na melhoria da eficiência em cenários de alta densidade, oferecendo maiores taxas de dados e melhorando o desempenho geral da rede.

7. Protocolos de segurança:

  • WEP (Wired Equivalent Privacy): um protocolo de segurança antigo que agora é considerado inseguro devido a vulnerabilidades.
  • WPA (Wi-Fi Protected Access): introduzido como uma melhoria em relação ao WEP, fornecendo criptografia mais forte e mecanismos de segurança.
  • WPA2: o sucessor do WPA, com algoritmos de criptografia mais fortes e segurança aprimorada.
  • WPA3: introduzido em 2018, fornecendo recursos de segurança aprimorados, incluindo criptografia aprimorada e proteção contra ataques de força bruta.

8. Qualidade de serviço (QoS):

  • 802.11e: uma alteração ao padrão que introduz melhorias de QoS para priorizar diferentes tipos de tráfego, como voz ou vídeo.

9. Aliança Wi-Fi:

  • Certificação: A Wi-Fi Alliance certifica dispositivos quanto à conformidade com os padrões 802.11, garantindo interoperabilidade e adesão às especificações.

10. Evolução e desenvolvimentos futuros:

  • Aprimoramento contínuo: o padrão IEEE 802.11 continua a evoluir com avanços contínuos, atendendo às tecnologias emergentes e às demandas dos usuários.
  • Wi-Fi 6E: uma extensão do Wi-Fi 6 operando na banda de frequência de 6 GHz, oferecendo espectro adicional para maior capacidade e desempenho.

Em resumo, o padrão IEEE 802.11 é a base da tecnologia Wi-Fi, fornecendo a estrutura para a comunicação sem fio em redes locais. Com suas diversas alterações e evolução contínua, o padrão desempenhou um papel fundamental ao permitir conectividade sem fio onipresente e de alto desempenho.

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