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Tecnologias sem fio - Wi-Fi e WiMAX

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Tecnologias sem fio - Wi-Fi e WiMAX

  1. 1. tecnologias sem fio Wi-Fi & WiMAX Lamanary Ramos de Pina NOSi
  2. 2. Wi-Fi (IEEE 802.11) - Intro <ul><li>Alternativa sem fios à tecnologia com fios </li></ul><ul><li>Também chamado de Wireless LAN (WLAN) </li></ul><ul><li>Certificado da Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) garante interoperabilidade de produtos de fabricantes distintos </li></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM IEEE 802.11b (1999) IEEE 802.11a (2001) IEEE 802.11g (2003) <ul><li>2.4GHz </li></ul><ul><li>11 Mbps teoricos </li></ul><ul><li>4 - 6 Mbps na prática </li></ul><ul><li>30 - 45 metros </li></ul><ul><li>Mais popular, mais barato </li></ul><ul><li>Interferência de telemóveis e de Bluetooth que reduz Mbps </li></ul><ul><li>DSSS </li></ul><ul><li>5 GHz </li></ul><ul><li>54 Mbps teoricos </li></ul><ul><li>15 - 20 Mbps na prática </li></ul><ul><li>15 - 25 metros </li></ul><ul><li>Mais caro, menos popular </li></ul><ul><li>Não compatível com 802.11b </li></ul><ul><li>OFDM </li></ul><ul><li>30 - 45 metros </li></ul><ul><li>54 Mbps </li></ul><ul><li>2.4 GHz </li></ul><ul><li>Compatível com 802.11b </li></ul><ul><li>Em crescendo </li></ul><ul><li>DSSS/OFDM </li></ul>
  3. 3. Wi-Fi (IEEE 802.11) – Camada Física <ul><li>Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) divide a banda 2.4 GHz em 11 canais de 22 MHz </li></ul><ul><li>Todos os radios numa rede operam num ùnico canal </li></ul><ul><li>Canais adjacentes sobrepõem-se parcialmente </li></ul><ul><li>Apenas 3 dos 11 são &quot;naturais&quot; </li></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  4. 4. Wi-Fi (IEEE 802.11) – Camada de Ligação <ul><li>Sub-camada Logical Link Control (LLC) </li></ul><ul><ul><li>802.11 utiliza o mesmo LLC 802.2 e endereçamento de 48 bits como outras LANs </li></ul></ul><ul><li>Sub-camada de controlo de acesso ao meio (MAC) </li></ul><ul><ul><li>Único para as WLAN </li></ul></ul><ul><ul><li>CSMA/CA Carrier Sense Medium Access with Collision Avoidance </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Escutar antes de enviar </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Evita colisão de pacotes com ACKs </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Problema: pacotes ACKs adicionais aumentam overhead, diminui performance </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><li>Protocolo RTS/CTS </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Resolve o problema do “nó escondido” </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Problema: overhead quando o meio é reservado temporáriamente </li></ul></ul></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  5. 5. Wi-Fi (IEEE 802.11) – Camada de Ligação <ul><li>Sub-camada de controlo de acesso ao meio (MAC) </li></ul><ul><ul><li>Gestão de energia para aumentar autonomia da bateria </li></ul></ul><ul><ul><li>Modos de utilização de energia </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Continuous Aware </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Power Save Polling: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Cliente dorme, AP coloca dados em fila de espera </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Cliente acorda periodicamente para receber beacon do AP </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Beacon inclui info sobre que clientes tem tráfico à espera </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Se for notificado por um beacon para tal, Cliente acorda e recebe dados </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><li>Fragmentação </li></ul></ul><ul><ul><li>CRC checksum </li></ul></ul><ul><ul><li>Associação </li></ul></ul><ul><ul><li>Roaming </li></ul></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  6. 6. Wi-Fi (IEEE 802.11) – Topologia <ul><li>Infraestructura </li></ul><ul><ul><li>Cliente comunica através de um AP </li></ul></ul><ul><ul><li>Pelo menos um AP para cobertura wireless </li></ul></ul><ul><ul><li>2 ou mais: 10 – 15% de sobreposição de células para roaming </li></ul></ul><ul><li>Ad-hoc </li></ul><ul><ul><li>Não necessita de um AP </li></ul></ul><ul><ul><li>Clientes comunicam directamente um com o outro </li></ul></ul><ul><ul><li>Útil para instalar uma rede de wireless num instante </li></ul></ul><ul><li>Ponto-multi-ponto </li></ul><ul><ul><li>Interligar LANs de edificios a Km de distância </li></ul></ul><ul><ul><li>LOS </li></ul></ul><ul><ul><li>Performance depende do tipo de bridge, antena utilizada e condições atmosféricas e circundantes </li></ul></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  7. 7. Wi-Fi (IEEE 802.11) – Vulnerabilidades <ul><li>Eavesdropping </li></ul><ul><ul><li>Por defeito usernames, palavras-passe, conteúdos são transmitidos em claro </li></ul></ul><ul><ul><li>Várias ferramentas na Internet </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sniffers, Analisadores de protocolos, Colectores de palavras-passe </li></ul></ul></ul><ul><li>Men-In-The-Middle </li></ul><ul><ul><li>Atacante envia vitima mensagem spoofed de desassociação com MAC do AP </li></ul></ul><ul><ul><li>Vítima inicia procura de novo AP, atacante anuncia-se como um AP num canal diferente </li></ul></ul><ul><ul><li>Atacante liga-se ao AP usando MAC da vítima </li></ul></ul><ul><li>DoS </li></ul><ul><ul><li>Provocar interferências na frequencia de transmissão </li></ul></ul><ul><ul><li>Mensagens desautenticação/disassociação falsas (spoofed) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Pode ser dirigido a um utilizador específico, dado o endereço MAC </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Ataques nas camadas superiores (protocolo TCP/IP) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>SYN Flooding </li></ul></ul></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  8. 8. Wi-Fi (IEEE 802.11) – Segurança <ul><li>Autenticação </li></ul><ul><ul><li>Manter utilizadores não autorizados fora da rede </li></ul></ul><ul><ul><li>Autenticação do utilizador </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Utiliza-se um Servidor de Autenticação </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Username/Password </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Risco: dados sensíveis são trocados antes da securização do canal (Eavesdropping) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Solução: estabelecer um canal criptografado antes de enviar username e password </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Servidor de Autenticação </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Certificado Digital </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Validação do certificado acorre automaticamente no cliente através de software </li></ul></ul></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  9. 9. Wi-Fi (IEEE 802.11) – Técnicas Segurança <ul><li>Service Set Identifier </li></ul><ul><ul><li>SSID identifica uma rede 802.11 </li></ul></ul><ul><ul><li>Pode ser pré-configurado ou anunciado em beacon de broadcast </li></ul></ul><ul><ul><li>Anunciado em clear text: segurança fraca </li></ul></ul><ul><li>Wired Equivalent Privacy </li></ul><ul><ul><li>Solução original oferecido pelo standard </li></ul></ul><ul><ul><li>Dados encriptados apenas no ar. WEP não é válido no fio </li></ul></ul><ul><ul><li>Chave de encriptação estática </li></ul></ul><ul><ul><li>Oferece pouco segurança </li></ul></ul><ul><li>802.1X Access Control </li></ul><ul><ul><li>Não é específico ao Wi-Fi </li></ul></ul><ul><ul><li>Auntentica cada cliente ligado ao AP ou á porta do switch </li></ul></ul><ul><ul><li>Autenticação com servidor RADIUS que indica ao AP quem pode aceder a quê </li></ul></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM Crackado!
  10. 10. Wi-Fi (IEEE 802.11) – Técnicas Segurança <ul><li>Wireless Protected Access - WPA </li></ul><ul><ul><li>Auntenticação 802.1x, EAP </li></ul></ul><ul><ul><li>Encriptação TKIP - Temporal Key Integrity Protocol </li></ul></ul><ul><ul><li>Resolve problemas do WEP </li></ul></ul><ul><ul><li>Garante integridade de dados </li></ul></ul><ul><ul><li>Hardware antigo deve ser actualizado para WPA </li></ul></ul><ul><ul><li>WPA-PSK: chave unica para todos utilizadores </li></ul></ul><ul><ul><li>WPA Enterprise: cada utilizador uma chave </li></ul></ul><ul><li>IEEE 802.11i </li></ul><ul><ul><li>Norma standard para resolver fraca segurança </li></ul></ul><ul><ul><li>Autenticação 802.1x </li></ul></ul><ul><ul><li>Encriptação AES </li></ul></ul><ul><ul><li>Handoff rápido e seguro </li></ul></ul><ul><ul><li>Requer novo hardware </li></ul></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  11. 11. Wi-Fi (IEEE 802.11) – Prós e Cons Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM Vantagens Limitações <ul><li>Mobilidade </li></ul><ul><li>Facilidade de deploy </li></ul><ul><li>Flexibilidade </li></ul><ul><li>Custo </li></ul><ul><li>Fiabilidade </li></ul><ul><li>Banda não licenciada do espectro rádio </li></ul><ul><li>Roaming </li></ul><ul><li>Taxa de trasmissão </li></ul><ul><li>Interferências </li></ul><ul><li>Degradação na performance </li></ul><ul><li>Alto consumo de energia </li></ul><ul><li>Alcance limitado </li></ul>
  12. 12. WiMAX (IEEE 802.16) - Intro <ul><li>Worldwide Interoperability for </li></ul><ul><li>Microwave Access </li></ul><ul><li>WiMAX Forum™: Corporação sem fins lucrativos de carácter industrial formado para promover e certificar a compatibilidade e interoperabilidade de produtos BWA e acelerar a sua introdução destes sistemas no mercado </li></ul><ul><li>A tecnologia WiMAX é baseado numa marca de certificação ou selo de aprovação dado ao equipamento que preenche certos requisitos de conformidade e de interoperabilidade para a família dos standards IEEE 802.16 </li></ul><ul><li>O objectivo da norma 802.16 é criar versões de redes Ethernet sem fios que podem cobrir desde PANs até WANs </li></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  13. 13. WiMAX (IEEE 802.16) - Standards Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM 802.16 802.16a 802.16d 802.16e Terminado em Dezembro 2001 Janeiro 2003 Junho 2004 Dezembro 2005 Espectro 10 a 66 GHz 2 a 11 GHz 2 a 6 GHz Aplicação Backhaul Last Mile e Backhaul Internet Móvel Condições LOS LOS NLOS Taxa transmissão 32 a 134 Mbps @ 28 MHz 75 Mbps @ 20 MHz 15 Mbps @ 5 MHz Modulação QPSK, 16QAM e 64QAM OFDM256, QPSK, 16QAM e 64QAM OFDMA Mobilidade Fixa Fixa Pedestre, movel/roaming LB do canal 20, 25 e 28 MHz 1.5 a 20 MHz 1.5 a 20 MHz
  14. 14. WiMAX - Evolução dos Standards <ul><li>Extensão para 2 a 11 GHz </li></ul><ul><li>nLOS </li></ul><ul><li>PMP para Last Mile </li></ul><ul><li>Originalmente10 – 66 GHz </li></ul><ul><li>LOS exclusivo </li></ul><ul><li>Aplica;ao PMP </li></ul><ul><li>Gama de Frequencias agora apenas 2 a 11 GHz </li></ul><ul><li>Melhorias nas camadas PHY e MAC para suportar clientes movendo a grande velocidade </li></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM 802.16a (Jan 2003) 802.16 (Dez 2001) 802.16REVd (802.16-2004) (Out 2004) 802.16e (802.16-2005) (Dez 2005)
  15. 15. WiMAX – Arquitectura <ul><li>Ligações ponto-a-ponto para servir como backhaul e PMP para que uma BS sirva vários subscriber units </li></ul><ul><li>WiMAX funciona melhor num cenário de LOS mas oferece alcance e throughput aceitáveis a subscribers sem linha de vista para o BS </li></ul><ul><li>P2P: LOS 50 km, 72 Mbps </li></ul><ul><li>PMP: NLOS 10 km, 40 Mbps </li></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  16. 16. WiMAX- Aplicações <ul><li>Backhaul </li></ul><ul><li>Last Mile </li></ul><ul><li>WISP </li></ul><ul><li>Muni-Fi </li></ul><ul><li>Segurança Publica </li></ul><ul><li>Rural </li></ul><ul><li>Eventos </li></ul><ul><li>Público Alvo </li></ul><ul><ul><li>Governamental </li></ul></ul><ul><ul><li>Residencial </li></ul></ul><ul><ul><li>Empresas </li></ul></ul><ul><ul><li>Utilizadores Moveis </li></ul></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  17. 17. WiMAX- Serviços <ul><li>Quadrupule Play: acesso único a voz, video e dados via Wireless </li></ul><ul><li>VoIP (espera-se ser dominante) </li></ul><ul><ul><li>Baixo custo </li></ul></ul><ul><ul><li>Offload da rede 3G </li></ul></ul><ul><ul><li>tira partido QoS </li></ul></ul><ul><li>IPTV </li></ul><ul><ul><li>Modo Tradicional </li></ul></ul><ul><ul><li>Fora do horario </li></ul></ul><ul><ul><li>Gravaçao </li></ul></ul><ul><ul><li>Interactividade </li></ul></ul><ul><ul><li>VOD </li></ul></ul><ul><li>Video Conferencia </li></ul><ul><li>Jogos Interactivos </li></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  18. 18. WiMAX- Funcionalidades <ul><li>MIMO - Multiple Input Multiple Output </li></ul><ul><ul><li>Aumenta throughput </li></ul></ul><ul><ul><li>Antenas multiplas tanto no transmissor como no receptor </li></ul></ul><ul><li>AAS - Adaptive Antenna System </li></ul><ul><li>Modulaçao adaptativa </li></ul>Antenas normais Antenas adaptativas Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  19. 19. WiMAX- Funcionalidades <ul><li>OFDM Orthogonal Frequency Division Multiple Access </li></ul><ul><ul><li>Canal de transmissão é dividido em vários sub-canais </li></ul></ul><ul><ul><li>Atribui-se grupos de subportadoras a utilizador individual </li></ul></ul><ul><ul><li>Suporte a QoS </li></ul></ul><ul><li>Quality of Service (QoS) </li></ul><ul><ul><li>Baixa Latencia </li></ul></ul><ul><ul><li>Priorização de tráfico </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>UGS Unsolicited Grant Service – VoIP </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>rtPS Real-time Packet Service – Streaming de Audio e de Video </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Extended Real-Time Packet Services – VoIP com detecção de silencios </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>nrtPS Non-Real Time Packet Services – FTP </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>BE Best Effort – transferencia de ficheiros, Web Browsing </li></ul></ul></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  20. 20. WiMAX - Segurança <ul><li>Autenticação PKI X.509 no fixo e EAP no móvel </li></ul><ul><li>Encriptação de dados standard a 56 bits </li></ul><ul><ul><li>Até 152 bits para Encriptação Avançada </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>o que leveria milhões de anos para ser crackado num PC! </li></ul></ul></ul><ul><li>WiMAX oferece a mais avançada segurança através da autenticação e forte encriptação! </li></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  21. 21. WiMAX e Outras Tecnologias Source: modified diagram, from International Telecommunications Union and WiMAX Forum Fixo (Estacionario) Pedestre (Nomado) Movel (Veicular) 0.1 1.0 10 100 Mbps Mobilidade Fixo Andamento Indoor Outdoor
  22. 22. WiMAX e Outras Tecnologias <ul><li>Vantagens do WiMAX </li></ul><ul><ul><li>Largura de banda, Alcance, QoS, Serviços, e Modelo Rural </li></ul></ul><ul><ul><li>Cablagem é cara </li></ul></ul><ul><ul><li>À 3G interessa voz e SMS, e não aumentar Mbps </li></ul></ul><ul><ul><li>Wi-Fi é LAN, WiMAX é MAN </li></ul></ul><ul><ul><li>Grandes empresas como força motriz do WiMAX Forum </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tem background de ~400 players que garantem o seu sucesso </li></ul></ul></ul>WiMAX Wi-Fi 3G Frequencia 2 a 11 GHz 2.4 GHz 1.7 a 2. 1 GHz Alcance ~ 50 km ~ 100 m variavel Mbps 70 11 a 55 1 a 14 Utilizadores 1000s + > > 10 10000+
  23. 23. Conclusão <ul><li>Não é provável que WiMAX vá competir ou substituir outras tecnologias wireless, mas irá desempenhar um papel importante como acesso WMAN </li></ul><ul><li>WiMAx não irá resolver todos os problemas no campo das tecnologias wireless, mas tem potencial para dominar este sector nos próximos anos </li></ul><ul><li>WiMAX não é para substituir Wi-Fi, mas sim para o complementar criando assim uma solução completa MAN-LAN </li></ul><ul><li>Com o WiMAX como backhaul, Wi-Fi voltará à sua vocação inicial de WLAN </li></ul><ul><li>Wi-Fi preparou bem o mercado para aceitar WiMAX </li></ul><ul><li>WiMAX desenpenhará papel importante nos países em desenvolvimento onde: </li></ul><ul><ul><li>Não tem ainda 3G </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>WiMAX é ameaça a redes 3G! </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Não se fizeram investimentos no passado em cablagem ou fibra óptica </li></ul></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM
  24. 24. Obrigado! <ul><li>? </li></ul>Jun 8, 2009 tecnologias sem fio: Wi-Fi e WiMAX - UNICV-DECM

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