Introdução
Desde o surgimento da internet, o mundo se adaptou cada vez mais ao seu uso. Tornou-se comum, inclusive, ao chegar a um novo ambiente, procurar maneiras de se conectar à rede, e na maioria das vezes, a conexão é estabelecida via Wi-Fi.
Certa vez, estava em uma das salas da Alura com meu notebook, mas precisei mudar de sala e, de repente, não conseguia mais me conectar ao Wi-Fi. Com curiosidade, perguntei às pessoas que estavam ao meu redor se também estavam enfrentando problemas para se conectar. Para meu espanto, todas elas já estavam conectadas à rede.
No início, pensei que o problema pudesse ser na placa de rede sem fio do meu notebook. No entanto, como ainda conseguia listar e obter conexão com outras redes - e, de fato, estava conectado à rede em outra sala da empresa anteriormente - percebi que esse não era o caso. O problema estava relacionado a essa rede específica, que sequer era listada pelo meu computador.
A partir dessa constatação, procurei uma colega de trabalho com mais conhecimento e experiência em redes para entender melhor o que estava ocorrendo. Ela explicou que as redes sem fio possuem diferentes especificações, isto é, cada rede funciona sobre um padrão específico (às vezes, até mais de um). Caso no local exista um padrão que a rede não reconheça, não existirá conexão.
Por isso, para resolver meu problema, precisei entender sobre esses padrões.
O que é um Wi-Fi?
O Wi-Fi, também conhecido pelo nome técnico IEEE 802.11, é a tecnologia de comunicação sem fio mais utilizada e se tornou o principal meio de acesso à Internet em todo o mundo, permitindo que uma grande variedade de dispositivos computacionais se conectem rapidamente à internet. O IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) é uma organização que desempenha um papel fundamental na definição dos padrões nas tecnologias de comunicação, incluindo o Wi-Fi. Ele estabelece as diretrizes e especificações técnicas que garantem a interoperabilidade e o funcionamento eficaz dessas tecnologias.
A origem exata do termo “Wi-Fi” não é totalmente clara, sendo comumente aceito que se refere a Wireless Fidelity, que, traduzido livremente, significa "Fidelidade sem fio". No entanto, há algumas indicações de que o nome "Wi-Fi" foi escolhido apenas como uma estratégia de marketing, adotado por sua sonoridade amigável, tornando-se assim uma marca registrada amplamente reconhecida para redes sem fio.
Como surgiu?
A internet, amplamente adotada como conhecemos, surgiu de maneira bastante modesta nos Estados Unidos na década de 1960, com a ARPANET, uma rede de comutação de pacotes projetada para resistir a ataques nucleares e que, inicialmente, conectava apenas quatro universidades do país.
A partir disso, muitas tecnologias relacionadas ao que viria se tornar a internet passaram a ser desenvolvidas. Surgiu o procolo TCP/IP, que serve de base até hoje para operação de redes de computadores. Além disso, a ARPANET começou a ser expandida e passou a conectar diversas universidades e centros de pesquisa por todo os EUA, servindo de base para o surgimento de outras redes, como a NSFNET (National Science Foundation Network), aumentando ainda mais a conectividade.
Entretanto, foi somente nos anos 1990 que a internet passou a ser aberta ao público e comercializada, a partir da criação do World Wide Web, ou WWW, por Tim Berners-Lee. Isso tornou a navegação Web bastante acessível, consequentemente, gerando uma grande expansão da internet em todo o mundo.
Nesse momento inicial da internet, apenas era possível conectar aparelhos à Web por meio de conexões cabeadas. Por esse motivo, não havia muito mercado para dispositivos portáteis, afinal, não seria possível utilizá-los facilmente em qualquer lugar. Vários estudos e pesquisas foram conduzidos com o objetivo de conceber e implementar tecnologias que permitissem o uso da internet sem a necessidade de cabos de rede. Foi somente no final da década de 1990 que pesquisadores da Commonwealth Scientific Industrial Research Organization (CSIRO) criaram um método viável para transmitir dados a partir de ondas de rádio de alta frequência, o que foi fundamental para o desenvolvimento da tecnologia que conhecemos hoje como Wi-Fi.
Entendendo os padrões de Wi-Fi
Há diferentes padrões de rede sem fio como: 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ax e 802.11be. Esses padrões operam em diferentes frequências, variando de 2,4 GHz a 6 GHz e além. Uma característica notável dessas frequências é que redes configuradas em diferentes bandas não conseguem "enxergar" umas às outras, um fator crucial para evitar interferências e garantir um desempenho confiável.
Vamos conhecer melhor esses cada um desses padrões:
802.11a (Wi-Fi 3; 5 GHz)
O padrão 802.11a consegue atingir uma velocidade de transferência de 54 Mbps e trabalha com uma frequência de 5 GHz.
Devido à sua frequência mais elevada, os dispositivos que adotam o padrão 802.11a possuem um custo mais alto em comparação com seu padrão irmão, o 802.11b. A frequência de 5 GHz demanda o uso de componentes mais sofisticados, elevando os custos de produção. Isso resultou em uma adoção limitada dessa tecnologia, especialmente em redes domésticas.
Além disso, a frequência mais alta também afeta sua adoção em dispositivos móveis com restrições energéticas, pois requer maior consumo de energia para sua operação.
802.11b (Wi-Fi 2)
Com seu custo mais baixo, o padrão 802.11b foi, e ainda é, muito mais usado que o anterior, principalmente em redes domésticas. Entretanto, sua velocidade é bem menor que a do padrão anterior, alcançando 11 Mbps.
A sua frequência também é menor que a anterior, operando na faixa de 2,4 GHz. Logo, apresenta um consumo energético mais baixo, uma característica fundamental para dispositivos móveis.
Muito bem, ele não consome muita bateria e é mais barato, mas além da velocidade, esse padrão tem outro ponto negativo? A resposta é sim, esse padrão possui alguns outros inconvenientes, como:
- Por trabalhar em uma frequência diferente do padrão 802.11a, os dois são incompatíveis;
- Essa frequência é a mesma de outros aparelhos domésticos, como telefones sem fio e micro-ondas, o que pode causar interferências no sinal.
Mesmo assim, essa tecnologia foi muito bem aceita e, algum tempo depois, foi desenvolvida uma evolução que buscava manter seus benefícios com uma velocidade de transferência mais elevada.
802.11g (Wi-Fi 3; 2,4 GHz)
Visando gerar um novo padrão com melhores características, mantendo os benefícios alcançados pelo padrão 802.11b, foi criado o padrão 802.11g. Assim como o padrão anterior, ele opera na faixa de 2,4 GHz e atinge uma velocidade de 54 Mbps, gerando uma significativa economia de bateria em relação ao 802.11a.
Por ter a mesma frequência que o 802.11b, ambas as tecnologias são compatíveis e, por consequência, possuem os mesmos problemas relacionados à interferência do sinal.
Analisando a velocidade desse padrão, você pode estar se perguntando:
"As redes sem fio não conseguem passar dessa velocidade de transferência?"
Com as tecnologias anteriores, não era possível, mas nos dias de hoje, outro padrão foi lançado: o 802.11n.
802.11n (Wi-Fi 4)
Esse padrão consegue atingir uma velocidade de até 300 Mbps. Contudo, esse não é seu único diferencial em relação aos outros:
- O alcance do sinal é melhor;
- Seu sinal é mais estável;
- Apresenta compatibilidade com outros padrões.
Tudo isso graças a uma tecnologia chamada MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output), que permite ter múltiplas entradas e múltiplas saídas para os dados. Com ela, aumentamos a velocidade do Wi-Fi, seu alcance e estabilidade. Esse padrão também possui compatibilidade com os padrões anteriores.
Alguns roteadores apresentam a opção de escolher em qual padrão trabalhar, outros podem, inclusive, trabalhar em mais de um modo simultaneamente. Sabendo disso, podemos ir até a configuração do Wi-Fi e escolher aquela que melhor nos atende.
Nesse caso, podemos escolher entre os padrões b, g ou n. Há também modos em que teremos dois ou até os três padrões operando ao mesmo tempo.
802.11ac (Wi-Fi 5)
O padrão 802.11ac, popularmente conhecido como Wi-Fi 5, foi lançado em 2013 e opera na frequência de 5 GHz. Esse padrão apresenta alguns avanços significativos em relação à sua versão anterior, como:
- Suporte a maiores velocidades de transmissão de dados, podendo alcançar 1733 Mbps;
- Largura de banda de 5 GHz;
- Adoção de técnicas mais avançadas da tecnologia MIMO, trazendo grandes melhorias na eficiência da comunicação sem fio;
- Uso da tecnologia Beamforming, que direciona o sinal Wi-Fi de modo mais eficiente para os dispositivos conectados, ampliando o alcance e estabilidade do sinal;
- Retrocompatibilidade com o Wi-Fi 4, permitindo que dispositivos Wi-Fi 5 se conectem a roteadores que usam a tecnologia anterior;
- Maior eficiência em ambientes congestionados, nos quais há muitos dispositivos conectados à mesma rede;
- Mais segurança com a utilização do protocolo de autenticação WPA3 (Wi-Fi Protected Access 3), maior proteção contra ataques de força bruta.
802.11ax (Wi-Fi 6 e 6E):
O 802.11ax, conhecido também como Wi-Fi 6 e 6E, foi lançado em 2021. O Wi-Fi 6 opera nas faixas de frequência de 2,4 GHz e 5 GHz, enquanto o Wi-Fi 6E estende seu suporte para a frequência de 6 GHz.
Uma de suas vantagens notáveis é o recurso BSS Coloring, que o torna altamente eficaz na redução de interferências em ambientes com muitos dispositivos simultâneos e redes vizinhas. Além disso, os roteadores Wi-Fi 6 são compatíveis com padrões anteriores, incluindo Wi-Fi 5, permitindo a conexão de dispositivos mais antigos. No entanto, é importante destacar que a adoção do Wi-Fi 6 ainda é incipiente, e muitos dispositivos, como smartphones, tablets e smart TVs, podem não ser compatíveis, limitando a experiência de rede aos padrões anteriores.
802.11be (Wi-Fi 7)
A versão mais recente é a especificação 802.11be ou Wi-Fi 7, que apresenta algumas melhorias em relação à sua versão anterior, como:
- Maior velocidade, alcançando até 4,8 Gbps;
- Tecnologia MLO (Multi-Link Operation), que permite usar diferentes bandas ou canais de modo simultâneo. Sendo assim, é possível utilizar as bandas 2,4 GHz, 5 GHz e 6 GHz concomitantemente.
O Wi-Fi 7 é uma tecnologia bem recente e ainda não há muitos dispositivos com suporte atualmente. Dessa forma, ainda é cedo para conseguirmos medir os impactos práticos das novas tecnologias implementadas nesta versão.
Outros padrões
Além dos padrões que apresentamos aqui, também existem outros padrões. Cada um especifica alguma característica técnica para uma rede Wi-Fi, como, por exemplo, a segurança.
Existem alguns dispositivos, como a maioria dos celulares e laptops, por exemplo, que suportam diferentes tecnologias Wi-Fi (a / b / g / n / ac / ax / be).
Apesar de alguns dispositivos de conexão sem fio terem velocidades máximas consideráveis, na prática, dificilmente as atingem em função de alguns problemas, como o overhead, uma sobrecarga de dados que dificulta a obtenção de velocidades máximas .
Tabela de diferenças entre Wi-Fi 5, 6, 6E e 7
Confira a tabela com uma visão geral dos principais padrões Wi-Fi, desde o Wi-Fi 5 até o novo Wi-Fi 7, destacando suas características-chave e ano de lançamento:
Fonte: O que é o Wi-Fi 7?
Você pode conferir a versão acessível da tabela aqui.
O que atrapalha o sinal do Wi-Fi?
Paredes, portas, vidros, espelhos e até mesmo a umidade do ar podem afetar o sinal Wi-Fi. Em aparelhos que trabalham com a frequência na faixa de 5 GHz, a perda de sinal fica mais perceptível.
A distância também influencia no sinal. Quanto mais distante o host estiver do ponto de acesso, mais fraco será o sinal, o que é conhecido como atenuação. A atenuação se refere à perda de sinal causada pela distância e obstáculos entre o roteador (ou ponto de acesso) e o host. Em resumo, quanto mais obstáculos houver ou quanto mais distante estiverem, mais fraco será o sinal.
Vamos imaginar duas pessoas conversando. Quanto maior for o número de paredes no caminho, ou quanto mais longe uma pessoa estiver da outra, mais baixo o som ficará e mais difícil será para o ouvinte distinguir o que está sendo dito.
É exatamente isso que acontece com o sinal de Wi-Fi também. Pode ser que o sinal sem fio chegue mais fraco na sala por conta do número de paredes e outros objetos que ele tem que penetrar. Mas não existem muitas barreiras desse tipo entre meu quarto e a sala. O que pode estar afetando o Wi-Fi?
Além dessas barreiras, existem outras que também podem atrapalhar o sinal do Wi-Fi. Vamos voltar ao exemplo das duas pessoas conversando. Se outras pessoas estiverem conversando ao mesmo tempo, pode ser difícil distinguir o que a pessoa com quem você está falando está dizendo no meio do barulho das vozes.
Com as redes sem fio, esse tipo de problema também ocorre. Como elas se comunicam em frequências específicas, outros aparelhos que trabalham nessas frequências atrapalham a comunicação.
Telefones sem fio, micro-ondas, dispositivos bluetooth e outros dispositivos sem fio, como outras redes sem fio, interferem no sinal Wi-Fi.
"Como assim, um Wi-Fi atrapalha outro?”
Bem, sim e não. Se dois equipamentos trabalharem em frequências diferentes esse problema não ocorre, pois seria como se duas pessoas estivessem se comunicando por voz e outras duas estivessem por texto. As “frequências” não se encontram.
Agora, se dois equipamentos trabalharem na mesma faixa de frequência, isso já se torna perceptível.
“Existe alguma maneira de resolvermos esse problema?”
Existe uma possibilidade, que é de modificar um pouco a frequência na qual a rede atua. Assim o sinal de uma não interfere em outra.
Quando alteramos essa pequena fração da frequência, falamos que estamos alterando o canal da rede sem fio.
Canais de Wi-Fi
Quando existem duas redes na mesma faixa de frequência, o sinal de uma pode interferir na outra. Por isso, podemos “mudar” um pouco a frequência dos sinais, desta forma, um sinal não consegue “enxergar” o outro.
Podemos fazer um ponto de acesso trabalhar na frequência 2,412 GHz, e outro em 2,437 GHz. Ambos estariam na mesma faixa (2,4 GHz), mas um sinal não “encontraria” o outro, logo um não prejudicaria o sinal do outro.
Para ajudar nisso, podemos usar alguns softwares e aplicativos que mostram informações sobre as redes sem fio. Um deles é o Wi-Fi Analyzer, disponível para Windows, ou o WiFi Overview, disponível para Android. Esses softwares nos permitem obter informações como:
- Canais da nossa rede e de redes vizinhas;
- Gráfico com as redes e seus respectivos canais;
- Melhores canais disponíveis.
No gráfico acima, podemos ver que muitas redes estão no mesmo canal ou em canais próximos. Isso causa a interferência do sinal e ainda pode causar quedas e lentidão na rede.
Mesmo em canais diferentes, uma rede pode interferir no sinal da outra. Por exemplo, se uma rede está no canal 1 e outra no canal 2, o sinal de uma rede conseguirá encontrar o sinal da outra e causará interferência.
Tudo bem, vimos que os canais de Wi-Fi podem fazer com que o sinal de uma rede não interfira em outra, mas como podemos alterar esse canal?
Alterando o canal do Wi-Fi
Essa configuração pode ser feita diretamente no ponto de acesso que, em alguns casos, principalmente em redes domésticas, é o próprio roteador.
Para acessar o roteador, temos que entrar em um navegador e digitar o IP do roteador. Geralmente, esse endereço fica anotado embaixo do aparelho, sendo 192.168.0.1 o mais comum de ser encontrado.
Basta fazer login com usuário e senha, e pronto! Estamos no painel de configurações do roteador.
Na aba “Wireless”, dentro do painel de configurações, temos uma opção chamada “Channel” ou “Standard Channel”. Se seu dispositivo estiver em português, é possível que ela apareça como “Canal”. É nessa opção que o ponto de acesso define o canal:
Com isso, nós podemos escolher qual canal melhor satisfaz a rede para que não ocorram muitas interferências. Em alguns dispositivos existe também um modo automático, que tenta buscar o melhor canal no momento.
Proteção de redes Wi-Fi
A proteção de redes Wi-Fi é essencial para garantir a segurança e privacidade dos dados transmitidos por meio dessa tecnologia. Existem algumas medidas que podem ser adotadas para proteger uma rede Wi-Fi:
- Utilizar senhas fortes: É importante definir uma senha forte para a rede Wi-Fi, com uma combinação de letras maiúsculas e minúsculas, números e caracteres especiais. Evite usar senhas óbvias e fáceis de adivinhar;
- Alterar o nome da rede (SSID): Ao trocar o nome padrão da rede, você dificulta a identificação da sua rede por pessoas mal-intencionadas;
- Firewall: Um firewall é um componente de segurança de rede que analisa o tráfego de entrada e saída e decide se deve bloquear ou permitir o fluxo de dados. O firewall funciona como uma barreira de proteção para fortalecer a segurança da rede;
- Roteador atualizado: Mantenha sempre seu roteador atualizado, isto é, certifique-se de aplicar regularmente as atualizações fornecidas pelo fabricante. Essas atualizações incluem melhorias de segurança e correções de vulnerabilidades.
Rede Wi-Fi vs Cabeada
Depois que conheci os detalhes da tecnologia Wi-Fi, suas diferentes versões e funcionamento, ainda restou uma dúvida: quando é preferível utilizar uma rede cabeada e quando é preferível utilizar uma rede sem fio?
Novamente, busquei auxílio das pessoas que trabalham comigo e elas me explicaram que a escolha do tipo de rede pode variar bastante, dependendo da situação de infraestrutura que temos e da intenção de uso. Em geral, conexões via cabo nos fornecem maior largura de banda e transmissão de dados mais consistentes, ou seja, fornece maior velocidade e estabilidade da conexão à rede. Já no Wi-Fi, essas características podem variar bastante com base na distância do roteador para o nosso dispositivo, obstáculos físicos entre as duas pontas da conexão e a versão do Wi-Fi, que como vimos afeta diretamente a velocidade da conexão.
Além disso, destacaram que redes sem fio podem apresentar latências mais altas, o popular Lag. Isso acontece porque há possibilidade de ocorrer interferências no sinal da rede, fato que não acontece quando a transmissão é feita utilizando cabos.
Sendo assim, para tarefas que exigem maior estabilidade de conexão, como videochamadas, transferências de arquivos grandes e jogos, a conexão cabeada tende a ser uma opção mais confiável por não correr o risco de interferência externa.
No entanto, a conexão sem fio traz um grande benefício: a mobilidade. Isso possibilita que possamos nos conectar com mais facilidade à rede, sem a necessidade de ter conexão física com o ponto de acesso, o que é ideal para dispositivos móveis, como celulares, notebooks e tablets.
Portanto, para tarefas que exigem mais da conexão e demandam estabilidade, a melhor escolha, em geral, é utilizar uma conexão cabeada. Por outro lado, quando precisamos de flexibilidade em relação aos nossos dispositivos, a conexão Wi-Fi é uma boa escolha.
Conclusão
Lembra do início da nossa jornada, quando enfrentamos dificuldades para conectar o laptop à rede sem fio em outra sala da Alura? Descobrimos que a causa desse problema estava na incompatibilidade entre os padrões de Wi-Fi.
Agora, estamos mais bem informados sobre esse tipo de situação. Aprendemos o que são os padrões de Wi-Fi, como eles funcionam, suas diferentes velocidades de transferência e como configurar o roteador para aceitar múltiplos padrões.
Gostou de saber sobre Wi-Fi? Essa é só uma pequena parte do vasto mundo de redes! E aqui na Alura temos uma formação em redes de computadores. Para aprender mais, acesse:
