Como o Wi-Fi Envia Dados pelo Ar

Wi-Fi permite que dispositivos entrem em uma rede sem cabos, enviando dados pelo ar na forma de ondas de rádio. Em vez de sinais elétricos em cobre, um dispositivo sem fio transmite e recebe sinais de rádio de um ponto de acesso e para ele. Esta lição explica os fundamentos de como o Wi-Fi transporta tráfego de rede pelo ar, a base de todo o restante das redes sem fio.

Em essência, o Wi-Fi codifica seus dados, zeros e uns, em ondas de rádio usando um processo chamado modulação. O dispositivo varia as propriedades da onda para representar bits, transmite-a, e o receptor decodifica a onda novamente em dados. Essa é a mesma ideia fundamental por trás das transmissões de rádio e TV, aplicada à comunicação de rede bidirecional entre dispositivos e pontos de acesso.

O dispositivo central na maioria das redes Wi-Fi é o ponto de acesso (AP). O AP é o centro de rádio ao qual os clientes sem fio se conectam e normalmente se liga por cabo à rede com fio que está por trás dele. Seu telefone se comunica com o AP pelo ar; o AP encaminha esse tráfego para a LAN com fio e para a internet. Em residências, o AP geralmente vem integrado ao roteador.

Cada rede Wi-Fi anuncia um nome chamado SSID (identificador do conjunto de serviços). Esse é o nome da rede que você vê ao escolher uma rede Wi-Fi no telefone, como HomeNet ou CoffeeShop. O AP transmite o SSID para que os dispositivos possam encontrá-lo e ingressar na rede. Vários APs podem compartilhar um SSID para cobrir uma área grande, permitindo que os dispositivos alternem entre eles sob um único nome de rede.

Para ingressar na rede, um cliente se associa a um ponto de acesso. O dispositivo identifica as redes disponíveis, seleciona um SSID e passa pelos processos de autenticação e associação para que o AP o reconheça como membro. Depois da associação (e de qualquer handshake de segurança), o dispositivo pode enviar e receber dados por meio desse AP. Essa associação é o equivalente sem fio de conectar um cabo a uma porta de um switch.

Ao contrário de uma porta de switch com fio, o Wi-Fi é um meio compartilhado e half-duplex: a qualquer momento, apenas um dispositivo em um canal pode transmitir, pois todos compartilham o mesmo espaço aéreo. Os dispositivos se alternam. Quanto mais clientes houver em um AP, mais eles precisarão compartilhar o ar, e é por isso que uma rede Wi-Fi congestionada parece lenta. Um bom design distribui os clientes entre APs e canais.

Como os dispositivos compartilham o ar, o Wi-Fi usa CSMA/CA (acesso múltiplo com detecção de portadora e prevenção de colisões). Um dispositivo escuta para verificar se o canal está livre antes de transmitir e usa sinalização para evitar falar ao mesmo tempo que outros. Ao contrário da Ethernet com fio, que consegue detectar colisões, os dispositivos sem fio geralmente não conseguem; por isso, concentram-se em evitá-las desde o início.

Os sinais de rádio enfraquecem com a distância e são bloqueados ou enfraquecidos por paredes, pisos, metal e até mesmo pessoas. Isso é chamado de . Quanto mais longe você estiver do AP, ou quanto mais obstáculos houver no caminho, mais fraco será o sinal e mais lenta será a conexão, pois os dispositivos recorrem a métodos de transmissão mais lentos e robustos para permanecer conectados.

O Wi-Fi é totalmente bidirecional: seu dispositivo envia (faz upload) e recebe (faz download) dados pelo ar. O AP e o cliente trocam constantemente dados e pequenos quadros de confirmação que comprovam o recebimento, pois o ar não é confiável. Se um quadro for perdido devido à interferência, ele será retransmitido. Essa comunicação de ida e volta mantém as conexões sem fio confiáveis apesar da natureza instável e compartilhada do rádio.

A maior parte das redes Wi-Fi funciona no modo de infraestrutura, em que cada dispositivo se conecta por meio de um ponto de acesso central que faz a ponte com a rede com fio. Uma alternativa mais simples é o modo ad hoc, em que dois dispositivos se comunicam diretamente, sem AP; ele é útil para conexões rápidas ponto a ponto, mas não é escalável. O exame Network+ espera que você saiba que as redes Wi-Fi normais de empresas e residências usam o modo de infraestrutura baseado em pontos de acesso.

Entender que o Wi-Fi usa ondas de rádio em um meio compartilhado e half-duplex explica suas particularidades: por que ele fica mais lento com a distância, por que redes congestionadas parecem lentas e por que a interferência é importante. Um ponto de acesso faz a ponte entre o ar sem fio e a rede com fio, os dispositivos se associam por meio do SSID, e o CSMA/CA impede que eles colidam. Esses fundamentos sustentam todos os próximos tópicos sobre redes sem fio.

Teste seus conhecimentos básicos sobre Wi-Fi.

O Wi-Fi envia dados pelo ar na forma de ondas de rádio, usando modulação. Um ponto de acesso (AP) faz a ponte entre os clientes sem fio e a rede com fio e transmite um SSID (nome da rede). Os dispositivos se associam a um AP para ingressar na rede. O Wi-Fi é um meio compartilhado e half-duplex, portanto os dispositivos se alternam e usam CSMA/CA para evitar colisões. Os sinais enfraquecem com a distância e os obstáculos (atenuação), e os quadros perdidos são retransmitidos.