802.11g

Em seguida temos o 802.11g que, apesar do crescimento do 802.11n, ainda é utilizado na maioria das instalações. Ele utiliza a mesma faixa de freqüência do 802.11b: 2.4 GHz. Isso permite que os dois padrões sejam intercompatíveis. A idéia é que você possa adicionar placas e pontos de acesso 802.11g a uma rede 802.11b já existente, mantendo os componentes antigos, do mesmo modo como hoje em dia temos liberdade para adicionar placas e switches Gigabit Ethernet a uma rede já existente de 100 megabits.

Apesar disso, a velocidade de transmissão no 802.11g é de 54 megabits, como nas redes 802.11a. Isso foi possível porque o padrão 802.11g é mais recente e por isso incorpora novas tecnologias de modulação de sinal. Uma analogia poderia ser feita com relação às placas de rede Gigabit Ethernet, que são capazes de trabalhar utilizando os mesmos cabos cat 5e utilizados pelas placas de 100 megabits.

Na prática, é possível atingir taxas de transmissão reais em torno de 3.4 MB/s, tanto nas redes 802.11g quanto nas 802.11a, ao contrário do que os 54 megabits teóricos sugerem. Isso acontece porque as redes wireless utilizam o ar como meio de transmissão, o que as torna muito mais propensas a problemas e interferência do que as redes cabeadas, que utilizam cabos de cobre ou de fibra óptica. Para que os dados sejam transmitidos de forma confiável, é necessário incluir um pesado protocolo de transmissão e correção de erros, o que faz com que a percentagem de bits “úteis” transmitidos seja relativamente baixa.

Além da perda causada pelo protocolo de controle (que se enquadra na camada 2 do modelo OSI), temos mais uma pequena perda causada pelo protocolo TCP/IP (camadas 3 e 4), sem falar do overhead introduzido pelos aplicativos (camada 7). Juntando tudo isso, a velocidade real da rede wireless acaba sendo quase metade da taxa teórica, ou seja, para cada byte de dados úteis, a placa acaba precisando transmitir dois. Nas redes cabeadas também existe overhead, mas ele é proporcionalmente muito menor.

Conforme aumenta a distância, as placas lançam mão de outro artifício para manter a estabilidade do sinal: reduzem a taxa de transmissão, como alguém que passa a falar mais devagar quando a ligação telefônica está ruim. No caso das redes 802.11g, a taxa cai, sucessivamente, de 54 megabits para 48, 36, 24, 18, 12, 11, 9, 6, 5.5, 2 ou 1 megabit, até que o sinal finalmente se perde completamente. Com a rede operando a 11 megabits (a mesma taxa de transmissão das redes 802.11b), por exemplo, a taxa de transferência real fica abaixo dos 750 KB/s.

Na maioria dos pontos de acesso, é possível definir uma taxa fixa de transmissão (no lugar do valor “Auto”, que é o default), o que permite que a taxa seja ajustada conforme necessário. Com isso, você pode forçar a rede a operar sempre a 54 megabits, por exemplo, sem permitir que os clientes chaveiem para as taxas mais lentas. Entretanto, fazendo isso você vai perceber que o alcance da rede será drasticamente reduzido.

No outro extremo, em situações onde o sinal é ruim devido à distância ou a fontes diversas de interferência, reduzir voluntariamente a taxa de transmissão pode tornar a rede mais estável, evitando que os clientes percam tempo tentando chavear para os modos mais rápidos.

Configuração da taxa de transmissão na configuração do ponto de acesso

Outro problema é que, como citei anteriormente, a taxa de transmissão é compartilhada entre todos os micros, diferente de uma rede cabeada baseada em um switch, onde várias transmissões podem ocorrer simultaneamente, cada uma na velocidade máxima permitida pela rede. Isso ocorre devido ao compartilhamento da mídia de transmissão (o ar), que é compartilhado por todas as estações, similar ao que temos em uma rede 10BASE-2 antiga, com cabos coaxiais.

Nas redes 802.11b e 802.11g estão disponíveis 11 canais de transmissão (originalmente são 14, mas três deles não podem ser usados devido à questão da legislação), que englobam as freqüências de 2.412 GHz (canal 1) a 2.462 GHz (canal 11), com intervalos de apenas 5 MHz entre eles.

Como os canais utilizam uma banda total de 22 MHz (em muitas citações, o valor é arredondado para 20 MHz), as freqüências acabam sendo compartilhadas, fazendo com que redes operando em canais próximos interfiram entre si. O canal 6, cuja freqüência nominal é 2.437 GHz, opera na verdade entre 2.426 e 2.448 GHz, invadindo as freqüências dos canais 2 até o 10. Veja só:

Canal	Freqüência nominal	Freqüência prática
1	2.412 GHz	2.401 a 2.423 GHz
2	2.417 GHz	2.405 a 2.428 GHz
3	2.422 GHz	2.411 a 2.433 GHz
4	2.427 GHz	2.416 a 2.438 GHz
5	2.432 GHz	2.421 a 2.443 GHz
6	2.437 GHz	2.426 a 2.448 GHz
7	2.442 GHz	2.431 a 2.453 GHz
8	2.447 GHz	2.436 a 2.458 GHz
9	2.452 GHz	2.441 a 2.463 GHz
10	2.457 GHz	2.446 a 2.468 GHz
11	2.462 GHz	2.451 a 2.473 GHz

Como pode ver na tabela, os canais 1, 6 e 11 são os únicos que podem ser utilizados simultaneamente sem que exista nenhuma interferência considerável entre as redes (em inglês, os três são chamados de “non-overlapping channels” ou seja, canais que não se sobrepõem). Ao configurar uma rede com três pontos de acesso, você obteria (presumindo que não existissem outras redes próximas) um melhor desempenho configurando cada um deles para usar um dos três canais, em vez de usar canais próximos, como 3, 5 e 7, por exemplo.

Em situações onde é necessário usar 4 canais simultaneamente, a melhor opção é usar os canais 1, 4, 8 e 11. Neste caso você se sujeita a uma certa dose de interferência, mas ela é muito menor do que ao escolher canais mais próximos.

Como você deve ter imaginado quando disse “nenhuma interferência considerável” a dois parágrafos atrás, existe sim uma certa interferência entre os canais, mesmo ao utilizar os canais 1, 6 e 11. Como você pode ver no gráfico abaixo (gerado através de analisador de espectro), fornecido pela Atheros, a potência do sinal cai rapidamente ao sair da faixa de 22 MHz usada, mas não desaparece completamente, invadindo a faixa dos demais canais. O gráfico mostra placas com chipsets da Broadcom (a idéia do gráfico da Atheros parece ser justamente atacar a concorrente), mas teríamos gráficos muito similares usando placas de outros fabricantes:

Gráfico que mostra o “vazamento” do sinal wireless, que invade os outros canais do espectro, gerando interferência

Apesar disso, a interferência não é considerável, pois existe uma diferença de cerca de 30 dB entre a potência do sinal dentro da faixa de freqüência e a parcela que vaza para as freqüências próximas. Se fosse uma percentagem, “30” seria uma diferença relativamente pequena, mas como estamos falando em decibéis, temos na verdade uma proporção de 1 para 1000.

Note que quando falo em “interferir”, não significa que as redes param de funcionar, mas sim que a taxa de transmissão é reduzida. Se temos duas redes próximas, operando no mesmo canal, ambas com clientes transmitindo simultaneamente teremos, na melhor das hipóteses, a taxa de transmissão dividida pela metade (1.7 MB/s ou menos para cada rede), sem contar os pacotes corrompidos ou perdidos, que precisam ser retransmitidos. Devido a isso a taxa efetiva de transferência acaba sendo dividida não apenas entre os clientes da sua própria rede, mas também de redes próximas, o que acaba se tornando um problema em áreas densamente povoadas.

No Brasil é permitido também o uso dos canais 12 (2.467 GHz) e 13 (2.472 GHz), assim como na maior parte dos países da Europa. Entretanto, a maioria dos equipamentos que chegam ao nosso mercado operam dentro dos 11 canais permitidos nos EUA, que é, afinal o principal mercado consumidor. Em alguns casos é possível “destravar” o uso dos canais adicionais através de uma opção na configuração, ou através de um upgrade de firmware, mas nem sempre, de forma que acaba sendo mais fácil se conformar em utilizar um dos 11 canais do que ter que se preocupar em usar apenas equipamentos que permitam o uso dos canais adicionais.

Devido à questão do compartilhamento da banda e da interferência, as redes wireless acabam sendo mais adequadas para compartilhar a conexão com a web e outros recursos que envolvam baixo de uso de banda. Não seria a melhor opção para um grande escritório onde os usuários precisam transferir grandes quantidades de arquivos, por exemplo. Nesse caso, uma rede mista, onde a maioria dos clientes utilizam a rede cabeada e apenas quem precisa de mobilidade utiliza a rede wireless, seria uma melhor opção.

Continuando, a grande maioria das placas wireless 802.11g são também compatíveis com o padrão 802.11b, o que mantém a compatibilidade com pontos de acesso do padrão anterior. Apesar de estar caindo em desuso, o 802.11b ainda é usado em muitas instalações, sobretudo em redes para acesso público.

Muitas placas são compatíveis também com o 802.11a, o que fecha a compatibilidade com os três padrões. Em alguns casos, os padrões suportados são indicados de forma bem óbvia, como no caso das placas “Intel PRO/Wireless 2200BG”, que suportam os padrões B e G, mas na maioria dos casos você precisa recorrer às especificações da placa. As placas que suportam mais de um padrão são chamadas de placas multimodo.