O que é WLAN (rede local sem fio)?

Uma WLAN, ou rede local sem fio, é um tipo de rede local (LAN) que utiliza ondas de rádio de alta frequência em vez de fios para comunicar e transmitir dados em distâncias curtas. Ele permite que dispositivos se conectem e se comuniquem sem fio dentro de uma área limitada, como uma casa, escola, laboratório de informática, prédio comercial ou campus. Essa tecnologia oferece aos usuários a mobilidade para se movimentarem dentro de uma área de cobertura local e ainda estarem conectados à rede.

WLAN x Wi-Fi

WLAN e Wi-Fi são termos frequentemente usados de forma intercambiável, mas referem-se a diferentes aspectos da rede sem fio.

Uma WLAN é um conceito mais amplo que abrange qualquer tipo de rede sem fio dentro de uma área localizada. Pode ser baseado em vários padrões de comunicação sem fio, incluindo, entre outros, Wi-Fi. A tecnologia por trás das WLANs permite que dispositivos dentro da área de cobertura se comuniquem entre si e acessem recursos compartilhados (como internet e impressoras) sem a necessidade de cabos físicos.

Wi-Fi, por outro lado, refere-se especificamente a um conjunto de protocolos de rede sem fio baseados na família de padrões IEEE 802.11, que é a tecnologia mais utilizada para a criação de WLANs. Wi-Fi é um método específico para obter conectividade sem fio, padronizado e certificado pela Wi-Fi Alliance, uma organização que garante a interoperabilidade entre diferentes dispositivos sem fio. A tecnologia Wi-Fi permite que dispositivos como smartphones, laptops, tablets e outros dispositivos inteligentes se conectem à Internet ou entre si sem fio dentro do alcance de uma rede Wi-Fi. O termo “Wi-Fi” não significa nada, mas é uma frase de marca registrada que representa os padrões IEEE 802.11.

Em resumo, embora todas as redes Wi-Fi sejam WLANs, nem todas as WLANs são redes Wi-Fi, pois as WLANs podem utilizar outras tecnologias sem fio para conectividade.

Uma breve história da WLAN

A jornada das WLANs tem suas origens na década de 1970 com o projeto pioneiro ALOHAnet, marcando os passos iniciais em direção à comunicação sem fio localizada. Durante a década de 1980, o cenário era caracterizado por diversas soluções sem fio proprietárias, adaptadas para aplicações específicas, dificultadas pela falta de padronização. A década de 1990 marcou um ponto de viragem com o desenvolvimento dos padrões 802.11 pelo IEEE, estabelecendo uma base para redes sem fio interoperáveis. Em 1997, o lançamento do padrão IEEE 802.11 original introduziu uma velocidade modesta de 2 Mbps, preparando o terreno para melhorias futuras.

O final da década de 1990 viu um avanço crítico com o IEEE 802.11b, aumentando as velocidades para 11 Mbps e melhorando significativamente a usabilidade e o apelo da WLAN. Esta era também testemunhou a formação da Wi-Fi Alliance, promovendo o Wi-Fi como uma marca para WLANs baseadas no padrão IEEE 802.11, um movimento que levaria o Wi-Fi a se tornar sinônimo de rede sem fio.

À medida que o novo milénio avançava, a tecnologia WLAN avançou rapidamente com a introdução dos padrões 802.11ae 802.11g, oferecendo maiores velocidades e fiabilidade. Este período marcou a adoção generalizada do Wi-Fi, estendendo o seu alcance a residências, empresas e espaços públicos. A década de 2010 acelerou ainda mais esse impulso, com novos padrões como 802.11ne 802.11ac introduzindo a tecnologia MIMO (Multiple Input Multiple Output) e alcançando níveis de velocidade de gigabit, integrando Wi-Fi em uma gama cada vez maior de dispositivos e tornando-se um elemento básico do uso diário. vida.

Entrando na década de 2020, os avanços mais recentes com 802.11ax (Wi-Fi 6) e Wi-Fi 6E prometem revolucionar as WLANs, oferecendo velocidade, eficiência e capacidade incomparáveis. Esta evolução contínua sublinha o esforço incansável para satisfazer a crescente procura de conectividade sem fios no nosso mundo cada vez mais interligado.

Para que é usada a WLAN?

A tecnologia WLAN é amplamente utilizada em vários setores e para múltiplas finalidades graças à sua flexflexibilidade, mobilidade e facilidade de configuração. Aqui estão alguns usos comuns de WLAN:

Rede doméstica. Um dos usos mais difundidos da WLAN é em redes domésticas, permitindo que membros da família conectem smartphones, laptops, tablets, smart TVs e Dispositivos IoT como termostatos inteligentes e câmeras de segurança, à Internet e entre si, sem a confusão de cabos.
Empresas e escritórios. No ambiente empresarial, as WLANs permitem que os funcionários permaneçam conectados à rede de qualquer lugar do escritório, facilitando a mobilidade e flexarranjos de espaço de trabalho adequados. Eles suportam o uso de laptops, smartphones e tablets para reuniões, apresentações e trabalhos em geral, aumentando a produtividade e a colaboração.
Educação. Escolas, faculdades e universidades usam WLANs para fornecer aos alunos e professores acesso a recursos educacionais, bibliotecas on-line e sistemas de gerenciamento de aprendizagem de qualquer lugar do campus.
Pontos de acesso públicos. A tecnologia WLAN está por trás dos hotspots Wi-Fi em cafés, hotéis, aeroportos e bibliotecas públicas, oferecendo acesso à Internet ao público.
Cuidados de saúde. Hospitais e clínicas usam WLANs para conectar dispositivos médicos, acessar registros de pacientes e habilitar serviços de telemedicina. A conectividade sem fio oferece suporte a carrinhos de saúde móveis, dispositivos de monitoramento de pacientes e dispositivos portáteis para a equipe, melhorando a eficiência e o atendimento ao paciente.
Aplicações industriais e de armazém. As WLANs facilitam o uso de scanners portáteis, dispositivos vestíveis e robôs automatizados em armazéns e fábricas, permitindo processos eficientes de gerenciamento de inventário, rastreamento e automação.
Transporte e logística. No transporte, as WLANs permitem o rastreamento e gerenciamento de veículos e cargas, melhorando as operações logísticas e o fluxo de informações em tempo real.
Cidades inteligentes e Internet das coisas. As WLAN desempenham um papel crucial nas iniciativas de cidades inteligentes, conectando vários sensores e dispositivos utilizados na gestão de tráfego, segurança pública, monitorização ambiental e serviços de utilidade pública, facilitando a recolha e análise de dados para uma melhor gestão da cidade.

Como funciona uma WLAN?

Uma rede local sem fio opera conectando dispositivos à Internet ou entre si sem a necessidade de fios físicos, usando tecnologia de radiofrequência (RF). O processo envolve vários componentes e etapas principais, que trabalham juntos para permitir a comunicação sem fio:

Pontos de acesso (APs). O coração de uma WLAN é o ponto de acesso (AP), um dispositivo que transmite e recebe sinais sem fio de e para dispositivos conectados. Os APs normalmente são conectados a uma rede com fio roteador, interruptorou modeme atua como uma ponte entre as redes sem fio e com fio. Eles convertem os dados recebidos de dispositivos sem fio em sinais com fio e vice-versa.
Adaptadores de rede sem fio. Dispositivos como laptops, smartphones e tablets possuem adaptadores de rede sem fio integrados. Esses adaptadores permitem que os dispositivos se comuniquem com a rede sem fio. Quando um dispositivo deseja ingressar em uma WLAN, seu adaptador envia um sinal para o AP mais próximo.
Frequências de rádio. As WLANs usam ondas de rádio para transmitir dados. As frequências mais comuns utilizadas são as bandas de 2.4 GHz e 5 GHz, cada uma oferecendo canais diferentes para minimizar interferências e otimizar o desempenho. A banda de 6 GHz também está sendo introduzida com padrões mais recentes, como Wi-Fi 6E.
SSID (identificador do conjunto de serviços). Cada rede sem fio é identificada por um nome exclusivo conhecido como SSID. Quando um dispositivo procura redes sem fio, ele lista os SSIDs de todas as redes disponíveis. Os usuários selecionam a rede desejada (SSID) e, se necessário, fornecem uma senha para se conectar.
Transmissão de dados. Depois que um dispositivo estiver conectado a um AP, os dados poderão ser transmitidos sem fio entre o dispositivo e a rede. As informações enviadas pela rede são divididas em pequenos pacotes, que são codificados como ondas de rádio e transmitidos na frequência selecionada. O AP recebe essas ondas, decodifica-as de volta em dados e envia os dados através da rede com fio para a Internet ou outros recursos da rede.
Criptografia e segurança. Criptografia protocolos como WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) ou WPA3 são usados para proteger a transmissão de dados através de uma WLAN. Esses protocolos criptografam os dados enviados pelo ar, dificultando a interceptação ou compreensão das informações por usuários não autorizados.
Gestão e controle. As WLANs são gerenciadas e controladas por meio de software que permite aos administradores de rede definir configurações, monitorar o desempenho da rede e gerenciar o acesso. Isso inclui configurar redes de convidados, restringir o acesso a determinados sites e priorizar o tráfego para determinados aplicativos.

Arquitetura WLAN

A arquitetura WLAN foi projetada para facilitar a comunicação sem fio dentro de uma área específica, como uma casa, um escritório ou um campus. A arquitetura da WLAN é definida principalmente pela série de padrões IEEE 802.11, que descreve os métodos e protocolos para garantir redes sem fio seguras e confiáveis. Existem vários tipos de arquiteturas WLAN, cada uma atendendo a diferentes necessidades e cenários. Aqui está uma visão geral das arquiteturas mais comuns:

1. Conjunto de serviços básicos (BSS)

O conjunto básico de serviços é a forma mais simples de arquitetura WLAN, consistindo em um único ponto de acesso e vários clientes sem fio conectados a ele. Esta configuração forma uma única célula em uma rede WLAN. O AP serve como porta de entrada para outros recursos de rede ou para a Internet. Um BSS operando de forma independente, sem conexão a uma rede com fio, é chamado de Independent Basic Service Set (IBSS) ou rede ad-hoc, onde os dispositivos se comunicam diretamente entre si.

2. Conjunto de serviços estendido (ESS)

Uma rede de serviço estendida expande o conceito BSS, conectando vários pontos de acesso para criar uma área de cobertura maior. Cada AP em um ESS está conectado a uma rede com fio, permitindo comunicação contínua entre diferentes BSSs. Esta configuração permite que os dispositivos circulem livremente dentro da área de cobertura, alternando automaticamente para o melhor sinal disponível sem perder a conexão. O ESS é comumente usado em prédios de escritórios, campi e outros ambientes grandes.

3. Sistema de Distribuição (DS)

O sistema de distribuição conecta vários pontos de acesso em um ESS a uma rede cabeada, facilitando a comunicação entre diferentes BSSs e roteando dados para o destino correto. O DS pode usar vários meios físicos para conectividade, incluindo Ethernet cabos, fibra óptica ou até mesmo links sem fio. É parte integrante da arquitetura ESS, garantindo que os dados possam fluir sem problemas pela rede e chegar a redes externas como a Internet.

4. Rede de malha

A arquitetura Mesh WLAN foi projetada para oferecer alta confiabilidade e uma grande área de cobertura sem a necessidade de um backbone com fio. Em uma rede mesh, cada AP se comunica diretamente com vários outros nós, determinando dinamicamente o melhor caminho para os dados trafegarem pela rede. Essa arquitetura autoformada e autocorretiva é altamente resiliente, pois os dados podem ser redirecionados se um nó falhar, tornando-a ideal para ambientes externos ou desafiadores.

Tipos de WLAN

As WLANs vêm em vários tipos, adaptadas para atender a diferentes requisitos e cenários. Esses tipos são categorizados com base na configuração da rede, no estilo de implantação e nas tecnologias ou protocolos específicos que empregam.

1. WLANs de infraestrutura

Este é o tipo mais comum de WLAN, onde os dispositivos se conectam à rede através de pelo menos um ponto de acesso fixo conectado à infraestrutura de rede cabeada. Esta configuração fornece uma área de cobertura estável e estendida e permite fácil gerenciamento de segurança de rede e conectividade. As WLANs são usadas em residências, escritórios, escolas e pontos de acesso Wi-Fi públicos, suportando uma ampla variedade de dispositivos e aplicações, desde uma simples navegação na Internet até aplicações empresariais complexas.

2. WLANs Ad-hoc (ou Conjunto de Serviços Básicos Independentes, IBSS)

Em uma WLAN ad-hoc, os dispositivos sem fio se comunicam diretamente entre si, sem a necessidade de um AP central. Esse rede ponto a ponto é formado espontaneamente e é ideal para necessidades temporárias de rede. As WLANs ad-hoc são adequadas para configurações pequenas e temporárias, como reuniões, sessões de compartilhamento de arquivos entre dispositivos próximos ou em situações onde a infraestrutura não está disponível ou não é prática.

3. WLANs de malha

As WLANs mesh consistem em nós (roteadores, switches ou outros dispositivos) que se conectam direta, dinâmica e não hierarquicamente ao maior número possível de outros nós. Essa rede escalonável e auto-recuperável melhora a cobertura e a confiabilidade. As WLANs mesh são ideais para cobrir grandes áreas, como campi, cidades ou ambientes industriais, onde a instalação de cabos é impraticável. Eles também são usados em configurações de casa inteligente para conectividade perfeita de dispositivos.

4. WLANs corporativas

Projetadas para as necessidades de empresas e grandes organizações, as WLANs empresariais incorporam segurança avançada, gerenciamento e escalabilidade características. Eles normalmente envolvem vários APs gerenciados por um controlador central e suportam autenticação de usuário sofisticada e política de rede aplicação. Ele é implantado em escritórios corporativos, hospitais, universidades e grandes espaços comerciais, onde o gerenciamento seguro de um grande número de usuários, dispositivos e tráfego é essencial.

5. Wi-Fi Direto

O Wi-Fi Direct permite que dispositivos Wi-Fi se conectem entre si sem um ponto de acesso sem fio. Esta tecnologia facilita a comunicação direta ponto a ponto, simplificando o processo de conexão direta de dispositivos. Eles são usados para transferência direta de arquivos, impressão e streaming entre dispositivos como smartphones, impressoras, câmeras e computadores, sem a necessidade de conexão com a Internet ou rede central.

Vantagens e desvantagens da WLAN

As WLANs têm algumas vantagens e desvantagens que os usuários devem considerar.

Vantagens

Aqui estão alguns dos principais benefícios da WLAN:

Mobilidades e flexcapacidade. As WLANs permitem que os usuários acessem recursos de rede de qualquer local dentro da área de cobertura da rede sem fio. Esta mobilidade apoia a produtividade e a conveniência, uma vez que os utilizadores não estão presos a um local específico.
Facilidade de instalação. A instalação de uma WLAN normalmente requer menos tempo e esforço em comparação com redes com fio tradicionais. Não há necessidade de passar cabos através de paredes ou tetos, tornando as WLANs ideais para edifícios onde o cabeamento físico é difícil ou impossível.
Custo-efetividade. Embora o custo de configuração inicial de uma WLAN possa ser comparável ao de uma rede com fio, o custo geral é menor com o tempo. Isto se deve à redução dos custos de cabeamento, à facilidade de adicionar novos usuários e aos benefícios de mobilidade que reduzem ou eliminam a necessidade de cabeamento adicional à medida que os layouts organizacionais mudam.
Escalabilidade As WLANs podem ser facilmente dimensionadas para acomodar mais usuários e serviços. Adicionar novos usuários à rede normalmente envolve pouco mais do que fornecer-lhes credenciais de acesso à rede e garantir uma cobertura sem fio adequada.
Acesso de convidados. As WLANs facilitam o fornecimento de acesso à rede a visitantes, clientes e prestadores de serviços sem comprometer a segurança da rede primária. Isso pode ser especialmente benéfico em ambientes corporativos, educacionais e de varejo.
Suporte para BYOD (traga seu próprio dispositivo). Muitas organizações apoiam um Política BYOD, onde os funcionários usam seus dispositivos pessoais para fins de trabalho. As WLANs facilitam isso, permitindo fácil conectividade para uma ampla variedade de dispositivos.
Reduz a confusão de cabos. Ao eliminar a necessidade de cabeamento extenso, as WLANs ajudam a manter um espaço de trabalho ou de convivência mais limpo e organizado.
Colaboração aprimorada. A facilidade de conexão a uma WLAN permite uma maior colaboração entre os usuários, que podem trabalhar juntos, independentemente da sua localização física dentro da área de cobertura da rede.
Desenvolvimento rápido. Para empresas que precisam configurar, realocar ou desmontar operações rapidamente (como nos setores de construção, gerenciamento de eventos ou consultoria), as WLANs oferecem uma opção de implantação rápida.

Desvantagens

Por outro lado, as WLANs apresentam algumas desvantagens, como:

Riscos de segurança. As WLANs são inerentemente mais vulneráveis a violações de segurança em comparação com redes com fio. A natureza sem fio da comunicação torna mais fácil para usuários não autorizados interceptarem o sinal sem fio e obterem acesso à rede se não forem implementadas medidas de segurança adequadas.
Interferência. O desempenho da WLAN pode ser afetado negativamente pela interferência de outros dispositivos sem fio e fontes eletromagnéticas. Dispositivos domésticos comuns, como micro-ondas, telefones sem fio e dispositivos Bluetooth, operam na mesma faixa de frequência que a maioria das WLANs e podem causar interrupção do sinal.
Limitações de alcance. O alcance efetivo de uma WLAN é limitado. Obstáculos físicos, como paredes e pisos, e a distância do ponto de acesso podem degradar significativamente a intensidade do sinal. A extensão da cobertura geralmente requer hardware adicional, como repetidores ou pontos de acesso adicionais.
Velocidade mais baixa. Em comparação com redes com fio, as WLANs geralmente oferecem velocidades de transmissão de dados mais baixas. Embora os padrões WLAN mais recentes suportem velocidades mais altas, o desempenho real pode ser muito menor devido a fatores como distância do ponto de acesso, obstruções físicas e interferência de outros dispositivos.
Limitações de largura de banda. Em ambientes com grande número de usuários, a disponibilidade largura de banda para cada dispositivo diminui, potencialmente levando a velocidades de internet mais lentas e desempenho de rede reduzido.
Problemas de confiabilidade. As conexões WLAN podem ser menos estáveis e mais propensas a falhas do que as conexões com fio, especialmente em áreas com alta interferência ou sinal fraco.
Complexidade de configuração e gerenciamento. Embora a configuração de uma WLAN básica possa ser simples, configurar uma rede para desempenho e segurança ideais, especialmente em um ambiente empresarial, pode ser complexo e exigir conhecimento especializado.
Consumo de energia. Dispositivos sem fio, especialmente aqueles que funcionam com bateria, consomem mais energia quando conectados a uma WLAN devido à comunicação contínua entre o dispositivo e o ponto de acesso.