Sinais sem fios são uma das opções de comunicação mais usadas, desde estações de TV e rádio locais ao telemóvel. Algumas das tecnologias sem fios mais cruciais, que executam internet doméstica e número crescente de dispositivos inteligentes na Internet das Coisas (IoT), são reguladas por gama de protocolos sem fios. Dependendo do uso, alcance pode ser tanto vários quilómetros como apenas alguns centímetros.
Se não vive em área servida por fornecedores convencionais, opções tradicionalmente limitavam-se a dial-up ou satélite, nenhum especialmente bom para conteúdo rico moderno. Tecnologia sem fios pode preencher esta lacuna de formas diferentes, fornecendo serviço onde não estaria disponível.
Em áreas onde cabo e fibra não são económicos, a mesma tecnologia LTE que fornece internet no telemóvel pode ser aproveitada para fornecer internet sem fios a utilizadores domésticos. Pode ser entregue via rede celular existente pelas grandes operadoras ou provedores independentes que optam por erguer as suas torres. Velocidades variam, com tecnologia 4G atual a dar até 100 Mbps, enquanto 5G futura poderia teoricamente atingir 10 Gbps.
Serviços de internet de linha de visada usam versão de alta potência de Wi-Fi convencional, que transfere sinal ponto a ponto usando antenas altamente direcionais. Por fechar sinal a ponto focado, este serviço é menos propenso a interferir com outros dispositivos e pode usar sinal de maior potência que seria ilegal sob regulamentos FCC. Velocidades tipicamente até 25 Mbps, aceitável para a maioria dos usos.
Com ascensão da IoT e horda de dispositivos inteligentes e semi-inteligentes, há necessidade de tecnologia sem fios que funcione com enorme número de dispositivos de baixa potência em grandes áreas urbanas e suburbanas. LTE funciona, mas consumo energético é relativamente alto. Tecnologia competitiva é protocolo Long-Range Wide Area Network ou LoRaWAN com alcance de alguns quilómetros em ambientes urbanos e até três vezes mais em áreas suburbanas menos densas.
Como muitas coisas elétricas, tecnologia sem fios que usa em casa baseia-se em especificações do Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE). Especificação chama-se 802.11, atualizada ao longo dos anos para refletir e incentivar melhorias. Mudanças descritas adicionando letras como g, n ou ac após o número. Por conveniência, referidas como wireless g, wireless n, wireless ac, etc.
Wi-Fi doméstico é propriamente rede local sem fios (WLAN), mas a maioria chama apenas Wi-Fi. Rede Wi-Fi gira em torno de dispositivo central, ponto de acesso, que fornece comunicação bidirecional com cada dispositivo ligado. Cada dispositivo precisa de placa de interface de rede sem fios (NIC) para comunicar com ponto de acesso. Protocolos variam amplamente em alcance e desempenho e melhoram a cada geração.
Maioria da comunicação Wi-Fi ocorre em duas bandas de frequências de rádio: 2.4 GHz e 5 GHz. Bandas minimamente reguladas, usadas para variedade de dispositivos consumidores desde monitores de bebé a telefones sem fios. São boas em coisas diferentes. Frequências 5 GHz transportam mais dados mais rápido, mas 2.4 GHz têm maior alcance e atravessam paredes melhor. Historicamente 2.4 GHz usado em mais dispositivos, mas isso significa frequências 2.4 GHz mais congestionadas e propensas a interferência.
Versões mais antigas da especificação 802.11 a chegar ao mercado foram wireless a e b, padronizadas no final dos anos 90 e produtos reais no início de 2000. Cada uma usava banda diferente. Wireless b usava 2.4 GHz, até 11 Mbps e alcance 45 metros. Wireless a usava 5 GHz, até 54 Mbps, mas alcance só 7-22 metros. Melhor alcance e custo relativamente baixo do Wireless b tornaram-no mais popular.
Primeiro protocolo Wi-Fi com sucesso amplo no mercado consumidor foi 802.11g ou wireless g. Usava mesma banda 2.4 GHz que wireless b, compatível com equipamento antigo, mas a 54 Mbps oferecia desempenho comparável a redes wireless a. Suficiente para maioria, wireless g foi extremamente popular na primeira década de 2000.
À medida que Wi-Fi se tornou mais útil e popular, utilizadores precisaram melhor desempenho para streaming de vídeo e apps exigentes. Especificação 802.11n (2009) abordou isso com ajustes técnicos, maioritariamente antenas Multiple-Input Multiple-Output (MIMOs), permitindo até 300 Mbps. Ofereceu channel bonding, opção de canais separados para tráfego upstream/downstream, aumentando throughput potencial – em teoria – para 600 Mbps. Usava ambas frequências 2.4 e 5 GHz, compatível com wireless a, b, g.
Especificação wireless ac (2014) refinou tecnologia através de tecnologia multi-user MIMO (MU-MIMO). Fornece velocidades base até 433 Mbps por canal, e com channel bonding, velocidades de rede sem fios bem na casa dos gigabits teoricamente possíveis. Wireless ac opera só em 5 GHz, mas muitos fabricantes incluem circuitaria wireless n para manter routers compatíveis com wireless b, g, n.
Existem protocolos 802.11 não para redes Wi-Fi gerais, mas para comunicações dispositivo-a-dispositivo específicas. Wireless ad, por exemplo, usa banda 60 GHz e é muito rápido – potencialmente até 6.7 Gbps – mas alcance só 3-3.3 metros. Melhor para alto throughput entre dispositivos próximos. Wireless ah, ou Wi-Fi HaLow, usa banda 900 MHz para alcance estendido com throughput limitado a 347 Mbps. Destinado a sinais de maior alcance para dispositivos de baixa potência como eletrodomésticos inteligentes e IoT.
Procura por melhor desempenho Wi-Fi não vai desaparecer – pelo contrário. Nova especificação IEEE a chegar ao mercado: wireless ax. Usa truques digitais para aumentar throughput. Dobra largura de cada canal e permite sinais usar só porções necessárias, tornando sistema mais eficiente. Oferece até quatro vezes o alcance e seis vezes o desempenho do wireless ac, em teoria, e – importante para IoT – suporta muitos mais dispositivos simultaneamente.
Embora especificações sejam definidas por engenheiros IEEE, termo "Wi-Fi" e logotipo pertencem a consórcio de fabricantes, Wi-Fi Alliance. Engenheiros contentes com letras e números, mas marketing prefere simples e memorável. Wi-Fi Alliance anunciou nova marca, renomeando wireless n como Wireless 4, ac como Wireless 5, ax como Wireless 6. Numeração usada em tudo, de telemóveis a franchises de filmes, mais fácil para consumidores.
Nem todos protocolos cobrem grandes áreas ou fornecem comunicações amplas. Alguns dos mais úteis são padrões de curto alcance para ajudar dispositivos de baixa potência a interagir. Podem afetar como interage com computador, telefone ou como dispositivos falam diretamente.
Formas mais simples de tecnologia sem fios, como rato e teclado sem fios padrão, não usam protocolo formal. Transmitem diretamente sobre frequência de rádio predefinida. Dispositivos antigos usam 27 MHz, também usado para brinquedos radiocontrolados. Alcance fraco mas bom para dispositivos que partilham secretária. Versões novas usam banda 2.4 GHz e funcionam mais longe, ótimo se sentado longe de monitor gigante.
Dispositivos RF precisam do seu recetor, mas Bluetooth não, por isso tecnologia Bluetooth é mais versátil. Baseia-se noutra especificação IEEE, 802.15.1, para redes de área pessoal. Destinadas a substituir fios e cabos em torno de uma pessoa ou espaço de trabalho. Bluetooth usado neste tipo de rede porque liga de forma fiável, usa pouca potência e suporta até oito dispositivos simultaneamente.
Bluetooth liga dispositivos numa fatia da banda 2.4 GHz. Quando dispositivos ligados ou emparelhados via Bluetooth, criam código de segurança único como "apertão de mão secreto". Após emparelhados, reconectam automaticamente no futuro sem configuração adicional. Throughput de dados Bluetooth relativamente baixo, usado maioritariamente para entrada/saída como ratos, teclados, colunas, microfones e headsets.
Baixo consumo sempre parte da especificação Bluetooth porque dispositivos sem fios funcionam a bateria, mas Bluetooth padrão usa demasiada bateria para algumas aplicações. Versão revista, Bluetooth Low Energy (BLE), atende esse segmento cortando largura de banda e alcance para reduzir consumo energético. Usado em pulseiras fitness e smartwatches, por exemplo, e potencial para IoT.
Near-Field Communications (NFC) é protocolo sem fios de menor alcance. Opera a distância de apenas alguns centímetros, usando chips de muito baixa potência. Conhece como tecnologia em apps tap-to-pay no telefone, incluindo Apple Pay, Google Pay, Samsung Pay. Também amplamente usado em cartões de acesso e aplicações similares.
Outros protocolos surgem para necessidades de dispositivos inteligentes individuais e IoT coletivamente. Não são orientados a consumidor, mas produtos que permitem são. Alguns mais proeminentes:
Tecnologia Eletrônica © [www.351231.com]
