O que e Wi-Fi? Tudo o que você precisa saber

Difícil nos dias de hoje encontrar alguém que mesmo não sabendo exatamente o que é, nunca tenha usado.

Presente em todos os lugares e especialmente nos grandes centros urbanos, em que a tecnologia está mais presente no quotidiano das pessoas, é impossível não estar literalmente rodeado de Wi-Fi por todos os lados.

Nos shopping centers, nos bares e restaurantes, nos parques, escolas, faculdades, nas empresas e até nas nossas casas, ele está presente.

Mas você sabe o que é Wi-Fi? Como funciona e suas principais características?

O que é Wi-Fi?

O tão famoso Wi-Fi que todo mundo usa, nada mais é do que uma tecnologia que permite conectar um dispositivo a uma rede de computadores, sem que seja necessário o uso de um cabo ligando a um switch ou roteador ou outro equipamento de rede, como se costumava fazer até então.

A tecnologia foi desenvolvida pela empresa Wi-Fi Alliance.

Diferentemente dos muitos termos presentes na área, não é um acrônimo ou uma sigla de um nome que designa a tecnologia envolvida.

Wi-Fi, é apenas um nome dado ao conceito associado, resultado do Marketing da empresa que o desenvolveu. Assim, aqueles que já viram ou ouviram dizer que é a abreviação de “Wireless Fidelity”, algo amplamente divulgado, a partir de agora já podem deixar de dar essa explicação equivocada, quando alguém perguntar o que significa.

Portanto, além de nome de um conjunto de tecnologias e protocolos, também é uma marca.

O que diferencia o Wi-Fi das redes cabeadas tradicionais, além da ausência de um cabo para estabelecer a conexão física, por meio da qual ocorre o tráfego de dados, é o estabelecimento de um conjunto de padrões segundo os quais ocorre a codificação e transmissão dos dados entre os dispositivos que integram a rede e que se conhece como IEEE 802.11.

O IEEE 802.11 faz parte do conjunto IEEE 802 de padrões técnicos de rede local (LAN), definido pelo Institute of Electrical and Electronics Engineers, e que determina o conjunto de protocolos para implementar comunicação de computador em rede local sem fio (WLAN).

O que é WLAN?

Embora hoje é possível encontrar redes Wi-Fi de longo alcance, mesmo nesses casos, uma vez que se conecte a uma rede sem uso de fios / cabos e, portanto, configurando uma conexão wireless, também se costuma dizer que o dispositivo conectado ingressou em uma rede local sem fio, ou em sua denominação em inglês – Wireless Local Area Network ou simplesmente, WLAN.

O padrão global de redes sem fio definido pela Wi-Fi Alliance – o IEEE 802.11 – é constituído na verdade por um conjunto de outros padrões que podem ser usados para realizar a transmissão e variam de acordo com o tipo de tecnologia escolhida para o hardware que compõe a rede e seu fucionamento.

Como funciona o Wi-Fi?

Há basicamente dois conceitos fundamentais para o funcionamento do Wi-Fi: as ondas de radiofrequência usadas para a troca de dados e o conjunto de protocolos – regras de como as coisas devem acontecer – para uso dessas ondas para a transmissão dos dados e que também devem compartilhar de alguns dos protocolos de Internet, como o TCP/IP, por exemplo.

Mudam as formas de empregar as ondas, mas todas fazem uso de um range de frequência de ondas de rádio, as mesmas do rádio do seu carro, porém em intervalos de frequências diferentes e bem definidos.

Aliás todos os dispositivos que recebem dados sem a necessidade de fio, também usam as mesmas ondas em intervalos determinados de frequências. Além do rádio, os celulares, os telefones sem fio, os aparelhos de TV, os dispositivos bluetooth, são outros exemplos de uso de comunicação sem fio baseada em ondas de radiofrequência.

Ondas de radiofrequência são também ondas eletromagnéticas, tal como as usadas pelos fornos de micro-ondas para aquecer os alimentos.

Para uso no Wi-Fi, o primeiro padrão criado foi nomeado apenas de IEEE 802.11 e que contém o conjunto de regras (protocolo) para usar as variações do campo eletromagnético das ondas, para a transmissão de dados.

Ou seja, de modo bastante simplificado, o que o IEEE 802.11 faz, é servir como um guia de como os dispositivos que usam o padrão, devem “interpretar” as variações nessas ondas eletromagnéticas para transformá-los em “0” e “1” (números binários), que é a única linguagem que um computador, ou celular, ou outro dispositivo na rede, compreende e de outras informações da rede, como o endereço IP dos dispositivos e do próprio modem / roteador.

A medida que novos padrões introduziram melhorias e novidades na tecnologia embarcada, letras foram sendo adicionadas para diferenciar uns dos outros e das características específicas de cada novo padrão.

Assim, entre todos os usados e criados desde então, temos na ordem em que foram lançados: IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n e o IEEE 802.11ac, até que a Wi-Fi Alliance optou por mudar a nomenclatura e adotar números de versão no lugar das letras.

Com isso, o IEEE 802.11ac que era o mais comum na época da mudança, passou a ser chamado de Wi-Fi 5, pois era a quinta versão desde o lançamento da primeira, o 802.11a.

Por ocasião desse post, a versão mais recente é o Wi-Fi 7 (seria definido como IEEE 802.11be na antiga nomenclatura), porém existe ainda muito hardware de rede wireless (modens, roteadores, etc), bem como dispositivos (notebooks, smartphones, impressoras, etc) em comercialização, que ainda só suportem o Wi-Fi 6 (antigo IEEE 802.11 ax).

As diferenças de cada padrão podem ser:

• Frequência – variação na frequência de operação;

• Amplitude – o alcance do sinal de rádio que tende a ser maior nas versões mais recentes;

• Velocidade – velocidade ou taxa de transmissão de dados, entre o dispositivo que se conecta (smartphone, notebook, etc) e o modem / roteador tem aumentado drasticamente a cada nova versão;

• Quantidade de conexões – o número máximo de dispositivos conectados simultaneamente tem aumentado em função do aumento de aparelhos smart e da Internet das Coisas (IoT).

Qual a velocidade do Wi-Fi?

As velocidades máximas de transmissão de dados variam de acordo com a versão, mas também com características dos aparelhos envolvidos (placa de rede wireless do dispositivo e do modem / roteador):

• Wi-Fi 5 – a velocidade máxima teórica do Wi-Fi 5 (802.11ac) é de até 6,93 Gb/s. Entretanto, a velocidade de transmissão de dados na prática costuma ser bem menor e é definida pelo roteador e pelo dispositivo utilizado, prevalecendo o menor entre eles, quando forem diferentes. Raramente ultrapassa 1 Gbps (gigabit por segundo) em condições reais e somente roteadores de uso profissional oferecem acima desse valor;

• Wi-Fi 6 – assim como a versão anterior, as especificações do Wi-Fi 6 preveem uma velocidade de até 9,6 Gbps, valor inatingível com apenas um dispositivo. Todavia, o padrão foi pensado para suportar cada vez mais dispositivos conectados e assim gerenciar melhor múltiplas conexões, criando menos gargalos e tornando seu uso mais eficiente. Na prática a maior velocidade é determinada pela velocidade da placa de rede sem fio de cada aparelho conectado;

• Wi-Fi 7 – em condições ótimas, estima-se que o Wi-Fi 7 seja capaz de fornecer velocidades de transferência de dados cerca de 4,8 vezes maiores que o Wi-Fi 6 e até 13 vezes superiores ao Wi-Fi 5 e que em números absolutos pode chegar até 46 Gbps, segundo a fabricante TP-Link, mas apenas para equipamentos no topo da linha e, portanto, os mais caros e destinados a uso profissional. Assim como a versão anterior, a elevada taxa de transmissão tem como principal objetivo, oferecer boa banda a múltiplos dispositivos conectados.

É importante destacar que a velocidade de acesso à Internet não muda independente do padrão usado e esse é um valor determinado pelo seu provedor de acesso à Internet. Em outras palavras, o máximo que o Wi-Fi atingirá é determinado pela velocidade da conexão com a Internet.

Vale destacar também que um smartphone ou outro dispositivo que realize a conexão wireless e que adote o padrão IEEE 802.11g (Wi-Fi 3 na nova nomenclatura), consegue conectar-se e utilizar uma rede posterior, como a IEEE 802.11n (Wi-Fi 4) ou IEEE 802.11ac (Wi-Fi 5), ou ainda superior, porém a velocidade de transmissão de dados máxima possível, será a que é determinada pelo seu padrão (Wi-Fi 3) e não pela velocidade dos padrões posteriores (Wi-Fi 4, 5 ou superior).

Além disso, quanto mais dispositivos estiverem conectados simultaneamente e o quanto de banda estão consumindo, também impactará na velocidade máxima que cada um terá. Assim, imagine usuários que estejam fazendo downloads pesados, jogando online e consumindo streaming de vídeo em alta definição, certamente afetarão o máximo que se pode alcançar por parte dos demais usuários ou até entre eles.

Por fim, mas não menos importante, a depender da frequência em que opera o modem / roteador, que pode ser a mesma de alguns telefones sem fio e micro-ondas, a rede é passível de interferências e instabilidades e que afetam também a velocidade.

Como funciona uma rede Wi-Fi?

Criar uma rede Wi-Fi, é muito simples. O mínimo necessário, é um aparelho roteador wireless, o qual é conectado ao modem, sendo que este é o aparelho fornecido pelo provedor de acesso à Internet, que lhe conecta ao serviço fornecido e consequentemente à Internet.

O normal na maioria dos serviços, é que o modem do provedor também desempenhe o papel de roteador, sendo necessário o roteador Wi-Fi apenas quando se tem um local em que há ambientes onde o sinal não é adequado devido ao distanciamento do modem ou por conta de diversos obstáculos físicos.

Ao conectar um roteador wireless ao modem do ISP (Internet Service Provider), a conexão é feita da forma tradicional, ou seja, usando um cabo de rede e o roteador passa a distribuir o sinal usando o padrão do aparelho.

Um roteador wireless nada mais é do que um elemento de rede que permite que dispositivos autorizados se conectem a ele usando para tanto ondas de rádio, que são emitidas por suas antenas. Os padrões mais recentes, permite até 8 antenas, o que favorece a distribuição do sinal e menor congestionamento na rede.

Para efeito de analogia, o sinal comporta-se de modo semelhante a jogar uma pedra ou pequeno objeto no centro de uma piscina ou lago. Pequenas ondas emanam do ponto onde a pedra caiu na água e propagam-se em direção às bordas, em círculos concêntricos.

À medida que as ondas se distanciam do ponto onde foram geradas, elas diminuem e assim, em uma piscina ou lago suficientemente grandes, uma onda que atinja alguma a borda, estará significativamente menor em intensidade do que no centro.

Assim também são com as ondas de rádio, incluindo do roteador e conforme nos afastamos da antena, o sinal vai ficando menos intenso até o ponto em que não há mais sinal.

Além da distância, outro fator de interferência e, portanto, que afeta a qualidade e estabilidade do sinal, é o que se chama de visada. Quanto menos obstáculos físicos existirem entre a antena e o dispositivo que se conecta à rede, melhor o sinal.

A condição ideal, é inexistência de obstáculos e, portanto, quando se vê a antena ou se tem visada para a antena, já que as ondas não precisam “contornar” eventuais objetos no caminho.

Há ao menos uma antena e que geralmente é visível, no roteador, mas há também no dispositivo (smartphone, notebook, tablet, etc), no entanto, a antena é interna e por essa razão, não visível.

As desvantagens das redes Wi-Fi

Tornou-se comum as pessoas usarem o Wi-Fi público para acesso à Internet em bares, restaurantes e diversos outros estabelecimentos comerciais que o oferecem aos seus clientes como cortesia.

O primeiro procedimento é buscar a rede para se conectar e solicitar a senha de acesso. Nesse momento, é possível encontrar vários sinais, cada qual de um hotspot – nome dado ao emissor de sinal – na vizinhança.

Mas da mesma forma que é possível visualizar várias redes usando seu aparelho, qualquer pessoa nas imediações também vê a sua rede doméstica, ou do trabalho e dos hotspots públicos.

E esse é o primeiro problema, pois contando com softwares apropriados, uma pessoa que detenha alguns conhecimentos, pode interceptar a comunicação entre seu aparelho e a rede na qual você está se comunicando, afinal as ondas de rádio de todos que estão conectados, são emanadas em todas as direções (analogia das ondas na piscina).

Se não forem adotados certos cuidados, os protocolos envolvidos nessa tecnologia podem expor certas vulnerabilidades do ponto de vista de segurança, e um hacker consegue interceptar a conexão e capturar os dados transmitidos e recebidos.

Sendo assim, é altamente aconselhável não utilizar redes Wi-Fi públicas, especialmente em situações que envolvem privacidade e segurança, como acessos que dependam de uso de credenciais, como login e senha, os quais podem descobertos.

Outra vulnerabilidade associada, são os protocolos de autenticação, normalmente usados para impedir que dispositivos não autorizados se conectem à rede. Há ainda muitos aparelhos antigos e que usam protocolos antigos e inseguros.

Os mais comuns são o Wired Equivalent Privacy (WEP), Wired Protected Access (WPA) e o WPA2, que é um aprimoramento do WPA. Especialmente no caso do WEP, existem falhas de segurança que permitam que em alguns minutos seja possível descobrir os dados de acesso à rede.

Os protocolos de segurança mais atuais como WPA2-PSK AES e WPA3 AES, são mais seguros e robustos em termos de tentativas de violação por ataque de força bruta, uma vez que fornecem criptografia AES de 128 bits para ajudar a garantir a confidencialidade dos dados transferidos via wireless.

Outro problema das redes wireless está relacionado com oscilações e instabilidades. Como vimos, há determinados aparelhos eletrônicos que operam em faixas de frequência iguais as que são usadas em algumas versões, causando interferências que afetam o desempenho e em situações extremas, podem acarretar a perda temporária da conectividade.

E se não bastasse isso, o adensamento de muitos modens / roteadores, como no caso de prédios, pode fazer com que aparelhos próximos causem interferência mútua.

Conclusão

O Wi-Fi é a tecnologia que permite conectividade de muitos usuários e dispositivos, sem a necessidade de cabos a redes domésticas, empresariais ou públicas.