WiFi 2 e 5 Ghz, diferenças, aplicações e problemas.

Introdução

Neste artigo vamos analisar as principais diferenças entre dispositivos WiFi utilizados em casa e nas empresas, conhecidos também como 802.11, que operam nas frequencias de 2 e 5 Gigahertz, sem nos aprofundarmos em termos técnicos mas sim práticos do dia-a-dia.

Principais diferenças entre as duas frequencias

Basicamente o que difere nas duas frequencias é o comprimento da onda de rádio, pois como podem ver, uma é praticamente o dobro da outra. Em termos práticos, isso que dizer que o WiFi 5 Ghz alcança maiores distâncias, enquanto o 2 Ghz tem maior facilidade em transport obstáculos, como paredes, vidros, móveis etc.

Como a frequencia 5 Ghz é maior, também conseguimos atingir maiores velocidades com ela, pois temos mais “ciclos” em um mesmo período de tempo para transmitir dados.

 

Outro ponto a considerar é que temos mais opções de canais em 5 Ghz do que em 2 Ghz. São 23 e 13 canais respectivamente. Em princípio não parece muito, mas apenas 3 canais não se sobrepoem em 2 Ghz (1,6 e 11), enquanto que nenhum dos 23 canais disponíveis em 5 Ghz se sobrepoem, isso é uma grande vantagem quando existem vários equipamentos em uma pequena área.

Abaixo podemos ver os canais disponíveis em 2 e 5 Ghz.

 

Alguns dos canais 5 Ghz (52 a 144) só estão disponíveis em equipamentos mais sofisticados, que possuem a chamada função DFS. Ela permite que equipamentos WiFi compartilhem a mesma frequencia utilizada por radares meteorológicos de efeito doppler. Seu uso e potência também variam de acordo com regulamentações em cada país.

Um exemplo de configuração dos canais quando precisamos cobrir uma área com vários equipamentos é mostrado a seguir. Repare que em 2.4 Ghz os canais são intercalados de forma que dois equipamentos no mesmo canal não interfira um no outro, enquando que em 5 Ghz podemos ter canais adjacentes configurados em equipamentos um ao lado do outro sem problemas.

 

Equipamentos de uso interno e externo (indoor e outdoor) podem ser encontrados em ambas as frequências. Equipamentos indoor são geralmente mais simples, com furos para refrigeração e não podem receber respingos de água nem calor excessivo. Já os outdoor são projetados para operar em situações extremas de temperatura e umidade, pois ficam expostos a ação de sol, vento e chuva, nas torres de telecomunicações e topo de prédios.

O tipo mais comum de antena é chamada “omni”, por distribuir o sinal de forma omni-direcional, em todas as direções. Para uso externo, é mais comum a utilização de antena direcional ou painel-setorial, pois o objetivo é enviar o sinal mais longe e numa única direção. Uma analogia pode ser feita com uma lâmpada ligada no meio da sala, que espalha a luz em todos os sentidos, ou no caso de uma lanterna, quando queremos enxergar mais longe e direcionamos a luz somente para onde queremos iluminar.

 

Fontes de interferência no sinal WiFi

Por ser uma frequência de uso livre, diversos dispositivos “sem fio” utilizam esta faixa, principalmente a de 2 Ghz. Quando o sinal sofre interferência, ocorre retransmissão de dados, uma vez que as informações “se perdem” no caminho, causando lentidão no acesso, instabilidade e até a completa desconexão ao ponto de acesso. Importante ser dito que a interferência não tem como fonte apenas equipamentos que trafegam dados, mas também outros dispositivos eletro-eletrônicos que geram ondas magnéticas, como por exemplo lâmpadas eletrônicas, fornos microondas etc.

O maior problema quando falamos de interferência, é que ela é variável por natureza. Pode ser maior ou menor em diferentes períodos do dia e em diferentes locais. Por exemplo, se um forno microondas é ligado na hora do almoço, pode gerar uma interferência naquele local naquele período, a utilização de um telefone sem fio que opere em 2.4 Ghz pode prejudicar o sinal WiFi no escritório durante o horário comercial, e não intereferir em outro momento do dia, quando não é utilizado.

Alguns exemplos de equipamentos que podem causar interferência no sinal WiFi:

Problemas mais comuns na distribuição do sinal WiFi

Por ser onda de radiofrequência, o sinal WiFi pode ser atenuado e distorcido de várias formas. Além das fontes de interferência que acabamos de ver, existem outras causas para uma cobertura ruim de sinal em determinados pontos de uma casa ou empresa. Vamos analisar algumas delas:

1 – Pessoas são ótimas barreiras de sinal

Cerca de 65% do nosso corpo é composto de água. A água absorve ondas de radiofrequência e por isso pessoas atenuam a intensidade do sinal WiFi. Se medirmos a intensidade do sinal em uma sala vazia, com certeza ela será melhor do que esta mesma sala cheia de pessoas. Existem equipamentos WiFi que são fixados no teto e distribuem o sinal de cima pra baixo, sofrendo menos interferência de pessoas e obstáculos.

2 – Antenas OMNI distribuem o sinal para os lados, não pra cima ou pra baixo

Diversas vezes colocamos o ponto de acesso mais próximo de uma tomada elétrica ou onde o fio alcança. O sinal de antenas omni-direcionais, é irradiado pros lados, como se fosse uma “asa de borboleta”. Os equipamentos mais simples que utilizamos em casa precisam ficar com a antena sempre na vertical por causa de algo chamado “polarização”, e de preferência no mesmo plano que os dispositivos clientes. As antenas possuem articulações para sempre ficarem na vertical, independente de como o equipamento esteja fixado, e não para serem colocadas na diagonal, horizontal ou qualquer outra posição.

 

 

3 – Outras barreiras de sinal

Praticamente qualquer tipo de material funciona como atenuador do sinal WiFi, alguns mais, outros menos. O cenário ideal para utilização do WiFi seria um campo aberto, sem nenhum obstáculo nem interferência, tanto que as especificações de alcançe dos aparelhos são baseadas neste cenário hipotético. Se determinado equipamento diz que possui alcançe de 100 metros, na prática podemos considerar 1/3 desta distância no mundo real, ou cerca de 33 metros no nosso exemplo.

Quando existem obstáculos entre o ponto de acesso e dispositivos clientes, devemos considerar a existência de áreas de “sombra” do sinal, dependendo da quantidade e tipo de material que ele precisa atravessar. Por isso algumas regiões podem ter um sinal melhor do que outras dentro do mesmo ambiente como ilusra a imagem abaixo.

 

4 – Utilize a antena certa, com a potência correta

O erro mais comum quando falamos de WiFi é pensar que um sinal ruim pode ser resolvido colocando uma antena maior, ou um equipamento mais potente.

Desde os tempos da TV preto & branco, era comum vermos pedaços de arame, bombril, papel alumínio e outras “gambiarras” para melhorar o sinal. Acontece que uma televisão ou rádio apenas recebe o sinal enviado pela torre de transmissão, e não precisa enviar nenhuma informação de volta para elas, ou seja, é uma comunicação unidirecional.

Já no WiFi, para cada pacote de dados recebido no dispositivo cliente, outro pacote precisa ser enviado ao transmissor dizendo “ok, o pacote foi recebido e está completo”, ou seja, é uma comunicação bi-direcional. Isso acontece milhares de vezes por segundo e garante que não haja perda de informações entre as duas pontas. Quando o transmissor, neste caso o ponto de acesso, não recebe resposta do receptor, um smart-phone por exemplo, o pacote é retransmitido.

Sabendo como funciona a comunicação WiFi, é fácil perceber que nada adianta ter uma antena enorme, com um equipamento super-potente que consegue enviar o sinal a 20 quilômetros de distância se nosso smartphone ou computador possui uma antena pequena e potência suficiente para transmitir apenas 30 metros por exemplo. O sinal vai da “ponta A até a ponta B”, mas a “ponta B não consegue enviar pra ponta A”, ou seja, a comunicação bi-direcional não funciona.

Por isso é importante utilizar antena direcional ou setorial quando precisamos de sinal apenas em uma determinada região. Geralmente a potência de transmisão do sinal (TX power) baixa ou média é suficiente na maioria dos casos. Perceba que uma antena maior além de transmitir o sinal mais longe, também capta mais interferência a sua volta do que uma antena pequena.

5 – Utilize o equipamento certo, para a aplicação correta

No mundo WiFi existem os mais diversos fabricantes, cada um com dezenas de modelos de equipamentos. O importante para uma implantação WiFi sem “dores de cabeça” é saber qual equipamento comprar. Equipamentos para uso doméstico são totalmente diferentes dos corporativos. Equipamentos domésticos custam uma fração do preço, mas suportam poucos usuários conectados simultâneamente, pois possuem pouca memória e processamento, na maioria das vezes não passando de 4 ou 5 dispositivos conectados simultaneamente. Também não possuem grande capacidade de tráfego de dados e pacotes por segundo (PPS), necessário para um uso intenso de Internet ou rede local.

Por outro lado, os equipamentos corporativos são mais robustos, dimensionados para centenas de dispositivos conectados ao mesmo tempo sem perda de performance. Além disso, possuem funções de gerenciamento centralizado e alimentação elétrica através do próprio cabo de rede, chamada PoE, o que facilita sua instalação em locais sem rede elétrica no local. Por conta destas diferenças, possuem custo mais elevado.

Também é necessário adquirir equipamentos para uso externo quando estes ficam em áreas expostas às condições climáticas, como jardins, áreas de lazer abertas, terraços, sacadas etc.

Conclusão

Esperamos com este artigo esclarecer algumas dúvidas e explicar de forma simples a origem dos principais problemas encontrados na implantação de redes WiFi em empresas e residências.

A implantação de uma solução WiFi de qualidade requer conhecimentos específicos para especificação e implantação dos equipamentos para cada aplicação, não existindo uma regra simples que se aplique a todos os cenários. A DMESG trabalha com equipamentos WiFi corporativos de marcas líder no mercado e possui profissionais qualificados para implantação de redes WiFi em empresas de todos os portes.