Redes wireless e seus tipos de conexões

Comunicação wireless (sem fios) é um tipo de conexão engloba diversas tecnologias que não utilizam cabos, incluindo Wi-Fi, Bluetooth, 4G LTE, 5G, satélite, infravermelho, NFC e RFID.

O primeiro tipo de conexão wireless da história foi o fotofone, um tipo de telefone que funciona através da transmissão de voz através de feixes de luz.

O fotofone foi inventado por Graham Bell, pai do telefone, em conjunto com seu assistente Charles Sumner Tainter em 1980. Nessa mesma década, o primeiro sistema de código morse via ondas de rádio foi inventado por Guglielmo Marconi.

As principais vantagens das conexões sem fio incluem mobilidade, custo de implementação e facilidade de instalação. Entretanto, há limitações relacionadas a velocidades de transmissão, potência de sinal e custo de implementação.

A seguir, conheça mais sobre diferentes tipos de rede wireless, suas aplicações.

Para que serve uma rede sem fio?

Comunicação: as redes sem fio permitem comunicação de voz e/ou vídeo através de redes celulares e rádio-comunicador.
Entretenimento e informação: através de rádio AM e FM, TV aberta ou TV via satélite;
Acesso à internet: é possível ter acesso à internet graças a roteadores Wi-Fi, internet via rádio, internet via satélite ou redes celulares
Transmissão de dados: as redes wireless podem ser utilizadas para comunicação com sensores, controle remoto, segurança, transferência de arquivos e outras aplicações que envolvem troca de dados.

Como funciona uma conexão sem fio (wireless)?

Conexões wireless utilizam ondas eletromagnéticas para permitir a comunicação entre dispositivos eletrônicos.

Cada tipo de conexão sem fio (Bluetooth, Wi-Fi, infravemelho, entre outras) funciona com um protocolo de comunicação distinto, o que garante que dispositivos transmissores e receptores consigam se entender para estabelecer uma rede wireless.

No caso do Bluetooth, por exemplo, cada versão (Bluetooth 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, Bluetooth 5) tem um conjunto de padrões definidos, com tecnologias específicas, que possibilitam a transmissão de dados com uma determinada velocidade, eficiência e método de segurança.

As tecnologias de comunicação wireless funcionam por meio de um canal (ou canais) de frequência específico. Tais canais funcionam como estradas, que permitem o tráfego de dados.

Existem tecnologias de comunicação sem fio que operam na mesma faixa de frequência, o que pode gerar interferências a depender da configuração e proximidade dos dispositivos.

Por exemplo, o Bluetooth clássico opera na faixa de 2,4 GHz, que também pode ser utilizada por roteadores Wi-Fi.

Quais são os tipos de comunicação sem fio (wireless)?

As comunicações sem fio são divididas em categorias que têm características distintas de transmissão de dados. As principais são:

1. Radiocomunicação

A radiocomunicação permite comunicação sem fios por meio de ondas eletromagnéticas, que podem ser classificadas como ondas curtas de alta frequência ou ondas longas de baixa frequência. O sistema de rádio tem dois componentes básicos: o transmissor e o receptor.

A primeira comunicação wireless via rádio ocorreu em 1895, quando Guglielmo Marconi efetuou a primeira transmissão sem fios de código morse entre a distância de um quilômetro.

Com a evolução da tecnologia, os padrões sem fio foram se aprimorando. As ondas de rádio são utilizadas atualmente por tecnologias como Wi-Fi, RFID, NFC e tecnologias celulares, como 4G LTE e 5G.

2. Wi-Fi

O Wi-Fi é um padrão de redes sem fio compatível com smartphones, tablets, notebooks, TVs, aparelhos de ar-condicionado, entre outros dispositivos eletrônicos. A tecnologia é mantida pela Wi-Fi Alliance e permite que os dispositivos se conectem em uma rede doméstica, corporativa ou mesmo na internet banda larga.

A potência do sinal Wi-Fi depende dos equipamentos utilizados, mas o alcance típico de um hotspot é inferior a 150 metros.

Roteador Wi-Fi 6 TP-Link Archer AX23 (Imagem: Lucas Braga/Tecnoblog)

3. Bluetooth

O Bluetooth é uma tecnologia wireless de curto alcance e está disponível em celulares, tablets, caixas de som, smartwatches, carros, entre outros dispositivos.

Por ter baixas velocidades de transmissão em comparação com outras tecnologias, o Bluetooth é geralmente utilizado para transmissão de áudio, conexão de acessórios e compartilhamento de pequenos arquivos.

Pareamento Bluetooth no Android (imagem: Emerson Alecrim/Tecnoblog)

4. Infravermelho

O Infravermelho é uma tecnologia baseada em radiação eletromagnética com taxas de transmissão muito baixas em comparação com Bluetooth e Wi-Fi. O padrão é muito utilizado em controle remoto de TVs, ar condicionado, aparelhos de som etc.

Nos anos 1990 e 2000 era comum utilizar a tecnologia IrDA, baseada em infravermelho, para transmissão de arquivos entre celulares, PDAs e notebooks.

Atualmente é possível utilizar adaptador infravermelho para uso de controle remoto em smartphones e assistentes de voz, como Amazon Alexa e Google Assistente.

Celular Nokia 6070, com IrDA (Imagem: Everton Favretto/Tecnoblog)

5. RFID

O RFID permite a transmissão de dados via radiofrequência, assim como o NFC. A diferença entre as tecnologias está no alcance, que é maior para o RFID, e na frequência de operação.

Dito isso, o RFID tem aplicações diferentes, sendo bastante usado no rastreamento e identificação de objetos em estabelecimentos comerciais e depósitos.

Tag RFID passiva descartável usada em roupa (imagem: Emerson Alecrim/Tecnolog)

6. NFC

O NFC (Near Field Communication) é um padrão de comunicação sem fios para conexão de dispositivos próximos.

A principal aplicação do NFC é o pagamento por aproximação. A tecnologia está disponível em smartphones, smartwatches e máquinas de cartão, facilitando transações financeiras de forma segura e prática.

Cartão contactless (com NFC) para pagamento por aproximação (imagem: Emerson Alecrim/Tecnoblog)

7. Redes celulares (telefonia móvel)

Redes celulares permitem que smartphones e outros dispositivos móveis e se comuniquem por meio de ondas de rádio, realizando chamadas telefônicas, mensagens de texto e acesso à internet.

Na telefonia celular, as áreas geográficas são divididas em “células”. Cada célula possui uma estação rádio-base (ERB), composta por antenas e outros equipamentos para transmissão e recepção de sinal, que permitem a comunicação entre os aparelhos celulares e a operadora de telefonia.

A evolução das diferentes gerações de redes móveis, como o 3G, 4G e 5G, trouxe inovações no uso das redes celulares, permitindo a conexão à internet de alta velocidade e melhorias em latência, cobertura e estabilidade.

Selecionando o tipo de rede celular no Motorola Moto G 5G Plus (Imagem: Paulo Higa/Tecnoblog)

8. Satélite

A comunicação via satélite funciona por meio de antenas parabólicas, que utilizam frequências de rádio para troca de dados com satélites artificiais posicionados a mais de 500 quilômetros de distância da terra.

Existem diversos usos para o satélite, incluindo TV por assinatura e conexão à internet. A principal vantagem do satélite é o alcance geográfico: dependendo do equipamento, apenas um satélite é capaz de atender toda a área de um continente. No entanto, o satélite tem limitações de largura de banda, latência e alto custo de operação.

Starlink Marítima (imagem: divulgação/SpaceX) — Antena de satélite da Starlink (imagem: Divulgação/SpaceX)

Quais são as categorias de redes sem fio (wireless)?

Rede sem fio é um tipo de infraestrutura que permite a comunicação entre dois ou mais dispositivos sem utilização de cabos. Esse tipo de rede pode ser utilizado para transferência de dados, imagem, vídeo ou som.

Qualquer tipo de tecnologia de comunicação que não tenha cabos pode ser considerada uma rede sem fio, como TV aberta, Wi-Fi, rádio FM, Bluetooth etc.

Existem quatro diferentes categorias de redes sem fio, que se diferenciam principalmente pelo alcance e suas aplicações. São elas: WLAN, WPAN, WMAN e WWAN.

WLAN (Wireless Local Area Network): trata-se da tecnologia com padrão IEEE 802.11, popularmente conhecido como Wi-Fi. Pode ser de curto ou médio alcance, dependendo de como são projetadas e dos equipamentos utilizados. Essa tecnologia pode ser utilizada para conexão à internet, compartilhamento de arquivos e outros tipos de transmissão de dados.
WPAN (Wireless Personal Area Networks): as redes PAN são utilizadas para conexões entre dispositivos próximos do usuário. Normalmente utilizam tecnologias como Bluetooth, ZigBee e IrDA (infravermelho). No entanto, a tecnologia Wi-Fi também pode ser adotada como WPAN graças ao Wi-Fi Direct e hotspot móvel.
WMAN (Wireless Metropolitan Area Networks): são conexões com abrangência metropolitana. As redes WMAN são utilizadas no padrão IEEE 802.16, que recebeu nome comercial de WiMAX ou WirelessMAN. Sua principal vantagem em relação ao Wi-Fi é o funcionamento em longas distâncias, podendo fornecer conexões de banda larga, link dedicado ou conectividade para antenas de celular.
WWAN (Wireless Wide Area Network): é a modalidade utilizada por operadoras de celular, com tecnologia CDMA, GSM, WCDMA (3G), LTE (4G) e 5G. Assim como as WMANs, as WWANs são projetadas para atender uma distância muito superior que as redes locais, como Wi-Fi.

Quais são as vantagens das conexões wireless?

Mobilidade: comunicação wireless é útil para dispositivos portáteis, como smartphones e notebooks, uma vez que não é necessário se prender a um cabo de rede para manter a conexão.
Facilidade de instalação: comunicações sem fio dispensam a necessidade de instalação de cabos, o que facilita o uso e configuração de redes entre smartphones, PCs, impressoras e outros dispositivos eletrônicos.
Escalabilidade: é possível aumentar a capacidade de uma rede de comunicação wireless sob demanda, seja com a adição de novos pontos de acesso como a interligação de outros pontos de acesso sem fio (mesh).
Compartilhamento em grupo: a evolução das tecnologias de comunicação sem fios permite elevar a experiência de compartilhamento de dados em grupo, uma vez que um mesmo transmissor pode emitir um sinal a diversos dispositivos de forma simultânea.

Quais são as desvantagens das conexões wireless?

Interferência: a comunicação wireless está sujeita a interferências de fatores externos que podem comprometer o funcionamento da conexão. Paredes, móveis e outros obstáculos — além de outros dispositivos operando na mesma faixa de frequência — são possíveis causadores de interferências no sinal de uma rede sem fio.
Segurança: por se tratar de uma conexão sem fio, as redes wireless estão sujeitas a acessos não autorizados em caso de quebra de criptografia.
Velocidade de transmissão de dados: redes wireless podem ser mais lentas que redes com cabo Ethernet ou fibra óptica.
Custo: para conexões de curta distância, o uso de cabo Ethernet pode ser financeiramente mais vantajoso devido aos preços elevados de roteadores Wi-Fi e pontos de acesso.

Qual é a diferença entre wireless e Wi-Fi?

Wireless significa sem fio. Essa nomenclatura engloba todas as tecnologias de transmissão sem fio, como redes celulares, rádio, satélite, NFC, RFID, Wi-Fi etc.

Wi-Fi é uma tecnologia de transmissão sem fio, estabelecida pelos padrões do protocolo IEEE 802.11.

Sendo assim, todo Wi-Fi é um tipo de comunicação wireless, mas nem toda comunicação wireless é Wi-Fi.

Posso usar um roteador wireless para configurar uma conexão cabeada?

Sim. Roteadores Wi-Fi geralmente contam com portas Ethernet que permitem usar um cabo de rede para conectar um computador ou outro dispositivo eletrônico compatível. A vantagem desse tipo de conexão costuma ser a maior velocidade de transmissão de dados.

FONTE: tecnoblog