Análise da interferência mútua entre redes IEEE 802.11 e IEEE 802.15.4

Abstract

Atualmente, tem-se registrado um aumento constante na utilização de redes sem fio para controle e automação de processos nos mais variados ambientes. Nesses processos, as padronizações IEEE 802.11 e IEEE 802.15.4 figuram entre as redes de maior utilização. Porém, estes padrões de rede podem utilizar a mesma faixa de frequência para transmitir seus dados, ou seja, a faixa ISM de 2,400GHz à 2,480GHz. Essa banda é dividida em 11 canais no IEEE 802.11 e em 15 canais no IEEE 802.15.4, existindo sobreposição de canais em muitas situações. Entre os efeitos das interferências geradas pela transmissão em canais sobrepostos está o aumento no número de colisões e em seguida a perda de pacotes. Esses efeitos são altamente impactantes nas taxas de transferência das tecnologias supracitadas. Sendo assim, este Trabalho de Conclusão de Curso tem por objetivo avaliar experimentalmente a interferência mútua quando da operação simultânea de dispositivos IEEE 802.11 e IEEE 802.15.4 que compartilham um determinado ambiente. Primeiramente é realizada uma revisão bibliográfica com o objetivo de fundamentar o estudo das redes sem fio e ao aprofundamento de questões próprias da padronização IEEE 802. Na sequência, apresentam-se os cenários montados e os resultados obtidos, onde contatou-se que ocorre interferência mútua nos casos de transmissão em canais sobrepostos, diminuindo as taxas de transmissão e aumentando o número de mensagens perdidas, efeito que não é registrado quando os dispositivos operam em canais livres de sobreposição.

Currently, there has been a constant increase in the use of wireless networks for control and automation processes in diverse environments. In this process, the IEEE 802.11 and IEEE 802.15.4 standardization remain between the most used networks. However, these standards can use the same frequency band to transmit their data, i.e., the ISM band 2.400 GHz to 2.480 GHz. This frequency band is divided in 11 channels in IEEE 802.11 and IEEE 802.15.4 in 15 channels, with overlapped channels in many situations. Among the effects of interference generated by overlapping transmission channels is the increase in the number of collisions and followed by packet loss. These effects are highly impactful in the transfer rates of the above mentioned technologies. The main objective this work is to evaluate the mutual interference of IEEE 802.11 and IEEE 802.15.4 networks, when they are sharing the same communication area, through an experimental assessment. Firstly, a bibliographic review that shows how wireless networks works is done, followed by a description of IEEE 802 standard. Afterwards, the scenarios are described and it is showed the experimental results, that demonstrates the mutual interference occurring in cases of overlapping transmission channels, decreasing transmission rates and increasing the number of lost messages, an effect that is not registered when devices operate on free channels overlapping.